Post on 04-Jul-2019
DARI
KURVA P
PG-PS MA
DALAM
DiajuMemp
Bri
UN
PERTUMBU
ADUKISMO
M PROSES
kan Untuk Mperoleh Gela
Program
igitta Melati
NIM
FAKUL
NIVERSITA
YO
UHAN Sacc
O YOGYAK
FERMENT
SKRIPSI
Memenuhi Sar Sarjana F
m Studi Ilmu
Oleh :
Iswahyulian
M : 0581140
LTAS FARM
AS SANATA
GYAKART
2009
charomyces
KARTA YA
TASI ALKO
alah Satu Syarmasi (S.FaFarmasi
nti Ongirwal
29
MASI
A DHARMA
TA
cerevisiae
ANG BERPE
OHOL
yarat arm.)
lu
A
ERAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DARI
KURVA P
PG-PS MA
DALAM
DiajuMemp
Bri
UN
PERTUMBU
ADUKISMO
M PROSES
kan Untuk Mperoleh Gela
Program
igitta Melati
NIM
FAKUL
NIVERSITA
YO
ii
UHAN Sacc
O YOGYAK
FERMENT
SKRIPSI
Memenuhi Sar Sarjana F
m Studi Ilmu
Oleh :
Iswahyulian
M : 0581140
LTAS FARM
AS SANATA
GYAKART
2009
charomyces
KARTA YA
TASI ALKO
alah Satu Syarmasi (S.FaFarmasi
nti Ongirwal
29
MASI
A DHARMA
TA
cerevisiae
ANG BERPE
OHOL
yarat arm.)
lu
A
ERAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
IMAN MEMBUAT SEGALA SESUATU MUNGKIN
KASIH MEMBUAT SEGALA SESUATU MUDAH
HARAPAN MEMBUAT SEGALA SESUATU BERJALAN
Kupersembahkan untuk:
Mama tercinta Papa di surga
Teman-temanku Serta almamaterku
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus atas kasih dan
perlindungan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penyusunan skripsi yang berjudul Kurva Pertumbuhan Saccharomyces
cerevisiae Dari PG-PS Madukismo Yogyakarta Yang Berperan Dalam
Proses Fermentasi Alkohol. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu
syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) Program Studi Ilmu
Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini penulis telah
mendapatkan bantuan dan dukungan materiil serta spiritual dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terimakasih kepada:
1. Rita Suhadi, M.Si., Apt selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta
2. Maria Dwi Budi Jumpowati, S.Si selaku dosen pembimbing yang dengan
kesabaran telah memberikan bimbingan, saran dan kritik sejak penyusunan
proposal hingga terselesainya naskah skripsi ini
3. Christine Patramurti, M.Si., Apt selaku dosen penguji yang telah meluangkan
waktu dan memberikan masukan, saran dan kritik yang membangun
4. Ig. Y Kristio Budiasmoro, M.Si selaku dosen penguji yang telah meluangkan
waktu dan memberikan masukan, saran dan kritik yang membangun bagi
penulis
5. Nixon Fernando Joel, terima kasih atas perhatian, kesabaran, nasehat dan
pengorbanan yang sangat berarti bagi penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
6. Rekan tim Alkohol (Prima, Ermin, Yuna, Reni, Pipit, Angel) yang telah
mendukung dan memberi semangat selama proses penelitian dan penyusunan
skripsi ini. Terima kasih atas kebersamaan kita dalam suka dan duka
7. Teman-teman UKKA atas semangat dan canda tawa kalian
8. Teman-teman KKN (Budi, Tunjung, Eva, Ezra, Joe, Ika, Priska, Yuli)
9. Segenap staf laboran lantai III atas kerjasama dan bantuan yang diberikan
10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu
dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penelitian dan penyusunan skripsi ini masih
memiliki kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis
mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Semoga
skripsi yang telah penulis susun ini memberikan manfaat.
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
INTISARI
Pertumbuhan mikrobia pada umumnya akan mengikuti kurva pertumbuhan normal bila berada pada kondisi lingkungan dan substrat yang ideal (meliputi suhu, pH, sumber oksigen, tekanan osmotik dan lain-lain). Metabolit primer adalah hasil metabolisme yang dihasilkan selama masa pertumbuhan mikrobia, salah satunya yaitu alkohol yang merupakan metabolit primer dari Saccharomyces cerevisiae dalam kondisi anaerob. PG-PS Madukismo Yogyakarta memanfaatkan limbah pabrik gula yaitu molase (tetes tebu) yang dapat berfungsi sebagai media bagi pertumbuhan dan media fermentasi S. cerevisiae untuk menghasilkan alkohol.
Untuk meningkatkan kualitas produksi alkohol dapat dilakukan dengan mengetahui kurva pertumbuhan S. cerevisiae pada kondisi lingkungan yang dilakukan di PG-PS Madukismo (pH pertumbuhan 4,8; suhu pertumbuhan 30o C; konsentrasi substrat pertumbuhan 16o brix) sehingga hasil produksi alkohol dapat dioptimalkan.
Penelitian ini adalah penelitian non eksperimental dengan rancangan penelitian deskriptif. Tahap penelitian ini dilakukan dengan mengukur OD (Optical Density) S. cerevisiae selama 115 jam inkubasi menggunakan metode turbidimetri. Kurva pertumbuhan dibuat dengan memplotkan waktu inkubasi sebagai sumbu X dan OD sebagai sumbuY.
Kurva Pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo meliputi lag fase pada waktu inkubasi 0 hingga 3 jam, fase eksponensial pada waktu inkubasi ke 3 hingga 24 jam, fase stasioner pada waktu inkubasi 24 hingga 97 jam dan fase kematian setelah inkubasi jam ke 97. Dari kurva yang diperoleh, proses pembibitan dapat dilakukan selama 24 hingga 97 jam di mana pada waktu tersebut jumlah S. cerevisiae maksimal dan dapat dilakukan tahap selanjutnya yaitu proses fermentasi alkohol sehingga hasil produksi alkohol dapat dioptimalkan.
Kata kunci: Saccharomyces cerevisiae, molase, kurva pertumbuhan, fermentasi,
alkohol, OD (Optical Density), turbidimetri
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
ABSTRACT
Generally, the microbial growth will follow the normal growth curve if it is existing in the ideal environment (temperature, pH, oxygen sources, osmotic pressure etc). During the growth phase, microbe will produce primary metabolite, one of them is alcohol that is the result of the metabolism of yeast Saccharomyces cerevisiae in anaerob condition and produce during eksponensial and stationary phase. Madukismo Rubbing Alcohol Factory of Yogyakarta uses sugar factory wastes named molasses (sugar cane’s extract), which can be functioned as the media for the S. cerevisiae’s growth dan fermentation to produce alcohol.
Increasing the alcohol production quality can be done by checking the S. cerevisiae’s growth curve in the environment condition conducted in Madukismo sugar factory (growth pH 4,8; growth temperature 30oC; 16obrix sugar concentration), so the production can be optimized.
The model of this research was non experimental research with descriptive research construction. This research phase was conducted by measuring the S. cerevisiae OD’s (Optical Density) in certain incubation time (115 hour) so that the whole growth phase could be observed, using turbidity method. Growth curve of S. cerevisiae’s was made by plotting incubation time as X axis with the OD as Y axis.
S. cerevisiae’s growth curve from Madukismo Rubbing Alcohol Factory of Yogyakarta, consisted of lag phase on 0-3 hours of incubation, eksponential phase on 3-24 hours of incubation, stationary phase on 24-97 hours of incubation dan death phase after 97 hours of incubation. From obtained curve, seeding process could be done during 24 till 97 hours where about the number of S. cerevisiae maximal and could be conducted by next step that was alcohol ferment so that yield of the alcohol could produced optimally.
Key words: Saccharomyces cerevisiae, molasse, growth curve, fermentation, alcohol, OD (Optical Density), Turbidimetry
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... v
PRAKATA ......................................................................................................... vi
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................................... viii
INTISARI .......................................................................................................... ix
ABSTRACK ....................................................................................................... x
DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ....................................................................................... 1
1. Rumusan permasalahan .................................................................... 3
2. Manfaat penelitian ............................................................................. 3
B. Tujuan Penelitian .................................................................................... 3
BAB II PELAAHAN PUSTAKA
A. Fermentasi alkohol .................................................................................. 5
B. Molase (Tetes Tebu) ............................................................................... 7
C. Saccharomyces cerevisiae ....................................................................... 9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
D. Kurva Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae ................................... 12
E. Perhitungan Jumlah Yeast................................................................... 16
F. Turbidimetri .......................................................................................... 18
G. Keterangan Empiris ............................................................................... 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ............................................................ 21
B. Variabel dan Definisi Operasional ........................................................ 21
1. Variabel ........................................................................................... 21
a. Variabel bebas ............................................................................ 21
b. Variabel tergantung ..................................................................... 21
c. Variabel pengacau terkendali ...................................................... 21
2. Definisi Operasional ....................................................................... 21
C. Alat dan Bahan Penelitian ..................................................................... 22
1. Alat .................................................................................................. 22
2. Bahan .............................................................................................. 22
D. Tata Cara Penelitian
1. Penyiapan stok kultur S. cerevisiae ................................................. 23
2. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae (16o brix) ................ 23
3. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae ................... 23
4. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae................................ 24
5. Pengukuran OD S.cerevisiae ........................................................... 24
6. Penentuan Kurva Pertumbuhan S. cerevisiae................................ 24
E. Analisis Hasil ........................................................................................ 25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Penyiapan stok kultur S. cerevisiae ....................................................... 26
B. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae ....................................... 27
C. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae ......................... 28
D. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae...................................... 29
E. Pengukuran OD S.cerevisiae ................................................................. 31
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ........................................................................................... 40
B. Saran ...................................................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 41
LAMPIRAN ...................................................................................................... 44
BIOGRAFI PENULIS ...................................................................................... 55
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Reaksi total proses fermentasi alkohol .............................................. 5
Gambar 2. Molase dari PG-PS Madukismo ........................................................ 8
Gambar 3. S. cerevisiae dengan menggunakan mikroskop elektron .................. 9
Gambar 4. Proses glikolisis glukosa ................................................................. 10
Gambar 5. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae waktu inkubasi vs
log jumlah sel pada medium Yeast Pepton Dextrose (YPD) .......... 13
Gambar 6. Kurva pertumbuhan beberapa strain S. cerevisiae
waktu inkubasi vs OD ..................................................................... 14
Gambar 7. Produksi metabolit primer (etanol) sebanding dengan
Pertambahan jumlah yeast............................................................... 16
Gambar 8. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo
Yogyakarta ..................................................................................... 34
Gambar 9. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae ATCC 3015 ............................. 34
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR TABEL
Tabel I. Contoh produk fermentasi dan mikrobia yang menghasilkannya ........ 6
Tabel II. Komposisi Molase dalam % .................................................................. 8
Tabel III. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam ......................................................... 32
Tabel IV. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015 selama
waktu inkubasi 115 jam ...................................................................... 33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pembuatan media untuk pertumbuhan yeast (16o Brix) ............... 44
Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam ........................................................ 44
Lampiran 3. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015 ................................... 49
Lampiran 4. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo
Yogyakarta .......................................................................................... 54
Lampiran 5. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae ATCC 3015 ........................... 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Yeast adalah fungi uniseluler yang telah lama dimanfaatkan oleh manusia
untuk menghasilkan makanan dan minuman. Yeast dapat dibedakan berdasarkan
sifat metabolismenya yaitu yeast fermentatif, yeast oksidatif maupun yeast yang
memiliki sifat keduanya (fermentatif dan oksidatif) (Fardiaz, 1992).
Saccharomyces cerevisiae merupakan yeast yang bersifat oksidatif dan
fermentatif. Dengan adanya oksigen, S. cerevisiae akan mengoksidasi gula
menjadi karbondioksida dan air. Tetapi pada kondisi anaerob, S. cerevisiae dapat
mengubah sistem metabolismenya dari jalur oksidatif menjadi jalur fermentatif
yaitu memecah gula (glukosa) menjadi alkohol dan gas karbon dioksida (Alcamo,
1997; Fardiaz, 1992).
Alkohol merupakan hasil metabolisme primer (metabolit primer) secara
fermentatif oleh S. cerevisiae, karena alkohol dibentuk sepanjang pertumbuhan
S. cerevisiae. Sedangkan senyawa hasil metabolisme yang dibentuk di akhir masa
pertumbuhan dan di sepanjang fase stasioner disebut sebagai metabolit sekunder
(Baker, Nicklin, Khan, Killington, 2006). Pertumbuhan yeast mengikuti pola
pertumbuhan mikrobia pada umumnya terbagi dalam beberapa fase yaitu, lag fase
(fase adaptasi), log fase (fase eksponensial), fase stasioner, dan fase kematian
yang dapat terlihat dari kurva pertumbuhan masing-masing mikrobia (Tortora,
Funke, Case, 2002).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Konsentrasi metabolit yang dihasilkan oleh S. cerevisiae sangat
dipengaruhi oleh kemurnian strain (galur) dan faktor-faktor lingkungan serta
komposisi kimia dari zat untuk pertumbuhan yang didapatkan dari media
pertumbuhan. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh antara lain: suhu, pH
lingkungan, agitasi, sumber oksigen dan lain-lain. Sedangkan media pertumbuhan
harus menggunakan sumber-sumber nutrien untuk menciptakan sebuah medium
yang memenuhi kriteria antara lain: dapat menghasilkan yield maksimum, murah,
kualitas yang konsisten dan mudah diolah. Salah satu media pertumbuhan yang
digunakan dalam produksi alkohol dan memenuhi kriteria di atas adalah molase.
Molase merupakan cairan kental berwarna coklat (dari pigmen meladonin) yang
merupakan hasil samping dari industri gula (Harahap, 2003; Acourene, Khalid,
Bacha, Tama, Taleb, 2007).
Dengan adanya faktor-faktor lingkungan yang mendukung serta
tercukupinya nutrien dalam media pertumbuhan, maka diharapkan konsentrasi
maupun jumlah metabolit yang dihasilkan oleh S. cerevisiae juga optimal. Salah
satu industri yang memanfaatkan produk metabolit S. cerevisiae dalam
menghasilkan alkohol adalah Pabrik Gula dan Alkohol, Spiritus Madukismo (PG-
PS Madukismo) dengan menggunakan molase (tetes tebu) yang merupakan hasil
samping dari Pabrik Gula Madukismo. Produk yang dihasilkan adalah alkohol
yang terdiri dari 70% alkohol murni dan 30% alkohol teknis (Anonim, 1984;
Kurniawan, Susmiadi, Toharisman, 2005).
Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas produksi alkohol dari PG-PS
Madukismo tersebut adalah dengan mengetahui kurva pertumbuhan S. cerevisiae
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
sehingga dapat diperkirakan waktu di mana alkohol dibentuk dengan
menggunakan kondisi lingkungan sesuai dengan prosedur yang dilakukan di PG-
PS Madukismo.
1. Rumusan permasalahan
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat dirumuskan
permasalahan yaitu: Bagaimana kurva pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae
yang berperan dalam proses fermentasi alkohol berdasarkan kondisi pertumbuhan
yang dilakukan di PG-PS Madukismo?
2. Manfaat penelitian
a. Manfaat teoritis. Sebagai sumbangan informasi mengenai pertumbuhan
S.cereviseae dengan kondisi lingkungan pertumbuhan yang dilakukan di PG-PS
Madukismo.
b. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan mampu memberikan informasi
bagi PG-PS Madukismo mengenai kurva pertumbuhan S.cereviseae dengan
kondisi lingkungan pertumbuhan yang dilakukan di PG-PS Madukismo.
B. Tujuan Penelitian
1. Tujuan umum
Meningkatkan kualitas produksi alkohol oleh S. cerevisiae dari PG-PS
Madukismo Yogyakarta
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
2. Tujuan khusus
Mengetahui kurva pertumbuhan S. cerevisiae berdasarkan kondisi
pertumbuhan yang dilakukan di PG-PS Madukismo.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Fermentasi Alkohol
Fermentasi berasal dari kata latin fervere. Istilah fermentasi dipakai untuk
menyatakan perubahan atau peruraian karbohidrat dengan pembentukan gas.
Louis Pasteur mengatakan bahwa fermentasi adalah proses peruraian gula menjadi
alkohol dan karbon dioksida yang disebabkan oleh aktifitas sel-sel yeast yang
hidup dan berkembang biak dalam cairan fermentasi tanpa adanya udara.
(Nurdyastuti, 2005; Priani, 2003).
Karbohidrat merupakan media utama yang dipecah dalam proses
fermentasi. Polisakarida lebih dulu akan dipecah menjadi gula sederhana untuk
selanjutnya dapat difermentasikan. Pada tahap pertama, fermentasi glukosa akan
membentuk asam piruvat melalui jalur glikolisis atau jalur Embden-Meyerhoff-
Parnas (EMP). Jalur EMP terdiri dari beberapa tahap yang masing-masing
dikatalisis oleh enzim tertentu. Pada tahap kedua fermentasi, asam piruvat akan
diubah menjad produk yang spesifik di antaranya adalah alkohol (Fardiaz, 1992).
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Gambar 1. Reaksi total proses fermentasi alkohol (Balia, 2004)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Dalam pelaksanaan prosesnya, industri fermentasi dipengaruhi oleh
beberapa faktor yang meliputi (Harahap, 2003):
1. Mikrobia
Dalam industri fermentasi, mikrobia adalah faktor utama sehingga harus
memenuhi syarat, antara lain murni (terdiri dari satu strain tunggal), unggul
(koloni mikrobia atau hasil biakannya dengan sifat-sifat fisiologi yang sama
sebagai hasil proses isolasi dari strain yang telah murni), stabil terhadap
perubahan lingkungan dan bukan mikrobia patogen. Berikut adalah beberapa
mikrobia dan produk fermentasi yang dihasilkan.
Tabel I. Contoh produk fermentasi dan mikrobia yang menghasilkannya (Hidayat, Podaga, Suhartini, 2006)
Produk Mikrobia
Roti, alkohol Yogurt, kefir, probiotik Kecap Tempe Tapai Asam cuka Asam laktat Lisin Penisilin
Saccharomyces cerevisiae Bakteri asam laktat Aspergius oryzae Rhizopus sp Hansenulla Acetobacter aceti Laktobacillus delbrueckii Brevibacterium lactofermentum Penicillium chrysogenum
Dalam industri fermentasi alkohol di PG-PS Madukismo, mikrobia yang
digunakan adalah yeast S. cerevisiae.
2. Bahan dasar sebagai media fermentasi
Media untuk kebutuhan fermentasi dapat berasal dari hasil pertanian,
perkebunan, maupun limbah industri. Bahan dasar yang digunakan harus
memenuhi syarat: mudah didapat, tersedia dalam jumlah besar, harganya murah,
bila diperlukan ada penggantinya. Media yang umumnya digunakan dalam proses
fermentasi alkohol adalah molase, ubi kayu, ubi jalar, jagung, sagu dan lain-lain.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
3. Faktor-faktor yang dapat mendukung kehidupan mikrobia pemfermentasi
Faktor-faktor yang mendukung di antaranya ketersediaan nutrien untuk
pertumbuhan dan perkembangbiakan mikrobia, antara lain unsur Karbon (C),
Nitrogen (N), Fosfor (P), mineral dan vitamin, kondisi keasaman dan suhu media
serta ada tidaknya udara karena meskipun fermentasi berlangsung secara anaerob
tetapi udara diperlukan dalam proses pembibitan untuk pengembangbiakan sel
mikrobia pemfermentasi.
Secara umum langkah-langkah proses industri fermentasi alkohol
meliputi: pengolahan media (untuk mempersiapkan media produksi meliputi
proses pengenceran media hingga 12 obrix, penambahan nutrien seperti Nitrogen
dan Sulfur, penyesuaian pH 4 – 5); proses pembibitan (untuk mendapatkan jumlah
sel yeast yang maksimal); proses fermentasi untuk menghasilkan alkohol
(dilakukan penambahan media dengan kepekatan yang berbeda dari proses
pembibitan (24obrix) dan pengkondisian anaerob agar proses peragian dapat
berlangsung); proses penyulingan (untuk memisahkan alkohol dari campuran
alkohol air yang dihasilkan selama proses fermentasi) (Nurdyastuti, 2005).
B. Molase (Tetes Tebu)
Molase merupakan hasil samping pabrik gula yang berupa cairan kental
seperti sirup yang berwarna coklat gelap atau kemerahan. Molase merupakan
salah satu media yang digunakan dalam fermentasi alkohol karena merupakan
salah satu sumber karbohidrat bagi yeast, mengandung senyawa Nitrogen (N),
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
vitamin dan unsur-unsur kelumit, memiliki pH 5 - 5,5. Komposisi molase adalah
sebagai berikut:
Tabel II. Komposisi Molase dalam % (Hidayat dkk, 2006)
Komposisi Persentase (%) Berat kering Sukrosa Gula invert Bahan organik lain N P2O3 CaO MgO K2O Abu
77 - 84 33,4 21,2 19,6 0,4 - 1,5 0,6 - 2,0 0,1 - 1,1 0,03 - 0,1 2,6 - 5 7 - 11
Komponen-komponen penyusun molase di atas memiliki peran masing-
masing dalam pemeliharaan sel di antaranya: Nitrogen, merupakan komponen
penyusun asam amino dan asam nukleat yang dapat diperoleh dengan
penambahan pupuk yang mengandung Nitrogen, seperti ZA, urea dan pepton;
Karbon dan karbohidrat sebagai sumber energi yang dibutuhkan untuk reaksi
biokimia; mineral dibutuhkan sebagai kofaktor pada sejumlah reaksi enzimatik
(Nester, Anderson, Roberts, Pearsall, Nester, 2001).
Gambar 2. Molase dari PG-PS Madukismo
Molase yang didapatkan dari industri gula biasanya memiliki kepekatan
yang tinggi hingga 85o Brix (oBrix menunjukkan satuan kepekatan molase atau
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
menunjukkan jumlah zat padat semu (dalam gram) yang larut dalam setiap 100
gram larutan) sehingga pada proses pembibitan yeast dilakukan pengenceran
hingga 12o Brix dan pada proses fermentasi 24o Brix. pH molase yang semula 5-
5,5 dibuat menjadi 4-5 dan suhu menjadi 30oC untuk mendukung pertumbuhan
yeast (Harahap, 2003; Kuswurj, 2008).
C. Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae merupakan fungi uniseluler berbentuk oval.
Reproduksi S. cerevisiae ini dilakukan dengan cara pertunasan multipolar atau
melalui pembentukan askospora. Berdasarkan sifat-sifat morfologi, kultur,
fisiologi dan reproduksi seksual S. cerevisiae termasuk Famili
Saccharomycetaceae, Subfamili Saccharomycoideae (Fardiaz, 1992).
Gambar 3. Saccharomyces cerevisiae dengan menggunakan mikroskop electron. Keterangan gambar: 1. sel induk, 2. spora, 3. budding (Wheals, 1995)
Saccharomyces cerevisiae merupakan yeast yang bersifat oksidatif dan
fermentatif. Dengan adanya oksigen S. cerevisiae akan mengoksidasi gula
menjadi karbondioksida dan air. Tetapi pada kondisi anaerob, S. cerevisiae dapat
mengubah sistem metabolismenya dari jalur oksidatif menjadi jalur fermentatif
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
yaitu memecah gula (glukosa) menjadi alkohol dan gas karbon dioksida melalui
jalur glikolisis (Alcamo, 1997; Fardiaz, 1992).
Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (1999), glikolisis berarti
menguraikan gula. Glukosa (gula berkarbon enam) diuraikan menjadi dua
molekul gula berkarbon tiga kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang
membentuk dua molekul piruvat. Proses glikolisis hingga terbentuknya alkohol
terjadi di dalam sitoplasma
Gambar 4 . Proses glikolisis glukosa
(Anonim, 2007)
Akhir dari proses glikolisis per satu molekul glukosa dihasilkan dua
molekul piruvat, dua molekul ATP dan dua molekul NADH. Piruvat sebagai
produk akhir glikolisis melepaskan CO2 dan berubah menjadi asetaldehid.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Asetaldehid kemudian direduksi oleh NADH menjadi alkohol. Ini meregenerasi
pasokan NAD+ yang dibutuhkan untuk glikolisis (Campbell et al,1999). Alkohol
yang dihasilkan akan maksimal bila terdapat jumlah sel yeast yang maksimal pula
karena produksi alkohol akan sebanding dengan pertambahan jumlah yeast
(Tortora et al, 2002)
S. cerevisiae telah lama digunakan dalam industri minuman beralkohol
dan bidang pangan. S. cerevisiae sesuai untuk digunakan dalam industri
fermentasi karena memenuhi syarat-syarat antara lain: cepat berkembang biak,
tahan terhadap suhu tinggi, mempunyai sifat yang stabil dan cepat beradaptasi
terhadap media yang difermentasi (Alcamo, 1997; Harahap, 2003; Hidayat dkk,
2006).
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan S. cerevisiae antara lain
(Nester et al, 2001) :
1. Nutrien
Nitrogen untuk sintesis protein didapatkan dari ion amonium, sedangkan
beberapa dapat menggunakan nitrat dan nitrit yang didapatkan dari penambahan
pupuk yang mengandung nitrogen seperti ZA, urea, pepton dan lain-lain. Sumber
karbon, hidrogen dan oksigen terdapat pada karbohidrat, kebutuhan sulfur dapat
dipenuhi oleh adanya sulfat di dalam medium. Mineral lain yang dibutuhkan yeast
adalah kalium, magnesium, natrium dan kalsium. Untuk pertumbuhan di dalam
medium sintetik, dibutuhkan unsur kelumit, berupa boron, coper, zink, mangan,
besi, iodium dan molibdenum.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
2. Keasaman (pH)
Untuk fermentasi alkoholis, memerlukan media dalam suasana asam,
yaitu antara pH 4 – 5.
3. Suhu
Suhu optimum untuk pengembangbiakan S. cerevisiae adalah 30o C.
4. Udara
Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerob. Namun demikian udara
dibutuhkan dalam proses pembibitan sebelum fermentasi untuk
pengembangbiakan sel yeast.
Selain faktor-faktor yang disebutkan oleh Nester et al (2001), menurut
Tortora et al (2002) terdapat faktor lain yang dapat mempengaruhi pertumbuhan
mikrobia yaitu tekanan osmotik. Bila mikrobia berada pada larutan yang
hipertonis maka akan menghambat pertumbuhan karena menyebabkan terjadinya
plasmolisis.
D. Kurva Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae umumnya melakukan proses reproduksi
dengan cara pertunasan multipolar atau melalui pembentukan askospora.
Askospora dapat terbentuk setelah terjadi konjugasi atau berasal dari sel diploid.
Askospora yang berjumlah satu hingga empat per askus biasanya berbentuk bulat
atau oval. Waktu yang diperlukan untuk bereproduksi menghasilkan dua sel
anakan disebut waktu generasi. Waktu generasi tidak selalu tetap tetapi tergantung
pada faktor-faktor dalam medium, spesies, dan umur. Selama tumbuh, komponen-
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
komponen sel seperti protein, RNA dan sebagainya akan bertambah sampai siap
membelah. Konsentrasi komponen-komponen sel, seperti RNA, enzim, metabolit-
metabolit dan sebagainya pada masing-masing sel anakan akan identik dengan sel
induk. Namun demikian dalam perkembangannya akan dipengaruhi oleh
lingkungan sehingga dimungkinkan terjadi perbedaan (Tortora et al, 2002).
Yeast yang dimasukkan dalam media baru pada umumnya tidak segera
memperbanyak diri, tetapi akan memerlukan waktu untuk penyesuaian dalam
medium. Bila pada waktu-waktu tertentu jumlah sel yeast dihitung dan dibuat
kurva hubungan antara log jumlah sel dan waktu, maka akan diperoleh suatu
grafik yang menunjukkan kurva pertumbuhan (Błażejak, Duszkiewicz-Reinhard,
Gniewosz, Rostkowska-Demner, Domurad, 2002):
Gambar 5. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae waktu inkubasi vs log jumlah sel pada medium
Yeast Pepton Dextrose (YPD) (Błażejak et al, 2002)
Kurva pertumbuhan juga dapat dibuat dengan menghubungkan antara
waktu inkubasi dengan OD (Optical Density), antara waktu inkubasi dengan
biomassa (berat kering), serta antara nilai OD dengan jumlah sel hidup (Acourene
et al, 2007; Lay, 1994).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Gambar 6. Kurva pertumbuhan beberapa strain S. cerevisiae waktu inkubasi vs OD.
Keterangan : SDB (strain yang diisolasi dari Degla-Beida), SDN (strain yang diisolasi dari Deglet-Nour), STB (strain yang diisolasi dari Tanboutch), ATTCC1102 (strain yang diambil dari industrial bakery yeast). (Acourene et al, 2007).
Menurut Willey, Sherwood, Woolverton (2008) dan Talaro et al (2008)
secara umum kurva pertumbuhan yeast meliputi beberapa fase yaitu:
1. Lag fase
Pada fase ini yeast baru menyesuaikan diri dengan lingkungan baru.
Berbagai macam enzim dan zat perantara dibentuk sehingga keadaannya
memungkinkan pertumbuhan sel lebih lanjut.
2. Fase eksponensial
Pada fase ini yeast memperbanyak diri dengan kecepatan paling tinggi
dengan waktu generasi pendek dan konstan. Pada fase ini metabolisme yang
terjadi paling pesat sehingga sintesis bahan sel berlangsung dengan cepat.
Keadaan ini akan berlangsung terus sampai salah satu atau beberapa nutrien habis
atau telah terjadi penimbunan metabolit yang bersifat racun yang menyebabkan
terhambatnya pertumbuhan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
3. Fase stasioner
Pada fase ini kecepatan untuk memperbanyak diri berkurang dan jumlah
sel mati bertambah karena adanya penurunan kadar nutrien dan meningkatnya
penimbunan zat-zat racun yang menghambat kecepatan pembelahan sel. Pada fase
ini jumlah sel yang dihasilkan sama dengan jumlah sel yang mati.
Pada fase eksponensial dan fase stasioner ini, bila yeast (S. cerevisiae)
diberi perlakuan anaerob maka akan mengubah jalur metabolisme menjadi
fermentatif untuk menghasilkan alkohol (Tortora et al, 2002).
4. Fase kematian
Pada fase ini kecepatan kematian terus meningkat sehingga jumlah sel
akan menurun cepat.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Błażejak et al (2002),
S. cerevisiae dalam media YPD (Yeast Pepton Dextrose) mengalami pertambahan
jumlah yang sangat signifikan pada periode sebelum 24 jam waktu inkubasi
(Gambar 5). Dan waktu inkubasi pada jam ke 24 dijadikan sebagai akhir fase
eksponensial oleh Błażejak et al (2002). Sedangkan penelitian yang dilakukan
oleh Acourene et al (2007), waktu yang dibutuhkan selama lag fase dan waktu di
mana fase eksponensial berakhir antara beberapa strain S. cerevisiae yang
diteliti hasilnya berbeda-beda (Gambar 6). Menurut Tortora et al (2002),
alkohol yang dihasilkan oleh S. cerevisiae merupakan hasil metabolit primer yaitu
senyawa yang dihasilkan sepanjang fase pertumbuhan yaitu fase eksponensial dan
fase stasioner (Gambar 7). S. cerevisiae dan jumlah alkohol yang dihasilkan
sebanding dengan pertambahan jumlah S. cerevisiae. Berdasarkan hal tersebut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
maka waktu di mana produksi alkohol berlangsung juga bervariasi berdasarkan
kurva pertumbuhan masing-masing yeast mencapai fase eksponensial dan fase
stasioner.
Pada umumnya senyawa metabolit primer digunakan untuk membentuk
makromolekul atau dikonversikan menjadi koenzim senyawa antara seperti asam
amino, vitamin, asam organik dan enzim (Tortora et al, 2002).
Gambar 7. Produksi metabolit primer (etanol) sebanding dengan pertambahan jumlah yeast (Tortora et al, 2002)
E. Perhitungan Jumlah Yeast
Menurut Fardiaz (1994) pengukuran jumlah yeast dapat dilakukan
dengan beberapa cara yaitu:
1. Perhitungan jumlah sel (hitungan mikroskopik; hitungan cawan; MPN (Most
Propable Number))
2. Perhitungan massa sel secara langsung (Volumetrik; Gravimetri; Kekeruhan
(turbidimetri))
3. Perhitungan massa sel secara tidak langsung (analisis komponen sel protein,
DNA; analisis produk katabolisme; analisis konsumsi nutrien)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Sedangkan menurut Nester et al (2001) pengukuran jumlah yeast dapat
dilakukan dengan:
1. Perhitungan sel secara langsung (menggunakan bantuan mikroskop atau alat
penghitung sel (coulter counter))
2. Perhitungan sel hidup (hitungan cawan, dengan membran filtrasi dan MPN)
3. Perhitungan biomassa (turbidimetri, perhitungan berat total)
4. Perhitungan produk-produk yang dihasilkan (CO2)
Perhitungan secara mikroskopik dilakukan dengan pertolongan kotak
skala dimana dalam setiap ukuran skala seluas 1 mm2 terdapat 25 kotak dengan
luas 0,04 mm2 dan tiap kotak tersebut terdapat 16 kotak kecil. Jumlah sel yang
terdapat dalam kotak kecil dapat dihitung dan dapat dihitung pula rata-rata dalam
kotak besar. Hitungan dengan metode ini memiliki beberapa kelemahan di
antaranya tidak dapat membedakan antara sel hidup dengan sel mati sehingga
keduanya dapat terhitung, sel yang sangat kecil kadang tidak terlihat sehingga
tidak terhitung, tidak dapat digunakan untuk menghitung jumlah sel yang terdapat
dalam ekstrak makanan karena dapat mengganggu penglihatan (Fardiaz, 1992).
Hitungan cawan dilakukan dengan menumbuhkan yeast pada media agar
sehingga yeast akan berkembangbiak dan membentuk koloni-koloni. Keuntungan
menggunakan metode ini adalah hanya sel yang masih hidup yang dihitung,
sedangkan kelemahan metode ini adalah hasil perhitungan tidak menunjukkan
jumlah sel yang sebenarnya karena sel yang berdekatan mungkin membentuk satu
koloni, media dan kondisi inkubasi yang berbeda mungkin menghasilkan nilai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
yang berbeda, memerlukan persiapan dan waktu inkubasi cukup lama sehingga
pertumbuhan koloni dapat dihitung (Fardiaz, 1992).
Perhitungan jumlah sel menggunakan instrumen elektronik yang disebut
coulter counter yang dapat menghitung sel dalam suspensi yang dialirkan pada
tube dan akan dideteksi jumlah sel yang melewati sensor yang dapat ditangkap
oleh detektor (Nester et al, 2001).
Metode MPN, menggunakan media cair dalam tabung reaksi, dimana
perhitungan dilakukan berdasarkan jumlah tabung yang positif ditumbuhi
mikrobia setelah inkubasi pada waktu dan suhu tertentu (Fardiaz, 1992).
F. Turbidimetri
Metode turbidimetri biasa digunakan dalam analisis agen-agen biologi.
Pada metode ini aktivitas agen biologi ditentukan dengan mengukur kekeruhan
yang dihasilkan oleh agen tersebut. Seperti pada suspensi antibiotik, makin keruh
larutan maka makin tinggi pertumbuhan mikrobia dan makin rendah aktivitas
antibiotik.
Pengukuran kerapatan optik menggunakan turbidimetri ini sama seperti
pada metode kolorimetri (Lay, 1994). Kolorimetri adalah suatu teknik pengukuran
cahaya yang diabsorbsi oleh zat berwarna baik warna yang terbentuk dari asal
maupun akibat reaksi dengan zat lain penentuan fotometri dilakukan dalam daerah
sinar tampak yaitu dengan panjang gelombang 400 nm – 800 nm. (Khopkar, 1990;
Roth, Baschke, 1994).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Metode Kolorimetri melibatkan perbandingan intensitas warna secara
visual artinya warna dari larutan senyawa yang tidak diketahui atau senyawa
yang diteliti dibandingkan dengan warna dari satu standar ataupun beberapa seri
standar (Butz, Nobel, 1961).
Gelombang cahaya yang melewati suspensi biakan dan banyaknya
cahaya yang ditransmisikan setelah melewati suspensi akan menghasilkan suatu
nilai absorbansi yang dalam istilah mikrobiologi disebut dengan OD (Optical
Density atau kerapatan optik). Nilai OD akan sebanding dengan jumlah biakan
dalam sampel dan dapat digunakan untuk menduga jumlah biakan dalam sampel.
Makin besar nilai OD makin keruh suspensi biakan dan makin banyak jumlah
biakan dalam suspensi (Lay, 1994). Jenkins, Kneevel, Digangi (1967) juga
menyatakan hal yang sama yaitu kekeruhan akan sebanding dengan konsentrasi
jumlah biakan dalam suspensi. Metode ini juga memiliki kelemahan yaitu
membutuhkan jumlah sel 10 juta hingga 100 juta sel per mililiter agar kekeruhan
suspensi dapat dibaca pada spektrofotometer (Tortora et al, 2002)
Kerapatan optik suatu suspensi tidak langsung menunjukkan jumlah sel
dalam suatu populasi, namun menunjukkan jumlah cahaya yang disebar oleh
populasi tersebut. Untuk memperoleh jumlah mikrobia, maka nilai kerapatan optik
(harus disetarakan terlebih dahulu dengan jumlah mikrobia dalam colony forming
units (CFU/ml). Jumlah mikrobia ditentukan dengan cara menghitung mikrobia
hidup. Setelah diperoleh nilai ini, selanjutnya dibuat suatu kurva dengan sumbu X
sebagai jumlah hidup dan sumbu Y sebagai nilai OD sehingga selanjutnya dapat
ditentukan fase-fase pertumbuhan mikrobia (Lay, 1994). Sedangkan menurut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Acourene et al (2007), kurva pertumbuhan dapat dibuat dengan mengetahui nilai
OD yang didapat dari pengukuran setiap 2 jam selama masa inkubasi dalam
media. Kurva dibuat dengan sumbu X sebagai waktu inkubasi dan sumbu Y
sebagai nilai OD sehingga dapat ditentukan lag fase, fase eksponensial, fase
stasioner dan fase kematian.
G. Keterangan Empiris
Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dapat diketahui dengan memplotkan
fungsi waktu terhadap OD S. cerevisiae dari hasil perhitungan menggunakan
metode turbidimetri dengan instrumen spektrofotometer. Kurva pertumbuhan
meliputi fase-fase pertumbuhan yaitu lag fase, fase eksponensial, fase stationer
dan fase kematian. Dari kurva pertumbuhan tersebut maka dapat diketahui waktu
terjadinya proses fermentasi alkohol.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Jenis penelitian ini merupakan penelitian noneksperimental dengan
rancangan deskriptif. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
B. Variabel dan Definisi Operasional
1. Variabel
a. Variabel bebas: waktu inkubasi S. cerevisiae
b. Variabel tergantung: OD (Optical Density) λmax = 620 nm
c. Variabel pengacau terkendali : pH pertumbuhan 4,8; suhu pertumbuhan
30o C; konsentrasi substrat pertumbuhan 16o brix (PG-PS Madukismo)
2. Definisi Operasional
a. Molase atau tetes tebu adalah media pertumbuhan serta media fermentasi
alkohol oleh Saccharomyces cerevisiae. Molase diperoleh dari PG-PS
Madukismo yang merupakan hasil samping dari produksi gula.
b. Saccharomyces cerevisiae adalah yeast yang digunakan dalam proses
fermentasi alkohol diperoleh dari PG-PS Madukismo. S. cerevisiae ATCC
3015 diperoleh dari Laboratorium Pangan Gizi PAU Bioteknologi
Universitas Gadjah Mada Yogyakarta sebagai kultur standar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
c. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae adalah kurva yang menunjukkan
hubungan antara nilai OD λmax = 620 nm dengan waktu inkubasi atau
biomassa dengan waktu inkubasi atau antara nilai OD λmax = 620 nm dengan
jumlah sel hidup yang meliputi lag fase, fase eksponensial, fase stasioner
dan fase kematian bila berada pada kondisi lingkungan dan substrat yang
ideal.
d. oBrix menunjukkan satuan kepekatan molase, menunjukkan jumlah zat
padat semu (dalam gram) yang larut dalam setiap 100 gram larutan.
e. Fermentasi alkohol merupakan proses pemecahan glukosa dalam substrat
molase di bawah kondisi anaerob oleh S. cerevisiae melalui jalur glikolisis
dengan hasil akhir yaitu alkohol.
C. Alat dan Bahan Penelitian 1. Alat
Alat-alat gelas : tabung reaksi (Duran, Schoot Germany), erlenmeyer
(Duran, Schoot Germany), pipet ukur, pipet volum, pipet tetes, cawan petri, labu
ukur; jarum ose; Autoklaf KT-40 No 108049, ALP Co.,Ltd; Shaker inkubator
Zhincheng China; Inkubator Heraus Amsterdam; pH meter; Mikropipet Socorex
Swiss; Seperangkat spektrofotometer UV-VIS Perki Elmer Lambda 20
2. Bahan
Bahan yang digunakan adalah: Kultur murni S. cerevisiae ATCC 3015
(Laboratorium Pangan Gizi PAU Bioteknologi Universitas Gadjah Mada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Yogyakarta), Kultur S. cerevisiae (PG-PS Madukismo), Molase (PG-PS
Madukismo), H2SO4, NH4OH, Urea, NPK, Aquades, Alkohol.
D. Tata Cara Penelitian
1. Penyiapan stok kultur murni S. cerevisiae
S. cerevisiae yang berasal dari PG-PS Madukismo sebelum digunakan
dalam penelitian ini telah dilakukan uji-uji pendahuluan yang dilakukan oleh
Septriani (2008) yang meliputi identifikasi berdasarkan pada morfologi sel,
morfologi koloni, dan sifat biokimia. Kemudian hasil identifikasi dibandingkan
dengan kultur standar yaitu S.cerevisiae ATCC 3015 sehingga dapat dipastikan
bahwa yeast dari PG-PS Madukismo adalah benar Saccharomyces cerevisiae.
Selanjutnya kultur murni yang telh diidentifikasi tersebut diisolasi kembali dalam
medium padat dari PG-PS Madukismo untuk digunakan dalam penelitian ini.
2. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae (16o brix)
Molase dengan kepekatan 85,5o Brix (dari PG-PS Madukismo) sebanyak
187 ml ditambah dengan aquades hingga 1000 ml dan dilakukan penyaringan.
Kemudian media disterilisasi dengan pemanasan menggunakan suhu 72o C dan
didinginkan hingga suhu mencapai 30o C.
3. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae
Media yang telah steril kemudian ditambahkan nutrien untuk
pertumbuhan yeast yaitu urea 132,8 mg dan NPK 176 mg. Tahapan ini dilakukan
di dalam MSC (Microbiology Safety Cabinet) untuk mengurangi kontaminasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
media yang telah steril. pH diatur dengan penambahan H2SO4 hingga pH media
menjadi 4,8.
4. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae
Sebanyak 30 ml media dimasukkan ke dalam 12 erlenmeyer steril 100
ml. Enam erlenmeyer sebagai media pertumbuhan S.cerevisiae PG-PS
Madukismo dan 6 erlenmeyer sebagai media pertumbuhan S.cerevisiae ATCC
3015. Media dalam erlenmeyer diinokulasikan dengan S.cerevisiae (dari PG-PS
Madukismo dan ATCC 3015 sebagai kultur standar) sebanyak 3 ose. Inkubasi
dilakukan dengan menggunakan shaker inkubator pada suhu 30o C dan kecepatan
agitasi 150 rpm selama 115 jam.
5. Pengukuran OD S.cerevisiae
Sesaat setelah inokulasi hingga jam ke 115 sebanyak 1 ml suspensi
biakan dimasukkan ke dalam labu ukur 10,0 ml dan ditambahkan aquades steril
hingga tanda, kemudian dicampur hingga homogen. Pipet 5 ml suspensi biakan
dan dimasukkan ke dalam kuvet. Serapan diukur pada panjang gelombang 620
nm. Hal ini dilakukan untuk masing-masing suspensi media yang berisi kultur S.
cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiae ATCC 3015.
Blangko yang digunakan adalah media pertumbuhan S. cerevisiae yang
diatur hingga menunjukkan absorbansi 0,0.
6. Penentuan Kurva Pertumbuhan S. cerevisiae
Data hasil pengukuran OD selama waktu inkubasi kemudian diplotkan
dengan fungsi waktu inkubasi sehingga didapatkan kurva pertumbuhan S.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
cerevisiae yang meliputi lag fase, fase eksponensial, fase stationer dan fase
kematian.
E. Analisis Hasil
Data yang berupa nilai OD S. cerevisiae pada setiap waktu pengukuran
diplotkan terhadap fungsi waktu inkubasi sehingga didapatkan suatu kurva
pertumbuhan yang meliputi lag fase, fase eksponensial, fase stasioner dan fase
kematian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kurva pertumbuhan dapat dibuat dengan menghubungkan fungsi waktu
inkubasi terhadap jumlah sel hidup, dengan menghubungkan fungsi waktu
inkubasi terhadap kerapatan optik (OD) dan dapat juga dengan menghubungkan
fungsi waktu inkubasi terhadap biomassa (Acourene et al, 2007). Pada penelitian
ini kurva dengan fungsi waktu inkubasi terhadap kerapatan optik (OD) dipilih
untuk membuat kurva pertumbuhan S. cerevisiae dengan menggunakan kondisi
pertumbuhan yang meliputi kondisi pH media, suhu inkubasi dan konsentrasi
media sesuai yang dilakukan di PG-PS Madukismo.
A. Penyiapan stok kultur S. cerevisiae
S. cerevisiae yang didapatkan dari PG-PS Madukismo berupa kultur
dalam media agar tegak untuk memperbanyak kultur sel maka dilakukan isolasi ke
media agar dalam petri dengan teknik streak plate. Setelah inkubasi selama 48
jam maka didapatkan koloni-koloni tunggal dari S. cerevisiae dan siap digunakan .
Hal yang sama juga dilakukan terhadap S. cerevisiae ATCC 3015 yang
didapatkan dari Laboratorium Pangan Gizi PAU Bioteknologi Universitas Gadjah
Mada Yogyakarta yang digunakan sebagai kultur standar dalam penelitian ini.
S. cerevisiae yang berasal dari PG-PS Madukismo sebelum digunakan
dalam penelitian ini telah dilakukan uji-uji pendahuluan yang dilakukan oleh
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Septriani (2008) yang meliputi identifikasi berdasarkan morfologi sel, morfologi
koloni, dan sifat biokimia untuk mengidentifikasi S. cerevisiae . Kemudian hasil
identifikasi dibandingkan dengan kultur standar yaitu S.cerevisiae ATCC 3015
sehingga dapat dipastikan bahwa yeast dari PG-PS Madukismo adalah benar
Saccharomyces cerevisiae.
B. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae
Media pertumbuhan bagi S. cerevisiae yang digunakan dalam penelitian
ini yaitu molase. Molase merupakan hasil samping pabrik gula, berupa cairan
kental seperti sirup yang berwarna coklat gelap atau kemerahan. Menurut Hidayat
dkk (2006), molase sesuai digunakan sebagai media bagi pertumbuhan dan juga
sebagai media fermentasi oleh S. cerevisiae karena mengandung sumber
karbohidrat dan unsur-unsur lain yang sangat berguna bagi pertumbuhan sel
seperti Nitrogen, silika, kalium, sulfur, dan lain-lain.
Molase yang digunakan dalam penelitian ini diambil dari PG-PS
Madukismo. Sebelum digunakan dalam penelitian ini, Puspitasari (2008) telah
melakukan uji terhadap kualitas molase sebagai bahan baku produksi alkohol dan
dihasilkan bahwa molase tersebut memiliki kualitas yang baik karena memiliki
derajat brix, polarisasi dan harga kemurnian, kadar sakarosa, kadar gula reduksi
dan kadar abu sesuai dengan yang persyaratkan.
Molase yang didapat dari PG-PS Madukismo masih memiliki kepekatan
yang sangat tinggi yaitu 85,5o Brix. Menurut Harahap (2003) media untuk
pertumbuhan S. cerevisiae sebaiknya memiliki kepekatan 12o Brix dan pada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
proses fermentasi 24o Brix. oBrix menunjukkan satuan kepekatan molase atau
menunjukkan jumlah zat padat semu (dalam gram) yang larut dalam setiap 100
gram larutan (Kuswurj, 2008). Sedangkan menurut prosedur yang dilakukan di
PG-PS Madukismo molase yang digunakan dalam proses pertumbuhan yaitu
16 oBrix sehingga pada penelitian menggunakan prosedur sesuai yang dilakukan
di PG-PS Madukismo. Untuk mendapatkan molase dengan kepekatan 16 oBrix
dilakukan dengan mengambil sebanyak 187 ml molase dengan kepekatan 85,5
o Brix kedalam labu ukur 1000 ml kemudian ditambah dengan aquades hingga
tanda. Penyaringan dilakukan untuk menghilangkan pengotor yang terdapat dalam
media.
Sterilisasi terhadap media dilakukan dengan cara pemanasan
menggunakan suhu 72o C (Harahap, 2003). Sterilisasi dilakukan untuk
menghilangkan segala jenis kehidupan mikrobia lain yang ada dalam molase yang
dapat mempengaruhi pertumbuhan S. cerevisiae. Sterilisasi terhadap molase
dipilih menggunakan metode pasteurisasi karena molase mengandung senyawa-
senyawa yang mudah terdegradasi oleh panas seperti vitamin.
C. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae
Pada penelitian ini media yang telah steril kemudian ditambah dengan
nutrien yaitu urea dan NPK. Urea {(NH2)2CO} ditambahkan sebagai sumber
nitrogen yang berfungsi sebagai nutrien dalam pertumbuhan yeast (Hidayat dkk,
2006) sedangkan NPK {CaH(PO4)2} ditambahkan pula untuk mencukupi
kebutuhan nutrien yaitu sebagai sumber kalsium dan fosfor (Harahap, 2003).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Selanjutnya pH media diukur dan dilakukan penambahan NH4OH untuk
memberikan pH media menjadi 4,8. NH4OH juga memberikan kontribusi sebagai
sumber nitrogen dari ion amonium yang berperan dalam pertumbuhan sel yeast.
pH media 4,8 dipilih karena sesuai dengan kondisi pertumbuhan yang dilakukan
di PG-PS Madukismo. Hal ini sesuai dengan Harahap (2003) yang menyatakan
bahwa pertumbuhan S. cerevisiae memerlukan kondisi pH yaitu antara 4 - 5.
S. cerevisiae lebih menyukai tumbuh pada lingkungan asam sedangkan pada
media alkali S. cerevisiae tidak dapat tumbuh dengan baik, kecuali telah
beradaptasi. pH media pertumbuhan dipilih antara 4-5 ini juga berfungsi untuk
menghambat pertumbuhan mikrobia yang tidak tahan terhadap lingkungan asam
sehingga dapat mencegah kontaminasi dari mikrobia lain.
Keseluruhan proses ini dilakukan di dalam MSC untuk mengurangi
kontaminasi saat bekerja. MSC ini dilengkapi dengan lampu UV yang berfungsi
untuk membunuh kontaminan serta blower untuk menjaga sirkulasi udara dalam
cabinet.
D. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae
Enam erlenmeyer steril yang telah disiapkan diisi dengan media sebanyak
30 ml untuk masing-masing erlenmeyer dan diinokulasikan dengan S.cerevisiae
dari PG-PS Madukismo sebanyak 3 ose. Enam erlenmeyer lain juga disiapkan dan
diisi dengan media kemudian diinokulasi dengan S.cerevisiae ATCC 3015
sebagai kultur standar. Prosedur ini dilakukan sesuai dengan yang ada di PG-PS
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Madukismo. Satu ose adalah 1 koloni terpisah kultur murni strain S.cerevisiae
dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiae ATCC 3015.
Inkubasi dilakukan dengan menggunakan shaker inkubator pada suhu 30
oC dan kecepatan agitasi 150 rpm selama 115 jam. Suhu inkubasi 30 oC dipilih
karena menurut Nester et al (2001), suhu optimum untuk pengembangbiakan S.
cerevisiae adalah 30o C.
Kelebihan pengggunaan shaker inkubator ini selain suhu dapat dikontrol,
juga dapat diberikan suatu perlakuan yaitu agitasi. Sedangkan pada inkubator
hanya dapat dilakukan pengontrolan terhadap suhu. Agitasi dilakukan dengan
kecepatan 150 rpm agar perbandingan antara media dengan yeast seimbang
sehingga diharapkan yeast mendapat jumlah nutrisi serta udara yang sama di
setiap bagian sehingga aktivitas metabolisme dapat tercapai maksimal.
Kecepatan 150 rpm dipilih berdasarkan dari penelitian yang telah
dilakukan oleh Acourene et al (2007), sedangkan penelitian yang dilakukan oleh
Błażejak et al (2002) menggunakan kecepatan 200 rpm. Tetapi ketika peneliti
menggunakan kecepatan agitasi 200 rpm, suspensi biakan berputar hingga ke
leher erlenmeyer dan hampir menyentuh tutup erlenmeyer. Bila menyentuh
penutup erlenmeyer dikhawatirkan akan terjadi kontak dengan lingkungan luar
dan terjadi kontaminasi. Sedangkan dengan menggunakan kecepatan 150 rpm,
suspensi biakan berputar mengenai dinding erlenmeyer tetapi tidak sampai
menyentuh leher erlenmeyer. Sehingga dapat meminimalkan terjadinya
kontaminasi tetapi tujuan utama agitasi tetap tercapai.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Waktu inkubasi dipilih selama 115 jam karena dari penelitian-penelitian
yang telah ada sebelumnya, inkubasi dilakukan hingga 24 jam (Acourene et al,
2007) dan 72 jam (Błażejak et al, 2002) namun keduanya belum menunjukkan
fase kematian yang jelas sehingga peneliti memperpanjang waktu inkubasi. Selain
itu informasi yang didapatkan dari PG-PS Madukismo bahwa pembibitan
dilakukan selama 2 hari (48 jam inkubasi) sehingga penelitian dilakukan dengan
menggunakan waktu lebih panjang dari ketiga informasi di atas dengan harapan
akan mendapatkan keseluruhan fase pertumbuhan dari S. cerevisiae.
E. Pengukuran OD S.cerevisiae
Sesaat setelah inokulasi hingga jam ke 115 sebanyak 1 ml suspensi media
dimasukkan ke dalam labu ukur 10,0 ml dan ditambahkan aquades steril hingga
tanda, kemudian dicampur hingga homogen. Lima mililiter suspensi biakan
diambil dan dimasukkan ke dalam kuvet. Serapan diukur pada panjang gelombang
620 nm (Acourene et al, 2007) yang merupakan panjang gelombang maksimum
sehingga diharapkan memiliki spesifikasi identitas terhadap S.cerevisiae hidup
yang maksimum pula. Hal ini dilakukan untuk masing-masing suspensi media
yang berisi kultur S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiae ATCC
3015. Teknik aseptis diperlukan dalam langkah ini terutama saat pemindahan
biakan sehingga tidak mencemari peralatan lain yang digunakan.
Berikut ini adalah tabel hasil pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS
Madukismo dan S.cerevisiae ATCC 3015:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Tabel III. Pengukuran OD S.cerevisiae λ max = 620 nm dari PG-PS Madukismo selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi (jam)
Rata-rata OD
0 0,086 1 0,092 2 0,133 3 0,108
19 0,253 20 0,277 21 0,394 24 0,513 25 0,517 26 0,568 42 0,564 43 0,603 48 0,506 49 0,530 50 0,559 66 0,591 67 0,627 72 0,588 73 0,567 74 0,578 90 0,569 91 0,560 96 0,550 97 0,547 98 0,542 99 0,533 115 0,511
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Tabel IV. Pengukuran OD S.cerevisiae λ max = 620 nm ATCC 3015 selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi
(jam) Rata-rata
OD 0 0,090 1 0,108 2 0,111 3 0,114
19 0,117 20 0,124 21 0,132 24 0,163 25 0,178 26 0,245 42 0,296 43 0,429 48 0,485 49 0,403 50 0,498 66 0,505 67 0,451 72 0,534 73 0,509 74 0,541 90 0,568 91 0,542 96 0,428 97 0,413 114 0,390 115 0,382
Waktu inkubasi 0 (jam) adalah pengukuran yang dilakukan sesaat setelah
inokulasi S.cerevisiae ke dalam medium. Nilai rata-rata OD didapatkan dari rata-
rata OD 6 erlenmeyer yang berisi suspensi S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
dan 6 erlenmeyer berisi suspensi S.cerevisiae ATCC 3015.
Dari Tabel III dan IV kemudian dapat dibuat kurva pertumbuhan
S.cerevisiae sebagai berikut:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 8. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta
Gambar 9. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae ATCC 3015
Tabel III dan Gambar 8 menunjukkan pertumbuhan S.cerevisiae dari PG-
PS Madukismo selama inkubasi 115 jam. Dari tabel dan gambar tersebut, pada
jam-jam awal inkubasi yaitu inkubasi jam ke 0 hingga waktu inkubasi jam ke 3
terjadi kenaikan dan penurunan nilai OD. Hal ini menunjukan bahwa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
pertumbuhan pada awal waktu inkubasi belum stabil. Hal serupa juga ditunjukkan
oleh S.cerevisiae ATCC 3015 (Tabel IV dan Gambar 9) yang pada masa awal
inkubasi mengalami kenaikan dan penurunan nilai OD. Pertumbuhan yang belum
stabil ini dapat terjadi akibat adanya perbedaan tekanan osmotik antara cairan di
dalam yeast dengan suspensi media. Menurut Tortora et al (2002), bila mikrobia
berada pada larutan yang hipertonis (kaya akan solute) maka akan terjadi
plasmolisis yaitu cairan di dalam sel akan keluar dari dalam sel menembus
membran plasma menuju ke cairan yang memiliki kadar solute lebih tinggi
sehingga sel akan mati.
Di samping adanya ketidakstabilan pertumbuhan S.cerevisiae pada awal
inkubasi yang dapat disebabkan karena terjadi perbedaan tekanan osmosis di
dalam dan di luar sel, pada waktu ini peningkatan jumlah sel juga belum nampak.
Waktu inilah diperkirakan berlangsungnya fase adaptasi atau lag fase. Pada fase
ini yeast akan menyesuaikan diri dengan lingkungan baru, mensintesis berbagai
macam enzim serta DNA sehingga keadaannya akan siap untuk pertumbuhan dan
perbanyakkan jumlah sel (Willey et al, 2008; Talaro et al, 2008).
Penelitian yang dilakukan oleh Błażejak et al (2002) S. cerevisiae dalam
media YPD (Yeast Peptone Dextrose) mengalami pertambahan jumlah yang
sangat signifikan pada periode sebelum 24 jam atau mengalami fase eksponensial
sebelum 24 jam dan waktu inkubasi pada jam ke 24 tersebut dijadikan sebagai
akhir fase eksponensial untuk memasuki fase stasioner, tetapi S. cerevisiae ATCC
3015 menunjukkan hasil yang berbeda untuk waktu terjadinya fase eksponensial
dan awal fase stasioner. Seperti hasil penelitian oleh Acourene et al (2007), di
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
mana waktu yang dibutuhkan selama lag fase dan waktu di mana fase
eksponensial berakhir antara satu strain S. cerevisiae dengan yang lain berbeda-
beda, S. cerevisiae ATCC 3015 mengalami fase eksponensial hingga inkubasi
jam ke 48 dan mengalami awal fase stationer pada inkubasi jam ke 48. Tetapi S.
cerevisiae dari PG-PS Madukismo memiliki pola yang sama dengan hasil
penelitian Błażejak et al (2002). Dari Tabel III dan Gambar 8 dapat dilihat bahwa
fase eksponensial berakhir setelah 24 jam inkubasi yang berarti bahwa fase
stationer dimulai pada jam ke 24 setelah inkubasi. Hal ini dapat ditentukan dari
nilai OD dari inkubasi jam ke 24 yang merupakan nilai dua kali lipat dari nilai OD
inkubasi jam ke 19.
Peningkatan nilai OD menjadi dua kali lipat dari nilai OD mula-mula
menandakan terjadinya proses penggandaan diri. Nilai OD akan sebanding dengan
jumlah biakan dalam suspensi sampel dan dapat digunakan untuk menduga
jumlah biakan dalam sampel. Makin besar nilai OD makin keruh suspensi biakan
dan makin banyak jumlah biakan dalam suspensi (Lay, 1994).
Fase eksponensial sendiri menurut Willey et al (2008) dan Talaro (2008),
merupakan fase di mana yeast akan memperbanyak diri dengan kecepatan paling
tinggi dengan waktu generasi pendek dan konstan. Pada fase ini metabolisme
yang terjadi paling pesat sehingga sintesis bahan sel berlangsung dengan cepat.
Hal ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya ketersediaan nutrien
yang cukup, adanya aerasi atau oksigen, serta pH dan suhu yang ideal sehingga
yeast dapat meningkatkan kapasitasnya dalam mensintesis protein untuk faktor
tumbuh.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Fase stasioner pada S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo berlangsung
dari inkubasi jam ke 24 hingga jam ke 97 dan S. cerevisiae ATCC 3015
berlangsung dari waktu inkubasi jam ke 48 hingga jam ke 97. Fase stasioner yaitu
fase di mana kecepatan untuk memperbanyak diri berkurang karena adanya
penurunan kadar nutrien dan jumlah sel yang dihasilkan sama dengan jumlah sel
yang mati (Willey et al, 2008; Talaro, 2008). Fase stasioner ini ditunjukkan oleh
nilai OD yang cenderung stabil pada rentang waktu inkubasi jam ke 24 hingga 97
pada S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan jam ke 48 hingga 97 pada S.
cerevisiae ATCC 3015.
Fase kematian terjadi pada inkubasi setelah jam ke 97. Hal ini nampak
pada kedua strain S. cerevisiae (dari PG-PS Madukismo dan ATCC 3015). Fase
kematian, di mana pada fase ini kecepatan kematian terus meningkat sehingga
jumlah sel akan menurun cepat sedangkan kecepatan pembelahan sel menjadi
semakin menurun sehingga jumlah sel hidup menurun dengan cepat. Hal ini
terjadi karena nutrien yang tersedia telah habis sehingga yeast tidak dapat hidup
(Willey et al, 2008 dan Talaro, 2008).
Secara umum, Kurva pertumbuhan yang ditunjukkan oleh S. cerevisiae
ATCC 3015 lebih stabil dibandingkan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo bila
dilihat dari nilai OD yang terukur, S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo
menampakkan nilai OD yang cenderung naik dan turun sepanjang fase stationer.
Hal ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain kemurnian strain S.
cerevisiae ATCC 3015 yang lebih unggul dibandingkan S . cerevisiae dari PG-PS
Madukismo.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Tahap selanjutnya setelah pembibitan S. cerevisiae yang dilakukan dalam
industri adalah tahap fermentasi alkohol yang berlangsung secara anaerob.
Menurut Tortora et al (2002), fermentasi oleh S. cerevisiae yang menghasilkan
metabolit yaitu alkohol dikategorikan sebagai metabolit primer karena dibentuk
sepanjang masa pertumbuhan sel S. cerevisiae. Jumlah alkohol yang dihasilkan
akan sebanding dengan pertambahan jumlah S. cerevisiae. Sehingga makin
banyak jumlah S. cerevisiae maka akan makin banyak pula jumlah alkohol yang
dihasilkan.
PG-PS Madukismo menggunakan waktu pembibitan selama 2 hari (48
jam inkubasi) sebelum melanjutkan proses fermentasi untuk menghasilkan
alkohol. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan jumlah sel S. cerevisiae terbanyak
yang ada dalam suspensi biakan. Hal ini juga sesuai dengan kurva pertumbuhan
S. cerevisiae yang telah diteliti di mana S. cerevisiae berada dalam jumlah yang
maksimal selama berada dalam fase stationer yaitu sejak 24 jam inkubasi hingga
sebelum mencapai waktu 97 jam inkubasi.
Proses fermentasi alkohol dilakukan setelah pembibitan dengan
menggunakan jumlah S. cerevisiae terbanyak karena pada proses metabolisme
secara anaerob, pertumbuhan jumlah sel S. cerevisiae tidak sebanyak yang terjadi
bila metabolisme terjadi secara aerob. Selain itu pada kondisi anaerob yeast akan
lebih banyak melakukan metabolisme untuk menghasilkan produk (alkohol) dari
pada metabolisme untuk pertumbuhan dan pertambahan jumlah sel.
Dengan menggunakan suspensi biakan yang telah memiliki jumlah sel
S. cerevisiae terbanyak maka diharapkan metabolisme yang terjadi selama
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
fermentasi untuk menghasilkan alkohol juga maksimal tetapi tentu saja didukung
oleh faktor-faktor lingkungan untuk fermentasi yang juga sesuai seperti: suhu
fermentasi, pH media fermentasi dan ketersediaan nutrisi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Kurva
Pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo meliputi lag fase pada waktu
inkubasi 0 hingga 3 jam, fase eksponensial pada waktu inkubasi ke 3 hingga 24
jam, fase stasioner pada waktu inkubasi 24 hingga 97 jam dan fase kematian
setelah inkubasi jam ke 97. Berdasarkan kurva yang telah diperoleh, proses
pembibitan dapat dilakukan selama 24 hingga 97 jam di mana pada waktu
tersebut, jumlah S. cerevisiae maksimal dan dapat dilakukan tahap selanjutnya
yaitu proses fermentasi alkohol sehingga hasil produksi alkohol dapat
dioptimalkan.
B. Saran
Optimalisasi kondisi pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae (meliputi
pH, suhu pertumbuhan, perbandingan konsentrasi substrat-inokulum) dari PG-PS
Madukismo perlu dilakukan sebelum proses produksi fermentasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
DAFTAR PUSTAKA
Acourene, S., Khalid, A.Kh., Bacha, A., Tama, M., Taleb, B., 2007, Optimization
of Bakery Yeast Production Cultivated on Musts Dates, Journal of Applied Sciences Research, 3 (10), 964-971
Alcamo, E.I., 1997, Fundamental of Microbiology, Edisi 5, 442-444, Addison
Wesley Longman Inc., Canada Anonim, 1984, PT Madu baru - PG PS Madukismo, 10-11, Yogyakarta Anonim,2007,Glucose,http://faculty.clinton.edu/faculty/donald.johnston/D%20Sp
ring%202007/Lab/Lab/Biochemical%20activities%20of%20bacteria/lactose%20to%20glucose.JPG, diakses tanggal 20 Desember 2008
Baker, S., Nicklin, J., Khan, N., Killington, R., 2006, Microbiology, 71,
Taylor&Francis Group, New York Balia, R.L., 2004, Potensi dan Prospek Yeast (khamir) Dalam Meningkatkan
Diversifikasi Pangan di Indonesia, Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar Tetap dalam Ilmu Mutu Pangan pada Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran, 8-15, Departemen Pendidikan Nasional Universitas Padjadjaran, Bandung
Błażejak, S., Duszkiewicz-Reinhard, W., Gniewosz, M., Rostkowska-Demner, E., Domurad, E., 2002, The Study of Saccharomyces Cerevisiae Brewery Yeast Strain Capacity of Binding With Magnesium In Dynamic Conditions, Electronic Junal of Polish Agricultural Universities, 5(2), http://www.ejpau.media.pl/volume5/issue2/food/art-03.html, diakses tanggal 29 Oktober 2008
Butz, H., Nobels, H.J., 1961, Instrumental Methodes for the Analysis of Food Additives, 109, Interscience Publisher, New York
Campbell, N.A., Reece, J.B., dan Mitchell, L.G., 1999, Biologi, jilid I, 163-175,
Penerbit Erlangga, Jakarta Fardiaz, S., 1992, Mikrobiologi Pangan, 227, 244-248, Gramedia Pustaka Utama,
Jakarta Harahap, H., 2003, Karya Ilmiah Produksi Alkohol, 3-5, Universitas Sumatera
Utara, Medan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Hidayat, N., Podaga, M.C., Suhartini, S., 2006, Mikrobiologi Industri, 4-5, 15, 51-52, 181-182, 186, Andi Offset, Yogyakarta
Jenkins, G.L., Knevel, A.M., Digangi, F.E., 1967, Quantitative Pharmaceutical
Chemistry 6 th edition, 360-361, Mc Graw-Hill Inc, New York Khopkar, C.W., 1990, Basic Concepts of Analitical Chemistry, alih bahasa oleh
Saptoraharjo, A., 193,204, Universitas Indonesia Press, Jakarta Kurniawan, Y., Susmiadi, A., Toharisman, A., 2005, Potensi Pengembangan
Industri Gula Sebagai Penghasil Energi Di Indonesia, 1-8, Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia, Jawa Timur
Kuswurj, R., 2008, Sugarcane Research and Technology,
http://www.risvank.com/tag/pol, diakses tanggal 6 Agustus 2008 Lay, B.W., 1994, Analisis Mikrobia di Laboratorium, 47, 51-52, PT Raja
Grafindo Persada, Jakarta Nester, E.W., Anderson, D.G., Roberts, C.E.Jr., Pearsall, N.N., Nester, M.T.,
2001, Microbiology A Human Perspective, 90-95, 100-107, Mc Graw-Hill Companies Inc., New York
Nurdyastuti, 2005, Teknologi Proses Produksi Bio-etanol,
http://www.geocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy.pdf, diakses tanggal 13 Juli 2008
Priani, N., 2003, Metabolisme Bakteri, 4-6, Universitas Sumatra Utara, Medan Puspitasari, R., 2008, Kualitas Molase Sebagai Bahan Baku Produksi Alkohol
Pabrik Spiritus Madukismo Yogyakarta, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta
Riadi, L., 2007, Teknologi Fermentasi, 73-82, Graha Ilmu, Yogyakarta Roth, H.J., Blaschke, G., 1994, Pharmaceutical Analysis, 373, diterjemahkan
oleh Sarjoko, K., Slamet, I., Gadjah Mada University Press, Yogyakarta Septriani, 2008, Identifikasi dan Isolasi Saccharomyces cerevisiae Sebagai Agen
Pemfermentasi di PS Madukismo, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta
Shafiq, K., Ali, S., Ikram-ul-Haq, 2003, Time Course Studi for Yeast Invertase
Production by Submerged Fermentation, Journal of Biology Sciences, 3 (11), 984-988
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Talaro, P.K., 2008, Foundations in Microbiology Basic Prinsiples, Edisi 6, 211-214, Mc Graw-Hill Companies Inc., New York
Tortora, G.J., Funke, B.R., Case, C.L.,2002, Microbiology an Introduction, 173-
174, 179, 780-781, Pearson Education Inc
Wheals, A., 1995, Yeast Genetic and Genomics, http://www.bath.ac.uk/profile/wheals-q/html, diakses tanggal 1 November 2008
Willey, J.M., Sherwood, L.M., Woolverton, C.J., 2008, Harleys and Klem’s Microbiology, 7, 123-127, Mc Graw-Hill Inc., New York
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
LAMPIRAN
Lampiran 1. Pembuatan media untuk pertumbuhan yeast (16o Brix)
C1 x V1 = C2 x V2
C1 = 85,5o Brix
V1 = Volume molase 85,5o Brix
C2 = 14o Brix
V2 = Volume molase 16o Brix
85,5o x V1 = 16o x 1000 ml
V1 = 187 ml
Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo selama
waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi (jam)
OD
Rata-rata OD
0 0,076 0,086 0,071 0,111 0,107 0,077 0,073
1 0,094 0,092 0,089 0,045 0,108 0,067 0,150
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi (jam)
OD
Rata-rata OD
2 0,142 0,133 0,141 0,125 0,146 0,111 0,133
3 0,113 0,108 0,105 0,110 0,090 0,117 0,115
19 0,275 0,253 0,255 0,211 0,201 0,293 0,282
20 0,309 0,277 0,233 0,259 0,254 0,287 0,317
21 0,341 0,394 0,398 0,336 0,361 0,461 0,469
24 0,510 0,513 0,492 0,519 0,491 0,552 0,514
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
25 0,558 0,517 0,545 0,507 0,477 0,519 0,498
26 0,617 0,568 0,585 0,625 0,588 0,495 0,497
42 0,509 0,564 0,476 0,567 0,612 0,613 0,605
43 0,583 0,603 0,537 0,669 0,633 0,607
0,586
48 0,621 0,506 0,596 0,464 0,410 0,484 0,458
49 0,548 0,530 0,533 0,528 0,488 0,551 0,530
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
50 0,549 0,559 0,514 0,614 0,586 0,573 0,517
66 0,609 0,591 0,562 0,628 0,600 0,591 0,555
67 0,628 0,627 0,593 0,661 0,644 0,624 0,609
72 0,647 0,588 0,589 0,624 0,565 0,574 0,531
73 0,560 0,567 0,536 0,597 0,547 0,612 0,550
74 0,580 0,578 0,573 0,630 0,592 0,535 0,560
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
90 0,530 0,569 0,586 0,610 0,610 0,488 0,591
91 0,612 0,560 0,536 0,510 0,489 0,590 0,623
96 0,494 0,550 0,568
0,531 0,570 0,522 0,617
97 0,586 0,547 0,546 0,539 0,474 0,585 0,552
98 0,582 0,543 0,530 0,549 0,482 0,582 0,532
99 0,490 0,533 0,514 0,529 0,557 0,553 0,556
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
114 0,489 0,542 0,543 0,529 0,570 0,555 0,564
115 0,395 0,511 0,313 0,598 0,552 0,598 0,608
Lampiran 3. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
0 0,101 0,090 0,071 0,111 0,107 0,077 0,073 1 0,098 0,108 0,098 0,100 0,151 0,101 0,102 2 0,161 0,111 0,152 0,077 0,070 0,102 0,101
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
Lanjutan lampiran 3. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
3 0,105 0,114 0,109 0,132 0,113 0,115 0,107
19 0,148 0,117 0,128 0,098 0,095 0,117 0,115
20 0,121 0,124 0,117 0,125 0,112 0,133 0,136
21 0,169 0,132 0,167 0,122 0,121 0,104 0,110
24 0,166 0,163 0,143 0,153 0,139 0,192 0,184
25 0,217 0,178 0,199 0,152 0,155 0,169 0,174
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
Lanjutan lampiran 3. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
26 0,391 0,245 0,371 0,193 0,167 0,183 0,163
42 0,317 0,296 0,233 0,296 0,275 0,345 0,309
43 0,475 0,429 0,391 0,431 0,425 0,421 0,429
48 0,483 0,485 0,415 0,529 0,460 0,508 0,514
49 0,386 0,403 0,361 0,359 0,292 0,526 0,496
50 0,447 0,498 0,401 0,500 0,660 0,503 0,476
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Lanjutan lampiran 3. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
66 0,479 0,505 0,422 0,561 0,505 0,547 0,516
67 0,521 0,451 0,500 0,492 0,437 0,385 0,373
72 0,568 0,534 0,504 0,571 0,517 0,570 0,475
73 0,507 0,509 0,460 0,516 0,480 0,552
0,539
74 0,532 0,541 0,502 0,604 0,557 0,552 0,499
90 0,537 0,568 0,496 0,614 0,575 0,565 0,623
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Lanjutan lampiran 3. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015
Waktu Inkubasi (jam)
OD Rata-rata OD
91 0,473 0,542 0,484 0,568 0,564 0,576 0,584
96 0,455 0,4280,420
0,486 0,415 0,417 0,374
97 0,408 0,413 0,381 0,413 0,399 0,421 0,454
114 0,351 0,390 0,495 0,365 0,410 0,292 0,428
115 0,455 0,382 0,419 0,381 0,365 0,367 0,307
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Lampiran 4. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta
Lampiran 5. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae ATCC 3015
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
BIOGRAFI PENULIS
Brigitta Melati Iswahyulianti Ongirwalu dilahirkan di kota
Magelang, 23 Juli 1987 dari ibu Justina Endang Wahyudiati
dan ayah Isack Alex Ongirwalu. Penulis telah
menyelesaikan masa studi di TK Marsudirini Theresia
Muntilan pada tahun 1993 hingga 1994, SD Marsudirini
Mater Dei Muntilan tahun 1993 hingga 1999, SLTP
Kanisius Muntilan tahun 1999 hingga 2002, SMA Negri 8 Yogyakarta tahun 2002
hingga 2005 dan melanjutkan kuliah S1 di Fakultas Farmasi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta pada tahun 2005 hingga 2009.
Semasa kuliah menjadi anggota Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas
Farmasi Divisi Litbang periode 2006-2007, menjadi anggota Devisi Litbang
Jaringan Mahasiswa Kesehatan Indonesia (JMKI) serta aktif dalam kepanitiaan
kegiatan kemahasiswaan antara lain sebagai koordinator teater TITRASI 2006 dan
Pendamping Kelompok INSADHA 2007.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI