Kinetika_Benedicta Chrestella_12.70.0066_E3

download Kinetika_Benedicta Chrestella_12.70.0066_E3

of 20

description

fermentasi dalam produksi minuman vinegar menggunakan sari buah apel malang

Transcript of Kinetika_Benedicta Chrestella_12.70.0066_E3

1. HASIL PENGAMATANKel.PerlakuanWaktumo tiap petakRata-rata/ mo tiap petakRata-rata/ mo tiap ccOD (mm)pHTotal asam (mg/ml)

1234

E1Sari apel + S. cerevisaeNo54675,55,5 X 1070,22193,508,64

N247586889084,753,39 X 1081,22403,439,216

N4811121415135,2 X 1070,92433,438,640

N7214565222361,44 X 1081,19903,829,024

N965516263332,51,3 X 1081,51893,4711,328

E2Sari apel + S. cerevisaeNo111211910,754,3 X 1070,18333,509,792

N248961947379,253,17 X 1081,00813,539,024

N488339504353,752,15 X 1081,55543,479,600

N722854192832,251,29 X 1081,9073,728,832

N9622231437249,6 X 1071,41503,4710,368

E3Sari apel + S. cerevisaeNo1181312114,4 X 1070,17373,479,408

N244447474846,51,86 X 1081,02123,708,448

N48106104122137117,254,69 X 1081,09973,469,024

N723656544748,251,93 X 1081,44803,849,024

N965162514156 X 1070,38463,478,830

E4Sari apel + S. cerevisaeNo136647,252,9 X 1070,17983,479,216

N247251525256,52,26 X 1080,94433,539,024

N481318404328,51,14 X 1081,04063,459,216

N7281108145111111,254,45 X 1081,28703,619,408

N962730303229,751,19 X 1080,55483,439,024

E5Sari apel + S. cerevisaeNo1014713114,4 X 1070,17143,469,600

N2497103965888,53,54 X 1081,12813,469,216

N4811487989097,253,89 X 1080,91643,209,216

N7255807055652,6 X 1081,06643,408,832

N966983857878,753,15 X 1080,52063,498,640

Berdasarkan hasil pengamatan diatas, dapat diketahui pada hari ke-0 pada kelompok E3 dan E5 memiliki rata-rata mikroorganisme tiap petak terbanyak sehingga rata-rata mikroorganisme tiap cc juga terbanyak yaitu 4,3 x 107. Dan untuk OD tertinggi pada kelompok E1. Kelompok E1 dan E2 memiliki pH tertinggi dan untuk total asam tertinggi ialah pada kelompok E2. Kemudian pada hari-1 kelompok E5 memiliki rata-rata mikroorganisme tiap petak tertinggi, sehingga rata-rata miroorganisme tiap cc juga tertinggi yaitu 3,54 x 108 dan OD tertinggi dimiliki oleh kelompok E1 yaitu sebesar 1,2240, pH tertinggi pada kelompok E3 yaitu sebesar 3,7. Dan total asam tertinggi dimiliki oleh kelompok E1 dan E5 yaitu sebesar 9,216. Selanjutnya pada hari ke-2, untuk rata-rata mikroorganisme perpetak terbanyak dimiliki oleh kelompok E3 sehingga rata-rata mikroorganisme tiap cc juga terbesar yaitu sebesar 4,69 x 108. OD terbesar dimiliki oleh kelompok E2 yaitu sebesar 1,5554, kemudian untuk pH terbesar dimiliki oleh kelompok E2 yaitu sebesar 3,47 dan total asam terbesar pada kelompok E2 sebesar 9,600. Pada hari ke-3 kelompok E4 memiliki rata-rata mikroorganisme tertinggi, sehingga untuk rata-rata mikroorganisme tiap cc juga tertinggi yaitu sebesar 4,45 x 108, OD terbesar kelompok E1 sebesar 1,1990 lalu pH terbesar kelompok E3 sebesar 3.84 dan total asam terbesar kelompok E4 sebesar 9,408. Kemudian untuk hari ke-4, kelompok E5 memiliki rata-rata mikroorganisme tiap petak tertinggi, sehingga untuk rata-rata mikroorganisme tiap cc juga tertinggi yaitu sebesar 3,15 x 108, untuk OD tertinggi pada kelompok E1 yaitu sebesar 1,5189 dan untuk pH tertinggi pada kelompok E5 yaitu sebesar 3,49 dan untuk total asam tertinggi pada kelompok E1 yaitu sebesar 11,328.

Grafik1. Hubungan Absorbansi VS Waktu

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat bahwa untuk keseluruhan kelompok terkecuali kelompok E2, absorbansi mengalami kenaikan saat menuju 24 jam, kemudian mengalami penurunan saat menuju jam ke 48. Kemudian mengalami kenaikan kembali pada saat menuju ke jam 72 dan mengalami penurunan kembali setelah 72 jam. Sedangkan untuk kelompok E2, nilai absorbansi terus meningkat hingga jam ke 72, dan mengalami penurunan setelahnya.Grafik 2. Hubungan Jumlah Sel VS Waktu

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat pertumbuhan sel pada masing-masing kelompok berbeda. Untuk keseluruhan kelompok pada saat menuju 24 jam, pertumbuhan sel meningkat. Kemudian untuk kelompok E1, mengalami penurunan yang drastis setelah jam ke 24 dan mengalami kenaikan pada jam ke 48 menuju jam ke 72. Selanjutnya mengalami penurunan setelah jam ke 72. Sedangkan untuk kelompok E2 mengalami penurunan terus menerus setelah jam ke 24. Untuk kelompok E3, pertumbuhan sel terus mengalami kenaikan hingga jam ke 48 dan selanjutnya mengalami penurunan setelahnya. Kemudian pada kelompok E4, setelah jam ke 24 mengalami penurunan hingga jam ke 48, kemudian mengalami kenaikan hingga jam ke 72 dan kemudian turun kembali. Pada kelompok E5, mengalami sedikir kenaikan setelah jam ke 24 dan mengalami penurunan setelah jam ke 48. Kemudian meningkat kembali setelah jam ke 72.Grafik 3. Hubungan Jumlah Sel VS pH

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat bahwa hubungan pertumbuhan jumlah sel dengan peningkatan pH tidak signifikan. Tingkat pH berubah-ubah tidak teratur dengan meningkatnya jumlah sel yang ada.

Grafik 4. Hubungan Jumlah Sel VS Absorbansi

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat bahwa hubungan antara jumlah sel VS absorbansi mengalami peningkatan dan penurunan. Absorbansi cenderung meningkat ketika jumlah sel bertambah. Kemudian nilai absorbansi menurun ketika jumlah sel juga menurun.Grafik 5. Hubungan Jumlah Sel VS Total Asam

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat bahwa hubungan antara pertumbuhan jumlah sel dengan nilai total asam tidak signifikan. Nilai total asam ada yang naik dan ada yang turun dengan pertumbuhan jumlah sel. Namun cenderung nilai total asam meningkat pada saat jumlah sel naik dan dan cenderung menurun ketika jumlah sel semakin bertambah banyak.

2. PEMBAHASANPada praktikum kali ini akan dilakukan pembuatan minuman vinegar berbahan dasar apel malang dengan penambahan yeast Saccharomyces cereviceae. Fermentasi ialah proses pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2. Hasil fermentasi tergantung dengan jenis bahan pangan (substrat), macam mikroba dan proses metabolismenya. Pada prinsipnya seluruh mikroorganisme menggunakan karbon sebagai substrat utamanya baru kemudian nitrogen. Sehingga hampir seluruh bahan yang mengandung C (karbon) dan N (nitrogen) dapat digunakan sebagai medium fermentasi yang sempurna guna menghasilkan alkohol. Sumber C dan N alami dapat ditemukan pada buah maupun sayur. Buah yang memiliki kandungan gula tinggi dapat digunakan untuk medium yang baik serta bahan alami lain dapat digunakan sebagai sumber N (Winarno et al.,1980). Apel ialah salah satu hasil dari pertanian yang tersedia sepanjang tahun dan dapat digunakan sebagai bahan baku dalam proses fermentasi. Menurut Caturryanti, D., et al., (2008), buah apel banyak dikonsumsi sebagai buah segar dikarenakan rasanya yang menyegarkan dan banyak mengandung zat yang dapat mencegah penyakit. Cuka ialah cairan yang diproduksi oleh bahan yang mengandung pati dan gula melalui dua tahap fermentasi alkoholik dan asetat, dan salah satu cuka yang berasal dari buah-buahan ialah cuka apel. Cuka apel sendiri memiliki senyawa antioksidan alami yang dapat membantu menetralkan radikan bebas hasil proses oksidasi dalam tubuh (Anonymous, 2005 yang dikutip oleh Zubadiah, E., 2011). Yeast yang digunakan pada proses fermentasi juga dapat mempengaruhi hasil dari minuman beralkohol (Okunowo & Osuntoki, 2007). Yeast dapat mengeluarkan enzim yang dapat digunakan sebagai pengurai pati dan gula menjadi alkohol (etanol) dan karbondioksida. Jenis yeast ada berbagai macam dan masing-masing bekerja pada substrat yang berbeda (Godman, 1987). Yeast sendiri merupakan mikroorganisme yang memiliki ukuran yang sangat kecil. Dan yeast yang digunakan sebagai adonan roti dan juga digunakan dalam pembuatan minuman vinegar ini disebut dengan istilah bakers yeast. Bakers yeast ialah yeast yang diproduksi dalam industri dan biasanya yang dikomersialkan ialah yeast fermentasi permukaan. Yaitu dengan jenis Saccharomyces cereviceae dimana tumbuh dalam suatu fermentasi aerobik dalam fed batch, memiliki pertumbuhan selama fermentasi dengan temperatur optimal sekitar 28-32 oC dengan pH lingkungan 4-5 (Rehm & Reed, 1995). Saccharomyces cereviceae berguna dalam proses fermentasi alkohol karena memiliki kemampuan untuk memecah bahan pangan berkarbohidrat tinggi menjadi alkohol dan CO2 (fermentasi alkohol). Fermentasi alkohol ialah proses anaerob, yakni fermentasi yang terjadi tanpa adanya oksigen. Khamir memiliki sekumpulan enzim yang dikenal sebagai zymase yang berperanan dalam fermentasi senyawa gula, seperti glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbondioksida. Jika pemberian oksigen berlebih, sel khamir akan melakukan respirasi secara aerobik sehingga dalam keadaan yang demikian, enzim khamir dapat memecah senyawa gula lebih sempurna, dan akan dihasilkan karbondioksida dan air (Gaman & Sherrington, 1994).Dalam praktikum kali ini, pertama-tama yang dilakukan ialah dengan menyiapkan 250ml media pertumbuhan berupa sari buah apel yang dihasilkan dengan menggunakan sari buah apel malang. Sari buah malang diambil dengan menggunakan juicer. Namun sebelum diambil sarinya, apel tersebut dicuci terlebih dahulu menggunakan air mengalir. Selanjutnya sari buah apel tersebut disaring menggunakan kain saring. Kemudian hasil saringan tersebut diambil sebanyak 250ml untuk setiap kloter. Kemudian media disterilisasi selama 15 menit. Proses sterilisasi ini bertujuan untuk membunuh mikroorganisme sehingga bila ditumbuhkan didalam suatu medium tidak terdapat mikroorganisme lain yang dapat berkembang biak selain mikroorganisme yang akan sengaja ditumbuhkan (Fardiaz, 1992). Kemudian biakan yeast yang telah tersedia diambil dengan menggunakan pipet ukur dan dimasukkan kedalam media pertumbuhan secara aseptis. Penambahan yeast secara aseptis dilakukan untuk meminimalisir kontaminasi mikroorganisme yang tidak dikehendaki yang dapat masuk melalui kontak langsung dengan permukaan atau tangan yang kotor (Hadioetomo, 1993). Dan kemudian dilakukan inkubasi dengan perlakuan shaker atau dengan penggoyangan. Perlakuan shaker memiliki tujuan untuk mensuplai oksigen kepada media dengan menggunakan sumber karbon untuk membantu pertumbuhan mikrobia secara aerobik (Said, 1985). ). Menurut Stanbury & Whitaker (1984), tujuan utama dari aerasi ialah untuk menyediakan oksigen yang cukup pada media untuk kebutuhan dari metabolisme mikroorganisme, dimana dalam agitasi harus dapat menjamin homogenitas suspensi sel sel mikrobia dalam medium nutrient. Kemudian fungsi dari agitator ialah untuk menurunkan ukuran gelembunggelembung udara yang diperoleh di antara permukaan yang lebih besar untuk transfer oksigen dan juga untuk mengurangi difusi serta mempertahankan kondisi lingkungan yang stabil di dalam wadah. Biomassa yang dihasilkan oleh shaker inkubator disebabkan karena shaker inkubator memiliki fungsi sebagai aerasi dan agitasi. Aerasi harus tersedia bagi mikroorganisme pada kultur yang terdapat dibawah permukaan air dengan suplay oksigen yang cukup untuk syarat metabolic. Kemudian agitasi harus menjamin bahwa suspensi yang seragam berasal dari sel mikroba dapat dicapai pada medium nutrient yang homogen (Said, 1987). Inkubasi dilakukan selama 5 hari pada suhu ruang. Selanjutnya diambil secara aseptis sebanyak 25 ml yang akan digunakan untuk uji kepadatan Saccharomyces cereviceae dengan menggunakan haemocytometer, total asam, pengukuran pH, dan absorbansi setiap harinya selama 5 hari.Pada pengukuran kepadatan Saccharomyces cereviceae dengan menggunakan haemocytometer , jumlah dari yeast tiap petaknya dihitung dengan bantuan mikroskop. Haemocytometer ialah alat yang digunakan dalam menghitung jumlah sel dalam darah dan dapat pula digunakan dalam menghitung densitas sel dari alga yang tergolong berukuran kecil. Digunakan bagi sel yang memiliki densitas lebih besar dari 104 sel/ml. Permukaan cekung yang telah diberi sampel kemudian ditutup dengan menggunakan penutup preparat dan diamati dengan menggunakan mikroskop. Ketepatan dalam perhitungan menggunakan haemacytometer juga bergantung dari ketepatan dalam mencampur sampel, jumlah ruang yang dihitung, dan jumlah sel (200 500 setiap 0,1 mm3) (Lobban et al.,1988). Selanjutnya dilakukan penentuan total asam selama proses fermentasi dengan metode titrasi. Sampel sebanyak 10ml dimasukkan kedalam erlenmeyer dan dititrasi dengan menggunakan NaOH 0,1 N. Dan sebelum ditritasi, indikator PP diteteskan pada media sebanyak 2 tetes. Kemudian dilakukan titrasi sampai warna dari media berubah. Selanjutnya dilakukan pengujian pH dengan menggunakan pH meter. Dalam pengujian ini, pH diukur sampai benar-benar stabil dan konstan tidak berubah hingga beberapa detik. Selanjutnya dilakukan penentuan hubungan absorbansi dengan kepadatan sel. Sampel diambil kira-kira 3 ml, kemudian diukur OD nya dengan menggunakan alah spektrofotometri dengan panjang gelombang 660nm. Absorbansi tersebut berhubungan dengan konsentrasi dari substansi yang menyerap cahaya pada larutan sampel. Substrat menyerap cahaya dalam panjang gelombang tertentu dan selanjutnya reaksinya dapat diikuti dengan adanya perubahan absorbansi dalam panjang gelombang tersebut. Mikroba yang tumbuh dalam cairan ditunjukkan dengan bertambahnya kekeruhan (Hadioetomo, 1993). Kekeruhan suspensi sel mikrobia dapat diukur dengan menggunakan alat spektrofotometer. Dasar dari pengukuran spektrofotometer ialah mengukur intensitas cahaya yang diteruskan hingga melewati suatu medium (cairan atau suspensi) dalam cuvet dikarenakan cahaya yang melewati suatu suspense tersebut akan tersebar sebagian dan ada pula yang diteruskan sebagian (Sastrohamidjojo, 1991).

Dalam praktikum yang telah dilakukan dapat dilhat bahwa pada hasil rata-rata mikroba mengalami kenaikan dan menurun. Seharunsya siklus pertumbuhan yeast meningkat kemudian turun. Sedangkan pada praktikum kali ini, terjadi ketidakstabilan jumlah mikroorganisme. Dalam beberapa kelompok, seperti kelompok E1, E4, dan E5 jumlah mikroorganisme justru setelah mengalami penurunan meningkat kembali di akhir. Hal ini dapat terjadi dikarenakan beberapa kesalahan. Kesalahan dapat berupa ketidak seragaman suspensi. Volume dari suspensi sel yang terdapat dalam ruang (chamber) mewakili sampel acak. Penghitungan tidak akan tepat jika sel tersebut tidak tersebar dengan merata dan membentuk gumpalan. Maka dari itu kumpulan sel (cell clumps) akan terdistribusi dalam tempat yang sama sebagai sel tunggal. Hal tersebut dapat mempengaruhi hasil perhitungan akhir. Kemudian juga dapat disebabkan karena chamber yang tidak bersih. Chamber harus dalam keadaan yang bersih, dan pipet yang digunakan untuk mengambil ssampel sel yang nantinya akan dimasukkan kedalam chamberpun juga harus dalam kondisi yang bersih. Hal tersebut dapat diatasi dengan perlakuan yang aseptis. Selanjutnya juga dapat terjadi kesalahan dikarenakan adanya sel yang berada tepat pada garis perbatasan. Apabila sel terdapat dalam garis perbatasan (antara chamber satu dengan yang lain) sulit untuk menentukan apakah sel tersebut masuk atau tidak dalam perhitungan. Hal tersebut dapat mempengaruhi perhitungan hasil akhir yang diperoleh.

Seperti yang telah dijelaskan, bahwa mikroba yang tumbuh dapat menambah kekeruhan pada saat absorbansi. Namun pada praktikum kali ini adanya ketidak seragaman antara pertumbuhan mikroba dengan kekeruhan pada minuman vinegar tersebut. Hal ini juga dapat terjadi dikarenakan beberapa kesalahan. Kesalahan dalam pengukuran menggunakan spektrometri dapat terjadi dikarenakan beberapa hal, antara lain: Kuvet yang kotor atau tergores Sidik jari yang terdapat pada kuvet dapat menyerap radiasi ultra violet Tidak seragamnya ukuran kuvet Penempatan kuvet tidak tepat Terdapat gelembung udara / gas dalam lintasan radiasi Panjang gelombang yang dihasilkan tidak cocok dengan yang tertera pada instrumen Kurang telitinya dalam penyiapan larutan sampel atau ketidaktetapan larutan sampel. (Sudarmadji & Suhardi, 2000).Namun juga dapat terjadi dikarenakan kesalahan pada perhitungan jumlah mikroorganisme sehingga menyebabkan ketidak sesuaian antara jumlah pertumbuhan mikroorganisme dengan nilai absorbansi. Dalam hubungan jumlah sel dengan total asam yang didapat ialah ketidak stabilan nilai total asam dengan sel yang tumbuh. Hal ini dapat terjadi dikarenakan tidak ada patokan kusus perubahan warna yang terjadi sehingga kelompok satu dengan yang lainnya perubahan warna saat titrasi ada terlalu coklat dan ada yang hanya berubah sedikit, sehingga banyaknya NaOH yang terpakai ada yang berlebih dan ada yang tidak. 3. KESIMPULAN

Fermentasi merupakan proses pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2. Hampir seluruh bahan yang mengandung C (karbon) dan N (nitrogen) dapat digunakan sebagai medium fermentasi yang sempurna guna menghasilkan alkohol. Buah yang memiliki kandungan gula tinggi dapat digunakan untuk medium yang baik serta bahan alami lain dapat digunakan sebagai sumber N Cuka ialah cairan yang diproduksi oleh bahan yang mengandung pati dan gula melalui dua tahap fermentasi alkoholik dan asetat, dan salah satu cuka yang berasal dari buah-buahan ialah cuka apel Yeast dapat mengeluarkan enzim yang dapat digunakan sebagai pengurai pati dan gula menjadi alkohol (etanol) dan karbondioksida. Bakers yeast ialah yeast yang diproduksi dalam industri dan biasanya yang dikomersialkan ialah yeast fermentasi permukaan. Proses sterilisasi bertujuan untuk membunuh mikroorganisme sehingga bila ditumbuhkan didalam suatu medium tidak terdapat mikroorganisme lain yang dapat berkembang biak selain mikroorganisme yang akan sengaja ditumbuhkan Penambahan yeast secara aseptis dilakukan untuk meminimalisir kontaminasi mikroorganisme yang tidak dikehendaki yang dapat masuk melalui kontak langsung dengan permukaan atau tangan yang kotor Biomassa yang dihasilkan oleh shaker inkubator disebabkan karena shaker inkubator memiliki fungsi sebagai aerasi dan agitasi. Ketepatan dalam perhitungan menggunakan haemacytometer juga bergantung dari ketepatan dalam mencampur sampel, jumlah ruang yang dihitung, dan jumlah sel (200 500 setiap 0,1 mm3). Mikroba yang tumbuh dalam cairan ditunjukkan dengan bertambahnya kekeruhan.

4. DAFTAR PUSTAKAFardiaz, S. (1992). Mikrobiologi Pangan I. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.Gaman, P. M. & K. B. Sherrington. ( 1994 ). Ilmu Pangan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.Godman, A. (1987). Kamus Sains Bergambar. PT Gramedia. Jakarta.Hadioetomo, R. S. (1993). Mikobiologi Dasar dalam Praktek, Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.Lobban et al. (1988). Cell Counting using a Haemacytometer.Okunowo, W.O. & A.A. Osuntoki. (2007). Quantitation of alcohols in orange wine fermented by four strains of yeast.Reed, G & Rehm, H. J. (1995). Biotechnology volume 9. VCH Verlagsge Sellschaft. New York.Said, E. G. (1987). Bioindustri: Penerapan Teknologi Fermentasi. PT. Mediyatama Sarana Perkasa. Jakarta.Sastrohamidjojo, H, 1991,Spektroskopi, Liberty, Yogyakarta.Stanburry, P.F. & Whitaker. (1984). Principles of Fermentation Technology. Pergamon Press. New York.Sudarmadji S. & B.H. Suhardi. (2000). Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Penerbit Liberty. Yogyakarta.Winarno, F. G.; S. Fardiaz & D. Fardiaz. ( 1980 ). Pengantar Teknologi Pangan. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

5. LAMPIRAN5.1. Perhitungan Perhitungan Kelompok E1Perhitungan Rata-rata / MO tiap cc

Volume petak = 0,05 mm x 0,05 mm x 0,1 mm= 0,00025 mm3= 0,00000025 cc= 2,5 x 10-7 ccN0N24N48N72N96

Perhitungan Total AsamTotal Asam =N0Total Asam =mg/mlN24Total Asam =mg/mlN48Total Asam = mg/mlN72Total Asam = mg/mlN96Total Asam = mg/ml

Perhitungan Kelompok E2Perhitungan Rata-rata / MO tiap cc

N0N24N48N72N96

Perhitungan Total AsamTotal Asam =N0Total Asam =mg/mlN24Total Asam =mg/mlN48Total Asam = mg/mlN72Total Asam = mg/mlN96Total Asam = mg/ml

Perhitungan Kelompok E3Perhitungan Rata-rata / MO tiap cc

N0N24N48N72N96

Perhitungan Total AsamTotal Asam =N0Total Asam =mg/mlN24Total Asam =mg/mlN48Total Asam = mg/mlN72Total Asam = mg/mlN96Total Asam = mg/ml

Perhitungan Kelompok E4Perhitungan Rata-rata / MO tiap cc

N0N24N48N72N96

Perhitungan Total AsamTotal Asam =N0Total Asam =mg/mlN24Total Asam =mg/mlN48Total Asam = mg/mlN72Total Asam = mg/mlN96Total Asam = mg/ml

Perhitungan Kelompok E5Perhitungan Rata-rata / MO tiap cc

N0N24N48N72N96

Perhitungan Total AsamTotal Asam =N0Total Asam =mg/mlN24Total Asam =mg/mlN48Total Asam = mg/mlN72Total Asam = mg/mlN96Total Asam =mg/ml

5.2. Jurnal 5.3. Laporan Viper