LAPORAN PRAKTIKUM
FERMENTASI RAGI
DISUSUN OLEH :
NAMA : DEWI MEISITA
KELAS : XII MIA 3
NO : 11
SMA NEGERI 6 SEMARANG
TAHUN AJARAN 2016/2017
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin yang berarti merebus. Arti kata dari Bahasa Latin tersebut dapat dikaitkan atau kondisi cairan bergelembung atau mendidih. Keadaan ini disebabkan adanya aktivitas ragi sepenuhnya ekstraksi buah-buahan atau biji-bijian. Gelembung gelembung karbondioksida dihasilkan dari katabolisme anaerobik terhadap kandungan gula. Fermentasi mempunyai arti yang berbeda bagi ahli biokimia dan mikrobiologi industri. Arti fermentasi sepenuhnya bidang biokimia dihubungkan atau pembangkitan energi oleh katabolisme senyawa organik. Sepenuhnya bidang mikrobiologi industri, fermentasi mempunyai arti yang lebih luas, yang menggambarkan setiap proses untuk menghasilkan produk dari pembiakan mikroorganisme. Perubahan arti kata fermentasi sejalan atau hasil penemuan yang dilakukan oleh para ahli. Arti kata fermentasi berubah sepenuhnya saat Gay Lussac berhasil melakukan penemuan yang menunjukkan penguraian gula menjadi alkohol dan karbondioksida.
Selanjutnya Pasteur melakukan penemuan mengenai penyebab perubahan sifat bahan yang difermentasi, sehingga dihubungkan atau mikroorganisme dan akhirnya atau enzim. Untuk beberapa lama fermentasi terutama dihubungkan atau karbohidrat, bahkan sampai sekarang pun masih sering digunakan. Sepenuhnyahal arti fermentasi tersebut lebih luas lagi, menyangkut juga perombakan protein dan lemak oleh aktivitas mikroorganisme. Meskipun fermentasi sering dihubungkan atau pembentukan gas yang disebabkan oleh mikroorganisme yang hidup, sepenuhnya saat ini pembentukan gas maupun terdapatnya sel mikroorganisme hidup tidak merupakan kriteria yang esensial.
Dalam beberapa proses fermentasi misalnya fermentasi asam laktat, tidak ada gas yang dibebaskan. Fermentasi dapat juga berlangsung (meskipun jarang terjadi) atau menggunakan ekstrak enzim yang berfungsi sebagai katalisator reaksi. Dari uraian diatas dapat disarikan bahwa fermentasi mempunyai arti suatu proses terjadinya perubahan kimia sepenuhnya suatu substrat organik melalui aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme.
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerob (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu betuk respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Fermentasi merupakan kegiatan mikroba pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki. Mikroba yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang. Contoh bakteri yang digunakan dalam fermentasi adalah Acetobacter xylinum pada pembuatan nata decoco, Acetobacter aceti pada pembuatan asam asetat. Contoh khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan alkohol sedang contoh kapang adalahRhizopus sp pada pembuatan tempe, Monascus purpureus pada pembuatan angkak dan sebagainya. Fermentasi dapat dilakukan menggunakan kultur murni ataupun alami serta dengan kultur tunggal ataupun kultur campuran.
Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen.Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot. Fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbon dioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras. Reaksi Kimia yaitu:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP
B. Tujuan Penelitian
Mengetahui proses dan hasil fermentasi alkohol.
C. RumusanMasalah
1. Bagaimanakah proses fermentasi alkohol?
2. Apa saja yang dihasilkan fermentasi alkohol?
D. Hipotesis
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diubah menjadi alkohol.
F. Variabel
a. Variabel terikat : Banyak gelembung, suhu, bau dan perubahan warna
b. Variabel bebas : PP, Glukosa, Ca(OH)2
c. Variabel control : Ragi
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Pengertian
Respirasi Anaerob adalah proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi aerob terjadi di Sitoplasma, contoh respirasi anaerob adalah Fermentasi yaitu fermentasi alkohol, fermentasi asam laktat, dan fermentasi asam/cuka. Mikroorganisme pada ferementasi (Fermenter) adalah Saccharonnyces Cerevisae (Ragi). Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi untuk menghasilkan etanol adalah: gas karbondioksida, pH substrat, nutrien, temperatur, dan oksigen.
Fermentasi Alkohol
Fermentasi alkohol pada dasarnya adalah suatu cara produksi alcohol (etanol) menggunakan bantuan aktivitas mikroorganisme. Alkohol yang dihasilkan sering disebut bioetanol. Mikroorganisme yang berperanan dalam fermentasi alkohol pada umumnya merupakan kelompok mikroba khamir seperti Saccharomyces cerevisiae dan Saccharomyses uvarium. Cerevisiae telah diperdagangkan dalam bentuk bubuk yang dikenal dengan nama ragi roti, yaitu ragi yang digunakan dalam pembuatan roti. Substrat atau bahan baku fermentasi alcohol dapat berasal dari gula seperti gula putih, nira aren, nira kelapa, nira lontar dan molase. Substrat ini dimetabolisme menjadi alkohol. Selain gula, dapat juga digunakan bahan berpati (misalnya ubi jalar, ubi kayu dan sagu) dan bahan berselulosa sebagai bahan baku misalnya jerami padi. Agar bahan dapat bertindak sebagai substrat, pati dan selulosa perlu dihidrolisis terlebih dulu menjadi gula sederhana, baik dalam bentuk monosakarida maupun dalam bentuk disakarida. Hidrolisis tersebut dapat berlangsung secara kimia dan secara enzimatik.
Mekanisme fermentasi alkohol, Proses fermentasi ini dimulai dengan glikosis yang menghasilkan asam piruvat. Reaksi ini tidak ada oksigen, sehingga asam piruvat diubah menjadi asam laktat, yang mengakibatkan elektron tidak meneruskan perjalanannya sehingga tidak lagi menerima elektron dari NADH dan FAD. Berarti NADH yang diperlukan dalam siklus Krebs juga tidak terbentuk, akibatnya siklus krebs terhenti. Tetapi NADH di luar mitokondria dapat dibentuk dari NADH melalui proses pembentukan asam laktat dari asam piruvat. Asam laktat adalah zat kimia yang merugikan karena bersifat racun. Pada fermentasi alkohol dihasilkan 2 ATP, 2NADH, 2 CO2dan 2 Alkohol/etanol.
Fermentasi alkohol biasanya digunakan pada industri roti. Adanya CO2 pada fermentasi alkohol berguna untuk mengembangkan adonan roti. Apabila roti di oven maka CO2 akan terdorong keatas maka berkembanglah roti dan timbul pori di roti.
Reaksi fermentasi alkohol:
1. Gula(C6H12O6) => Asam piruvat (Glikolisis)
2. Dekarboksila asam piruvat
Asam piruvat => Asetaldehid + CO2
3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol
(etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH2 => 2 C2H5OH + 2 NAD
Ringkasan reaksi:
C6H12O6 => 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
B. Mikroba yang BerperanDalam Proses Fermentasi
1. Fermentasi Asam Asetat
Bakteri Acetobacter aceti merupakan baktei yang mula pertama diketahui sebagai penghasil asam asetat dan merupakan jasad kontaminan pada pembuatan wine. Saat ini bakeri Acetobacter aceti digunakan pada produksi asam asetat karena kemampuanya mengoksidasi alkohol menjadi asam asetat.
2. Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat banyak terjadi pada susu. Jasa yang palingberperan dalam fermentasi ini adalah Lacobacillus sp. Laktosa diubah menjadi asam laktat. Kini asam laktat juga digunakan untuk produksi plastik dalam bentuk PLA.
3. Fermentasi Asam Sitrat
Asam sitrat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan jamur Aspergillus niger. Meskipun beberapa bakteri mampu melakukan, namun yang paling umum digunakan adalah jamur ini. Pada kondisi aerob jamur ini mengubah gula atau pati menjadi asam sitrat melalui pengubahan pada TCA.
4. Fermentasi Asam Glutamat
Asam glutamat digunakan untuk penyedap makanan sebagai penegas rasa. Mula pertama dikembangkan di Jepang. Organisme yang kini banyak digunakan adalah mutan dari Corynebacterium glutamicu.
5. Fermentasi Alkohol
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diubah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.
C. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kehidupan Ragi
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kehidupan ragi, yaitu sebagai berikut
1. Nutrisi (zat gizi)
Dalam kegiatannya khamir memerlukan penambahan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakannya, yaitu :
Unsur C, ada faktor karbohidrat.
Unsur N, dengan penambahan pupuk yang mengandung nitrogen. Misalnya ZA, urea, amonia, dsb.
Unsur P, dengan penambahan pupuk fosfat, misalnya NPK, TSP, DSP, dsb.
Mineral-mineral.
Vitamin-vitamin.
2. Keasaman (pH)
Untuk fermentasi alkohol, khamir memerlukan media dengan suasana asam, yaitu antara pH 4,8-5,0. Pengaturan pH dapat dilakukan dengan penambahan asam sulfat jika substratnya alkalis atau dengan natrium bikarbonat jika substratnya asam.
3. Suhu
Suhu optimum untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan adalah 28-300 C. Pada waktu fermentasi terjadi kenaikan panas, karena reaksinya eksoterm. Untuk mencegah agar suhu fermentasi tidak naik, perlu pendinginan agar dipertahankan tetap 28-300 C.
4. Udara
Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerobik (tanpa udara). Namun demikian udara diperlukan pada proses pembibitan sebelum fermentasi untuk perkembangbiakan khamir tersebut.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Metode yang kami pergunakan dalam meguji cara kerja enzim katalase adalah metode eksperimen.
B. Tempat dan Waktu Penelitian
Kami melakukan percobaan ini di Laboratorium Biologi SMA Negeri 6 Kota Semarang pada hari Kamis, 08 September 2016.
C. Alat dan Bahan
Labu Erlenmeyer (125 ml) 2 buah
Sumbat karet Erlenmeyer berlubang 2
Thermometer batang
Pengaduk
Selang plastik berdiameter ± 0,5 cm
Plastisin
PP (fenoftalein)
Glukosa 10 gram
Ragi atau fermipan 2 gram
Air kapur atau larutan Ca(OH)2 50 mL
Air (aquades) 50 mL
Timbangan
D. Cara Kerja
Memasukkan glukosa, ragi, dan air ke dalam Erlenmeyer A hingga 50 ml lalu aduk
hingga larut.
Memasukkan 50 ml larutan air kapur / Ca(OH)2 dalam Erlenmeyer B kemudian ditetesi fenoftalen sebanyak atu tetes hingga larutan berwarna merah jambu.
Amati warna, bau, keadaan larutan, dan ukur suhunya pada larutan A dan B sebelum proses fermentasi.
Tutup Erlenmeyer A dan B dengan sumbat karet. Meletakkan thermometer pada Erlenmeyer A dan letakkan sedotan pada Erlenmeyer B. Menghubungkan kedua Erlenmeyer tersebut dengan selang plastik, lalu menutup mulut Erlenmeyer dengan menggunakan plastisin hingga rapat.
Mengamati perubahan warna dan keadaan larutan A dan B setelah 15 menit, memperhatikan perubahan suhu pada Erlenmeyer A.
Setelah 30 menit, membuka Erlenmeyer A dan B, lalu mengamati perubahan warna, bau, keadaan larutan dan suhunya.
Melakukan langkah-langkah diatas pada rangkaian kedua, dimana pada rangkaian kedua ini larutan pada Erlenmeyer A tidak menggunakan ragi.
Mencatat data pengamatan kedalam table pengamatan.
BAB IV
HASIL PENGAMATAN
E. Tabel Pengamatan
Rangkaian pertama (menggunakan ragi)
Indikator
Larutan dalam Erlenmeyer A
Larutan dalam erlenmeyer B
Keterangan
Awal
15 menit
30 menit
Awal
15 menit
30 menit
Warna
Coklat muda
Coklat muda
Coklat muda
Merah muda
Merah muda
Putih bening
Terjadi fermentasi
Suhu
31ºC
34°C
35ºC
-
-
-
Suhu meningkat
Bau
Seperti adonan roti
-
Seperti tape
-
-
-
Terjadi fermentasi
Gelembung
Sedikit
Bertambah
Ada banyak
-
-
-
Terjadi fermentasi
Rangkaian kedua (tidak menggunakan ragi)
Indikator
Larutan dalam Erlenmeyer A
Larutan dalam erlenmeyer B
Keterangan
Awal
15 menit
30 menit
Awal
15 menit
30 menit
Warna
Putih bening
Putih bening
Putih bening
Merah muda
Merah muda
Merah muda
Tidak terjadi fermentasi
Suhu
29ºC
29°C
29ºC
-
-
-
Suhu tetap
Bau
Tidak berbau
-
Tidak berbau
-
-
-
Tidak terjadi fermentasi
Gelembung
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
-
-
-
Tidak terjadi fermentasi
BAB V
PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil penelitian tersebut didapat bahwa :
SUHU AWAL REAKSI
Berdasarkan pengukuran dengan termometer, suhu awal pada campuran larutan gula dan ragi yaitu 31ºC. Hal tersebut disebabkan lamanya pengadukan kedua zat sehingga panas yang dihasilkan cukup tinggi. Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksoterm karena menghasilkan panas yang merupakan gesekan antara pengaduk, wadah dan larutan dalam tabung tersebut .
SUHU AKHIR REAKSI
Setelah suhu awal sebelum fermentasi, tabung erlemenyer tesebut ditutup dengan sumbat gabussehingga yang dilapisi plastisin atau lilin mainan pada pinggirannya, terjadi reaksi yang menghasilkan gelembung – gelembung selama 30 menit. Suhu akhirnya 35ºC. Kenaikan suhu cukup signifikan yaitu sebesar 4 derajat celcius mengingat waktu reaksi yang cukup lama .
INDIKATOR PP
Air kapur yang ditetesi Phenolphthalein berubah warna menjadi merah muda. Hal tersebut disebabkan karena indikator PP memiliki trayek PH 8,3 – 10 dengan indikasi tidak berwarna hingga berwarna. Jika warna yang dihasilkan merah, mengindikasikan bahwa PH lebih dari 10. Itulah yang menyebabkan hasil reaksi berbau seperti alkohol dimana alkohol bersifat basa.
Pada reaksi :
Ca(OH) + CO —> CaCO + H O
Reaksi ini terjadi secara terus menerus sehingga larutan air kapur + PP yang semula berwarna merah muda menjadi putih bening. Perubahan ini diikuti dengan perubahan suhu yang semula 31ºC menjadi 35ºC. Pada tabung erlemeyer B tercium bau alkohol, hal ini menunjukan adanya zat etanol setelah reaksi berlangsung.
Larutan kapur (Ca(OH)2) pada tabung kedua berfungsi untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme pembusuk seperti Saccharomyces sehingga reaksi mulai terhenti ketika hasil reaksi pada tabung 1 mengalir menuju tabung 2. Setelah reaksi hampir terhenti, muncul gelembung - gelembung air atau uap air yang merupakan hasil reaksi seperti diatas, keluar melalui selang kecil. Selain itu, terdapat endapan kapur ( CaCO3 ) yang mengendap pada tabung 2.
BAB VI
PENUTUP
Simpulan
Fermentasi adalah Respirasi anaerob (fermentasi) adalah respirasi yang terjadi dalam keadaan ketiadaan oksigen bebas. Asam piruvat yang merupakan produk glikolisis jika dalam keadaan ketiadaan oksigen bebas akan diubah menjadi alkohol atau asam laktat. Reaksinya adalah:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP.
Saran
Saat menutup tabung erlemeyer dengan sumbat gabusnya lebih rapat agar udara di dalam tabung tidak keluar karena dapat menyebabkan analisisnya berbeda.
BAB V
PERTANYAAN
1. Dari pengamatanmu, jelaskan apakah yang dimaksud dengan Fermentasi!
Jawab:
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerob (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerob, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerob dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
2. Jelaskan apakah fungsi PP dan air kapur dalam percobaan yang Anda lakukan!
Jawab:
Air kapur berfungsi untuk mengikat CO2 dan menghambat pertumbuhan mikroorganisme pembusuk, sehingga reaksi mulai terhenti ketika hasil reaksi pada tabung A mengalir menuju tabung B. Sedangkan fungsi PP untuk menunjukkan kadar basa pada tabung B ketika terjadi proses fermentasi pada tabung A.
3. Apakah terdapat perubahan warna cairan pada tabung B? Jelaskan mengapa demikian!
Jawab:
Ya, karena air kapur yang ditetesi pp mengindikasikan pH basa larutan pada saat terjadi proses fermentasi. Pada tabung A pHnya asam sementara pada tabung B pHnya basa, saat gelembung dari tabung A mengalir melalui pipa U menuju pipa B, pH larutan tabung B mengalami perubahan dikarenakan adanya pH asam yang dibawa gelembung tersebut sehingga menyebabkan warna awal merah muda lama-lama menjadi putih pucat / berkurang 50% dari awalnya.
4. Berdasarkan data apa sajakah hasil-hasil yang diperoleh dari aktivitas fermentasi? Jelaskan masing-masing dengan petunjuk yang bisa anda amati pada perangkat percobaan!
Jawab:
a. Warna cairan
Sebelum percobaan larutan berwarna jingga yang berasal dari warna larutan glukosa. Setelah percobaan larutan berwarna coklat muda karena reaksi antara glukosa dengan ragi roti.
b. Suhu
Sebelum percobaan suhu larutan sebesar 27ºC, kemudian setelah dilakukan percobaan larutan mengalami kenaikan suhu sebesar 2 derajad sehingga suhu akhirnya 29ºC. Hal ini disebab kan karena peristiwa menghasilkan panas ketika bereaksi untuk menghasilkan ATP sebagai sumber energy untuk kelanjutan proses.
c. Bau
Sebelum dilakukan percobaan, larutan tabung A berbau asam tetapi tidak seperti bau tapai kemudian setelah percobaan larutan pada tabungA berbau asam seperti bau tapai yang disebabkan oleh C2H5OH. Hal ini terjadi karena adanya reaksi Reaksi Ca(OH).
Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O
d. Gelembung
Pada awal percobaan belumt erlihat gelembung, tetapi baru setelah dilakukan percobaan ternyata menghasilkan gelembung yang sangat banyak sehingga gelembung dari tabung A mampu mengalir menuju tabung B melalui pipa U. Pada tabung yang kami amati, kenaikan gelembung dari permukaan larutan setinggi 3,5cm. Hal ini terjadi karena adanya perkembangan ragi pada tabungA yang dibarengi dengan penambahan suhu.
5. Tuliskan persamaan reaksi peristiwa fermentasi yang Anda praktekkan kali ini!
Jawab: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2+2ATP
DAFTAR PUSTAKA
Buku paket BIOLOGI Kelas XII ERLANGGA Irnaningtyas
http://ferrydwirestuhendra.blogspot.com/2013/01/praktikum-fisiologi-tumbuhan-fermentasi.html#sthash.rGX0pgfZ.dpuf
http://hanyqbalabala.blogspot.co.id/2014/06/laporan-fermentasi.html
http://hendrasana181.blogspot.co.id/2015/04/laporan-fermentasi-alkohol.html
http://meirisdadelatina.blogspot.com/2011/10/fermentasi.html
http://notechaca.blogspot.co.id/2013/09/laporan-praktikum-fermentasi-ragi.html
http://www.scribd.com/doc/112640299/Laporan-Biologi-Fermentasi-Alkohol
LAMPIRAN
Rangkaian pertama (menggunakan ragi)
Rangkaian kedua (tanpa ragi)
