I. PENDAHULUAN
1.1 Landasan Teori
Durian ( Durio zibethinus Murr) merupakan salah satu hasil pertanian di Indonesia. Daging dari buah durian ini banyak dimanfaatkan sebagai bahan makanan, baik dimakan begitu saja atau diolah terlebih dahulu, karena daging buahnya yang enak, sedangkan biji dan kulitnya menjadi limbah (Setiadi, 1993). Bobot total buah durian terdiri dari tiga bagian, pertama adalah daging buah sekitar 20-35 %; kedua, biji sekitar 5-15 %; sisanya berupa bobot kulit mencapai 60-75 % dari bobot total buah (Untung, 1996). Nurlaili (1995) mengemukakan, bahwa biji durian mengandung karbohidrat sekitar 73,62 %, protein 12,62 %, dan lemak 0,36 %. Selanjutnya Untung (1996) melaporkan bahwa pada tahun 1992 luas areal penanaman durian di Indonesia mencapai 36,000 ha dengan total produksi 152.000 ton, sedangkan di Sumatera Barat menurut laporan kantor wilayah Departemen Pertanian dan Kantor Statistik tahun 1992 diproduksi 20.308 ton durian/tahun (Anonimous A, 1992).
Pertumbuhan khamir dipengaruhi oleh lama fermentasi (Reedm 1982 cit. Jusfah dan Nurhelmi, 1992) menghasilkan kadar protein 53,89 % dan 51,067 % masing-masing pada fermentasi hidrolisat limbah bungkil sawit dan biji karet oleh Candida utilis selama 96 jam inkubasi.
Fermentasi berasal dari bahasa latin ferfere yang artinya mendidihkan, yaitu berdasarkan ilmu kimia terbentuknya gas-gas dari suatu cairan kimia yang pengertiannya berbeda dengan air mendidih. Gas yang terbentuk tersebut di antaranya karbondioksida(CO2).(Ekowati,1998)
Penemuan cara fermentasi ini diawali dengan pembuatan bir sekira 6.000 tahun sebelum masehi. Selain itu pembuatan roti dengan bantuan khamir atau ragi sekira 4.000 tahun sebelum masehi (SM). Pembuatan produk fermentasi kecap dan tauco di Cina sejak 722 SM. Kira-kira abad ke-17 mulai berkembang fermentasi anggur menggunakan bakteri Acetobacter menghasilkan asam asetat (asam cuka). Lantas tahun 1817, mulai diproduksi enzim dari tumbuhan dan jaringan hewan yang dapat memecah zat pati menjadi gula maltose (diastase). Kemudian tahun 1860, suatu enzim dari khamir dapat memecahkan sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa (Hadioetomo,1983).
Akhirnya banyak penelitian yang dilakukan para ahli dan melahirkan istilah baru dari fermentasi yaitu reaksi oksidasi-reduksi, di mana zat yang dioksidasi (pemberi elektron) maupun zat yang direduksi (penerima elektron) adalah zat organik dengan melibatkan mikroorganisme (bakteri, kapang dan ragi). Zat organik yang digunakan umumnya glukosa yang dipecah menjadi aldehida,alkoholatauasam.
Untuk melakukan metabolisme, mikroorganisme membutuhkan sumber energi berupa karbohidrat, protein, lemak, mineral dan zat-zat gizi yang terdapat dalam bahan pangan. Dalam proses fermentasi tampaknya mikroorganisme pertama kali akan menyerang karbohidrat, kemudian protein dan selanjutnya lemak. Bahkan terjadi tingkatan penyerangan terhadap karbohidrat yaitu terhadap gula, kemudian alkohol. Baru setelah itu terhadap asam (Priani, 2003).
Fermentasi terbagi dua tipe berdasarkan tipe kebutuhan akan oksigen yaitu tipe aerobik dan anaerobik. Tipe aerobik adalah fermentasi yang pada prosesnya memerlukan oksigen. Semua organisme untuk hidupnya memerlukan sumber energi yang diperoleh dari hasil metabolisme bahan pangan, di mana organisme itu berada. Mikroorganisme adalah organisme yang memerlukan energi tersebut. Bahan energi yang paling banyak digunakan mikroorganisme untuk tumbuh adalah glukosa. Dengan adanya oksigen maka mikroorganisme dapat mencerna glukosa menghasilkan air, karbondioksida dan sejumlah besar energi (Schlegel, 1994).
Sedangkan tipe anaerobik adalah fermentasi yang pada prosesnya tidak memerlukan oksigen. Beberapa mikroorganisme dapat mencerna bahan energinya tanpa adanya oksigen. Jadi hanya sebagian bahan energi itu dipecah, yang dihasilkan adalah sebagian dari energi, karbondioksida dan air, termasuk sejumlah asam laktat, asetat, etanol, asam volatile, alkohol dan ester (Schlegel, 1994).
Fermentasi ialah proses baik secara aerob maupun anaerob yang menghasilkan berbagai produk yang melibatkan aktivitas mikroba atau ekstraknya dengan aktivitas mikroba terkontrol (Darwis dan Sukara, 1989). Fermentasi merupakan proses yang telah lama dikenal manusia. Fermentasi adalah proses untuk mengubah suatu bahan menjadi produk yang bermanfaat bagi manusia, seperti fermentasi susu kambing, unta yang terjadi di Sumaria dan Babilonia pada jaman Mesopo-tamia. Hingga saat ini, proses ferementasi telah mengalami perbaikanperbaikan dari segi proses sehingga dihasilkan produk fermentasi yang lebih baik (Schlegel, 1994).
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbedaan proses fermentasi alkohol pembuatan essence secara spontan, dengan menggunakan fermipan, dan burgund.
II. PROSEDUR KERJA
2.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada bulan November 2009 di Laboratorium Mikrobiologi dan Mikologi Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Andalas Padang.
2.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah botol, mikro pipet, tutup gabus, timbangan, alat tulis, baskom kecil, saringan dan bahan yang digunakan adalah durian yang telah dilumatkan, fermipan, burgund, air,
2.3. Cara Kerja
Siapkan durian yang dagingnya telah dilumatkan . kemudian diencerkan daging durian yang telah dilumatkna tadi dengan sedikit air lalu diperas dan disaring. Stelah itu siapkan 3 buah botol yang bersih dan diberi label tempel. Kemudian daging duarian yang telah disaring dimasukkan kedalam setiap botol sama banyak. Botol pertama langsung ditutup atau sebagai kontrol. Botol kedua ditambah dengan burgund lalu ditutup dengan tutup fermentasi. Kemudian botol ketiga ditambahkan dengan fermipan dan ditutup dengan tutup fermentasi. Kemudian biarkan selama 2 minggu, setiap hari dihitung berat dari ketiga botol. Stetlah dua minggu sampel yang terdapat dalam masing – masing botol didestilasi untuk mendapatkan alkoholnya dan untuk membedakan aroma dari ketiga botol tersebut.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari praktikum yang telah dilaksanakan didapatkan hasil sebagai berikut :
Tabel 1. pengamatan fermentasi alkohol pembuatan essence :
Fermentasi 23 November 2009 25 November 2009 26 November 2009 Keterangan
Spontan 239,1 gram 238,7 gram 238,7 gram Baunya kurang pekat dan aroma duriannya tidak terlalu terasa
Burgund 221,9 gram 220 gram 220,8 gram Aroma duriannya sudah mulai terasa, namun belum begitu pekat
Fermipan 211,7 gram 211,5 gram 211 gram Aroma duriannya lebih bagus dibandingkan dengan kedua perlakuan diatas.
Dari tabel diatas dapat kita lihat bahwa ada 3 variabel perlakuan yaitu pembuatan essence dengan pemberian burgund, fermipan, dan dengan fermentasi yang tidak diberi perlakuan sama sekali (secara spontan). Untuk fermentasi secara spontan pada tanggal 23 November beratnya 239,1 gram, 25 November 238,7 gram, 26 November 238,7 gram. Untuk fermentasi yang diberi burgund secara berturut beratnya 221,9 gram, 220 gram, 220,8 gram, sedangkan untuk fermentasi yang diberi fermipan beratnya 211,7 gram, 211, 5 gram, dan 211 gram. Hasil dari praktikum menunjukkan bahwa pada proses fermentasi alkohol akan terjadi pengurangan berat, hal ini dikarenakan pada fermentasi alkohol akan dihasilkan gas sehingga hal ini menyebabkan beratnya berkurang.
Pada fermentasi alkohol kita menggunakan fermipan yang didalamnya terdapat khamir/ragi. Ragi dapat menghasilkan gas asam arang atau karbon dioksida dan sedikit alkohol. Kombinasi karbon dioksida dengan sedikit alkohol itulah yang menciptakan rasa alkohol dan soda dari minuman yang akan kita buat nantinya. Banyak sedikitnya alkohol pada minuman hasil fermentasi sangat dipengaruhi oleh bahan baku, jenis mikroba starter, dan lama fermentasi. Ragi dapat merombak pati menjadi glukosa yang pada akhirnya menghasilkan alcohol
Mikroorganisme dapat dipandang sebagai suatu pabrik kimia yang mempunyai kemampuan yang sangat beragam dalam menciptakan perubahan-perubahan kimiawi. Telah diterima secara umum bahwa setiap substansi alamiah dapat diubah oleh beberapa spesies mikroorganisme. Apabila dijumpai bahwa suatu proses mikrobial ternyata menghasilkan suatu produk yang diperlukan dan mempunyai nilai ekonomis, maka proses ini dapat dikembangkan untuk produksi industri. Dalam hal ini kita mencoba menggunakan mikroorganisme untukkeuntungan ekonomi dan sosial (Handayani, 2000).
Mikroorganisme mampu merombak banyak sekali bahan karena kemampuan biokimiawinya yang beragam. Industri, yang senantiasa menyadari hal ini, mencoba mengembangkan produk-produk yang resisten terhadap perusakan untuk menghindari k erugian ekonomis dan kerugian-kerugian lainnya. Tidak perlu diragukan lagi, akan ditemukan banyak cara baru untuk memamfaatkan mikroorganisme untuk dikembangkan di dalam proses-proses industri. Bidang-bidang penerapannya meliputi usaha mendapatkan logam dari bijih, pengubahan tumbuh-tumbuhan menjadi sumber energi untuk kepentingan domestik, produksi masal protein sel tunggal sebagai sumber makanan bagi manusia dan hewan (Lindquist,1998).
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik .Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya (Tripetchkul, Tonokawa dan Ishizaki,1992).
Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan (Anonimous B, 2009)
Persamaan Reaksi Kimia
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)
Dijabarkan sebagai
Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)
Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan (Anonimous B, 2009).
Fermentasi dibedakan atas 3 macam, yaitu fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka. Beberapa organisme seperti Saccharomyces dapat hidup, baik dalam kondisi lingkungan cukup oksigen maupun kurang oksigen. Organisme yang demikian disebut aerob fakultatif. Dalam keadaan cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam keadaan lingkungan kurang oksigen Saccharomyces akan melakukan fermentasi. Dalam keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+. Dengan terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol ini, dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP. Sebagaimana halnya fermentasi asam laktat, reaksi ini merupakan suatu pemborosan. Sebagian besar dari energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat di dalam etanol, karena itu etanol sering dipakai sebagai bahan bakar mesin. Reaksi ini, seperti fermentasi asam laktat, juga berbahaya. Ragi dapat meracuni dirinya sendiri jika konsentrasi etanol mencapai 13% (Hal ini menjelaskan kadar maksimum alkohol pada minuman hasil fermentasi seperti anggur) (Iida, Izumida, Akagi dan Sakamoto,1993).
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP (Bourbonnais and Paice,1990).
Reaksinya:
1. Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)
2. Dekarbeksilasi asam piruvat.
Asampiruvat ————————————————————> asetaldehid + CO2.
piruvat dekarboksilase (CH3CHO)
3.Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol
(etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH2 2 C2HsOH + 2 NAD.
alkohol dehidrogenase enzim
Ringkasan reaksi :
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
CO2 NADH NAD+ Asam piruvat …………….. asetaldehid ………………. Etil alcohol
Alkohol diperoleh melalui proses fermentasi. Dahulu diduga bahwa proses fermentasi alkohol adalah perubahan satu molekul gula menjadi 2 molekul etanol dan 2 molekul CO2, sehingga diketahui bahwa proses situ cukup kompleks. Merupakan suatu rangkaian enzimatik dan hasil dari fermentasinya terdiri atas bermacam – macam senyawa dengan etanol dan CO2 terbanyak. Alkohol terkandung dalam minuman keras seperti etanol (CH3CH2-OH) yang diperleh dari prose fermentasi (Brock,& Madigan, 1991).
Kadar alkohol hasil fermentasi lebih dari 15 %, Untuk mendapatkan lebih inggi dibuat melalui penyulingan. Reaksi yang terjadi pada fermentasi alkohol secara anaerob adalah: C6H12O6--- 2C2H5OH + 2CO2 + 56 kkal (Prakasham, dan Ramakrishna,998). Senyawa alkohol sering ditemukan dan dimanfaatkan dalam kehidupan sehari – hari seperti dalam industri, kosmetik, minuman.
Fermentasi khamir digunakan untuk menghasilkan alkohol. Konsentrasi alkohol yang dihasilkan disesuaikan menjadi antara 10 sampai 13 persen dan kemudian diberikan pada bakteri asam asetat (Palmqvist, 1998).
Setelah air, alkohol merupakan zat pelarut dan bahan dasar paling umum yang digunakan di laboratorium dan di dalam industri kimia. Aspek-aspek mikrobiologis dalam proses pembuatan etil alkohol dapat dirangkumkan sebagai berikut :
Substrat : etil alkohol dapat dibuat dari karbohidrat apa saja yang dapat di fermentasi oleh khamir. Apabila pati-patian seperti jagung dan karbohidrat kompleks yang lain dipergunakan sebagai bahan mentah, maka pertama-tama bahan dasar tersebut perlu dihidrolisis menjadi gula sederhana yang dapat difermentasikan. Hidrolisis tersebut dapat dilakukan dengan bantuan enzim dari kapang atau jenis pensuplai karbohidrat yang digunakan seperti : jagung, bit gula, kentang, beras dan buah anggur (Lee, Ha, Kang, McAllister and Cheng, 1997).
Mikroorganisme yang berperan adalah dari galur-galur terpelih Saccharomyces cereviceae. Kultur yang dipilih harus dapat tumbuh dengan baik dan mempunyai toleransi yang tinggi terhadap alkohol serta mampu menghasilkan alkohol dalam jumlah banyak (Lee, Ha, Kang, McAllister and Cheng, 1997).
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Dari praktikum yang telah dilaksanakan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Selama fermentasi berat masing – masing sampel berkurang karenaadanya gas CO2 yang dihasilkan.
2. essence yang menghasilkan aroma terbaik adalah essence yang diberi perlakuan dengan fermipan.
3. proses fermentasi ini dilakukan oleh yeast.
4. yeast merubah karbohidrat menjadi alkohol dan asam asetat.
4.2 Saran
Dari praktikum yang telah dilaksanakan diharapkan pada praktikan agar melakukan praktikum dengan serius agar didapatkan hasil yang maksimal.
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous A, 2009. Sambal Tempoyak Durian Yang Telah Difermentasikan. http://www.vivaborneo.com/sambal-tempoyak-durian-yang-telah-difermentasi.htm. 20 Januari 2010
Anonimous B, 2009. Bioteknologi Fermentasi. http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/01/bioteknologi-fermentasi/. 20 Januari 2010
Bourbonnais R, and Paice M. 1990. Oxidation of non-phenolic substrates. An expanded role of laccases in lignin biodegration. FEBS lett. 267, pp. 99-102
Brock, TD & MT Madigan. 1991. Biology of Microorganism. Sixth edition. “Prentice Hall’ Englewood Cliffs, New Jersey
Ekowati, ChN. 1998. Suksesi Mikroba dan Pembentukan Asam Organik pada Fermentasi Buah Durian (Durio Zibethinus Murr.). Thesis Program Pasca Sarjana. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
Handayani, M. 2000. Uji Aktivitas Isolat Bakteri Asam Laktat dari Fermentasi Ekstrak Buah Durian (Durio zibethinus Murr.). Skripsi FMIPA. Universitas Lampung, Bandar Lampung.
Hadioetomo, R. S. (1983), “Mikrobiologi dalam Praktek; Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium”, Bagian Mikrobiologi,FMIPA, IPB.
Iida, T., Izumida, H., Akagi, Y. dan Sakamoto, M. (1993), ”Continuous Ethanol Fermentation in Molasses medium Using Z. mobilis Immobilized in Photo-crosslinkable Resin Gels”, Journal of Fermentation and Bioengineering, Vol. 75, No. 1, 32-35.
Lee, S. S., J. K. Ha, H. S. Kang, T. McAllister, and K.-J. Cheng. 1997. Overview of energy metabolism, substrate utilization and fermentation characteristics of ruminal anaerobic fungi. Korean J. Anim. Nutr. Feedstuffs 21:295–314.
Lindquist, J. 1998. General Overview of The Lactic Acid Bacteria. Departement of Bacteriology, University of Wisconsin. Madison. Food Science (324), 102.
Palmqvist, E. 1998. Fermentation of lignocellulosic hydrolysates: inhibation and detoxification. Doctoral thesis, Lund University, Lund, Sweden.
Prakasham, R.S. dan Ramakrishna, S. V. (1998), Microbial fermentations with immobilized cells, Lecture Handouts, Biochemical and Environmental Engineering, Indian Institute of Chemical Technology, India.
Priani, Nunuk. 2003. Metabolisme Bakteri. http://www.iptek.net.id/ind/pd tanobat/view.php?mnu=2&id=251. 20 JAnuari 2010-01-27
Schlegel, HG. 1994. Mikrobiologi Umum. Edisi Keenam. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Tamime, A.Y. and R.K. Robinson. 1999. Yoghurt: Science and technology. 2nd
Tripetchkul, S., Tonokawa, M., dan Ishizaki, A. (1992), “ Ethanol Production by Zymomonas mobilis Using Natural Rubber Waste as a Nutritional Source”, Journal Fermentation and Bioengineering, Vol. 74, No.6, 384-388.
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
Like..
BalasHapus