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