1. HASIL PENGAMATAN

1.1. Kinetika Fermentasi VinegarHasil pengamatan kinetika fermentasi dalam produksi vinegar dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kinetika Fermentasi dalam Produksi VinegarKel.PerlakuanWaktu MO tiap petakRata-rata/ MO tiap petakRata-rata/ MO tiap ccODpHTotal Asam (mg/ml)

1234

B1Sari Apel + S. cereviceaeN05688 6,75 2,7 x 1070,24163,1916,32

N244047465146,0018,4 x 1070,67333,1415,36

N484342465045,2518,1 x 1071,09313,2615,36

N7211096858894,7537,9 x 1071,39223,3413,44

N961428342324,75 9,9 x 1070,55413,4013,44

B2Sari Apel + S. cereviceaeN0201715915,256,1 x 1070,25953,1916,32

N244428215035,7514,3 x 1071,51543,1516,32

N484046464644,5017,8 x 1071,14323,2716,32

N724046626553,2521,3 x 1071,41373,3114,40

N962932141723,00 9,2 x 1070,43123,3713,44

B3Sari Apel + S. cereviceaeN06324 3,75 1,5 x 1070,21803,1716,32

N246957565258,5023,4 x 1070,78143,1416,32

N483235464038,2515,3 x 1071,17463,2515,36

N7210191878591,0036,4 x 1071,42913,3114,01

N962633313531,2512,5 x 1070,33583,3513,44

B4Sari Apel + S. cereviceaeN07979 8,00 3,2 x 1070,21303,1916,32

N246160515356,2522,5 x 1070,98963,1616,32

N482833263129,5011,8 x 1071,21503,2516,32

N726567646765,7526,3 x 1071,64613,3114,40

N9610418 5,75 2,3 x 1070,42973,3614,40

B5Sari Apel + S. cereviceaeN081841611,50 4,6 x 1070,32583,1816,32

N245043514747,7519,1 x 1070,79773,1716,32

N485759585757,7523,1 x 1071,13733,2415,36

N726067707768,5027,4 x 1071,45243,2814,40

N968759718375,0030,0 x 1071,16593,3114,40

Berdasarkan Tabel 1. di atas dapat diketahui bahwa seluruh kelompok melakukan uji kinetika fermentasi menggunakan perlakuan yang sama yaitu, sari apel ditambahkan dengan S. cereviceae. Dilakukan pengujian untuk mengetahui jumlah MO, OD, pH dan total asam. Dari hasil jumlah MO terlihat bahwa selama 5 hari, yaitu N0, N24, N48, N72 dan N96 menunjukkan hasil yang fluktiatif akan tetapi cenderung meningkat. Dari segi nilai OD yang diperoleh pada masing-masing kelompok mengalami peningkatan setiap harinya, namun pada N96 mengalami penurunan. Untuk pengukuran pH paada N24 mengalami penurunan nilai pH, akan tetapi pada hari lainnya mengalami peningkatan pada semua kelompok dan rentang pH untuk semua kelompok adalah 3,14 3,40. Untuk total asam pada semua kelompok cenderung mengalami penurunan setiap harinya.

20

1.2. 19

1.3. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan WaktuHasil pengamatan hubungan jumlah sel mikroorganisme dengan waktu dapat dilihat pada Grafik 1.

Grafik 1. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan Waktu

Berdasarkan Grafik 1. di atas dapat diketahui bahwa hubungan antara jumlah sel mikroorganisme / cc dengan waktu untuk tiap kelompok berbeda-beda. Hasil yang didapat pada kelompok B1, B3 dan B4 fluktuatif, kelompok B2 terjadi penurunan pada N96 dan untuk kelompok B5 mengalami peningkatan

1.4. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan AbsorbansiHasil pengamatan hubungan jumlah sel mikroorganisme dengan absorbansi dapat dilihat pada Grafik 2.

Grafik 2. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan Absorbansi

Berdasarkan Grafik 2. diatas dapat diketahui bahwa hubungan antara jumlah mikroorganisme dengan nilai absorbansi pada masing-masing kelompok tidak sama. Akan tetapi pada seluruh kelompok cenderung mengalami peningkatan ketika nilai absorbansinya meningkat.

1.5. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan pHHasil pengamatan hubungan jumlah sel mikroorganisme dengan pH dapat dilihat pada Grafik 3.

Grafik 3. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan pH

Berdasarkan Grafik 3. di atas diketahui bahwa hubungan antara jumlah sel mikroorganisme dengan pH pada masing-masing kelompok adalah berbanding lurus, yaitu ketika pH meningkat maka jumlah mikroorganisme akan meningkat pula. Akan tetapi pada pH 3,35 3,45 terjadi penurunan jumlah mikroorganisme.

1.6. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan Total AsamHasil pengamatan hubungan jumlah sel mikroorganisme dengan total asam dapat dilihat pada Grafik 4.

Grafik 4. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan Total Asam

Berdasarkan Grafik 4. di atas diketahui bahwa semakin tinggi total asam maka jumlah mikroorganisme akan semakin sedikit, akan tetapi hasil yang didapat ada pula yang meningkat walau total asamnya mengalami peningkatan.

1.7. Hubungan Absorbansi dengan WaktuHasil pengamatan hubungan absorbansi dengan waktu dapat dilihat pada Grafik 5.

Grafik 5. Hubungan Absorbansi dengan Waktu

Berdasarkan Grafik 5. di atas dapat diketahui bahwa hubungan antara waktu dengan absorbansi cenderung berbanding lurus, akan tetapi pada N96 seluruh kelompok mengalami penurunan nilai absorbansinya. 2. 3. PEMBAHASANWinarno et al. (1980) menyatakan bahwa proses fermentasi merupakan akibat adanya aktivitas mikroorganisme pada substrat organik yang sesuai. Substrat tersebut harus mengandung karbon (C) dan nitrogen (N) yang akan digunakan sebagai media fermentasi untuk menghasilkan alkohol karena selama proses fermentasi akan terjadi pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2. Purwoko (2007) juga menyatakan bahwa fermentasi merupakan suatu proses yang memanfaatkan senyawa organic. Hasil dari proses fermentasi sangat dipengaruhi oleh jenis substrat, macam mikroorganisme, dan proses metabolismenya.Pada praktikum ini dilakukan pembuatan minuman vinegar dengan bahan dasar apel malang dan yeast Saccharomyces cerevieceae. Kwartiningsih & Nuning (2005) mengungkapkan bahwa vinegar adalah produk fermentasi yang merupakan kelompok cider dan terbuat dari bahan dasar yang mengandung gula atau pati menjadi alkohol yang difermentasi lagi pada proses selanjutnya. Sedangkan cider adalah minuman yang mengandung alkohol rendah berasal dari fermentasi sari buah atau bahan lainnya yang dengan atau tanpa adanya penambahan gula oleh khamir. Herrero et al. (2006) menyatakan bahwa dalam proses pembuatan cider terdapat dua proses penting, yaitu perubahan gula menjadi etanol dan karbondioksida serta asam malat menjadi asam laktat dan karbondioksida oleh bakteri malolaktat. Dalam proses fermentasi perlu mengetahui kinetika mikroorgganisme karena dapat mengetahui pembentukan produk selama fermentasi (Utami et al. 1992),. 3.1. Bahan dan Cara KerjaPada praktikum ini pertama-tama buah apel diambil sarinya. Tujuan pengambilan sari apel ini adalah untuk menjadi substrat dalam proses fermentasi vinegar. Penggunaan sari apel sesuai dengan pernyataan Nogueira et al. (2008) bahwa sari apel berasal dari pengepresan buah apel yang apabila difermentasi akan menghasilkan alkohol. Ikhsan (1997) menjelaskan bahwa penggambilan sari apel bertujuan untuk mengeluarkan gula yang terkandung di dalam apel, sehingga akan lebih mudah diuraikan oleh mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi.Setelah didapatkan sari apel kemudian dilakukan penyaringan dengan menggunakan kain saring. Hal ini dilakukan agar ampas dari buah apel tidak ikut sebagai media pertumbuhan karena berdasarkan teori Ikhsan (1997), sari buah yang terbebas dari ampasnya akan menyebabkan tingkat kekeruhan yang rendah pada proses pembuatan vinegar.

Gambar 1. Penyaringan Sari Apel

Setelah disaring, sari apel sebanyak 250 ml dimasukkan kedalam botol kaca dan sterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121oC selama 15 menit. Wang et al. (2004) menyatakan bahwa dengan proses sterilisasi maka dapat membunuh semua mikrooganisme kontaminan yang tidak diinginkan dalam proses fermentasi. Setelah sterilisasi, sari apel dibiarkan dingin terlebih dahulu supaya suhu dari sari apel sesuai dengan suhu tumbuh dari yeast. Hal ini sesuai dengan pernyataan Muljohardjo (1988) yang menyatakan bahwa penurunan suhu dilakukan untuk mencegah yeast S. cereviceae yang berperan dalam proses fermentasi mati karena tidak tahan terhadap panas.

Gambar 2. Pengukuran Volume Sari ApelGambar 3. Pemasukan Sari Apel dalam Botol Kaca

Gambar 4. Sari Apel dalam Botol Kaca yang Siap Disterilisasi

Gambar 5. Pendinginan

Kemudian ditambahkan biakan yeast Saccharomyces cereviceae yang sudah tersedia sebanyak 30 ml dengan menggunakan pipet volume dan dimasukkan ke dalam sari apel. Pengambilan biakan ini harus secara aseptis didalam LAF (Laminar Air Flow) yang sudah mengalami tahap penyinaran UV. Menurut Hadioetomo (1993), perlakuan aseptis dilakukan untuk menghindari adanya kontaminasi oleh mikroorganisme kontaminan lain dan mencegah adanya infeksi dari bakteri yang merugikan.

Gambar 6. Pemindahan Kultur Yeast

Penggunaan yeast dengan spesies Saccharomyces cereviceae pada praktikum ini sudah sesuai dengan pernyataan Kulkarni et al. (2011) bahwa Saccharomyces cereviceae banyak digunakan untuk membuat produk beralkohol, seperti wine, bir, roti, dan sake. Sari apel yang sudah ditambahkan dengan biakan Saccharomyces cereviceae lalu dikocok hingga rata dan diambil sebanyak 25 ml, dipindahkan pada gelas ukur dan diuji jumlah biomassa yang terbentuk dengan menggunakan haemocytometer, diukur nilai Optical Density (OD) dengan spektrofotometer, pH, dan total asam dengan metode titrasi. Sisa sari apel diinkubasi pada shaker selama 5 hari. Kemudian setiap 24 jam dilakukan pengambilan sampel sebanyak 25 ml untuk diuji jumlah biomassa, nilai OD, pH, dan total asam. Penyimpanan pada suhu ruang sebagai suhu inkubasi sesuai dengan teori dari Fardiaz (1992) bahwa kisaran suhu optimum untuk pertumbuhan yeast yaitu 25-30oC dan suhu maksimumnya 37-47oC. Sedangkan penggunaan shaker ternyata dapat membantu pertumbuahan mikroorganisme karena mensuplai oksigen dan karbon serta meratakan mikroorganisme pada substrat (Said, 1987).

Gambar 7. Tahap Inkubasi dengan ShakerGambar 8. Sampel Siap Uji

Pengukuran biomassa dilakukan dengan pengambilan sampel dan diteteskan di atas plat haemocytometer yang sudah dibersihkan dengan alkohol dan dikeringkan. Selanjutnya diletakkan di bawah mikroskop dan diamati. Hal-hal tersebut dilakukan untuk menguji tingkat kepadatan Saccharomyces cereviceae dalam vinegar selama 5 hari (N0, N24, N48, N72 dan N96). Penggunaan alat haemocytometer sesuai dengan teori Hadioetomo (1993) bahwa haemocytometer merupakan suatu ruang hitung yang berbentuk petak-petak kecil dan biasa digunakan untuk menghitung jumlah sel. Jumlah yeast yang terdapat dalam media dihitung dengan menggunakan bantuan handcounter. Jumlah sel yang terhitung pada keempat kotak haemocytometer selanjutnya dirata-rata dan dicatat.

Gambar 9. Penetesan Sampel pada Plat Haemocytometer

jumlah sel mikroorganisme pada haemocytometer tersebut dihitung menggunakan rumus:

Kinetika pertumbuhan mikroba pada praktikum ini juga dilakukan pengukuran nilai OD menggunakan spektrofotometer. Pengukuran OD ini dilakukan dengan menggunakan panjang gelombang 660 nm. Penggunaan panjang gelombang ini sesuai dengan teori Sevda & Rodrigues (2011) bahwa pengukuran OD untuk mengetahui jumlah Saccharomyces cereviceae dilakukan dengan panjang gelombang 660 nm. Hasil absorbansi yang diperoleh pada pengukuran OD pun dapat dicatat. Pengukuran OD ini juga dilakukan selama 5 hari berturut-turut.

Gambar 10. Pengukuran OD dengan Spektrofotometer

Untuk pengukuran pH digunakan sampel sebanyak 10 ml dengan menggunakan pH meter. Nilai pH yang terukur lalu dicatat. Martoharsono (1994) menyatakan bahwa pH merupakan ukuran kekuatan suatu asam dan cara pengukuran pH dapat menggunakan metode titrasi, kertas lakmus, atau pH meter yang akan mendapatkan hasil yang lebih teliti.

Gambar 11. Pengujian pH dengan pH meter

Analisa keempat yaitu analisa total asam yang dilakukan dengan menggunakan metode titrasi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Solomon (1987) bahwa metode titrasi dapat bertujuan untuk mengukur kesamaan suatu larutan. Pengukuran total asam selama fermentasi vinegar pada praktikum ini dilakukan dengan menyiapkan sampel sari apel dengan biakan yeast sebanyak 10 ml lalu ditambahkan dengan 2 tetes indikator PP dan dititrasi dengan menggunakan NaOH 0,1 N. Penggunaan PP bertujuan untuk menjadi indikator telah sesuai dengan teori Chang (1991) bahwa penggunaan indikator disesuaikan dengan penggunaan titran. Oleh karena titran yang digunakan dalam praktikum ini adalah NaOH yang bersifat basa, maka sesuai jika menggunakan indikator PP, dimana ketika indikator PP bereaksi dengan basa maka akan menghasilkan warna merah muda. Jumlah NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi dicatat. Total asam dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Berdasarkan hasil pengamatan yang diperoleh pada masing-masing kelompok hasil jumlah MO terlihat bahwa selama 5 hari, yaitu N0, N24, N48, N72 dan N96 menunjukkan hasil yang fluktiatif akan tetapi cenderung meningkat. Dari segi nilai OD yang diperoleh pada masing-masing kelompok mengalami peningkatan setiap harinya, namun pada N96 mengalami penurunan. Untuk pengukuran pH paada N24 mengalami penurunan nilai pH, akan tetapi pada hari lainnya mengalami peningkatan pada semua kelompok dan rentang pH untuk semua kelompok adalah 3,14 3,40. Untuk total asam pada semua kelompok cenderung mengalami penurunan setiap harinya. Hasil yang berbeda-beda ini menurut Fardiaz (1992) dapat terjadi karena beberapa faktor diantaranya adalah faktor lingkungan yang berbeda pada tiap harinya, sehingga akan mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Faktor lingkungan yang dimaksud adalah suhu, kelembaban, oksigen, dan pH lingkungan. 3.1.1. Hubungan Antara Sel Mikroorganisme dengan WaktuBerdasarkan dari grafik yang didapat, menunjukkan bahwa hubungan antara jumlah sel dengan waktu antar kelompok berbeda-beda akan tetapi cenderung mengalami peningkatan dan terjadi penurunan jumlah sel pada saat N96 kecuali pada B5. Fardiaz (1992) menjelaskan bahwa pada awal inkubasi, mikroorganisme akan melalui fase lag, dimana mikroorganisme melakukan adaptasi dengan lingkungannya, namun selanjutnya mikroorganisme akan memasuki fase log, dimana akan terjadi pertumbuhan mikroorganisme yang cepat sehingga jumlah sel mikroorganisme akan bertambah banyak dan akhirnya mati. Hal ini kurang sesuai dengan hasil pengamatan yang menunjukkan jumlah sel yang fluktuatif. Hasil yang fluktuatif dapat disebabkan oleh substrat yang sudah habis dan tidak dapat difermentasi lagi.

3.1.2. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan AbsorbansiDari data yang didapat, diketahui bahwa nilai absorbansi pada seluruh kelompok berbeda-beda, akan tetapi cenderung terjadi peningkatan absorbansi ketika jumlah sel naik. Hal ini sesuai dengan Jomdecha & Prateepasen (2006) yang menyatakan bahwa jumlah sinar yang dihambat akan berbanding lurus dengan massa sel yang ada, sehingga semakin banyak jumlah sel maka sinar yang dihamburkan akan semakin banyak, jadi seharusnya nilai absorbansi akan meningkat dengan meningkatnya jumlah sel mikroorganisme.

3.1.3. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan pHBerdasarkan data yang didapat diketahui bahwa hubungan jumlah sel mikroorganisme dengan pH adlah berbanding lurus, jika pH meningkat maka jumlah sel akan meningkat. Triwahyuni et al. (2012) mengungkapkan bahwa selama proses fermentasi berlangsung, maka akan terjadi peningkatan jumlah sel yeast hingga pada waktu tertentu sebelum sel yeast mati. Ketika jumlah sel yeast ini meningkat, maka produksi etanol (alkohol) juga meningkat, sehingga akan terjadi penurunan nilai pH karena alkohol bersifat asam. 3.1.4. Hubungan Jumlah Sel Mikroorganisme dengan Total AsamBerdasarkan data yang didapat, diketahui bahwa peningkatan jumlah sel ttidak selalu meninggkatkan total asam. Hal ini kurang sesuai dengan teori Sreeramulu et al. (2000) yang menyatakan bahwa dengan semakin lama waktu fermentasi maka akan menyebabkan peningkatan jumlah sel mikroorganisme dan akan merubah gula menjadi alkohol yang bersifat asam. Dengan pembentukan alkohol maka nilai pH yang dihasilkan akan semakin rendah. Hal ini dapat disebabkan karena penghitungan total asam dengan titrasi tidak akurat akibat perbedaan antar praktikan dalam menentukan titik akhir titrasi.

3.1.5. Hubungan Absorbansi dengan WaktuDari data yang didapat diketahui bahwa hubungan antara absorbansi dengan waktu cenderung berbanding lurus. Hal ini sesuai dengan teori Jomdecha & Prateepasen (2006) bahwa semakin lama waktu fermentasi yang berlangsung maka nilai absorbansi yang dihasilkan semakin tinggi dikarenakan jumlah sel yeast yang tumbuh selama fermentasi tersebut semakin banyak jumlahnya, namun pada tahap akhir fermentasi (N96) akan mengalami penurunan jumlah mikroorganisme karena berada pada fase kematian.

4. 5. KESIMPULAN

Vinegar merupakan produk fermentasi. Kinetika bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan dan pembentukan produk oleh suatu mikroorganisme. Gula merupakan salah satu faktor yang penting dalam proses fermentasi karena berperan sebagai sumber makanan bagi mikroorganisme. Semakin lama waktu fermentasi yang berlangsung, maka nilai absorbansi yang dihasilkan semakin tinggi karena jumlah sel yeast yang tumbuh selama fermentasi semakin banyak, namun pada tahap akhir fermentasi (N96) akan mengalami penurunan jumlah mikroorganisme karena berada pada fase kematian. Pertumbuhan Saccharomyces cereviceae mengikuti kurva pertumbuhan mikroorganisme. Hubungan antara OD dan jumlah sel mikroorganisme akan berbanding lurus. Jumlah sel mikroorganisme seharusnya berbanding terbalik dengan pH substrat.

Semarang, 29 Juni 2015Asisten Dosen, Bernardus Daniel Metta Meliani Chaterine MeilaniHengky Kurniawan12.70.0075

6. 7. DAFTAR PUSTAKAChang, R. (1991). Chemistry. MC Graw Hill. USA.

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

Hadioetomo, R. S. (1993). Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Herrero, M.; L. A. Garcia & M. Diaz. (2006). Volatile Compounds in Cider: Inoculation Time and Fermentation Temperature Effects. Journal of the Institute of Brewing, Vol. 112 (3) : 210-214. Spain.

Ikhsan, M. B. (1997). Pengaruh Media Starter dan Cara Penambahan Gula Terhadap Kualitas Anggur Pisang Klutuk. Stiper Farming. Semarang.

Jomdecha, C. & A. Prateepasen. (2006). The Research of Low Ultrasonic Energy Affects to Yeast Growth in Fermentation Process. Asia Pacific Conference on NDT. Auckland, New Zealand.

Kulkarni, M. K.; P. T. Kininge & N. V. Ghasghase. (2011). Effect of Additives on Alcohol Production and Kinetic Studies of S. cerevisiae for Sugar Cane Wine Production. International Journal of Advanced Biotechnology and Research, Vol. 2 (1) : 154-158.

Kwartiningsih, E & L. Nuning S. M. (2005). Fermentasi Sari Buah Nanas Menjadi Vinegar. Ekuilibrium, Vol. 4 (1) : 8-12.

Martoharsono, S. (1994). Biokimia Jilid 1. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Muljohardjo, M. (1988). Teknologi Pengawetan Pangan Edisi Ketiga. Universitas Indonesia Press. Jakarta.

Nogueira, A; J. M. Le Quere; P. Gestin; A. Michel; G. Wosiacki & J. F. Drilleau. (2008). Slow Fermentation in French Cider Processing due to Partial Biomass Reduction. Journal Inst. Brew., Vol. 114 (2) : 102-110.

Purwoko, T. (2007). Fisiologi Mikroba. Bumi Aksara. Jakarta.

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

Sevda, S. B. & Rodrigues L. (2011). Fermentative Behavior of Saccharomyces Strains During Guava (Psidium guajava L) Must Fermentation and Optimization of Guava Wine Production. Journal of Food Process Technol., Vol. 2 (4). India.

Solomon, S. (1987). Introduction to General, Organic, and Biological Chemistry. Mc. Graw-Hill Inc. USA.

Sreeramulu; Guttapadu; Y. Zhu & W. Knol. (2000). Kombucha Fermentation and Its Antimicrobial Activity. Journal Agriculture Food Chem., Vol. 48 (6) : 2589-2594.

Triwahyuni, E.; N. Ariani; H. Hendarsyah & T. idiyanti. (2012). The Effect of Dry Yeast Saccharomyces cereviceae Concentration on Fermentation Process for Bioethanol Production from Palm Oil Empty Fruit Bunches. Proceeding of ICSEEA 31-34.

Wang, D.; Y. Xu; J. Hu & G. Zhao. (2004). Fermentation Kinetics of Different Sugars by Apple Wine Yeast Saccharomyces cerevisiae. Journal of the Institute of Brewing, Vol. 110 (4) : 340-346.

8. 9. LAMPIRAN9.1. PerhitunganRumus :

Keterangan :Volume petak = 0,05 mm x 0,05 mm x 0,1 mm = 0,00025 cm3 = 2,5 x 10-7 ccN NaOH = 0,1 N

9.1.1. Rata-Rata / tiap ccKelompok B1

Kelompok B2

Kelompok B3

Kelompok B4

Kelompok B5

9.1.2. Total AsamKelompok B1

Kelompok B2

Kelompok B3

Kelompok B4

Kelompok B5

9.2. Laporan Sementara9.3. Jurnal