Kinetika: Fermentasi dalam minuman vinegar_Lydia_11.70.0004_Universitas Soegijapranata

Acara I

KINETIKA: FERMENTASI DALAM PRODUKSI MINUMAN VINEGAR

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNOLOGI FERMENTASI

` Disusun oleh:

Nama: Lydia Novita

NIM: 11.70.0004

Kelompok: D1

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG

2014

2

1. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan rata-rata jumlah mikroba/cc, optical density (OD), pH, dan total asam dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1.Hasil Pengamatan Rata-rata Jumlah Mikroba/cc, Optical Density (OD), pH, dan Total Asam

Kel Perlakuan Waktu∑ M.O tiap petak Rata 2/∑ m.o

tiap petakRata2

/∑tiap ccOD pH Total Asam

1 2 3 4D1

Sari Apel + Saccharomyces

cereviseae

N0 19 26 20 16 20,25 8,08 x 108 0,0928 3,34 11,52 N24 79 160 110 137 98,25 3,93 x 108 0,6167 3,33 11,52 N48 160 128 171 179 159,5 6,38 x 108 1,0400 3,45 14,44 N72 72 212 180 77 135,25 5,41 x 108 1,6038 3,46 14,44 N96 141 130 122 142 133,75 5,35 x 108 1,1195 3,45 11,52

D2


cereviseae

N0 19 26 29 26 25 1 x 108 0,0273 3,38 10,944 N24 42 49 43 42 44 1,76 x 108 0,6882 3,35 11,94 N48 82 115 114 121 108 4,32 x 108 0,9875 3,45 14,44 N72 122 117 125 125 122,25 4, 89 x 108 0,9958 3,46 10,56 N96 147 146 152 140 146 5,84 x 108 1,5034 3,54 11,36

D3


cereviseae

N0 7 16 18 6 11,75 4,7 x 107 0,0558 3,35 11,52 N24 62 58 79 75 68,5 2,74 x 108 0,5095 3,28 12,48 N48 112 97 133 141 120,75 4,83 x 108 1,0695 3,42 14,40 N72 104 109 116 120 112,25 4,49 x 108 1,0033 3,41 14,40 N96 182 193 189 203 191,75 7,67 x 108 1,3080 3,45 10,56

D4


cereviseae

N0 6 5 7 9 6,75 2,7 x 107 0,0135 3,32 11,52 N24 97 90 86 92 91,25 3,65 x 108 0,6189 3,31 13,056 N48 150 100 136 90 119 4,76 x 108 0,9435 3,39 13,248 N72 161 159 `55 160 158,75 6,35 x 108 0,9108 3,42 13,44 N96 99 60 47 67 68,25 2,73 x 108 1,1990 3,45 12,288

D5 Sari Apel + N0 39 32 42 21 33,5 1,34 x 108 0,0087 3,33 12,67

3

Saccharomyces cereviseae

N24 115 185 174 210 179 7,16 x 108 1,0027 3,32 16,896 N48 215 256 188 188 219 8,76 x 108 1,3256 3,43 9,792 N72 271 240 231 281 230,75 9,23 x 108 1,3124 3,45 10,56 N96 220 204 255 207 221,5 8,86 x 108 1,0482 3,49 11,904

Pada praktikum ini dilakukan pengukuran jumlah biomassa sel pada vinegar fermentasi. Pengukuran biomassa sel ini dilakukan pada jam

ke 0, 24, 48, 72, dan 96. Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh hasil yang berbeda-beda pada setiap kelompok. Jumlah rata-rata

mikroba setiap cc hampir pada seluruh kelopok diperoleh hasil yang fluktuatif. Hanya pada kelompok D2 yang dihasilkan jumlah rata-rata

mikroba yang menunjukkan peningkatan dari hari ke hari. Sedangkan pada hasil uji kekeruhan/ OD juga diperoleh hasil yan fluktuatif.

Pada kelompok D2 dan D3 didapatkan hasil peningkatan kekeruhan/ nilai OD pada jam ke 0,24,48,72, dann 96. Nilai pH yang diperoleh

pada N0, N24, N48, N72, dan N96 juga mengalami perubahan. Pada N0 diperoleh pH dengan kisaran antara 3,32 hingga 3,38. Pada N24

diperoleh nilai pH dengan kisaran 3,28- 3,35. Pada N48 diperoleh pH dengan kisaran 3,31-3,45. Pada N72 diperoleh nilai pH dengan kisaran

3,41-3,46. Pada N96 nilai pH meningkat dengan kisaran 3,45-3,54. Berdasarkan pada hasil total asam diperoleh hasil yang fluktuatif pada

seluruh kelompok. Pada N0 total asam yang diperoleh seluruh kelompok berkisar antara 10,944-12,67. Pada N24 total asam yang diperoleh

berkisar dari 11,52-16,896. Sedangkan pada N48 total asam yang diperoleh berkisar dari 9,792-14,44. Pada N72 total asam yang diperoleh

berkisar dari 10,56-14,40. Dan pada N96 diperoleh total asam dengan kisaran 10,56-12,288.

4

Grafik 1. Hubungan Optical Density (OD) dengan Waktu

0 20 40 60 80 100 1200

0.5

1

1.5

2

Grafik Hubungan Nilai OD dengan Waktu

OD 1OD 2OD 3OD 4OD 5

Waktu (jam)

nila

i OD

Berdasarkan grafik, dapat dilihat bahwa hubungan optical density (OD) dengan waktu

pada setiap kelompok diperoleh hasil yang berbeda-beda. Pada kelompok D1 nilai OD

mengalami peningkatan hingga N72 lalu ketika memasuki N96 mulai terjadi penurunan.

Pada kelompok D3 dan D4 terjadi peningkatan hingga N48 kemudian terjadi penurunan

pada N72 dan peningkatan kembali pada N96. Pada kelompok D3 peningkatan terjadi

hingga N48 kemudian dilanjutkan dengan penurunan hingga N72 dan peningkatan terjadi

kembali pada N96. Kelompok D2 terjadi peningkatan hingga N48 lalu penurunan pada

N72 dan dilanjutkan dengan peningkatan pada N96.

Grafik 2. Hubungan Jumlah Sel dengan Waktu

0 20 40 60 80 100 1200

20

40

60

80

100

Grafik Hubungan Jumlah Sel/cc dengan Waktu

D1D2D3D4D5

Waktu (jam)

Jum

lah

sel/

cc (x

107

)

5

Berdasarkan grafik, dapat dilihat bahwa hubungan jumlah sel dengan waktu untuk

setiap kelompok memiliki hasil yang berbeda-beda. Untuk kelompok D1 jumlah sel

yang diperoleh mengalami peningkatan hingga N48 kemudian menurun hingga N72 dan

cenderung statis pada N96. Pada kelompok D2 jumlah sel terus mengalami peningkatan

hingga N96. Pada kelompok D3 peningkatan jumlah sel terjadi hingga N48 lalu terjadi

penurunan hingga N72 kemudian dilanjutkan dengan peningkatan jumlah sel hingga N96.

Pada kelompok D4 dihasilkan jumlah sel yang fluktuatif. Pada N24 terjadi peningkatan

jumlah sel, lalu pada N48 terjadi penurunan jumlah sel, kemudian pada N72 terjadi

peningkatan jumlag sel dan pada N96 terjadi penurunan jumlah sel. Pada D5 jumlah sel

yang diperoleh mengalami peningkatan hingga N72 dan cenderung statis hingga N96.

Grafik 3. Hubungan Jumlah Sel dengan pH

3.25 3.3 3.35 3.4 3.45 3.5 3.55 3.60

20

40

60

80

100

Grafik Hubungan Jumlah Sel/cc dengan Nilai pH

D1D2D3D4D5

Nilai pH

Jum

lah

sel/

cc (x

107)

Berdasarkan grafik, dapat dilihat bahwa hubungan jumlah sel dengan pH untuk setiap

kelompok menghasilkan nilai yang fluktuatif. Untuk kelompok D1 jumlah sel terbanyak

diperoleh pada pH 3,45 sedangkan jumlah sel paling sedikit diperoleh pada pH 3,33.

Pada kelompok D2 jumlah sel terbanyak diperoleh pada pH 3,54, sedangkan jumlah sel

paling sedikit diperoleh pada pH 3,38. Pada kelompok D3 jumlah sel terbanyak

diperoleh pada pH 3,45, sedangkan jumlah sel paling sedikit diperoleh pada pH 3,28.




6

Grafik 4. Hubungan Jumlah Sel dengan Optical Density (OD)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80

20

40

60

80

100

Grafik Hubungan Jumlah sel/cc dengan OD

D1D2D3D4D5

OD

Jum

lah

sel/

cc (x

107

)

Berdasarkan grafik, dapat dilihat bahwa hubungan jumlah sel dengan optical density

(OD) untuk setiap kelompok menghasilkan nilai yang fluktuatif. Pada kelompok D1

jumlah sel terbanyak diperoleh pada saat OD 0,0928, sedangkan jumlah sel paling

sedikit saat OD 0,6166. Pada kelompok D2 jumlah sel terbanyak diperoleh pada saat

OD 1,5034, sedangkan jumlah sel paling sedikit saat OD 0,0273. Pada kelompok D3


sedikit saat OD 0,0558. Pada kelompok D4 jumlah sel terbanyak diperoleh pada saat

OD 0,9108, sedangkan jumlah sel paling sedikit saat OD 0,0135. Pada kelompok D5


sedikit saat OD 0,0087.

Grafik 5. Hubungan Jumlah Sel dengan Total Asam

15.000 20.000 25.000 30.000 35.0000

200000000

400000000

600000000

800000000

1000000000

Grafik Hubungan Jumlah Sel dengan To-tal Asam

A1A2A3A4A5

Total Asam

Jum

lah

Sel

7

Berdasarkan grafik, dapat dilihat bahwa hubungan jumlah sel dengan total asam untuk

setiap kelompok menghasilkan nilai yang fluktuatif. Untuk kelompok D1 jumlah sel

paling banyak diperoleh saat total asam 11,52, sedangkan jumlah sel paling sedikit

diperoleh saat total asam 11,52. Pada kelompok D2 jumlah sel paling banyak diperoleh

saat total asam 11,36, sedangkan pada jumlah sel paling sedikit diperoleh saat total

asam 10,944. . Pada kelompok D3 jumlah sel paling banyak diperoleh saat total asam

11,52, sedangkan pada jumlah sel paling sedikit diperoleh saat total asam 10,56. . Pada

kelompok D4 jumlah sel paling banyak diperoleh saat total asam 13,44 sedangkan pada

jumlah sel paling sedikit diperoleh saat total asam 11,52. . Pada kelompok D5 jumlah

sel paling banyak diperoleh saat total asam 10,56, sedangkan pada jumlah sel paling

sedikit diperoleh saat total asam 12,67.

2. PEMBAHASAN

Dalam praktikum ini dilakukan percobaan kinetika fermentasi dalam produksi minuman

vinegar. Studi kinetika pertumbuhan dan fermentasi ini perlu dan penting untuk

dipelajari karena hal ini merupakan dasar bagi proses fermentasi. Menurut Utami et al

(2009) dalam jurnalnya “Kinetika Fermentasi Yoghurt yang Diperkaya Ubi Jalar

(Ipomea Batatas)” , mengatakan bahwa kietika ini perlu dipelajari untuk memahami

setiap tahapan proses dan hal yang terjadi selama proses fermentasi. Kinetika dalam

proses fermentasi menggambarkan pertumbuhan serta pembentukan produk oleh

mikroorganisme, dimana mempengaruhi kemampuan respon sel mikroorganisme

tersebut.

Fermentasi adalah proses pemecahan senyawa gula menjadi alkohol dan CO2 yang

dihasilkan dari aktivitas mikroorganisme. Hasil dari fermentasi inibrgantung pada jenis

substrat/ bahan pangan yang digunakan, proses metabolisme, serta jenis

mikroorganisme yang berperan. Prinsip darri fermentasi ini adalah seluruh

mikroorganisme menggunakan unsur karbon (C) untuk substrat utama, lalu didukung

oleh substrat nitrogen (N). Oleh sebab itu hampir seluruh pangan dapat digunakan

sebagai substrat dalam proses fermentasi apabila bahan pangan tersebut mengandung

cukup karbon dan nitrogen (Winarno et al, 1980).

Dalam praktikum ini bahan yang digunakan adalah sari apel (cider apel) yang diberi

inokulum yeast Saccharomyces cereviceae. Cider juga merupakan minuman hasil

fermentasi yang dibuat dari sari buah atau bahan lain yang mengandung pati baik

dengan maupun tanpa penambahan gula yang difermentasi oleh yeast. Cider juga

terkandung kadar alkohol yang tidak terlalu tinggi (Ranganna, 1978). Hampir semua

jenis buah dapat digunakan sebagai substrat dalam pembuatan cider, dengan syarat

jumlah gula yang terkandung pada buah cukup untuk proses fermentasi. Dalam

praktikum ini sari apel difermentasi dengan menggunakan yeast, dimana yeast akan

mengubah gula yang ada pada apel menjadi etil alkohol dan karbon dioksida. Proses

pemecahan gula ini dibagi dalam 2 tahap. Pada tahap pertama, yeast akan mengubah

gula menjadi alkohol, kemudian tahap yang kedua bakteri asam laktat akan mengubah

8

9

asam malat menjadi karbon dioksida (Realita & Debby, 2010). Reaksi yang terjadi pada

proses fermentasi adalah:

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2

(karbohidrat) (yeast) (alkohol) (gas)

(Rahman, 1992).

Teori tersebut juga didukung oleh Saha & Banerjee (2013) dalam jurnalnya berjudul

“Optimization of Process Parameters for Vinegar Production Using Banana

Fermentation” dalam penelitiannya dilakukan fermentasi dengan menggunakan jenis

buah pisang. Dalam jurnal ini fermentasi juga dilakukan 2 tahap, dimana pada tahap

pertama terjadi fermentasi secara anaerob, gula pada buah diubah menjadi ethanol.

Sedangkan pada tahap kedua merupakan oksidasi aerob mengubah ethanol menjadi

asam asetat.

Dalam praktikum ini digunakan yeast untuk memfermentasi cider apel. Yeast

merupakan organisme eukariotik dan memiliki karakteristik tidak membentuk spora

aseksual serta bersifat sebagai sel tunggal selama siklus pertumbuhan vegetatif. Yeast

memperbanyak diri dengan cara memecahkan diri menjadi sel baru (budding) serta

tumbuh dengan mengkonsumsi gula sebagai substrat dan mengubahnya menjadi energi.

Konsumsi gula oleh yeast ini memberikan hasil samping berupa alkohol dan CO2 (Chu,

2007). Yeast memiliki enzim yang dapat menghidrolisa sukrosa dan maltosa, tetapi

tidak dapat memecah pati menjadi residu glukosa (Matz, 1992). Kelebihan yeast dalam

proses fermentasi adalah dapat memberikan rasa serta aroma yang khas dan mampu

menahan pelepasan gas (Bennion & Hughes, 1970). Aktivitas dari yeast yang mampu

mengubah gula ini memiliki manfaat bagi kesehatan manusia terutama bagi penderita

diabeter melitus. Menurut Soltan & Shehata (2012) dalam jurnalnya berjudul

“Antidiabetic and Hypocholesrolemic effect of Different Types of Vinegar in Rats”

menyatakan bahwa senyawa aktif dalam vinegar seperti asam asetat dan asam oranik

dapat meningkatkan sekresi insulin pada beta sel. Dengan konsumsi vinegar yang

difermentasi dari sari buah apel juga akan memperlambat peningkatan gula darah

walaupun setelah dilakukan konsumsi karbohidrat.

10

Pada praktikum ini digunakan yeast jenis Saccahromyces cereviceae. Karakteristik

yeast ini adalah hidup bergerombol, tumbuh dengan cepat pada suhu ±20℃,

menghasilkan budding, memiliki diameter 5-10 µm, dan selnya mengapung pada

permukaan (Fardiaz, 1992).Saccharomyces cereviceae dapat ditumbuhkan dalam

fermentasi aerobik dengan metode fed batch dan dengan kondisi lingkungan pH sekitar

4-5. Pada kondisi aerob Saccharomyces cereviceae dapat memaksimalkan pertumbuhan

sel (Campelo & Isabel, 2004). Beberapa faktor yang mempengaruhi kapasitas

fermentasi dari Saccharomyces cereviceae antara lain tekanan osmotik dan kandungan

karbon serta nitrogen. Bhusan & Joshi (2006) dalam jurnalnya yang berjudul “Baker’s

Yeast production Under Fed Batch Culture from Apple Pomace” menambahkan bahwa

proses fermentasi dari Saccharomyces cereviceae akan dipengaruhi oleh tipe dan

konsentrasi sumber karbon, pH, suhu, dan oksigent terlarut sat agitasi.

2.1. Cara Kerja

2.1.1. Pengukuran Biomassa dengan Haemocytometer

Pengukuran biomassa dalam praktikum ini menggunakan alat yang disebut

Haemocytometer. Alat ini berfungsi untuk menghitung sel dengan konsentrasi sel yang

rendah secara cepat. Haemocytometer memiliki 2 bagian ruang, dimana setiap ruang

terdapat garis mikroskopis yang telah tegores pada permukaan kacanya. Kedalaman dan

lebar garis mikroskopis tersebut telah diketahui dengan pasti, sehingga menyebabkan

alat ini cukup teliti untuk mengukur jumlah biomassa. Apabila dilihat dengan

menggunakan mikroskop, haemocytometer terbagi menjadi 9 kotak besar yang dibatasi

oleh 3 garis pada setiap sisinya. Dalam masing-masing 9 kotak terdapat 16 kotak kecil.

Jumlah sel yang dihitung merupakan sel yang terdapat dalam 4 kotak besar yang saling

berdekatan (Chen & Pei, 2011).

11

Gambar 1. Kotak pada Haemocytometer

Cara kerja dalam pengukuran biomassa ini pertama sebanyak 250 ml media

pertumbuhan steril disiapkan, kemudian 30 ml biakan yeast yang telah tersedia diambil

secara aseptis. Pengambilan biakan dilakukan secara akurat dengan menggunakan pipet

ukur yang telah disterilisasi. Setelah itu dilakuan inkubasi dengan perlakuan shaker atau

dengan penggoyangan. Inkubasi dilakukan pada suhu ruang (25-30°C) selama 5 hari

dan setiap 24 jam dilakukan pengambilan sampel sebanyak 10 ml secara aseptis dan

dilakukan pengujian tingkat kepadatan Saccharomyces cereviceae dengan

menggunakan haemocytometer, nilai OD, pH, dan total asam. Hal ini dilakukan utnuk

mngetahui tingkat pertumbbuhan sel yeast. Pengamatan dan nilai dari N0, N24, N48, N72,

dan N96 ditentukan dengan menggunakan teknik kepadatan sel. Faktor pengenceran

yang digunakan juga diperhatikan dan diperhitungkan. Apabila sampel terlalu keruh

maka dilakukan pengenceran kembali. Setelah dilakukan pengujian, dibuat suatu grafik

yang menggambarkan pertumbuhan yeast selama fermentasi berjalan.

Dalam proses pembuatan vinegar ini diberikan perlakuan pengocokan/ shaker pada

proses inkubasi. Hal ini bertujuan untuk emmbantu proses fermentasi, terutama dalam

memberikan supply oksigen pada media dan mikroba yang ditumbuhkan. Hal ini sesuai

dengan teori dari Said (1987) yang mengayakan bahwa proses shaker akan mensuplai

oksigen pada media dan turut membantu pertumbuhanmikroba secara aerobik. Proses

shaker ini meningkatkan supply oksigen sehingga jumlah sel mikroba dalam kultur akan

semakin meningkat. Winarno et al (1980) menambahkan bahwa Saccharomyces

cereviceae akan tumbuh cepat dan baik pada kondisi aerob.

1 2

34

12

Menurut Stanburry & Whittaker (1984) mengatakan bahwa proses pengadukan atau

shaker ini bertujuan untuk memperkecil ukuran gelembung udara, sehingga diperoleh

area yang lebih besar untuk transfer oksigen dan mengurangi terjadinya difusi. Pada

proses shaker ini kecepatan putaran harus dijaga karena gerakan berputar akan

menyebabkan media bergerak sehingga terjadi proses aerasi. Kecepatan putaran perlu

diatur agar kondisi lingkungan dalam media dapat stabil. Selama proses shaker

berlangsung erlenmeyer ditutup dengan menggunakan alumunium foil yang

mengkondisikan proses fermentasi berlangsung dengan steril. Hal ini sesuai dengan

teori dari Rahman (1992) yang mngatakan bahwa erlenmeyer yang diletakkan pada alat

shaker harus ditutup agar udara luar tidak masuk dalam erlenmeyer sehingga sterilitas

media terjaga.

Proses inkubasi pada praktikum ini dilakukan pada suhu ruang karena suhu ruang

merupakan kondisi suhu yang baik bagi pertumbuhan yeast. Menurut Fardiaz (1992)

suhu pertumbuhan pada yeast pada umumnya pada suhu 25-30°C dapat tumbuh dengan

baik. Sedangkan suhu maksimum yeast untuk tumbuh adalah 37-47°C.

2.1.2. Penentuan Hubungan Absorbansi Dengan Kepadatan Sel

Pada praktikum ini dilakukan pengukuran absorbansi terhadap vinegar pada N0,

N24,N48,N72, dan N96. Cara kerja yang dilakukan adalah pertama kultur yeast yang telah

dibiakan diambil sebanyak 30 ml. Selanjutnya dilakukan penentuan Optical Density

(OD) dengan menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 660 nm. Nilai

OD yang diperoleh dicatat dan dibandingkan dengan hasil pengamatan kepadatan sel.

Selanjutnya dibuat grafik yang meninjukkan hubungan OD dengan kepadatan sel.

Penentuan panjang gelombang untuk mengukur absorbansi disesuaikan dengan

kemampuan larutan yang diujikan dalam mengabsorbsi panjang gelombang yang

ditentukan. Dalam praktikum ini, panjang gelombang yang digunakan adalah 660 nm.

Hal ini sesuai dengan teori dari Sevda & Rodrigues (2011) dalam jurnalnya

“Fermentative Behavior of Saccharomyces Strains During Guava (Psidium Guajava L)

Must Fermentation and Optimization of Guava Wine Production” yang mengatakan

13

pengukuran absorbansi untuk Sacchatomyces cereviceae digunakan panjang gelombang

660 nm.

2.1.3. Pengukuran pH Minuman Vinegar

Pada pengukuran pH cider apel, cara kerja yang dilakukan adalah larutan sampel

diambil sebanyak 10 ml. Kemudian sampel diukur dengan menggunakan pH meter.

Hasil pH yang diukur kemudian dicatat.

2.1.4. Pengukuran Total Asam Selama Fermentasi

Pada pengukuran total asam pada cider apel, menggunakan metode titrasi. Pertama 10

ml sampel ditetesi dengan 3 tetes PP, kemudian dititrasi dengan NaOH 0,1N. Titrasi

akan dihentikan bila larutan sampel telah mencapai titik akhir titrasi, yaitu berwarna

merah muda. Setelah itu, kadar total asam ditentukan dengan rumus:

Total asam=ml NaOH x N NaOH x19210 ml sampel

Pengukuran asam ini dilakukan bersamaan waktunya dengan pengukuran biomassa.

Kemudian dibuat analisis kadar total asam sitrat selama fermentasi, dan analisis

hubungan total biomassa dan kadar asam.

Titran yang digunakan dalam proses titrasi ini adalah NaOH. Menurut Petrucci &

Suminar (1987) titrasi yang dilakukan dengan menggunakan larutan standar untuk

mengetahui kadar zat terlarut maupun proses netralisasi. Proses titrasi ini biasanya

digunakan larutan asam kuat/ basa kuat. Indikator yang digunakan dalam praktikum ini

adalah PP. Hal ini sesuai dengan teori Chang (1991) yang mengatakan bahwa

penggunaan PP sebagai indikator karena digunakan titran NaOH yang bersifat basa,

karena PP tidak berwarna dalam asam dan larutan netral tetai akan berwarna merah

muda pada larutan basa.

2.2. Pembahasan Hasil

Berdasarkan pada hasil yang diperoleh, didapatkan hasil yang berbeda-beda pada setiap

kelompok walaupun jenis perlakuan yang diberikan sama yaitu sari apel ditambahkan

dengan kultur Saccharomyces cereviceae. Pada kelompok D1 diperoleh hasil nilai rata-

14

rata mikroba setiap cc didapatkan hasil yang fluktuatif sedangkan pada nilai OD

diperoleh hasil peningkatan kekeruhan hingga N72, tetapi terjadi penurunan kekeruhan

pada N96. Nilai pH yang diperoleh pada waktu N0 hingga N96 juga mengalami

peningkatan serta berkisar antara 3,34 hingga 3,45. Nilai total asam yang diperoleh juga

fluktuatif, dimana didapatkan hasil total asam 11,52-14,44. Pada kelompok D2

diperoleh hasil nilai rata-rata mikroba tiap cc dan juga nilai OD menunjukkan

peningkatan. Sedangkan pada nilai pH juga terjadi peningkatan dengan kisaran 3,38

hingga 3,54. Pada total asam diperoleh hasil yang fluktuatif. Pada kelompok D3

diperoleh hasil nilai rata-rata mikroba tiap cc dan juga nilai OD menunjukkan

peningkatan. Sedangkan pada nilai pH juga terjadi peningkatan dengan kisaran 3,28


diperoleh hasil nilai rata-rata mikroba tiap cc yang flutuatif, sedangkan nilai OD

menunjukkan peningkatan. Pada nilai pH juga terjadi peningkatan dengan kisaran 3,31


diperoleh hasil nilai rata-rata mikroba tiap cc dan nilai OD yang fluktuatif. Sedangkan

pada nilai pH juga terjadi peningkatan dengan kisaran 3,32 hingga 3,49. Pada total asam

diperoleh hasil yang fluktuatif.

2.2.1. Optical Density (OD) dengan Waktu

Berdasarkan hasil pengamatan, diperoleh hasil hubungan optical density (OD) dengan

waktu untuk setiap kelompok diperoleh hasil yang berbeda-beda. Pada kelompok D1

terjadi peningkatan nilai OD hingga N72 lalu dilanjutkan dengan penurunan. Pada

kelompok D2 terjadi peningkatan nilai OD hingga N96. Pada kelompok D3 dan D4

peningkatan OD terjadi hingga N48, lalu menurun pada N72, dan meningkat lagi pada

N96. Pada kelompok D5 terjadi peningkatan nilai OD hingga N48 kemudian terjadi

penurunan hingga N96.

2.2.2. Jumlah Sel dengan Waktu

Berdasarkan hasil pengamatan, diperoleh hasil hubungan jumlah sel dengan waktu

untuk setiap kelompok diperoleh hasil yang berbeda-beda. Pada kelompok D1 jumlah

sel menurun pada N24 kemudian terjadi peningkatan pada N48 dan dilanjutkan penurunan

jumalh sel hingga N96. Pada kelompok D2 jumlah sel terus meningkat hingga N96. Pada

15

kelompok D3 jumlah sel menurun pada N24, lalu pada N48 terjadi peningkatan kembali

kemudian penurunan jumlah sel terjadi pada N72, dan meningkat kembali pada N96. Pada

kelompok D4 dan D5 terjadi peningkatan jumlah sel hingga N72 dan menurun pada N96.

2.2.3. Jumlah Sel dengan Optical Density (OD) (Foto Terlampir)

Berdasarkan pada hasil pengamtan, diperoleh hasil hubunganjumlah sel dengan optical

density pada setiap kelompok diperoleh hasil yang fluktuatif dan berbeda-beda. Pada

kelompok D1, jumlah sel terbanyak diperoleh pada saat OD 0,0928, sedangkan jumlah

sel paling sedikit saat OD 0,6166. Pada kelompok D2 jumlah sel terbanyak diperoleh

pada saat OD 1,5034, sedangkan jumlah sel paling sedikit saat OD 0,0273. Pada

kelompok D3 jumlah sel terbanyak diperoleh pada saat OD 1,3080, sedangkan jumlah

sel paling sedikit saat OD 0,0558. Pada kelompok D4 jumlah sel terbanyak diperoleh

pada saat OD 0,9108, sedangkan jumlah sel paling sedikit saat OD 0,0135. Pada

kelompok D5 jumlah sel terbanyak diperoleh pada saat OD 1,3124, sedangkan jumlah

sel paling sedikit saat OD 0,0087.

2.2.4. Hubungan Antara Jumlah Sel, Waktu, dan Optical Density (OD)

Berdasarkan pada ketiga parameter diatas (jumlah sel, waktu, dan OD) dapat dilihat

bahwa hasil yang diperoleh fluktiatif dan tidak menentu. Hal ini kurang sesuai dengan

teori yang ada, karena apabila dilakukan analisis hubungan antara jumlah sel, waktu,

dan optical density tidak dapat dipisahkan karena saling berkaitan. Pada uji optical

density (OD) jumlah sel mikroorganisme ditunjukkan dengan adanya kekeruhan paa

larutan. Semakin banyak jumlah sel mikroorganisme maka larutan akan semakin keruh

dan nilai OD akan semakin tinggi. Hal ini didukung oleh Hadioetomo(1993) yang

mengatakan bahwa kekeruhan larutan mengindikasikan adanya pertumbuhan

mikroorganisme. Apabila jumlah mikroorganisme meningkat, maka tingkat kekeruhan

larutan juga akan meningkat dan nilai OD juga akan meningkat. Dalam jurnal “Effect of

Growth Conditions on Biosorption of Cadmium and Copper by yeast Cells” oleh

Anagnostopoulos et al (2010) mengatakan bahwa semakin tinggi jumlah sel maka

tingkat kekeruhan juga akan semakin meningkat. Pelezar & Chan (1986) menambahkan

semakin banyak jumlah sel yang ada dalam suspensi, maka sinar yang disebarkan akan

semakin banyak sehingga nilai OD semakin tinggi. .

16

Dalam fase pertumbuhan mikroorganisme terdapat fase lag, logm stasioner, dan death.

Mikroorganisme masing-masing memiliki siklus pertumbuhan yang berbeda sau dengan

lainnya. Dengan siklus pertumbuhan yang berbetu tentu akan menghasilkan jumlah sel

yang berbeda-beda. Misalnya saja pada fase loh jumlah sel mikroorganisme meningkat

dengan drastis, maka pada nilai OD yang diperoleh akan menunjukkan hasil yang

meningkat pula. Contoh lain misalnya pada dase stasioner jumlah sel mikroorganisme

mengalami penurunan maka nilai OD juga akan semakin kecil. Menurut Mahreni & Sri

(2011), pada fase lag pertumbuhan mikroorganisme sama dengan nol, pada saat fase log

merupakan fase percepatan pertumbuhan, pada fase stagnan kecepatan pertumuhan

tetap, dan pada fase kematian pertumbuhan semakin lambat dan sebagian sel mati.

Analisis hubunan antara OD dan pengukuran kepadatan sel menurut Laily et al (2004)

menunjukkan terjadinya fase pertumbuhan bakteri yang sangat jelas. Ketika nilai OD

yang diperoleh stabil, maka fase pertumbuhan bakteri telah masuk dalam fase adaptasi.

Sedangkan ketika fase pertumbuhan memasuki fase eksponensial, maka akan terjadi

peningkatan kekeruhan karena adanya penambahan jumlah sel bakteri. Ketika fase

pertumbuhan memasuki fase stasioner, maka nilai kekeruhan akan menurun drastis

karena adanya penurunan bobot biomassa. Sedangkan pada waktu fermentasi, tidak

semua mikroorganisme memiliki periode yang sama dalam setiap fase pertumbuhannya.

Oleh karena itu, waktu fermentasi tidak selalu menentukan fase pertumbuhan yang

terjadi. Setiap mikroorganisme memiliki fase masing-masing dalam pertumbuhannya.

Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi waktu suatu fase dalam pertumbuhan

mikroorganisme. Hal ini diungkapkan oleh Arroyo-Lopez et al (2009) dalam jurnalnya

yang berjudul “Effects of Temperature, pH, and Sugar Concentration on The Growth

Parameters of Saccharomyces cereviceae, S. kudriavzevii and Their Interspecific

Hybrid” yang mengatakan bahwa untuk pertumbuhan Saccharomyces cereviceae akan

dipengaruhi oleh suhu, pH, dan nutrient, terutama gula. Nutrient merupakan salah satu

faktor yang paling penting ketika menentukan suatu fase pertumbuhan karena apabila

nutrient dalam media habis, maka fase pertumbuhan akan langsung memasuki fase

stasioner. Hal ini didukung oleh Stanburry & Whittaker (1984) yang menyatakan bahwa

17

apabila nutrsi dalam media sudah tidak tersedia, maka yeast akan mengalami kematian

dan jumlahnya akan mengalami penurunan.

Dalam praktikum ini diperoleh hasil yang fluktuasi dapat terjadi karaena adanya

kesalahan dalam melakukan pengukuran atau percobaahn dengan haemocytometer atau

kurang aseptisnya ketika dilakukan percobaan. Sehingga jumlah sel yang terukur tidak

hanya sel Saccharomycces cereviceae saja, tetapi terdapat kontaminan lain. Teori Atlas

(1984) turut mendukung hal tersebut dengan mengatakan bahwa keakuratan

penghitungan secara manual dengan haemocytometer akan tergantung pada keakuratan

pencampurann sampel (tanpa gelembung) dan jumlah sel yang dihitung. Selain

itu,kesalahan dalam pengukuran absorbansi juga dapat terjadi.

2.2.5. Hubungan Jumlah Sel dengan pH

Berdasarkan pada hasil pengamtana, hubungan antara jumlah sel dengan pH pada setiap

kelompok diperoleh nilai yang fluktuatif. Pada kelompok D1 jumlah sel terbanyak

diperoleh pada pH 3,45 sedangkan jumlah sel paling sedikit diperoleh pada pH 3,33.







Berdasarkan hasil pengamatan ini pH yang diperoleh berkisar antara 3,31 hingga 3,54.

Nilai pH yang diperoleh pada praktikum ini sesuai dengan teori dari Roukas (1994)

yang mengatakan bahwa kisaran pertumbuhan Saccharomyces cerevicear adalah pada

pH 3,5-6,5. Berdasarkan pada hasil pengamatan men unjukkan hasilyang fluktuatif,

padahal seharusnya semakin banyak jumlah sel mikroorganisme dan semakin lama

waktu fermentasi, maka seharusnya pH akan semakin rendah. Hal ini disesbabkan

karena selama fermentasi dihasilkan alkohol dan semakin banyak alkohol maka pH

yang dihasilkan juga akan semakin rendah. Semakin banyak jumlah sel Saccharomyces

cereviceae, maka alkohol yang dihasilkan juga akan semakin banyak. Berdasarkan pada

18

jurnal “Chemical Properties of Vinegar Produced from Sweet Orange Peels (Citrus

sinensis)” oleh Oguntoyinbo et al (2011) nilai pH vinegar selama fermentasi tidak

menunjukkan perbedaan yang signifikan, yaitu pH 3,56. Pada praktikum ini diperoleh

juga pH dengan range 3,31 hingga 3,54.

2.2.6. Hubungan Jumlah Sel dengan Total Asam

Berdasarkan hasil pengamatan, diperoleh hasil bahwa hubungan jumlah sel dengan total

asam pada setiap kelompok menghasilkan nilai yang berbeda-beda dan fluktuatif.

Untuk kelompok D1 jumlah sel paling banyak diperoleh saat total asam 11,52,

sedangkan jumlah sel paling sedikit diperoleh saat total asam 11,52. Pada kelompok D2

jumlah sel paling banyak diperoleh saat total asam 11,36, sedangkan pada jumlah sel

paling sedikit diperoleh saat total asam 10,944. . Pada kelompok D3 jumlah sel paling

banyak diperoleh saat total asam 11,52, sedangkan pada jumlah sel paling sedikit

diperoleh saat total asam 10,56. . Pada kelompok D4 jumlah sel paling banyak diperoleh

saat total asam 13,44 sedangkan pada jumlah sel paling sedikit diperoleh saat total asam

11,52. . Pada kelompok D5 jumlah sel paling banyak diperoleh saat total asam 10,56,

sedangkan pada jumlah sel paling sedikit diperoleh saat total asam 12,67.

Berdasarkan teori Sreeramulu et al (2000) mengatakan bahwa semakin lama waktu

fermentasi, maka nilai pH akan semakin rendah karena selama proses fermentasi

dihasilkan asam-asam organik. Asam organik yang terlarut kemudian akan melepaskan

proton (H+) sehingga akan menurunkan nilai pH. Selama prose fermentasi, yeast akan

melakukan metabolisme terhadap gula dan menghasilkan asam organik. Pada hasil

pengamatan terdapat beberapa hasil yang kurang sesuai dengan teori, hal ini dapat

terjadi karena adanya kesalahan ketika melakukan prosedur praktikum sehingga hasil

yang diperoleh tidak signifikan. Hal yang mungkin terjadi kemungkinan adanya

perbedaan persepsi pada warna titik akhir titrasi. Hal ini menyebabkan jumlah total

asam yang dihasilkan juga berbeda-beda. Hal ini didukung oleh teori dari Girindra

(1986) yang menyatakan bahwa ketika dilakukan titrasi, bagian bawah erlenmeyer tidak

dialasi oleh kertas putih, sehingga terjadinya perubahan warna tidak terlihat dengan

jelas.

3. KESIMPULAN

Kinetika dalam proses fermentasi menggambarkan pertumbuhan dan pembentukan

produk oleh suatu mikroorganisme.

Fermentasi melibatkan aktivitas mikroorganisme dengan melakukan pemecahan

senyawa gula menjadi karbon dioksida (CO2) dan alkohol.

Sampel yang digunakan pada praktikum ini adalah sari apel.

Jenis yeast yang digunakan pada praktikum ini adalah Saccharomyces cereviceae.

Pengukuran biomassa menggunakan alat Haemocytometer.

Perlakuan shaker bertujuan untuk proses agitasi dan meningkatkan supply oksigen,

sehingga jumlah sel mikroba di dalam kultur akan semakin meningkat.

Inkubasi dengan shaker dilakukan pada suhu ruang (25-30°C) karena suhu ruang

merupakan suhu yang baik untuk yeast dapat tumbuh.

Pengukuran Optical Density (OD) menggunakan panjang gelombang 660 nm.

Pengukuran total asam dilakukan adalah dengan menggunakan metode titrasi.

Pada fase pertumbuhan yang berbeda, dihasilkan jumlah mikroorganisme yang

berbeda.

Hubungan antara OD dengan pengukuran kepadatan sel adalah nilai OD dapat

menunjukkan fase pertumbuhan bakteri.

Semakin banyak jumlah sel mikroorganisme dalam larutan yang diuji, maka larutan

akan semakin keruh dan nilai Optical Density (OD) akan semakin tinggi.

pH optimum untuk pertumbuhan Saccharomyces cereviceae adalah 3,5-6,5.

Semakin banyak jumlah sel mikroorganisme dan semakin lama waktu fermentasi,

maka pH-nya akan semakin rendah karena ada pembentukan alkohol.

Semakin banyak jumlah sel Saccharomyces cereviceae, maka alkohol yang

dihasilkan akan semakin banyak.

19

20

Semakin lama waktu fermentasi, maka nilai total asam akan semakin tinggi karena

selama fermentasi akan dihasilkan asam-asam organik.

Semarang, 30 Juni 2014 Asisten dosen:- Stella Mariss- Meilisa Lelyana- Katharina Nerissa- Chrysentia Archinitta- Andriani Cintya

Lydia Novita

11.70.0004

21

4. DAFTAR PUSTAKA

Anagnostopoulos, V.A.; Symeopoulos, B.D. and Soupioni, M.J. 2010. Effect of Growth Conditions on Biosorption of Cadmium and Copper by Yeast Cells. Global NEST Journal, Vol 12 (3) pp 288-295.

Arroyo-Lopez, F.N.; Orlic, S.; Querol, A.; and Barrio, E. 2009. Effects of Temperature, pH, and Sugar Concentration on The Growth Parameters of Saccharomyces cereviceae, S. kudriavzevii and Their Interspecific Hybrid. International Journal of Food Microbiology 131: 120-127.

Bennion, M & O, Hughes. 1970. Introductory Foods 6th Edition. Collier Macmillan Publisher. London.

Bhushan, S. and Joshi, V.K. 2006. Baker’s Yeast Production under Fed Batch Culture from Apple Pomace. Journal of Scientific & Industrial Research. Vol 65, pp 72-76.

Campelo, A.F. and Isabel, B. 2004. Fermentative Capacity of Baker’s Yeast Exposed to Hyperbaric Stress.

Chang, R. 1991. Chemistry. MC Graw Hill. USA.

Chen, Y.W. and Pei, J.C. 2011. Automatic Cell Counting for Hemocytometers through Image Processing. World Academy of Science, Engineering and Technology.

Chu, M. 2007. Kitchen Notes: Baker’s. http://www.cookingforengineers.com/article_ 2004.php?id=213. Diakses tanggal 26 Mei 2014.

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

Girindra, A. 1986. Biokimia 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Hadioetomo, R. S. 1993. Mikobiologi Dasar dalam Praktek, Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Laily, N.; Atariansah, D.; Nuraini, S.; Istini, I.; Susanti, dan Hartono, L. 2004. Kinetika Fermentasi Produksi Selulosa Bakteri oleh Acetobacter pasterianum pada Kultur Kocok

Matz, S.A. 1992. Bakery Technology and Engineering, 3th edition. Van Nostrand Reinhold. New York.

22

Oguntoyibo, S.I, et al.2011. Chemical Properties of Vinegar Produced From Sweet Orange Peels (Citrus sinensis). Journal of Agriculture and Veterinary Sciences. Vol 3:51-61

Pelezar, M.J. and Chan, E.C.S. 1976. Turbidimetric Measurement of Plant Cell Culture Growth. Massachussets : MIT.Petrucci, R.H. dan Suminar. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

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

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

Realita, T. dan Debby, M.S. 2010. Teknologi Fermentasi. Penerbit: Widya Padjajaran. Bandung.

Saha, Pooja. and S. Banerjee. 2013. Optimization of Process Parameter for Vinegar Production Using Banana Fermentation. IJRET: International Journal of Research in Engineering and Technology. Volume: 02: 501-514

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

Sevda, S. and Rodrigues, L. 2011. Fermentative Behavior of Saccharomyces Strains During Guava (Psidium Guajava L) Must Fermentation and Optimization of Guava Wine Production. Journal Food Process Technology 2:4.

Soltan, S.S.A. and M.E.M. Shehata. 2012. Antidiabetic and Hypocholesrolemic Effect of Different Types of Vinegar in Rats. Life Science Journal: 2141-2151

Sreeramulu, G.; Zhu, Y.; and Knol, W. 2000. Kombucha Fermentation and It’s Antimikrobial Activity. Journal Agriculture Food Chemistry. 886 (2000) 65–73.

Stanburry, P.F. and Whittaker. 1984. Principles of Fermentation Technology. Pergamon Press. New York.

Utami, R.; Andriani, M.A.M.; dan Putri, Z.A. 2009. Kinetika Fermentasi Yoghurt Yang Diperkaya Ubi Jalar (Ipomea Batatas). fp.uns.ac.id/jurnal/caraka%20XXV_1-51-55.pdf

Winarno, F.G.; Fardiaz, S. dan Fardiaz, D. 1980. Pengantar Teknologi Pangan. PT.Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

23

5. LAMPIRAN

5.1. Perhitungan Kelompok A4

5.1.1. Jumlah Sel

Jumlah sel/cc= 1volume petak

xRata−rata jumlahm . o tiap petak

volume petak=0,05 mm x0,05mm x 0,1mm= 0,00025 mm= 0,00000025 cc

Rata-Rata Jumlah Sel :

N0 : Rata2 ∑Mo/petak = 19+26+20+16

4=20,25

N24 : Rata2 ∑Mo/petak = 79+67+110+137

4=98,25

N48 : Rata2 ∑Mo/petak = 160+128+171+179

4=159,5

N72 : Rata2 ∑Mo/petak = 72+212+180+77

4=135,25

N96 : Rata2 ∑Mo/petak = 141+130+122+142

4=133,75

Rata2 /∑tiap cc

Volume petak = 0,05mm x 0,05 mm x 0,1 mm = 2,5 x 10-7 cc

Rata2 /∑tiap cc = 1

Vol petak×rata 2 jml MO tiap petak

N0 : Rata2 /∑tiap cc = 1

2,5× 10−7× 20,25=8,08× 107


2,5× 10−7× 98,25=3,93× 108


2,5× 10−7× 159,5=6,38 × 108


2,5× 10−7× 135,25=5,41 ×108

24


2,5× 10−7× 133,75=5,35 × 108

5.1.2. Total Asam

Total asam=ml NaOH x N NaOH x19210 ml sampel

N0 :

Total asam=6 ×0,1 ×19210

=11,52mg /ml

N24 :

Total asam=6×0,1 ×19210

=11,52mg /ml

N48 :

Total asam=7,5× 0,1 ×19210

=14,44 mg /ml

N72 :

Total asam=7,5× 0,1 ×19210

=14,44 mg /ml

N96 :

Total asam=6 ×0,1 ×19210

=11,52mg /m

5.2. Foto

N0

N24

25

N48

N72

N96

5.3. Laporan Sementara

5.4. Abstrak Jurnal

5.5. Report Viper

Kinetika: Fermentasi dalam minuman vinegar_Lydia_11.70.0004_Universitas Soegijapranata

Documents

Transcript of Kinetika: Fermentasi dalam minuman vinegar_Lydia_11.70.0004_Universitas Soegijapranata