v
IMAN
MEMBUAT SEGALA SESUATU
MUNGKIN
KASIH
MEMBUAT SEGALA SESUATU
MUDAH
HARAPAN
MEMBUAT SEGALA SESUATU
BERJALAN
Kupersembahkan untuk:
vi
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus atas kasih dan perlindungan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul Kurva Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae Dari PG-PS Madukismo Yogyakarta Yang Berperan Dalam
Proses Fermentasi Alkohol. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) Program Studi Ilmu Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini penulis telah mendapatkan bantuan dan dukungan materiil serta spiritual dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terimakasih kepada: 1. Rita Suhadi, M.Si., Apt selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta
2. Maria Dwi Budi Jumpowati, S.Si selaku dosen pembimbing yang dengan kesabaran telah memberikan bimbingan, saran dan kritik sejak penyusunan proposal hingga terselesainya naskah skripsi ini
3. Christine Patramurti, M.Si., Apt selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktu dan memberikan masukan, saran dan kritik yang membangun
4. Ig. Y Kristio Budiasmoro, M.Si selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktu dan memberikan masukan, saran dan kritik yang membangun bagi penulis
vii
6. Rekan tim Alkohol (Prima, Ermin, Yuna, Reni, Pipit, Angel) yang telah mendukung dan memberi semangat selama proses penelitian dan penyusunan skripsi ini. Terima kasih atas kebersamaan kita dalam suka dan duka
7. Teman-teman UKKA atas semangat dan canda tawa kalian
8. Teman-teman KKN (Budi, Tunjung, Eva, Ezra, Joe, Ika, Priska, Yuli) 9. Segenap staf laboran lantai III atas kerjasama dan bantuan yang diberikan 10.Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu
dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penelitian dan penyusunan skripsi ini masih memiliki kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak. Semoga skripsi yang telah penulis susun ini memberikan manfaat.
Penulis
ix
INTISARI
Pertumbuhan mikrobia pada umumnya akan mengikuti kurva pertumbuhan normal bila berada pada kondisi lingkungan dan substrat yang ideal (meliputi suhu, pH, sumber oksigen, tekanan osmotik dan lain-lain). Metabolit primer adalah hasil metabolisme yang dihasilkan selama masa pertumbuhan mikrobia, salah satunya yaitu alkohol yang merupakan metabolit primer dari
Saccharomyces cerevisiae dalam kondisi anaerob. PG-PS Madukismo Yogyakarta memanfaatkan limbah pabrik gula yaitu molase (tetes tebu) yang dapat berfungsi sebagai media bagi pertumbuhan dan media fermentasi S. cerevisiae untuk menghasilkan alkohol.
Untuk meningkatkan kualitas produksi alkohol dapat dilakukan dengan mengetahui kurva pertumbuhan S. cerevisiae pada kondisi lingkungan yang dilakukan di PG-PS Madukismo (pH pertumbuhan 4,8; suhu pertumbuhan 30o C; konsentrasi substrat pertumbuhan 16o brix) sehingga hasil produksi alkohol dapat dioptimalkan.
Penelitian ini adalah penelitian non eksperimental dengan rancangan penelitian deskriptif. Tahap penelitian ini dilakukan dengan mengukur OD (Optical Density) S. cerevisiae selama 115 jam inkubasi menggunakan metode turbidimetri. Kurva pertumbuhan dibuat dengan memplotkan waktu inkubasi sebagai sumbu X dan OD sebagai sumbuY.
Kurva Pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo meliputi lag fase pada waktu inkubasi 0 hingga 3 jam, fase eksponensial pada waktu inkubasi ke 3 hingga 24 jam, fase stasioner pada waktu inkubasi 24 hingga 97 jam dan fase kematian setelah inkubasi jam ke 97. Dari kurva yang diperoleh, proses pembibitan dapat dilakukan selama 24 hingga 97 jam di mana pada waktu tersebut jumlah S. cerevisiae maksimal dan dapat dilakukan tahap selanjutnya yaitu proses fermentasi alkohol sehingga hasil produksi alkohol dapat dioptimalkan.
x
ABSTRACT
Generally, the microbial growth will follow the normal growth curve if it is existing in the ideal environment (temperature, pH, oxygen sources, osmotic pressure etc). During the growth phase, microbe will produce primary metabolite, one of them is alcohol that is the result of the metabolism of yeast Saccharomyces cerevisiae in anaerob condition and produce during eksponensial and stationary phase. Madukismo Rubbing Alcohol Factory of Yogyakarta uses sugar factory wastes named molasses (sugar cane’s extract), which can be functioned as the media for the S. cerevisiae’s growth dan fermentation to produce alcohol.
Increasing the alcohol production quality can be done by checking the S. cerevisiae’s growth curve in the environment condition conducted in Madukismo sugar factory (growth pH 4,8; growth temperature 30oC; 16obrix sugar concentration), so the production can be optimized.
The model of this research was non experimental research with descriptive research construction. This research phase was conducted by measuring the S. cerevisiae OD’s (Optical Density) in certain incubation time (115 hour) so that the whole growth phase could be observed, using turbidity method. Growth curve of S. cerevisiae’s was made by plotting incubation time as X axis with the OD as Y axis.
S. cerevisiae’s growth curve from Madukismo Rubbing Alcohol Factory of Yogyakarta, consisted of lag phase on 0-3 hours of incubation, eksponential phase on 3-24 hours of incubation, stationary phase on 24-97 hours of incubation dan death phase after 97 hours of incubation. From obtained curve, seeding process could be done during 24 till 97 hours where about the number of S. cerevisiae maximal and could be conducted by next step that was alcohol ferment so that yield of the alcohol could produced optimally.
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
PRAKATA ... vi
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... viii
INTISARI ... ix
ABSTRACK ... x
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
1.Rumusan permasalahan ... 3
2.Manfaat penelitian ... 3
B. Tujuan Penelitian ... 3
BAB II PELAAHAN PUSTAKA A. Fermentasi alkohol ... 5
B. Molase (Tetes Tebu) ... 7
xii
D. Kurva Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae ... 12
E. Perhitungan Jumlah Yeast... 16
F. Turbidimetri ... 18
G. Keterangan Empiris ... 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 21
B. Variabel dan Definisi Operasional ... 21
1. Variabel ... 21
a. Variabel bebas ... 21
b. Variabel tergantung ... 21
c. Variabel pengacau terkendali ... 21
2. Definisi Operasional ... 21
C. Alat dan Bahan Penelitian ... 22
1. Alat ... 22
2. Bahan ... 22
D. Tata Cara Penelitian 1. Penyiapan stok kultur S. cerevisiae ... 23
2. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae (16o brix) ... 23
3. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae ... 23
4. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae... 24
5. Pengukuran OD S.cerevisiae ... 24
6. Penentuan Kurva Pertumbuhan S. cerevisiae... 24
xiii BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Penyiapan stok kultur S. cerevisiae ... 26
B. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae ... 27
C. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae ... 28
D. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae... 29
E. Pengukuran OD S.cerevisiae ... 31
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 40
B. Saran ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
LAMPIRAN ... 44
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Reaksi total proses fermentasi alkohol ... 5
Gambar 2. Molase dari PG-PS Madukismo ... 8
Gambar 3. S. cerevisiae dengan menggunakan mikroskop elektron ... 9
Gambar 4. Proses glikolisis glukosa ... 10
Gambar 5. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae waktu inkubasi vs log jumlah sel pada medium Yeast Pepton Dextrose (YPD) ... 13
Gambar 6. Kurva pertumbuhan beberapa strain S. cerevisiae waktu inkubasi vs OD ... 14
Gambar 7. Produksi metabolit primer (etanol) sebanding dengan Pertambahan jumlah yeast... 16
Gambar 8. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta ... 34
Gambar 9. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae ATCC 3015 ... 34
xv
DAFTAR TABEL
Tabel I. Contoh produk fermentasi dan mikrobia yang menghasilkannya ... 6
Tabel II. Komposisi Molase dalam % ... 8 Tabel III. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam ... 32 Tabel IV. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015 selama
waktu inkubasi 115 jam ... 33
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pembuatan media untuk pertumbuhan yeast (16o Brix) ... 44 Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam ... 44 Lampiran 3. Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015 ... 49 Lampiran 4. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Yeast adalah fungi uniseluler yang telah lama dimanfaatkan oleh manusia untuk menghasilkan makanan dan minuman. Yeast dapat dibedakan berdasarkan sifat metabolismenya yaitu yeast fermentatif, yeast oksidatif maupun yeast yang memiliki sifat keduanya (fermentatif dan oksidatif) (Fardiaz, 1992).
Saccharomyces cerevisiae merupakan yeast yang bersifat oksidatif dan fermentatif. Dengan adanya oksigen, S. cerevisiae akan mengoksidasi gula menjadi karbondioksida dan air. Tetapi pada kondisi anaerob, S. cerevisiae dapat mengubah sistem metabolismenya dari jalur oksidatif menjadi jalur fermentatif yaitu memecah gula (glukosa) menjadi alkohol dan gas karbon dioksida (Alcamo, 1997; Fardiaz, 1992).
Alkohol merupakan hasil metabolisme primer (metabolit primer) secara fermentatif oleh S. cerevisiae, karena alkohol dibentuk sepanjang pertumbuhan
Konsentrasi metabolit yang dihasilkan oleh S. cerevisiae sangat dipengaruhi oleh kemurnian strain (galur) dan faktor-faktor lingkungan serta komposisi kimia dari zat untuk pertumbuhan yang didapatkan dari media pertumbuhan. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh antara lain: suhu, pH lingkungan, agitasi, sumber oksigen dan lain-lain. Sedangkan media pertumbuhan harus menggunakan sumber-sumber nutrien untuk menciptakan sebuah medium yang memenuhi kriteria antara lain: dapat menghasilkan yield maksimum, murah, kualitas yang konsisten dan mudah diolah. Salah satu media pertumbuhan yang digunakan dalam produksi alkohol dan memenuhi kriteria di atas adalah molase. Molase merupakan cairan kental berwarna coklat (dari pigmen meladonin) yang merupakan hasil samping dari industri gula (Harahap, 2003; Acourene, Khalid, Bacha, Tama, Taleb, 2007).
Dengan adanya faktor-faktor lingkungan yang mendukung serta tercukupinya nutrien dalam media pertumbuhan, maka diharapkan konsentrasi maupun jumlah metabolit yang dihasilkan oleh S. cerevisiae juga optimal. Salah satu industri yang memanfaatkan produk metabolit S. cerevisiae dalam menghasilkan alkohol adalahPabrik Gula dan Alkohol, Spiritus Madukismo (PG-PS Madukismo) dengan menggunakan molase (tetes tebu) yang merupakan hasil samping dari Pabrik Gula Madukismo. Produk yang dihasilkan adalah alkohol yang terdiri dari 70% alkohol murni dan 30% alkohol teknis (Anonim, 1984; Kurniawan, Susmiadi, Toharisman, 2005).
sehingga dapat diperkirakan waktu di mana alkohol dibentuk dengan menggunakan kondisi lingkungan sesuai dengan prosedur yang dilakukan di PG-PS Madukismo.
1. Rumusan permasalahan
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat dirumuskan permasalahan yaitu: Bagaimana kurva pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae
yang berperan dalam proses fermentasi alkohol berdasarkan kondisi pertumbuhan yang dilakukan di PG-PS Madukismo?
2. Manfaat penelitian
a. Manfaat teoritis. Sebagai sumbangan informasi mengenai pertumbuhan
S.cereviseae dengan kondisi lingkungan pertumbuhan yang dilakukan di PG-PS Madukismo.
b. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan mampu memberikan informasi bagi PG-PS Madukismo mengenai kurva pertumbuhan S.cereviseae dengan kondisi lingkungan pertumbuhan yang dilakukan di PG-PS Madukismo.
B. Tujuan Penelitian
1. Tujuan umum
2. Tujuan khusus
5
BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Fermentasi Alkohol
Fermentasi berasal dari kata latin fervere. Istilah fermentasi dipakai untuk menyatakan perubahan atau peruraian karbohidrat dengan pembentukan gas. Louis Pasteur mengatakan bahwa fermentasi adalah proses peruraian gula menjadi alkohol dan karbon dioksida yang disebabkan oleh aktifitas sel-sel yeast yang hidup dan berkembang biak dalam cairan fermentasi tanpa adanya udara. (Nurdyastuti, 2005; Priani, 2003).
Karbohidrat merupakan media utama yang dipecah dalam proses fermentasi. Polisakarida lebih dulu akan dipecah menjadi gula sederhana untuk selanjutnya dapat difermentasikan. Pada tahap pertama, fermentasi glukosa akan membentuk asam piruvat melalui jalur glikolisis atau jalur Embden-Meyerhoff-Parnas (EMP). Jalur EMP terdiri dari beberapa tahap yang masing-masing dikatalisis oleh enzim tertentu. Pada tahap kedua fermentasi, asam piruvat akan diubah menjad produk yang spesifik di antaranya adalah alkohol (Fardiaz, 1992). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Dalam pelaksanaan prosesnya, industri fermentasi dipengaruhi oleh beberapa faktor yang meliputi (Harahap, 2003):
1. Mikrobia
Dalam industri fermentasi, mikrobia adalah faktor utama sehingga harus memenuhi syarat, antara lain murni (terdiri dari satu strain tunggal), unggul (koloni mikrobia atau hasil biakannya dengan sifat-sifat fisiologi yang sama sebagai hasil proses isolasi dari strain yang telah murni), stabil terhadap perubahan lingkungan dan bukan mikrobia patogen. Berikut adalah beberapa mikrobia dan produk fermentasi yang dihasilkan.
Tabel I. Contoh produk fermentasi dan mikrobia yang menghasilkannya (Hidayat, Podaga, Suhartini, 2006)
Produk Mikrobia Roti, alkohol
Yogurt, kefir, probiotik Kecap
Bakteri asam laktat
Aspergius oryzae
Dalam industri fermentasi alkohol di PG-PS Madukismo, mikrobia yang digunakan adalah yeast S. cerevisiae.
2. Bahan dasar sebagai media fermentasi
3. Faktor-faktor yang dapat mendukung kehidupan mikrobia pemfermentasi Faktor-faktor yang mendukung di antaranya ketersediaan nutrien untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikrobia, antara lain unsur Karbon (C), Nitrogen (N), Fosfor (P), mineral dan vitamin, kondisi keasaman dan suhu media serta ada tidaknya udara karena meskipun fermentasi berlangsung secara anaerob tetapi udara diperlukan dalam proses pembibitan untuk pengembangbiakan sel mikrobia pemfermentasi.
Secara umum langkah-langkah proses industri fermentasi alkohol meliputi: pengolahan media (untuk mempersiapkan media produksi meliputi proses pengenceran media hingga 12 obrix, penambahan nutrien seperti Nitrogen dan Sulfur, penyesuaian pH 4 – 5); proses pembibitan (untuk mendapatkan jumlah sel yeast yang maksimal); proses fermentasi untuk menghasilkan alkohol (dilakukan penambahan media dengan kepekatan yang berbeda dari proses pembibitan (24obrix) dan pengkondisian anaerob agar proses peragian dapat berlangsung); proses penyulingan (untuk memisahkan alkohol dari campuran alkohol air yang dihasilkan selama proses fermentasi) (Nurdyastuti, 2005).
B. Molase (Tetes Tebu)
vitamin dan unsur-unsur kelumit, memiliki pH 5 - 5,5. Komposisi molase adalah sebagai berikut:
Tabel II. Komposisi Molase dalam % (Hidayat dkk, 2006)
Komposisi Persentase (%)
Berat kering Sukrosa Gula invert Bahan organik lain N
Komponen-komponen penyusun molase di atas memiliki peran masing-masing dalam pemeliharaan sel di antaranya: Nitrogen, merupakan komponen penyusun asam amino dan asam nukleat yang dapat diperoleh dengan penambahan pupuk yang mengandung Nitrogen, seperti ZA, urea dan pepton; Karbon dan karbohidrat sebagai sumber energi yang dibutuhkan untuk reaksi biokimia; mineral dibutuhkan sebagai kofaktor pada sejumlah reaksi enzimatik (Nester, Anderson, Roberts, Pearsall, Nester, 2001).
Gambar 2. Molase dari PG-PS Madukismo
menunjukkan jumlah zat padat semu (dalam gram) yang larut dalam setiap 100 gram larutan) sehingga pada proses pembibitan yeast dilakukan pengenceran hingga 12o Brix dan pada proses fermentasi 24o Brix. pH molase yang semula 5-5,5 dibuat menjadi 4-5 dan suhu menjadi 30oC untuk mendukung pertumbuhan
yeast (Harahap, 2003; Kuswurj, 2008).
C. Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae merupakan fungi uniseluler berbentuk oval. Reproduksi S. cerevisiae ini dilakukan dengan cara pertunasan multipolar atau melalui pembentukan askospora. Berdasarkan sifat-sifat morfologi, kultur, fisiologi dan reproduksi seksual S. cerevisiae termasuk Famili
Saccharomycetaceae, Subfamili Saccharomycoideae (Fardiaz, 1992).
Gambar 3. Saccharomyces cerevisiae dengan menggunakan mikroskop electron. Keterangan gambar: 1. sel induk, 2. spora, 3. budding (Wheals, 1995)
yaitu memecah gula (glukosa) menjadi alkohol dan gas karbon dioksida melalui jalur glikolisis (Alcamo, 1997; Fardiaz, 1992).
Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (1999), glikolisis berarti menguraikan gula. Glukosa (gula berkarbon enam) diuraikan menjadi dua molekul gula berkarbon tiga kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang membentuk dua molekul piruvat. Proses glikolisis hingga terbentuknya alkohol terjadi di dalam sitoplasma
Gambar 4 . Proses glikolisis glukosa (Anonim, 2007)
Asetaldehid kemudian direduksi oleh NADH menjadi alkohol. Ini meregenerasi pasokan NAD+ yang dibutuhkan untuk glikolisis (Campbell et al,1999). Alkohol yang dihasilkan akan maksimal bila terdapat jumlah sel yeast yang maksimal pula karena produksi alkohol akan sebanding dengan pertambahan jumlah yeast
(Tortora et al, 2002)
S. cerevisiae telah lama digunakan dalam industri minuman beralkohol dan bidang pangan. S. cerevisiae sesuai untuk digunakan dalam industri fermentasi karena memenuhi syarat-syarat antara lain: cepat berkembang biak, tahan terhadap suhu tinggi, mempunyai sifat yang stabil dan cepat beradaptasi terhadap media yang difermentasi (Alcamo, 1997; Harahap, 2003; Hidayat dkk, 2006).
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan S. cerevisiae antara lain (Nester et al, 2001) :
1. Nutrien
Nitrogen untuk sintesis protein didapatkan dari ion amonium, sedangkan beberapa dapat menggunakan nitrat dan nitrit yang didapatkan dari penambahan pupuk yang mengandung nitrogen seperti ZA, urea, pepton dan lain-lain. Sumber karbon, hidrogen dan oksigen terdapat pada karbohidrat, kebutuhan sulfur dapat dipenuhi oleh adanya sulfat di dalam medium. Mineral lain yang dibutuhkan yeast
2. Keasaman (pH)
Untuk fermentasi alkoholis, memerlukan media dalam suasana asam, yaitu antara pH 4 – 5.
3. Suhu
Suhu optimum untuk pengembangbiakan S. cerevisiae adalah 30o C. 4. Udara
Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerob. Namun demikian udara dibutuhkan dalam proses pembibitan sebelum fermentasi untuk pengembangbiakan sel yeast.
Selain faktor-faktor yang disebutkan oleh Nester et al (2001), menurut Tortora et al (2002) terdapat faktor lain yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikrobia yaitu tekanan osmotik. Bila mikrobia berada pada larutan yang hipertonis maka akan menghambat pertumbuhan karena menyebabkan terjadinya plasmolisis.
D. Kurva Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae
komponen-komponen sel seperti protein, RNA dan sebagainya akan bertambah sampai siap membelah. Konsentrasi komponen-komponen sel, seperti RNA, enzim, metabolit-metabolit dan sebagainya pada masing-masing sel anakan akan identik dengan sel induk. Namun demikian dalam perkembangannya akan dipengaruhi oleh lingkungan sehingga dimungkinkan terjadi perbedaan (Tortora et al, 2002).
Yeast yang dimasukkan dalam media baru pada umumnya tidak segera memperbanyak diri, tetapi akan memerlukan waktu untuk penyesuaian dalam medium. Bila pada waktu-waktu tertentu jumlah sel yeast dihitung dan dibuat kurva hubungan antara log jumlah sel dan waktu, maka akan diperoleh suatu grafik yang menunjukkan kurva pertumbuhan (Błażejak, Duszkiewicz-Reinhard, Gniewosz, Rostkowska-Demner, Domurad, 2002):
Gambar 5. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae waktu inkubasi vs log jumlah sel pada medium
Yeast Pepton Dextrose (YPD) (Błażejak et al, 2002)
Kurva pertumbuhan juga dapat dibuat dengan menghubungkan antara waktu inkubasi dengan OD (Optical Density), antara waktu inkubasi dengan biomassa (berat kering), serta antara nilai OD dengan jumlah sel hidup (Acourene
Gambar 6. Kurva pertumbuhan beberapa strain S. cerevisiae waktu inkubasi vs OD. Keterangan : SDB (strain yang diisolasi dari Degla-Beida), SDN (strain yang diisolasi dari Deglet-Nour), STB (strain yang diisolasi dari Tanboutch), ATTCC1102 (strain yang diambil dari industrial bakery yeast). (Acourene et al, 2007).
Menurut Willey, Sherwood, Woolverton (2008) dan Talaro et al (2008) secara umum kurva pertumbuhan yeast meliputi beberapa fase yaitu:
1. Lag fase
Pada fase ini yeast baru menyesuaikan diri dengan lingkungan baru. Berbagai macam enzim dan zat perantara dibentuk sehingga keadaannya memungkinkan pertumbuhan sel lebih lanjut.
2. Fase eksponensial
3. Fase stasioner
Pada fase ini kecepatan untuk memperbanyak diri berkurang dan jumlah sel mati bertambah karena adanya penurunan kadar nutrien dan meningkatnya penimbunan zat-zat racun yang menghambat kecepatan pembelahan sel. Pada fase ini jumlah sel yang dihasilkan sama dengan jumlah sel yang mati.
Pada fase eksponensial dan fase stasioner ini, bila yeast (S. cerevisiae) diberi perlakuan anaerob maka akan mengubah jalur metabolisme menjadi fermentatif untuk menghasilkan alkohol (Tortora et al, 2002).
4. Fase kematian
Pada fase ini kecepatan kematian terus meningkat sehingga jumlah sel akan menurun cepat.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Błażejak et al (2002),
maka waktu di mana produksi alkohol berlangsung juga bervariasi berdasarkan kurva pertumbuhan masing-masing yeast mencapai fase eksponensial dan fase stasioner.
Pada umumnya senyawa metabolit primer digunakan untuk membentuk makromolekul atau dikonversikan menjadi koenzim senyawa antara seperti asam amino, vitamin, asam organik dan enzim (Tortora et al, 2002).
Gambar 7. Produksi metabolit primer (etanol) sebanding dengan pertambahan jumlah yeast (Tortora et al, 2002)
E. Perhitungan Jumlah Yeast
Menurut Fardiaz (1994) pengukuran jumlah yeast dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu:
1. Perhitungan jumlah sel (hitungan mikroskopik; hitungan cawan; MPN (Most Propable Number))
2. Perhitungan massa sel secara langsung (Volumetrik; Gravimetri; Kekeruhan (turbidimetri))
Sedangkan menurut Nester et al (2001) pengukuran jumlah yeast dapat dilakukan dengan:
1. Perhitungan sel secara langsung (menggunakan bantuan mikroskop atau alat penghitung sel (coulter counter))
2. Perhitungan sel hidup (hitungan cawan, dengan membran filtrasi dan MPN) 3. Perhitungan biomassa (turbidimetri, perhitungan berat total)
4. Perhitungan produk-produk yang dihasilkan (CO2)
Perhitungan secara mikroskopik dilakukan dengan pertolongan kotak skala dimana dalam setiap ukuran skala seluas 1 mm2 terdapat 25 kotak dengan luas 0,04 mm2 dan tiap kotak tersebut terdapat 16 kotak kecil. Jumlah sel yang terdapat dalam kotak kecil dapat dihitung dan dapat dihitung pula rata-rata dalam kotak besar. Hitungan dengan metode ini memiliki beberapa kelemahan di antaranya tidak dapat membedakan antara sel hidup dengan sel mati sehingga keduanya dapat terhitung, sel yang sangat kecil kadang tidak terlihat sehingga tidak terhitung, tidak dapat digunakan untuk menghitung jumlah sel yang terdapat dalam ekstrak makanan karena dapat mengganggu penglihatan (Fardiaz, 1992).
yang berbeda, memerlukan persiapan dan waktu inkubasi cukup lama sehingga pertumbuhan koloni dapat dihitung (Fardiaz, 1992).
Perhitungan jumlah sel menggunakan instrumen elektronik yang disebut
coulter counter yang dapat menghitung sel dalam suspensi yang dialirkan pada tube dan akan dideteksi jumlah sel yang melewati sensor yang dapat ditangkap oleh detektor (Nester et al, 2001).
Metode MPN, menggunakan media cair dalam tabung reaksi, dimana perhitungan dilakukan berdasarkan jumlah tabung yang positif ditumbuhi mikrobia setelah inkubasi pada waktu dan suhu tertentu (Fardiaz, 1992).
F. Turbidimetri
Metode turbidimetri biasa digunakan dalam analisis agen-agen biologi. Pada metode ini aktivitas agen biologi ditentukan dengan mengukur kekeruhan yang dihasilkan oleh agen tersebut. Seperti pada suspensi antibiotik, makin keruh larutan maka makin tinggi pertumbuhan mikrobia dan makin rendah aktivitas antibiotik.
Metode Kolorimetri melibatkan perbandingan intensitas warna secara visual artinya warna dari larutan senyawa yang tidak diketahui atau senyawa yang diteliti dibandingkan dengan warna dari satu standar ataupun beberapa seri standar (Butz, Nobel, 1961).
Gelombang cahaya yang melewati suspensi biakan dan banyaknya cahaya yang ditransmisikan setelah melewati suspensi akan menghasilkan suatu nilai absorbansi yang dalam istilah mikrobiologi disebut dengan OD (Optical Density atau kerapatan optik). Nilai OD akan sebanding dengan jumlah biakan dalam sampel dan dapat digunakan untuk menduga jumlah biakan dalam sampel. Makin besar nilai OD makin keruh suspensi biakan dan makin banyak jumlah biakan dalam suspensi (Lay, 1994). Jenkins, Kneevel, Digangi (1967) juga menyatakan hal yang sama yaitu kekeruhan akan sebanding dengan konsentrasi jumlah biakan dalam suspensi. Metode ini juga memiliki kelemahan yaitu membutuhkan jumlah sel 10 juta hingga 100 juta sel per mililiter agar kekeruhan suspensi dapat dibaca pada spektrofotometer (Tortora et al, 2002)
Acourene et al (2007), kurva pertumbuhan dapat dibuat dengan mengetahui nilai OD yang didapat dari pengukuran setiap 2 jam selama masa inkubasi dalam media. Kurva dibuat dengan sumbu X sebagai waktu inkubasi dan sumbu Y sebagai nilai OD sehingga dapat ditentukan lag fase, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian.
G. Keterangan Empiris
21
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian
Jenis penelitian ini merupakan penelitian noneksperimental dengan rancangan deskriptif. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
B. Variabel dan Definisi Operasional
1. Variabel
a. Variabel bebas: waktu inkubasi S. cerevisiae
b. Variabel tergantung: OD (Optical Density) λmax = 620 nm
c. Variabel pengacau terkendali : pH pertumbuhan 4,8; suhu pertumbuhan 30o C; konsentrasi substrat pertumbuhan 16o brix (PG-PS Madukismo)
2. Definisi Operasional
a. Molase atau tetes tebu adalah media pertumbuhan serta media fermentasi alkohol oleh Saccharomyces cerevisiae. Molase diperoleh dari PG-PS Madukismo yang merupakan hasil samping dari produksi gula.
c. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara nilai OD λmax = 620 nm dengan waktu inkubasi atau biomassa dengan waktu inkubasi atau antara nilai OD λmax = 620 nm dengan jumlah sel hidup yang meliputi lag fase, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian bila berada pada kondisi lingkungan dan substrat yang ideal.
d. oBrix menunjukkan satuan kepekatan molase, menunjukkan jumlah zat padat semu (dalam gram) yang larut dalam setiap 100 gram larutan.
e. Fermentasi alkohol merupakan proses pemecahan glukosa dalam substrat molase di bawah kondisi anaerob oleh S. cerevisiae melalui jalur glikolisis dengan hasil akhir yaitu alkohol.
C. Alat dan Bahan Penelitian 1. Alat
Alat-alat gelas : tabung reaksi (Duran, Schoot Germany), erlenmeyer (Duran, Schoot Germany), pipet ukur, pipet volum, pipet tetes, cawan petri, labu ukur; jarum ose; Autoklaf KT-40 No 108049, ALP Co.,Ltd; Shaker inkubator Zhincheng China; Inkubator Heraus Amsterdam; pH meter; Mikropipet Socorex Swiss; Seperangkat spektrofotometer UV-VIS Perki Elmer Lambda 20
2. Bahan
Bahan yang digunakan adalah: Kultur murni S. cerevisiae ATCC 3015
Yogyakarta), Kultur S. cerevisiae (PG-PS Madukismo), Molase (PG-PS Madukismo), H2SO4, NH4OH, Urea, NPK, Aquades, Alkohol.
D. Tata Cara Penelitian
1. Penyiapan stok kultur murni S. cerevisiae
S. cerevisiae yang berasal dari PG-PS Madukismo sebelum digunakan dalam penelitian ini telah dilakukan uji-uji pendahuluan yang dilakukan oleh Septriani (2008) yang meliputi identifikasi berdasarkan pada morfologi sel, morfologi koloni, dan sifat biokimia. Kemudian hasil identifikasi dibandingkan dengan kultur standar yaitu S.cerevisiae ATCC 3015 sehingga dapat dipastikan bahwa yeast dari PG-PS Madukismo adalah benar Saccharomyces cerevisiae. Selanjutnya kultur murni yang telh diidentifikasi tersebut diisolasi kembali dalam medium padat dari PG-PS Madukismo untuk digunakan dalam penelitian ini.
2. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae(16o brix)
Molase dengan kepekatan 85,5o Brix (dari PG-PS Madukismo) sebanyak 187 ml ditambah dengan aquades hingga 1000 ml dan dilakukan penyaringan. Kemudian media disterilisasi dengan pemanasan menggunakan suhu 72o C dan didinginkan hingga suhu mencapai 30o C.
3. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae
media yang telah steril. pH diatur dengan penambahan H2SO4 hingga pH media menjadi 4,8.
4. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae
Sebanyak 30 ml media dimasukkan ke dalam 12 erlenmeyer steril 100 ml. Enam erlenmeyer sebagai media pertumbuhan S.cerevisiae PG-PS Madukismo dan 6 erlenmeyer sebagai media pertumbuhan S.cerevisiae ATCC 3015. Media dalam erlenmeyer diinokulasikan dengan S.cerevisiae (dari PG-PS Madukismo dan ATCC 3015 sebagai kultur standar) sebanyak 3 ose. Inkubasi dilakukan dengan menggunakan shaker inkubator pada suhu 30o C dan kecepatan agitasi 150 rpm selama 115 jam.
5. Pengukuran OD S.cerevisiae
Sesaat setelah inokulasi hingga jam ke 115 sebanyak 1 ml suspensi biakan dimasukkan ke dalam labu ukur 10,0 ml dan ditambahkan aquades steril hingga tanda, kemudian dicampur hingga homogen. Pipet 5 ml suspensi biakan dan dimasukkan ke dalam kuvet. Serapan diukur pada panjang gelombang 620 nm. Hal ini dilakukan untuk masing-masing suspensi media yang berisi kultur S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiae ATCC 3015.
Blangko yang digunakan adalah media pertumbuhan S. cerevisiae yang diatur hingga menunjukkan absorbansi 0,0.
6. Penentuan Kurva Pertumbuhan S. cerevisiae
cerevisiae yang meliputi lag fase, fase eksponensial, fase stationer dan fase kematian.
E. Analisis Hasil
26
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kurva pertumbuhan dapat dibuat dengan menghubungkan fungsi waktu inkubasi terhadap jumlah sel hidup, dengan menghubungkan fungsi waktu inkubasi terhadap kerapatan optik (OD) dan dapat juga dengan menghubungkan fungsi waktu inkubasi terhadap biomassa (Acourene et al, 2007). Pada penelitian ini kurva dengan fungsi waktu inkubasi terhadap kerapatan optik (OD) dipilih untuk membuat kurva pertumbuhan S. cerevisiae dengan menggunakan kondisi pertumbuhan yang meliputi kondisi pH media, suhu inkubasi dan konsentrasi media sesuai yang dilakukan di PG-PS Madukismo.
A. Penyiapan stok kultur S. cerevisiae
S. cerevisiae yang didapatkan dari PG-PS Madukismo berupa kultur dalam media agar tegak untuk memperbanyak kultur sel maka dilakukan isolasi ke media agar dalam petri dengan teknik streak plate. Setelah inkubasi selama 48 jam maka didapatkan koloni-koloni tunggal dari S. cerevisiae dan siap digunakan . Hal yang sama juga dilakukan terhadap S. cerevisiae ATCC 3015 yang didapatkan dari Laboratorium Pangan Gizi PAU Bioteknologi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta yang digunakan sebagai kultur standar dalam penelitian ini.
Septriani (2008) yang meliputi identifikasi berdasarkan morfologi sel, morfologi koloni, dan sifat biokimia untuk mengidentifikasi S. cerevisiae . Kemudian hasil identifikasi dibandingkan dengan kultur standar yaitu S.cerevisiae ATCC 3015
sehingga dapat dipastikan bahwa yeast dari PG-PS Madukismo adalah benar
Saccharomyces cerevisiae.
B. Pembuatan media pertumbuhan S. cerevisiae
Media pertumbuhan bagi S. cerevisiae yang digunakan dalam penelitian ini yaitu molase. Molase merupakan hasil samping pabrik gula, berupa cairan kental seperti sirup yang berwarna coklat gelap atau kemerahan. Menurut Hidayat dkk (2006), molase sesuai digunakan sebagai media bagi pertumbuhan dan juga sebagai media fermentasi oleh S. cerevisiae karena mengandung sumber karbohidrat dan unsur-unsur lain yang sangat berguna bagi pertumbuhan sel seperti Nitrogen, silika, kalium, sulfur, dan lain-lain.
Molase yang digunakan dalam penelitian ini diambil dari PG-PS Madukismo. Sebelum digunakan dalam penelitian ini, Puspitasari (2008) telah melakukan uji terhadap kualitas molase sebagai bahan baku produksi alkohol dan dihasilkan bahwa molase tersebut memiliki kualitas yang baik karena memiliki derajat brix, polarisasi dan harga kemurnian, kadar sakarosa, kadar gula reduksi dan kadar abu sesuai dengan yang persyaratkan.
proses fermentasi 24o Brix. oBrix menunjukkan satuan kepekatan molase atau menunjukkan jumlah zat padat semu (dalam gram) yang larut dalam setiap 100 gram larutan (Kuswurj, 2008). Sedangkan menurut prosedur yang dilakukan di PG-PS Madukismo molase yang digunakan dalam proses pertumbuhan yaitu 16 oBrix sehingga pada penelitian menggunakan prosedur sesuai yang dilakukan di PG-PS Madukismo. Untuk mendapatkan molase dengan kepekatan 16 oBrix dilakukan dengan mengambil sebanyak 187 ml molase dengan kepekatan 85,5 o
Brix kedalam labu ukur 1000 ml kemudian ditambah dengan aquades hingga tanda. Penyaringan dilakukan untuk menghilangkan pengotor yang terdapat dalam media.
Sterilisasi terhadap media dilakukan dengan cara pemanasan menggunakan suhu 72o C (Harahap, 2003). Sterilisasi dilakukan untuk menghilangkan segala jenis kehidupan mikrobia lain yang ada dalam molase yang dapat mempengaruhi pertumbuhan S. cerevisiae. Sterilisasi terhadap molase dipilih menggunakan metode pasteurisasi karena molase mengandung senyawa-senyawa yang mudah terdegradasi oleh panas seperti vitamin.
C. Penambahan nutrien untuk pertumbuhan S. cerevisiae
Selanjutnya pH media diukur dan dilakukan penambahan NH4OH untuk memberikan pH media menjadi 4,8. NH4OH juga memberikan kontribusi sebagai sumber nitrogen dari ion amonium yang berperan dalam pertumbuhan sel yeast. pH media 4,8 dipilih karena sesuai dengan kondisi pertumbuhan yang dilakukan di PG-PS Madukismo. Hal ini sesuai dengan Harahap (2003) yang menyatakan bahwa pertumbuhan S. cerevisiae memerlukan kondisi pH yaitu antara 4 - 5.
S. cerevisiae lebih menyukai tumbuh pada lingkungan asam sedangkan pada media alkali S. cerevisiae tidak dapat tumbuh dengan baik, kecuali telah beradaptasi. pH media pertumbuhan dipilih antara 4-5 ini juga berfungsi untuk menghambat pertumbuhan mikrobia yang tidak tahan terhadap lingkungan asam sehingga dapat mencegah kontaminasi dari mikrobia lain.
Keseluruhan proses ini dilakukan di dalam MSC untuk mengurangi kontaminasi saat bekerja. MSC ini dilengkapi dengan lampu UV yang berfungsi untuk membunuh kontaminan serta blower untuk menjaga sirkulasi udara dalam
cabinet.
D. Pengembangbiakan (pembibitan) S.cerevisiae
Enam erlenmeyer steril yang telah disiapkan diisi dengan media sebanyak 30 ml untuk masing-masing erlenmeyer dan diinokulasikan dengan S.cerevisiae
Madukismo. Satu ose adalah 1 koloni terpisah kultur murni strain S.cerevisiae
dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiaeATCC 3015.
Inkubasi dilakukan dengan menggunakan shaker inkubator pada suhu 30 o
C dan kecepatan agitasi 150 rpm selama 115 jam. Suhu inkubasi 30 oC dipilih karena menurut Nester et al (2001), suhu optimum untuk pengembangbiakan S. cerevisiae adalah 30o C.
Kelebihan pengggunaan shaker inkubator ini selain suhu dapat dikontrol, juga dapat diberikan suatu perlakuan yaitu agitasi. Sedangkan pada inkubator hanya dapat dilakukan pengontrolan terhadap suhu. Agitasi dilakukan dengan kecepatan 150 rpm agar perbandingan antara media dengan yeast seimbang sehingga diharapkan yeast mendapat jumlah nutrisi serta udara yang sama di setiap bagian sehingga aktivitas metabolisme dapat tercapai maksimal.
Waktu inkubasi dipilih selama 115 jam karena dari penelitian-penelitian yang telah ada sebelumnya, inkubasi dilakukan hingga 24 jam (Acourene et al, 2007) dan 72 jam (Błażejak et al, 2002) namun keduanya belum menunjukkan fase kematian yang jelas sehingga peneliti memperpanjang waktu inkubasi. Selain itu informasi yang didapatkan dari PG-PS Madukismo bahwa pembibitan dilakukan selama 2 hari (48 jam inkubasi) sehingga penelitian dilakukan dengan menggunakan waktu lebih panjang dari ketiga informasi di atas dengan harapan akan mendapatkan keseluruhan fase pertumbuhan dari S. cerevisiae.
E. Pengukuran OD S.cerevisiae
Sesaat setelah inokulasi hingga jam ke 115 sebanyak 1 ml suspensi media dimasukkan ke dalam labu ukur 10,0 ml dan ditambahkan aquades steril hingga tanda, kemudian dicampur hingga homogen. Lima mililiter suspensi biakan diambil dan dimasukkan ke dalam kuvet. Serapan diukur pada panjang gelombang 620 nm (Acourene et al, 2007) yang merupakan panjang gelombang maksimum sehingga diharapkan memiliki spesifikasi identitas terhadap S.cerevisiae hidup yang maksimum pula. Hal ini dilakukan untuk masing-masing suspensi media yang berisi kultur S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiae ATCC 3015. Teknik aseptis diperlukan dalam langkah ini terutama saat pemindahan biakan sehingga tidak mencemari peralatan lain yang digunakan.
Tabel III. Pengukuran OD S.cerevisiae λmax = 620 nm dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Tabel IV. Pengukuran OD S.cerevisiae λmax = 620 nm ATCC 3015
selama waktu inkubasi 115 jam Waktu Inkubasi
Waktu inkubasi 0 (jam) adalah pengukuran yang dilakukan sesaat setelah inokulasi S.cerevisiae ke dalam medium. Nilai rata OD didapatkan dari rata-rata OD 6 erlenmeyer yang berisi suspensi S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan 6 erlenmeyer berisi suspensi S.cerevisiae ATCC 3015.
Dari Tabel III dan IV kemudian dapat dibuat kurva pertumbuhan
Gambar 8. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta
Gambar 9. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae ATCC 3015
pertumbuhan pada awal waktu inkubasi belum stabil. Hal serupa juga ditunjukkan oleh S.cerevisiae ATCC 3015 (Tabel IV dan Gambar 9) yang pada masa awal inkubasi mengalami kenaikan dan penurunan nilai OD. Pertumbuhan yang belum stabil ini dapat terjadi akibat adanya perbedaan tekanan osmotik antara cairan di dalam yeast dengan suspensi media. Menurut Tortora et al (2002), bila mikrobia berada pada larutan yang hipertonis (kaya akan solute) maka akan terjadi plasmolisis yaitu cairan di dalam sel akan keluar dari dalam sel menembus membran plasma menuju ke cairan yang memiliki kadar solute lebih tinggi sehingga sel akan mati.
Di samping adanya ketidakstabilan pertumbuhan S.cerevisiae pada awal inkubasi yang dapat disebabkan karena terjadi perbedaan tekanan osmosis di dalam dan di luar sel, pada waktu ini peningkatan jumlah sel juga belum nampak. Waktu inilah diperkirakan berlangsungnya fase adaptasi atau lag fase. Pada fase ini yeast akan menyesuaikan diri dengan lingkungan baru, mensintesis berbagai macam enzim serta DNA sehingga keadaannya akan siap untuk pertumbuhan dan perbanyakkan jumlah sel (Willey et al, 2008; Talaro et al, 2008).
mana waktu yang dibutuhkan selama lag fase dan waktu di mana fase eksponensial berakhir antara satu strain S. cerevisiae dengan yang lain berbeda-beda, S. cerevisiae ATCC 3015 mengalami fase eksponensial hingga inkubasi jam ke 48 dan mengalami awal fase stationer pada inkubasi jam ke 48. Tetapi S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo memiliki pola yang sama dengan hasil penelitian Błażejak et al (2002). Dari Tabel III dan Gambar 8 dapat dilihat bahwa fase eksponensial berakhir setelah 24 jam inkubasi yang berarti bahwa fase stationer dimulai pada jam ke 24 setelah inkubasi. Hal ini dapat ditentukan dari nilai OD dari inkubasi jam ke 24 yang merupakan nilai dua kali lipat dari nilai OD inkubasi jam ke 19.
Peningkatan nilai OD menjadi dua kali lipat dari nilai OD mula-mula menandakan terjadinya proses penggandaan diri. Nilai OD akan sebanding dengan jumlah biakan dalam suspensi sampel dan dapat digunakan untuk menduga jumlah biakan dalam sampel. Makin besar nilai OD makin keruh suspensi biakan dan makin banyak jumlah biakan dalam suspensi (Lay, 1994).
Fase eksponensial sendiri menurut Willey et al (2008) dan Talaro (2008), merupakan fase di mana yeast akan memperbanyak diri dengan kecepatan paling tinggi dengan waktu generasi pendek dan konstan. Pada fase ini metabolisme yang terjadi paling pesat sehingga sintesis bahan sel berlangsung dengan cepat. Hal ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya ketersediaan nutrien yang cukup, adanya aerasi atau oksigen, serta pH dan suhu yang ideal sehingga
Fase stasioner pada S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo berlangsung dari inkubasi jam ke 24 hingga jam ke 97 dan S. cerevisiae ATCC 3015 berlangsung dari waktu inkubasi jam ke 48 hingga jam ke 97. Fase stasioner yaitu fase di mana kecepatan untuk memperbanyak diri berkurang karena adanya penurunan kadar nutrien dan jumlah sel yang dihasilkan sama dengan jumlah sel yang mati (Willey et al, 2008; Talaro, 2008). Fase stasioner ini ditunjukkan oleh nilai OD yang cenderung stabil pada rentang waktu inkubasi jam ke 24 hingga 97 pada S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan jam ke 48 hingga 97 pada S. cerevisiae ATCC 3015.
Fase kematian terjadi pada inkubasi setelah jam ke 97. Hal ini nampak pada kedua strain S. cerevisiae (dari PG-PS Madukismo dan ATCC 3015). Fase kematian, di mana pada fase ini kecepatan kematian terus meningkat sehingga jumlah sel akan menurun cepat sedangkan kecepatan pembelahan sel menjadi semakin menurun sehingga jumlah sel hidup menurun dengan cepat. Hal ini terjadi karena nutrien yang tersedia telah habis sehingga yeast tidak dapat hidup (Willey et al, 2008 dan Talaro, 2008).
Secara umum, Kurva pertumbuhan yang ditunjukkan oleh S. cerevisiae
Tahap selanjutnya setelah pembibitan S. cerevisiae yang dilakukan dalam industri adalah tahap fermentasi alkohol yang berlangsung secara anaerob. Menurut Tortora et al (2002), fermentasi oleh S. cerevisiae yang menghasilkan metabolit yaitu alkohol dikategorikan sebagai metabolit primer karena dibentuk sepanjang masa pertumbuhan sel S. cerevisiae. Jumlah alkohol yang dihasilkan akan sebanding dengan pertambahan jumlah S. cerevisiae. Sehingga makin banyak jumlah S. cerevisiae maka akan makin banyak pula jumlah alkohol yang dihasilkan.
PG-PS Madukismo menggunakan waktu pembibitan selama 2 hari (48 jam inkubasi) sebelum melanjutkan proses fermentasi untuk menghasilkan alkohol. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan jumlah sel S. cerevisiae terbanyak yang ada dalam suspensi biakan. Hal ini juga sesuai dengan kurva pertumbuhan
S. cerevisiae yang telah diteliti di mana S. cerevisiae berada dalam jumlah yang maksimal selama berada dalam fase stationer yaitu sejak 24 jam inkubasi hingga sebelum mencapai waktu 97 jam inkubasi.
Proses fermentasi alkohol dilakukan setelah pembibitan dengan menggunakan jumlah S. cerevisiae terbanyak karena pada proses metabolisme secara anaerob, pertumbuhan jumlah sel S. cerevisiae tidak sebanyak yang terjadi bila metabolisme terjadi secara aerob. Selain itu pada kondisi anaerob yeast akan lebih banyak melakukan metabolisme untuk menghasilkan produk (alkohol) dari pada metabolisme untuk pertumbuhan dan pertambahan jumlah sel.
Dengan menggunakan suspensi biakan yang telah memiliki jumlah sel
40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Kurva Pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo meliputi lag fase pada waktu inkubasi 0 hingga 3 jam, fase eksponensial pada waktu inkubasi ke 3 hingga 24 jam, fase stasioner pada waktu inkubasi 24 hingga 97 jam dan fase kematian setelah inkubasi jam ke 97. Berdasarkan kurva yang telah diperoleh, proses pembibitan dapat dilakukan selama 24 hingga 97 jam di mana pada waktu tersebut, jumlah S. cerevisiae maksimal dan dapat dilakukan tahap selanjutnya yaitu proses fermentasi alkohol sehingga hasil produksi alkohol dapat dioptimalkan.
B. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Acourene, S., Khalid, A.Kh., Bacha, A., Tama, M., Taleb, B., 2007, Optimization of Bakery Yeast Production Cultivated on Musts Dates, Journal of Applied Sciences Research, 3 (10), 964-971
Alcamo, E.I., 1997, Fundamental of Microbiology, Edisi 5, 442-444, Addison Wesley Longman Inc., Canada
Anonim, 1984, PT Madu baru - PG PS Madukismo, 10-11, Yogyakarta
Anonim,2007,Glucose,http://faculty.clinton.edu/faculty/donald.johnston/D%20Sp ring%202007/Lab/Lab/Biochemical%20activities%20of%20bacteria/lact ose%20to%20glucose.JPG, diakses tanggal 20 Desember 2008
Baker, S., Nicklin, J., Khan, N., Killington, R., 2006, Microbiology, 71, Taylor&Francis Group, New York
Balia, R.L., 2004, Potensi dan Prospek Yeast (khamir) Dalam Meningkatkan Diversifikasi Pangan di Indonesia, Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar Tetap dalam Ilmu Mutu Pangan pada Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran, 8-15, Departemen Pendidikan Nasional Universitas Padjadjaran, Bandung
Błażejak, S., Duszkiewicz-Reinhard, W., Gniewosz, M., Rostkowska-Demner, E., Domurad, E., 2002, The Study of Saccharomyces Cerevisiae Brewery Yeast Strain Capacity of Binding With Magnesium In Dynamic Conditions, Electronic Junal of Polish Agricultural Universities, 5(2), http://www.ejpau.media.pl/volume5/issue2/food/art-03.html, diakses tanggal 29 Oktober 2008
Butz, H., Nobels, H.J., 1961, Instrumental Methodes for the Analysis of Food Additives, 109, Interscience Publisher, New York
Campbell, N.A., Reece, J.B., dan Mitchell, L.G., 1999, Biologi, jilid I, 163-175, Penerbit Erlangga, Jakarta
Fardiaz, S., 1992, Mikrobiologi Pangan, 227, 244-248, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta
Hidayat, N., Podaga, M.C., Suhartini, S., 2006, Mikrobiologi Industri, 4-5, 15, 51-52, 181-182, 186, Andi Offset, Yogyakarta
Jenkins, G.L., Knevel, A.M., Digangi, F.E., 1967, Quantitative Pharmaceutical Chemistry 6 th edition, 360-361, Mc Graw-Hill Inc, New York
Khopkar, C.W., 1990, Basic Concepts of Analitical Chemistry, alih bahasa oleh Saptoraharjo, A., 193,204, Universitas Indonesia Press, Jakarta
Kurniawan, Y., Susmiadi, A., Toharisman, A., 2005, Potensi Pengembangan Industri Gula Sebagai Penghasil Energi Di Indonesia, 1-8, Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia, Jawa Timur
Kuswurj, R., 2008, Sugarcane Research and Technology, http://www.risvank.com/tag/pol, diakses tanggal 6 Agustus 2008
Lay, B.W., 1994, Analisis Mikrobia di Laboratorium, 47, 51-52, PT Raja Grafindo Persada, Jakarta
Nester, E.W., Anderson, D.G., Roberts, C.E.Jr., Pearsall, N.N., Nester, M.T., 2001, Microbiology A Human Perspective, 90-95, 100-107, Mc Graw-Hill Companies Inc., New York
Nurdyastuti, 2005, Teknologi Proses Produksi Bio-etanol, http://www.geocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy.pdf, diakses tanggal 13 Juli 2008
Priani, N., 2003, Metabolisme Bakteri, 4-6, Universitas Sumatra Utara, Medan Puspitasari, R., 2008, Kualitas Molase Sebagai Bahan Baku Produksi Alkohol
Pabrik Spiritus Madukismo Yogyakarta, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta
Riadi, L., 2007, Teknologi Fermentasi, 73-82, Graha Ilmu, Yogyakarta
Roth, H.J., Blaschke, G., 1994, Pharmaceutical Analysis, 373, diterjemahkan oleh Sarjoko, K., Slamet, I., Gadjah Mada University Press, Yogyakarta Septriani, 2008, Identifikasi dan Isolasi Saccharomyces cerevisiae Sebagai Agen
Pemfermentasi di PS Madukismo, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta
Talaro, P.K., 2008, Foundations in Microbiology Basic Prinsiples, Edisi 6, 211-214, Mc Graw-Hill Companies Inc., New York
Tortora, G.J., Funke, B.R., Case, C.L.,2002, Microbiology an Introduction, 173-174, 179, 780-781, Pearson Education Inc
Wheals, A., 1995, Yeast Genetic and Genomics,
http://www.bath.ac.uk/profile/wheals-q/html, diakses tanggal 1 November 2008
LAMPIRAN
Lampiran 1. Pembuatan media untuk pertumbuhan yeast (16o Brix)
C1 x V1 = C2 x V2
Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo selama
waktu inkubasi 115 jam
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Lanjutan Lampiran 2. Pengukuran OD S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo
selama waktu inkubasi 115 jam
Waktu Inkubasi
Lampiran 3.Pengukuran OD S.cerevisiae ATCC 3015
Lampiran 4. Kurva pertumbuhan S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta
BIOGRAFI PENULIS
Brigitta Melati Iswahyulianti Ongirwalu dilahirkan di kota Magelang, 23 Juli 1987 dari ibu Justina Endang Wahyudiati dan ayah Isack Alex Ongirwalu. Penulis telah menyelesaikan masa studi di TK Marsudirini Theresia Muntilan pada tahun 1993 hingga 1994, SD Marsudirini Mater Dei Muntilan tahun 1993 hingga 1999, SLTP Kanisius Muntilan tahun 1999 hingga 2002, SMA Negri 8 Yogyakarta tahun 2002 hingga 2005 dan melanjutkan kuliah S1 di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta pada tahun 2005 hingga 2009.
