Kinetika Fermentasi Dalam Produksi Minuman Vinegar_D_11.70.0110

1. HASIL PENGAMATAN

1.1. Hasil Pengamatan KinetikaHasil pengamatam kinetika fermentasi cider apel dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kinetika Cider Apel KelompokPerlakuanWaktu MO tiap petakRata-rata/ MO tiap petakRata-rata/ MO tiap ccOD (nm)pHTotal Asam

1234

D1Sari Apel + S. cerevisiaeN01926201620,258,08 x 1070,09283,3411,52

N24796711013798,253,93 x 1080,61673,3311,52

N48160128171179159,56,38 x 1081,0403,4514,44

N727221218077135,755,41 x 1081,60383,4614,44

N96141130122142133,755,35 x 1081,11953,4511,52

D2Sari Apel + S. cerevisiaeN025353269251 x 1080,02733,3810,94

N2448536057441,76 x 1080,66823,3511,90

N48821151141211084,32 x 1080,98753,4514,44

N72122117125125122,54,89 x 1080,99583,4610,56

N961471461511401465,84 x 1081,50343,5411,36

D3Sari Apel + S. cerevisiaeN071618611,754,7 x 1070,05883,3511,52

N246258797568,52,74 x 1080,50953,2812,48

N4811297133141120,754,83 x 1081,06953,4214,40

N72104109116120112,254,49 x 1081,00333,4114,40

N96182193189203191,757,67 x 1081,30803,4510,56

D4Sari Apel + S. cerevisiaeN065796,752,7 x 1070,01353,3211,52

N249790869291,2536,5 x 1070,61893,3113,06

N481501001369011947,6 x 1070,94353,3913,248

N72161159155160158,7563,5 x 1070,91083,4213,44

N969960476768,2527,3 x 1071,19903,4512,288

D5Sari Apel + S. cerevisiaeN03932422133,513,4 x 1070,00873,3312,67

N2411518517421017971,6 x 1071,00273,3216,896

N4821525621718821987,6 x 1071,32563,439,792

N72271240231181230,7592,3 x 1071,31243,4510,56

N96220204255207221,2588,6 x 1071,04823,4911,904

pH blanko = 3,33OD blanko = 0,0000Pada Tabel 1. menunjukkan bahwa jumlah mikroorganisme tiap petak meningkat dalam waktu N0, N24, N48,dan N72, sedangkan pada waktu N96 jumlah mikroorganisme tiap petak menurun. Rata-rata mikroorganisme tiap petak tertinggi ada pada kelompok D5 sedangkan terendah ada pada kelompok D4. Nilai Optical Density (OD) mikroorganisme tiap petak dalam waktu N0, N24, N48,dan N72 meningkat sedangkan pada waktu N96 nilai OD mikroorganisme tiap petak menurun. pH tertinggi pada waktu N96 dan nilai total asam menurun pada waktu N96.

1.2. Grafik Kinetika Cider Apel

Grafik 1.Hubungan Pertumbuhan Yeast (total biomassa) dan Waktu

Grafik 2.Hubungan Konsentrasi Sel Biomassa (OD) dan Waktu

Grafik 3.Hubungan pertumbuhan Yeast (total biomassa) dan pH

Grafik 4.HubunganPertumbuhanYeast (total biomassa) dan Konsentrasi Sel Biomassa (OD)

Grafik 5.Hubungan Pertumbuhan Yeast (total biomassa) dan Total Asam

2. PEMBAHASAN

Minuman beralkohol dapat terbuat dari buah/sari buah yang masih mentah, dengan atau tanpa penambahan alkohol (Pappler & Perlman, 1979). Dalam fermentasi, substrat (gula) melangsungkan asimilasi anaerob, dan menghasilkan asam organik (misalnya laktat, format, atau asam asetat), atau dengan terbentuknya gas (gas hidrogen atau karbondioksida). Pada sel khamir, suasana anaerob mampu mengkonversi glukosa menjadi etil alkohol dan karbondioksida (Fardiaz, 1992). Sedangkan menurut Winarno et al. (1984) terjadinya fermentasi ini dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan, sebagai akibat dari pemecahan kandungan bahan-bahan pangan tersebut. Sebagai contoh misalnya buah atau sari buah dapat menghasilkan rasa dan bau alkohol. Menurut Scott & Sullivan (2008) fermentasi jamur meliputi yeast (seperti Saccharomyces), yang menghasilkan minuman beralkohol.

Kadar gula sari buah merupakan faktor yang penting dalam proses fermentasi, karena gula mempunyai peranan sebagai sumber karbon dalam metabolisme yeast. Konsentrasi gula dalam sari buah harus dipertahankan dalam keadaan optimum yaitu 15 %. Bila konsentrasi gula terlalu rendah atau tinggi, maka yeast tidak memiliki aktivitas dalam cairan buah. Konsentrasi gula yang optimum akan menyebabkan aktivitas yeast penuh, sehingga yeast dapat mengubah zat-zat dalam sari buah secara penuh, sehingga tidak sempat menggumpal yang dapat membuat cairan keruh. Biasanya gula sederhana yang digunakan adalah glukosa atau fruktosa yang dihasilkan dari pemecahan substrat karbohidrat kompeks oleh adanya enzim (Matz, 1992).

Pada praktikum yang dilakukan, bahan yang digunakan adalah sari buah apel malang yang kemudian difermentasikan dengan menggunakan Saccharomyces cerevisiae. Hal ini sesuai berdasarkan teori Rahman (1992) bahwa glukosa dalam buah difermentasi oleh Saccharomyces cereviseae. Alkohol dan CO2 merupakan hasil pemecahan pati. Dalam proses fermentasi alkohol, bahan berkadar pati tinggi akan mengalami perubahan. Perubahan-perubahan ini disebabkan adanya proses sakarifikasi pati oleh enzim amilase yang diproduksi oleh kapang, yang kemudian dilanjutkan dengan proses fermentasi alkohol oleh khamir.

Dalam pembuatan cider apel, jus apel malang diambil 250 ml, kemudian ditambahkan yeast Saccharomyces cerevisiae sebanyak 30 ml dan dimasukkan ke damal Erlenmeyer berisi jus apel malang secara aseptis. Kemudian diinkubasi dengan perlakuan shaker pada suhu ruang (25-30oC) selama 5 hari dan setiap 24 jam diambil sampel sebanyak 10 ml secara aseptis. Lalu diuji tingkat kepadatan sel Saccharomyces cerevisiae (N0) dengan menggunakan alat Haemacytometer yang dilakukan pengamatan selama N0, N24, N48, N72 dan N96. Selain penghitungan jumlah sel, sari apel tersebut juga diukur besar OD dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 660 nm dan pH sari apel.

Gambar 1. Haemacytometer

Gambar 2. N0 Gambar 3. N24

Gambar 4. N48Gambar 5. N72

Gambar 6. N96

Berdasarkan percobaan didapatkan hasil bahwa pada kelompok D1, D4, dan D5 rata-rata jumlah mikroorganisme tiap petak dalam waktu N0, N24, N48, N72 meningkat tetapi dalam waktu N96 rata-rata jumlah mikroorganisme tiap petak dalam waktu menurun. Sedangkan kelompok D2 dan D3 rata-rata jumlah mikroorganisme tiap petak dalam waktu N0, N24, N48, N72 dan N96 meningkat. Begitu pula dengan rata-rata jumlah mikroorganisme tiap cc dan nilai OD pada kelompok D1, D4, dan D5 rata-rata jumlah mikroorganisme tiap petak dalam waktu N0, N24, N48, N72 meningkat tetapi dalam waktu N96 rata-rata jumlah mikroorganisme tiap petak dalam waktu menurun. Sedangkan kelompok D2 dan D3 rata-rata jumlah mikroorganisme tiap petak dalam waktu N0, N24, N48, N72 dan N96 meningkat.

Gamabar jumlah mikroorganisme pada N24:

Petak 1 Petak 2 Petak 3 Petak 4

Gambar jumlah mikroorganisme pada N48: Petak 1 Petak 2 Petak 3 Petak 4Gambar jumlah mikroorganisme pada N72:

Petak 1 Petak 2 Petak 3 Petak 4

Gambar jumlah mikroorganisme pada N96 : Petak 1 Petak 2 Petak 3 Petak 4

pH pada kelompok D1 paling rendah sebesar 3,33 pada waktu N24 sedangkan pH paling tinggi sebesar 3,46 ada pada waktu N72. Pada kelompok D2 paling rendah sebesar 3,38 pada waktu N24 sedangkan pH paling tinggi sebesar 3,54 ada pada waktu N96. Pada kelompok D3 paling rendah sebesar 3,28 pada waktu N24 sedangkan pH paling tinggi sebesar 3,45 ada pada waktu N96. Pada kelompok D4 paling rendah sebesar 3,31 pada waktu N24 sedangkan pH paling tinggi sebesar 3,45 ada pada waktu N96. Pada kelompok D5 paling rendah sebesar 3,32 pada waktu N24 sedangkan pH paling tinggi sebesar 3,49 ada pada waktu N96. Total asam rata-rata pada kelompok D1 sebesar 12,688, kelompok D2 sebesar 11,84. Pada kelompok D3 total asam rata-rata sebesar 12,672, pada kelompok D4 total asam rata-rata sebesar 12,711 sedangkan D5 sebesar 12,364. Total asam tertinggi adalah pada kelompok D4 sedangkan total asam terendah pada kelompok D2. Menurut Rahman (1992) menyatakan bahwa penentuan kadar biomassa dengan absorbansi didasarkan pada kekeruhan yang menandai pertumbuhan mikrobia pada media cair. Makin besar konsentrasi sel mikrobia dalam suspensi, maka kenampakan suspensi makin keruh. Kekeruhan digunakan untuk mempelajari kinetika pertumbuhan mikroba. Kekeruhan suspensi sel mikrobia dapat diukur dengan menggunakan spektrofotometer. Sedangkan menurut Asli (2009) konsentrasi alkohol maksimum dicapai dengan pH 4,5 diikuti oleh pH 4. Konsentrasi alkohol terendah mencapai pH 3,5 yang menunjukkan bahwa ia memiliki aktivitas enzim lebih rendah pada pH ini.

Analisa kuantitatif secara spektroskopi memiliki prinsip yaitu membandingkan absorbsi energi radiasi pada panjang gelombang tertentu dari larutan sampel terhadap larutan standar. Di dalam analisa spektroskopi, panjang gelombang yang digunakan disesuaikan dengan kemampuan zat tersebut mengabsorbsi energi radiasi pada panjang gelombang tersebut. Semakin tinggi nilai absorbansi, maka akan makin kecil nilai transmittance-nya (Harjadi, 1986). Jika absorbance (A) digambarkan dalam sebuah grafik dengan konsentrasi suatu garis lurus maka dapat diramalkan dengan menggunakan hukum Beers. Dari garis lurus ini diketahui bahwa semakin meningkat konsentrasinya maka meningkat pula nilai absorbansinya (Ewing, 1976). Menurut Gaman & Sherington (1994) menyatakan bahwa semakin lama inkubasi maka nilai absorbansinya akan semakin rendah. Nilai absorbansi yang ditunjukkan merupakan tanda adanya aktivitas dari mikroba.

Sari buah alami diproduksi oleh fermentasi spontan jus apel oleh ragi. Jenis fermentasi menjadi penting khususnya untuk memastikan spesies yeast yang terkait dengan proses fermentasi. Faktor-faktor seperti lokasi geografis, kondisi iklim, varietas apel dan teknologi pembuatan cider dapat mempengaruhi keragaman yeast yang muncul (Valles et al., 2007). Menurut Nogueira et al., 2008) ketika ragi telah tumbuh sampai batas tertentu, gelembung kecil karbon dioksida yang terbentuk meringankan gel, yang menyusut dan mengapung di bagian atas jus.

Pengaruh suhu fermentasi terhadap kinetika pertumbuhan S. cerevisiae bahwa tidak ada fase lag yang diamati selama pertumbuhan baik spesies pada temperatur. Pada suhu rendah yeast cenderung kurang sensitif terhadap efek racun dari konsentrasi alkohol yang tinggi. Tingkat pertumbuhan sel yeast sangat dipengaruhi oleh fermentasi suhu. Pada suhu yang lebih hangat (> 20C), sel-sel yeast mengalami penurunan cepat dalam kelangsungan hidupnya pada akhir fermentasi sedangkan pada suhu dingin, pertumbuhan sel akan terhambat, tetapi kelangsungan hidup ditingkatkan (Sener et al., 2007).

3. KESIMPULAN

Kadar gula sari buah merupakan faktor yang penting dalam proses fermentasi, karena gula mempunyai peranan sebagai sumber karbon dalam metabolisme yeast.

Penentuan kadar biomassa dengan absorbansi didasarkan pada kekeruhan yang menandai pertumbuhan mikrobia pada media cair.

Gula sederhana yang digunakan adalah glukosa atau fruktosa yang dihasilkan dari pemecahan substrat karbohidrat kompeks oleh adanya enzim.

Konsentrasi alkohol maksimum dicapai dengan pH 4,5 diikuti oleh pH 4.

Semakin tinggi nilai absorbansi, maka akan makin kecil nilai transmittance-nya.

Semakin lama inkubasi maka nilai absorbansinya akan semakin rendah.

Semarang, 24 Juni 2014PraktikanAsisten dosen Stella Maris H. Andriani Lelyana D. Andriani Cintya S. Felisitas Nindi Arianti 11.70.0110

4. DAFTAR PUSTAKA

Asli, M.S. (2010). A Study On Some Efficient Parameters In Batch Fermentation of Ethanol Using Saccharomyces cerevesiae SC1 Extracted from Fermented Siahe Sardasht Pomace. African Journal of Biotechnology Vol. 9 (20), pp. 2906-2912, 17 May, 2010.

Ewing, G.W. (1976).Instrumental Methods of Chemical Analysis. Mc Growhill Book Company. USA.

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

Gaman, P. M. & K. B. Sherrington. (1994). Ilmu Pangan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Harjadi, W. (1986). Ilmu Kimia Analisis Dasar. Gramedia. Jakarta.

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

Nogueira. A, J. M. Le Quere, P. Gestin, A. Michel , G. Wosiacki and J. F. Drilleau. (2008). Slow Fermentation in French Cider Processing due to Partial Biomass Reduction. Journal of The Institute of Brewing vol. 114, no. 2, 2008.

Pappler, H.J & D. Perlman. (1979). Micribial Tenhnology Fermentation Tenhnology Second Edition. Academic Press. New York.

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

Scott, R. and W. C. Sullvan. (2008). Ecology of Fermented Foods. Human Ecology Review, Vol. 15, No. 1, 2008.

Sener, A., A.Canbas and M. U. Unal. (2007). The Effect of Fermentation Temperature on the Growth Kinetics of Wine Yeast Species. Turk J Agric For 31 (2007) 349-354.

Valles, B. S., R. P. Bedrifiana, Norman F.T., A. Q. Simon and R. R. Madrera. (2007). Yeast Species Associated With The Spontaneous Fermentation of Cider. Food Microbiology 24 (2007) 2531.

Winarno, F. G., S. Fardiaz & D. Fardiaz. (1984). Pengantar Teknologi Pangan. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

5. LAMPIRAN

5.1. Perhitungan

= 0,00025 mm3

Rata- rata / jumlah mikrobia tiap petak N0 = N24 =N48=N72=N96=Rata- rata / jumlah mikrobia tiap cc x rata- rata jumlah mo tiap petakVolume petak = 0,05 mm x 0,05 mm x 0,1 mm=0,00025 mm3=0,00000025 cc=2,5 x 10-7 ccN0 = x 20,25= 8,08 x 107N24 = x 98,25= 3,93 x 108N48= x 159,5= 6,38 x 108N72= x 135,75= 5,41 x 108N96= x 133,75= 5,35 x 108

Total Asam

Hari ke-0

Hari ke-24

Hari ke-48

Hari ke-76

Hari ke-96

5.2. Laporan Sementara 5.3. Abstrak Jurnal

Fermented foods arise in the human relationship to the microbial environment. Human survival is connected to yeasts and bacteria that produce lactic acid and alcohol in preserved foods. This constitutes a fermentation ecosystem that embodies the succession of species, partitioning of resources, disturbance and equilibrium found in larger ecosystems. Fermented foods are preserved by microbes that live in food storage vessels. In many societies, the contribution of fermented food has been central. Fermentation ecosystems can be used as an engaging instructional tool to illustrate ecological concepts and lead to a more complex understanding of the ecology of human nutrition.(Ecology of Fermented Foods Human Ecology Review, Vol. 15, No. 1, 2008)

Siahe sardasht grape is famous variety of grape in Iran that is used for red grape juice concentrate. The pomace of this grape (as byproduct of fruit juice concentrate industry) is a favorable medium for growth of all type of yeasts. The ethanol production using Saccharomyces cerevesiae SC1 extracted from fermented siahe sardasht grape pomace was studied in batch fermentation. The best ethanol production rates are observed at pH 4.5, temperature 32C and sugar concentration equal to 100 g/L. According to the results, KH2PO4 is a better phosphorous source in comparison with K2HPO4, and (NH4)2SO4 is the best nitrogen source.(A Study On Some Efficient Parameters In Batch Fermentation Of Ethanol Using Saccharomyces cerevesiae SC1 Extracted From Fermented Siahe Sardasht Pomace)

This paper reports the influence of cider-making technology (pneumatic and traditional pressing) on the dynamics of wild yeast populations. Yeast colonies isolated from apple juice before and throughout fermentation at a cider cellar of Asturias (Spain), during two consecutive years were studied. The yeast strains were identified by restriction fragment length polymorphism analysis of the 5.8S rRNA gene and the two flanking internal transcribed sequences (ITS). The musts obtained by pneumatic pressing were dominated by non- Saccharomyces yeasts (Hanseniaspora genus and Metschnikowia pulcherrima) whereas in the apple juices obtained by traditional pressing Saccharomyces together with non-Saccharomyces, were always present. The species Saccharomyces present were S. cerevisiae and S. bayanus. Apparently S. bayanus, was the predominant species at the beginning and the middle fermentation steps of the fermentation process, reaching a percentage of isolation between 33% and 41%, whereas S. cerevisiae took over the process in the final stages of fermentation. During the 2001 harves with independence of cider-making technology, the species Hanseniaspora valbyensis was always isolated at the end of fermentations.(Yeast Species Associated With The Spontaneous Fermentation of Cider)

This study looked at the effects of an operation used by some French cider makers in order to optimise the process. The technique examined is one that consists of reducing the yeast population during fermentation, so that the fermentation velocity decreases. At different stages of the fermentation, several decimal biomass reductions were performed and their effects were determined both by counting the two main yeast populations (fermenting yeast and oxidative yeasts) and by analysing the main parameters involved in yeast growth and fermentation (total nitrogen, density). In the present experiments, it was shown that a single decimal biomass reduction was enough to control the fermentation once the density of the untreated raw juice had undergone a 5 to 10 point drop corresponding to the consumption of about 1326 g sugar per litre. This drop was linked to the growth phase of the yeasts in the untreated assay. When this reduction was performed later, the fermentation velocity became too low to reach the expected density. Nitrogen consumption appears to be one of the key parameters of this operation.(Slow Fermentation in French Cider Processing due to Partial Biomass Reduction)

Saccharomyces cerevisiae (Zymaflore VL1) and Saccharomyces cerevisiae (Uvaferm CM) was examined using the white Emir grape that is grown in the Nevflehir-rgp region of Turkey. Growth of both yeast species varied according to temperature. Kinetic and yield parameters were both temperature dependent. Sensory evaluation showed that the taste panel was able to discern the wines fermented by Uvaferm CM and Zymaflore VL1 at different temperatures. The panel preferred the wine fermented by Uvaferm CM at 18 C.(The Effect of Fermentation Temperature on the Growth Kinetics of Wine Yeast Species)KINETIKA FERMENTASI DALAM PRODUKSI MINUMAN VINEGAR

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM TEKNOLOGI FERMENTASI

Disusun oleh : Felisitas Nindi A 11.70.0110Kelompok D1

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANUNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG2014