30
3. Total Gula Sisa
Hasil pengukuran total gula selama fermentasi pada penelitian lanjutan dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14. Kurva total gula pada penelitian lanjutan
Dari Gambar 14 diketahui bahwa penurunan konsentrasi gula selama fermentasi terjadi secara merata. Hal ini menunjukkan bahwa konsumsi
dekstrin oleh Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus dilakukan secara perlahan atau sedikit demi sedikit. Konsumsi substrat pada perlakuan aerasi
dihentikan lebih besar dibandingkan pada perlakuan aerasi penuh. Hal ini disebabkan pada perlakuan aerasi yang dihentikan kebutuhan Saccharomyces
cerevisiae var. ellipsoideus akan gula untuk memproduksi etanol lebih besar.
Penurunan substrat ini sejalan dengan pertumbuhan biomassa Gambar 12 dan produksi etanol yang dihasilkan Gambar 16. Semakin
rendah total gula sisa maka pada perlakuan aerasi yang dihentikan pada jam ke-6 semakin tinggi kadar etanol yang dihasilkan, sedangkan pada perlakuan
aerasi penuh terjadi peningkatan jumlah biomassa yang dihasilkan.
50 100
150 200
250 300
350
-6 6
12 18
24 T
ot al
G ul
a g
l
Waktu Jam Aerasi penuh
Aerasi dihentikan
B
31 Gambar 15. Histogram efisiensi pemanfaatan substrat pada penelitian
lanjutan
Dari Gambar 15 dapat diketahui bahwa masih terdapat komponen gula yang belum dikonsumsi oleh khamir. Hal ini disebabkan karena
kandungan substrat sirup dekstrin masih mengandung banyak komponen oligosakarida, sehingga khamir harus terlebih dahulu memproduksi sistem
enzim untuk memecah komponen oligosakarida dan disakarida tersebut menjadi gula yang lebih sederhana. Semakin sederhana gula yang terdapat
dalam substrat fermentasi, semakin mudah gula dikonsumsi oleh khamir.
4. Kadar etanol
Selama fermentasi khamir akan melakukan metabolisme dengan memanfaatkan substrat yang tersedia. Sumber karbon melalui jalur glikolisis
akan diubah menjadi asam piruvat, selanjutnya asam piruvat akan dikonversi menjadi etanol dan karbondioksida. Data kadar etanol yang dihasilkan pada
penelitian lanjutan ditampilkan pada Gambar 16. Dari Gambar 16, dapat diketahui bahwa terjadi peningkatan kadar
etanol pada fermentasi dengan aerasi yang dihentikan pada jam ke-6. Dengan dihentikannya pemberian aerasi akan mengubah kondisi lingkungan
fermentasi dari aerob menjadi anaerob. Pada kondisi anaerob Saccharomyces cerevisiae
var. ellipsoideus mengkonversi substrat menjadi etanol.
5 10
15 20
25 30
Aerasi penuh Aerasi dihentikan
E fi
si ens
i pe
m anf
aa ta
n s ubs
tr at
32 Gambar 16. Histogram kadar etanol penelitian lanjutan
Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95 menunjukkan bahwa terdapat pengaruh nyata jumlah etanol yang dihasilkan antara
perlakuan dengan aerasi penuh dan aerasi yang dihentikan. Perlakuan dengan aerasi penuh menghasilkan kadar etanol 21,25±0,55 gl, sedangkan
perlakuan dengan aerasi dihentikan menghasilkan kadar etanol 24,94±0,16 gl.
Persamaan Gay Lusac berikut merupakan ringkasan fermentasi etanol, dimana satu molekul heksosa diubah menjadi dua molekul etanol dan dua
molekul karbon dioksida. C
6
H
12
O
6
→ 2 C
2
H
5
OH + 2 CO
2
Proses dimulai dengan pemecahan molekul glukosa menjadi piruvat melalui proses glikolisis.
C
6
H
12
O
6
→ 2 CH
3
COCOO
−
+ 2H
+
Reaksi ini diiringi dengan reduksi dua molekul NAD
+
menjadi NADH dan netto dua molekul ADP diubah menjadi dua ATP ditambah dua molekul
air. Piruvat kemudian diubah menjadi asetaldehid dan karbon dioksida. Sesudah itu asetaldehid direduksi menjadi etanol oleh NADH yang berasal
dari proses glikolisis sebelumnya, yang kemudian dikembalikan lagi menjadi NAD
+
. CH
3
COCOO
−
+ H
+
→ CH
3
CHO + CO
2
CH
3
CHO + NADH → C
2
H
5
OH + NAD
+
5 10
15 20
25 30
Aerasi penuh Aerasi dihentikan
K ada
r e ta
nol g
l
33 Khamir baru akan melakukan dua reaksi diatas jika pada
lingkungannya tidak terdapat oksigen. Jika masih terdapat oksigen maka khamir akan mengoksidasi piruvat menjadi karbondioksida dan air dengan
sepenuhnya. Pada kondisi anaerobik Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus
menggunakan senyawa organik sebagai akseptor elektron terakhir pada jalur reaksi bioenergetik yaitu glukosa dari substrat. Hasil akhir
dari perombakan tersebut berupa etanol, aldehid, asam organik, dan fussel oil. Lehninger, 1982
5. Kinetika Fermentasi
Kategori