LAPORAN MIKOLOGI

Pengaruh Perbedaan Variasi Nutrisi Terhadap

Respirasi Saccharomyces cerevisiae

Disusun Oleh :

Luluk Mukarramah (140210103021)

Indah Retuwati R. (140210103071)

Rosita Veris (1402101030….)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JEMBER

2015

I. JUDUL

Pengaruh Perbedaan Variasi Nutrisi Terhadap Respirasi Saccharomyces cerevisiae

II. TUJUAN

Mahasiswa mampu mengetahui pengaruh perbedaan variasi nutrisi terhadap respirasi

Saccharomyces cerevisiae.

III. TINJAUAN PUSTAKA

Alkohol merupakan suatu senyawa organik organik yang tersusun dari atom C, H

dan O dengan rumus umum CnH2n+1OH. Ciri khas alkohol yaitu terdapatnya gugus –OH

pada rantai karbon. (Wani, 2012). Diperoleh dari proses fermentasi madu, gula, sari buah dan

umbi – umbian yang mengahasilkan kadar alkohol tidak lebih dari 15 %, setelah itu dilakukan

proses penyulingan sehingga dihasilkan kadar alkohol yang lebih tinggi, bahkan 100% (Eva,

2011).

Saccharomyces cerevisiae adalah salah satu spesies khamir yang memiliki daya

konversi gula menjadi etanol sangat tinggi. Saccharomyces cerevisiae memerlukan kondisi

lingkungan yang cocok untuk pertumbuhannya, yaitu nutrisi sebagai sumber energi terutama

gula, pH optimum 4-5, temperatur optimum 28 ºC - 30ºC serta kebutuhan akan oksigen

terutama pada awal pertumbuhan. Saccharomyces cerevisiae merupakan organisme fakultatif

anaerob yang dapat menggunakan baik sistem aerob maupun anaerob untuk memperoleh

energi dari pemecahan glukosa. Apabila kondisi optimal dari Saccharomyces cerevisiae baik

maka dapat menghasilkan alkohol dalam jumlah yang besar (Elevri, 2006). Dalam keadaan

cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam

keadaan lingkungan kurang oksigen Saccharomyces akan melakukan fermentasi. Dalam

keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi

asam asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan

asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+.

Dengan terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol

ini, dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP (Fardiaz, 2010). Pada

kondisi anaerobik, khamir memetabolisme glukosa menjadi etanol. Khamir akan

memetabolisme glukosa dan fruktosa membentuk asam piruvat melalui tahapan reaksi pada

jalur Embden-Meyerhof-Parnas, sedangkan asam piruvat yang dihasilkan akan

didekarboksilasi menjadi asetaldehida yang kemudian mengalami dehidrogenasi menjadi

etanol (Sumarsih, 2003). Alkohol merupakan hasil fermentasi larutan gula oleh khamir. Untuk

mengetahui ada tidaknya aktivitas fermentasi alkohol pada bahan, dapat dilihat berdasarkan

gas CO2 yang dihasilkan (dilihat dari ada tidaknya gelembung udara) dan ada tidaknya

alkohol yang dihasilkan (dapat dicium bau alkoholnya) (Rochmah, 2009).

Menurut Kusuma (2011) faktor-faktor yang mempengaruhi proses pembuatan

alkohol adalah sebagai berikut : 1) Untuk yeast pH optimal untuk pertumbuhannya ialah

berkisar antara 4,0 sampai 4,5. Pada pH 3,0 atau lebih rendah lagi fermentasi alkohol akan

berjalan dengan lambat. 2) Dalam pertumbuhannya mikroba memerlukan nutrient. Nutrien

yang dibutuhkan digolongkan menjadi dua yaitu nutrien makro dan nutrien mikro. Nutrien

makro meliputi unsur C, N, P, K. Unsur C didapat dari substrat yang mengandung

karbohidrat, unsur N didapat dari penambahan urea, sedang unsur P dan K dari pupuk NPK.

Unsur mikro meliputi vitamin dan mineral-mineral lain yang disebut trace element seperti Ca,

Mg, Na, S, Cl, Fe, Mn, Cu, Co, Bo, Zn, Mo, dan Al dll. 3) Temperatur optimal untuk yeast

berkisar antara 25-30oC dan temperatur maksimal antara 35-47oC. Beberapa jenis yeast dapat

hidup pada suhu 0oC. Temperatur selama fermentasi perlu mendapatkan perhatian, karena di

samping temperatur mempunyai efek yang langsung terhadap pertumbuhan yeast juga

mempengaruhi komposisi produk akhir. Pada temperatur yang terlalu tinggi akan

menonaktifkan yeast. Pada temperatur yang terlalu rendah yeast akan menjadi tidak aktif.

IV. METODOLOGI PENELITIAN

4.1. Alat dan Bahan

4.1.1. Alat

a) Botol mineral 600ml

b) Balon

c) Karet gelang

d) Kertas label

e) Alat tulis

f) Pisau

g) Sendok makan

h) Sendok teh

4.1.2. Bahan

a) Tepung terigu 3 sendok makan

b) Air mineral 300 ml

c) Jus Apel ¼ Gelas atau siklamat atau Gula jagung

d) Pernipan 1 sendok teh

4.2. Skema kerja

V. HASIL PENGAMATAN

3 jam ke-Diameter balon

gula Jagung(cm)

Diameter balon

Siklamat(cm)

Diameter balon jus Apel

(cm)

1 11.5 7.8 14.75

2 13.5 9.5 14.75

3 12].75 9.7 13.5

4 12.5 9.8 12.25

5 12 9.9 12.25

6 11.25 9.9 12.25

7 10.75 9.3 12.1

8 11.25 11.3 12.1

VI. PEMBAHASAN

Percobaan kali ini adalah percobaan untuk mengetahui pengaruh nutrisi yang berbeda-

beda pada respirasi yeast, dalam hal ini adalah Saccharomyces cerevisiae. Percobaan ini

dilakukan dengan menggunakan botol aqua bekas ukuran 600ml, balon, dan bahan-bahan

lain seperti tepung dan jus apel / siklamat/gula jagung sebagai nutrisi. Dalam percobaan ini

Menyiapkan bahan-bahan yang akan digunakan

Menyiapkan air 300 ml

Meletakkan 3 sendok makan tepung terigu, 1 sendok makan gula palem atau aren, dan 1/2 sendok pernipan kedalam air 300ml.

Mencampurkan bahan-bahan tadi hingga homogen dan meletakkan ke dalam botol 600 ml.

Meletakkan balon dilubang botol bagian atas.

di lakukan tiga perlakuan. Botol pertama di isi dengan gula jagung, botol ke dua dengan

siklamat, dan botol ke tiga dengan jus apel. Kemudian mengamatinya selama 24 jam dengan

rentang waktu setiap 3 jam sekali pengamatan. Dari hasil percobaan ini didapatkan 8 hasil

pengamatan selama 24 jam pada masing-masing perlakuan.

Berdasarkan hasil pengamatan dapa perlakuan pertama didapatkan hasil yakni pada 3

jam pertama diameter balon adalah 11.5 kemudian mengalami kenaikan pada jam

berikutnya menjadi 13.5 dan mengalami penurunan menjadi 12.75 lalu 12.5 dan hingga

10.75. kemudian pada 3 jam terakhir menjadi 11.25. Pada perlakuan kedua dengan siklamat

7.8 dapatkan hasil yakni pada 3 jam pertama diameter balon adalah 11.5 kemudian

mengalami kenaikan pada jam berikutnya menjadi 9.5 begitu seterusnya hingga menjcapai

ukuran diameter 11.3. Pada perlakuan ketiga kebalikan dari perlakuan dua yaitu ukuran

diameter yang 14.75 berubah menjadi 12.1.

Telah diketahui bahwa respirasi pada yeast adalah respirasi anaerob. Contoh dari

respirasi anaerob adalah fermentasi. Didalam percobaan ini, jamur berfermentasi memecah

gula (glikolisis}) menjadi asam piruvat. Gula pada pengamatan ini menggunakan ketiga

jenis tersebut. Glikolisis menghasilkan asam piruvat. Selanjutnya asam piruvat asam asetat

dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat

menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+. Dengan

terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol ini,

dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP

dioksida dari piruvat dan mengubahnya menjadi asetaldehida berkarbon dua.

Dalam langkah kedua, asetaldehida direduksi oleh NADH menjadi etanol sehingga

meregenerasi pasokan NAD+ yang dibutuhkan untuk glikolisis. Sacharomoces

cerevisae yang mempunyai daya konversi gula yang sangat tinggi karena

menghasilkan enzim zimase dan intervase. Enzim zimase berfungsi sebagai pemacu

perubahan sukrosa menjadi monosakarida (glukosa dan fruktosa), sedangkan enzim

intervase mengubah glukosa menjadi alkohol.

Reaksinya :

Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)

Dekarboksilasi asam piruvat.

Asam piruvat -----------------------> asetaldehid + CO2.

piruvat dekarboksilase (CH3CHO)

3.Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol).

2 CH3CHO + 2 NADH -------------------> 2 C2HsOH + 2 NAD.

alkohol dehidrogenase

Fermentasi akan menghasilkan gas hal ini dapat dibuktikan dengan munculnya

gelembung-gelembung udara pada botol yang berisi air, jika hal ini terjadi maka

proses fermentasi sedang berlangsung (Nober, 2012).

Proses yang terjadi pada fermentasi alkohol yaitu asam piruvat diubah menjadi

etanol atau etil alkohol melalui dua langkah reaksi. Reaksi pertama, terjadi

pembebasan CO2 dari asam piuvat sehingga terbentuk asetaldehid. Reaksi kedua,

asetaldehid direduksi oleh NADH menjadi etil alkohol. NAD yang dibentuk digunakan

untuk glikolisis. Pada sel ragi dan bakteri respirasi,

berlangsung secara anaerob. Hasil fermentasi berupa CO2 pada industri roti

dimanfaatkan untuk mengembangkan adonan roti sehingga pada roti terdapat pori-

pori (Karmana, 2006).

Fermentasi akan menghasilkan gas yang menyebabkan panas, sehingga warna

kuning menurun. Hasil fermentasi akan menghasilkan gas hal ini dapat dibuktikan

dengan munculnya gelembung-gelembung udara pada botol yang berisi air, jika hal

ini terjadi maka proses fermentasi sedang

berlangsung (Nober, 2012).

Saccharomyces cerevisiae dapat mengkonversi gula menjadi etanol karena adanya

enzim invertase dan zimase. Dengan adanya enzim-enzim ini Saccharomyces cerevisiae

memiliki kemampuan untuk mengkonversi baik gula dari kelompok monosakarida maupun

dari kelompok disakarida. Jika gula yang tersedia dalam substrat merupakan gula disakarida

maka enzim invertase akan bekerja menghidrolisis disakarida menjadi monosakarida.

Setelah itu, enzim zymase akan mengubah monosakarida tersebut menjadi alkohol dan CO2.

Pada kegiatan kali ini, kami membahas tentang pengaruh perbedaan substrat

terhadap respirasi Saccharomyces cerevisiae atau ragi roti. Digunakan 2 sendok gula

dari masing-masing jenis untuk mengetahui perbedaan ukuran diameter balon.

Pengukuran diameter balon dilakukan setiap 3 jam sekali selama 24 jam.

Hasil yang didapatkan berdasarkan praktikum kali ini adalah diameter yang

berbeda disetiap 3 jam pengamatan. Pada kelompok gula pasir diameter balon yang di

dapat semakin besar. 3 jam pertama 35,3 cm, 3 jam kedua 41,2 cm, selanjutnya 41,5

cm, 42 cm, 42,3 cm, 42,6 cm, 42,8 cm, dan 3 jam terakhir 43 cm.

Pada kelompok substrat gula aren pengamatan dimulai pada tanggal 16

Oktober pukul 21.00 dan berakhir pada tanggal 17 Oktober pukul 21.00. Pada 3 jam

pertama, diameter balon menjadi 37,3 cm. Setelah dilakukan pengamatan selama 24

jam, ternyata diameter yang terjadi semakin kecil. Pada pukul 03.00 diameter turun

menjadi 37,2 cm, pada 06.00 diameternya 30,3 cm, pukul 09.00 diameternya 26,6 cm,

pada pukul 12.00 diameternya menjdai 26,3 cm, pada pukul 15.00 menjadi 26 cm,

kemudian pada pukul 18.00 diameternya 25 cm dan terakhir pada pukul 21.00

diameternya turun menjadi 24,7 cm.

Pada kelompok jus anggur diameter balon yang di dapat yaitu 3 jam pertama

27,9 cm, 3 jam kedua diameter yang didapat menurun 24,6 cm, 3 jam ketiga adalah

24,1. 3 jam berikutnya 22,9 cm, 22,5 cm,22,2 cm, 22,2 cm. 3 jam terakhir diameter

balon semakin menurun yakni 21,2 cm.

Pada kelompok gula jagung diameter balon yang di dapat yaitu 3 jam pertama

13,5 cm, 3 jam kedua diameter yang didapat naik 15 cm, 3 jam ketiga mengalami

penurunan yaitu 13,8 cm. 3 jam berikutnya naik lagi menjadi 14,1 cm, 14,7 cm, 14,8

cm, 15 cm. 3 jam terakhir diameter balon naik yakni 15,2 cm.

Pada kelompok aspartam diameter balon yang di dapat yaitu 3 jam pertama

7,5 cm, 3 jam kedua diameter yang didapat turun 6,5 cm, 3 jam ketiga mengalami

penurunan yaitu 6 cm, 6 cm, 6 cm, dan turun menjadi 5,5 cm dan 5,5 cm. 3 jam

terakhir diameter balon turun 5 cm.

Gula kelapa, gula aren, atau gula merah, sama dengan gula pasir, mempunyai

kandungan karbohidrat yang disebut sukrosa, yaitu suatu disakarida yang dalam

pencernaan akan diubah atau dipecah menjadi glukosa dan fruktosa. Dibandingkan

dengan gula pasir, gula aren mempunyai kandungan kalsium, fosfor, dan zat besi yang

lebih tinggi. Juga mengandung thiamine dan riboflavin. Gula aren mempunyai rasa

dan aroma khas yang tidak terdapat dalam gula pasir, sehingga lebih disukai untuk

membuat minuman dan makanan. Meski mengandung kalori sama dengan gula pasir,  

GI gula aren sekitar 35. Lebih rendah daripada gula pasir.

Gula jagung atau high fructose corn syrup (HFCS) adalah gula yang

diperoleh dari jagung, mempunyai kandungan monosakarida berupa glukosa. Daya

kemanisannya lebih rendah daripada gula pasir maupun gula merah. Yang menjadi

perhatian dari ahli gizi adalah  indeks glikemik gula jagung justru lebih tinggi daripada

gula pasir, yaitu sekitar 75.  Jenis gula ini lebih sering digunakan sebagai pemanis

dalam minuman ringan dan digabungkan dengan pemanis sintetis seperti aspartam.

Sedangkan anggur kaya antioksidan berkat kandungan vitamin A dan C-nya. Anggur

juga mengandung kalsium, yodium, mangan, kalium, seng, selenium, serta gula alami

seperti dektrosa dan glukosa. Makin banyak gula reduksi yang dimanfaatkan oleh

Saccharomyces cerevisiae maka makin tinggi pula konsentrasi etanol yang dapat

dihasilkan dan sebaliknya makin sedikit gula reduksi yang dimanfaatkan oleh

Saccharomyces cerevisiae maka makin rendah pula konsentrasi etanol yang

dihasilkan.

Ragi (Saccharomyces cerevisiae) adalah mikroorganisme hidup yang dapat

ditemukan dimana-mana. Ragi berasal dari keluarga Fungus bersel satu (sugar fungus)

dari genus Saccharomyces, species cereviciae, dan memilki ukuran sebesar 6-8

mikron. Saccharomyces cereviciae merupakan genom eukariotik yang pertama kali

disekuensi secara penuh. Dalam satu gram ragi padat (compressed yeast) terdapat

kurang lebih 10 milyar sel hidup. Ragi ini berbentuk bulat telur, dan dilindungi oleh

dinding membran yang semi berpori (semipermeable) serta melakukan reproduksi

dengan cara membelah diri (budding).

Disini dapat dilihat bahwa pada pengamatan awal-awal, ragi roti atau

Saccharomyces cerevisiae mengalami fase lag. Fase lag merupakan fase dimana

Saccharomyces cerevisiae melakukan penyesuaian dengan lingkungannya, selain itu

juga untuk membentuk enzim-enzim pengurai substrat. Lalu Saccharomyces

cerevisiae mengalami fase log, fase log sendiri berarti pada saat itu Saccharomyces

cerevisiae telah dapat beradaptasi dengan lingkungan yang banyak nutrisi dan dapat

tumbuh maksimal. Tahap selanjutnya adalah statinonary, dimana nutrisi dilingkungan

berkurang dan banyak terdapat hasil sisa metabolisme. Terakhir adalah fase death,

yang mana nutrisi di lingkungan habis, hasil sisa metabolisme bertambah, sel-sel

banyak yang mati, sehingga penampakan diameter balon menjadi lebih atau semakin

kecil. Hal ini juga berlaku untuk perlakuan dengan gula aren bahwa diameter balon

meningkat secara signifikan pada 3 jam pertama kemudian terus berkurang hingga 24

jam.

Semua strain Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh secara aerobik pada

glukosa, maltosa , dan trehalosa dan lambat tumbuh pada laktosa dan selobiosa. Hal

ini menunjukkan bahwa galaktosa dan fruktosa adalah dua dari gula fermentasi

terbaik. Kemampuan ragi untuk menggunakan gula yang berbeda dapat berbeda

tergantung pada apakah mereka tumbuh aerobik atau anaerobik. Beberapa strain tidak

dapat tumbuh secara anaerobik pada sukrosa dan trehalosa. Semua strain

Saccharomyces cerevisiae dapat memanfaatkan amonia dan urea sebagai satu-satunya

sumber nitrogen, tetapi tidak dapat memanfaatkan nitrat, karena mereka tidak toleran

terhadap ion ammonium. Mereka juga dapat memanfaatkan sebagian besar asam

amino, peptida rantai pendek, dan basa nitrogen sebagai sumber nitrogen. Histidin,

glisin, sistin, dan lisin merupakan asam amino yang tidak mereka butuhkan.

Saccharomyces cerevisiae tidak mengeluarkan protease sehingga protein ekstraseluler

tidak dapat dimetabolisme.

VII. PENUTUP

VII.1. Kesimpulan

Berdasarkan tujuan dari pengamatan ini mengenai pengaruh perbedaan variasi nutrisi

terhadap respirasi Saccharomyces cerevisiae, didapatkan hasil yaitu laju respirasi yeast

pada setiap bahan berbeda-beda. Tergantung jenis bahan yang dipakai. Dalam

penelitian ini nutrisi yang

` 7.2. Saran

Untuk mendapatkan hasil yang lebih valid, dibutuhkan pengamatan yang lebih teliti.

Selain itu untuk mengetahui perbedaan yang detail antar setiap bahan, maka

diperlukan variabel kontrol misal kondisi yang sama, tempat yang sama, dan suhu

yang sama. Sehingga di dapatkan betul perbedaan antar setiap bahan.

DAFTAR PUSTAKA

Wani, 2012. Fungsi Alkohol. http://wanibesak.wordpress.com/tag/fungsi-alkohol/. Diakses pada tanggal 30 September 2013, Makassar.

Eva, 2011. Alkohol. http://evanamtk.blogspot.com/2011/06/alkohol.html. Diakses pada tanggal 30 September 2013, Makassar.

Fardiaz Srikandi. 1992. Mikrobiologi pangan 1. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

Sumarsih, Sri. 2003. Diktat Kuliah Mikrobiologi Dasar. Yogyakarta : Universitas UPN “Veteran”.

Kusuma, 2011. Fermentasi Alkohol. http:// kusuma world25. blogspot. com/2011/07/ laporan- penelitian-fermentasi-alkohol.html. Diakses pada tanggal 30 September 2013, Makassar.

Rochmah, S. N., et all. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan,

Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

LAMPIRAN