FERMENTASI ALKOHOLIS PADA SUBSTRAT MUSA BRACHYCARPA

Disusun oleh: A Prima Kristijarti Susiana Prasetyo

Chandra Imelda

LEM BAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN BANDUNG 2004/2005

Fermentasi Alkoholis pada Substrat Musa brachycarpa

A. Prima Kristijarti, S.Si Susiana Prasetyo, ST

Chandra Imelda

LEMBAGA PENELITIAN UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

2005

KATA PENGANTAR

Laporan penelitian ini ditujukan sebagai kajian awal untuk meningkatkan nilai tambah

dari pisang klutuk (Musa bracycarpa) yang banyak tumbuh di negara lndon�sia. Proses

fermentasi alkoholis yang dilakukan hanya merupakan salah satu cara pemanfaatannya.

Juga adanya pemanfaatan dari ragi roti maupun ragi pasar/tape, sehingga masyarakat

dapat melakukan fermentasi ini tanpa menggunakan kultur murni yang mahal harganya.

Penulis berharap dengan penelitian ini dapat memberi masukkan pada masyarakat

bahwa salah satu cara meningkatkan daya jual pisang klutuk dengan melakukan fermentasi

sendiri.

Terima kasih ingin penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. lgn. Suharto APU, para

teknisi sehingga terselesainya laporan penelitian ini.

Akhir kata, penulis akan menerima dengan senang hati segala masukkan yang

ditujukan guna pe.rbaikkan laporan ini

Penulis

1

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISi

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

INTI SARI

BAB l . PENDAHULUAN

1 . 1 Latar Belakang

1 .2 ldentifikasi Masalah Penelitian

1 .3 Premis

1 .4 Hipotesis

1 .5 Tujuan Penelitian

1 .6 Manfaat Penelitian

1 . 7 Lokasi Penelitian

BAB I I . TINJAUAN PUSTAKA

2 . 1 Pisang

2.2 Khamir

2.3 Saccharomyces cereviseae

2.4 Ragi

2.5 Nutrisi

DAFTAR ISi

2.6 Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme

2.7 Fermentasi

2.8 Substrat Fermentasi Sari Buah

BAB I l l . METODE PENELITIAN

3 . 1 Alat dan Bahan

3. 1 . 1 Alat

3. 1 .2 Bahan

3.2 Proses Fermentasi

3.3 Analisis Hasil Penelitian

3.3. 1 Kadar Alkohol secara Kuantitatif (Metode Conway)

3.3.2 Kadar Keasaman Total ( % asam tartarat)

3.3.3 Kadar Keasaman Volatil ( % asam asetat)

3.3.4 Kadar Gula secara Kuantitatif

ii

iv

v

vi

1

1

2

2

2

2

2

3

4

4

5

5

6

7

8

1 0

1 0

1 0

1 1

1 2

1 2

1 2

ii

BAB IV. HASI L DAN PEMBAHASAN

4.1 Kurva tumbuh Saccharomyces cereviseae

4.2 Kadar alkohol terhadap jumlah starter dalam substrat

4.3 Penurunan ni la i pH terhadap jumlah starter dalam substrat

4.4 Fermentasi dengan variasi inokulum

4.4. 1 Fermentasi dengan menggunakan inokulum Saccharomyces

.cereviseae

4.4.2 Fermentasi dengan menggunakan inokulum ragi roti

4.4.3 Fermentasi dengan menggunakan inokulum ragi pasar

4.4.4 Perolehan alkohol terhadap rasio substrat dan jenis inokulum

4.5 Fermentasi dengan variasi temperatur dengan inokulum Saccharomyces

cereviseae

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

20

4 .5.1 Pengaruh temperatur terhadap kadar gula reduksi dan perolehan 22

alkohol

4.5.2 Pengaruh temperatur terhadap total asam dan pH fermentasi 24

BAB V. KESIMPULAN 27

DAFTAR PUSTAKA 28

LAMPI RAN 29

111

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 I Kandungan nutrisi pisang 13

iv

DAFTAR GAMBAR

Gam bar 4. 1 Kurva pertumbuhan inokulum 1 4

Gambar 4 .2 Kadar alkohol terhadap jumlah starter dan jenis inokulum 1 5

Gambar"'l.3 Penurunan Nilai pH terhadap jumlah starter dan jen is inokulum 1 7

Gam bar 4.4 Kond is i akh ir fermentas i menggunakan inokulum Saccharomyces 1 8

cereviseae

Gambar 4.5 Kond is i akhir fermentas i menggunakan inokulum rag i rot i 1 9

Gambar 4 .6 Kond is i akhir fermentas i menggunakan inokulum ragi pasar 20

Gambar 4.7 Kadar alkohol terhadap ras io substrat dan jen is inokulum 21

Gambar 4.8 Kadar alkohol terhadap jen is inokulum dan ras io substrat 21

Gambar 4.9 Kadar gula reduks i akh ir fermentas i M braycarpa dengan 23

Saccharomyces cereviseae

Gambar 4. 1 0 Kadar alkohol akh ir fermentas i M braycarpa dengan 23

Saccharomyces cereviseae

Gam bar 4 . 1 1 Kadar tota l asa m akh ir fermentasi M braycarpa dengan 24

Saccharomyces cereviseae

Gambar 4. 1 2 N ilai p H akhir fermentas i M braycarpa den gan Saccharomyces 25

cereviseae

v

INT/SARI

Pisang merupakan tanaman yang banyak tumbuh di Indonesia, untuk menuingkatkan nilai tambah dari pisang khususnya pisang klutuk (Musa bracycarpa) adalah dengan proses fermentasi a/koho/is. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh jenis ragi yang mengandung Saccharomyces cereviceae serta melihat pengaruh rasio substrat (pisang:air) terhadap proses fermentasi. Metode yang digunakan ada/ah fermentasi a/koholis-dengan menvariasikan jenis inokulum, jumlah starter, rasio substrat serta temperatur fermentasi. Hasi/ yang dipero/eh menunjukkan bahwa pisang klutuk (Musa bracycarpa) dapat digunakan sebagai substrat fermentasi karena kandungan glukosanya cukup tinggi. Saccharomyces cereviceae yang terdapat pada kultur murni, ragi roti maupun ragi pasar dapat berperan sebagai inokulum da/am proses fermantasi. Tetapi hasi/ yang paling baik pada ragi roti, ha/ ini karena adanya nutrisi tambahan dalan ragi sehingga khamir pertumbuhannya /ebih baik sehingga dihasi/kan a/koho/ /ebih banyak dengan rasio substrat 1: 1. Jumlah starter Saccharomyces cereviceae yang paling baik adalah 5% karena bi/a starter berlebih akan terjadi fermentasi /anjut, alkohol akan diubah menjadi senyawa lain diantaranya adalah asam. Temperatur fermentasi dengan inokulum Saccharomyces cereviceae ada/ah 35oC, karena merupakan temperatur optimum dari pertumbuhan khamir tersebut.

Vl

Fermentasi Alkoholis pada Substrat Musa brachycarpa

1.1. Latar Belakang

BAB I

PENDAHULUAN

Tanaman pisang banyak tumbuh pada daerah beriklim tropis termasuk

Indonesia dan mempunyai arti yang cukup penting. Indonesia merupakan Negara

penghasil pisang 50% dari seluruh pisang di Asia, menurut laporan FAO. Produksi

pisang Indonesia sebesar 1 9?.5826 ton di tahun 1 981 . Dari seluruh pisang yang

dipanen hanya sekitar 90% sampai ditangan konsumen, sisanya rusak sebelum

dikonsumsi (BPS, 1 98 1 ).

Di dalam buah pisang kandungan karbohidratnya cukup tinggi yaitu sekitar

27% (Munadjim , 1 988) yang sebagian besar akan berubah menjadi gula pada proses

pematangan. Berdasarkan kandungan nutrinya, prospek penggunaan buah pisang

sebagai bahan baku industri fermentasi cukup baik (loesecke, 1 950). Menggunakan

buah pisang sebagai bahan baku fermentasi akan menghindarkan buah pisang dari

kerusakan dan meningkatkan nilai jualnya.

Fermentasi alkoholis adalah proses penguraian karbohidrat secara enzimatis

menghasilkan etanol dan C02 tanpa menggunakan oksigen. Pada fermentasi ini

merupakan kerja enzim yang dihasi lkan oleh khamir Saccharomyces cereviceae.

1.2. ldentifikasi Masalah Penelitian

Dalam penelitian ini identifikasi masalah dalam proses fermentasi alkoholis dengan

substrat Musa brachycarpa adalah :

Sejauhmana pengaruh kadar substrat dari Musa brachycarpa dengan air.

Sejauhmana pengaruh jenis inokulum dari Saccharomyces cereviceae , ragi

roti dan ragi pasar untuk proses ferrnentasi.

Sejauhmana pengaruh jumlah starter dan temperatur selama proses

ferrnentasi.

1

1.3. Premis

1. Pisang pada umumnya mengandung karbohidrat 27% [Winton, 1935].

2 . Kadar gula yang baik untuk awal fermentasi adalah 16% [Yang, 1953].

3. Starter yang ditambahkan pada sari buah 2 - 5% [Fraizer, 1967].

4. _ Laju fermentasi optimum S. cereviceae pada temperatur 40°C [White and

Munns, 1951].

5. Anggur pisang dapat dibuat dengan menggunakan starter ragi murni , ragi roti

[Tuerah, 1994; Milone, 1988; Rinawati 1984], ragi pasar/tape [Alamsyah dan

Sahidu, 1981]

6. Berbagai jenis pisang [Maryani, 1982], pisang ambon dan raja cere [Milone,

1988] dapat dibuat anggur.

1.4. Hipotesis

1. Kandungan gula pada pisang klutuk (Musa brachycarpa) dapat menjadi

sumber karbon pada proses fermentasi.

2. Semua bentuk ragi yang mengandung S. cereviceae dapat berpengaruh

terhadap proses fermentasi.

3. Rasia substrat , jumlah starter dan temperatur fermentasi berpengaruh

terhadap proses fermentasi.

1.5. Tujuan Penelitian

1. Mempelajari pengaruh jenis ragi yang mengandung S. cereviceae terhadap

proses fermentasi dengan substrat pisang klutuk (Musa brachycarpa).

2. Mempelajari pengaruh rasio substrat (pisang : air) terhadap proses

fermentasi.

1.6. Manfaat Penelitian

Meningkatkan nilai tambah dari pisang klutuk (Musa brachycarpa).

1.7. Lokasi Penelitian

Laboratorium Mikrobiologi jurusan Teknik Kimia UNPAR

2

2.1. Pisang

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pisang merupakan tanaman daerah tropis dan banayak tumbuh di I ndonesia.

Pisang bukan merupakan tumbuhan sejati, dan dapat tumbuh subur pada tanah

yang banyak humus <:Ian berkapur, dengan curah hujan optimal 1 520 - 3800

mm/tahun (Simmonds, 1 966). Tanah ideal untuk pertumbuhannya yang mempunyai

kisaran pH 4,5 - 7 ,5 (Ochse et a l . , 1 961 ) .

Komponen utama buah pisang adalah karbohidrat dan air, dan kandungan

nutrisi lainnya dapat di l ihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.1. Kandungan nutrisi pisang

Komposisi

Air % 74,8

Karbohidrat % 23

Protein % 0.2

Lemak % 1 .2

Kalsium (Ca) ppm 8

Phosphor (P) ppm 28

Besi (Fe) ppm 0.6

Vitamin A ppm 430

Thiamin ppm 0.9

Riboflavin ppm 0.06

Niacin ppm 0.06

Asam askorbat 10

Kalori ppm 99

(Sumber: "The Wise Encyloped1a of Cookery", Wm. H. Wise & Co. Inc, NY)

3

2.2. Khamir

Khamir adalah mikroorganisme bersel tunggal dengan ukuran antara 5-1 0

mikron dan terdiri dari air, nitrogen, protein dan asam amino, l ipida, karbohidrat,

vitamin dan beberapa jenis mineral. Khamir diklasifikasikan menurut genus dan

speciesnya berdasarkan dari morfologi , fisiologi, biokimia dan sifat genetisnya

(Kurtzman, 1 990).

Khamir yang banyak dikenal dan digunakan dalam industri fermentasi

alkoholis adalah Saccharomyces cereviseae (Pelczar, 1 986) . Keberadaan khamir

dalam pembuatan wine sangatlah penting karena khamir merupakan pelaku utama

dalam fermentasi alkoholik. Dari seluruh jumlah species khamir hanya sekitar 1 5 -

20 species yang berhubungan dengan pembuatan anggur. Khamir yang digunakan

untuk pembuatan anggur harus tahan terhadap kadar gula dan alkohol yang tinggi

sehingga dapat dihasilkan alkohol yang maksimum (Humpreys, 1 978) .

2.3. Saccharomyces cereviseae

Saccharomyces merupakan sel berbentuk oval, bulat atau memanjang atau

pseudomiselium, berkembang biak secara aseksual dengan budding (pembentukan

tunas). Pada kondisi tertentu dapat melakukan perkembangbiakan seksual dengan

membentuk askospora. Askospora-askospora ini ada di dalam kantung yang d isebut

dengan askus.

Saccharomyces cereviseae banyak digunakan dalam industri makanan,

pembuatan wine, alkohol, g l iserol, dan enzim invertase. Untuk pembuatan alkohol,

anggur (wine) banyak d igunakan Saccharomyces cereviseae var ellipsoids.

Sedangkan untuk pembuatan bir ·dipakai Saccharomyces carlsbergensis. Karena

kemampuannya melakukan fermentasi laktosa, Saccharomyces rouxii dan

Saccharomyces mellis digunakan dalam industri susu.

Saccharomyces cereviseae var ellipsoids pada medium yang tepat untuk

pertumbuhannya akan membentuk alkohol yang tinggi yaitu sekitar 1 6% dalam

media bukan sirup dan 1 8% dalam media sirup (Amerine and Cruess, 1 967). Khamir

ini merupakan galur yang menghasilkan etanol paling tinggi dan menghasilkan asam

volatil yang rendah (Ferreira, 1 959).

4

2.4. Ragi

Ragi merupakan Saccharomyces cereviseae yang dibiakan dan ditumbuhkan

dalam media serealia tertentu atau bahan lain yang sesuai, dalam keadaan saniter,

dikeringkan dan mempunyai kemampuan meragikan. Ragi ini sudah mulai diproduksi

dalam skala yang cukup besar, dikenal sebagai ragi pasar dan ragi roti.

__ Populasi campuran yang terdapat pada ragi pasar adalah khamir dari genus

Aspergil/us, Saccharomyces, Candida dan Hasenu/a, serta dari bakteri Acetobacter.

Mikroorganisme-mikroorganisme tersebut hidup secara sinergetik, Aspergillus dapat

memecah pati, sedangkan Saccharomyces, Candida dan Hasenula

dapatmenguraikan gula menjadi alkohol dan bermacam-macam zat lainnya.

Sedangkan Acetobacter akan menguraikan alkohol menjadi asam cuka

(Dwijoseputro, 1984 ) .

Ragi roti lebih murni populasinya dibandingkan dengan ragi pasar,

mikroorganisme utama yang terdapat pada ragi roti adalah Saccharomyces

cereviseae . Khamir roti (baker yeast) diproduksi dengan cara membiakkan kultur

murni Saccharomyces cereviseae pada tetes tebu dengan memberikan biotin,

thiamin dan garam-garam ammonium. Khamir roti dalam bentuk cake yang

dibungkus dengan kertas li l in atau foil dan disimpan pada suhu 4°C sebelum

digunakan dan mempunyai daya tahan hanya 10 hari (Reed and Peppler, 1973).

Saat ini khamir roti dapat d iperoleh dalam bentuk kering (active dry yeast) yang

dikemas dengan alumunium foil dan kantung polietilen sehingga dapat disimpan

pada suhu ruang selama 1 8 bulan (Ayres, 1980).

2.5. Nutrisi

Dalam pertumbuhannya khamir memerlui<an oksigen, carbon, nitrogen,

m ineral dan vitamin serta kondisi lingkungan (pH dan temperatur) yang tepat.

Sumber Karbon ( C )

Sumber C yang digunakan tergantung dari jenis produk yang diharapkan

pada proses fermentasi, u mumnya adalah gula (glukosa, fruktosa atau sukrosa).

Sumber Nitrogen ( N )

Nitrogen diperlukan untuk membentuk sel-sel dan bereproduksi. Khamir

memerlukan nitrogen dalam bentuk yang mudah dicerna dan digunakan misalnya

garam N H/ dan N03-. Sumber nitrogen seperti ini biasanya berasal dari asam amino

seperti asam aspartat dan asam g lutamat.

5

Mineral

Fungsi mineral yang ditambahkan dalam medium biasanya berkaitan sebagai

activator enzim, penstabil struktur protein, pigmen dalam sel khamir.

Oksigen

Oksigen molekular dibutuhkan sebagai akseptor elektron terminal pada

senyawa C (karbon) secara aerobik.

Vitamin

Vitamin berfungsi sebagai katalis atau biasanya merupakan bagian penting

koenzim. Khamir biasanya membutuhkan vitamin : tiamin (81 ), riboflavin (82),

piridoxin, biotin, 812 , niasin, mesoinositol , dan lain-lain. Penambahan vitamin dapat

memperkaya khamir, karena khamir dapat mengakumulasikan vitamin ini (terutama

8 kompleks) di dalam sel.

2.6. Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme

Dalam proses fermentasi akan terjadi kenaikan jumlah sel dari

mikroorganisme di dalam substrat. Pertumbuhan ini mengikuti pola yang khas bagi

setiap mikroorganisme pada kultur batch. Pertumbuhannya dapat dikelompokan

dalam fasa lag, fasa exponensial , fasa stationer dan fasa kematian.

Pengukuran pertumbuhan secara kuantitatif dapat d ilihat dalam bentuk kurva

pertumbuhan yang menunjukkan jumlah biomassa terhadap waktu. Kurva

pertumbuhan biasanya merupakan gambaran dari fasa pertumbuhan secara

bertahap sejak awal hingga akhir siklus kehidupannya.

Dalam siklus pertumbuhannya mikroorganisme akan mengalami fasa lag, di

mana pada fasa ini mikroorganisme menyesuaikan diri denga_n lingkungannya.

Bentuk kurva pada fasa ini cenderung mendatar.

Memasukki fasa pertumbuhan dipercepat mikroorganisme mulai membelah

diri dan melakukan aktivitas metabolisme dan bentuk kurva mulai kelihatan

menanjak. Kondisi ini sangat bergantung pada faktor lingkungan dan nutrisi dari

medium pertumbuhan.

Fasa eksponensial atau disebut dengan logaritmik, mikroorganisme akan

meningkat dengan cepat tetapi konstan, massa sel menjadi dua kali lebih banyak,

aktivitas mikroorganisme konstan.

6

Log number

of living cell

or turbidity

lag

stationary

Time (usually in hours)

I The Growth Curve j Gambar 3. 1 . Kurva Tumbuh Mikroorganisme

Keterangan : a. Fasa lag b. Fasa pertumbuhan dipercepat e. Fasa !Jtationer c. Fasa logaritmik f. Fasa kematian dipercepat d. Fasa pertumbuhan diperlambat g. Fasa kematian logaritmik

Pada fasa pertumbuhan diperlambat laju pertumbuhannya mulai menurun

karena jumlah nutrien yang mulai berkurang dan jumlah mikroorganisme pada

medium mulai jenuh.

Fasa stationer, bentuk kurva mendatar karena jumlah nutrien yang ada sudah

berkurang menyebabkan jumlah mikroorganisme yang mati sama dengan jumlah

mikroorganisme yang hidup.

Pada fasa kematian dipercepat jumlah mikroorganisme yang mati melebihi

jumlah mikroorganisme yang hidup. Kurva perumbuhannya akan cenderung

menurun.

Fasa terakhir dari kurva pertumbuhan dalah fasa kematian. Pada Fasa ini

terjadi penurunan j umlah mikroorganisme sangat tinggi, karena jumlah nutrisi yang

sudah habis dan faktor-faktor l ingkungan sudah tidak mendukung pertumbuhan.

2. 7. Fermentasi

Fermentasi adalah suatu proses metabolisme secara enzimatis penguraian

karbohidrat menjadi etanol dan karbodioksida, tanpa melibatkan oksigen

(Wirahadikusumah, 1 985) .

7

Prinsip dari fermentasi a lkoholis adalah konversi gula menjadi alkohol.

Berdasarkan jumlah oksigen yang tersedia pada medium, konversi glukosa dapat

dibedakan menjadi:

Oksidasi sempurna:

Oksigen tersedia dalam jumlah yang berlebih, sehingga semua molekul g lukosa

akan habis terkonversi. Reaksi yang terjadi :

CsH120s + 6 02 -7 6 C02 + 6 H20 + 674 kalori

Oksidasi parsial :

Oksigen yang tersedia mencukupi untuk mengkonversi seluruhnya.

CsH1206 + 4,5 02 -7 3 (COOHh + 3 H20 + 493 kalori

Dekomposisi anaerob:

Tidak terdapat oksigen sama sekali , molekul-molekul glukosa akan terdekomposisi

menjadi : asam laktat, etanol dan asam asetat.

CsH120s -7 2 CH5CHOCOOH + 22,5 kalori

CsH120s -7 2 C2HsOH -t- 2 C02 + 22,0 kalori

CsH120s -7 3 CH3COOH + 1 5 ,0 kalori

Proses fermentasi anaerob secara kimia telah dirumuskan oleh Gay Lussac

tahun 1 81 0:

CsH120s -7 2 C2HsOH + 2 C02

Menurut persamaan diatas, g lukosa akan dikonversikan menjadi etanol dan gas C02.

Tetapi kenyataannya hanya sebagian dari glukosa akan dipakai oleh khamir untuk

aktivitas pertumbuhannya (Amerine and Cruess, 1 967).

Sukrosa mula-mula kan dihidrolisa menjadi glukosa dan fruktosa oleh enzim

invertrase (Neuberg and Robert, 1 959), selanjutnya akan diubah menjadi alkohol

karena aktivitas beberapa enzim. Enzim-enzim tersebuta adalah heksokinase, fosfo

fruktokinase, aldolase, gl iseraldehid 3-fosfat dehidrogenase dan lain-lain.

2.8. Substrat Fermentasi Sari Buah

Kandungan gula dalam sari buah/substrat cair mempengaruhi kecepatan

fermentasi dan mutu dari anggur buah. Pada kadar gula yang tinggi akan

menghambat proses fermentasi, karena glukosa dapat bersifat menjadi katabolit

repressor. (Dunn, Furukawa and Heinzle, 1 983).

Pada awal fermentasi kadar gula yang baik adalah 1 6% (Yang 1 953) dan

1 2% ( Prescott and Dunn 1 959), gula dalam substrat akan mempercepat

8

pertumbuhan sel khamir. Bila gula sudah habis, dapat ditambahkan lagi untuk

memperoleh kandungan alkohol yang cukup tinggi (Yang, 1 953) .

Sari buah yang mengandung 1 7 - 20 % gula, akan mempercepat fermentasi

glukosa daripada fruktosa (Amerine and Cruess 1 967). Kadar gula 20 -25 %, gula

akan terfermentasi dengan kecepatan yang sama. Kandungan gula optimum untuk

mendapatkan kecepatan fermentasi maksimum sangat rendah yaitu 1 - 2 %, tetapi

untuk-menghasilkan kadar alkohol yang tinggi diperlukan gula yang lebih banyak.

Gula yang ada dalam substrat akan dikonversikan menjadi etanol dan

sebagian untuk aktivitas dari sel khamir. Ciri fisik yang menunjukkan adanya aktivitas

dari sel khamir adalah terbentuknya gelembung gas C02 dipermukaan substrat

setelah 24 jam diinkubasi.

Proses lanjut dari fermentasi ini adalah pemurnian, dimana sel khamir akan

dipisahkan dengan sari buah hasil fermentasi. Kemudian sari buah tersebut diperam

(proses pematangan) sehingga akan diperoleh citarasa (flavour) yang diinginkan.

9

3.1. Alat dan bahan

3.1.1. Alat

BAB Ill

METODE PENELITIAN

Alat-alat yang dipergunakan dalam proses fermentasi adalah labu bundar

datar, leher angsa, gelas kimia besar, Erlenmeyer, pipet, ose loop, Bunsen serta alat

alat untuk analisis.

3.1.2. Bahan

Bahan utama yang digunakan adalah pisang klutuk (Musa brachycarpa),

khamir (Saccharomyces cereviseae), serta bahan-bahan untuk analisis.

3.2. Proses fermentasi

1 . Buah pisang dikupas kulitnya dan dipotong kecil - kecil .

2. Dimasukkan ke dalam panci email dan ditambahkan air 1 - 1 0 kali berat

buah. Larutan d imasak hingga mendidih selama 1 O - 1 5 menit. Kemudian

disaring dan cairan diambil sebanyak ± 1 000 ml .

3 . 5 - 10 % beraUvolume gula pasir/sukrosa ditambahkan.

4. J uga diberi ekstrak taoge sebanyak 2,5% dari volume cairan buah yang akan

difermentasi .

5. pH cairan dia!ur antara 4,5 - 5,0 dengan menggunakan larutan HCI encer.

6. 900 m l cairan buah d imasukkan ke dalam labu bundar d atar dan sisanya

± 1 00 ml dan masukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml untuk proses

pembuatan starter.

7. Cara pembuatan starter:

a. 50 ml cairan buah di inokulasi secara aseptik dengan biakan murni

Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoids.

b. Diinkubasi selama 24 - 48 jam.

c. Setelah 24 -48 jam, jika timbul gelembung gas C02 berarti starter telah

aktif.

10

8. Starter dimasukkan ke dalam labu bundar datar secara aseptik dan tutup

dengan leber angsa yang sebag ian te l a h d i isi dengan a i r atau sam

kuat sehingga tercipta suasana anaerob.

9. Sampel di inkubasi selama 1 minggu.

3.3. Analisis hasil penelitian

Hasil penelitian akan dianalisis kadar alkohol secara kuantitatif dengan

menggunakan metode Conway, Kadar Keasaman Total (berdasarkan % asam

tartarat ), Kadar Keasaman Volatil (berdasarkan % asam asetat) , serta Kadar Gula

secara Kuantitatif dengan reagen Nelson.

3.3.1. Kadar Alkohol secara Kuantitatif : (Metode Conway)

Analisa alkohol dilakukan dengan cara spektrofotometri menggunakan alat

conway unit. Dalam menentukan kadar alkohol perlu dibuat standar alkohol sebagai

berikut:

- Pembuatan kurva standar.

Larutan alkohol standar dengan masing-masing kadar 0,3 ; 0,2 ; 0, 1 75 ; 0, 1 5 ;

0, 1 25 ; 0, 1 ; 0,075 ; 0,05 ; 0,025 % volume alkohol. Alkohol yang digunakan adalah

alkohol murni (99,5%). Conway unit dalarn keadaan bersih dan kering, kemudian

bagian penutup pinggirnya diolesi dengan vaselin. Selanjutnya reagen kalium

dikromat 1 ml dimasukkan dalam ruang A, dan reagen kalium karbonat 1 ml

dimasukkan dalam ruang B. Larutan alkohol standar sebanyak 1 ml dimasukkan

dalam ruang C. Kemudian cepat ditutup, conway unit tersebut digoyang perlahan

agar larutan pada ruang B dan C bercampur. Kemudian diinkubasikan selama 2 jam

pada suhu 30°C.

Setelah diinkubasi, larutan di ruang A diambil dan diencerkan sampai 1 0 ml.

Kemudian dianalisa dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 480 nm.

- Analisa kadar alkohol.

Prosedur yang di lakukan sama seperti prosedur pembuatan kurva standar.

Tetapi larutan standar diga nti dengan larutan sampel dan diletakkan pada ruang· c.

11

3.3.2. Kadar Keasaman Total (berdasarkan % asam tartarat )

1 . 1 0 ml cairan diambil dari sari buah atau tape yang telah difermentasi,

tambahkan 1 0 ml akuades dan 5 tetes fenolftalein 1 %.

2. Dikocok dan titrasi dengan NaOH 0, 1 N hingga timbul wama mer�h muda.

3. Dihitung kadar keasaman total dengan rumus sebagai berikut :

ml NaOH x Normalitas NaOH x 7,5

% as. tartarat =

volume sampel

3.3.3. Kadar Keasaman Volatil (berdasarkan % asam asetat) :

1. Berdasarkan titrasi di atas dihitung kadar keasaman volatil dengan rumus

sebagai berikut :

ml NaOH x Normalitas NaOH x 6

% as. asetat =

volume sampel

3.3.4. Kadar Gula secara Kuantitatif

Penyiapan Kurva Standar

1 . Larutan awal g lukosa standar ( 1 0 mg glukosa anhidrat / 1 00 m l ).

2. Dari larutan g lukosa standar tersebut dilakukan 6 pengenceran sehingga

diperoleh larutan g lukosa dengan konsentrasi : 2, 4 , 6, 8 dan 1 0 mg I 1 00

ml .

3 . Dis iapkan 7 tabung reaksi yang bers ih , masing-masing diisi dengan 1

ml l arutan glukosa standar tersebut diatas. Satu tabung diisi 1 ml air suling

sebagai blanko.

4. Ke da lam masing-masing tabung d itambahkan 1 m l reagensia Nelson,

dan panaskan semua tabung pada penangas air mendidih selama 20 menit.

5. Semua tabung dan segera didinginkan bersama-sama dalam gelas piala

yang berisi air dingin sehingga suhu tabung mencapai 25°C .

6. Setelah dingin tambahkan 1 ml reagensia Arsenomolybdat. Kocok sampai

semua endapan Cu20 larut kembali.

12

7. Setelah semua endapan Cu20 larut sempurna, tambahkan 7 m l a ir sul ing .

d ikocok sampai homogen.

8 . Tera OD masing-masing larutan tersebut pada panjang gelombang 540 nm.

9. Dibuat kurva standar yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi

glukosa dan OD.

Penentuan Gula Reduksi Pada Contoh

• Larutan contoh yang mempunyai kadar gula reduksi sekitar 2 - 8 mg I 1 00 ml .

Perlu diperhatikan bahwa larutan contoh in i harus jernih, o leh karena itu bila

dijumpai larutan contoh yang keruh atau berwarna maka perlu di lakukan

penjernihan terlebih dahulu dengan menggunakan bubur Aluminium

hidroksida.

• Pipet 1 ml larutan contoh yang jernih tersebut ke dalam tabung reaksi yang

bersih.

• Ditambahkan 1 m l reagensia Nelson dan selanjutnya d iperlakuka n

seperti pad a penyiapan kurva standar diatas.

• Jumlah gula reduksi dapat ditentukan berdasarkan OD larutan contoh dan

kurva standar larutan g lukosa.

13

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Kurva tumbuh Saccharomyces cereviseae

Dari hasil pengamatan kurva tumbuh kultur murni Saccharomyces

cereviseae, ragi roti serta ragi pasar diperoleh data seperti dalam grafik berikut :

� ----------------------------- ·

1.2

1 Q) 0 t: cu

.0 J... 0 en

.0 ex:

0.2

0

Kurva pertumbuhan mikroba

0 N � ID 00 0 0 0 0 0 ...- N C0 � LO

jam ke-

--+- S. cereviceae

-Ragi roti

Ragi pasar

Gambar 4. 1 . Kurva Pertumbuhan lnokulum

Dari seluruh percobaan fase adaptasi akan berlangsung sampai jam ke 8,

pada fase ini m ikroba akan menyesuaikan diri dengan lingkungan baru untuk

pertumbuhannya.

Kemudian dengan bertambahnya jumlah mikroba, g rafik akan naik masuk ke

fase logaritmik. Pada fase ini jumlah mikroba memasukki fasa pertum buhan

dipercepat, mikroba mulai membelah diri dengan cepat dan konstan serta melakukan

aktifitas metabolisme. Dengan mengkonsumsi sumber nutrisi yang ada di dalam

substrat. Hal ini d ipengaruhi oleh faktor l ingkungan dan nutrisi .

Mulai jam ke 1 1 jumlah mikroba semakin banyak tetapi nutrisi yang ada

dalam substrat sudah berkurang. Hal ini menyebabkan pertumbuhan melambat dan

mulai terjadi kematian dari mikroba. Karena jumlah sel yang membelah sama banyak

dengan jumlah sel yang mati, maka grafik akan terlihat cenderung konstan.

14

Sampai pada jam ke 40 jumlah mikroba akan cenderung menurun karena

jumlah nutrisi di dalam substrat akan habis dan mikroba mengalami lisis sehingga

akan meracuni mikroba yang masih hidup.

Keadaan ini berlaku hampir sama pada inokulum murni , ragi roti maupun ragi

pasar. Hanya terlihat pada ragi roti agak lebih tinggi sedikit dari yang la_innya. Hal ini

dimungkinkan karena adanya kandungan mineral lain pada ragi roti sehingga lebih

meningkatkan jumlah mikroba pada fase stationer. Walaupun setelah memasukki

fase kematian jumlah mikrobanya lebih banyak yang mati.

4.2. Kadar Alkohol terhadap jumlah starter dalam substrat

Dalam menentukan kadar starter substrat, jenis inokulum yang digunakan

adalah Saccharomyces cereviceae, ragi roti fermipan serta ragi tape/pasar tanpa

label . Jumiah inokulum yang digunakan 2,5% , 5% dan 7,5%.

Starter dibuat dengan menggunakan substrat dari buah pisang klutuk sebagai

medium. Hal ini untuk mempersingkat waktu adaptasi atau fase lag pada substrat

yang sebenarnya.

0 .c 0 --+- S. cere"1ceae � iii ---- Ragi roti ... C'G "C Ragi pasar C'G

0.4 �

0.2

0

2 3

jumlah starter

Keterangan Jumlah starter: 1 . 2,5% 2. 5% 3. 7,5%

Gambar 4.2. Kadar alkohol terhadap jumlah starter dan jenis inokulum

15

Dari hasil percobaan diperoleh hasil yang beragam, hal ini dapat terjadi

karena jenis starter yang digunakan mempunyai komposisi yang berbeda.

Pada hasil percobaan dengan menggunakan starter Saccharomyces

cereviceae, kadar alkohol paling tinggi pada jumlah starter 7,5% yaitu 1 ,06 %. Starter

ini merupakan kultur mumi, bila dil ihat dari grafik dengan panambahan_jumlah starter

akan meningkatkan perolehan alkohol. Karena dengan meningkatnya jumlah sel

yang ditambahkan akan meningkatkan sel untuk mengubah g lukosa menjadi alkohol.

Pada hasil percobaan dengan menggunakan starter ragi roti fermipan, kadar

a lkohol pada jumlah substrat 2,5% tidak mencukupi untuk mengubah glukosa

menjadi alkohol secara maksimal. Sedangkan pada jumlah starter 5%, jumlah sel

yang mengubah glukosa menjadi alkohol cukup baik yaitu 1 , 27%. Tetapi bila jumlah

starter ditambah, akan terjadi persaingan diantara sel dalam menggunakan

nutrisinya, sehingga akan cepat terbentuk alkohol. Proses fermentasi tidak berhenti

akan terjadi fermentasi lanjut bila alkohol cepat terbentuk akan diubah oleh mikroba

lain yang terkandung di dalam ragi roti sehingga akan menurunkan kadar alkohol.

Biasanya alkohol tersebut akan diubah menjadi bentuk lain yaitu asam.

Sedangkan pada jenis inokulum menggunakan ragi pasar perolehan alkohol

tertinggi pada jumlah starter 2 ,5% yaitu 1 ,27%. Kemudian dengan bertambahnya

jumlah inokulum jumlah perolehan alkohol akan semakin menurun. Hal ini

disebabkan pada ragi pasar, Saccharomyces cereviceae bukan mikroba yang paling

dominan. Diantaranya terdapat khamir dari genus Aspergil/us, Saccharomyces,

Candida dan Hasenula, serta dari bakteri Acetobacter. Diawal fermentasi

Saccharomyces cereviceae akan bertindak sebagai mikroba dominan tetapi

fermentasi lanjut akan terjadi oleh mikroba lainnya sehingga akan dihasilkan

senyawa lain hasil peruraian atau pembentukan dari alkohol. Mikroorganisme­

mikroorganisme tersebut hidup secara sinergetik, Aspergillus dapat memecah pati,

sedangkan Saccharomyces, Candida dan Hasenu/a dapat menguraikan gula

menjadi alkohol dan bermacam-macam zat lainnya. Sedangkan Acetobacter akan

menguraikan alkohol menjadi asam cuka (Dwijoseputro, 1 984).

4.3. Penurunan Nilai pH terhadap Jumlah Starter dalam Substrat

Dari hasil percobaan dapat dilihat pula adanya penurunan nilai pH pada

setiap jumlah starter yang ditambahkan. Hal ini terjadi karena adanya fennentasi

lanjut yang disebabkan oleh bakteri kelompok acetobacter, yang banyak terdapat di

udara bebas.

16

Pada inokulum Saccharomyces cereviceae dan ragi roti yang kandungan

khamirnya paling dominan selisih penurunan pHnya cukup besar yaitu 0,36 dan 0,35.

Sedangkan pada ragi pasar yang kandungan mikrobanya bermacam-macam,

mengalami sedikit perubahan nilai pH yaitu 0, 1 6 saja. Hal ini bukan berarti asam

yang dihasilkan sedikit, tetapi kemungkinan terbentuk asam kecil, tetapi terbentuk

senyawa lain.

0.4 ,----�-------,..-,,...--,....,..,-,---__,,...,.,.......,,.._,

0. 35 -l-,:�-::-"���5fl������=s;,�-.:s:�1 � 0.3

nJ

c: c: nJ c: ::J ... ::J c: Q) Cl.

0.1

0. 05 -!--'---.:..,.�c-"-;�;,:=..:..;�-=-���:,,,;.:..��,_:;; 0 -1------------�------�

1 2 3

jumlah starter

Keterangan Jumlah starter: 1. 2,5% 2. 5% 3. 7,5%

-+--- S. cere\iiceae

---- Ragi roti

Ragi pasar

Garn bar 4.3. Penurunan nilai pH terhadap jumlah starter dan jenis inokulum

4.4. Fermentasi dengan variasi inokulum

Fermentasi di lakukan dengan menvariasi jenis inokulum yang berbeda.

l noku!um tersebut adalah inokulum murni Sacchnromyces cereviceae, ragi roti yang

ada di pasaran dengari merek dagang fermipan, serta ragi pasar atau dikenal

dengan ragi tape tanpa merek.

4.4.1. Fermentasi menggunakan inokulum Saccharomyces cereviceae

Menggunakan inokulum murni Saccharomyces cereviceae pada rasio

substrat (pisang:air) yang berbeda yaitu 1 ·: 1 ; 1 :2 dan 1 :4. lnoku!um yang

digunakan benar-benar hanya terdiri dari 1 species khamir yaitu Saccharomyces

cereviceae.

17

2

Rasia s ubstrat pisang : air

Keterangan rasio substrat: 1. 1: 1 2. 1:2 3. 1:4

3

-+- kenaikkan total as am

-a- perubahan gula reduksi

pH akhir

-----x- Kadar alkohol akhir

Garn bar 4.4. Kondisi akhir fermentasi menggunakan inokulum

Saccharomyces cereviceae.

Dari grafik terlihat adanya selisih kenaikan jumlah total asam, makin besar

pengenceran maka selisih kenaikan total asamnya meningkat, walaupun pada rasio

1 :2 dan 1 :4 adalah sama yaitu 0,78. Hal ini terlihat juga dari menurunnya nilai pH

dalam substrat, makin besar rasio substrat makin rendah nilai pHnya. Makin banyak

asam yang dihasilkan pH akan semakin rendah.

Jiika dil ihat dari penurunan g lukosa (gula reduksi), pada grafik hampir tidak

ada penurunan yaitu 0.05 mg/L. Hal ini dikarenakan cadangan sukrosa dalam

substrat diubah bentuknya menjadi glukosa. Sehingga walaupun glukosa diubah

menjadi alkohol, kadar glukosa dalam substrat tetap.

Dari perolehan alkohol rasio substrat 1 : 1 dan 1 :2 menghasilkan alkohol

1 0,58%, dengan makin tingginya tingkat pengenceran yaitu rasio substrat pisang air

1 :4 kadar perolehan alkohol akan semakin rendah yaitu 0,84%. Karena substrat,

dalam hal ini glukosa yang akan di ubah menjadi alkohol hanya sedikit.

4.4.2. Fermentasi menggunakan inokulum Ragi roti

Menggunakan inokulum Ragi roti, mikroba yang paling dominan adalah

khamir Saccharomyces cereviceae. Walaupun tidak menutup kemungkinan ada

18

mikroba lain yang ikut di dalam substrat kering pada ragi tersebut. lnokulum ini

d iberikan pada rasio substrat (pisang:air) yang berbeda yaitu 1 : 1 ; 1 :2 dan 1 :4 .

4.5

1 .5 --1---.,.-,.;--=-...,�--T.T.;��::-::S-���T::'i-i�

1 --i-=-=.:;;:-�������������

0.5 -+-:-T'--'--'...,.-�-'-c-�-:':---'-r---'=,--¥'7"...,..,,.,����-,,i 0 -i-.:�--=-lllli='===r=====�=====r========ai--=-��

2 3

Pasio substrat pisang : air

Keterangan rasio substrat: 1. 1:1 2. 1:2 3. 1:4

--+-- Kenaikan total asam

---- Perubahan gula reduksi

pH akhir

�-Kadar alkohol akhir

Gambar 4.5. Kondisi akhir fermentasi menggunakan inokulum Ragi mti.

Dari grafik terlihat adanya selisih penurunan jumlah total asam, pada rasio

substrat 1 :2 selisih jumlah total asamnya menurun menjadi 0,93. Dan pada rasio

substrat 1 :4 selisih jumlah total asamnya meningkat menjadi 1 ,07.

Jiika dil ihat dari penurunan g lukosa (gula reduksi), pada grafik tidak ada

penurunan yaitu 0 ,05 mg/L. Hal ini juga dikarenakan cadangan sukrosa dalam

substrat diubah bentuknya menjadi g lukosa. Sehingga walaupun glukosa diubah

menjadi alkohol, kadar g lukosa dalam substrat tetap.

Dari perolehan alkohol pada rasio substrat 1 : 1 dan 1 :2 adalah 1 ,27% ,

dengan makin tingginya tingkat pengenceran yaitu rasio substrat pisang air 1 :4 kadar

perlohen alkohol akan semakin rendah yaitu 1 ,06%.

4.4.3. Fermentasi menggunakan inokulum Ragi pasar

Ragi pasar banyak digunakan untuk membuat tape singkong maupun tape

ketan . Dari hasil fermentasinya akan dihasilkan selain alkohol juga senyawa­

senyawa lain diantaranya adalah asam. Pada percobaan ini ragi pasar dijadikan

inokulum pada rasio substrat (pisang:air) yang berbeda yaitu 1 : 1 ; 1 :2 dan 1 :4.

19

4.5 4 - .,

o.5 -LLt==::.====�==:=£::=�t:-J 0 -+----'--======r======!<'=====;=====<""-'--'--l

2 3

Rasio substrat pisang: air

Keterangan rasio substrat: 1. 1 :1 2. 1:2 3. 1:4

--+- Kenaikan total as am

--.- Perubahan gula reduksi

pH akhir

---x- Kadar alkohol akh ir

Garn bar 4.6. Kondisi akhir fermentasi menggunakan inokulum Ragi pasar.

Dari perubahan kenaikan total asam, makin tinggi rasio substrat makin besar

kenaikkannya. Pada rasio 1: 1 kenaikan 0,57% sedangkan pada rasio 1 :2 dan 1 :4

kenaikkannya lebih tinggi yaitu 0,78%. Makin tinggi pengenceran asam yang

terbentuk akan makin banyak. Demikian pula dengan nilai pH akan semakin tinggi

dengan bertambahnya asam yang terbentuk. pH larutan akan meningkat yaitu 3,6 ;

3,7 dan 3,9 pada rasio substrat 1 :4

Perubahan kadar g lukosapun tidak begitu terlihat karena adanya peruraian

sukrosa yang ditambahkan diawa! fermentasi menjadi glukosa. Sehingga kandungan

glukosa diakhir fermentasi cenderung tetap.

Perolehan alkohol akhirpun akan menurun pada rasio substrat 1 :4 yaitu

0 ,84%. Sedangkan pada pada rasio 1 :1dan 1 :2 adalah 1 ,06%.

4.4.4. Perolehan Alkohol terhadap Rasio Substrat dan Jenis lnokulum

Dari hasil percobaan dapat kita l ihat pada grafik perolehan akohol terhadap

rasio substrat pisang : air dengan jenis inokulum yang ditambahkan. Pada rasio

substrat makin besar alkohol yang dihasilkan semakin kecil yang akan menyebabkan

glukosa dalam substrat akan semakin encer/sedikit sehingga glukosa yang akan

diubah menjadi alkohol jug a sedikit. Hal ini berlaku . pada semua jenis inokulum

cenderung terjadi penurunan kadar alkohol dengan makin tingginya pengenceran.

20

1.4

1.2

� e..... 1

0 s::. -+- S. cere..;ceae 0 .lo: cu

- Ragi roti .

Ragi pasar

2 3

Rasio substrat pisang : air

Keterangan rasio substrat: 1. 1:1 2. 1:2 3. 1:4

Gambar 4.7. Kadar alkohol terhadap rasio substrat dan jenis inokulum.

� -+- Rasio substrat 1: 1

-Rasio substrat 1:2

0 s::. 0. 8 0 .lo: cu .... C'G

Rasio substrat 1 :4 "C C'G

::.:::

1 2 3

Jenis inokulum

Keterangan Jenis inokulum: 1. S. cereviceae 2. Ragi roti 3. Ragi pasar

Gambar 4.8. Kadar alkohol terhadap jenis inokulum dan rasio substrat.

Bila kita lihat dari jenis inokulum yang ditambahkan, penggunaan ragi roti

menghasilkan perolehan alkohol paling tinggi. Hal ini dapat disebabkan karena pada

bubuk ragi roti (fermipan) selain terdapat Saccharomyces cereviceae ditambahkan

nutrisi tambahan di dalamnya. Tujuan dari ditambahkan nutrisi tersebut adalah agar

21

khamir tersebut masih tetap aktif pada saat digunakan. Dengan adanya nutrisi

tambahan tersebut khamir dapat menghasilkan alkohol lebih tinggi daripada biakan

murni Saccharomyces cereviceae dan ragi pasar. Dari g rafik terihat pada ragi roti

lebih tinggi daripada yang lainnya untuk setiap variasi rasio substrat (pisang : air).

4.5. Fermentasi dengan variasi

Saccharomyces cereviceae

temperatur dangan inokulum

Fermentasi dilakukan dengan menvariasi temperatur yang berbeda. Temperatur

yang digunakan adalah 25, 30, 35, dan 40°C, jadi fermentor diletakkan dalam suatu

inkubator dan diatur suhunya. l nokulum yang digunakan adalah biakkan murni

Saccharomyces cereviceae.

4.5.1. Pengaruh temperatur terhadap kadar gula reduksi dan perolehan

alkohol

Gula reduksi (glukosa) dibutuhkan oleh sel khamir Saccharomyces

cereviceae sebagai sumber karbon. Sehingga sel tersebut dapat memperbanyak diri

dan bila keadaan anaerob (tidak ada oksigen) dapat merubah g lukosa menjadi

alkohol dengan sistem enzim di da lam sel khamir.

Kadar glukosa awal akan mempengaruhi perolehan alkohol hasil fermentasi.

Makin tinggi kadar glukossa dalam buah, kemungkinan a lkohol yang dihasilkan akan

semakin tinggi. Apabila kadar g lukosa awal terlalu tinggi , akan mempengaruhi proses

fermentasi karena akan terjadi yang disebut dengan g lukosa efek. J ika g lukossa

tinggi tekanan_ osmosis di dalam larutanpun akan tinggi daripada di dalam sel.

Sehingga cairan yang ada di dalam sel khamir akan cenderung keluar dari sel, hal ini

mengakibatkan sel mengkerut dan mati. Oleh sebab itu perlu dijaga agar kadar

g lukosa di dalam larutan tidak berlebih .

Penambahan sukrosa dalam percobaan in i di lakukan yaitu 0, 1 67 gr/ml

sebagai cadangan karbon selama proses fermentasi. Jumlah starter yang

ditambahkan juga mempengaruhi proses fermentasi. Semakin banyak starter yang

ditam bahkan dalam sari buah, m aka semakin banyakdan semakin cepat sel khamir

yang akan mengubah g lukosa menjadi a lkohol.

22

0.07 -

0.06 -

0. 01 -1---��_;__;::.::.....:......:_;.:;..,;.;....::..:::,�...;..i,;�

0-1---'--"-'--'--......:.C,.-'----'----,-__.;...-------'--"--.-'--�'--'-'-'----I

2 3 4

temperatur fermentasi

--+-2,5%

----s%

7,5%

Gambar 4.9. Kadar gula reduksi akhir fermentasi Musa bracycarpa dengan

inokulum S. cereviceae

0.2 .----::....,.-;-,,...,,--;:-c::--::--;-=-::-;-�:-;--.,,,,......,.,..-,=�====::-;;:::;;;:-:--=:--:::�

0. 18 -f---'-,-.....;��::.;=.�_:._.;:,.,-��-o--:::-7l;'i:cii�:.!-i:'r='­O. 16 -i-:-s-�· .-=......:=,-;'-'-"-�"�.::__::�=�-"-=7-:F�

1 2 3

terhperatur fbrinentasi

Keterangan : 1 . Temperatur 25°C 2. Temperatur 30°C 3. Temperatur 35°C 4. Temperatur 40°C

4

--+-2,5%

----5%

7,5%

Gambar 4. 1 0. Kadar alkohol akhir fermentasi Musa bracycarpa dengan inokulum S.

cereviceae

Temperatur juga mempengaruhi proses fermentasi. Saccharomyces

cereviceae mempunyai temperatur optimum untuk pertumbuhannya sekitar 30 -

37°C. Dari hasil percobaan pada temperatur optimum g lukosa yang dikonsumsi

paling banyak. Sehingga m eninggalkan glukosa paling rendah. Pada temperatur

23

35°C dengan variasi jumlah starter yang ditambahkan 2,5 ; 5 dan 7,5 % adalah 0,03;

0,04 dan 0,03 mg/ml .

Perolehan kadar alkohol diakhir fermentasi juga dipengaruhi temperatur

fermentasi. Dari grafik dapat dil ihat bahwa pada suhu 35°C, terjadi perolehan

alkohol paling tinggi dengan variasi panambahan jumlah starter 2,5 ; .5 dan 7,5 %

adalah 0, 1 5 ; 0, 1 5 dan 0, 1 9%. Dari grafik jug a diketahui bahwa dengan jumlah

starter teringgi menghasilkan perolehan alkohol tertinggi pula.

4.5.2. Pengaruh temperatur terhadap total asam dan pH fermentasi.

Temperatur fermentasi dan jumlah inokulum yang ditambahkan akan

mempengaruhi total asam yang dihasilkan selama proses fermentasi dan kenaikkan

nilai pH dalam substrat.

-+- 2,5%

----- 5%

7,5%

2 3 4

tem pera tur fermenta si

Gambar 4. 1 1 . Kadar total asam akhir fermentasi Musa bracycarpa dengan inokulum

S. cereviceae

Total asam yang dihasilkan selama proses fermentasi merupakan produk

samping hasil fermentasi berupa asam asetat, sitrat, laktat, suksinat, malat dan

piruvat. Perbedaan kandungan total asam di akhir fermentasi menunjukkan asam­

asam organik yang dihasilkan.

24

-+- 2,5%

--- 5°(0

7 ,5%

2 3 4

te m pe ra tur fermentasi

Keterangan : 1. Temperatur 25°C 2. Temperatur 30°C 3. Temperatur 35°C 4. Temperatur 40°C

Gambar 4. 1 2 . Nilai pH akhir fermentasi Musa brar,ycarpa dengan inokulum

S. cereviceae

Peningkatan temperatur fermentasi mempengaruhi peningkatan total asam

pada juamlah starter yang sama . Pada temperatur yang lebih tinggi fermentasi

anggur pisang menghasilkan total asam yang relatif lebih bany<lk daripada yang

difermentasi pada tempetarur yang lebih rendah. Kecenderungan persen total asam

yang tinggi ada pada temperatur fermentasi 35°C, yaitu pada jumlah starter 2 ,5 ; 5

dan 7,5 % adalah 0,27 ; 0,23 dan 0,28. Persen total asam pada temperatur

fermentasi 40°C lebih rendah, karena adanya aktifitas pertumbuhan sel yang kurang

baik, karena bukan merupakan temperatur optimum. Sesuai dengan literatur bahwa

temperatur optimum Saccharomyces cereviceae adalah 30 - 37°C (Prescot and

Dunn, 1 959). Bi la proses fermentasi berjalan dengan baik maka alkohol yang akan

dihasilkanpun menjadi banyak, juga hasil samping dari proses fermentasi tersebut.

Perbedaan pada nilai- pH substrat juga terjadi karena asam organik yang

dihasilkan. Juga kemungkinan adanya kontaminasi oleh bakteri Acetobacter, yang

sangat berperan pada proses fermentasi lanjut yang mengubah alkohol menjadi

asam asetat.

Hasil pengamatan nilai pH pada temperatur ferinentasi 40°C nilainya paling

tinggi pada semua variasi jumlah inokulum yang ditambahkan. Hal ini menunjukkan

bahwa tidak ada bakteri kontaminan yang ikut berada di dalam substrat. Karena

25

bakteri pembentuk asam asetat akan cenderung hidup pada nilai pH yang rendah.

Seperti terlihat pada grafik pada suhu 40°C nilai pH pada jumlah stater 2,5 ; 5 dan

7,5 % adalah 5, 1 ; 4,6 clan 4 ,6.

26

BAB V

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan fermentasi alkoholis pada substrat Musa· brachycarpa

dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1 . Pisang klutuk (Musa brachycarpa) dapat digunakan sebagai substrat

fermentasi alkoholis karena mengandung glukosa sebagai sumber karbon.

2. S. cereviceae , ragi roti (fermipan) dan ragi pasar (tape) dapat berperan

sebagai inokulum fermentasi alkoholis. Tetapi yang menghasilkan perolehan

alkohol paling banyak menggunakan ragi roti fermipan dan rasio substrat 1 : 1 .

3 . Jumlah starter S. cereviceae yang digunakan berpengaruh dalam proses

fermentasi dalam percobaan ini jumlah starter yang paling banyak

menghasilkan perolehan alkohol adalah 5%.

4. Temperatur fermentasi dengan mengunakan inokulum S. cereviceae yang

paling banyak menghasilkan perolehan alkohol adalah temperatur 35°C.

27

DAFTAR PUSTAKA

Armerine, MA and Cruess, WV. , 1 967, The Technology of Wine Making, 3rd ed . John Wiley an Sons Inc. , NY.

Ayers, JC. , Mundt, JO and Sadine, WE, 1 980, Microbiology of Food, WH Freeman and Co, SF. . .

BPS, 1 981 , Buku Statistik Indonesia 1978/1979, Jakarta. Ounh� IJ . , Furukawa, K and Heinzle, E . , 1 983, Influence of Oxygen on the Growth

of S. cereviceae in Continuous Culture, Biotechnology Bioengineering. Dwijoseputro, 1 984, Dasar-dasar Mikrobiologi, Djambatan, Malang. Ferreira , 1 959, The Yeast, Am. J . Enol. Vitic. 1 0, AH Rose and JS Harisson ed,

Academic press, London. Frazier, WC dan Westhoff, DC, 1 978, Food and Microbiology, 3rd ed, McGraw Hil l

Book Co Inc, NY. Humpreys, TW and Steward, GG. , 1 978, Alkoholic Beverage, Food and Beverage

Micology, The AVI Pub Co Inc. , westport, Connecticut. Loesecke, H, 1 950, Bananas, lnterscience Pb, NY. Maryani, A. , 1 986, Aktifitas Fermentasi Alkohol dengan Ragi Roti Termobilis,

skripsi, Fateta, IPB. Ochse, JJ., Soule, MJ. , Dijkman, MJ and Wehlburg , C., 1 961 , Tropical and

Subtropical Agricultur-e, The Mac Mil lan Co, NY. Pelczar, J r. , Chan, ECS and Krieg, NR, 1 986, Microbiology, 5th ed. , McGraw Hill

Book Co Inc, Singapore. Prescott, Sc and Dunn, CG. , 1 959, Industrial Microbiology, 3rd ed. , McGraw Hil l

Book Co Inc. , NY. Rinawati, HS. , 1 984, Mempelajari Pengaruh Jenis Starter, Suhu dan Lama

Pemeraman terhadap Mutu Anggur Buah Pisang (M. paradisiaca), skripsi, Fateta, IPB.

Simmonds, NW. , 1 966. , Bananas, 2"d ed. , Longman Group Limited, London Tuerah, JM. , 1 994, Pembuatan Anggur Aroma Pisang dari Pisang Ambon (M.

sapientum) dan Pisang Batu ( M. brachycarpa) Menggunakan S. cereviceae, tesis Prog Magister Kimia, ITB.

White J & Munns, OJ. , 1 95 1 , Inst Brew. Winton, AL. , 1 935, The Banana Structure & Composition of Foods, vol 2 , John

Wiley&Sons I nc, NY. Yang , HY. , 1 953. , Fruit Wines Requiaities for Succesful Fermantation,

Agricu ltural and Food Chemistry, Vol . 1 .

28

LAM PI RAN

Data kurva standar

K t d urva s an ar gu a

C gula g r/mol

0.2000

0.1 500 · - 0.1 000

0.0500

0.0250

0.0125

0.0100

0.0050 0.0025

0.0000

Kurva standar alkohol

C alkohol % v/v

0.300

0.200

0. 1 75

0. 1 50

0.125 0. 1 00

0.075 0.050

0.025 0

%T %A

26 0.585

26 0.585

28 0.5528

30 0.5229

33 0.4815

35 0.4559

36 0.4437

41 0.3872 45 0.3468

82 0.0862

%T %A 94 0.0269

95 0.0223

96 0.0177

96 0.0177

97 0.0132

97 0.0132

98 0.0088 99 0.0044

99 0.0044

1 00 0

29

Data kurva tumbuh inokulum

jam s. ragi ke- cereviceae raQi roti pasar

% T A % T A % T A 0 98 0.009 97 0.013 97 0.0 13 1 98 0.009 97 0.013 96 0.0 18 2 98 0.009 96 0.0 18 96 0.01 8 3... 97 0.0 13 96 0.018 96 0.0 18 4 97 0.0 13 96 0.01 8 96 0.01 8 5 96 0.01 8 96 0.018 95 0.022 6 96 0.0 18 96 0.018 95 0.022 7 95 0.022 96 0.018 95 0.022 8 94 0.027 95 0.022 94 0.027 9 90 0.046 83 0 .081 84 0.076

1 0 61 0.21 5 53 0.276 51 0.292 1 5 12 0.921 1 3 0.886 13 0.886 20 1 1 0.959 1 0 1 1 1 0.959 25 12 0.921 10 I 1 1 0.959 30 12 0.921 10 1 1 1 0.959 35 12 0.921 1 0 1 1 1 0.959 40 12 0.921 1 0 1 1 1 0.959 45 12 0.921 12 0.921 12 0.921 50 12 0.921 16 0.796 13 0.886

Data perolehan alkohol hari ke 7 dengan variasi jumlah starter dan jenis inokulum

Alkohol hari ke 7 starter 2.5 5 7.E

Sc 0.84 0.84 1 .06

R roti 1 .06 1 .27 1 .06

R pasar 1 .27 1 .06 1 .06

Data penurunan nilai pH hari ke-0 dan hari ke-7 dengan variasi jumlah starter dan

jenis inokulum

pH

Sc R roti R pasar

Hari ke- 0 7 0 7 0 7 2.5 4.53 4.2 4. 1 5 4.09 4. 1 5 3.98

5 4.43 4.17 4. 1 8 3.92 4. 1 7 3.97 7.5 4.43 4.07 4.31 3.96 4 . 16 4

30

Data fermentasi menggunakan variasi inokulum

S. Cereviceae %

Substrat hari

(1 : 1 ) 1

3

5 · - 7

(1 : 2) 1

3

5

7

(1 : 4) 1

3 5

7

Ragi Roti %

Substrat hari

(1 : 1 ) 1

3 5

7

(1 : 2) 1

3 5 7

(1 : 4) 1

3 5 7

Ragi pasar %

Substrat hari (1 : 1 ) 1

3

5 7

(1 : 2) 1

3

5

7

(1 : 4) 1

3 •' 5

7

o/o asam

1 7.81

1 9.95 22.09 23.51

1 4.96

20.66

22.09

22.8

1 0.69

1 6.39 1 7.81

1 8.53

% asam

45.6

53.44

57.71

57

38.48

47.74 5 1 .3

47.74

37.76 44.89

47.74

48.45

o/o asam

39.9

46.31

49.88

5 1 .3 39.9

44.89

47.74

49.16

34.2

40.61

44.89

46.31

Gula red oH 0.06 4.6

0.06 4.5

0.05 4.4

0.05 4.3

0.06 4.6

0.06 4.2

0.05 4.2

0.05 4.0

0.07 4.7

0.07 4.4

0.06 4.1

0.06 4.0

Gula red pH 0.08 4.1

0.06 4.1

0.05 4.1

0.05 4.0

0.09 4.3

0.06 3.9 0.05 3.8

0.05 3.8

0.09 4.2

0.07 3.7

0.05 3.7

0.05 3.6

Gula red pH 0.08 4.0

0.06 3.9

0.05 3.7

0.05 3.6

0.07 4.0

0.05 3.9

0.04 3.8

0.04 3.7

0.08 4.3

0.05 3.9

0.04 3.9

0.04 3.9

Alkohol

4.2

6.31

8.44

1 0.58

4.2

8.44

8.44

1 0.58 · -

4.2

6.31 8.44

8.44

. . .

Aiko ho I 6.31

8.44

1 2.73

12.73

4.2

8.44 1 0.58

12.73

6.31 8.44

1 0.58 1 0.58

A�kohol

8.44 1 0.58

1 0.58

1 0.58 6.31

8.44

12.73

1 2.73

6.31

8.44

1 0.58

1 2.73

3 1

Data fermentasi dengan variasi suhu

Rasio substrat Pisang : a ir = 1 :4 Suhu fermentasi 25 C

starter hari ke % asam Gula red pH Alkohol 2.50% 1 0. 1 3 0.08 4.4 0.02

3 0 . 14 0.08 4.2 0.04 5 0. 16 0.07 4.2 0.08

- 7 0. 1 8 0.05 4.3 0.08 5% 1 0.14 0.09 4.4 0.04

3 0 . 17 0 .09 4.1 0 . 1 1 5 0.21 0.07 4.2 0.1 1 7 0.21 0.05 4.2 0 . 13

7.50% 1 0. 1 5 0.09 4.4 0.06 3 0. 19 0.08 4 0. 1 3

5 0.21 0.07 4 0.13 7 0.23 0.03 4.2 0. 1 5

30 c starter hari ke % asam Gula red pH Alkohol

2.50% 1 0.14 0.09 4.6 0.04 3 0. 1 5 0.08 4.2 0.06

5 0. 1 9 0 .06 4.3 0.08 7 0. 1 9 0.04 4.2 0.1 1

5% 1 0 . 15 0 . 1 0 4.1 0.06

3 0 . 18 0.07 4.3 0.1 1

5 0.21 0.05 4.2 0. 13

7 0.23 0.04 4.2 0. 1 5 7.50% 1 0. 16 0.09 4.3 0.06

3 0. 1 7 0.08 4.1 0 . 13 5 0.21 0.06 4.2 0 . 15 7 0.25 0.03 4.1 0. 1 7

35 c starter hari ke % asam Gula red pH Alkohol

2.50% 1 0. 16 0.08 4.5 0.04

3 0.21 0 .08 4.4 0.08

5 0.22 0.05 4.2 0. 1 3 7 0.23 0.04 4.1 0. 1 5

5% 1 0.21 0.09 4.4 0.06

3 0.25 0.08 4.2 0.1 1

5 0.27 0.05 4.1 0.15 7 0.27 0.03 4.1 0 . 15

7.50% 1 0 . 19 0.09 4.3 0.06 3 0.25 0.08 4.2 0. 1 1 5 0.27 0.05 4.3 0 .15

7 0.28 0.03 4.1 0 . 19

32

40 c starter hari ke % asam Gula red eH Alkohol

2.50% 1 0.08 0.07 5.5 0.04 3 0. 1 3 0.07 5.2 0.04

5 0 .16 0.07 5.2 0.08

7 0. 19 0.07 5.1 0.08 5% 1

•P

0.1 1 0.07 5.2 0.04 3 0. 1 7 0.07 4.8 0.08

.

5 0. 19 0.07 4.6 0.1 1 7 0.21 0.07 4.6 0.1 1

7.50% 1 0 . 1 1 0.07 5.4 0.04 3 0.1 7 0.07 5 0.08 5 0.21 0.07 4.9 0.08 7 0.21 0.06 4.6 0. 1 3

33