NUNUNG TRIYANA A. Judul Percobaan
“FERMENTASI”
B. Tujuan Percobaan
Untuk mempelajari kemampuan memfermentasi amilum, glukosa, fruktosa, dan sukrosa oleh beberapa jenis inokulum murni ragi roti (Saccharomyses ceserevisiae), ragi tape dan inokulum murni Rhizopus oligosporus.
C. Landasan Teori
Karbohidrat dapat difermentasikan menjadi alkohol. Glukosa dapat difermentasikan oleh sel-sel khamir (ragi) menjadi alkohol sambil membebaskan gas CO2, tetapi pati/amilum dan korbohidrat monosakarida selain glukossa tidak dapat difermentasikan oleh sel-sel ragi. Ragi yang banyak digunakan untuk fermentasi singkong dan beras ketan, sebenarnya bukan ragi murni, melainkan terdiri dari beberapa jenis mikroba antara lain khamir (Saccharomyses ceserevisiae) dan kapang (Rhizopus atau Aspergellus). Rhizopus dan Aspergillus mengkonversi pati menjadi glukosa sedangkan khamir sendir meengkonversi glukosa menjadi etanol dan karbon dioksida (Tim Dosen Kimia, 2010).
Kemampuan memfermentasikan karbohidrat dan produk fermentasi yang dihasilkan merupakan ciri yang sangat berguna dalam identifikasi mikroorganisme. Hasil akhir fermentasi karbohidrat ditentukan oleh sifat mikroba, media biakan yang digunakan, serta faktor llinkungan, antara lain suhu dan pH. Media fermentasi harus mengandung senyawa yang dapat diaksidasikan dandifermentasikan oleh mikroorganisme dalam proses fermentasi itu (Anonim, 2010).
Fermen merupakan enzim yang bertindak sebagai biokatalis organik yang dalam jumlah kecil mengkatalis reaksi-reaksi organik dengan proses fermentasi (ferment) (Pudjaatmaka, 1990 : 69).
proses fermentasi etanol pada khamir tersebut berlangsung pada kondisi anaerob (Anonim, 2010).
Respirasi anaerob disebut pula fermentasi atau respirasi intramolekuler. Proses ini terjadi pada Saccharomyses ceserevisiaebertujuan samadengan respirasi aerob yaitu mendapatkan energi. Hanya saja energi yang dihasilkan dalam respirasi anaerob jauh lebih sedikit daripada respirasi aerob. Perhatikan reaksi yang ada di bawah ini :
Respirasi aerob : C6H12O6 6CO2 +6H2O + 675 kalori + 38 ATP Respirasi anaerob : C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 21 kalori + 38 ATP (Latunra, 2007 : 42).
Menurut Pasteur, keberadaan oksigen akan menghambat jalur fermentasi di dalam sel khamir sehingga sumber karbon yang ada akan digunakan melalui jalur respirasi. Fenomena ini sering disebut pasteur effect. Pasteur effek diamati pada sel khamir pada sel yang telah memasuki fase stasioner (resting), sedangkan produksi alkohol terjadi ketika sel berada pada fase pertumbuhan. Hal inilah yang diduga bahwa Pasteur effek bukan fenomena yang terjadi saat produksi etanol oleh mikroba Saccharomyses ceserevisiae (Anonim, 2010).
Pada ragi asam piruvat didekarbosilasi (sebuah CO2 yang dikeluarkan) sebelum direduksi oleh NADH. Hasilnya ialah sebuah molekul CO2 dan sebuah molekul etanol(sebenarnya masing-masing dua molekul untuk setiap molekul glukosa yang difermentasi)
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Sebagaimana halnya dengan fernmentasi asam laktat, proses ini merupakan suatu pemborosan. Sebagian besar dari energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat di dalam etanol (inilah sebabnya mengapa etanol sering dipakai sebagai bahan bakar mesin). Dan sebagaimana halnya pada fermentasi asam laktat, perlu dicatat bahwa fermentasi alkohol telah membuang sebuah korbohidrat (C3H603), mengoksidasi sebuah karbon denngan sempurna (menjadi CO2) dan mereduksi lainnya (CH3CH2OH) (Kimbal,1999 : 151)
Tahap-tahap dalam proseshidrolisis amilum sebelum terbentuk maltosa. Tahap-tahap dalam proses hidrolisis amilum serta warna yang terjadi pada reaksi dengan iodium adalah sebagai berikut.
Tahap Hidrolisis warna dengan Iodium
Amilum Biru
Amilum terlarut Biru
Amilodekstrin lembayung
Eritrodekstrin merah
Akrodekstrin tidak berwarna
Maltosa
(Poedjiadi, 1994 : 38) D. Alat dan Bahan
1. Alat
a) Tabung reaksi besar 12 buah b) Tabung reaksi kecil 3 buah c) Rak tabung reaksi 3 buah d) Plat tetes 1 buah
e) Pipet tetes f) Sendok
g) Batang pengaduk
h) Gelas piala 50 mL 3 buah, 500 mL 2 buah i) Pembakar spiritus
j) Kaki tiga dan kasa k) Botol semprot
l) Gelas ukur 10,50 mL m) Stopwatch
n) Sterilisator 2. Bahan
a) Amilum 1%, glukosa,sukrosa, dan fruktosa b) Ragi roti, ragi tape, dan ragi tempe
c) Larutan iod
d) Pereaksi bennedict dan pereaksi tollens e) Aquades
E. Prosedur Kerja 1. Tes Hidrolisis Pati
a) Membuat suspensi ragi roti,ragi tape, dan ragi tempe dengan jalan melarutkan 1/10 bagian sendok teh masing-masing ke dalam 25 mL aquades.
b) Mengisi 10 lubang plat tetes, masing-masing setetes larutan amilum 1%, lau memberi nomor 1-10.
c) Menambahkan masing-masing 3 tetes suspensi ragi roti pada lubang 2,3,4. Menambahkan ragi tape pada lubang 5,6,7 dan menambahkan ragi tempe pada lubang 8,9,10. Sedangkan lubang nomor 1 menambahkan aquades (sebagai kontrol).
d) Setelah 5 menit menambahkan masing-masing 1 tetes iod 0,1% ke dalam lubang 2,5, dan 8. Mencatat warna yang terbentuk pada lubang 4,7,10 masing-masing setelah 10 menit dan 15 menit. Mencatat warna yang terbentuk pada masing-masing lubang pada plat tetes.
2. Fermentasi Alkohol
a) Menyiapkan 12 tabung reaksi
b) Mengisi 10 mL larutan pati 1% ke dalam tabung 1,2, dan 3. Kemudian menutup dengan kapas. Tabung tidak boleh terisi sepertiganya.
c) Melakukan perlakuan yang sama terhadap tabung lainnya masing-masing dengan glukosa, fruktosa dan sukrosa.
d) Mensterilisasi pada suhu 110 oC selama 10 menit.
e) Setelah dingin (suhu kamar) ketiga tabung reaksi yang berisi amilum, menambahkan 1 pipet (1 mL) ragi tape dan tabung 3 dengan 1 pipet (1 mL) ragi tempe (melakukan penambahan ragi secara aseptis).
f) Melakukan perlakuan yang sama masing-masing terhadap glukosa, fruktosa, dan sukrosa.
g) Menginkubasi pada suhu kamar, kemudian memeriksa adanya gas CO2 dengan jalan menggoyang-goyangkan tabung reaksi setalah 24 jam. Setelah itu periksa juga adanya bau alkoholdengan jalan membuka tutup tabung kemudian mencium mulut tabung.
h) Khusus untuk tabung yang berisi amilum (tabung 1-3) melakukan uji bennedict dan uji tollens.
a) Amilum 3 tetes + aquades 3 tetes + iod 0,1% 1 tetes (merah kecokelatan) larutan biru tua
b) Amilum 3 tetes + ragi roti 3 tetes
Plat 2 setelah 5 menit + 1 tetes iod 0,1% larutan biru tua
Plat 3 setelah 10 menit+ 1 tetes iod 0,1% larutan biru
Plat 4 setelah 15 menit + 1 tetes iod 0,1% larutan biru c) Amilum 3 tetes + ragi tape 3 tetes
Plat 5 setelah 5 menit + 1 tetes iod 0,1% larutan biru
Plat 6 setelah 10 menit + 1 tetes iod 0,1% larutan sedikit biru
Plat 7 setelah 15 menit + 1 tetes iod 0,1% larutan sedikit biru d) Amilum 3 tetes + ragi tempe 3 tetes
Plat 8 setelah 5 menit + 1 tetes iod 0,1% larutan biru
Plat 9 setelah 10 menit + 1 tetes iod 0,1% sedikit biru ungu
Plat 10 setelah 15 menit + 1 tetes iod 0,1% biru keunguan 2. Fermentasi Alkohol
Perlakuan :
10 mL amilum 1% disterilisasi pada 110 oC selama 10 menit Didinginkan pd suhu kamar larutan bening + ragi didismksn selama 24 jam
(catat adanya bau alkohol dan gelembung gas). Tabel pengamatan :
Perlakuan
Amilum 1% Ditambah ragi
roti Ditambah ragi tape
Ditambah ragi tempe
Bau alkohol Tidak ada Ada Tidak ada
Gelembung gas Tidak ada Ada Tidak ada
a. Uji Bennedict
Tabung 1 : amilum (hasil permentasi dari ragi roti) + pereaksi bennedict (biru) larutan biru
Tabung 2 : amilum (hasil permentasi dari ragi tape) + pereaksi bennedict (biru) larutan biru
Tabung 3 : amilum (hasil permentasi dari ragi tempe) + pereaksi bennedict (biru) endapan ,erah bata dan larutan orange b. Uji Tollens
Tabung 1 : amilum (hasil permentasi dari ragi roti) + pereaksi Tollens Tidak terbentuk cermin perak
Tabung 2 : amilum (hasil permentasi dari ragi tape) + pereaksi Tollens Tidak terbentuk cermin perak
Terbentuk cermin perak
Tabel hasil pengamatan fermentasi dari senyawa karbohidrat
Perlakuan
Glukosa Ditambah ragi
roti Ditambah ragi tape
Ditambah ragi tempe
Bau alkohol Ada Ada Tidak ada
Gelembung gas Ada Ada Tidak ada
Perlakuan
Fruktosa Ditambah ragi
roti Ditambah ragi tape
Ditambah ragi tempe
Bau alkohol Ada Ada Tidak ada
Gelembung gas Ada Ada Tidak ada
Perlakuan
Sukrosa Ditambah ragi
roti Ditambah ragi tape
Ditambah ragi tempe
Bau alkohol Ada Ada Tidak ada
Gelembung gas Ada Ada Tidak ada
G. Pembahasan 1. Hidrolisis Pati
Pada lubang 2,3, dan 4 yang telah berisi amilum selanjutnya ditambahkan dengan suspensi ragi roti dan larutan iod, dimana penambahan iod dilakukan pada waktu yang berbeda-beda yaitu setelah 5 menit, 10 menit, dan 15 menit untuk mengetahui seberapa cepat ragi tersebut menghidrolisis larutan pati tersebut. Ppada menit ke-5 setelah dilakukan penambahan iod menghasilkan larutan biru tua, pada menit ke -10 menghasilkan larutan sedikit biru dan pada menit ke-15 menghasilkan larutan biru. Hal terseebut menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan (hidrolisis) yang berarti dilakukan oleh ragi roti. Hal ini telah sesuai dengan teori bahwa dalam ragi roti hanya terdapat mikroba khamir yang hanya dapat mengubah glukosa menjadi etanol dan CO2 dan tidak dapat mengubah pati menjadi glukosa.
Pada lubang 5,6, dan 7 yang telah berisi amilum selanjutnya ditambahkan dengan suspensi ragi tape dan larutan iod. Penambahan iod juga dilakukan pada waktu yang berbeda-bea (5 menit, 10 menit, dan 15 menit). Pada menit ke-5 menghasilkan larutan biru, pada menit ke-10 mengahsilkan laruutan yang warnanya sedikit biru (biru pudar) dan lama kelamaan warna biru menghilang. Dari data tersebut menunjukkannn bahwa pada menit ke-5 larutan tersebut masih amilum, pada menit ke-10 larutan pati/amilum mulai mengalami hidrolisis, dan pada menit ke-10 bukan lagi amilum karena warna birunya semakin pudar dan lama kelamaan menghilang. Hal ini telah sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa ragi tape memiliki kemampuan yang baik untuk menghidrolisis amilum/pati karena mempunyai dua mikroba yaitu kapang dan khamir. Dimana kapang mampu mengubah pati menjadi glukosa.
dan biru sedikit (lembayung). Hal ini menandakan bahwa ragi tempe juga memiliki kemampuan untuk menghidrolisis pati. Sebab dalam ragi tempe tersebut terdapat mikroba kabang (Aspergillus) yang mampu mengubah amilum/pati.
Adapun reaksi yang terjadi, yaitu :
+ 3H2O rhizopus roti, ragi tape, daan ragi tempe dalam memfermentasi amilum, glukosa, fruktosa dan sukrosa.
Pada percobaan ini amilum, glukosa, fruktosa dan sukrosa masing-masing diisikan ke dalam 3 tabung reaksi. Semua tabung ditutup dengan kapas agar larutan tersebut tidak lagi terkontaminasi dengan udara sebab fermentasi nantinya berlangsung secara anaerob (tanpa udara). Selanjutnya disterilisasi pada suhu 110oC selama 10 menit. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan zat-zat atau mikroorganisme yang ada pada tabung, sehingga memungkinkan dapat mempengaruhi proses fermentasi. Selanjutnya tabung didinginkan
sampai pada suhu kamar karena pada suhu kamar mikroba dalam ragi dapat bekerja optimal. Jika suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah dikahawatirkan mikroba-mikroba tersebut akan rusak.
Stelah didingin pada ketiga tabung yang berisi amilum ditambahkan ragi yang berbeda. Tabung 1 ditambahkan ragi roti, tabung 2 ditambahkan ragi tape dan tabung 3 ditambahkan ragi tempe. Hal yang sama juga dilakukanuntuk tabung-tabung yang berisi glukosa, fruktosa, dan sukrosa.
Setelah itu diinkubasi selama 24 jam. Dalam proses ini mikroba yang ada pada setiap ragi akan memfermentasi zat-zat tersebut selanjutnya dilakukan pengamatan terhadap adanya gelembung gas dan adanya bau alkohol.
Pada tabung yang berisi amilum, tabung1 tidak terdapat bau alkohol dan gelembung gas. Hal ini telah sesuai dengan teori karena pada tabung 1 yang ditambahkan ragi roti yang tidak mampu menghidrolisis amilum menjadi glukosa, tetapi hanya dapa menghidrolisis glukosa menjadi etanol dan gas CO2. Sedangkan yang terdapat dalam tabung adalah amilum. Pada tabung dua yang berisi ragi tape terdapat bau etanol dan gelembung gas CO2. Hal ini disebabkan karena dalam ragi tape terdapat dua mikroba yaitu kapang dan khamir. Di mana kapang mengubah amilum menjadi glukosa dan khamir mengubah glukosa menjadi etanol dan gas CO2 pada tabung 3 yang berisi ragi tempe tidak terdapat bau etanol dan gelembung gas karena pada ragi tempe hanya ada mikroba kapang ynag hanya dapat mengubah amilum menjadi glukosa.
Pada tabung yang berisi fruktosa, tabung 1 terdapat bau etanol dan CO2, tabung 2 terdapat bau etanol dan gas CO2. Hal ini tidak sesuai dengan teori sebab monosakrida yang dapat difermentasi menjadi etanol dan gas CO2 hanyalah glukosa. Untuk tabung 3 tidak terdapat bau etanol dan gas CO2.
Pada tabung yang berisi sukrosa, tabung 1 terdapat bau etanol dan gelembung gas CO2. Hal ini tidak sesuai dengan teori, sebab ragi roti hanya dapat mengubah glukosa tidak dapat mengubah sukrosa. Tabung 2 terdapat bau etanol dan gas CO2. Hal ini telah sesuai dengan teori, sukrosa terdiri atas fruktosa dan glukosa sementara glukosa dapat diubah menjadi etanol dan gas CO2.pada tabung 3 tidak terdapat bau etanol dan gas CO2karena ragi tempe tidak mampu mengubah glukosa menjadi etanol dan CO2.
Begitu pula pada uji Tollens yang posif yaitu amilum yang difermentasikan dengan ragi tempe yang ditandai dengan terbentuknya cermin perak. Hal ini menandakan bahwa ragi tempe dapat menfermentasikan amilum menjadi gula pereduksi. Persamaan reaksi :
Ragi yang dapat menghidrolisis pati yaitu ragi tape dan ragi tempe, sedangkan ragi roti tidak dapat menghidrolisis pati. Hal ini disebabkan karena ragi tape dan ragi tempe memiliki mikroba kapang ynag dapat mengubah amilum/pati menjadi glukosa. Sedangkan roti hanya memiliki mikroba khamir yang dapt mengubah glukosa menjadi etanol dan gas CO2
b) Fermentasi Alkohol
Amilum difernmentasi menjadi alkohol hanya bisa dilakukan oleh ragi tape.
Glukosa difermentasi menjadi alkohol dan gas CO2 bisa dilakukan oleh ragi roti dan ragi tape.
Fruktosa tidak dapat difermentasikan oleh ragi apapun.
Sukrosa dapat difermentasi menjadi alkohol dan gas CO2 oleh ragi tape.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010. Fermentasi karbohidrat.
http://wepingembul.blogspot.com/2010/03/fermentasi-alkohol.html .
Diakses pada tanggal 25 November 2010.
Anonim. 2010. Fermentasi etanol oleh Saccharomyces serevisiae.
Anonim. 2010. Mikroba Fermentasi. http://www.Forumsains.com/index. Diakses pada tanggal 25 November 2010.
Kimbal, W. 1999. Biologi Jilid I Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga.
Latunra, Ilham. 2007. Diktat Biologi Dasar. Makassar : UPT MKU Universitas Hasanuddin.
Poedjiadi, Anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press
