TUGAS PRAKTIKUM TEKNOLOGI FERMENTASI
K ELAPA MUDA
Disusun oleh : Candra Puspitasari
H1912003
Novita Sari Dewi
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Pada awalnya fermentasi diartikan sebagai pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2. Kemudian pengertian tersebut berkembang sehingga pemecahan laktosa menjadi asam laktat oleh Streptococcus lactis dalam suasana anaerobik (kurang oksigen) juga diartikan sebagai fermentasi. Pada saat ini fermentasi secara mudahnya dapat diartikan sebagai suatu proses pengolahan pangan dengan menggunakan jasa
mikroorganisme untuk
menghasilkan sifat-sifat produk sesuai yang diharapkan. Fermentasi dapat terjadi karena ada aktivitas mikroorganisme penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Fermentasi menyebabkan perubahan sifat bahan pangan, sebagai contoh: sari buah jika difermentasikan akan timbul rasa dan bau alkohol, ketela pohon dan ketan akan menghasilkan bau alkohol dan asam (tape), serta susu akan menghasilkan bau dan rasa asam. Fermentasi ditujukan untuk memperbanyak jumlah mikroorganisme dan menggiatkan metabolismenya dalam makanan. Jenis mikroorganisme yang digunakan terbatas dan disesuaikan dengan produk akhir yang dikehendaki. Zat gizi lain juga dipecah menghasilkan CO2 dan lain-lain. Adapun prinsip fermentasi, yaitu mengaktifkan pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme pembentuk alkohol dan asam serta menekan pertumbuhan mikroorganisme proteolitik (pemecah protein) dan mikroorganisme mikroorganisme lipolitik (pemecah lemak). Fermentasi adalah suatu aktivitas mikroba baik aerob maupun anaerob untuk mendapatkan energi dimana terjadi perubahan atau transformasi kimiawi substrat organik (Rahman, 1989). Secara kimiawi, perubahan bahan pangan selama fermentasi disebabkan oleh enzim. Enzim dapat dihasilkan oleh mikroba atau sudah terdapat dalam bahan pangan. Secara biokimia fermentasi diartikan sebagai pembentukan energi melalui senyawa organik, sedangkan aplikasinya dalam dunia industri fermentasi diartikan sebagai suatu proses untuk mengubah bahan dasar menjadi suatu produk oleh massa sel mikroba.
Fermentasi dapat berhasil dengan baik dengan menggunakan media yang mengandung nutrisi untuk pertumbuhan bakteri, disamping itu nutrient seperti karbohidrat sangat dibutuhkan untuk mengaktivasi bakteri yang digunakan untuk menghasilkan suatu produk yang diharapkan. Walaupun media dan nutrien sudah terpenuhi tetapi temperatur dan pH juga sangat mempengaruhi pertumbuhan bakteri. B. Tujuan
Menentukan besarnya parameter-parametar Kinetika Mikroba dalam Fermentasi asam laktat pada media air kelapa dan ekstrak tauge duna mempelajari atau mengevaluasi suatu proses fermentasi, antara lain : a. Kecepatan Pertumbuhan Spesifik = µ b. Hasil pertumbuhan (growth yields constant ) = Yx/s c. Pembentukan produk (product yields constant) = Yp/s d. Efisiensi Produksi Asam Laktat Terhadap Gula
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1. Tinjauan Bahan
Kelapa (Cocos nucifera) termasuk kedalam famili palmae (palem) yang merupakan salah satu kelas utama yang tergolong tumbuhan monokotiledon, famili
palmae mencakup beberapa jenis tumbuhan yang
bermanfaat bagi manusia, seperti kurma, kelapa sawit, pinang, sagu, tebu pohon aren, dan lainnya. Semuanya dibedakan berdasarkan batangnya yang tidak bercabang yang dimahkotai oleh daun menjarum yang bentuknya menyerupai kipas. Regnum : Plantae Divisio : Spermatophyta Kelas
: Monocotyledoneae
Ordo
: Palmes
Familia : Palmae Genus
: Cocos
Spesies : Cocos nucifera (Suhardiman, 1999). Produksi air kelapa cukup berlimpah di Indonesia yaitu mencapai lebih dari 1 sampai 900 juta liter per tahun. Namun pemanfaatannya dalam industri pangan belum menonjol, sehingga masih banyak air kelapa terbuang percuma, selain mubazir, buangan air kelapa dapat menimbulkan polusi asam asetat, akibat proses fermentasi dari limbah air kelapa tersebut (Onifade,2003 ; Warisno,2004). Air kelapa mempunyai potensi yang baik untuk dibuat menjadi minuman fermentasi, karena kandungan zat gizinya, kaya akan nutrisi yaitu gula, protein, lemak dan relatif lengkap sehingga sangat baik untuk pertumbuhan
bakteri penghasil produk pangan. Air kelapa mengandung
sejumlah zat gizi, yaitu protein 0,2 %, lemak 0,15%, karbohidrat 7,27 %, gula, vitamin,
elektrolit dan hormon pertumbuhan. Kandungan gula
maksimun 3 gram per 100 ml air kelapa. Jenis gula yang terkandung adalah
sukrosa, glukosa, fruktosa dan sorbitol. Gula-gula inilah yang menyebabkan air kelapa muda lebih manis dari air kelapa yang lebih tua (Warisno, 2004). Disamping itu air kelapa juga mengandung mineral seperti kalium dan natrium. Mineral-mineral itu diperlukan dalam poses metabolisme,
juga
dibutuhkan dan pembentukan kofaktor enzim-enzim ekstraseluler oleh bakteri pembentuk selulosa. Selain
mengandung
mineral,
air kelapa juga
mengandung vitamin-vitamin seperti riboflavin, tiamin, biotin.
Vitamin-
vitamin tersebut sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan maupun aktivitas Acetobacter
xylinum
pada
saat
fermentasi
berlangsung
sehingga
menghasilkan selulosa bakteri. Oleh karena itulah air kelapa dapat dijadikan sebagai bahan baku untuk pembuatan selulosa bakteri atau nata de coco, disamping untuk memanfaatkan limbah air kelapa
sehingga dapat
mengurangi dampak negativ yang di akibatkan limbah air kelapa tersebut. (Pambayun, 2002 ; Ulrike, 2005). Air kelapa muda berpotensi menjadi sumber karbon karena karbohidrat didalamnya terdiri dari gula yang hampir dari setengah bagian adalah sukrosa dan sisanya adalah glukosa, fruktosa dan manitol. Sedangkan sula alkhol terdiri dari sorbitol, myo-inositol dan scllocinositol. Selain itu terdapat asam amino, asam organik, vitamin dan zat pengatur tumbuh. Asamasam organik yang terkandung dalam air kelapa diantaranya suksinat, malat, sitrat (Parera, 1997). Sebagian dari kebutuhan karbon tersebut dapat diperoleh dari air kelapa dalam bentuk karbohidrat sederhana, misalnya sukrosa, glukosa, fruktosa, dan lain-lainnya. Sementara nitrogen juga dapat diperoleh dari protein yang terkandung dalam air kelapa, namun dalam jumlah yang kecil. Namun meskipun sedikit, protein dalam air kelapa tersebut tersusun dari asam-asam amino yang lengkap, yaitu sebanyak 17 macam asam amino. Bahkan persentase beberapa macam asam amino yang meliputi arginin, alanin, sistein, dan serin ternyata lebih tinggi daripada asam-asam amino dalam susu sapi. Kelengkapan asam-asam amino dalam air kelapa ini sangat mendukung pertumbuhan, perkembangan, dan aktivitas bibit nata Acetobacter
Xylinum. Selain karbohidrat dan protein, air kelapa yang telah tua mengandung berbagai mineral yang sangat diperlukan oleh Acetobacter Xylinum. Kelengkapan unsur mineral yang terkandung dalam air kelapa merupakan faktor kelebihan air kelapa jika dibandingkan dengan bahan pembuatan nata lainnya (Anonima, 2011). Kecambah adalah tumbuhan kecil yang baru tumbuh dari biji kacangkacangan yang disemaikan atau melalui perkecambahan. Perkecambahan merupakan suatu proses keluarnya bakal tanaman (tunas) dari lembaga. Proses ini disertai dengan mobilitas cadangan makanan dari jaringan penyimpanan atau keping biji ke bagian vegetatine (sumber pertumbuhan embrio atau lembaga). Germinasi selama 2 hari dapat menghasilkan kecambah dengan panjang mencapai 4 cm, dan dalam 3-5 hari dapat mencapai 5-7 cm (Simanjuntak , 2007). Namun, ditinjau dari kandungan kalsium dan fosfor, tauge kacang tunggak lebih unggul. Ketiga jenis tauge tersebut merupakan sumber vitamin C yang cukup bagus, masing-masing mengandung 15 mg per 100 gramnya. Perkecambahan kacang hijau dipengaruhi oleh kondisi tempata kacang hijau dikecambahkan. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh adalah air, gas, suhu, dan cahaya. Temperature optimal untuk perkecambahan adalah 34 oC (Astawan, 2009). Biji kacang hijau dapat berkecambah apabila berada dalam lingkungan yang meneuhi syarat untuk perkecambahan, yaitu kandungan air kacang hijau dan kelembaban udara sekeliling harus tinggi. Kadar air biji kacang hijau berkisar 5-15%, pada kadar air ini kelembaban terlalu rendah untuk berlangsungnya metabolisme sehingga tahap perkecambahan adalah kadar air biji kacang hijau harus dinaikkan dengan cara dilakukan perendaman atau ditempatkan pada lingkungan yang jenuh uap air (Anggrahini, 2009). Walaupun beberapa kandungan gizi dalam kecambah memiliki kadar lebih rendah dibandingkan biji kacang hijau, tetapi kandungan gizi tersebut dalam bentuk senyawa terlarut yang lebih mudah terserap tubuh. Vitamin yang ditemukan dalam jumlah bermakna dalam tauge adalah vitamin C,
thiamin, riboflavin, niasin, asam pantothenik, vitamin B6, folat, kolin, β karoten, vitamin A, vitamin E (tokoferol), dan vitamin K. Mineral yang ditemukan dalam jumlah bermakna dalam tauge adalah kalsium (Ca), besi (Fe), magnesium (Mg), fosfor (P), potasium (K), sodium (Na), zinc (Zn), tembaga (Cu), mangan (Mn), dan selenium (Se). Asam amino esensial yang terkandung dalam tauge, antara lain : triptofan 1,35%, treosin 4,50%, fenilalanin 7,07%, metionin 0,84%, lisin 7,94%, leusin 12,90%, isoleusin 6,95% dan valin 25%, selain itu juga terdapat sistein, tirosin, arginin, histidin, alanin, glisin, prolin, serta serin (Amilah, 2006). 2. Tinjauan Teori
Fermentasi merupakan perombakan karbohidrat secara aerob sehingga menghasilakan produk fermentasi yang stabil. Contoh produk fermentasi meliputi etil alkohol, asam laktat, gliserol, butilen, glikol, aseton, butanol, dan asam butirat. Selain itu asam organik komersial seperti asam sitrat, asam fumarat, asam malat dan asam suksinat (Triyani, 2009). Secara kimiawi, perubahan bahan pangan selama fermentasi dalam bahan pangan. Secara biokimia fermentasi diartikan sebai pembentukan energi melalui senyawa organik, sedangkan aplikasinya dalam dunia industri fermentasi diartikan sebagai suatu proses untuk mengubah bahan dasar menjadi suatu produk oleh massa sel mikroba. Didalam pengertian ini termauk juga proses anabolisme pembentukan komponene sel secara aerob (Wibowo, 1990). Medium
fermentasi
adalah
medium
tumbuh
mikroba
yang
menyediakan nutrien yang dibutuhkan oleh mikroba untuk memperoleh energi, untuk pertumbuhan, membentuk sel dan biosintesa produk-produk metabolit. Media yang tidak sesuai akan menyebabkan perubahan jenis produk dan perubahan rasio diantara berbagai produk metabolisme (Fardiaz, 2003). Medium yang digunakan sebagai tempat terjadinya proses fermentasi harus mengandung komponen nutrien yang lengkap sesuai dengan kebutuhan mikroba.
Beberapa nutrisi merupakan faktor pembatas pada pertumbuhan mikroba. Faktor pembatas tersebut merupakan sejumlah nutrisi yang harus ada dalam medium pertumbuhan dalam jumlah tertentu. Jika faktor pembatas kurang dari yang dibutuhkan dalam pertumbuhan mikroba maka akan mengganggu proses metabolisme sel (Said, 1998). Air menjadi sumber oksigen bagi bahan organik sel dan merupakan pelarut nutrien sehingga dapat diserap oleh sel serta dapat menyerap panas yang dihasilakan selama proses metabolisme berlangsung. Gula merupakan bahan yang dapat digunakan sebagai sumber karbon untuk pertumbuhan mikroba. Penggunaan gula tersebut disebabkan karena gula mempunyai daya larut yang tinggi dalam air kemampuan mengurangi kelembanban relatif dan kemampuan mengikat air. Gula yang dapat digunakan dalam pembuatan medium adalah fruktosa, glukosa, sukrosa dan sorbitol. Masing-masing jenis gula tersebtut mempunyai sifat fisik dan kimia yang berada misalnya dalam tingkat kemanisan, kelarutan dalam air, energi yang dihasilkan dan mudah tidaknya difermentasikan oleh mikroba tertentu. Nitrogen diperlukan dalam jumlah yang besar, kira-kira 10-15% dari berat kering sel bekteri. Senyawa anorganik yang paling banyak dan mudah diserap adalah amoniak dan sitrat. Senyawa nitrogen organik yang biasanya digunakan adalah asam amino dan protein (Timotius, 1982). Fermentasi adalah suatu aktivitas mikroba baik aerob maupun anaerob untuk mendapatkan energi dimana terjadi perubahan atau transformasi kimiawi substrat organik (Rahman, 1989). Secara kimiawi, perubahan bahan pangan selama fermentasi disebabkan oleh enzim. Enzim dapat dihasilkan oleh mikroba atau sudah terdapat dalam bahan pangan. Secara biokimia fermentasi diartikan sebagai pembentukan energi melalui senyawa organik, sedangkan aplikasinya dalam dunia industri fermentasi diartikan sebagai suatu proses untuk mengubah bahan dasar menjadi suatu produk oleh massa sel mikroba. Dalam fermentasi, bakteri asam laktat akan menfermentasikan bahan pangan untuk menghasilkan perubahan yang diinginkan dan yang terutama adalah terbentuknya asam laktat dimana asam laktat akan
menurunkan nilai pH dari lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. Hal ini juga berakibat menghambat pertumbuhan dari beberapa jenis mikroorganisme patogen lainnya. Seperti telah disebutkan bahwa produk yang dihasilkan dari fermentasi bakteri asam laktat akan berbeda tergantung pada jenis bakteri asam laktatnya apakah homofermentatif atau heterofermentatif (Daulay dan Rahman, 1992). Gula reduksi adalah gula yang mempunyai kemampuan untuk mereduksi. Hal ini dikarenakan adanya gugus aldehid atau keton bebas. Senyawa- senyawa yang mengoksidasi atau bersifat reduktor adalah logamlogam oksidator seperti Cu(II). Contoh gula yang termasuk gula reduksi adalah glukosa, manosa, frouktosa, laktosa, maltosa, dan lain-lain. Sedangkan yang termasuk dalam gula non reduksi adalah sukrosa. Prinsip dari gula reduksi ini akan mereduksi kuprioksida menjadi kuprooksida. Kuprooksida yang terbentuk direaksikan dengan arsenomolibdat sehingga terbentuk molybdeum yang berwarna biru. Pengukuran absorbansi menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 510nm ± 600nm (Hamid, 2009).
BAB III METODE PENELITIAN
A. Bahan Penelitian
1. Air kelapa muda dan tua 2. Ekstrak tauge kedelai 3. Ekstrak tauge kacang hijau 4. Aquadest 5. Larutan Nelson A 6. Learutan Nelson B 7. Indikator PP 8. Alkohol 70% B. Alat Penelitian
1. Hemecytometer 2. Mikroskop 3. Cover glass 4. Tabung reaksi 5. Erlenmeyer 6. Neraca analiti 7. Pipet ukur 8. Beker glass 9. Spektrofotometer 10. Tissue 11. Panci 12. Kompor C. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan selama 24 jam pada hari sabtu-minggu di di Laboratorium Rekayasa dan Proses Pengolahan Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
D. Tahapan Penelitian 1. Penentuan Jumlah Sel Dengan Metode Perhitungan Hemocytometer
Dikeringkan permukaan hitung hemocytometer dan cover glass disemprot dengan alkohol 70% dan dengan kertas tissue
Cover glass diletakkan diatas permukaan hitung hemocytometer
Hemocytometer diletakkan diatas meja objek pada mikroskop dengan perbesaran 400 kali
Sampel divortex dan diambil sebanyak 0,1-0,5 ml menggunakan pipet Pasteur
Sampel dimasukkan ke permukaan hitung hemocytometer
Dihitung jumlah sel pada 5 kotak
Ditentukan jumlah sel/ml
2. Penentuan kadar gula reduksi sampel Disiapkan larutan standart glukosa 10 mg/100 ml
Disiapkan 6 tabung reaksi dan masing-masing diberi perlakuan yang berbeda Diambil 1 ml larutan sampel jernih, lakukan prosedur yang sama dengan pembuatan kurva standart Ditentukan kadar gula reduksi sampel dengan menggunakan persamaan kurva standart
3. Penentuan Kadar Asam Laktat
Diambil 1 ml sampel, masukkan dalam labu Erlenmeyer tambahkan 10 ml aquadest.
Ditambahkan 2 tetes indikator pp
Dititrasi dengan NaOH 0,1 N sampai terjadi perubahan warna
Dihitung kadar asam laktat (%) dalam sampel
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam Praktikum Teknologi Fermentasi ini mahasiswa dibagi dalam empat kelompok grup yaitu Grup A, Grup B, Grup C dan Grup D dimana masing-masing grup mempunyai jenis media perlakuan yang berbeda-beda. Pada grup A mengerjakan praktikum dengan media 1 (90% air kelapa muda dan 10 % ekstrak tauge kacang hijau), grup B menggunakan media 2 (90% air kelapa tua dan 10% ekstrak tauge kacang hijau), grup C mengerjakan praktikum dengan media 3 (90% air siwalan dan 10% ekstrak tauge kacang hijau). Kemudian akan dilakukan empat uji pengamatan yaitu hasil pertumbuhan mikroba, kadar gula reduksi, kadar asam laktat dan nilai pH dengan waktu pengamatan tiap 2 jam selama 24 jam mulai jam ke : 0,2,4,6,8,10,12,14,16, 18,20, 22, 24. 1. Grup A
Media yang dipakai pada praktikum grup A adalah media 1 dengan komposisi bahan 90% air kelapa muda dan 10% ekstrak tauge kacang hijau. Adapun hasil uji pertumbuhan mikroba, kadar gula reduksi, kadar gula asam dan nilai pH Grup A dapat dilihat pada Tabel 1.1 dan Gambar 1.1.
Tabel 1. 1. Kinetika Fermentasi Lactobacillus acidophillus Pada Air Kelapa Muda Dan Ekstrak Tauge Kacang Hijau Log Jam Ke
Total Mikroba
koloni
Gula Reduksi
Asam Laktat
pH
bakteri
0
3,9 x 10
6,591
7,348
0,18
6,08
2
5,25 x 10
6,720
5,377
0,18
5,83
4
6,5 x 10
6,813
4,64
0,27
5,08
6
8,8 x 10
6,944
6,433
0,18
5,79
8
6 x 10
7,778
4,937
0,18
5,35
10
6,75 x 10
7,829
4,93
0,18
5,35
12
6,5 x 107
7,813
4,446
0,27
5,14
14
4,95 x 10 7
7,695
4,72
0,27
5,15
16
4,85 x 10
7,686
4,901
0,18
5,3
18
4,65 x 10
7,667
6,08
0,18
5,28
20
4,5 x 10
7,653
2,8125
0,18
5,33
22
3,55 x 10
7,550
4,0372
0,27
5,06
24
3,2 x 10
7,505
3,84
0,45
5,04
Sumber: Hasil Pengamatan
Gambar 1.1. Grafik Grup A Hubungan antara Jumlah Mikroba, Kadar
Gula Reduksi dan Kadar Asam Laktat setelah dilinearkan.
Umumnya jumlah bakteri selama proses fermentasi cenderung mengalami kenaikan, akan tetapi semakin lama akan semakin menurun. Menurut Buckle et al (1989), fase pertumbuhan sel bakteri adalah terdiri dari fase lag (fase lambat), fase log, fase tetap (stationer) dan fase menurun (kematian). Menurut grafik diatas, fase lag dimulai pada jam ke 2 dengan jumlah bakteri sebanyak 5,25 x 10 6. F ase log bakteri didapat pada saat jam ke 10 dengan jumlah bakteri yaitu 6,75 x 10 7 kemudian dilanjutkan fase stationer (tetap) sampai jam ke 12 dengan jumlah bakteri 6,5 x 10 7, dan fase death (menurun) pada jam ke 14 sampai jam ke 24. Variabel yang akan dibahas terlebih dahulu adalah penghitungan jumlah bakteri. Jumlah bakteri
dihitung
menggunakan
menggunakan mikroskop.
alat
haemacytometer
dan
diamati
Dari hasil pengamatan didapat hasil bahwa fase log bakteri dimulai pada proses fermentasi jam ke-2 sampai jam ke-10. Kemudian hasil dari perhitungan penentuan parameter kinetika mikroia pada fermentasi yaitu 1.
Kecepatan pertumbuhan spesifik (µ) sebesar 6,2619
2. Nilai growth yield atau kebutuhan nutrisi suatu lactobaccilus lactis (Yx/s) sebesar 335816,17 3. Nilai produk yield atau besarnya produk asam laktat yang terbentuk dengan substrat yang dirombak lactis (Yx/s) sebesar 0,04 4.
Metabolic quotient adalah kecepatan penggunaan substrat dalam pertumbuhan pada suatu waktu tertentu dengan nilai sebesar 1,86 x 105
5.
Efisiensi pembentukan produk selama fermentasi adalah sebesar 20,68% Air kelapa muda terdiri dari gugus karbon (C) karena karbohidrat
didalamnya terdiri dari gula yang hampir dari setengah bagian adalah sukrosa dan sisanya adalah glukosa, fruktosa dan manitol. Sedangkan gula alkohol terdiri dari sorbitol, myo-inositol dan scyllocinositol. Selain itu terdapat pula asam amino, asam organik, vitamin dan zat pengatur tumbuh. Asam-asam organik yang terkandung dalam air kelapa diantaranya suksinat, malat, sitrat (Parera, 1997). Sehingga selain sebagai sumber karbon, air kelapa muda juga berfungsi sebagai penyupplai mineral dan vitamin yang penting bagi pertumbuhan bakteri. Penambahan ekstrak tauge kacang hijau berfungsi untuk sumber Nitrogen (N). Pada saat proses perkecambahan terjadi hidrolisis karbohidrat, protein dan lemak menjadi senyawa yang lebih sederhana, sehingga mudah untuk diserap (dicerna) selain itu meningkatkan kandungan beberapa vitamin diantaranya vitamin E (Astawan, 2009). Jumlah bakteri yang tumbuh sangat dipengaruhi oleh sumber nutrisi yang digunakan selama fermentasi. Hal ini disebabkan menurut Buckle et al (1989) mikroorganisme membutuhkan suplai makanan yang akan menjadi sumber energi dan menyediakan unsur-unsur kimia dasar untuk pertumbuhan sel. Unsur-
unsur dasar tersebut antara lain karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, magnesium, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Selain iu, kondisi lingkungan juga ikut berperan dalam mendukung proses pertumbuhan bakteri diantaranya adalah kondisi suhu, pH (keasaman dan Activity water (aw). Dalam hal ini, media berbentuk cair (submerg) sangat cocok dengan bakteri karena bakteri tumbuh pada kisaran Aw yang cukup tinggi yaitu (0,91). pH air kelapa berkisar antara 4-5 (Parera, 1997) sehingga cenderung membentuk kondisi asam di permulaan fermentasi. Sedangkan suhu optimum pertumbuhan lactococcus lactis pada media ini adalah pada 37oC. Kelompok grup A dengan media 90 % air kelapa muda dan 10 % ekstrak tauge kacang hijau. Air kelapa muda memiliki sumber karbon yang berupa gula dari karbohidrat yang lebih sedikit dibandingkan dengan air kelapa tua. Apabila digunakan sebagai substrat maka akan lebih cepat habis
digunakan
untuk
aktifitas
mikroorganisme.
Hal
ini
yang
menyebabkan peneraan absorbansi kadar gula reduksi yang mengalami penurunan lebih signifikan. Pada awal inkubasi sampai jam ke-4 menunjukan penurunan hasil kadar gula reduksi pada substrat ini yang sangat signifikan. Penurunan ini karena substrat yang berasal dari air kelapa muda sebagai sumber karbon digunakan oleh bakteri Lactobacillus lactis untuk metabolisme sel. Namun, penurunan kadar gula reduksi selanjutnya hingga mencapai jam ke-18 tidak terlalu signifikan, hal ini dikarenakan jumlah substrat sudah banyak digunakan bakteri. Tetapi pada jam ke-20 sampai jam ke-24 terus menerus mengalami peningkatan. Hal ini kurang sesuai dengan teori karena semakin lama waktu fermentasi maka kadar gula reduksi seharusnya semakin menurun. Dari data hasil praktikum diketahui peningkatan kadar asam laktat seiring dengan bertambahnya jumlah bakteri dan berkurangnya jumlah gula reduksi dalam media fermentasi. Seharusnya kadar glukosa mengalami penurunan yang lebih signifikan karena glukosa yang terkandung dalam air kelapa telah digunakan dalam produksi asam laktat.
Asam laktat merupakan produk dari fermentasi asam laktat. Dapat dilihat dari data pada grafik terjadi peningkatan. Grafik yang diperoleh sesuai dengan teori. Menurut teori, jumlah asam laktat yang diproduksi semakin lama akan semakin meningkat karena glukosa yang ada akan diubah menjadi asam laktat. Jumlah asam laktat yang diproduksi tergantung pada aktivitas maupun pertumbuhan mikroba dan kadar glukosa yang terdapat pada bahan. Semakin baik pertumbuhan mikroba maka produksi asam laktat akan semakin meningkat. Asam laktat akan menurunkan nilai pH lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. Pada grup A sumber nitrogen yang dipakai adalah ekstrak tauge kacang hijau sedangkan sumber karbon berupa air kelapa muda. Kadar asam laktat meningkat pada saat jam ke-4, 12, 14 dan 22 dengan nilai yang sama yaitu 0.27. Namun peningkatan tersebut tidak stabil dalam arti menjadi fluktuatif setelah naik kemudian turun dan naik lagi sampai pada jam ke 24 mengalami nilai maksimal kadar asam laktat sejumlah 0.45. Kadar asam laktat cenderung tidak mengalami peningkatan karena ada tempat fermentasi tidak rapat sehingga ada sirkulasi oksigen (aerob), dapat juga terjadi kontaminasi bakteri lain pengguna asam laktat. Bisa juga bakteri asam laktatnya sudah mati karena faktor fisik atau kimia. Faktor kimia mungkin bisa terjadi dengan adanya kontaminasi bahan-bahan disinfektan atau bahan beracun lain atau senyawa-senyawa yang dihasilkan selama reaksi. Sedangkan faktor fisik adalah pH, suhu, cahaya (mungkin) atau benturan (karena goyangan atau aliran) atau karena aerasi terjadi sehingga lingkungan anaerob tidak terjadi dalam kultur. Selain itu mungkin disebabkan pada pengambilan sampel tidak dilakukan secara asepstis sehingga meningkatkan kemungkinan untuk terkontaminasi dengan bakteri. Selain itu disebabkan karena pada saat menggunakan tipe batch fermentation rendahnya produktivitas asam laktat terjadi karena sewaktu akumulasi asam laktat, sifat asam laktat tersebut berubah menjadi inhibitor yaitu penghambat pertumbuhan mikroba Lactococcus lactis
dengan cara meracuni bakteri tersebut (autotoksin) sehingga mengurangi aktifitas enzim dan menyebabkan produktivitas pembentukan asam laktat menjadi berkurang atau terganggu. Selain itu tanpa adanya penambahan nutrient lagi secara kontinyu, maka sediaan nutrient di dalam media akan semakin berkurang sehingga proses pembentukan asam laktat tidak meningkat.
Kenaikan kadar asam laktat dan penurunan pH ini
mengakibatkan fase kematian bagi mikrobia dengan ditunjukkan adanya penurunan jumlah mikrobia pada jam ke-24 yaitu 3,2x10 7cfu/ml, hal ini dikarenakan
penurunan
pH
akibat
produksi
asam
laktat
akan
mengakibatkan kondisi media atau lingkungan hidup L.lactis menjadi terlalu asam, sehingga ketahanan hidup mikrobia menurun dan terjadi fase kematian. Pada praktikum fermentasi kelompok grup A, digunakan bahan berupa 90% air kelapa muda dan 10% ekstrak tauge kacang hijau dengan bakteri Lactococcus lactis. Lactococcus lactis merupakan bakteri asam laktat yang tergolong dalam bakteri gram-positif, tidak membentuk spora dan dapat memfermentasikan karbohidrat untuk menghasilkan asam laktat. Komposisi medium fermentasi dan waktu inkubasi dapat mempengaruhi mikroorganisme dalam menghasilkan metabolit sekunder. Komposisi medium fermentasi yang digunakan harus mengandung berbagai nutrien yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhan sel dan produksi metabolit sekunder, seperti mengandung sumber karbon (C), sumber nitrogen (N), dan mineral. Kacang hijau merupakan sumber N organik alternatif yang dapat digunakan untuk memproduksi metabolit sekunder (Suciatmih, 2010).
pH 7 6.08
6
5.83
5.79 5.35
5.35
5.3
5.15
5.14
5.08
5
5.33
5.28
5.06
5.04
H4 p i a l i n 3
pH
2 1 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Jam ke-
Gambar 1.2. Grafik dinamika nilai pH dari awal, selama dan akhir
fermentasi grup A. Dari Grafik 1.2 di atas dapat dilihat bahwa pH asam laktat semakin menurun pada setiap 2 jam pengujian tetapi bertolak belakang dengan kadar asam laktat yang semakin meningkat. Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Pada jam ke- 0, jam ke- 2 dan jam ke-4 telah terjadi penurunan pH yaitu dari 6,08 menjadi 5,83 dan kemudian pada jam ke-4 menjadi 5,08 tetapi pada jam ke-6 mengalami kenaikan menjadi 5,79. Mulai jam ke-6 mengalami penurunan yang terus menerus sampai dengan pH terakhir pengamatan jam ke 24 yaitu 5,04. Namun penurunan pH sampai jam ke- 6 tidak disertai dengan peningkatan kadar asam laktat sampai jam ke-12. Kadar pH selalu menurun pada setiap pengujian tetapi pada jam ke-14 kadar pH meningkat. Hal ini kemungkinan disebabkan karena pada saat jam ke -14 kondisi pH meter belum dibersihkan sehingga praktikum kali ini belum sesuai dengan teori yang seharusnya untuk semua perlakukan mengalami penurunan pH, yang menunjukkan bahwa adanya aktivitas bakteri asam laktat dalam kaitannya
menghasilkan asam laktat. Fermentasi substrat oleh kultur bakteri dapat menghasilkan asam laktat dan akumulasi asam laktat dapat menurunkan pH. Hal ini dikarenakan terjadi aktivitas mikroorganisme menggunakan karbohidrat dan nutrient dimana hal ini akan meninggalkan ion H + pada media. Pada grafik 1.2 menunjukkan bahwa gula reduksi mengalami penurunan yang signifikan pada jam ke 24 sebesar 3,84. Hal ini disebabkan karena penggunaan substrat gula dan substrat kacang hijau semakin lama semakin berkurang karena dipakai bakteri lactobacillus lactis untuk proses fermentasi dengan produk akhir asam laktat.
BAB V KESIMPULAN
A. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari Praktikum Fermentasi ini adalah : 1. Air kelapa muda berfungsi sebagai sumber nutrien karbon bagi mikroba dalam proses fermentasi. 2. Ekstrak kacang hijau berfungsi sebagai sumber nutrien nitrogen bagi mikroba dalam proses fermentasi. 3. Pada perilaku kinetika fermentasi dilakukan pengamatan dan pengukuran terhadap jumlah sel, kadar glukosa, pH dan kadar asam laktat. 4. Dalam fermentasi ini bakteri asam laktat yang digunakan adalah Lactobacillus lactis. 5. Pertumbuhan mikroba dipengaruhi oleh nutrisi dalam media selain itu juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yaitu pH, suhu dan Aw. 6. Semakin lama waktu fermentasi maka kadar gula reduksi cenderung semakin menurun. 7. Sampel pada grup A dengan bahan 90% air kelapa muda dan 10% ekstrak tauge kacang hijau, fase lag terjadi pada jam ke-0 dengan jumlah bakteri adalah 3,9 x 10 6 (cfu/ml), fase log terjadi pada jam ke-2 sampai jam ke-10 dengan jumlah bakteri adalah 5,25 x 10 6 (cfu/ml) sampai 6,75x107 (cfu/ml), sedangkan fase stasioner pada jam ke-12 dengan jumlah bakteri adalah 6,5x10 7 (cfu/ml).
DAFTAR PUSTAKA
Amilah, Astuti Y. 2006. Pengaruh Konsentrasi Ekstrak Taoge dan Kacang Hijau pada Media Vacin dan Went (VW) terhadap Pertumbuhan Kecambah Anggrek
Bulan
(Phalaenopsis
amabilis
L.).
http://www.scribd.com/doc/25831070/PengaruhKonsentrasiEkstrakTaoge. Diakses pada tanggal 12 Desember 2012 pukul 23.18 WIB. Anggrahini S. 2009. Pengaruh Lama Pengecambahan terhadap Kandungan
-
α
Tokoferol dan Senyawa Proksimat Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiatus
L.).
lama
http://patpijogja.wordpress.com/2009/08/27/pengaruhpengecambahan-terhadap-kandungan-a-tokoferol-dan-
senyawaproksimat- kecambah-kacang-hijau-phaseolus-radiatus-l-olehsrianggrahini- staf-pengajar-fakultas-teknologi-pertanian-ugm/. Diakses pada tanggal 10 Desember 2012 pukul 23.23 WIB. Anonima. 2011. Air Kelapa Muda. www. wikipedia. com. Diakses pada tanggal 12 Desember pukul 16.30 WIB Astawan, Made. 2009. Sehat dengan Hidangan Kacang dan Biji-Bijian. Penebar Swadaya. Depok. Daulay, D dan A. Rahman. 1992. Teknologi Fermentasi Sayuran dan Buah Buahan. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi IPB. Bogor. Fardiaz, S. 2003. Mikrobiologi Pangan. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Hamid, Huzaifah. 2009. Glukosa Darah. http://zaifbio.wordpress.com. Diakses pada tanggal 12 Desember 2012 pukul 12.00 WIB. Parera, Dj. F.
1997. Pengaruh Tingkat Konsentrasi Air Kelapa Terhadap
Pertumbuhan dan Perbanyakan Tanaman Anggrek Dendrobium spp Melalui Teknik Kultur Jaringan. Jurnal Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Universitas Pattimura, Volume 2, April. Rahman. A. 1989. Pengantar Teknologi Fermentasi. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi. IPB. Bogor.
Simanjuntak
L.
2007.
Tauge
yang
Menyehatkan.
http://www.vibizlife.com/health_details.php?pg=health&id=157&su b=health#bmi. Diakses pada tanggal 25 Desember 2011 pukul 23.20 WIB. Timotius. 1982. Mikrobiologi Dasar . Universitas Kristen Satya Wacana. Salatiga. Triyani. 2009. Kualitas Bioetanol Limbah Tapioka Padat Kering Dengan Penambahan Ragi Dan H2SO4 Pada Lama Fermentasi Yang Berbeda . http://etd.eprints.ums.ac.id/4291/1/A420050050.pdf. Warisno.
2004.
Mudah
& Praktis
Membuat
Nata
de
Coco.
Cetakan
kedua.Agromedia Pustaka. Depok Wibowo, D. 1990. Dasar-Dasar Teknologi Fermentasi. PAU Pangan dan Gizi Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
