BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Bioteknologi
secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu.
Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun
keju yang sudah dikenal sejak abad ke-9. Bioteknologi dengan menggunakan
mikroorganisme dapat menghasilkan makanan dan minuman karena dapat tumbuh
dengan cepat, mengandung protein yang cukup tinggi dan dapat menggunakan
produk-produk sisa sebagai substratnya misalnya dari limbah dapat menghasilkan
produk yang tidak toksik dan reaksi biokimianya dapat dikontrol oleh enzim
organisme itu sendiri (Darma, 2010).
Fermentasi
merupakan bentuk tertua dari bioteknologi minuman beralkohol (bir, anggur,
tuak), makanan terfermentasi (keju, yoghurt, tape, tempe, petis, terasi). Orang
Somaria dan Babilon kuno sudah minum bir sejak 6000 tahun sebelum masehi. Orang
Mesir sudah membuat adonan Kue Asam sejak tahun 4000 sebelum masehi. Sedangkan
di Eropa, minuman anggur sudah dikenal jauh dimasa lalu dengan proses fermentasi
perkembangan bioteknologi jaman sebelum Louis Pasteur. Tujuan fermentasi adalah
untuk menghasilkan suatu produk (bahan pakan) yang mempunyai kandungan nutrisi,
tekstur, biological availability yang
lebih baik, disamping itu juga menurunkan zat anti nutrisinya (Darma, 2010).
Sehingga yang
melatarbelakangi pembuatan laporan ini yaitu untuk mengetahui bagaiafmana cara
pembuatan alkohol dari sari buah mangga (Mangifera
indica).
1.2 Tujuan
Adapun tujuan
dari praktikum ini yaitu untuk mempelajari prosedur pembuatan sari buah
beralkohol dan mempelajari proses terbentuknya alkohol dengan bantuan Saccharomyces cerivisiae.
BAB
II
TINJAUAN PUSTAKA
Bioteknologi adalah
cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus,
dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses
produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana
sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di
bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah
dikenal sejak abad ke-19,pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas
baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang
medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan
penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang
terbatas akibat proses fermentasiyang tidak sempurna. Perubahan signifikan
terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini,
produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal. Berikut akan
kami bahas mengenai salah satu bentuk Bioteknologi yaitu Fermentasi (Darma,
2010).
Mikroorganisme dapat
menjadi bahan pangan ataupun mengubah bahan pangan menjadi bentuk lain. Proses
pembuatan pangan yang dibantu oleh mikroorganisme misalnya melalui fermentasi,
seperti keju, yoghurt, dan berbagai makanan lain termasuk kecap dan tempe. Pada
masa mendatang diharapkan peranan mikroorganisme dalam penciptaan makanan baru
seperti mikroprotein dan protein sel tunggal. Mengenal sifat dan cara hidup
mikroorganisme juga akan sangat bermanfaat dalam perbaikan teknologi pembuatan
makanan (Darma, 2010).
Fermentasi adalah
bentuk pengawetan makanan secara modern. Umumnya bahan makanan yang akan
diawetkan akan mengalami proses pengubahan karbohidrat menjadi alkohol. Proses
tersebut dipengaruhi oleh enzim yang dibuat oleh sel-sel ragi. Umumnya bahan
makanan yang diawetkan ditaburi dengan ragi, kemudian disimpan dalam keadaan
lembab tanpa sinar matahari. Beberapa contoh
Fermentasi
adalah perubahan kimia dalam bahan pangan yang disebabkan oleh enzim. Enzim
yang berperan dapat dihasilkan oleh mikroorganisme atau enzim yang telah ada
dalam bahan pangan (Bucle, 1985).
Fermentasi merupakan
suatu reaksi yang biasanya terjadi pada senyawa organik zat gula. Senyawa
tersebut akan diubah oleh reaksi reduksi dengan katalis enzim menjadi senyawa
lain. Hal ini yang menyebabkan buah-buahan dapat diproses secara fermentasi,
karena didalam buah-buahan terdapat senyawa organik berupa zat gula (Fardiaz,
1984).
Etanol atau etil
alkohol yang di pasaran lebih dikenal sebagai alkohol merupakan senyawa organik
dengan rumus kimia C2H5OH. Dalam kondisi kamar, etanol
berwujud cairan yang tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, mudah larut
dalam air dan tembus cahaya. Etanol adalah senyawa organik golongan alkohol
primer. Sifat fisik dan kimia etanol bergantung pada gugus hidroksil. Reaksi
yang dapat terjadi pada etanol antara lain dehidrasi, dehidrogenasi, oksidasi,
dan esterifikasi (Rizani, 2000).
Faktor-faktor yang
dapat mempengaruhi jumlah etanol yang dihasilkan dari fermentasi adalah
mikroorganisme dan media yang digunakan, adanya komponen media yang dapat
menghambat pertumbuhan serta kemampuan fermentasi mikroorganisme dan kondisi
selama fermentasi (Astuty, 1991).
Pemilihan sel khamir
didasarkan pada jenis karbohidrat yang digunakan sebagai medium untuk
memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan Saccharomyces cerevisiae. Suhu yang baik untuk proses fermentasi
berkisar antara 25-30°C. Derajat keasaman (pH) optimum untuk proses fermentasi
sama dengan pH optimum untuk proses pertumbuhan khamir yaitu pH 4,0-4,5.
(Rizani, 2000)
Menurut Fardiaz (1992),
fermentasi etanol meliputi dua tahap yaitu:
1. Pemecahan
rantai karbon dari glukosa dan pelepasan paling sedikit dua pasang atom
hidrogen melalui jalur EMP (Embden-Meyerhoff-Parnas), menghasilkan senyawa
karbon lainnya yang lebih teroksidasi daripada glukosa.
2. Senyawa
yang teroksidasi tersebut direduksi kembali oleh atom hidrogen yang dilepaskan
dalam tahap pertama, membntuk senyawa-senyawa hasil fermentasi yaitu etanol.
Penggunaan
ethanol sangat luas, misalnya bahan baku kosmetik, pelarut organik,
obat-obatan, minuman berethanol, dan sumber energi. Ragi yang sering digunakan
dalam industri fermentasi ethanol adalah Saccharomyces
cerevisiae, Saccharomyces adalah yeast yang dapat tumbuh dengan baik dalam
kondisi aerob maupun anaerob. Tapi dalam kondisi anaerob, yeast akan
memfermentasi subtrat menjadi gula sangat cepat dan akan segera dikonversi
menjadi ethanol. Dalam penelitian Hartati (1999), Pengaruh Saccharomyces cerevisiae terhadap pembuatan ethanol dari buah
nangka sortiran ini mencoba menggunakan baker yeast untuk proses fermentasi
alkohol. Seperti yang telah kita ketahui bahwa ternyata di dalam udara masih
banyak terdapat spora-spora bakteri dan mikroorganisme hidup. Agar tidak
mengganggu jalannya fermentasi yang utama, maka semua spora maupun
mikroorganisme yang ada dalam udara harus dihilangkan terlebih dahulu.
Penghilangan mikroorganisme dilakukan dengan cara sterilisasi.
Variabel-variabel yang berpengaruh adalah temperatur,konsentrasi glukosa,
jumlah nutrien N, P dan K (Hartati,1999).
Saccharomyces cerevisiae
diklasifikasikan sebagai Ascomycetes,
bentuk selnya bulat telur dengan ukuran diameter 5-10 mikrometer. Khamir
ini dapat dibudidayakan dengan mudah, waktu generasinya pendek, dapat menggandakan diri dalam waktu
1,5-2 jam pada suhu 30°C, produksinya cepat dan pemeliharaan beberapa spesimen
dengan biaya rendah. Sering digunakan dalam industri misalnya bir, roti dan
anggur fermentasi. Pertumbuhan khamir melewati 4 fase yang sangat dipengaruhi
oleh nutrisi yang tersedia di dalam medium yaitu fase lag atau disebut juga
fase tenggang dimana bakteri masih beradaptasi dengan lingkungan disekitarnya,
fase logaritma (PK<50%)., fase stasioner (PK=50%) dan fase kematian
(PK>50%) (Bucle, 1985).
Berdasarkan
peran oksigen, dikenal dua macam respirasi, yaitu respirasi aerob dan respirasi
anaerob (fermentasi). Umumnya respirasi aerob mempunyai tahap-tahap reaksi,
mulai dari awal sampai akhir berturut-turut ialah: glikolisis, pembentukan
asetil coenzim A (Asetil CoA), siklus krebs dan sistem transport elektron
(Soedirokoesoemo, 1993).
Fermentasi
adalah proses penghasil energi utama dari berbagai mikroorganisme.
Mikroorganisme seperti itu disebut anaeroob, karena mereka mampu hidup dan
memecah senyawa organik tanpa oksigen. Beberapa dari organisme tersebut akan
mati jika didedahkan dengan oksigen. Dalam hal ini mereka disebut anaerob
obligat (Sasmitamihardja, 1996).
BAB III
METODOLOGI
3.1
Waktu dan Tempat
Adapun waktu dan
tempat pelaksanaan praktikum ini adalah sebagai berikut :
Hari/tanggal :
Kamis, 05 Desember 2013
Waktu
: Pukul
14.30 WITA - Selesai
Tempat
:
Laboratorium Bioteknologi Jurusan Biologi FMIPA UNTAD
3.2
Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum
ini adalah sebagai berikut :
3.2.1 Alat
a.
Hot
Plate
b. Gelas
ukur 100 ml
c. Botol
sirup
d. Selang
plastik
e. Corong
f. Kertas
saring
g. Tabung
reaksi
h. Batang
pengaduk
3.2.2
Bahan
a.
Buah mangga
b.
Khamir Saccaromyces cereviseae
c.
Kapas
d.
Lilin
e.
Aquades
f.
Sukrosa 5%, 10%, 15% dan 20%
3.3
Prosedur Kerja
Adapun prosedur
kerja yang dilakukan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :
1. Buah
mangga ditimbang sebanyak 500 gram.
2. Buah
mangga direbus dalam air sebanyak 1 liter, hingga mendidih.
3. Air
ekstrak buah mangga dituangkan sebanyak 200 ml ke dalam botol yang telah
disterilkan.
4. Sukrosa
ditambahkan kedalam masing-masing botol sebanyak 5%, 10%, 15% dan 20%.
5. Larutan
didinginkan hingga suhu kamar.
6. 10
% suspensi khamir ditambahkan sebagai starter.
7. Botol
ditutup dengan kapas dan memasang pipa plastik menutupi kapas tersebut.
8. Kapas
ditutup dengan lapisan lilin, dilakukan dengan merata hingga tidak ada udara
dari luar yang bisa masuk ke dalam botol fermentasi.
9. Ujung
pipa plastik dipasang ke dalam tabung reaksi yang diikatkan pada botol dan
diisi air.
10. Mengamati
pada hari ke tiga dan hari ke tujuh dan memperhatikan adanya gelembung udara
yang keluar lewat pipa plastik. Adanya gelembung menunjukkan berlangsungnya
proses fermentasi.
11. Setelah
hari ke tujuh, aroma alkohol dan asam akan tercium saat tutup botol dibuka.
BAB
IV
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Pengamatan
Adapun hasil pengamatan yang dilakukan dalam
praktikum ini adalah sebagai berikut :
|
No.
|
Waktu
Pengamatan
|
Gambar
|
Keterangan
|
|
1.
|
Hari - 4
|
 |
Tidak adanya gelembung udara yang
dihasilkan serta botol yang diisi sukrosa 20% sudah tercium bau alkohol.
|
|
2.
|
Hari - 7
|
 |
Tidak adanya gelembung udara yang
dihasilkan serta botol yang diisi sukrosa 15% dan 20% sudah tercium bau
alkohol.
|
4.2
Pembahasan
Fermentasi merupakan suatu cara untuk mengubah
substat menjadi produk tertentu yang dikehendaki dengan menggunakan bantuan
mikroba. Produk-produk tersebut biasanya dimanfaatkan sebagai makanan atau
minuman. Pada praktikum ini yaitu pembuatan sari buah beralkohol
Pada praktikum ini menggunakan buah mangga, buah
mangga direbus dengan aquades hingga mendidih, hal ini bertujuan untuk memperoleh
sari buah mangga, kemudian di masukkan kedalam botol sirup steril yang telah disediakan dan menambahkan sukrosa
5%, 10%, 15% dan 20% serta khamir (Saccaromyces
cerevisiae) sebagai starter. Penggunaan Saccaromyces
cerevisiae karena mengandung enzim rerspirasi yang sangat kompleks sehingga
cocok untuk membantu proses fermentasi sari buah mangga tersebut.
Saccaromyces
cerevisiae dapat hidup baik dalam kondisi lingkungan cukup Oksigen
maupun kurang Oksigen. Dalam keadaan cukup Oksigen, Saccaromyces cerevisiae akan melakukan respirasi biasa akan tetapi,
jika dalam keadaan lingkungan kurang oksigen Saccaromyces sereviciae akan melakukan fermentasi. Hal ini
dikarenakan selain membentuk alkohol, hasil fermentasi akan menghasilkan gas CO2
karena dibuktikan dengan munculnya gelembung-gelembung udara pada botol yang
berisi air, jika hal ini terjadi maka proses fermentasi sedang berlangsung.
Hasil yang diperoleh dari percobaan ini tidak
maksimal karena kapas dan lilin yang digunakan untuk menutup ujung botol tidak
tertutup rapat sehingga masih ada Oksigen yang masuk ke dalam botol, pada proses
fermentasi alkohol jika Oksigen masih tersedia maka khamir yang bersifat
fakultatif akan melakukan respirasi bukan fermentasi dan tidak menghasilkan
alkohol. Selain itu kemungkinan starter khamir yang digunakan terlalu sedikit,
menurut Sasmitamihardja (1996), presentase starter khamir yang optimal untuk
proses fermentasi yaitu 30,29% sedangkan pada percobaan kali ini hanya
menggunakan 10% starter kamir.
Menurut Hartati
(1999), kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dan tempat hidup merupakan hal
yang penting dalam ekosistem pangan. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi
sistem fermentasi alkohol oleh mikroorganisme meliputi suplai makanan, waktu,
suhu, air, pH, ketersediaan Oksigen, substrat dan mikroba.
Menurut Soedirokoesoemo (1993), proses terbentuknya
alkohol dalam keadaan anaerob, asam pirufat yang dihasilkan oleh proses
glikolisis akan diubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjuntnya
asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat menjadi
alkohol tersebut di ikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+.
Dengan terbentuknya NAD+
peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi.
BAB
V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum
ini adalah sebagai berikut :
1. Fermentasi
merupakan suatu cara untuk mengubah substat menjadi produk tertentu yang
dikehendaki dengan menggunakan bantuan mikroba
2. Pada
percobaan hasil yang didapatkan tidak maksimal karena kapas dan lilin yang
digunakan untuk menutup ujung botol tidak tertutup rapat sehingga masih ada Oksigen
yang masuk ke dalam botol selain itu kemungkinan starter khamir yang digunakan
terlalu sedikit.
5.2
Saran
Pada praktikum selanjutnya alat yang
digunakan harus steril dan pengamatan tepat waktu agar hasil pengamatan yang
diperoleh lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
Astuty,
E. D. 1991. Fermentasi Etanol Kulit Buah
Pisang. UGM. Yogyakarta.
Buckle,
K.A, 1985, Ilmu pangan, UI Pres,
Jakarta.
Fardiaz,
Winarmo, 1984. Biofermentasi dan
Biosintesa Protein, Angkasa, Bandung.
Fardiaz.
1992. Mikrobiologi Pangan. Gramedia Pustaka Utam. Jakarta
Rizani,
K. Z. 2000. Pengaruh Konsentrasi Gula
Reduksi dan Inokulum (Saccharomyces cerevisiae) pada Proses Fermentasi Sari
Kulit Nanas (Ananas comosus L. Merr) untuk Produksi Etanol. Skripsi.
Jurusan Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas
Brawijaya. Malang.
Sasmitamihardja,
Dardjat. 1996. Fisiologi Tumbuhan.
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
Bandung.
Soedirokoesoemo,
Wibisono. 1993. Materi Pokok Anatomi dan
Fisiologi Tumbuhan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta.
