LAPORAN RESMI PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI INDUSTRI
Materi : ALKOHOL
Oleh: Kelompok 2 Selasa Siang Agung Sa Satrio Wi Wibowo
(21030112140155)
Alfan Nuroini
(21030112130113)
Ayu Fitriana
(21030112130095)
Dewi Puspitosari
(21030112130100)
Laboratorium Mikrobiologi Industri Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2014
ALKOHOL HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Resmi Praktikum Mikrobiologi Industri dengan materi Alkohol disusun oleh: Kelompok
: 2 Selasa Siang
1. Agung Satrio Wibowo Wibowo
NIM. 21030112 2103011214015 140155 5
2. Alfan Nuroini
NIM. 2103011213011 0113
3. Ayu Fitriana
NIM. 21030112130095
4. Dewi Dewi Pusp Puspit itos osar arii
NIM. NIM. 2103 210301 0112 1213 1301 0100 00
Asisten Pengampu
: Fahri Rizki
Laboran
: Jufriyah
Dosen Pembimbing a. Nam Nama Lengka ngkap p
: Dr. Wida Widay yat, ST, ST, MT
b. NIP
: 197206091998031001
Semarang, 4 Juni 2014 Mengetahui
Menyetujui
Laboran Laboratorium Mikrobiologi Industri
Asisten Pengampu
Jufriyah
Fahri Rizki NIM. 21030111130138
Mengetahui Dosen Pembimbing
Dr. Widayat, ST, MT NIP. 197206091998031001 197206091998031001
Laboratorium Mikrobiologi Industri
ii
ALKOHOL HALAMAN PENGESAHAN
Laporan Resmi Praktikum Mikrobiologi Industri dengan materi Alkohol disusun oleh: Kelompok
: 2 Selasa Siang
1. Agung Satrio Wibowo Wibowo
NIM. 21030112 2103011214015 140155 5
2. Alfan Nuroini
NIM. 2103011213011 0113
3. Ayu Fitriana
NIM. 21030112130095
4. Dewi Dewi Pusp Puspit itos osar arii
NIM. NIM. 2103 210301 0112 1213 1301 0100 00
Asisten Pengampu
: Fahri Rizki
Laboran
: Jufriyah
Dosen Pembimbing a. Nam Nama Lengka ngkap p
: Dr. Wida Widay yat, ST, ST, MT
b. NIP
: 197206091998031001
Semarang, 4 Juni 2014 Mengetahui
Menyetujui
Laboran Laboratorium Mikrobiologi Industri
Asisten Pengampu
Jufriyah
Fahri Rizki NIM. 21030111130138
Mengetahui Dosen Pembimbing
Dr. Widayat, ST, MT NIP. 197206091998031001 197206091998031001
Laboratorium Mikrobiologi Industri
ii
ALKOHOL RINGKASAN Alkohol adalah senyawa yang diperlukan bagi kehidupan kita yang memiliki gugus gugus hidrok hidroksil sil yang yang berik berikata atan n dengan dengan gugus gugus alkil. alkil. Tujuan Tujuan dari dari perco percobaa baan n ini adalah membuat membuat alkohol alkohol dari sari buah nanas dengan membandingk membandingkan an konversi konversi hasil proses fermentasi fermentasi sesuai variabel variabel bebas pada percobaan yaitu jumlah jumlah ragi saat starter alkohol dan persentase volume starter saat fermentasi.Bahan yang digunakan untuk membuat alkohol adalah bahan yang mengandung glukosa, seperti nanas dengan kandungan total 12,1%. Variabel yang digunakan pada starter ialah banyaknya ragi dan pH, sedangkan pada fermentasi yaitu %V starter. Langkah pertama dalam praktikum adalah pembuatan starter dimana dihitung koloni mikroba dengan hemositometer. Selanjutnya dilakukan fermentasi media yang meliputi analisa glukosa glukosa standar, persiapan persiapan sari buah buah yang akan difermentasi, difermentasi, pengukuran pengukuran kadar glukosa glukosa sari buah, penentuan penentuan kadar glukosa glukosa substrat, dan fermentasi fermentasi media sari buah, dan menganalisa menganalisa hasilnya.Dari hasilnya.Dari percobaan, jumlah koloni koloni starter semakin meningkat seiring bertambahnya waktu karena dalam fase eksponensial dan semakin banyak jumlah ragi, maka jumlah koloni juga semakin banyak karena banyak yang membelah. membelah. Densitasnya Densitasnya semakin semakin menurun menurun karena karena adanya perubahan perubahan sebagian glukosa menjadi etanol yang memiliki densitas rendah (<1). Pada tahap fermentasi, kadar glukosa semakin menurun karena glukosa dikonversi menjadi alkohol dan CO2. Sedangkan densitas densitas hasil fermentasi fermentasi semakin semakin meningkat karena masih terjadi terjadi fase eksponensial. Kata kunci: alkohol, koloni, kadar glukosa, densitas
Laboratorium Mikrobiologi Industri
iii
ALKOHOL SUMMARY Alcohol is a substance that is necessary for our lives which has hydroxyl group which bond to alkyl group. The purpose of this experiment is to make alcohol from pineapple juice by compare the conversion according to fermentation process free variables which are the amount of yeast when starter process of alcohol and the percentages of volumes of starters when fermentation process of alcohol. The materials used to make alcohol is a glucose-containing materials, such as pineapple which have a total content of glucose is 12,1%. The variables used to alcohol starter are amount of yeast and pH, but in fermentation, the variables used is volume of starter. First step is manufacturing the starter where counting the coloni of microbe by hemositometer. Next is medium fermentation which includes standard glucose analysis, preparing pineapple juice, measuring glucose-containing of pineapple juice and substrat, and medium fermentation, and analyze the result.According to the experiment, the coloni of starter increased exponentially with time because of the exponential phase and the coloni increased with amout of yeast because all of them separated. Density is decrease because of glucose conversion into ethanol which have low density (<1). In the fermentation, glucose-containing is decrease because of glucose conversion into alcohol and carbondioxide. Whereas, density of product is increase because it still in the exponential phase. Keywords: alcohol, coloni, glucose containing, density
Laboratorium Mikrobiologi Industri
iv
ALKOHOL PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga laporan resmi ini dapat disusun. Laporan resmi dengan judul Alkohol disusun untuk memenuhi tuhas Praktikum Mikrobiologi Industri. Laporan resmi ini dalam penyusunannya tidak terlepas dari bantuan yang telah diberikan oleh berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Widayat, ST, MT selaku dosen pembimbing 2. Jufriyah selaku laboran Laboratorium Mikrobiologi Industri 3. Fahri Rizki selaku asisten pembimbing 4. Keluarga yang senantiasa mencurahkan cinta dan kasih sayangnya serta temanteman yang memberikan dorongan dan semangat. Tiada gading yang tak retak dan kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Penulis menyadari akan adanya kekurangan dari laporan resmi ini sehingga kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk memperbaiki laporan-laporan yang selanjutnya. Semoga laporan resmi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan memberikan kontribusi pada Laboratorium Mikrobiologi Industri.
Semarang, 2 Juni 2014
Penulis
Laboratorium Mikrobiologi Industri
v
ALKOHOL DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................
ii
RINGKASAN .........................................................................................................
iii
SUMMARY ............................................................................................................
iv
PRAKATA..............................................................................................................
v
DAFTAR ISI...........................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................
ix
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................
1
I.1. Latar Belakang...........................................................................................
1
I.2. Tujuan Percobaan ......................................................................................
1
I.3. Manfaat Percobaan ....................................................................................
1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.............................................................................
3
II.1. Spesifikasi Bahan Baku............................................................................
3
II.2. Alkohol.....................................................................................................
3
II.3. Starter .......................................................................................................
4
II.4. Fermentasi Alkohol ..................................................................................
5
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN...............................................................
7
III.1. Bahan dan Alat yang Digunakan ............................................................
7
III.2. Gambar Alat............................................................................................
7
III.3. Variabel Percobaan .................................................................................
8
III.4. Cara Kerja ...............................................................................................
8
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN .......................................
12
IV.1. Starter......................................................................................................
12
IV.2. Fermentasi...............................................................................................
14
BAB V PENUTUP..................................................................................................
17
V.1. Kesimpulan ..............................................................................................
17
V.2. Saran.........................................................................................................
17
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................
18
LAMPIRAN A. Lembar Perhitungan.................................................................................... A-1
Laboratorium Mikrobiologi Industri
vi
ALKOHOL B. Laporan Sementara...................................................................................... B-1 C. Kuantitas Reagen ........................................................................................ C-1 D. Fotocopy Referensi yang Dipakai E. Lembar Asistensi
Laboratorium Mikrobiologi Industri
vii
ALKOHOL DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komposisi Kimia Buah Nanas Menurut Direktorat Gizi Departemen Kesehatan (Muljoharjo, 1984)................................................................
3
Tabel 4.1. Data Hasil Percobaan Starter .................................................................
10
Tabel 4.2. Data Hasil Percobaan Fermentasi ..........................................................
10
Laboratorium Mikrobiologi Industri
viii
ALKOHOL DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Skema Embden-Meyerhof-Parnas glikolitik......................................
6
Gambar 3.1. Gambar Alat yang Digunakan............................................................
8
Gambar 3.2. Tampilan Hemositometer Menggunakan Mikroskop ........................
9
Gambar 4.1. Grafik Hubungan Jumlah Koloni vs Waktu.......................................
12
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Jumlah Ragi vs Jumlah Koloni .............................
12
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Densitas vs Waktu Saat Starter Fermentasi Alkohol ..............................................................................................
13
Gambar 4.4. Grafik Hubungan Kadar Glukosa vs Waktu Fermentasi....................
14
Gambar 4.5. Grafik Densitas vs Waktu Fermentasi Alkohol .................................
15
Laboratorium Mikrobiologi Industri
ix
ALKOHOL BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Alkohol merupakan senyawa yang sangat diperlukan bagi kehidupan kita, dapat digunakan untuk kosmetik, obat-obatan dan yang lainnya. Alkohol adalah senyawa yang memiliki gugus hydroxyl yang berikatan dengan gugus alkil. Akohol dapat dibuat salah satunya dengan cara fermentasi menggunakan mikroorganisme. Mikroorganisme yang paling sering digunakan adalah jamur Saccharomyces sp. Bahan pembuatan alkohol dengan menggunakan metode fermentasi dapat dibuat dari bahan yang mengandung glukosa, salah satunya adalah nanas. Nanas mengandung gula total yaitu 12,1% (Kwartiningsih, 2005). Alkohol sangat penting bagi kehidupan kita diantaranya sebagai energi yang dapat diperbarui, maka dari itu kami perlu melakukan praktikum pembuatan alkohol.
I.2. Tujuan Percobaan I.2.1. Starter
1. Membuat starter dari sari buah nanas sesuai variabel. 2. Membandingkan densitas dan jumlah koloni pada masing-masing starter. I.2.2. Fermentasi Etanol
1. Membuat alkohol dari sari buah nanas secara fermentasi sesuai variabel. 2. Membandingkan konversi alkohol hasil proses fermentasi dengan %V yang berbeda pada jumlah ragi dalam starter. 3. Mengetahui fenomena yang terjadi pada fermentasi alkohol.
I.3. Manfaat Percobaan I.3.1. Starter
1. Memahami dan mengetahui proses pembuatan starter dari sari buah nanas sesuai dengan variabel. 2. Mampu membandingkan densitas dan jumlah koloni pada masingmasing starter.
Laboratorium Mikrobiologi Industri
1
ALKOHOL
I.3.2. Fermentasi Etanol
1. Memahami dan mengetahui proses pembuatan alkohol dari sari buah nanas secara fermentasi sesuai variabel. 3. Mampu membandingkan konversi alkohol hasil fermentasi dengan %V yang berbeda pada jumlah ragi dalam starter. 4. Memahami fenomena yang terjadi pada fermentasi alkohol.
Laboratorium Mikrobiologi Industri
2
ALKOHOL BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Spesifikasi Bahan Baku
Nanas ( Ananas comosus L.) merupakan tanaman pangan yang tersebar di dunia, khususnya di Indonesia. Tanaman ini mudah tumbuh di berbagai jenis tanah dan iklim. Tanaman ini berasal dari Amerika Selatan dan Hindia Barat. Sistematika nanas dengan taksonominya dapat diklasifikasikan dalam divisio Spermatofita, subdivisio Angiospermae,
kelas Monokotiledon,
ordo
Farinosae,
familia
Bromeliaceae, genus Ananas, dan spesies Ananas comusus L (Kwartiningsih, 2005).
Buah ini memiliki karakteristik unik dengan rasanya yang manis dan sedikit asam. Salah satu produk lokal yang berasal dari nanas adalah alkohol dan produk ini berpotensial untuk diekspor (Chanprasartsuk, 2012). Buah nanas mengandung asam 1,6%, gula total 12,1%, dan sakarosa 7,88% (Kwartiningsih, 2005). Sedangkan komposisi kimia buah nanas menurut Diretorat Gizi Departemen Kesehatan dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 2.1. Komposisi Kimia Buah Nanas Menurut Diretorat Gizi Departemen Kesehatan (Muljoharjo, 1984) Bahan
Komposisi
Kalori
52 kal
Protein
0,4 %
Lemak
0,2 %
Karbohidrat
13,7 %
Kalsium
16 mgr/100 gr
Air
85,3 %
Fosfor
11 mgr/100 gr
Besi
0,3 mgr/100 gr
II.2. Alkohol
Alkohol sering disebut sebagai etanol. Etanol merupakan hasil dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses destilasi. Proses destilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar perlu pemurnian lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut fuel grade Laboratorium Mikrobiologi Industri
3
ALKOHOL ethanol (FGE). Proses pemurnian dengan prinsip dehidrasi umumnya dilakukan
dengan metode Molecular Sieve, untuk memisahkan air dari senyawa etanol. Bahan baku alkohol yang dapat digunakan antara lain ubi kayu, tebu, sagu dan lain-lain (Musanif, 2008). Secara umum, proses pengolahan bahan berpati untuk menghasilkan etanol dilakukan dengan proses hidrolisis dan fermentasi etanol. Proses hidrolisis yaitu proses konversi pati menjadi glukosa. Prinsip dari hidrolisis pati pada dasarnya adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa (C6H12O6). Tahap kedua adalah proses fermentasi untuk mengkonversi glukosa (gula) menjadi etanol dan CO2. Setelah proses fermentasi selesai, dilakukan destilasi untuk memisahkan etanol. Distilasi merupakan pemisahan komponen berdasarkan titik didihnya. Titik o
o
didih etanol murni adalah 78 C sedangkan air adalah 100 C pada kondisi standar (Musanif, 2008).
II.3. Starter
Dalam pembentukan alkohol melalui proses fermentasi, peran mikroorganisme sangat besar dan biasanya mikroorganisme yang digunakan untuk fermentasi mempunyai beberapa syarat yaitu mempunyai kemampuan untuk memfermentasikan karbohidrat yang cocok secara cepat, mempunyai genetik yang stabil, toleran terhadap tekanan osmosa yang tinggi, dan toleran terhadap kadar alkohol yang tinggi (Rahim, 2008). Starter yang digunakan pada fermentasi alkohol ialah
Saccharomyces
cerevisiae yang merupakan cendawan berupa khamir (yeast) sejati tergolong eukariot
mempunyai kemampuan yang tinggi sebagai imonostimulan dan bagian yang bermanfaat adalah dinding selnya (Rahim, 2008). Khamir jenis ini dapat berproduksi tinggi, toleran terhadap alkohol yang cukup tinggi, tahan terhadap kadar gula yang o
tinggi dan tetap aktif melakukan fermentasi pada suhu 4-32 C (Musanif, 2008). Mikroba ini dapat tumbuh dengan baik dalam kodisi aerob maupun anaerob. Tapi dalam kondisi anaerob, bakteri akan memfermentasi substrat menjadi gula sangat cepat dan akan segera dikonversi menjadi etanol (Wardhani, 2008). Mikroba ini menghasilkan enzim zimase yang berfungsi sebagai pemecah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa (Azizah, 2012).
Laboratorium Mikrobiologi Industri
4
ALKOHOL Produk utama dalam metabolisme Saccharomyces cerevisiae adalah air dan CO2, sedangkan produk lain yang dihasilkan dalam jumlah sedikit. Saccharomyces o
cerevisiae memerlukan suhu optimum 25-30 C dan pH 3-6 agar dapat tumbuh
dengan baik (Rahim, 2008).
II.4. Fermentasi Alkohol
Kata fermentasi berasal dari bahasa latin yaitu fermentum. Fermentasi merupakan suatu proses dimana terjadi perubahan kimia pada substrat organik sebagai hasil dari aktivitas enzim mikroba (Chojnacka, 2011). Senyawa organik yang biasa digunakan adalah zat gula (Fardiaz, 1984). Sebelum proses fermentasi yaitu proses hidrolisis yang merupakan proses pemecahan selulosa dari biomassa menjadi senyawa gula yang dapat difrementasikan menjadi alkohol. Yeast ditambahkan ke dalam media dan dipanaskan. Yeast berperan sebagai katalis dan membantu mengonversi sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. C12H22 +H2O → C6H12O6 (fruktosa) + C6H12O6 (glukosa) Fruktosa dan glukosa kemudian bereaksi dengan enzim zymase yang dikandung oleh yeast untuk memproduksi etanol dan karbondioksida. C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2CO2 (Santi, 2008) Selama proses fermentasi akan timbul panas, apabila tidak dilakukan pendinginn, suhu akan meningkat sehingga proses fermentasi akan terhambat (Rahim, 2008). Ada tiga jalur pusat
metabolisme karbohidrat pada bakteri ialah glikolisis,
jalur pentose fosfat, dan jalur Entner – Doudoroff. Untuk kebanyakan sel-sel, jalur terbesar dalam katabolisme glukosa adalah glikolisis. Pada jalur ini molekul glukosa dirubah menjadi asam piruvat (glikolisis) dan asam piruvat menjadi asam laktat (fermentasi asam laktat) tanpa pemasukan molekul oksigen. Konsep dasar dari glikolisis tersusun dalam 11 reaksi enzimatis oleh skema Embden-Meyerhof-Parnas (EMP), ditunjukkan pada gambar 2.1. Walaupun jalur dasarnya sama untuk tiap semua jenis sel, perlengkapan enzim-enzim tertentu pada jalur tersebut tidak seragam untuk berbagai jenis sel setiap spesies (Kusnadi, 2010).
Laboratorium Mikrobiologi Industri
5
ALKOHOL
Gambar 2.1. Skema Embden-Meyerhof-Parnas Glikolitik
Laboratorium Mikrobiologi Industri
6
ALKOHOL BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
III.1. Bahan dan Alat yang Digunakan III.1.1. Bahan
1. Sari buah nanas 1,5 liter
6. Indikator MB @ 2 tetes
2. Glukosa 1,25 gram
7. Aquadest
3. KH2PO4 dan MgSO4 @ 0,25 gram
8. H2SO4
4. Fehling A dan Fehling B @ 5 ml
9. NaOH
5. Ragi roti (Fermipan) 0,75 gram
10. Urea @ 0,5 gram
III.1.2. Alat
1. Erlenmeyer
6. Labu takar
2. Buret, statif, klem
7. Hemositometer
3. Pipet tetes
8. Gelas ukur
4. Kompor listrik
9. Beaker glass
5. Pengaduk
10. Corong
III.2. Gambar Alat
1.
1.
2.
3.
5.
Laboratorium Mikrobiologi Industri
6.
7
ALKOHOL
7.
8.
9.
10. Gambar 3.1. Gambar Alat yang Digunakan
III.3. Variabel Percobaan
1. Starter •
Variabel tetap
: sari buah 250 ml, 2 gr/l urea, 1 gr/l MgSO4, dan 1 gr/l KH2PO4
•
Variabel barubah : ragi roti (1 gr/l dan 2 gr/l)
•
Variabel kontrol : pH, penutup alumunium foil, densitas dan jumlah koloni (yeast)
2. Fermentasi •
Variabel tetap
: sari buah 125 ml
•
Variabel barubah : % V starter yaitu 4% V, 6% V, 8% V, dan 10% V
•
Variabel kontrol : penutup alumunium foil, kadar glukosa 10%, densitas dan kadar glukosa
III.4. Cara Kerja Pembuatan Starter
a. Sari buah 250 ml disiapkan, kemudian 1 gr/l KH2PO4, 1 gr/l MgSO4, dan urea sebanyak 2 gr/l sebagai nutrient ditambahkan ke sari buah tersebut. Laboratorium Mikrobiologi Industri
8
ALKOHOL b. Larutan tersebut disterilkan dengan cara dididihkan. c. larutan didinginkan pada suhu kamar. d. pH diatur hingga 4,5. e. Ragi roti (fermipan) 1 gr/l ditambahkan ke dalam larutan tersebut. f. Banyaknya yeast dihitung menggunakan hemositometer. g. Larutan lalu didiamkan selama 2 hari (setiap hari dihitung yeastnya). Cara perhitungan jumlah mikroorganisme dengan hemositometer: 1. Sampel 1 ml diencerkan sampai 10 ml, kemudian diambil 1 ml dan diencerkan sampai 10 ml. 2. Jumlah mikroba dihitung dengan hemositometer.
Gambar 3.2. Tampilan Hemositometer Menggunakan Mikroskop Jumlah mikroorganisme per sempel:
1 80 × 25. 10
× 10
× fp × total volume starter × Σ sel
Fermentasi Media
1. Analisa Glukosa Standar a. Glukosa standar disiapkan. Laboratorium Mikrobiologi Industri
9
ALKOHOL b. Glukosa anhidrit 1,25 gram dilarutkan sampai 500 ml. c. Standarisasi kadar glukosa 1. Glukosa standar 5 ml diencerkan sampai 100 ml, diambil 5 ml, dan pHnya dinetralkan. 2. Fehling A 5 ml dan fehling B 5 ml ditambahkan ke glukosa standar. o
o
3. Dipanaskan hingga 60 C-70 C. o
o
4. Glukosa standar dititrasi sambil dipanaskan 60 C-70 C sampai warna biru hampir hilang lalu MB 2 tetes ditambahkan. o
o
5. Dititrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60 C-70 C sampai warna biru menjadi merah bata. 6. Kebutuhan titran dicatat. F = V titran 2. Persiapan Sari Buah a. Sari buah yang telah bebas dari ampas sesuai variabel disiapkan. b. Sari buah disterilkan dengan cara didihkan. c. Didinginkan sampai suhu kamar, lalu pH diatur hingga 4,5. 3. Mengukur Kadar Glukosa Sari Buah a. Sari buah diukur densitasnya. b. M dicari dengan melakukan langkah kerja terakhir. c. Kadar glukosa sari buah dihitung dengan rumus berikut:
( − %
)×
×
=
× 100% × 0,0025
×
4. Penentuan Kadar Glukosa Substrat a. Kadar glukosa substrat sebelum fermentasi diatur sebesar 10%. Contoh : Bila dalam substrat kita menginginkan kadar glukosanya 14%. Bila %SB > 14 %, perlu diencerkan:
14% =
% (
×
×
× )+(
×
)
×
)
× 100%
Bila %SB <14%, perlu ditambah sukrosa:
14% =
180 + (% 342 + (
× ×
)
× 100%
Berat sukrosa = X mol . 342 gr/mol = Y gram Laboratorium Mikrobiologi Industri
10
ALKOHOL Y gram dilarutkan ke dalam substrat tersebut 5. Fermentasi Media Sari Buah a. Substrat yang telah diatur kadar glukosanya diambil. b. Starter ditambahkan ke dalam substrat tersebut (sesuai dengan variabel). c. Densitas dan volume konstan sebelum fermentasi diukur terlebih dahulu. d. Media sari buah difermentasi secara anaerob selama 5 hari.
Analisa Hasil
1. Densitas setelah fermentasi diukur. 2. F dan M dicari. 3. Kadar glukosa hasil fermentasi dianalisa dengan rumus:
( −
)×
×
%ℎ =
×
× 100% × 0,0025
Cara Penentuan M (M = V titran)
1. Sari buah diambil 5 ml, diencerkan hingga 100 ml, diambil 5 ml dan pHnya dinetralkan. 2. 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B ditambahkan, glukosa standar yang telah diencerkan ditambahkan (sebanyak 5 ml). o
o
3. Dipanaskan hingga 60 C-70 C. o
o
4. Dititrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60 C-70 C, sampai warna biru hampir hilang, lalu 2 tetes MB ditambahkan ke dalam larutan tersebut. o
o
5. Dititrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60 C-70 C sampai warna biru menjadi merah bata. 6. Kebutuhan titran dicatat.
Laboratorium Mikrobiologi Industri
11
ALKOHOL BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
IV.1. Stater IV.1.1. Pengaruh waktu terhadap jumlah koloni 4,5E+10 4E+10 3,5E+10 i n o 3E+10 l o k2,5E+10 h 2E+10 a l m 1,5E+10 u j 1E+10 5E+09 0
stater 1 stater 2
0
1
2
waktu (hari)
Gambar 4.1. Grafik Hubungan Jumlah Koloni vs Waktu
Grafik di atas menunjukkan perkembangan jumlah koloni yang bertambah seiring
bertambahnya
waktu.
Dibuktikan
dengan
grafik
juga
saat
Saccharomyces cereviceae pada hari kedua, mikroorganisme tersebut memiliki
aktivitas paling besar atau sedang dalam fase eksponensial sehingga jumlah koloni yang dihasilkan tiap harinya bertambah dan mencapai maksimumnya pada hari kedua (Oktarina, 2008).
IV.1.2. Pengaruh jumlah ragi terhadap jumlah koloni 7E+09 6E+09 i n 5E+09 o l o k 4E+09 h a 3E+09 l m u 2E+09 j
starter 1 starter 2
1E+09 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
jumlah ragi (gr/liter)
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Jumlah Ragi vs Jumlah Koloni Laboratorium Mikrobiologi Industri
12
ALKOHOL Pada variabel 1, kami menggunakan ragi sebanyak 1 gr/liter. Sedangkan pada variabel 2, kami menggunakan ragi sebanyak 2 gr/liter. Semakin banyak yeast yang ditambahkan, maka semakin banyak pula mikroba yang membelah, sehingga banyak koloni yang dapat dihitung jumlahnya (Dutta, 2008). Hal ini disebabkan karena mikroba mengalami fase log (eksponensial) yaitu fase dimana mikroba memperbanyak sel sehingga terjadi pertumbuhan yang meningkat. Akibatnya, jumlah koloni yang terlihat semakin banyak (Oktarina, 2008).
IV.1.3. Pengaruh waktu terhadap densitas stater 1,075 1,07 ) 1,065 L m 1,06 / r g 1,055 ( s a 1,05 t i s n 1,045 e D
stater 1 stater 2
1,04
1,035 1,03 0
1 Waktu (hari)
2
Gambar 4.3. Grafik Hubungan Densitas vs Waktu Saat Starter Fermentasi Alkohol
Grafik diatas menunjukkan densitas pada hari saat pemberian yeast merupakan densitas yang tertinggi yakni 1.062 untuk starter 1 dan 1.069 untuk starter 2. Hari selanjutnya densitas starter menurun menjadi 1.046 untuk starter 1 dan starter 2. Untuk hari terakhir pelaksanaan starter alkohol densitas starter menjadi 1.046 untuk starter 1 dan 1.05 untuk starter 2. Fenomena penurunan densitas untuk kedua starter diakibatkan oleh perubahan sebagian glukosa menjadi etanol. Etanol memiliki densitas berkisar antara 0.8039 – 0.8063 kg/L sedangkan densitas starter 1 dan starter 2 diatas 1.0, sehingga seiring dengan waktu densitas starter akan menurun (MSDS Commercial Alcohols, 2009).
Laboratorium Mikrobiologi Industri
13
ALKOHOL Kemudian terjadi pertambahan densitas untuk starter 2 dan konstan untuk starter 1. Hal ini diakibatkan oleh akibat adanya nutrisi makro dan mikro, sumber karbon yang diberikan pada starter serta pengaturan kondisi lingkungan (media) menyebabkan yeast dapat tumbuh dan berkembang yang menyebabkan jumlah koloni yeast bertambah pada saat pengukuran jumlah koloni. Fenomena yang terjadi pada pengukuran densitas berjalan secara simultan antara pembentukan etanol dan tumbuh-kembangnya jumlah koloni yeast yang ada. Oleh karena itu, untuk starter 1 pada hari 1 hingga 2 tidak mengalami pertambahan berat massa densitas karena kecepatan pembentukan alkohol terhadap densitas dan kecepatan pertumbuhan-perkembangan yeast terhadap densitas sama sehingga densitas tetap, untuk starter 2 pada hari 1 hingga 2 mengalami pertambahan berat massa densitas karena karena kecepatan pertumbuhan-perkembangan yeast terhadap densitas lebih besar dari kecepatan pembentukan alkohol terhadap densitas sehingga densitas bertambah (Azizah, 2012).
IV.2. Fermentasi IV.2.1. Pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar glukosa 25 Variabel 1 Variabel 2 Variabel 3 Variabel 4 variabel 5 Variabel 6 Variabel 7 Variabel 8
)20 % ( a s15 o k u l G r10 a d a K5
0 0
1 Waktu fermentasi (hari)
2
Gambar 4.4. Grafik Hubungan Kadar Glukosa vs Waktu Fermentasi
Berdasarkan gambar di atas, pada fermentasi hari ke-1, kadar glukosa sisa pada variabel 1,2,3,5, dan 8 mengalami peningkatan karena masih terjadi pemecahan disakarida menjadi glukosa, sedangkan glukosa yang sudah terbentuk belum seluruhnya dikonversi menjadi alkohol. Ada juga yang Laboratorium Mikrobiologi Industri
14
ALKOHOL mengalami penurunan yaitu pada variabel 4,6, dan 7. Hal ini disebabkan karena glukosa lebih banyak yang sudah dikonversi menjadi alkohol. Pada fermentasi hari ke-2, kadar glukosa sisa setiap variabel juga ada yang meningkat dari fermentasi hari sebelumnya yaitu pada variabel 2, 3, 4, 6, 7, dan 8. Hal ini disebabkan karena masih adanya pemecahan disakarida menjadi glukosa, sedangkan glukosa yang terbentuk belum seluruhnya terkonversi menjadi alkohol. Ada juga yang mengalami penurunan dari fermentasi hari sebelumnya yaitu pada variabel 1 dan 5. Hal ini disebabkan karena lebih banyak glukosa yang sudah terkonversi menjadi alkohol (Azizah, 2012).
IV.2.2. Pengaruh waktu fermentasi terhadap densitas 1,05 1,04 ) L 1,03 m / r 1,02 g ( s 1,01 a t i s 1 n e D 0,99
Variabel 1
0,98
Variabel 6
Variabel 2 Variabel 3 Variabel 4 variabel 5
0,97
Variabel 7 0
1
2
Variabel 8
Waktu (hari)
Gambar 4.5. Grafik Hubungan Densitas vs Waktu Fermentasi Alkohol
Dari grafik di atas, kenaikan densitas hasil fermentasi seiring dengan semakin bertambahnya waktu fermentasi. Hal ini disebabkan karena sampai hari ke-2 fermentasi, masih terjadi fase eksponensial yaitu tahap dimana mikroba mulai melakukan pertumbuhan sehingga semakin lama waktu fermentasi, maka mikroorganisme berkembang biak dan jumlahnya bertambah. Bertambahnya koloni ini menyebabkan naiknya densitas (Hikmiyati, 2010).
IV.2.3. Metode Mengembangbiakkan Saccharomyces cereviceae
Salah satu metode untuk mengembangbiakkan Saccharomyces cereviceae adalah dengan YPD Broth dengan menambahkan dekstrosa dan pepton pada Laboratorium Mikrobiologi Industri
15
ALKOHOL o
pH 6,5 dan suhu 25 C. Persiapan yang perlu dilakukan adalah melarutkan 50 gr medium dalam 1 liter distilled water , kemudian dididihkan. Disterilisasi o
dengan autoclave pada 118 C selama 15 menit. Medium tersebut selanjutnya o
disimpan pada suhu 2-8 C. Yeast utmbuh dengan baik pada media yang memiliki glukosa dan garam dalam jumlah kecil. Media yang akan digunakan dalam metode ini mengandung glukosa (dengan penambahan dekstrosa setelah di autoclave), garam, dan protein (Guthri, 1991).
Laboratorium Mikrobiologi Industri
16
ALKOHOL BAB V PENUTUP
V.1. Kesimpulan
1. Jumlah koloni meningkat seiring pertambahan waktu. Peningkatan paling maksimum terjadi saat hari ke-2 karena mikroorganisme mengalami fase eksponensial. 2. Semakin banyak yeast yang ditambahkan, maka semakin banyak pula mikroorganisme yang membelah. Pembelahan yang terjadi pada fase eksponensial ini mengakibatkan koloni bertambah banyak. 3. Densitas starter 1 dan starter 2 mengalami penurunan dan kenaikan. Penurunan densitas untuk kedua starter disebabkan karena perubahan sebagian glukosa menjadi etanol sedangkan densitas naik karena adanya nutrisi makro dan mikro. 4. Kadar glukosa sisa setiap variabel ada yang mengalami peningkatan dan penurunan. Kadar glukosa yang mengalami peningkatan disebabkan karena masih terjadi pemecahan disakarida menjadi monosakarida. Sedangkan, kadar glukosa yang turun disebabkan karena glukosa dikonversi menjadi alkohol. 5. Semakin meningkatnya densitas saat fermentasi disebabkan karena mikroorganisme masih dalam fase eksponensial. 6. Salah satu metode untuk mengembangbiakkan Saccharomyces cereviceae adalah dengan YPD Broth dengan menambahkan dekstrosa dan pepton pada o
pH 6,5 dan suhu 25 C.
V.2. Saran
1. Sterilkan bahan sebelum praktikum. 2. Pastikan mengatur pH dengan teliti sesuai prosedur. 3. Cermat dalam pengamatan jumlah koloni menggunakan mikroskop. 4. Tutup rapat erlenmeyer dengan alumunium foil. 5. Perhatikan perubahan warna titrasi saat TAT.
Laboratorium Mikrobiologi Industri
17
ALKOHOL DAFTAR PUSTAKA
Azizah, N., et al. 2012. Pengaruh Lama Fermentasi terhadap Kadar Alkohol, pH, dan Produksi Gas pada Proses Fermentasi Bioetanol dari Whey dengan Substitusi Kulit Nanas. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan Vol. 1 No. 2.
Chanprasartsuk, On-ong, et al. 2012. Pineapple Wine Fermentation with Yeasts Isolated from Fruit as Single and Mixed Starter Cultures. Asian Journal of
Food and Agro-Industry 5(02), 104-111. Chojnacka, K. 2011. Fermentation Products. Encyclopedy of Life Support System Chemical Engineering and Chemical Process Technology Vol. V. Dutta, Rajiv. 2008. Fundamentals of Biochemical Engineering. Springer. New York. Fardiaz, Winarno. 1984. Biofermentasi dan Biosintesa Protein. Angkasa. Bandung. Guthri, Christine and Gerald Fink. 1991. Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology. Methods in Enzymology Vol.4.
Hikmiyati, Nopita dan Noviea Sandrie Yanie. 2010. Pembuatan Bioetanol dari Limbah Kulit Pisang melalui Proses Hidrolisa Asam dan Enzimatis.
Universitas Diponegoro. Semarang. Kusnadi. 2010. Mikrobiologi. FMIPA UPI. Bandung. Kwartiningsih, Endang dan Ln. Nuning Sri Mulyati. 2005. Fermentasi Sari Buah Nanas Menjadi Vinegar . Ekuilibrium Vol. 4. No. 1, 8-12.
MSDS Commercial Alcohols. 2009. Muljoharjo, M. 1984. Nanas dan Teknologi Pengolahannya. Liberty. Bandung. Musanif, Jamil. 2008. Bio-ethanol. Departemen Pertanian. Jakarta. Oktarina, Eva. 2008. Penapisan dan Uji Akttivitas Bakteri Alkalo Termofilik Penghasil Xilanase. Universitas Indonesia. Jakarta.
Rahim, Dicha. 2008. Produksi Etanol oleh Saccaromyces cereviceae var enipsodeus dari Sirup Dekstrin Pati Sagu (Mettroxylon sp.) Menggunakan Metode Aerasi Penuh dan Aerasi Dihentikan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Santi, Sintha Soraya. 2008. Pembuatan Alkohol dengan Proses Fermentasi Buah Jambu Mete oleh Khamir Saccaromyces cereviceae. Teknik Kimia UPN
“Veteran”. Surabaya.
Laboratorium Mikrobiologi Industri
18
ALKOHOL Wardhani, Agnes Dwi dan Dyani Prasasti. 2008. Pengaruh Bakes Yeast terhadap Pembuatan Ethanol dari Buah Nangka Sortiran. Jurusan Teknik Kimia
Universitas Diponegoro. Semarang.
Laboratorium Mikrobiologi Industri
19
ALKOHOL LEMBAR PERHITUNGAN
1. Hasil Percobaan Stater
Volume picno = 26 mL Tabel.4.1. Data Hasil Percobaan Stater Hari ke-0 Variabel
Hari ke-1
Hari ke-2
ρ
Jumlah
ρ
Jumlah
ρ
Jumlah
(gr/ml)
koloni
(gr/ml)
koloni
(gr/ml)
koloni
1
1,062
3,75 x 10
1,046
1,5 x 10
1,046
2 x 10
2
1,069
6,25 x 10
1,046
3 x 10
1,05
4 x 10
Fermentasi
% SB = 14,34% Pengenceran dengan menambah aquadest sebanyak 745 ml. Tabel 4.2. Data Hasil Percoban Fermentasi Variabel
Hari ke-0
Hari ke-1
Hari ke-2
%h
ρ (gr/ml)
%h
ρ (gr/ml)
%h
ρ (gr/ml)
1
14,85
1,01
17,47
1,03
14,13
1,04
2
15
1
15,37
1,015
15,96
1,04
3
15,54
1,01
16,27
1,02
20,33
1,038
4
11,94
1,03
10,14
1,035
19,02
1,046
5
12,91
1,03
13,33
1,035
9,25
1,038
6
12,37
1,035
10,31
1,038
17,88
1,04
7
12,62
1,03
4,83
1,035
16,47
1,038
8
9,71
1,03
11,59
1,035
19,17
1,038
2. Perhitungan a. Stater
Massa picno kosong = 24,8 gr Massa aquadest + picno = 50,8 gr Massa aquadest = (50,8-24,8) gr = 26 gr
Laboratorium Mikrobiologi Industri
A-1
ALKOHOL =
V picno =
= 26
/
- Densitas Stater hari ke-0 Stater 1; massa = 27,6 gr
=
=
27,6 26
= 1,062
/
= 1,069
/
= 1,046
/
= 1,046
/
= 1,046
/
Stater 2; massa = 27,8 gr
=
=
27,8 26
- Densitas Stater hari ke-1 Stater 1; massa = 27,2 gr
=
=
27,2 26
Stater 2; massa = 27,2 gr
=
=
27,2 26
- Densitas Stater hari ke-2 Stater 1; massa = 27,2 gr
=
=
27,2 26
Stater 2; massa = 27,3 gr
=
=
27,6 26
= 1,05
/
Jumlah Koloni
1 80 × 25. 10
× 10
×
×
×
- Jumlah Koloni hari ke-0 Starter 1:
1 80 × 25. 10
× 10
× 100 × 250 × 3 = 3,75 × 10
Starter 2:
1 80 × 25. 10
-
× 10
× 100 × 250 × 5 = 6,25 × 10
Jumlah Koloni hari ke-1 Starter 1:
1 80 × 25. 10
× 10
× 100 × 250 × 12 = 1,5 × 10
Laboratorium Mikrobiologi Industri
A-2
ALKOHOL Starter 2:
1 80 × 25. 10
× 100 × 250 × 14 = 3,0 × 10
× 10
- Jumlah Koloni hari ke-2 Starter 1:
1 80 × 25. 10
× 100 × 250 × 16 = 2,0 × 10
× 10
Starter 2:
1 80 × 25. 10
× 100 × 250 × 32 = 4,0 × 10
× 10
b. Fermentasi •
Kadar glukosa nanas
F = 23 mL M = 8 mL
= 1,046 gr/mL ( − %
)×
×
=
× 100% × 0,0025
× % %
=
=
(23
( −
−8
1,046
) )
/
= 14,34%
Kadar yang diminta adalah 10%, karena kadar kurang dari yang diminta maka perlu ditambahkan sukrosa, penambahannya : Bila %SB >10%, perlu ditambah sukrosa:
10% = 10% =
(
% (
×
×
× )+(
×
14,34 × 5 × 1,046 / × 1 / ) + (26 × 1,046
)
× 100%
/
)
× 100%
V aq = 745 ml
•
Densitas dan %h tiap variabel
( −
)×
%ℎ =
Laboratorium Mikrobiologi Industri
× ×
× 100% × 0,0025
A-3
ALKOHOL %ℎ =
( −
)
× 100% × 0,0025
hari ke-0
Volume = 26 mL F =23 mL - Variabel 1 Massa : 26,2gr
=
26,2
=
26
= 1,01
/
M= 8 mL
%ℎ =
( −
)
=
(23 − 8) 1,01
/
= 14,85 %
- Variabel 2 Massa : 26gr
=
=
26 26
=1
/
M= 8,5 mL
%ℎ =
( −
)
=
(23 − 8,5) 1
= 15%
/
- Variabel 3 Massa : 26,2gr
=
26,2
=
26
= 1,01
/
M= 7,3 mL
( −
%ℎ =
)
=
(23 − 7,3) 1,01
/
= 15,54 %
- Variabel 4 Massa : 26,8gr
=
=
26,8 26
= 1,03
/
M= 10,7 mL
%ℎ =
( −
)
=
(23 − 10,7) 1,03
/
= 11,94 %
- Variabel 5
Laboratorium Mikrobiologi Industri
A-4
ALKOHOL Massa : 26,8gr
=
26,8
=
26
= 1,03
/
M= 9,7 mL
( −
%ℎ =
)
=
(23 − 9,7) 1,03
/
= 12,91 %
- Variabel 6 Massa : 26.9gr
=
=
26,9 26
= 1,035
/
M= 10,2 mL
%ℎ =
( −
)
=
(23 − 10,2) 1,035
= 12,37 %
/
- Variabel 7 Massa : 26,8gr
=
=
26,8 26
= 1,03
/
M= 10 mL
%ℎ =
( −
)
=
(23 − 10) 1,03
/
= 12,62 %
- Variabel 8 Massa : 26,8gr
=
=
26,8 26
= 1,03
/
M= 13 mL
%ℎ =
( −
)
=
(23 − 13) 1,03
/
= 9,71 %
hari ke-1
Volume = 26 mL F = 24,3 mL - Variabel 1 Massa : 26,7gr
=
=
Laboratorium Mikrobiologi Industri
26,7 26
= 1,03
/
A-5
ALKOHOL M= 6,3 mL
%ℎ =
( −
)
=
(24,3 − 6,3) 1,03
/
= 17,47 %
- Variabel 2 Massa : 26,4gr
=
26,4
=
26
= 1,015
/
M= 8,7 mL
%ℎ =
( −
)
=
(24,3 − 8,7) 1,015
/
= 15,37 %
- Variabel 3 Massa : 26,5gr
=
=
26,5 26
= 1,02
/
M= 7,7 mL
%ℎ =
( −
)
=
(24,3 − 7,7) 1,02
/
= 16,27 %
- Variabel 4 Massa : 26,9gr
=
26,9
=
26
= 1,035
/
M= 13,8 mL
%ℎ =
( −
)
=
(24,3 − 13,8) 1,035
/
= 10,14%
- Variabel 5 Massa : 26,9gr
=
26,9
=
26
= 1,035
/
M= 10,5 mL
%ℎ =
( −
)
=
(24,3 − 10,5) 1,035
/
= 13,33%
- Variabel 6 Massa : 27
=
=
Laboratorium Mikrobiologi Industri
27 26
= 1,038
/ A-6
ALKOHOL M= 13,6 mL
( −
%ℎ =
)
=
(24,3 − 13,6) 1,038
/
= 10,31%
- Variabel 7 Massa : 26,9 gr
=
=
26,9 26
= 1,035
/
M= 19,3 mL
( −
%ℎ =
)
(24,3 − 19,3)
=
1,035
/
= 4,83%
- Variabel 8 Massa : 26,9 gr
=
=
26,9 26
= 1,035
/
M= 12,3 mL
%ℎ =
( −
)
=
(24,3 − 12,3) 1,035
/
= 11,59%
hari ke-2
Volume = 26 mL F = 32,1 mL - Variabel 1 Massa : 27,1 gr
=
=
27,1 26
= 1,04
/
M= 17,4 mL
%ℎ =
( −
)
=
(32,1 − 17,4) 1,04
/
= 14,13%
- Variabel 2 Massa : 27,1 gr
=
=
27,1 26
= 1,04
/
M= 15,5 mL
%ℎ =
( −
)
=
Laboratorium Mikrobiologi Industri
(32,1 − 15,5) 1,04
/
= 15,96%
A-7
ALKOHOL - Variabel 3 Massa : 27 gr
=
=
27 26
= 1,038
/
M= 11 mL
( −
%ℎ =
)
(32,1 − 11)
=
1,038
/
= 20,33 %
- Variabel 4 Massa : 27,2gr
=
=
27,2 26
= 1,046
/
M= 12,2 mL
( −
%ℎ =
)
=
(32,1 − 12,2) 1,046
/
= 19,02%
- Variabel 5 Massa : 27 gr
=
=
27 26
= 1,038
/
M= 22,5 mL
( −
%ℎ =
)
(32,1 − 22,5)
=
1,038
/
= 9,25%
- Variabel 6 Massa : 27,1
=
=
27,1 26
= 1,04
/
M= 12,5mL
%ℎ =
( −
)
=
(32,1 − 13,5) 1,04
/
= 17,88%
- Variabel 7 Massa : 27gr
=
=
27 26
= 1,038
/
M= 15 mL
%ℎ =
( −
)
=
(32,1 − 15) 1,038
/
= 16,47%
- Variabel 8
Laboratorium Mikrobiologi Industri
A-8