Kinetika_DeaDevina_12.70.0030_E5

1

1. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan pengujian Bab kinetika fermentasi dalam produksi minuman vinegar dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil Pengujian Fermentasi Minuman Vinegar.

Kel Perlakuan Waktu MO tiap petak Rata-rata/MO

tiap petak

Rata-rata/MO

tiap CC

OD (nm) pH Total asam

(mg/ml) 1 2 3 4

E1 Sari apel + S.

cereviciae

N0 5 4 6 7 5,5 2,2 x 107 0,2219 3,50 8,640

N24 75 86 88 90 84,75 3,39 x 108 1,2240 3,43 9,216

N48 11 12 14 15 13 5,2 x 107 0,9243 3,43 8,640

N72 14 56 52 22 36 1,44 x 108 1,1990 3,82 9,024

N96 55 16 26 33 32.5 1,3 x 108 1,5189 3,47 11,328

E2 Sari apel + S.

cereviciae

N0 11 12 11 9 10.75 4,3 x 107 0,1833 3,50 9,792

N24 89 61 94 73 79.25 3,17 x 108 1,0081 3,53 9,024

N48 83 39 50 43 53.75 2,15 x 108 1,5554 3,47 9,600

N72 28 54 19 28 32.25 1,29 x 108 1,907 3,72 8,832

N96 22 23 14 37 24 9,6 x 107 1,4150 3,47 10,368

E3 Sari apel + S.

cereviciae

N0 11 8 13 12 11 4,4 x 107 0,1737 3,47 9,408

N24 44 47 47 48 46.5 1,86 x 108 1,0212 3,70 8,448

N48 106 104 122 137 117.25 4,69 x 108 1,0997 3,46 9,024

N72 36 56 54 47 48.25 1,93 x 108 1,4480 3,84 9,024

2

N96 5 16 25 14 15 6 x 107 0,3846 3,47 8,830

E4 Sari apel + S.

cereviciae

N0 13 6 6 4 7.25 2,9 x 107 0,1798 3,47 9,216

N24 72 51 52 51 56.5 2,26 x 108 0,9443 3,53 9,024

N48 13 18 40 43 28.5 1,14 x 108 1,0406 3,45 9,216

N72 81 108 145 111 111.25 4,45 x 108 1,2870 3,61 9,408

N96 27 30 30 32 29.75 1,19 x 108 0,5548 3,43 9,024

E5 Sari apel + S.

cereviciae

N0 10 14 7 13 11 4,4 x 107 0,1714 3,46 9,600

N24 97 103 96 58 88.5 3,54 x 108 1,1281 3,46 9,216

N48 114 87 98 90 97.25 3,89 x 108 0,9164 3,20 8,832

N72 55 80 70 55 65 2,6 x 108 1,0664 3,40 8,640

N96 69 83 85 78 78.75 3,15 x 108 0,5206 4,49

Pada Tabel 1. Dapat diketahui bahwa setiap sampel diberi penambahan starter Saccharomyces cereviceae ke produk sari apel, sehingga

menyebabkan terjadinya perubahan sifat sampel secara fisik dan mikrobiologi. Lama proses inkubasi yang diperlukan untuk mendukung

pengujian ini adalah 5 hari. Waktu yang diperlukan ini ditunjukkan dengan lambang N0 hingga N96 secara urut dengan maksud pengujian dari

hari pertama (24 jam) sampai pengujian hari ke lima (96 jam). Perhitungan jumlah sel dilakukan setiap hari dengan menggunakan

haemocytometer setiap 4 petak. Jumlah rata-rata/MO tiap petak dari N0 ke N96 pada kelompok E1 dan E5 hampir sama. Yakni pada N24

mengalami penurunan kemudian di N48 mengalami peningkatan, pada N72 mengalami penurunan kembali namun pada N96 kelompok E1, jumlah

rata-ratanya mengalami penurunan sedangkan pada kelompok E5 mengalami peningkatan. Jumlah rata-rata/MO tiap petak dari N0 ke N96 pada

kelompok E2 terus mengalami penurunan namun pada N96 justru mengalami peningkatan. Jumlah rata-rata/MO tiap petak dari N0 ke N96 pada

kelompok E3 mengalami penurunan pada N24 dan N72 dan mengalami peningkatan pada N48 dan N96. Sedangkan jumlah rata-rata/MO tiap petak

dari N0 ke N96 pada kelompok E4 terus mengalami penurunan kecuali pada N72.

3 2

Gambar grafik perbandingan masing-masing hasil pengamatan dapat dilihat sebagai berikut:

Hubungan antara jumlah sel dan Lama Waktu Inkubasi dalam proses fermentasi dapat dilihat

pada Grafik 1.

Grafik 1. Hubungan Antara Jumlah Sel dan Lama Waktu Inkubasi

Pada grafik 1. dapat diketahui bahwa pada selang waktu 24 jam semua jumlah

mikroorganisme akan mengalami peningkatan. Setelah itu (menjelang 48 jam), beberapa sel

mikroorganisme mengalami penurunan dimana hal ini terjadi pada kelompok E1, E2, dan E4.

Sedangkan pada kelompok E3 dan E5 pada waktu 48 jam justru mengalami peningkatan

kembali. Dimana peningkatan paling signifikan terlihat pada kelompok E3. Lalu menjelang

ke 72 jam, semua jumlah sel mikroorganisme mengalami penurunan kembali kecuali pada

kelompok E1 dan E4 yang justru mengalami peningkatan jumlah sel mikroorganisme dengan

peningkatan yang paling signifikan berada pada kelompok E4. Dan pada 96 jam, semua

jumlah sel mikroorganisme semakin menurun kecuali pada kelompok E5 yang mengalami

peningkatan kembali.

Hubungan antara tingkat Absorbansi dengan Waktu dalam proses fermentasi dapat dilihat

pada grafik 2.

Grafik 2. Hubungan Antara Absorbansi dan Waktu Inkubasi

4 2

Dapat dilihat pada grafik 2. bahwa semakin lama waktu inkubasi maka nilai absorbansi akan

mengalami penurunan terlebih dahulu baru mengalami peningkatan. Namun, akan mengalami

penurunan absorbansi pada 96 jam pada kelompok E2, E3, E4, dan E5. Berbeda dengan

kelompok yang lain, pada kelompok E1 pada 96 jam justru mengalami peningkatan

absorbansi terjadi pada jam ke 96.

Hubungan antara tingkat Jumlah Sel dengan pH dalam proses fermentasi dapat dilihat pada

grafik 3.

Grafik 3. Hubungan Antara Jumlah Sel dan pH

Dapat dilihat pada grafik 3. bahwa berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa hasil yang

didapatkan pada beberapa kelompok fluktuatif.

5 2

Hubungan antara tingkat Jumlah Sel dengan Absorbansi dalam proses fermentasi dapat

dilihat pada grafik 4.

Grafik 4. Hubungan Antara Jumlah Sel dan Absorbansi

Pada grafik 4. dapat diketahui bahwa pada semua kelompok sempat membentuk garis linear

dan selanjutnya fluktuatif. Jika semakin tinggi jumlah sel, maka penyerapan cahaya akan

menjadi semakin berkurang.

Hubungan antara tingkat Jumlah Sel dengan total asam dalam proses fermentasi dapat dilihat

pada grafik 5.

Grafik 5. Hubungan Antara Jumah Sel dan Total Asam

Pada grafik 5. dapat dilihat bahwa data tersebut tidak sesuai dengan teori yang menyatakan

bahwa semakin meningkat jumlah bakteri maka total asam yang dihasilkan juga ikut

meningkat. Bahkan data semua kelompok cenderung fluktuatif.

6

2. PEMBAHASAN

Cider adalah minuman dengan kadar alkohol yang rendah dan merupakan hasil fermentasi

sari buah atau bahan lainnya yang mengandung pati dengan atau tanpa penambahan gula oleh

sel khamir (Ranganna, 1978). Proses fermentasi cider dapat dikontrol dengan cara

mengurangi kandungan biomassanya (Noguiera et al., 2008) dengan cara melewatkannya

pada suatu filter sehingga kematian sel yeast dalam proses fermentasi dapat diminimalkan.

Proses fermentasi terjadi karena ada aktivitas mikroorganisme penyebab fermentasi (Winarno

et al., 1984). Hasil dari proses fermentasi dipengaruhi oleh jenis substrat dan mikroorganisme

yang digunakan serta proses metabolisme yang terjadi selama fermentasi. Karena proses

pembuatan cider menggunakan yeast/khamir, maka terjadi proses fermentasi alkohol dan

menghasilkan produk berupa minuman beralkohol (mengandung alkohol). Cider adalah

minuman hasil fermentasi jus apel (Dolge et al., 2012). Cider dapat diproduksi dengan 2

metode berbeda yakni metode tradisional (tanpa penambahan gula dan CO2) dan apel/jus

konsentrat apel yang diberi penambahan gula dan CO2 dan distabilisasikan (sparkling cider).

Cider dengan metode tradisional diperoleh dari pengepresan apel cider sehingga dapat

disebut sebagai natural cider. Dalam pembuatan cider, sari apel akan difermentasi oleh ragi

yang merubah gula pada apel menjadi etil alkohol dan karbon dioksida (Realita & Debby,

2010). Proses perubahan gula menjadi etil alkohol dan CO2 oleh ragi terbagi menjadi 2 tahap,

yaitu pertama-tama ragi akan merubah gula ke alkohol kemudian bakteri asam laktat akan

merubah asam malat menjadi karbon dioksida.

Bahan baku yang digunakan pada praktikum ini adalah apel malang yang sudah dihancurkan

terlebih dahulu. Sehingga dapat dikatakan bahan bakunya termasuk natural cider. Starter

yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah Saccharomyces cereviceae. Fermentasi

adalah suatu proses metabolisme yang dilakukan oleh mikroorganisme guna menghasilkan

energi. Dalam proses metabolisme akan mengubah gula menjadi glukosa dan fruktosa.

Selama proses fermentasi berlangsung, akan terjadi beberapa perubahan secara kimia dan

fisika sehingga komponen pada produk aka mengalami modifikasi dan mempengaruhi hasil

produk akhir. Pada praktikum ini, diharapkan produk akhirnya berupa vinegar.

Dalam proses pembuatan vinegar, ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap

keberhasilan produk yaitu ketersediaan jumlah gula di dalam substrat (Realita & Debby,

7

2010). Gula adalah sumber nutrisi utama yang mempengaruhi pertumbuhan inokulum. Selain

itu, terdapat beberapa faktor eksternal yang mempengaruhi keberhasilan terbentuknya

vinegar yaitu kualitas dan varietas dari apel yang digunakan. Serta faktor lainnya yang dapat

mempengaruhi adalah penambahan gula (Wang et al., 2004). Penambahan konsentrasi gula

yang berbeda dapat mempengaruhi proses fermentasi karena pada dasarnya, gula terdiri dari

3 jenis yaitu fruktosa, glukosa, dan sukrosa. Dan dari ketiganya ini, jenis gula dengan kadar

kemanisan yang tertinggi adalah fruktosa dengan kadar gulanya mencapai 70%.

Pengaplikasian fruktosa di dalam proses fermentasi dapat memicu terjadinya off-taste, karena

tingginya konsentrasi residu gula yang harus dikonversikan oleh yeast. Hal ini berbeda jika

pada proses pembuatan cider apel diberikan penambahan glukosa maka, yeast akan memecah

glukosa secara sempurna. Beberapa titik kritis yang perlu diperhatikan dalam pembuatan

cider apel yaitu pengkontrolan aroma cider yang ditentukan oleh jenis dan besar konsentrasi

komponen aromatik pada buah tersebut (Dolge et al., 2012). Komponen aromatik akan

cenderung muncul selama proses aging, dimana komponen yang dihasilkan tersusun dari

ester, alkohol, lemak, aldehid, keton, terpene, dan lactone. Keberadaan komponen polifenol

pada apel juga dapat mempengaruhi kualitas sensori vinegar pada produk akhir.

Pertama-tama apel malang dijus dan diambil sarinya sebanyak 250 mL. Kemudian

dimasukkan ke labu erlenmeyer yang sudah disterilkan sebanyak 300 L. Lalu, sampel

dipanaskan di water bath selama 30 menit pada suhu 80oC. Tujuan dilakukannya pemanasan

dengan water bath ini adalah memastikan bahan tidak terkontaminasi bakteri pathogen

maupun mikroorganisme lain (Potter & Hotchkiss, 1995). Dalam melakukan praktikum ini,

haruslah aseptis. Tindakan aseptis bertujuan agar organisme pencemar tidak akan tumbuh di

dalam produk olahan yang kita harapkan (Hadioetomo, 1993). Kemudian sari apel tadi

didinginkan sebelum diberi tambahan inokulum/starter vinegar. Tahapan pendinginan ini

bertujuan agar dapat menyesuaikan dengan suhu lingkungan (suhu di dalam substrat) dengan

suhu pertumbuhan optimal bagi starter. Jika suhu yang digunakan terlalu tinggi maka starter

akan mati. Pendinginan ini dilakukan dengan cara merendam sampel pada dalam air dingin

dan dikipasi agar mempercepat penurunan suhu dari sampel. Setelah agak dingin, sampel

ditambahkan dengan inokulum/starter vinegar yang berupa yeast Saccharomyces cereviceae.

Biakan yeast sebanyak 30 mL dimasukkan ke dalan labu erlenmeyer berisi susbtrat bagi yeast

(jus apel). Proses ini dilakukan di dekat api (aseptis). Yeast S. cereviceae merupakan khamir

murni yang berkembang dengan cara seksual (pembentukan askospora) (Volk & Wheeler,

8

1990). Yeast S. cereviceae mampu membentuk alkohol dan CO2 sebagai produk sekunder

dari hasil pemecahan pati. Kemudian sampel diinkubasi pada suhu ruang (25oC) selama 5

hari dengan perlakuan pengadukan oleh Shaker. Tujuan proses pengadukan ini adalah agar

pertumbuhan yeast maksimal karena ada transfer O2 yang tidak terhambat dan untuk

menghomogenkan/mengadakan kontak antara sel mikroba dengan substrat yang ada

(Winarno et al., 1980) dan (Said, 1987). Selama 5 hari diinkubasi, setiap 24 jam sampel

vinegar diambil sebanyak 10 mL secara aseptis untuk diuji perubahanannya. Pengujian yang

dilakukan adalah uji kepadatan sel, penentuan total asam, pengukuran pH, dan pengukuran

absorbansi. Terdapat 2 tahapan fermentasi dalam pembuatan vinegar yaitu:

1. Tahap fermentasi pembentukan alkohol oleh yeast Saccharomyces cerevisiae. Pada

tahapan ini glukosa akan berubah menjadi alkohol dan gas CO2 dengan reaksi sebagai

berikut :

C6H12O6 2 CH3CH2OH + CO2

Reaksi ini merupakan reaksi anaerob. Etanol adalah hasil utama proses fermentasi

dengan kadar maksimal sebesar 15%.

2. Tahap fermentasi perubahan alkohol menjadi asam asetat dan air dengan

menggunakan bakteri Acetobacter aceti. Reaksi pembentukan asam asetat dituliskan

sebagai berikut :

CH3CH2OH + O2 CH3COOH + H2O

(Kwartiningsih, 2009)

Berikut ini adalah gambar proses poembuatan vinegar:

9

Semakin lama proses fermentasi berlangsung maka gula pereduksi semakin lama juga

terbentuknya (Susanto & Bagus, 2011). Gula pereduksi berasal dari proses pemecahan

sukrosa selama proses fermentasi oleh khamir. Sukrosa ini bersifat non-pereduksi karena

tidak memiliki gugus OH bebas yang bersifat reaktif. Dalam uji kepadatan sel, jumlah koloni

sampel dapat diamati dengan menggunakan Haemocytometer. Uji ini dilakukan dengan cara

menuangkan larutan sampel ke wadah Haemocytometer yang ditutupi dengan kaca preparat.

Sebelum perhitungan jumlah koloni, kaca preparat harus di semprot dengan alkohol.

Gambar 4. (Kiri ke kanan) Hari 1, Hari 2, Hari 3, Hari 4, dan Hari 5

Pada dasarnya, beda antara kaca petak dan kaca preparat biasa adalah keberadaan petak yang

berukuran sangat kecil di dasar kaca yang memungkinkan pengamat menghitung jumlah sel

di bawah mikroskop, seperti sel darah merah (Hadioetomo, 1993). Keberadaan petak ini juga

mempermudah pengguna untuk menghitung jumlah sel yang ada dalam volume spesifik

cairan. Secara spesifik, haemocytometer digunakan untuk mengukur sel dengan ukuran

densitas > 104 sel/mL. Haemocytometer adalah metode pengukuran jumlah sel secara

langsung yang dapat mempercepat perlakuan pengujian dimana sampel tidak perlu

ditumbuhkan ke dalam cawan petri (Chen, 2011). Haemocytometer dapat disimpulkan lebih

praktis dan efisien.

Uji kepadatan sel dilakukan dengan menggunakan alat spektrofotometer. Prinsip alat

spektrofotometer adalah absorbansi yakni jika kekeruhan larutan semakin tinggi maka

10

semakin tinggi pula jumlah sel yang terdapat di dalam larutan tersebut. Dalam pengujian ini

digunakan panjang gelombang yang sebesar 660 nm. Teori absorbansi berkaitan dengan

penyerapan intensitas cahaya yang dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah

konsentrasi maupun kejernihan larutan (Ewing, 1985), (Wilford, 1987), dan (Fox, 1991).

Pertumbuhan Saccharomyces cereviceae ditandai dengan perubahan warna dan timbulnya

kekeruhan pada larutan (Rahman, 1992). Dapat dikatakan semakin keruh suatu larutan maka

akan semakin banyak pula biomassa yeast yang tumbuh di dalam larutan tersebut. Persen

transmitansi (%T) adalah rasio perbandingan intensitas yang diteruskan (I) dengan intensitas

cahaya mula-mula (I0). %T akan semakin besar jika larutan tersebut semakin bening/jernih.

Secara matematis, hukum Lambert-Beer dapat dirumuskan sebagai berikut:

A = log (I0/It) = log(I0/It) = log T = abc

(Fardiaz,1992)

Dilakukan juga pengujian kadar pH larutan setiap hari dan penentuan total asam dengan cara

titrasi. Dalam proses titrasi, titran yang digunakan adalah larutan NaOH dengan molaritas

0.1N dan sebelum dititrasi diberikan penambahan larutan indikator PP. Vinegar hasil proses

fermentasi dititrasi dengan titrasi alkalimetri (larutan NaOH) untuk menguji kuantitatif asam

(Kwartiningsih & Nuning, 2009). Titrasi akan dihentikan jika larutan sampel berubah warna

menjadi merah muda.

2.1.Hubungan waktu dan jumlah mikroba

Dari tabel hasil pengamatan dapat diketahui bahwa pada kelompok E1, jumlah mikroba pada

hari pertama adalah 2.2 x 107. Kemudian pada hari kedua dan ketiga mengalami kenaikan

jumlah mikroba, dan pada hari keempat dan kelima mengalami penurunan. Pada kelompok

E2, jumlah mikroba di hari pertama adalah 4.3x107 kemudian pada hari kedua sampai

keempat mengalami penurunan jumlah mikroba, dan pada hari kelima mengalami

peningkatan jumlah mikroba. Pada kelompok E3, jumlah mikroba pada hari pertama adalah

4.4 x107 kemudian pada hari kedua mengalami penurunan, pada hari ketiga mengalami

peningkatan dan pada hari keempat mengalami penurunan lagi, dan pada hari kelima jumlah

mikrobanya meningkat lagi. Pada kelompok E4, jumlah mikroba pada hari pertama adalah

2.9 x107 kemudian pada hari kedua dan ketiga mengalami penurunan, pada hari keempat

mengalami peningkatan, dan kelima jumlah mikroba menurun kembali. Pada kelompok E5,

jumlah mikroba pada hari pertama adalah 4.4 x107 kemudian pada hari kedua jumlah mikroba

11

menurun, pada hari ketiga meningkat dan pada hari keempat kembali menurun dan pada hari

kelima jumlah mikroba meningkat lagi.

Sel yeast seharusnya mengikuti kurva pertumbuhan mikroorganisme yakni fase log, lag,

stasioner dan juga kematian. Jika berdasarkan dengan teori tersebut maka kelompok E1 yang

paling cocok karena dengan jumlah mikroba awal sebesar 2.2 x 107 pada hari kedua dan

ketiga mengalami penambahan jumlah mikroba kemudian baru mengalami penurunan.

Nutrisi yang tersedia juga berpengaruh terhadap proses pertumbuhan mikroba. Mikroba akan

beradaptasi dengan lingkungan pada fase lag. Setelah itu, mikroba akan tumbuh dengan cepat

karena pada fase log ini mikroba tersebut dalam keadaan aktif (Fardiaz,1992). Fase

eksponensial yeast terjadi selama 48 jam atau 2 hari (Triwahyuni et al., 2012) dimana jumlah

yeast akan terus bertambah. Gula adalah sumber nutrient bagi yeast, jika gula yang

ditambahkan habis maka pertumbuhan yeast akan terhenti atau menurun. Setelah

difermentasikan 2 hari, yeast akan masuk ke dalam fase stasioner yang merupakan fase

dimana tidak terdapat pertumbuhan yeast dan lama kelamaan yeast akan mati karena tidak

tersedianya sumber makanan. Menurut teori berdasarkan kurva pertumbuhan mikroba,

seharusnya pertumbuhan sel akan meningkat hanya pada hari kedua dan menurun pada hari

kelima. Namun pada hasil praktikum kali ini tidak sesuai dengan teori karena mungkin ada

kesalahan pada perhitungan jumlah sel mikroba.

2.2.Penentuan hubungan absorbansi dengan kepadatan sel

Optical density kultur yeast adalah pengukuran jumlah sel yeast yang ada di kultur cair

(Jomdecha & Prateepasen, 2006). Nilai OD dapat diartikan sebagai banyaknya sinar yang

dapat diteruskan oleh kultur cair. Spektrofotometer adalah alat yang digunakan untuk

mengukur penyerapan radiasi oleh larutan (Ewing, 1985). Absorbansi adalah nilai konstan

dari intensitas penyerapan. Nilai absorbasi dapat dipengaruhi oleh konsentrasi, tebal media,

dan juga intensitas penyinaran. Metode absorbansi dipengaruhi oleh konsentrasi dan

kejernihan larutan (Wilford, 1987) dan (Fox, 1991). Semakin keruh suatu larutan maka

absorbansinya akan semakin tinggi. Semakin banyak jumlah sel yang dihasilkan maka akan

mengalami peningkatan pada OD (optical density) (Pelezar & Chan, 1976) karena jumlah

sinar yang dihambat akan sama dengan massa sel yang ada, sehingga semakin banyak massa

sel yang ada maka sinar yang disebarkan akan semakin banyak. Sehingga, nilai OD

(absorbansi) akan berbanding lurus dengan jumlah sel yang ada. Pada awalnya pertumbuhan

12

yeast akan lambat karena sel masih beradaptasi pada lingkungan baru (Jomdecha &

Prateepasen, 2006) kemudian setelah itu volume sel dan metabolisme sel meningkat, tetapi

proliferasi selnya berlangsung lambat. Fase ini dikenal sebagai fase lag. Setelah fase lag

selesai, pertumbuhan sel akan semakin cepat karena sel sudah beradaptasi sehingga makanan

dapat lebih cepat masuk ke sel. Akibatnya, pertumbuhan yeast akan meningkat dengan cara

menghasilkan tunas atau membelah diri (fase eksponensial). Jika dilihat dari hasil

pengamatan maka nilai OD tertinggi ada pada kelompok E2 yakni 1.907 dan nilai OD

terendah ada pada kelompok E5 yakni 0.1714.

Gambar 1. Spektrofotometer

Nilai absorbansi diukur berdasarkan tingkat kekeruhan larutan (Wang et al., 2004). Tingkat

kekeruhan suatu larutan mempengaruhi seberapa banyak cahaya yang dapat melewati suatu

larutan tersebut. Pertumbuhan yeast yang semakin bertambah dapat menyebabkan cider

menjadi semakin keruh karena jumlah sel yeast semakin banyak. Semakin keruh maka

absorbansinya akan semakin besar. Pada hasil pengamatan terdapat beberapa kelompok yang

jumlah selnya menurun saat nilai ODnya bertambah. Hal ini dapat disebabkan karena

pembilasan kuvet kurang bersih, penempatan kuvet yang tidak tepat, adanya gelembung

udara dalam larutan, serta panjang gelombang yang tidak sesuai. Hal ini sesuai dengan teori

menurut Pomeranz & Meloan (1994). Ketidaksesuaian ini juga dapat disebabkan karena

suspensi yang tidak homogen membuat yeast mengendap di bagian dasar wadah, dan hasil

yang terukur adalah suspensi dengan sedikit sel yeast.

2.3.Penentuan hubungan total asam dengan kepadatan sel

Proses fermentasi yang terjadi akan merubah gula menjadi alkohol dan CO2 yang melibatkan

organisme fermentatif (Galaction et al., 2010). Substrat glukosa akan semakin berkurang jika

produksi etanol semakin bertambah dan hal ini dapat mempengaruhi pertumbuhan yeast.

Semakin sedikit gula maka yeast akan semakin menurun (mati). Selama proses fermentasi

berlangsung, yeast akan mengalami percepatan pertumbuhan pada jam ke 24 dan jam ke 48,

13

yang diikuti dengan kenaikan pH karena senyawa alkohol yang terbentuk semakin banyak

(Triwahyuni et al., 2012). Pada jam ke- 96, jumlah yeast akan berkurang karena substrat yang

digunakan sedikit dan alkohol yang dihasilkan menjadi semakin banyak. Pada saat-saat

tertentu, kandungan alkohol yang tinggi dapat membunuh yeast itu sendiri. Dari hasil

percobaan dapat diketahui bahwa ada beberapa kelompok yang jumlah total asamnya

semakin rendah tetapi jumlah selnya justru semakin meningkat. Hal ini tidak sesuai dengan

teori Galaction et al (2010) yang mengatakan bahwa selama proses fermentasi, akan terjadi

kenaikan pH karena adanya kandungan alkohol dan pH yang tinggi akan menurunkan total

asam. Saat total asam terlalu rendah maka substrat yang digunakan yeast akan semakin

sedikit. Kesalahan ini dapat terjadi karena ketidaktelitian praktikan saat melakukan proses

titrasi yang mempengaruhi nilai total asam. Proses titrasi dihentikan jika larutan sudah

berwarna coklat teh.

Gambar 2. Proses titrasi

2.4.Hubungan Rata-Rata Jumlah Mikroorganisme/cc dengan Nilai pH

Data praktikum kali ini adalah fluktuatif dimana semakin banyak jumlah mikroorganisme

dapat menurunkan dan menaikkan nilai pH. Selama proses fermentasi vinegar, ada interaksi 2

mikroorganisme yakni Saccharomyces cereviceae dan bakteri asam laktat Acetobacter aceti.

Untuk membuat vinegar, pertama-tama substrat difermentasikan terlebih dahulu dengan

menggunakan yeast secara anaerob. Tujuan dari fermentasi substrat ini adalah untuk

menghasilkan alkohol dimana alkohol ini akan digunakan sebagai substrat Acetobacter aceti

untuk menghasilkan asam laktat. Pada pembuatan vinegar apel, bakteri asam laktat tidak

digunakan sehingga asam yang dihasilkan hanya berasal dari yeast. Ketidakteraturan data

dapat disebabkan karena pertumbuhan yeast tidak stabil akibat suhu inkubasi yang tidak

sesuai ataupun pengukuran menggunakan pH meter yang tidak akurat.

14

Gambar 3. Proses pengecekan pH

2.5.Hubungan antar nilai OD dengan waktu fermentasi

Pada kelompok E1 nilai OD pada hari ke 0 nya adalah 0.2219 kemudian pada hari pertama,

mengalami peningkatan. Pada hari kedua mengalami penurunan, dan pada hari ketiga dan

keempat nilai OD nya semakin meningkat. Pada kelompok E2, nilai OD pada hari ke 0 nya

adalah 0.1833 kemudian pada hari pertama sampai hari ketiga terus mengalami peningkatan

namun pada hari keempat mengalami penurunan. Pada kelompok E3, nilai OD pada hari ke 0

nya adalah 0.1737 kemudian pada hari pertama sampai hari ketiga terus mengalami

peningkatan namun pada hari keempat mengalami penurunan. Pada kelompok E4, nilai OD

pada hari ke 0 nya adalah 0.1798 kemudian pada hari pertama sampai hari ketiga terus

mengalami peningkatan namun pada hari keempat mengalami penurunan. Sedangkan pada

kelompok E5, nilai OD pada hari ke 0 nya adalah 0.1714, pada hari pertama mengalami

peningkatan lalu pada hari kedua mengalami penurunan dan pada hari ketiga mengalami

peningkatan lagi dan pada hari keempat mengalami penurunan kembali. Dari hasil tersebut

dapat diketahui bahwa semakin lama proses fermentasi berlangsung maka nilai OD nya

semakin meningkat dan pada hari terakhir (pada saat-saat tertentu) sel akan mati karena

kehadiran alkohol. Namun ada juga yang nilai ODnya fluktuatif. Menurut Pelezar & Chan

(1976), semakin banyak jumlah sel maka sinar yang dihamburkan akan semakin banyak pula.

Semakin banyak sinar yang dihamburkan maka nilai OD nya akan semakin tinggi. Sehingga,

semakin banyak jumlah yeast maka warna larutan akan semakin keruh dan nilai OD nya

tinggi.

15

Berdasarkan data yang diperoleh, rata-rata nilai OD akan mengalam penurunan pada hari

keempat. Hal ini sudah sesuai dengan teori Pomeranz & Meloan (1994) yang mengatakan

bahwa jumlah sel akan menurun jika nilai ODnya bertambah. Sel yeast akan mengikuti kurva

pertumbuhan mikroorganisme yaitu fase log, fase lag, fase stasioner, serta fase kematian.

Proses pertumbuhan mikroba tergantung dari kecukupan nutrisi yang disediakan. Pada fase

lag, mikroba masih beradaptasi dengan lingkungan. Setelah memasuki fase log, laju

pertumbuhannya akan semakin cepat karena pada fase ini mikroba dalam keadaan aktif

(Fardiaz,1992). Penurunan OD pada hari keempat disebabkan oleh beberapa yeast sudah mati

karena nutrisinya berkurang akibat banyaknya produksi alkohol sehingga kekeruhan larutan

juga berkurang.

Senner (2006) mengatakan bahwa selama proses fermentasi 12 jam dianalisis terdapat

biomassa, penurunan gula, dan etanol. Biomassa, penurunan gula, dan analisis etanol

diproduksi setelah fermentasi terhenti akibat ditambahkan 2.5% formaldehid (40%). Pada

larutan sampel terjadi penurunan gula dan etanol yang disimpan pada suhu -25C. Dari hasil

penelitian, dapat diketahui bahwa laju pertumbuhan yeast dan fermentasi alkohol meningkat

seiring dengan peningkatan suhu dimana suhu maksimumnya berkisar antara 20-25C. Suhu

yang digunakan untuk memfermentasi alkohol tidak hanya mengkonduksi laju pertumbuhan

yeast tetapi berpengaruh terhadap reaksi biokimia yang terjadi pada yeast yang menentukan

komponen kimia dan kualitas sensori pada anggur.

Jomdecha (2006) mengatakan bahwa dalam bioteknology pada kekuatan ultrasonic yang

besar dan rendah untuk produk yang difermentasikan. Kekuatan ultrasonic yang tinggi

digunakan untuk merusak mikroorganisme agar mendapatkan produk di dalamnya seperti

protein maupun enzim. Komponen aromatik pada anggur diekstrak dengan menggunakan

ultrasound yang cepat akan menunjukkan bahwa ada recovery yang bagus, kestabilan, dan

pembentukan beberapa komponen bersamaan secara cepat dan lebih simple jika

dibandingkan dengan metode ekstraksi resin. Microorganisme S.cerevisiae and E. coli

dihilangkan dari batch kecil dan dialirkan pada sistem di dalam 5 ml tabung silinder yang

terdiri dari 3 MHz ultrasound. Konsentrasi sel ini mampu mempertahankan recovery S.

cerevisiae sampai 97% dalam 5.5 menit dan E. coli sampai 72% pada 11 menit.

16

Dolge (2012) mengatakan bahwa komponen volatile yang secara kuantitif dianalisis adalah

asam asetat heksil ester, 1-butanol, 3-metil asetat, dan limonene. Komponen key aroma pada

cider adalah etil asetat, asam asetat isobutilester, isopentilalkohol asetat, 3,4,5-trimetil-4-

pentanol, nonil alkohol, 3-metilthio-1-propanol. Dimana komponen 1-butanol adalah

komponen volatile pada apel. Konsentrasinya tidak tergantung pada cara pemprosesan dan

kematangannya. Biosintesis dari alkohol yang tinggi mengunci metabolisme asam amino.

Alkohol yang tinggi terbentuk sebagai produk metabolisme anabolic dan katabolic.

Damtew (2012) mengatakan bahwa mikroorganisme yang mempunyai kandungan protein

tinggi dan waktu pertumbuhan yang singkat, memimpin produksi biomassa secara cepat yang

terjadi secara berlangsung dan tidak tergantung dari kondisi lingkungan. Karbon dan sumber

energi dibagi menjadi karbohidrat, molar, lemak, methanol, dan selulosa. Ini dikarenakan

bangunan pelindungnya (monosakarida dan disakarida) yang merupakan mikroba substrat

alami dan bahan mentah adalah sumber yang dapat diperbaharui dan disebarkan secara luas.

Nogueira (2008) mengatakan bahwa kurva velositas maksimum berhubungan dengan kurva

jumlah yeast maksimum yang ada dalam bentuk yang sama. Laju pertumbuhan akan menurun

dengan menurunnya densitas yang mengindikasikan bahwa pertumbuhan akan meningkat

secara sulit pada tahap fermentasi. Tetapi parameter kenaikan eksponensial pada fermentasi

velositas yang konstan saat densitasnya menurun sekitar 10 kg/m3 yang mengindikasikan

setelah tahap fermentasi, pertumbuhan yeast secara cepat tidak dapat menaikkan velositas

fermentasi. Laju kematian berpengaruh pada operasi dan menjadi rendah saat terjadi reduksi

biomassa.

17

3. KESIMPULAN

Cider adalah minuman dengan kadar alkohol yang rendah dan merupakan hasil

fermentasi sari buah atau bahan lainnya yang mengandung pati dengan atau tanpa

penambahan gula oleh sel khamir.

Proses fermentasi cider dapat dikontrol dengan cara mengurangi kandungan biomassanya.

Hasil dari proses fermentasi dipengaruhi oleh jenis substrat dan mikroorganisme yang

digunakan serta proses metabolisme yang terjadi selama fermentasi.

Proses perubahan gula menjadi etil alkohol dan CO2 oleh ragi terbagi menjadi 2 tahap,

yaitu pertama-tama ragi akan merubah gula ke alkohol kemudian bakteri asam laktat akan

merubah asam malat menjadi karbon dioksida.

Gula adalah sumber nutrisi utama yang mempengaruhi pertumbuhan inokulum.

Faktor yang berpengaruh terhadap keberhasilan produk yaitu ketersediaan jumlah gula di

dalam substrat.

Titik kritis yang perlu diperhatikan dalam pembuatan cider apel yaitu pengkontrolan

aroma cider yang ditentukan oleh jenis dan besar konsentrasi komponen aromatik pada

buah tersebut.

Tujuan dilakukannya pemanasan dengan water bath ini adalah memastikan bahan tidak

terkontaminasi bakteri pathogen maupun mikroorganisme lain.

Tindakan aseptis bertujuan agar organisme pencemar tidak akan tumbuh di dalam produk

olahan yang kita harapkan.

Tahapan pendinginan ini bertujuan agar dapat menyesuaikan dengan suhu lingkungan

(suhu di dalam substrat) dengan suhu pertumbuhan optimal bagi starter.

Tujuan proses pengadukan ini adalah agar pertumbuhan yeast maksimal karena ada

transfer O2 yang tidak terhambat dan untuk menghomogenkan/mengadakan kontak antara

sel mikroba dengan substrat yang ada.

Semakin lama proses fermentasi berlangsung maka gula pereduksi semakin lama juga

terbentuknya.

Prinsip alat spektrofotometer adalah absorbansi yakni jika kekeruhan larutan semakin

tinggi maka semakin tinggi pula jumlah sel yang terdapat di dalam larutan tersebut.

Semakin keruh suatu larutan maka akan semakin banyak pula biomassa yeast yang

tumbuh di dalam larutan tersebut.

18

Semakin keruh suatu larutan maka absorbansinya akan semakin tinggi. Semakin banyak

jumlah sel yang dihasilkan maka akan mengalami peningkatan pada OD (optical density).

Selama proses fermentasi, akan terjadi kenaikan pH karena adanya kandungan alkohol

dan pH yang tinggi akan menurunkan total asam. Saat total asam terlalu rendah maka

substrat yang digunakan yeast akan semakin sedikit.

Semakin banyak sinar yang dihamburkan maka nilai OD nya akan semakin tinggi.

Sehingga, semakin banyak jumlah yeast maka warna larutan akan semakin keruh dan

nilai OD nya tinggi.

Sel yeast akan mengikuti kurva pertumbuhan mikroorganisme yaitu fase log, fase lag,

fase stasioner, serta fase kematian.

Semarang, 09 Juni 2015

Praktikan, Asisten Dosen,

Bernardus Daniel

Metta Meliani

Chaterine Meilani

Dea Devina

12.70.0030

19

4. DAFTAR PUSTAKA

Chen, Y. W. and Chiang, P. J. (2011). Automatic Cell Counting for Hemocytometers through

Image Processing. World Academy of Science, Engineering and Technology 58.

Damtew, W; S.A. Emire; A.B. Aber. (2012). Evaluation of Growth Kinetics and Biomass

Yield Efficiency of Industrial Yeast Strains. Scholars Research Library. Ethiopia.

Dolge, R. R.; Z. Kruma; and D. Karklina. (2012). Aroma Composition and Polyphenol

Content of Ciders Available in Latvian Market. World Academy of Science, Engineering and

Technology 67.

Ewing, G.W. (1985).Instrumental Methods of Chemical Analysis. Mc Growhill Book

Company. USA

Fardiaz, S. (1992). Mikrobiologi Pangan I. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Fox, P. F. (1991). Food Enzymologi Vol 1. Elsevier Applied Sciences. London.

Galaction, Anca-Irina; Anca-Marcela Lupasteanu and Dan Cascaval. (2010). Kinetic Studies

on Alcoholic Fermentation Under Substrate Inhibition Conditions Using a Bioreactor with

Stirred Bed of Immobilized Yeast Cells. The open Systems Biology Journal,3,9-20.

Hadioetomo, R. S. (1993). Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. PT Gramedia Pustaka.

Jakarta.

Jomdecha, C. and Prateepasen, A. (2006). The Research of Low-Ultrasonic Energy Affects to

Yeast Growth in Fermentation Process. Asia-Pacific Conference on NDT, 5th

10th Nov

2006, Auckland, New Zealand.

Kwatiningsih, E dan L. N. S Mulyati. (2009). Fermentasi Sari Buah Nanas Menjadi Vinegar.

Padjajaran. Bandung.

20

Nogueira, A; J.M.Le Quere; P.Gestin; A.Michel; G.Wosiacki and J.F.Drilleau. (2008). Slow

Fermentation in French Cider Processing due to Partial Biomass Reduction.

J.Inst.Brew.114(2),102-110.

Pelezar, Michael J. & Chan. E.C.S. (1976). Turbidimetric Measurement of Plant Cell Culture

Growth. Massachussets : MIT.

Pomeranz,Y. & C. E. Meloan. (1994). Food Analysis Theory and Practice. John Wiley and

Sons, Inc. New York.

Potter. N.N. & Hotchkiss.J.H. (1995). Food Science 5th

.Chapman &Hall.inc. NewYork.

Rahman, A. (1992). Teknologi Fermentasi. Penerbit Arcan. Jakarta.

Ranganna. (1978). Analysis of Fruit and Vegetable Product. The AVI Publ. Co. Inc.

Realita, Tita dan M. Sumanti, Debby. 2010. Teknologi Fermentasi. Penerbit : Widya

Padjajaran. Bandung.

Said, E. G. (1987). Bioindustri: Penerapan Teknologi Fermentasi. PT. Mediyatama Sarana

Perkasa. Jakarta.

Sener, A; A. Canbas; M. Umit Unal. (2006). The Effect of Fermentation Temperature on The

Growth Kinetics of Wine Yeast Species. Turckey.

Susanto,W. H dan B. R. Setyohadi. (2011). Pengaruh Varietas Apel (Malus sylvestris) dan

Lama Fermentasi oleh Khamir Saccharomyces cerivisiae Sebagai Perlakuan Pra-pengplahan

Terhadap Karakteristik Sirup. Jurnal Teknologi Pertanian Vol. 12 No. 3

Triwahyuni, E.; N. Ariani; H. Hendarsyah; T. Idiyanti. (2012). The Effect Of Dry Yeast

Saccharomyces cereviceae Concentration On Fermentation Process For Bioethanol

Production From Palm Oil Empty Fruit Bunches. Proceeding of ICSEEA 31 34.

21

Volk, W.A. & M.F. Wheeler. (1993). Mikrobiologi Dasar Edisi Kelima Jilid 1. Erlangga.

Jakarta.

Wang, D.; Y. Xu; J. Hu; and G. Zhao. (2004). Fermentation Kinetics of Different Sugars by

Apple Wine Yeast Saccharomyces cerevisiae. Journal of the Institute of Brewing 110(4),

340346.

Wilford, L. D. R. (1987). Chemistry for First Examinations. Blackie. London.

Winarno, F. G.; S. Fardiaz & D. Fardiaz. (1984). Pengantar Teknologi Pangan. PT. Gramedia

Pustaka Utama. Jakarta.

22

5. LAMPIRAN

4.1. Perhitungan

Perhitungan Kelompok E1

Perhitungan Rata-rata / MO tiap cc

Volume petak = 0,05 mm x 0,05 mm x 0,1

mm

= 0,00025 mm3

= 0,00000025 cc

= 2,5 x 10-7

cc

N0

N24

N48

N72

N96

Perhitungan Total Asam

Total Asam =

N0 Total Asam =

mg/ml

N24 Total Asam =

mg/ml

N48 Total Asam =

mg/ml

N72 Total Asam =

mg/ml

N96 Total Asam =

mg/ml



N0

N24

N48

N72

N96


Total Asam =

N0 Total Asam =

mg/ml

N24 Total Asam =

mg/ml

N48 Total Asam =

mg/ml

N72 Total Asam =

mg/ml

N96 Total Asam =

mg/ml

23



N0

N24

N48

N72

N96


Total Asam =

N0 Total Asam =

mg/ml

N24 Total Asam =

mg/ml

N48 Total Asam =

mg/ml

N72 Total Asam =

mg/ml

N96 Total Asam =

mg/ml



N0

N24

N48

N72

N96


Total Asam =

N0 Total Asam =

mg/ml

N24 Total Asam =

mg/ml

N48 Total Asam =

mg/ml

N72 Total Asam =

mg/ml

N96 Total Asam =

mg/ml



24

N0

N24

N48

N72

N96


Total Asam =

N0 Total Asam =

mg/ml

N24 Total Asam =

mg/ml

N48 Total Asam =

mg/ml

N72 Total Asam =

mg/ml

N96 Total Asam =

mg/ml

4.2. Laporan Sementara

4.3. Jurnal

Kinetika_DeaDevina_12.70.0030_E5

Documents

Transcript of Kinetika_DeaDevina_12.70.0030_E5