Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Karakteristik Fermentasi Pulp Kakao dalam Produksi Asam Asetat Menggunakan Biorekator adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2009
Venty Indriani Pairunan
ABSTRACT
VENTY INDRIANI PAIRUNAN. Characteristic of Cocoa Pulp Fermentation in Acetic AcidProduction using Bioreaktor. Under direction of USMAN AHMAD, and TRESNAWATI PURWADARIA
Acetic acid is produced from two stages of fermentation. At the first stage, in the anaerob condition sugars from the mixture of cocoa pulp and sucrose at 18% brix, was fermented with Saccharomyces cerevisiae producing ethanol. The next stage was by oxidation in aerobic process, where ethanol was transformed to acetic acid by Acetobacter aceti. The purpose of this research is to characterize the kinetic changes of acetic acid production from cocoa pulp through alcohol fermentation using batch and fed-batch fermentation added without and with cellulase (0 and 13.8 U/l medium fermentation). Result showed that the highest ethanol production was observed in 96 hours at 9.38% (w/v) µmax 0.01, Y x/s 0.31,
Y p/s 0.53 by using fed-batch fermentation. Meanwhile the highest acetic acid production was observed at 7.84% (w/v) µmax 0.01, Y x/s 0.30, Y p/s 0.77 by
using fed-batch fermentation.
RINGKASAN
VENTY INDRIANI PAIRUNAN. Karakteristik Fermentasi Pulp Kakao dalam Produksi Asam Asetat Menggunakan Bioreaktor. Dibimbing oleh USMAN AHMAD, dan TRESNAWATI PURWADARIA.
Kakao (Theobroma cacao L.) merupakan salah satu komoditi ekspor non- migas yang memiliki potensi yang sangat baik, sebab permintaan dalam negeri terus meningkat dengan semakin berkembangnya sektor industri yang memanfaatkan biji kakao sebagai bahan bakunya. Salah satu kelemahan kakao Indonesia adalah kemasaman biji kakao yang terlalu tinggi sehingga menghasilkan biji kakao yang kurang baik. Pengurangan jumlah pulp sebelum biji kakao difermentasi merupakan upaya menurunkan kemasaman biji kakao. Pulp kakao mengandung glukosa dan sukrosa antara 12-15%, asam-asam organik, beberapa asam amino dan selulosa. Komposisi demikian cukup baik digunakan dalam proses fermentasi untuk menghasilkan asam asetat.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik fermentasi pulp kakao dalam produksi asam asetat dari substrat etanol hasil fermentasi alkohol menggunakan bioreaktor. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi produksi asam asetat dari substrat etanol hasil fermentasi alkohol menggunakan kultur batch dan fed-batch dengan dan tanpa penambahan enzim selulase dalam bioreaktor.
Rancangan acak lengkap faktorial digunakan dalam penelitian ini apabila terdapat perbedaan antar perlakuan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT). Medium fermentasi 1000 ml (pulp kakao diencerkan 3x dengan medium Mandels ditambahkan sukrosa hingga kadar gula total substrat 18% Brix) dan inokulum Saccharomyces cerevisiae sebanyak 10% (v/v). Pada fermentasi alkohol masing-masing perlakuan terdiri dari batch tanpa enzim selulase; batch dengan penambahan selulase 13.8 U/l medium fermentasi; fed- batch tanpa enzim selulase, fed-batch dengan penambahan enzim selulase 13.8 U/l medium fermentasi. Selanjutnya etanol yang dihasilkan dari fermentasi alkohol dalam bioreaktor dilanjutkan dengan fermentasi asam asetat dengan menambahkan inokulum Acetobacter aceti sebanyak 10% (v/v).
Hasil penelitian mengungkapkan bahwa S. cerevisiae dapat digunakan untuk fermentasi alkohol karena pulp kakao mengandung kadar gula reduksi sebesar 9.53% (b/v) dengan total padatan terlarut sebesar 18% brix, sedangkan
A. aceti BTCC-618 dapat digunakan untuk fermentasi asam asetat.
Kultur fed-batch dalam fermentasi alkohol pada medium pulp kakao merupakan perlakuan terbaik dimana etanol yang dihasilkan sebesar 9.38% (b/v) dengan µmax 0.01, Y p/s 0.53 dan Y x/s 0.31, sedangkan etanol yang dihasilkan
pada kultur batch sebesar 8.23% (b/v) dengan µmax 0.03, Y p/s 0.57 dan
Y x/s 0.65.
Produksi asam asetat yang dihasilkan dari substrat etanol hasil fermentasi alkohol pada medium pulp kakao secara kultur fed-batch merupakan perlakuan terbaik sebesar 7.84% (b/v) dengan µmax 0.01, Y p/s 0.77 dan Y x/s 0.30.
Kombinasi penambahan enzim selulase (0 dan 13.8 U/l medium fermentasi) pada kultur batch (jam ke-0) dan fed-batch (jam ke-48) dalam medium pulp kakaotidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar etanol dan produksi asam asetat, demikian halnya dengan Y p/s dan Y x/s.
© Hak cipta milik IPB, tahun 2009
Hak cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
KARAKTERISTIK FERMENTASI PULP KAKAO
DALAM PRODUKSI ASAM ASETAT
MENGGUNAKAN BIOREAKTOR
VENTY INDRIANI PAIRUNAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Pascapanen
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : Karakteristik Fermentasi Pulp Kakao dalam Produksi Asam Asetat Menggunakan Bioreaktor
Nama : Venty Indriani Pairunan
NIM : F051060041
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr. Dr. Tresnawati Purwadaria Ketua Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Teknologi Pascapanen
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala limpahan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan karya ilmiah yang berjudul Karakteristik Fermentasi Pulp Kakao dalam Produksi Asam Asetat Menggunakan Bioreaktor.
Penghargaan yang tulus diberikan kepada Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr. dan Dr. Tresnawati Purwadaria sebagai ketua dan anggota komisi pembimbing atas segala arahan, saran, masukan, dan bantuannya dalam penulisan karya
ilmiah. Disamping itu, penghargaan juga penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Suroso, M.Agr. (Alm.) selaku penguji luar komisi.
Penulis bersyukur dan berterimakasih telah diberikan bantuan dalam melaksanakan penelitian oleh Prof. Dr. Ir. Hadi K. Purwadaria, M.Sc. dan Dr. Ir. Sofyan Iskandar, M.Si selaku Kepala Balai Penelitian Ternak Ciawi Bogor beserta staf. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada staf Laboratorium Bioindustri, Teknologi Industri Pertanian, IPB yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah bersedia memberikan bantuan dan fasilitas selama penelitian.
Doa dan kasih sayang yang senantiasa mengalir dari kedua orang tua tercinta dr. Ishak Pairunan, SpA. dan Dra. Evitha Nuri Lepongbulan, Apt. beserta kakak dan adik-adik Fredy Revanio Pairunan, SE., Edward Ronaldo Pairunan, dan Lorenzo Pairunan untuk canda-tawa dan kasihnya yang selalu ada terimakasih.
Sahabat-sahabat di program studi Teknologi Pascapanen angkatan 2006 Ibu Ros, Ibu Nona, Kak Deva, Etha, Darmayanti (Almh.) dan angkatan 2007 serta 2008 semangat kebersamaan membuat kita menjadi saudara dalam menyelesaikan studi.
Doa senantiasa penulis panjaatkan kepada Tuhan Yesus Kristus agar kasih dan berkat serta damai sejahtera melimpah untuk kita semua AMIN.
Bogor, Januari 2009
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Ujung Pandang pada tanggal 6 September 1981 dari ayah dr. Ishak Pairunan, SpA. dan ibu Dra. Evitha Nuri Lepongbulan, Apt. penulis merupakan putri kedua dari empat bersaudara.
Tahun 2000 penulis tamat dari Sekolah Menengah Umum Gamaliel Makassar dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Universitas Hasanuddin melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih program studi Agronomi, Fakultas Pertanian dan Kehutanan dan lulus pada tahun 2005. Tahun 2006 penulis berkesempatan melanjutkan studi magister sains program studi Teknologi Pascapanen pada Sekolah Pascasarjana IPB Bogor.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ... xi DAFTAR GAMBAR ... xii DAFTAR LAMPIRAN ... xiv PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1 Tujuan Penelitian ... 3 TINJAUAN PUSTAKA Pulp Kakao ... 4 Fermentasi Alkohol ... 5 Fermentasi Asam Asetat ... 6 Enzim Selulase ... 8 Bioreaktor ... 10
Tipe Fermentor ... 11 Sistem Operasi Bioreaktor ... 12 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Fermentasi dalam
Bioreaktor ... 14 Kinetika Fermentasi ... 15 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat ... 17 Bahan dan Alat ... 17 Metode Penelitian ... 18 Pelaksanaan Penelitian ... 19 Parameter yang Diamati ... 23 Rancangan Percobaan ... 23 HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Galur S.cerevisiae untuk Produksi Etanol ... 25 Penentuan Aerasi Kultur Batch dan Fed-Batch ... 26 Peningkatan Optimasi Kadar Gula pada Substrat ... 28 Fermentasi Alkohol Kultur Batch ... 30 Fermentasi Alkohol Kultur Fed-batch ... 35 Kinetika Fermentasi Alkohol ... 40 Produksi Asam Asetat dari Substrat Etanol Hasil
Fermentasi Alkohol dengan Perlakuan Batch dan
Penambahan Enzim Selulase (0 dan 13.8 U/l medium fermentasi) .. 42 Produksi Asam Asetat dari Substrat Etanol Hasil
Fermentasi Alkohol dengan Perlakuan Fed-batch dan
Penambahan Enzim Selulase (0 dan 13.8 U/l medium fermentasi) .. 44 Kinetika Fermentasi Asam Asetat ... 47 KESIMPULAN DAN SARAN ... 49 DAFTAR PUSTAKA ... 50 LAMPIRAN ... 55
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Komposisi pulp kakao Ivorian, Nigerian dan Malaysian ... 4 2. Sakarifikasi dan fermentasi simultan selebiosa menjadi etanol
menggunakan berbagai katalis ... 10 3. Penurunan kadar gula reduksi selama fermentasi alkohol pada
medium Mandels pada tiga kadar gula total dengan kultur
fed-batch (anaerob) ... 30 4. Perhitungan kinetika fermentasi alkohol ... 40 5. Perhitungan kinetika fermentasi asam asetat yang dilanjutkan dari
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Tahapan hidrolisis selulosa oleh enzim dan sistem sakarifikasi
dan fermentasi sinambung selulosa menjadi etanol ... 9 2 Penampang fermentor untuk fermentasi skala laboratorium ... 10 3. Penampang bioreaktor berkapasitas 2 liter ... 18 4. Diagram alir tahapan penelitian produksi asam asetat dari pulp kakao .. 22 5. Pembentukan etanol selama fermentasi alkohol pada medium pulp
kakao dengan dan tanpa penambahan sukrosa serta galur
S. cerevisiae ... 25 6. Penurunan gula reduksi selama fermentasi alkohol pada medium pulp
kakao dengan dan tanpa penambahan sukrosa serta galur
S. cerevisiae ... 26 7. Pembentukan etanol selama fermentasi alkohol pada medium
Mandels dengan pengaturan aerasi dan kultur batch, fed-batch ... 27 8. Penurunan kadar gula reduksi selama fermentasi alkohol pada
medium Mandels dengan pengaturan aerasi dan kultur batch dan
fed-batch ... 28 9. Pembentukan etanol selama fermentasi alkohol pada medium
Mandels dengan kadar gula total 6, 12, dan 18% pada kultur
fed-batch (anaerob) ... 29 10. Pembentukan etanol, penurunan total padatan terlarut dan
perubahan biomassa sel (dry weight) selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao tanpa penambahan enzim selulase
dengan menggunakan sistem batch ... 30 11. Pembentukan etanol, penurunan total padatan terlarut dan
perubahan biomassa sel (dry weight) selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao dengan penambahan enzim selulase
serta menggunakan sistem batch ... 31 12. Perbandingan penurunan kadar gula reduksi dan total padatan terlarut
selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao tanpa
penambahan enzim selulase dengan menggunakan sistem batch ... 33 13. Perbandingan penurunan kadar gula reduksi dan total padatan terlarut
selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao dengan
penambahan enzim selulase dan menggunakan sistem batch ... 33 14. Perubahan nilai pH medium fermentasi alkohol menggunakan sistem
15. Pembentukan etanol, penurunan total padatan terlarut dan perubahan biomassa sel (dry weight) selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao tanpa penambahan enzim selulase
dengan menggunakan sistem fed-batch ... 35 16. Pembentukan etanol, penurunan total padatan terlarut dan
perubahan biomassa sel (dry weight) selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao dengan penambahan enzim selulase
serta menggunakan sistem fed-batch ... 36 17. Perbandingan penurunan kadar gula reduksi dan total padatan terlarut
selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao tanpa
penambahan enzim selulase dengan menggunakan sistem fed-batch ... 38 18. Perbandingan penurunan kadar gula reduksi dan total padatan terlarut
selama fermentasi alkohol pada medium pulp kakao dengan
penambahan enzim selulase dengan menggunakan sistem fed-batch ... 38 19. Perubahan nilai pH medium fermentasi alkohol menggunakan sistem
fed-batch dengan dan tanpa penambahan enzim selulase ... 39 20. Pembentukan asam asetat, penurunan substrat etanol dan
perubahan berat kering (dry weight) selama fermentasi asam asetat pada medium pulp kakao melalui fermentasi alkohol secara batch
tanpa penambahan enzim selulase ... 43 21. Pembentukan asam asetat, penurunan substrat etanol dan
perubahan biomassa sel (dry weight) selama fermentasi asam asetat pada medium pulp kakao melalui fermentasi alkohol secara batch
dengan penambahan enzim selulase ... 43 22. Pembentukan asam asetat, penurunan substrat etanol dan
perubahan biomassa sel (dry weight) selama fermentasi asam asetat pada medium pulp kakao melalui fermentasi alkohol secara
fed-batch tanpa penambahan enzim selulase ... 45 23. Pembentukan asam asetat, penurunan substrat etanol dan
perubahan biomassa sel (dry weight) selama fermentasi asam asetat pada medium pulp kakao melalui fermentasi alkohol secara fed-batch dengan penambahan enzim selulase ... 45 24. Perubahan nilai pH fermentasi asam asetat pada medium pulp
kakao melalui fermentasi alkohol secara batch dan fed-batch dengan
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1. Komposisi media Mandels ... 56 2. Nilai absorbansi dan volume inokulum yang ditambahkan ... 57 3. Prosedur analisis parameter fermentasi ... 58 4. Data awal fermentasi alkohol menggunakan kultur batch dengan
penambahan selulase ... 60 5. Data awal fermentasi alkohol menggunakan kultur fed-batch dengan
penambahan selulase ... 61 6. Analisis sakarifikasi enzim selulase terhadap pulp kakao ... 62 7. Analisa statistik keragaman fermentasi alkohol... 63 8. Data awal fermentasi asam asetat menggunakan substrat
etanol hasil fermentasi alkohol dengan perlakuan kultur
(batch dan fed-batch) dan penambahan selulase ... 67 9. Analisis statistik keragaman fermentasi asam asetat ... 68
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kakao (Theobroma cacao L.) merupakan salah satu komoditi ekspor non-migas yang memiliki potensi yang sangat baik, sebab permintaan dalam negeri terus meningkat dengan semakin berkembangnya sektor industri yang memanfaatkan biji kakao sebagai bahan bakunya. Kakao juga memiliki peranan penting sebagai sumber penghasil devisa negara dan sebagai salah satu sumber perekonomian rakyat yang sangat potensial. Buah kakao disamping digunakan sebagai bahan minuman penyegar non-alkohol, juga dapat berfungsi sebagai bahan baku industri pangan dan industri farmasi.
Produksi kakao Indonesia pada tahun 2000 sebesar 431 142 ton, tahun 2001 sebesar 536 804 ton sedangkan pada tahun 2006 terjadi peningkatan produksi kakao sebesar 779 474 ton. Peningkatan produksi kakao telah memberikan hasil nyata bagi peningkatan pangsa pasar kakao Indonesia di kancah perkakaoan dunia. Indonesia berhasil menempatkan diri sebagai produsen kakao terbesar kedua dunia setelah Pantai Gading (Cote d'Ivoire) pada tahun 2002 (Direktorat Jenderal Bina Produksi Perkebunan 2006).
Salah satu kelemahan kakao Indonesia adalah kemasaman biji kakao yang terlalu tinggi. Biji kakao yang masam mengakibatkan citarasa coklat yang lemah sehingga kurang disukai oleh konsumen (Suryatmi 1995). Kondisi asam yang berlebihan dapat menghambat proses fermentasi biji kakao. Pengurangan jumlah pulp sebelum biji kakao difermentasi merupakan upaya menurunkan kemasaman biji kakao. Pengurangan jumlah pulp kakao dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengurang pulp mekanik (depulper). Pengurangan pulp dengan cara ini menghasilkan limbah pulp kakao yang berupa bubur pulp kakao. Jika dikelola dengan baik, lendir biji kakao merupakan hasil samping industri pengolahan kakao yang cukup menarik. Menurut Adamoko (1984), produksi lendir biji kakao mencapai 0.10-0.19 l/kg biji basah. Pulp kakao mengandung glukosa dan sukrosa antara 12-15%, asam-asam organik dan beberapa asam amino (Effendi 2002 dan Opeke 1984). Komposisi demikian cukup baik digunakan dalam proses fermentasi
Pettipher (1986), menyatakan kandungan selulosa dalam pulp kakao sebesar 4.73% berat kering (freeze dried), diharapkan dengan penambahan enzim selulase akan lebih banyak selulosa yang terpecah menjadi molekul glukosa, sehingga jumlah molekul glukosa yang lebih banyak dapat meningkatkan kadar etanol sebagai substrat untuk produksi asam asetat yang tinggi.
Saat ini pemanfaatan pulp kakao belum optimal. Pemanfaatan pulp kakao yang selama ini hanya sebagai limbah organik ke lingkungan juga dapat dimanfaatkan sebagai substrat produksi alkohol dan asam asetat sehingga perlu dilakukan dan perlu dicari teknologi pengolahan limbah kakao yang dapat menangani limbah dalam jumlah yang besar.
Fermentasi adalah salah satu bagian dari bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai pemeran utama dalam suatu proses. Fermentasi secara teknik dapat didefinisikan sebagai suatu proses oksidasi aerob atau partikel anaerob dari karbohidrat dan menghasilkan alkohol serta beberapa asam. Hasil fermentasi diperoleh sebagai akibat metabolisme mikroba pada suatu bahan pangan dalam keadaan anaerob ataupun dalam keadaan aerob. Hasil penguraian adalah energi, CO2, air dan sejumlah asam organik lainnya seperti etanol, asam
asetat, dan asam laktat.
Dalam fermentasi alkohol, khamir yang digunakan adalah
Saccharomyces cerevisiae dimana hasil utamanya adalah etanol. S. cerevisiae
merupakan salah satu jenis khamir yang cukup banyak digunakan sebagai inokolum dalam berbagai proses industri antara lain produksi roti, tape, minuman beralkohol dan industri etanol. S. cerevisiae juga digunakan untuk menghasilkan produk-produk seperti biomassa, ekstrak khamir, komponen flavor.
Asam asetat merupakan salah satu produksi industri yang banyak dibutuhkan di Indonesia. Asam asetat dapat dibuat dari substrat yang mengandung alkohol, yang diperoleh dari berbagai macam bahan seperti buah-buahan, kulit nanas, pulp kopi, air kelapa dan pulp kakao.
S. cerevisiae dan Acetobacter aceti merupakan jenis khamir dan bakteri yang telah digunakan untuk produksi alkohol dan asam asetat secara komersial. Kultivasi fed-batch dapat diterapkan untuk meningkatkan produksi alkohol dan asam asetat, serta dapat mengurangi pengaruh inhibisi substrat. Teknik kultivasi
fed-batch yang berfokus pada pengumpanan sumber karbon yang murah dan pembatasan nutrisi esensial lainnya seperti oksigen, nitrogen, fosfat dan magnesium diharapkan dapat meningkatkan produksi alkohol dan asam asetat.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah mempelajari karakteristik fermentasi pulp kakao dalam produksi asam asetat dari substrat etanol hasil fermentasi alkohol menggunakan bioreaktor.
Sedangkan tujuan khusus penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Menentukan galur biakan, pengaturan aerasi dan kadar gula total substrat untuk produksi etanol.
b. Mengevaluasi produksi asam asetat dari substrat etanol hasil fermentasi alkohol dengan metode kultur batch dan fed-batch dengan dan tanpa penambahan enzim selulase dalam bioreaktor.
TINJAUAN PUSTAKA
Pulp Kakao
Kakao lindak paling banyak dibudidayakan di seluruh negara produsen kakao dunia termasuk Indonesia, dan didominasi oleh perkebunan rakyat. Kakao lindak Indonesia ditandai dengan ciri pulp yang tebal, keasaman biji keringnya tinggi. Pulp yang tebal dapat berasal dari buah yang kurang masak atau biji kecil (Suryatmi 1995). Hasil analisis komposisi dari pulp kakao dari Ivorian, Nigerian dan Malaysia dapat dilihat pada Tabel 1 (Pettipher 1986).
Tabel 1. Komposisi pulp kakao Ivorian, Nigerian dan Malaysian (Pettipher 1986)
Komposisi Ivorian Nigerian Malaysian
(g/100g berat segar pulpa)
Etanol 0 0.10 0.20
Sukrosa 4.35 1.92 1.35
Glukosa 3.00 5.06 4.90
Fruktosa 3.80 6.07 5.35
Dalam freeze dried (g/kg berat kering)
Selulosa 51.80 Tidak ditentukan 47.30 Hemiselulosa 28.50 Tidak ditentukan 15.80
Pektin 66.10 59.1 37.50 Lignin 15.00 Tidak ditentukan 5.00
Sekitar 15-25% larutan gula dapat diubah selama fermentasi. Berbagai jenis bahan seperti pati kentang, sirup glukosa, sukrosa, sirup gula tebu, molases tebu dan molases bit dapat digunakan sebagai karbohidrat. Tetapi pada umumnya hanya gula yang dapat dengan cepat dimanfaatkan sebagai sumber karbon dalam fermentasi. Atmawinata et al. (1998) menyatakan bahwa pulp diketahui mempunyai kandungan glukosa antara 10-15% dan air 80-85%. Effendi (2002) menyatakan bahwa, limbah cair pulp kakao dengan kadar gula 12-15% potensial untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku berbagai produk proses kimia industri melalui pendekatan bioteknologi.
Komposisi media merupakan faktor yang penting bagi pertumbuhan mikroorganisme. Menurut Purawisastra et al. (1994) komponen media yang diperlukan adalah unsur karbon, nitrogen dan mineral. Pengaruh konsentrasi sukrosa awal yang berbeda pada fermentasi gula pasir dan nira tebu terhadap etanol yang dihasilkan disebabkan karena konsentrasi glukosa pada awal fermentasi untuk kedua medium adalah berbeda. Nira tebu mengandung glukosa lebih besar dari gula pasir karena nira tebu merupakan bahan alami, sehingga molekul glukosanya tidak hanya secara alami sudah mengandung glukosa, tetapi juga berasal dari molekul sukrosa yang terhidrolisis.
Fermentasi Alkohol
Etanol adalah nama kimia dari alkohol, rumus kimianya adalah C2H5OH.
Penggunaannya sangat luas antara lain dalam industri kimia, kosmetik, industri minuman, sebagai bahan pelarut dan bahan bakar. Etanol dapat dibuat dari bahan hasil pertanian, seperti bahan yang mengandung turunan gula (molase gula tebu, sari buah), bahan yang mengandung pati, atau bahan yang mengandung selulosa kayu, limbah kayu, onggok, pulp kakao (Hartono 1991).
Gula sederhana seperti glukosa dapat langsung difermentasi menjadi etanol. Bahan yang mengandung senyawa yang lebih kompleks seperti pati atau selulosa harus dihidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana sebelum difermentasi menjadi etanol. Hidrolisis dapat dilakukan secara kimiawi atau menggunakan enzim. Purawisastra et al. (1994) menjelaskan bahwa medium gula pasir dengan penambahan enzim invertase dapat meningkatkan konsentrasi etanol yang dihasilkan.
Susijahadi et al. (1998) lebih lanjut menjelaskan bahwa konsentrasi
gula awal substrat berpengaruh terhadap jumlah alkohol yang dihasilkan. Wardani et al. (1991) menjelaskan bahwa, secara teoritis kadar alkohol
maksimum yang dapat diperoleh dari 180 g/l gula adalah 12.26% v/v.
S. cerevisiae adalah galur yang memproduksi etanol dalam jumah tinggi sehingga sering digunakan dalam produksi etanol, anggur, minuman keras, dan enzim invertase. Purawisastra et al. (1994) menyimpulkan bahwa enzim invertase
glukosa. Juga dapat membantu proses konversi glukosa menjadi etanol. Dengan demikian, etanol yang dihasilkan dipengaruhi oleh konsentrasi awal molekul sukrosa dan glukosa sebelum fermentasi berlangsung.
Baik khamir maupun bakteri dapat digunakan untuk memproduksi etanol. Khamir S. cerevisiae var ellipsoids mampu menghasilkan etanol dalam jumlah tinggi 16-18% pada media yang sesuai. Damanhuri (2004) menyimpulkan bahwa, substrat larutan madu rambutan afkir dengan kadar gula total 20% menghasilkan 16.10% etanol. Effendi (2002) berpendapat bahwa, fermentasi substrat limbah cair pulp kakao dengan kadar gula 12.63% baik tanpa maupun dengan