KINETIKA FERMENTASI DALAM PRODUKSI MINUMAN VINEGARLAPORAN RESMI PRAKTIKUM

TEKNOLOGI FERMENTASI

` Disusun oleh:

Michelle Dharmawan

12.70.0016

Kelompok A5

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

20151. HASIL PENGAMATANKelPerlakuanWaktuMO tiap petakRata-rata MO tiap petakRata-rata MO tiap CCOD (nm)pHTotal asam (mg/ml)

1234

1Sari apel +

S. cereviciaeN0174488,253,3 x 1070,10903,1410,56

N247154586261,252,45 x 1080,49953,1113,44

N483839303234,751,39 x 1080,64283,2012,67

N723631202728,51,14 x 1081,28123,2412,48

N96212619818,57,4 x 1070,80543,2812,67

2Sari apel +

S. cereviciaeN0581241,6 x 1070,08893,1310,56

N2478809096863,44 x 1080,65783,1112,48

N481271301291261285,12 x 1080,79353,2012,29

N72170185168162171,256,85 x 1081,26313,2512,10

N96180198192183188,257,53 x 1080,64153,2812,48

3Sari apel +

S. cereviciaeN0232128 x 1060,10453,1410,37

N2476647280732,92 x 1080,73673,1313,06

N488077858180,753,23 x 1080,85303,1912,67

N728894909892,53,7 x 1081,16752,9012,48

N96140152177182162,756,51 x 1080,53773,2912,86

4Sari apel +

S. cereviciaeN0422841,6 x 1070,10033,1610,94

N2483961129596,53,86 x 1080,82733,1312,29

N4810615449109104,54,18 x 1080,73863,0912,10

N721071034510389,53,58 x 1081,38323,2312,48

N961071051371311204,8 x 1081,10553,2912,48

5Sari apel +

S. cereviciaeN0445341,6 x 1070,10223,1811,14

N24119835753783,12 x 1080,65393,1412,86

N483636403937,751,51 x 1080,71913,1912,67

N723447454141,751,67 x 1081,32563,2612,10

N9625363726311,04 x 1080,32423,2912,86

Pada tabel di atas dapat dilihat bahwa perlakuan pada praktikum kali ini adalah sari apel ditambah dengan Saccaromyces cereviceae. Rata-rata jumlah MO pada N0 yang tertinggi adalah 8,25 dan yang terendah adalah 2. Rata-rata jumlah MO pada N24 yang tertinggi adalah 96,5 dan yang terendah adalah 61,25. Rata-rata jumlah MO pada N48 yang tertinggi adalah 128 dan yang terendah adalah 34,75. Rata-rata jumlah MO pada N72 yang tertinggi adalah 171,25 dan yang terendah adalah 28,5. Rata-rata jumlah MO pada N96 yang tertinggi adalah 188,25 dan yang terendah adalah 18,5. Dari hasil yang diperoleh nilai OD dari N0 ke N72 cenderung mengalami peningkatan, dan mengalami penurunan nilai OD pada N96. Pada kelompok 1, 2, dan 5 pH mula-mula turun, kemudian mengalami peningkatan hingga hari terakhir. Sedangkan kelompok 3 pH naik turun. Kelompok 4 mula-mula pH turun, kemudian mulai N72 pH meningkat. Untuk total asam yang diperoleh naik turun jumlahnya berkebalikan dengan naik turun pH.

2. PEMBAHASAN

Fermentasi adalah proses metabolisme yang menghasilkan produk-produk pemecahan dari substrat organik yang berfungsi sebagai donor atau akseptor hidrogen (Schlegel & Schmidt, 1994). Substrat yang digunakan pada praktikum kalo ini adalah sari buah apel. Kadar gula pada sari buah merupakan faktor yang penting dalam proses fermentasi karena gula mempunyai peranan sebagai sumber karbon dalam metabolisme yeast (Matz, 1992). Yeast yang digunakan pada praktikum kali ini adalah Saccharomyces cereviseae.Pada praktikum kali ini bahan baku yang digunakan adalah sari apel malang. Starter yang digunakan adalah Saccharomyces cereviceae. Menurut jurnal The Effect of Apple (Malus sylvestris) Varieties and Fermentation Time by Yeast Saccharomyces cerivisiae as Pre-Processing Treatment on Syrup Characteristics, fermentasi merupakan suatu proses metabolisme oleh mikroorganisme untuk memperoleh energi, yang dalam prosesnya terjadi pengubahan gula menjadi glukosa dan fruktosa. Selama proses fermentasi berlangsung, perubahan secara kimia maupun fisika akan terjadi, sehingga akan diperoleh modifikasi komponen pada produk akhir sesuai dengan keinginan. Dalam praktikum ini, produk fermentasi yang diharapkan menjadi vinegar. Menurut jurnal An investigation of simultaneous pineapple vinegar fermentation interaction between acetic acid bacteria and yeast, pada umumnya produksi vinegar melibatkan aktivitas dari golongan yeast dan golongan bakteri, misalnya yaitu kerja simultan dari Saccharomyces cereviceae dan bakteri asam asetat berupa Acetobacter sp. Namun dalam praktikum ini, jenis mikrobia yang digunakan hanya berupa yeast berupa S. cereviceae saja tanpa ada penambahan bakteri tertentu. Jurnal Effect of Biomass Reduction on the Fermentation of Cider mengatakan bahwa produk fermentasi buah apel atau dikenal dengan cider apel dapat terjadi dengan penambahan inokulum dahulu sehingga pada akhirnya akan diperoleh produk dengan fruity flavor dan ada peningkatan nutrisi.

Jumlah MO tiap petak diukur dengan haemacytometer. Haemacytometer adalah alat yang digunakan untuk menghitung jumlah sel dalam darah, menghitung sel dengan densitas >104 sel/ml. Volume petak yang digunakan pada praktikum kali ini adalah 0,05x0,05x0,1 cm3. Dari hasil pengamatan yang diperoleh pada praktikum kali ini, hasil yang cukup sesuai dengan teori yang ada adalah kelompok A2 dan A3, dimana jumlah yeast yang tumbuh/cc semakin bertambah seiring lamanya waktu inkubasi. Pengadukan menggunakan shaker bertujuan untuk mensuplai oksigen pada media dan dalam penggunaannya dengan sumber karbon untuk membantu pertumbuhan mikrobia secara aerobik (Said, 1987). Selama proses inkubasi dengan shaker, yeast akan melakukan proses fermentasinya. Hal ini sesuai pendapat Widiastuti (1997), bahwa proses fermentasi ini sebagai berikut:

C6H12O6( 2 C2H5OH + 2 CO2Karbohidrat yeast alkohol gas

Gerakan berputar shaker menyebabkan media seperti dikocok sehingga terjadi aerasi. Botol yang digunakan untuk inkubasi di shaker dalam keadaan tertutup dengan tujuan supaya udara dari luar tetap dapat masuk ke dalam labu. Penutup yang digunakan bisa berupa kapas, busa, plastik /bahan lain yang tidak menghambat aliran udara ke dalam labu tetapi sterilitas media tetap terjamin.

Namun pada kelompok A1, A4, dan A5 jumlah yeast yang tumbuh mengalami peningkatan dan penurunan yang cukup signifikan. Adanya penurunan tersebut dapat disebabkan karena proses penggoyangan yang dilakukan terlalu kuat sehingga proses respirasi juga akan meningkat, yang berakibat pada peningkatkan produksi gas CO2 dan menurunkan produksi O2. Meskipun proses shake terus dilakukan sepanjang waktu, yang pada akhirnya dapat menurunkan hasil sel khamir.Selain karena proses shake yang terlalu kuat juga karena saat inokulasi tidak dalam keadaan aseptis sehingga terjadi kontaminasi. Karena saat pemindahan kultur ke biakan segar harus dilakukan tanpa terjadinya pencemaran dari miroorganisme yang ada di sekitarnya sebab mikroorganisme luar dapat masuk melaluk kontak langsung dengan permukaan atau tangan praktikan yang tidak aseptis, tersentuhnya media atau permukaan tabung oleh benda yang belum disterilkan ataupun melalui aliran udara. Maka dari itu untuk mencegah tercemarnya biakan murni, perlu digunakan teknik aseptis untuk mempertahankan kemurnian biakan selama pemindahan berulang kali (Van Hoek et al., 2004).

Dari hasil pengamatan dapat dilihat hubungan antara nilai absorbansi dengan jumlah biomassa sel. Dari kelompok A1 hingga A5 semuanya mengalami peningkatan dan penurunan nilai absorbansi. Seharusnya nilai absorbansi dan jumlah biomassa memiliki hubungan yang berbanding lurus. Semakin tinggi nilai absorbansi, semakin tinggi pula jumlah biomassanya (Van Hoek et al., 2004).

Gambar 1. Hubungan antara jumlah sel dan waktu inkubasiBerdasarkan grafik diatas, hubungan antara jumlah sel dan waktu inkubasi yang sesuai terlihat pada kelompok A2. Dimana dengan meningkatnya laju pertumbuhan spesifik, maka kapasitas fermentasi juga akan semakin meningkat. Dalam hal ini konsentrasi gula dan laju pertumbuhan spesifik akan mempengaruhi fermentasi alkohol. Fermentasi alkohol biasanya tidak diinginkan karena dapat mengurangi hasil biomassa (Van Hoek et al., 2004). Selain itu kondisi pertumbuhan dan spesies yang digunakan dalam proses fermentasi juga akan menentukan waktu yang dibutuhkan sel untuk membelah (Fardiaz, 1992).

Gambar 2. Hubungan antara jumlah sel dan pH

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa dari N0 hingga N96 nilai pH larutan dari semua sampel menunjukkan pola spesifik, dimana pada awal terjadi penurunan nilai keasaman, kemudian terjadi peningkatan kadar keasaman. Berdasarkan teori pada jurnal Production of Vinegar from Pineapple Peel, yeast berkemampuan untuk memecah dari 1 gram glukosa menjadi 0,67 gram asam asetat dalam satu kali metabolisme. Sehingga diketahui bahwa ketika yeast mengalami pertumbuhan maka secara tidak langsung kondisi larutan akan semakin asam, namun ketika kemampuan yeast memetabolisme gula menurun maka kadar pH akan meningkat. Winarno et al. (1984) menambahkan bahwa pada proses fermentasi, perubahan komponen gula di dalam substrat akan dipecah dan membentuk alkohol serta karbodioksida. Semakin tinggi kandungan alkohol yang ada dalam substrat maka yeast semakin tidak mampu bertahan. Karena fase pertumbuhan yeast akan mengalami penurunan, maka kenaikan kadar keasaman lingkungan substrat pun juga menunjukkan pertumbuhan sel yeast.

Gambar 3. Hubungan antara jumlah sel dan total asam

Pengujian total asam dilakukan dengan metode titrasi. Hasil perbandingan jumlah sel terhadap total asam tidak membentuk pola khusus. Dibandingkan dengan teori pada jurnal FERMENTASI SARI BUAH NANAS MENJADI VINEGAR, yang menjelaskan bahwa asam yang dihasilkan sel, seperti asam asetat akan meningkat seiring meningkatnya kemampuan metabolisme sel yeast. Namun semakin lama asam asetat memiliki kecenderungan mengalami oksidasi menjadi karbondioksida dan air. Gambaran reaksinya :

CH3COOH + O2 2 CO2 + 2 H2OSehingga pada awalnya nilai total asam akan meningkat, namun lama kelamaan akan mengalami penurunan.

Gambar 4. Hubungan antara OD dan waktu inkubasiPada hasil pengujian absorbansi (OD), nilai absorbansi dari masing-masing sampel tidak membentuk pola yang beraturan. Menurut Wahono et al. (2011), semakin lama waktu fermentasi seharusnya akan terbentuk semakin banyak gula pereduksi, yang merupakan hasil pemecahan sukrosa selama fermentasi. Seharusnya kekeruhan larutan meningkat seiring bertambahnya waktu inkubasi.

Gambar 5. Hubungan antara jumlah sel dan OD

Hubungan jumlah sel yang ada dengan nilai absorbansi yang terukur dapat dilihat pada grafik diatas. Pada semua sampel tidak ada pola yang terbentuk. Menurut teori Rahman (1992), perubahan warna dalam pengolahan produk fermentasi tergolong normal karena adanya aktivitas mikroba yang mampu mengubah gula menjadi metabolit lain sehingga warna produk, khususnya larutan akan menjadi semakin keruh. Maka seharusnya semakin tinggi jumlah sel dalam larutan maka semakin besar pula nilai absorbansinya. Kesalahan dalam pengujian ini mungkin terjadi karena beberapa faktor. Di antaranya, karena proses pengadukan yang tidak sempurna, yang menyebabkan substrat tertentu khususnya dengan densitas yang lebih tinggi akan tenggelam di dasar. Sesuai dengan teori Rahman (1992), bahwa kecepatan pengadukan berperan pernting terhadap pengujian nilai absorbansi supaya komponen di dalamnya benar-benar homogen. Selain itu, faktor penyebab kegagalan lainnya adalah karena tidak meratanya kondisi larutan sebelum pengujian dengan alat spektrofotometer. Sehingga memungkinkan tertinggalnya biomassa sel yeast yang sudah mati yang mengendap di dasar wadah. 3. KESIMPULAN

Fermentasi adalah proses metabolisme yang menghasilkan produk-produk pemecahan dari substrat organik yang berfungsi sebagai donor atau akseptor hidrogen. Fermentasi merupakan suatu proses metabolisme oleh mikroorganisme untuk memperoleh energi, yang dalam prosesnya terjadi pengubahan gula menjadi glukosa dan fruktosa. Produksi vinegar melibatkan aktivitas dari golongan yeast dan golongan bakteri, misalnya yaitu kerja simultan dari Saccharomyces cereviceae dan bakteri asam asetat berupa Acetobacter sp. Haemacytometer adalah alat yang digunakan untuk menghitung jumlah sel dalam darah, menghitung sel dengan densitas >104 sel/ml. Jumlah yeast yang tumbuh/cc semakin bertambah seiring lamanya waktu inkubasi. Pengadukan menggunakan shaker bertujuan untuk mensuplai oksigen pada media dan dalam penggunaannya dengan sumber karbon untuk membantu pertumbuhan mikrobia secara aerobic. Nilai absorbansi dan jumlah biomassa memiliki hubungan yang berbanding lurus.Semarang, 26 Juni 2015Praktikan,

Asisten Dosen

Chaterine Meilani

Bernadus Daniel

Michelle Darmawan

- Metta Meliani

12.70.0016

4. DAFTAR PUSTAKA

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

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

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

Krusong, Warawut & Assanee Vichitraka. 2010. An Investigation of Simultaneous Pineapple Vinegar Fermentation Interaction Between Acetic Acid Bacteria and Yeast.

Kwartiningsih, Endang & Nuning Sri Mulyati. 2005. Jurnal 1 : Fermentasi Sri Buah Nanas Menjadi Vinegar.

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

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

Wahono Hadi Susanto & Bagus Rakhmad Setyohadi. 2011. The Effect of Apple (Malus sylvestris) Varieties and Fermentation Time by Yeast Saccharomyces cerivisiae as Pre-Processing Treatment on Syrup Characteristics.

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

Yusuf o. Raji, Mohammed Jibril, Idris M. Misau, & Baba Y. Danjuma. 2012. Production of Vinegar From Pineapple Peel.Matz, SA. (1992). Bakery Technology and Engineering, 3th edition. Van Nostrand Reinhold. New York.

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

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

Schlegel, H.G. & K, Schmidt. (1994). Mikrobiologi Umum. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Van Hoek, et al. (2004). Effect of Spesific Growth Rate on Fermentative Capacity of BakersYeast.Widiastuti, H.N. (1997). Metode Sederhana Penentuan Kualitas Yeast Roti. Sainteks vol.4, no.2Effect of Biomass Reduction on the Fermentation of CiderFERMENTASI SARI BUAH NANAS MENJADI VINEGAR5. LAMPIRAN

5.1. Perhitungan

Kelompok A1

Rata-rata MO tiap petak

N0 = = 8,25

N24 = = 61,25

N48 = = 34,75

N72 = = 28,5

N96 = = 18,5

Rata-rata MO tiap cc

N0 = = 3,3 x 107N24 = = 2,45 x 108N48 = = 1,39 x 108N72 = = 1,14 x 108N96 = = 7,4 x 107Total asam

N0 = = 10,56 mg/ml

N24 = = 13,44 mg/ml

N48 = = 12,67 mg/ml

N72 = = 12,48 mg/ml

N96 = = 12,67 mg/mlKelompok A2

Rata-rata MO tiap petak

N0 = = 4

N24 = = 86

N48 = = 128

N72 = = 171,25

N96 = = 188,25

Rata-rata MO tiap cc

N0 = = 1,6 x 107N24 = = 3,44 x 108N48 = = 5,12 x 108N72 = = 6,85 x 108N96 = = 7,53 x 108Total asam

N0 = = 10,56

N24 = = 12,48

N48 = = 12,29

N72 = = 12,10

N96 = = 12,48

Kelomopok A3

Rata-rata MO tiap petak

N0 = = 2

N24 = = 73

N48 = = 80.75

N72 = = 92.5

N96 = = 162.75

Rata-rata MO tiap cc

N0 = = 8,00 x 107N24 = = 29,2 x 107N48 = = 32,3x 107N72 = = 37 x 107N96 = = 65,1 x 107Total asam

N0 = = 10,368 mg/ml

N24 = = 13,056mg/ml

N48 = = 12,67 mg/ml

N72 = = 12,48 mg/ml

N96 = = 12,86 mg/ml

Kelompok A4

Rata-rata MO tiap petak

N0 = = 4

N24 = = 96,5

N48 = = 104,5

N72 = = 89,5

N96 = = 120

Rata-rata MO tiap cc

N0 = = 1,6 x 107N24 = = 3,86 x 108N48 = = 4,18 x 108N72 = = 3,58 x 108N96 = = 4,8 x 108Total asam

N0 = = 10,94

N24 = = 12,29

N48 = = 12,10

N72 = = 12,48

N96 = = 12,48Kelompok A5

Rata-rata MO tiap petak

N0 = = 4

N24 = = 78

N48 = = 37,75

N72 = =41,75

N96 = = 31

Rata-rata MO tiap cc

N0 = = 1,6 x 107N24 = = 3,12 x 108N48 = = 1,51 x 108N72 = = 1,67 x 108N96 = = 1,04 x 108Total asam

N0 = = 11,14

N24 = = 12,86

N48 = = 12,67

N72 = = 12,10

N96 = = 12,86

5.2. Laporan Sementara

5.3. Jurnal