BAB 2TINJAUAN PUSTAKA2.1 DurianDurian (Durio zibethinus)
merupakan buah yang berasal asli dari Asia Tenggara yakni hutan
Malaysia, Sumatra dan Kalimantan dengan pusat keragaman berada di
Kalimantan, kemudian tanaman ini mulai menyebar ke arah barat,
yaitu ke Thailand, Birma, India, dan Pakistan. Di Indonesia sendiri
budidaya durian tersebar berbagai daerah, dengan sentra produksi
andalan adalah Nangroe Aceh Darussalam, Sumatera Utara, Sumatera
Barat,Sumatera Selatan, Jambi, Lampung, Banten, Jawa Barat, Jawa
Tengah, Jawa Timur, Kalimantan Barat, Kalimantan TImur, dan
Sulawesi Selatan. (Sobir, Rodame, 2010)Taksonomi tanaman Durian
adalah sebagai berikut:Kingdom: Plantae (tumbuh-tumbuhan)Divisi:
Spermatophyta (tumbuhan berbiji)Subdivisi: Angioespermae (biji
tertutup)Kelas: Dicotyledonae (biji berkeping dua)Ordo:
BombacalesFamili: BombacaceaeGenus: DurioSpesies: Durio zibethinus
Murr.(Bernard.T Wahyu, 2008)Hampir seluruh provinsi yang ada di
Indonesia memproduksi buah Durian dengan jumlah yang beragam,
berikut adalah tabel produksi Durian tahun 2013 setiap provinsi
.ProvinsiJumlah
Aceh13 934
Sumatera Utara79 993
Sumatera Barat55 046
R i a u4 835
J a m b i12 146
Sumatera Selatan23 736
Bengkulu14 272
Lampung26 519
Kep. Bangka Belitung2 726
Kepulauan Riau1 196
DKI Jakarta180
Jawa Barat52 845
Jawa Tengah69 549
DI Yogyakarta7 327
Jawa Timur177 926
Banten15 062
B a l i8 342
Nusa Tenggara Barat4 287
Nusa TenggaraTimur969
Kalimantan Barat13 798
Kalimantan Tengah12 500
Kalimantan Selatan12 044
Kalimantan Timur9 967
Sulawesi Utara5 079
Sulawesi Tengah996
Sulawesi Selatan52 393
Sulawesi Tenggara6 159
Gorontalo961
Sulawesi Barat2 774
M a l u k u1 252
Maluku Utara258
Papua Barat0
Papua612
Indonesia689 683
Sumber: Badan Pusat Statistik, 2013
2.2 Biji DurianBiji durian merupakan salah satu bagian dari
tanaman utuh durian yang terdapat di dalam buah durian yang
terbalut daging buah durian. Biji durian berbentuk bulat-bulat,
berkeping dua, berwarna putih kekuning-kuningan atau coklat muda.
Tiap rongga terdapat 2-6 biji atau lebih. Biji durian merupakan
alat atau bahan perbanyakan tanaman secara generatif, terutama
untuk batang bawah pada penyambungan (Rukmana (1996) dalam Denny
(2014)).Biji terbungkus oleh daging buah, dimana daging buah
tersebut strukturnya tipis sampai tebal yang berwarna putih, kuning
atau kemerah-merahan dan merah tembaga. Biji durian berbentuk bulat
telur sampai lonjong (Barus dan Syukri (2008) dalam Denny
(2014)).Selama ini, bagian buah durian yang lebih umum dikonsumsi
adalah bagian salut buah atau dagingnya. Persentase berat bagian
ini termasuk rendah yaitu hanya 20-35%. Hal ini berarti kulit
(60-75%) dan biji (5-15%) belum termanfaatkan secara maksimal.
Umumnya kulit dan biji menjadi limbah yang hanya sebagian kecil
dimanfaatkan sebagai pakan ternak, malahan sebagian besar dibuang
begitu saja. Biji durian mentah tidak dapat dimakan karena
mengandung asam lemak siklopropena yang beracun. Sebagian kecil
masyarakat mengkonsumsi bijinya dengan cara dibakar, dikukus atau
direbus. Setiap 100 gr biji durian yang dimasak mengandung 51,1 gr
air, 46,2 gr karbohidrat, 2,5 gr protein dan 0,2 gr lemak. Kadar
karbohidratnya ini lebih tinggi dibanding singkong 34,7% ataupun
ubi jalar 27,9%. (Aji,2010)
2.3 PatiPati merupakan polisakarida yang melimpah di alam.
senyawa ini dipisahkan menjadi dua fraksi utama jika ditriturasi
dengan air panas, yaitu fraksi yan larut disebut amilosa, dan
fraksi yang tidak larut disebut amilopektin. Amilosa dan amilopektn
berperan dalam menentukan sifat suspensi pati dalam air. Amilosa
tidak mudah larut dengan air dingin tapi kelarutannya meningkat
dengan pemanasan. Hal ini terjadi karena retrogadasi (terbentuknya
ikatan hidrogen antar gugus-OH) molekul amilosa yang berdekatan
dalam larutan . Amilopektin lebih stabil dan tidak teretrogadasi
sehingga tidak larut dalam air panas (Fessenden dalam Fita,
2012)
2.3.1 Penyusun PatiAmilosa merupakan molkul polimer linear dari
a-D-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4. Pada satu molekul
terdapat 100 - 1000 satuan glukosa. Hidrolisis lengkap amilosa
menghasilkan D-glukosa. Hidrolisis parsial hanya menghasilkan satu
macam disakarida yaitu maltosa.Amilosa memiliki kemampuan untuk
membentuk kompleks dengan iod karena molekul amilosa membentuk
spiral disekeliling molekul I2. Kompleks iod-amilosa ini
menghasilkan warna biru tua khas yang intensitasnya tergantung dari
panjang rantai. Warna ini merupakan dasar untuk menguji adanya pati
(Kearsley dalam Fita, 2012)
(sumber : Peter A. Meyes, (1983) dalam Damin (2008))Amilopektin
mempunyai rantai yang bercabang dengan bobot molekul
50.000-1.000.000. Seperti halnya amilosa, polisakarida ini
merupakan polimer a-D-glukosa. Ikatan glikosida pada rantai yang
tidak bercabang terjadi antara atom C1 dan atom C4, sedangkan
ikatan glikosida pada cabang terjadi antara atom C1 dan atom C6.
Amilopektin dengan penambahan natrium memberikan warna merah kotor
sampai lembayung.
(sumber : Peter A. Meyes, (1983) dalam Damin (2008))
Hidrolisis amilum dengan asam mineral encer akan menghasilkan
molekul-molekul glukosa. Namun bila amilum dihidrolsis dengan
amilase, bukan glukosa yang diperoleh , tetapi maltosa. Hidrolisis
amilum oleh pengaruh enzim amilase menjadi molekul-molekul maltosa
tidak berjalan spontan, tetapi bertahap dengan hasil-antara berupa
dekstrin. Tiga buah dekstrin yang penting sebagai hasil-antara
hidrolisis amilum adalah amilodekstrin, yang dengan iodium
memberikan warna ungu; eritrodekstrin, yang dengan iodium
memberikan warna merah; dan akrodekstrin, yang dengan iodium tidak
memeberikan warna. Tidak seluruh amilum dapat diubah menjadi
maltosa oleh pengaruh enzim amilase. (Damin, 2008)2.3.2 Hidrolisis
PatiHidrolisis pati dapat dilakukan dengan cara hidrolisis dengan
katalis asam, kombinasi asam dengan enzim serta kombinasi enzim
dengan enzim. Hidrolisis pati dengan asam memerlukan suhu yang
tinggi yaitu 120-160'C. Asam akan memecah molekul pati secara acak
dan gula yang dihalkan sebagian besar adalah gula pereduksi. Pada
tahap pertama hidrolisis dilakukan dengan katalis asam samapai
mencapai nilai derajat konversi sekitar 40-50%. Hidrolisis dengan
kombinasi asam dan enzim akan mencapai nilai dekstrosa yang
dikehendaki sebesar 62% setelah dinetralkan, dijernihkan dan
dihidrolisis dengan enzim dengan memanfaatkan mikroorganisme
(Judoamidjojo (1990) dalam Nasrullah (2009))Penggunaan asam dalam
hirolisis memiliki kelebihan yaitu lebih mudah dalam proses karena
tidak dipengaruhi oleh berbagai faktor, hidrolisis terjadi secara
acak dan waktu lebih cepat (Wirakartakusumah (1981) dalam Ega
(2002) dalam Nasrullah (2009))Untuk proses hidrolisis yang
mengandung ikatan glikosidik pada ikatan a-1,4 digunakan katalis
enzim -amilase. Enzim -amilase adalah endoenzim yang bekerja
memutus ikatan a-1,4 secara acak dibagian tengah atau bagian dalam
molekul polisakarida baik pada amilosa maupun amilopektin.
Hidrolisis pati oleh enzim -amilase menghasilkan molekul-molekul
kecil seperti pada maltosa, maltotriosa, glukosa dan -limit
dekstrin. Terbentuknya molekul dekstrin disebabkan masih adanya
ikatan -1,6 yang tidak dapat dipecah -amilase. (Fita,
2012)Kelebihan hidrolisis dengan enzim yaitu reaksi hidrolisis yang
terjadi dapat beragam, kondisi proses yang digunakan tidak ekstrim,
seperti suhu sedang dan pH menekati netral, tingkat konversi lebih
tinggi, polutan lebih rendah dan rekasi yang spesifik (Judoamidjojo
et al (1989) dalam Nasrullah (2009))Hasil hidrolisis enzim pemecah
pati dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya jenis pati,
kandungan amilosa dan amilopektin pati, kondisi lingkungan enzim
meliputi suhu, pH dan konsentrasi substrat maupun enzim dan
perlakuan pendahuluan enzim sebelum hidrolisis (Mizokami et al
(1994) dalam Nasrullah (2009)).
Gambar: Tahapan Hidrolisis Amilum menjadi Glukosa
(Koestermans(1955)dalam Damin(2008))
2.4 EnzimEnzim merupakan senyawa protein yang dapat
mengkatalisis seluruh reaksi kimia dalam sistem biologis. Enzim
dapat mempercepat reaksi biologis, dari reaksi yang sederhana,
sampai ke reaksi yang sangat rumit. Enzim bekerja dengan cara
menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi sehingga
mempercepat proses reaksi. Percepatan reaksi terjadi karena enzim
menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan
mempermudah terjadinya reaksi. Enzim mengikat molekul substrat
membentuk kompleks enzim substrat yang bersifat sementara dan lalu
terurai membentuk enzim bebas dan produknya (Lehninger (1995) dalam
Rosi (2012))E = S ES E + PE = enzim S = substrat P= ProdukEnzim
memiliki keunggulan sifat, antara lain mempunyai aktivitas yang
tinggi, efektif, spesifik dan ramah lingkungan (Lidya dan Djenar
(2000) dalam Rosi). Hal inilah yang menyebabkan reaksi yang
dikatalisis secara enzimatik menjadi lebih efisien dibandingkan
dengan reaksi yang dikatalisis oleh katalis kimia (August, 2000
dalam Rosi, 2012).Enzim mempunyai kekhususan aktivitas, yaitu
peranannya sebagai katalis hanya terhadap satu reaksi atau beberapa
reaksi yang sejenis saja. Jadi dapat melibatkan beberapa jenis
substrat (Winarno, 1986). Sifat spesifik (spesifisitas enzim)
didefinisikan sebagai kemampuan suatu enzim untuk
mendiskriminasikan substratnya berdasarkan perbedaan afinitas
substrat-substrat untuk mencapai sisi aktif enzim (August, 2000
dalam Rosi 2012). Sifat spesifinitas ini dapat dimanfaatkan untuk
tujuan reaksi atau jenis produk yang diharapkan. Sifat ini sangat
menguntungkan karena tidak akan dijumpai reaksi-reaksi samping,
sehingga lebih ramah lingkungan.Berdasarkan tempat bekerjanya,
enzim dapat dibedakan dalam 2 golongan, yaitu endoenzim dan
ektoenzim. Endoenzim disebut juga enzim intraseluler, dihasilkan di
dalam sel yaitu pada bagian membran sitoplasma dan melakukan
metabolisme di dalam sel. Ektoenzim (enzim ekstraseluler) merupakan
enzim yang dihasilkan sel kemudian dikeluarkan melalui dinding sel
sehingga terdapat bebas dalam media yang mengelilingi sel dan
bereaksi memecah bahan organik tanpa tergantung pada sel yang
melepaskannya (Soedigdo, 1988). Salah satu contoh dari enzim
ektoenzim adalah enzim Amilase (Kusnadi dkk, Tt) Jenis enzim yang
banyak digunakan di industri antara lain amilase, protease,
katalase, isomerase dan penicillin asilase. (Crueger dan Crueger
,1984 dalam Rosi, 2012).
2.4.1 Faktor yang Mempengaruhi Hidrolisis EnzimKonsentrasi dan
kualitas substrat, metode perlakuan awal yang digunakan, aktivitas
enzim dan kondisi hidrolisis seperti temperatur, pH, dan mixing
adalah faktor-faktor utama yang mempengaruhi hidrolisis
enzimatis.Temperatur dan pH optimum hidrolisis enzim tidak selalu
sama, tergantung pada bahan baku, mikroorganisme penghasil enzim,
dan durasi hidrolisis. (Taherzadh dan Krimi, 2007 dalam Fita,
2012)Salah satu faktor utama yang mempengaruhi konsentrasi produk
dan laju reaksi hidrolisis enzim adalah konsentrasi substrat dalam
larutan. Konsentrasi substrat yang terlalu tinggi dapat menjadi
inhibitor bagi enzim, dan juga dapat menghambat proses pencampuran
dan perpindahan massa.Rasio enzim dan substrat yang digunakan
adalah faktor lain yang juga mempengaruhi hidrolisis enzim.
Penambahan konsentrasi enzim pada level tertentu akan meningkatkan
laju rekasi dan produk yang harus dihasilkan. Inhibisi rekasi
hidrolisis enzim dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu competitive
inhibition, non-competitive inhibition dan substrate inhibittion
(Fita, 2012)a) Competitive inhibitionMekanisme inhibisi ini terjadi
jika di dalam larutan terdapat senyawa yang mirip dengan substrat.
Kedua senyawa ini bersaing untuk menempati active site enzim. Saat
substrat bergabung dengan enzim, akan terjadi reaksi dan terbentuk
produk. Jika senyawa yang mirip substrat yang bergabung, tidak
terjadi reaksi melainkan menyebabkan laju reaksi menurun karena
jumlah reaksi yang terbentuk semakin sedikit.b) Non-competitive
inhibitionAda beberapa teoriyang berkaitan dengan mekanisme non
competitive inhibition. Yang pertama adalah senyawa inhibitor tidak
berikatan dengan active site melainkan dibagian lain enzim.
Pengaruh ikatan senyawa ini dengan enzim bergantung sepenuhnya pada
konsentrasi inhibitor dan tidak akan dipengaruhi oleh konsentrasi
substrat. Jika inhibitor telah berikatan dengan enzim, meskipun
bukan active site, dapat membuat enzim tidak berfungsi lagi.Teori
kedua adalah inihibitor bekerja dengan menghalangi active site.
Teori lainnya yait keberadaan senyawa inhibitor mengubah struktur
tiga dimensi enzim dan menyebabkan active site tidak cocok lagi
dengan substrat. Akibatnya, active site tidak lagi dapat digunakan
sebagai tempat terjadnya reaksi enzimatis.c) Substrate
inhibitionPenambahan konsentrasi substrat pada level tertentu dapat
menurunkan laju reaksi. Hal ini karena begitu banyaknya substrat
yang menyebabkan persaingan antar substrat untuk menempati active
site enzim. Sehingga tidak ada substrat yang dapat menempatinya dan
reaksi tidak terjadi. (Fita, 2012)
2.4.2 Enzim AmilaseAmilase adalah enzim hidrolase glikosida yang
mengkatalisis pemecahan pati menjadi gula. Amilase merupakan salah
satu enzim yang paling penting dalam bioteknologi saat ini (Souza
et al, 2010; Elhadi et al, 2011 ; Henny, 2013). Amilase merupakan
enzim yang memecah pati yang diproduksi oleh berbagai jenis mahluk
hidup seperti dari bakteri, jamur, tumbuhan, manusia (Pandey et al,
2000 ; Arunsasi et al 2010; Henny, 2013). Amilase mewakili sekitar
30% dari produksi enzim industri di seluruh dunia (Van Der Maarel
et al., 2002 ; Stefan, 2009; Henny, 2013). Amilase telah diturunkan
dari beberapa jamur, ragi, bakteri dan actinomycetes. Akan tetapi,
enzim dari jamur dan bakteri merupakan sumber yang dominan pada
sektor industri.Secara umum amilase dibedakan menjadi tiga
berdasarkan pemecahannya dan letak ikatan yang dipecah, yaitu alfa
amilase (a-1,4- glucan glucanohydrolase, EC 3.2.1.1) (Indrawati,
2006), beta amilase dan gamma amilase. Enzim a- amilase merupakan
endoamilase yang memecah ikatan glikosida secara acak dari tengah
atau bagian dalam molekul pati sehingga menghasilkan oligo sakarida
yang bercabang atau lurus (Purbawani, 2006). Enzim a-amilase yang
memotong ikatan a-1,4 amilosa dan amilopektin degan cepat pada
larutan pati kental yang telah mengalami geltinasi. Proses ini
biasanya disebut juga sebagai proses liquifikasi pati. Produk akhir
yang dihasilkannya adalah dekstrin beserta sejumlah kecil glukosa
dan maltosa. Alfa amilase akan menghidrolisis ikatan a-1,4
glikosida pada polisakarida dengan hasil degadrasi secara acak
dibagian tengah atau bagian dalam molekul.Enzim beta amilase dan
gamma amilase termasuk eksoamilase yang memecah ikatan glikosida
dari ujung nonpereduksi sehingga menghasilkan rantai yang lebih
pendek (Purbawani, 2005). Enzim B-amilase atau disebut juga a-1,4
glukoanmaltohidrolase bekerja pada ikatan a-1,4 glikosida dengan
menginversi konfigurasi posisi atom C(I) atau C nomor 1 molekul
alfa menjadi molekul beta. Enzim ini memutus ikatan maltosa dari
ujung nonpereduksi pada rantai polisakarida.Gamma amilase atau yang
dikenal sebagai amiloglukosidase meruakan enzim dengan nama lain
a-1,4 glukohidrolase. Enzim ni menghidrolisis ikatan glukosida
a-1,4 tetapi hasilnya. Enzim ni menghidrolsis ikatan glukosida
a-1,4 tetapi hasilnya merupakan beta glukosa yang mempunyai
konfigurasi yang berlawanan dengan hasil hidrolisi oleh enzim
a-amilase. Selain itu enzim ini dapat menghidrolisis ikatan
glikosida a-1,6 dan a-1,3 tetapi dengan laju yang lebih lambat
dibandingkan dengan hidrolisis ikatan glikosida a-1,4. Kelompok
amilase yang dihasilkan oleh kapang dan banyak diteliti adalah
a-amilase amiloglukosidase.(Fita, 2012)2.5 Saccharomyces
CereviciaeKhamir merupakan makhluk hidup yang termasuk kedalam
kerajaan Fungi (Jamur) dengan divisi Ascomycota (fungi kantung)
yang bereproduksi secara aseksual melibatkan pertunasan (budding).
Satu sel khamir tunggal bisa berfungsi dengan sel lain dari galur
perjodohan yang berbeda untuk membentuk sel diploid. (George dan
George, 2006)Khamir bersifat anaerobik fakultatif yang artinya
mampu hidup dalam keadaan aerob ataupun anaerob. Suhu maksimum
pertumbuhan Khamir antara 36-37oC, dan suhu minimumnya 9-11oC
(Judoamidjojo (1992) dalam Fita (2009)). Pertumbuhan maksimum
biasanya terjadi sampai hari ketiga dan mulai mengalami penurunan
sampai hari ketujuh (Walker (1995) dalam Fita (2012))Khamir yang
memproduksi askospora termasuk dalam golongan Ascomycetes.
Saccharomycess cereviseae adalah khamir yang digunakan untuk
fermentasi alkohol (Muslimin (1996) dalam Riswan (2009)).
Saccharomycess cereviseae merupakan salah satu khamir yang telah
dikenal memiliki daya konversi gula menjadi etanol. Khamir ini
memiliki enzim zimase dan invertase. Enzim invertase berfungsi
sebagai pemecah sukrosa menjadi monosakarida (glukosa dan
fruktosa). Enzim zimase akan mengubah glukosa menjadi etanol
(Judoamidjojo (1989) dalam Narsullah (2009))Saccharomycess
cereviseae termasuk famili dari Saccharomycetcae dengan genus
Saccharomyces (Moselio,2009). Saccharomycess cereviseae mempunyai
bentuk sel bundar, oval atau elongasi. Berkembang biak secara
vegetatif dengan membentuk tunas dan membentuk spora aseksual pada
askus 1 - 4 spora dengan bentuk yang beragam. Reproduksi generatif
berlangsung dengan konjugasi isogami maupun heterogami (Pelczar, et
al.,(1983) dalam Fita (2012))
Taksonomi dari Saccharomyces Cereviciae sebagai berikut
:Kingdom: FungiDivisi: AscomycotaSubdivisi: AscomycotinaKelas:
HemiascomyceteOrdo: EndomycetalesFamili:
SaccharomycetacaeSubfamili: SaccharomyetoideaeGenus:
SaccharomycesSpesies: cerevisiae(Moselio,2009)
2.5.1 Pertumbuhan KhamirBila suatu sel mikroorganisme
ditempatkan dalam suatu medium yang mengandung nutrisi yang
diperlukan untuk pertumbuhan mikroorganisme di dalam suatu sistem
tertutup (batch system) maka pola pertumbuhannya mengikuti fase
fase-fase tertentu.Setiap jenis mikroorganisme memiliki kekhas
kekhas-an tersendiri,pertumbuhan sel untuk Khamir adalah 90-120
menit (Marlia, Tt)
2.5.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan
KhamirSaccharomycess yang merupakan khamir atau ragi adalah
mikroorganisme yang pertumbuhannya dalam suatu media dipengaruhi
oleh beberapa faktor tertentu.Faktor-faktor yang mempengaruhi
pertumbuhan mikroba dalam bahan pangan dapat bersifat fisik, kimia,
biologis. Faktor-faktor tersebut meliputi :1. Faktor Intrinsik,
merupakan sifat-sifat fisik, kimia, dan struktur yang dimiliki oleh
bahan pangan itu sendiri, berupa :
a. Kandungan nutrisiFungsi utama nutrisi adalah sebagai sumber
energi, bahan pembentuk sel, dan aseptor electron di dalam aksi
yang menghasilkan energi. Nutrisi yang diperlukan oleh mikroba
meliputi air, sumber energi, sumber karbon, sumber nitrogen, sumber
aseptor electron, sumber mineral, dan factor tumbuh. b. Nilai
pHHampir semua mikroba tumbuh pada tingkat pH yang berbeda.
Sebagian besar bakteri tumbuh pada pH dibawah 5,0 dan diatas 8,0
bakteri tidak dapat tumbuh dengan baik. Sebaliknya, khamir menyukai
pH 4,0-5,0 dan dapat tumbuh pada kisaran pH 2,5 - 8,5. Oleh karena
itu khamir dapat tumbuh pada pH rendah dimana pertumbuhan bakteri
terhambat. Untuk pertumbuhan kapang memerlukan pH optimum antara
5,0 - 7,0 tetapi seperti halnya khamir, kapang masih dapat hidup
kisaran pH yang luas, yaitu antara pH 3,0 - 8,5. c. Aktivitas Air
(aw) Pertumbuhan dan metabolisme mikroba memerlukan air dalam
bentuk yang tersedia. Air yang dimaksudkan adalah air bebas atau
air yag tidak terikat dalam bentuk ikatan dengan komonen-komponen
penyusun bahan pangan lain. Oleh karena itu, besarnya kadar air
suatu bahan pangan bukan merupakan parameter yang tepat untuk
menggambarkan aktivits mikroba pada bahan pangan. Aktiviitas kimia
air atau sering diistilahkan aktivitas air ( water activity = aw )
merupakan parameter yang lebih tepat untuk mengukur aktivitas
mikroba pada bahan pangan. 2. Faktor Ekstrinsik, factor-faktor
ekstrinsik yang berpengaruh terhadap kehidupan mikroba, antara lain
suhu, kelembaban, dan susunan gas di atmosfir. a. Suhu Suhu
merupakan factor fisika yang sangat peting pengaruhnya terhadap
pertumbuhan dan kegiatan mikroba. Suhu dapat mempengaruhi lamanya
fase lag, kecepatan pertumbuhan, konsentrasi sel, kebutuhan
nutrisi, kegiatan enzimatis, dan komposisi sel. Berdasarkan kisaran
pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi empat, yaitu
thermofil, mesofil, psikhrofil, dan psikhotrof. Semua mikroba
pathogen dan sebagian besar mikroba penyebab kerusakan pangan
tergolong dalam kelompok mikroba mesofil. b. Kelembaban Udara
RelatifKelembaban udara relative berhubungan dengan aktifitas air
(aw). Pangan yang mempunyai nilai aw rendah apabila ditempatkan
pada lingkungan yang mempunyai kelembaban udara relative tinggi
akan mudah menyerap air. Semakin banyak air yang diserap akan
meningkatkan nilai aw sehingga pangan tersebut mudah dirusak oleh
bakteri. 3.Susunan Gas di Atmosfir Berdasarkan kebutuhan oksigen
sebagai aseptor electron, mikroba dapat dibedakan menjadi 2
golongan, yaitu mikroba aerob dan mikroba anaerob. Mikroba aerob
adalah mikroba yang dapat menggunakan oksigen sebagai sumber
aseptor electron terakhir dalam proses bioenerginya. Sebaliknya,
mikroba anaerob adalah mikroba yang tidak dapat menggunakan oksigen
sebagai sumber aseptor electron dalam proses bioenerginya. 3.
Faktor Implisit, faktor-faktor implisit yang berpengaruh terhadap
pertumbuhan mikroba adalah sinergisme dan antagonisme , yakni:a.
Sinergisme adalah kemampuan dua atau lebih organisme untuk
melakukan perubahan (biasanya peruubahan kimia), dimana tanpa
adanya kerja sama diantaranya, masing-masing organisme itu tidak
dapat melakukannya sendiri. Faktor-faktor yang berkaitan dengan
sinergisme adalah nutrisi, perubahan nilai ph, perubahan potensial
redoks, perubahan aktivitas air (aw), penghilang zat anti mikroba,
dan kerusakan struktur biologis. b. AntagonismeKematian atau
terhambatnya pertumbuhan suatu organisme yang disebabkan oleh
organisme pertama disebut antagonisme. Faktor-faktor yang
mempengaruhi antagonisme antara lain, penggunaan nutrisi, perubahan
nilai pH, perubahan potensial redoks, pembentukan zat zat anti
mikroba dan bakteriofag. 2.6.4. Faktor Pengolahan Mikroba spesifik
yang terdapat di dalam bahan bahan pangan dapat dikurangi jumlahnya
oleh berbagai jenis metode pengolahan atau oengawetan pangan.
Jenis-jenis pengolahan/pengawetan pangan yang berpengaruh terhadap
kehidupan mikroba antara lain suhu tinggi, suhu rendah, penambahan
bahan pengawet, dan irradiasi.(Nurwantoro, 1997 dalam, anonim)2.6
BioetanolBioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia, tidak berwarna,
larut dalam eter, air, aseton, benzen, dan semua pelarut organik,
memiliki bau khas alkohol, terbuat dari proses fermentasi gula dari
sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Bioetanol
dibuat dengan bahan baku bahan bergula seperti tebu, nira aren,
bahan berpati seperti jagung, dan ubi-ubian, bahan berserat yang
berupa limbah pertanian.Etanol banyak digunakan sebagai pelarut,
germisida, minuman, bahan anti beku, bahan bakar, dan senyawa
sintetis antara senyawa-senyawa organic lainnya. Etanol sebagai
pelarut banyak digunakan dalam industri farmasi, kosmetika, dan
resin maupun laboratorium. Di Indonesia, industri minuman merupakan
pengguna terbedar etanol, disusul berturut-turut oleh industri asam
asetat, industri farmasi, kosmetika, rumah sakit, dan industri
lainnya. Sebagai bahan baku, etanol digunakan untuk pembuatan
senyawa asetaldehid, butadiene, dietil eter, etil asetat, asam
asetat, dan sebagainya.Penggunaan etanol sebagai bahan bakar, juga
mempunyai prospek yang cerah. Etanol dapat digolongkan sebagai
bahan yang dapat diperbaharukan, karena dapat dibuat dari bahan
baku yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Etanol murni (100%) dapat
digunakan sebagai pencampur pada bensin (gasoline). Etanol
mempunyai angka oktan yang cukup tinggi, sehingga dapat digunakan
untuk menaikkan angka oktan. (Agung & Sherviena, 2010)
2.6.1 Proses ProduksiBioethanol yang merupakan etanol yang
terbuat dari biomassa yang mengandung komponen pati atau selulosa,
dibuat memlalui proses biologi (Prihandana (2007)dalam Nasrullah
(2009)), yakni dengan cara Fermentasi.Fermentasi adalah penguraian
metabolik senyawa organik oleh mikroorganisme yang menghasilkan
energi yang umumnya berlangsung dengan kondisi anaerobik dengan
pembebasan gas. Reaksi biasanya merupakan penguraian gula dan pati
menjadi etanol dan Karbondioksida (Hadayana,2002)Produksi etanol
dari substrat berpati secara garis besar terbagi atas tiga ahapan
proses yaitu likuifikasi pati menggunakan a-amilse, sakarifikasi
enzimatis menjadi glukosa dan fermentasi glukosa menjadi ethanol.
Fermentasi etanol terjadi pada kondisi anaerob dengan menggunakan
khamir tertentu yang dapat mengubah glukosa menjadi ethanol melalui
Embden Mayerhof Parnas Pathway. Dari 1 molekul glukosa akan
terbentuk 2 molekul etanol dan CO2, sehingga berdasarkan bobotnya
secara teoritis 1 gram glukosa akan menghasilkan 0,51 gram etanol
(Judoamidjojo (1990) dalam Nasrullah (2009)).Reaksi Pembentukan
etanol:C12H22O12 + H2O C6H12O6 + C6H12O6(sukrosa)(glukosa)
(fruktosa)C6H12O6 2 C2H5OH+ 2 CO2(glukosa)(etanol)
2.6.2 Faktor-Faktor Penentu ProduksiFaktor-faktor yang
mempengaruhi proses fermentasi untuk menghasilkan etanol adalah:
sumber karbon, gas karbondioksida, pH substrat, nutrien,
temperatur, dan oksigen.Untuk pertumbuhannya, yeast memerlukan
enersi yang berasal dari karbon. Gula adalah substrat yang lebih
disukai. Oleh karenanya konsentrasi gula sangat mempengaruhi
kuantitas alkohol yang dihasilkan.Kandungan gas karbondioksida
sebesar 15 gram per liter (kira-kira 7,2 atm) akan menyebabkan
terhentinya pertumbuhan yeast, tetapi tidak menghentikan fermentasi
alkohol. Pada tekanan lebih besar dari 30 atm, fermentasi alkohol
baru terhenti sama sekali. pHpH dari media sangat mempengaruhi
pertumbuhan mikroorganisme. Setiap mikroorganisme mempunyai pH
minimal, maksimal, dan optimal untuk pertumbuhannya. Untuk yeast,
pH optimal untuk pertumbuhannya ialah berkisar antara 4,0 sampai
4,5. Pada pH 3,0 atau lebih rendah lagi fermentasi alkohol akan
berjalan dengan lambat (Volk, 1993 dalam anonim). NutrienDalam
pertumbuhannya mikroba memerlukan nutrient. Nutrien yang dibutuhkan
digolongkan menjadi dua yaitu nutrien makro dan nutrien mikro.
Nutrien makro meliputi unsur C, N, P, K. Unsur C didapat dari
substrat yang mengandung karbohidrat, unsur N didapat dari
penambahan urea, sedang unsur P dan K dari pupuk NPK
(Halimatuddahliana, 2003). Unsur mikro meliputi vitamin dan
mineral-mineral lain yang disebut trace element seperti Ca, Mg, Na,
S, Cl, Fe, Mn, Cu, Co, Bo, Zn, Mo, dan Al (Jutono, 1972 dalam
anonim). TemperaturMikroorganisme mempunyai temperatur maksimal,
optimal, dan minimal untuk pertumbuhannya. Temperatur optimal untuk
yeast berkisar antara 25-30 oC dan temperatur maksimal antara 35-47
oC. Beberapa jenis yeast dapat hidup pada suhu 0 oC. Temperatur
selama fermentasi perlu mendapatkan perhatian, karena di samping
temperatur mempunyai efek yang langsung terhadap pertumbuhan yeast
juga mempengaruhi komposisi produk akhir. Pada temperatur yang
terlalu tinggi akan menonaktifkan yeast. Pada temperatur yang
terlalu rendah yeast akan menjadi tidak aktif. Selama proses
fermentasi akan terjadi pembebasan panas sehingga akan lebih baik
apabila pada tangki fermentasi dilengkapi dengan unit pendingin.
(Fardias, 1988 dalam anonim). OksigenBerdasarkan kemampuannya untuk
mempergunakan oksigen bebas, mikroorganisme dapat diklasifikasikan
menjadi tiga, yaitu: aerob apabila untuk pertumbuhannya
mikroorganisme memerlukan oksigen, anaerob apabila mikroorganisme
akan tumbuh dengan baik pada keadaan tanpa oksigen, dan fakultatif
apabila dapat tumbuh dengan baik pada keadaan ada oksigen bebas
maupun tidak ada oksigen bebas. Sebagian besar yeast merupakan
mikroorganisme aerob. Yeast dari kultur yang memakai aerob akan
menghasilkan alkohol dalam jumlah yang lebih besar apabila
dibandingkan dengan yeast kultur yang tanpa aerasi. Akan tetapi
efek ini tergantung yeast yang dipergunakan (Fardias, 1988 dalam
anonim).2.7 Kromatografi GasKromatografi adalah suatu metode
pemisahan fisik, dimana komponen-komponen yang dipisahkan
didistribusikan diantara dua fasa, salah satu fasa tersebut adalah
suatu lapisan stasioner dengan permukaan yang luas, yang lainnya
sebagai fluida yang mengalir lembut disepanjang landasan
stasioner.Fasa stasioner bisa berupa padatan maupun cairan,
sedangkan fasa gerak bisa berupa cairan maupun gas. (Day &
Underwood ,1998).Salah satu jenis dari metode Kromatografi adalah
Kromatografi gas. Kromatografi gas adalah suatu proses dengan mana
suatu campuran menjadi komponen-komponennya oleh fasa gas yang
bergerak melewati suatu lapisan serapan (sorben) yang stasioner.
(Day & Underwood ,1998).Suatu kromatografi gas, pada hakekatnya
terdiri beberapa bagian, diantaranya adalah suplai gas, sistem
injeksi sample, kolom dan detektor.
Sumber : Buku ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif
AnorganikPada sistem injeksi sample, sample dimasukkan dengan
menggunakan spuit mikro dengan jarum hipodermik. Jarum ini
ditusukkan pada serat karet silikon yang mengendap sendiri dan
contohnya diinjeksikan dengan merata kedalam blok logam yang
dipanasi pada ujung kolom. (Bassett dkk, 1994)Dewasa ini metode
kromatografi gas telah dikembangkan untuk analisis pengotor dalam
etanol bio-fuel. (Shannon & David, 2012)