33 Khamir mengalami pertumbuhan yang ditandai dengan adanya
peningkatan bobot biomassa kering atau jumlah biomassa selama proses fermentasi. Gambar 11 menunjukkan bahwa pada jam ke-6 khamir masih
mengalami fase logeksponensial dimana laju pembentukan sel masih tinggi. Setelah jam ke-12 khamir mulai masuk ke fase stasioner yang ditandai
dengan penurunan laju pertumbuhan. Hasil pengukuran jumlah biomassa didapat bahwa biomassa pada agitasi penuh mengalami pertumbuhan yang
lebih bagus dibandingkan pada agitasi yang dihentikan pada jam ke-6. Pada agitasi penuh substrat banyak digunakan untuk pembentukan sel. Jumlah sel
biomassa dari jam ke-6 sampai jam ke-24 pada agitasi penuh lebih tinggi dibandingkan pada agitasi yang dihentikan pada jam ke-6.
Pada agitasi penuh jumlah total biomassa pada jam ke-24 dapat mencapai 3,10+0,10 gl, sedangkan pada agitasi yang dihentikan pada jam
ke-6 hanya mencapai 2,76+0,01 gl. Hal tersebut terjadi karena pada agitasi penuh banyak terjadi transfer oksigen. Pada kondisi aerobik substrat banyak
digunakan untuk pertumbuhan sel. Menurut Tjokroadikoesoemo 1986, dalam kondisi aerobik substrat dimanfaatkan untuk menghasilkan biomassa
melalui reaksi sebagai berikut : C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6H
2
O + 6CO
2
+ 675 Kal + biomassa sel
2. Kadar Etanol
Agitasi berfungsi untuk mempermudah difusi oksigen ke dalam media fermentasi dan membuat campuran substrat dengan inokulum
menjadi homogen. Difusi oksigen akibat adanya agitasi mengakibatkan kondisi menjadi aerobik sehingga mendukung pembentukan sel. Kadar
etanol yang dihasilkan pada agitasi penuh dan agitasi yang dihentikan pada jam ke-6 dapat dilihat pada Gambar 12.
34
5 10
15 20
25 30
Agitasi Penuh Agitasi Dihentikan pada Jam ke-6
Pe rlakuan K
a d
a r
Eta n
o l
g l
Gambar 12. Kadar Etanol yang Dihasilkan pada Agitasi Penuh dan Agitasi yang Dihentikan pada Jam Ke-6.
Pada penelitian utama ini dilakukan rekayasa proses dengan cara menghentikan agitasi pada saat biomassa masih mengalami fase log dimana
sel sedang banyak tumbuh. Dengan perlakuan tersebut diharapkan kondisi menjadi anaerobik dan substrat tidak lagi dikonsumsi untuk memperbanyak
sel melainkan untuk membentuk produk etanol. Namun, pada Gambar 12 dapat dilihat bahwa agitasi yang dihentikan pada jam ke-6 menghasilkan
etanol yang lebih sedikit dibandingkan pada agitasi penuh. Pada agitasi penuh dapat dihasilkan etanol hingga 26,96+1,80 gl dan pada agitasi yang
dihentikan pada jam ke-6 dapat dihasilkan etanol 21,21+2,83 gl. Fermentasi dengan agitasi penuh menghasilkan etanol yang lebih banyak karena
substrat dan inokulumnya lebih homogen. Agitasi yang dihentikan pada jam ke-6 menyebabkan kondisi tidak homogen, biomassa cenderung berkumpul
di tengah dan mengendap ke bawah. Kondisi yang tidak homogen mengakibatkan proses fermentasi tidak berjalan secara maksimal dan etanol
yang dihasilkan juga sedikit. Berdasarkan hasil analisa sidik ragam, perlakuan rekayasa proses tidak berpengaruh nyata terhadap kadar etanol
yang dihasilkan.
35
1 2
3 4
5
6 12
18 24
Waktu jam ke- pH
Agitasi penuh Agitasi yang dihentikan
pada jam ke-6
3. pH
Proses fermentasi juga ditandai dengan adanya penurunan pH. Perubahan pH selama proses fermentasi menggunakan agitasi penuh dan
agitasi yang dihentikan pada jam ke-6 dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 13. Perubahan pH Selama Fermentasi pada Agitasi Penuh dan Agitasi yang Dihentikan pada Jam Ke-6.
Nilai pH pada awal fermentasi diatur antara 4,5-5,5. Nilai pH pada semua perlakuan cenderung menurun selama fermentasi. Pada awal
fermentasi sampai jam ke-6 nilai pH menurun secara drastis. Setelah jam ke-6 penurunan nilai pH tidak signifikan dan cenderung stabil. Nilai pH
selama fermentasi pada agitasi penuh tidak jauh berbeda dengan agitasi yang dihentikan pada jam ke-6. Pada jam ke-24, rata-rata pH pada agitasi
penuh mencapai 3,22+0,02, sedangkan rata-rata pH pada agitasi yang dihentikan di jam ke-6 mencapai 3,23+0,00. Pada agitasi penuh,
Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus mengalami pertumbuhan yang
lebih pesat sehingga konsumsi NH
4 +
lebih banyak dan H
+
yang dilepas juga semakin banyak. Hasil samping proses metabolisme berupa asam-asam
organik lebih banyak dihasilkan pada kondisi aerobik agitasi penuh sehingga nilai pH akhir pada agitasi penuh lebih rendah dibandingkan pada
agitasi yang dihentikan pada jam ke-6.
36
50 100
150 200
250 300
1 2
3 4
5
Sampling ke- K
o n
se n
tr a
si To
ta l
G u
la g
l
Agitasi penuh Agitasi yang dihentikan
pada jam ke-6
Penurunan pH dapat terjadi karena penglepasan H
+
selama konsumsi NH
4 +
dan penggunaan asam amino sebagai sumber nitrogen. Nilai pH yang rendah pada fermentasi tersebut dapat juga disebabkan oleh akumulasi
produk samping berupa asam-asam organik hasil metabolisme karbohidrat Embden Meyerhof-Parnas Pathway. pH yang terlalu rendah dapat
menghambat pertumbuhan mikroorganisme, oleh karena itu sebaiknya ditambahkan larutan buffer sehingga penurunan pH tidak terlalu besar.
4. Total Gula
