Tetes Tebu sebagai Alternatif Sumber Karbon untuk Produksi Asam Laktat oleh Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus

TETE
ES TEBU SEBAGA
AI ALTER
RNATIF SUMBER
R KARBO
ON
K PRODU
UKSI ASA
AM LAK
KTAT OL
LEH
UNTUK
Lacttobacillus delbrueckkii subsp. bulgaricu
us

LAIITA NUR
RJANNAH
H

DEPA
ARTEMEN

N BIOKIM
MIA
FAK
KULTAS MATEMAT
M
TIKA DAN ILMU PEN
NGETAHU
UAN ALAM
M
INSTITU
UT PERTA
ANIAN BO
OGOR
BOGO
OR
20122

ABSTRAK
LAITA NURJANNAH. Tetes Tebu sebagai Alternatif Sumber Karbon untuk
Produksi Asam Laktat oleh Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.

Dibimbing oleh SURYANI dan SUMINAR SETIATI ACHMADI.
Asam laktat sangat dibutuhkan di dunia industri, terutama untuk aplikasi di
bidang pangan, namun produksi dengan menggunakan mikrob masih
menggunakan bahan pangan sebagai substratnya. Alternatif substrat untuk
produksi asam laktat sebagai pengganti penggunaan bahan pangan sangat
diperlukan industri. Tetes tebu merupakan salah satu substrat yang kaya akan
sumber karbon yang dapat digunakan sebagai komponen media pertumbuhan
bakteri. Ketersediaannya melimpah dan harganya murah. Tujuan penelitian ini
adalah tetes tebu dapat digunakan sebagai alternatif sumber karbon bakteri
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus untuk menghasilkan asam laktat.
Langkah penelitian ini meliputi hidrolisis dan detoksifikasi tetes tebu, uji kualitatif
gula pereduksi tetes tebu, analisis gula total dengan metode fenol sulfat,
penentuan kurva pertumbuhan bakteri, produksi dan ekstraksi asam laktat, serta
analisis kualitatif asam laktat dengan menggunakan kromatografi cair kinerja
tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tetes tebu dapat digunakan sebagai
alternatif sumber karbon. Hal ini terbukti bakteri dapat tumbuh dengan baik ketika
media diberi 0.5% tetes tebu. Konsentrasi gula total tetes tebu adalah 1090 g/L.
Uji gula pereduksi menunjukkan hasil yang positif untuk uji Selliwanof, uji
Benedict, dan uji Barfoed. Pertumbuhan optimum L. delbrueckii subsp. bulgaricus
terjadi pada suhu 42°C dengan agitasi 150 rpm. Produksi asam laktat dilakukan

selama 24 jam. Kadar asam laktat yang dihasilkan sebesar 2.80% dengan
biomassa sel kering sebesar 0.002 g/L dan pH media fermentasi sebesar 4.0. Hasil
analisis kualitatif kromatografi cair kinerja tinggi juga menunjukkan bahwa
produk dari hasil fermentasi adalah asam laktat.

ABSTRACT
LAITA NURJANNAH. Molasses as an Alternative Carbon Source in Lactic Acid
Production by Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Supervised by
SURYANI and SUMINAR SETIATI ACHMADI.
Lactic acid is needed as an industrial feed, especially for applications in the
food sector. However, by using a microbial production still uses food material as a
substrate. Alternative substrates for the production of lactic acid is needed in
industry. Molasses are potential substrates due to the richness in carbon. Molasses
also widely available and low-cost material. The objective of the research is
molasses can be used as a carbon source needed by Lactobacillus delbrueckii
subsp. bulgaricus to produce lactic acid. This study consisted of hydrolysis and
detoxification of molasses, analysis qualitative test of reducing sugar from
molasses, analysis of total sugar by phenol sulfuric acid, determination of
bacterial growth, production and extraction of lactic acid, and analysis of lactic
acid using high performance liquid chromatography. The results showed that

molasses can be used as an alternative carbon source as indicated by growth of
bacteria when the media were given 0.5% molasses. Concentration of total sugar
molasses was 1090 g/L. The reducing sugar test showed positive results for the
Selliwanoff, Benedict, and Barfoed tests. The optimum of L. delbrueckii subsp.
bulgaricus growth was at temperature of 42° C and 150 rpm of agitation.
Production of lactic acid was conducted in 24 hours. The result of lactic acid from
the production was 2.80%. The dry cell biomass was 0.002 g/ L at pH of
fermentation media was 4.0. Analysis HPLC also showed that lactic acid was the
product of fermentation.

TETES TEBU SEBAGAI ALTERNATIF SUMBER KARBON
UNTUK PRODUKSI ASAM LAKTAT OLEH
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus

LAITA NURJANNAH
G84080030

Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada

Departemen Biokimia

DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Judul Skripsi : Tetes Tebu sebagai Alternatif Sumber Karbon untuk Produksi
Asam Laktat oleh Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
Nama
: Laita Nurjannah
NIM
: G84080030

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dr. Suryani, SP, M.Sc.
Ketua

Prof. Suminar Setiati Achmadi, PhD.
Anggota

Diketahui

Dr.Ir. I Made Artika, M.App.Sc
Ketua Departemen Biokimia

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala
rahmat, berkah, dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian
dan penulisan skripsi ini. Shalawat serta salam semoga tercurah kepada Nabi
Muhammad SAW, keluarga, sahabat, dan para pengikutnya hingga akhir zaman.
Penelitian ini berjudul Tetes Tebu sebagai Alternatif Sumber Karbon untuk
Produksi Asam Laktat oleh Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Kegiatan
penelitian yang merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Departemen Biokimia ini dilakukan dari bulan Januari hingga April 2012,

bertempat di Laboratorium Departemen Biokimia, Institut Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Suryani, M.Sc sebagai dosen
pembimbing utama dan Prof. Suminar Setiati Achmadi, PhD. sebagai
pembimbing kedua yang banyak memberi bimbingan dan arahan kepada penulis
dalam melakukan penulisan dan penelitian. Ucapan terima kasih juga penulis
sampaikan kepada teman-teman Biokimia dan semua teknisi laboratorium yang
telah membantu dalam melakukan penelitian. Tak lupa penulis sampaikan juga
terima kasih juga kepada ayah, ibu, dan seluruh keluarga yang senantiasa memberi
dukungan serta doa. Semoga hasil penelitian ini dapat memberi manfaat bagi
kemajuan ilmu pengetahuan.
Bogor, April 2012

Laita Nurjannah

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Cianjur, Provinsi Jawa Barat pada tanggal
28 Januari 1989 dari ayah bernama Yayan Suhyar Rukmana dan ibu bernama
Rumsiti Ratnawati. Penulis merupakan anak tunggal.
Pendidikan penulis dimulai dari SDN Ibu Dewi VI, kemudian melanjutkan
pendidikan ke jenjang Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 1 Cianjur.

Tahun 2008 penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA
Negeri 1 Cianjur dan pada tahun yang sama lolos seleksi masuk IPB melalui jalur
USMI. Penulis mengambil mayor Biokimia, di Departemen Biokimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif dalam kegiatan organisasi
kemahasiswaan di IPB dan organisasi mahasiswa daerah, diantaranya menjadi
anggota UKM Forces (Forum for Scientific Studies) pada tahun 2008-2012,
anggota UKM IAAS (International Association of Students in Agricultural and
Related Sciences) pada tahun 2008-2012, Sekretaris Himpunan Mahasiswa
Cianjur pada tahun 2009, Badan Pengawas Himpunan Mahasiswa Biokimia pada
tahun 2009, dan Ketua Green Environment Biochemist Community pada tahun
2010.
Penulis juga pernah aktif dalam beberapa kepanitiaan seperti panitia IAAS
Olympic 2008 dan 2009, Lomba Karya Ilmiah Populer 2009, Round Table
Discussion 2009, Masa Perkenalan Kampus Mahasiswa Biokimia 2010, dan
Sikrab Endorfin 2012. Pada tahun 2011 penulis melakukan praktik lapangan di
Laboratorium Rekayasa Protein dan Bioproses, Pusat Penelitian BioteknologiLIPI Jalan Raya Bogor KM.46, Cibinong 16911 Bogor dengan judul “Isolasi
Plasmid pPICZα-B dan pAF-ScFv-101 untuk Ekspresi Protein Rekombinan pada
Pichia pastoris”.
Dalam bidang karya ilmiah, penulis pernah mendapat hibah dana bersaing

dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi dalam Program Kreativitas Mahasiswa
(PKM) untuk kategori Bidang Penelitian pada tahun 2009, 2010, dan 2012.
Penulis juga pernah menjadi finalis Bayer Young Environmental Envoy pada
tahun 2010, Juara 1 PKM Penunjang Bidang Lingkungan Pekan Ilmiah
Mahasiswa Nasional di Makassar pada tahun 2011, Duta Pendidikan FMIPA pada
tahun 2011, finalis 5 terbaik Duta Pendidikan IPB pada tahun 2011, perwakilan
IPB untuk Sampoerna Best Student Visit pada tahun 2011 di Surabaya, pembicara
Roadshow Bayer Young Environmental Envoy pada tahun 2011 di Institut
Pertanian Bogor, pembicara Pelatihan Karya Tulis Ilmiah pada tahun 2011 di
Institut Pertanian Bogor, pembicara Mahasiswa Berprestasi Himpunan Mahasiswa
Cianjur pada tahun 2012 di Cianjur, dan perwakilan IPB untuk program JapanEast Asia Network of Exchange for Students and Youths pada tahun 2012 di
Jepang.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................

ix

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................

ix

PENDAHULUAN .............................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus ..............................................
Tetes Tebu ..................................................................................................
Fermentasi Asam Laktat .............................................................................
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikrob ........................
Asam Laktat ................................................................................................
Kromatografi Cair Kinerja Tinggi .............................................................

1
2
3
3
4

5

BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan.... .......................................................................................
Metode ........................................................................................................

5
6

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Hidrolisis, Uji Kualitatif Gula Pereduksi, dan Gula Total
Tetes Tebu .... .............................................................................................
Penentuan Kurva Pertumbuhan L. delbrueckii subsp. bulgaricus ..............
Pola Penurunan Gula Sisa selama Fermentasi ............................................
Pola Produksi Kadar Asam Laktat dan Penurunan pH selama Fermentasi
Ekstraksi dan Analisis Kualitatif Asam Laktat dengan KCKT ..................

7
8
10
11
12

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ..................................................................................................... 12
Saran ........................................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 12
LAMPIRAN ....................................................................................................... 15

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus .................................................

2

2 Struktur kimia asam laktat .............................................................................

4

3 Uji Selliwanof, uji Barfoed, dan uji Benedict ...............................................

8

4 Kurva pertumbuhan L.delbrueckii subsp. bulgaricus dalam MRS cair dan
media MRS cair yang ditambah 0.5% tetes tebu pada suhu 42°C dan
agitasi 150 rpm ..............................................................................................

9

5 Hubungan kurva pertumbuhan bakteri (media MRS cair yang ditambah
0.5% tetes tebu) dengan kadar asam laktat ...................................................

9

6 Pola penurunan gula sisa selama fermentasi dalam MRS cair yang ditambah
0.5% tetes tebu pada suhu 42°C dan agitasi 150 rpm.................................... 10
7 Hubungan antara kadar asam laktat dengan gula total sisa selama
fermentasi pada media yang ditambahkan 0.5% tetes tebu, suhu 42 °C
dan agitasi 150 rpm........................................................................................ 10
8 Hubungan antara kadar asam laktat dengan nilai pH selama fermentasi ....... 12

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Strategi penelitian .......................................................................................... 16
2 Analisis gula total tetes tebu .......................................................................... 17
3 Diagram alir proses produksi asam laktat......................................................

18

4 Kromatogram hasil KCKT .............................................................................

19

1

PENDAHULUAN
Asam laktat merupakan senyawa antara
yang penting dan memiliki potensi besar
untuk aplikasi produk baru seperti plastik
ramah lingkungan atau plastik biodegradabel
(PLA), bahan polimer untuk aplikasi bidang
farmasi dan kedokteran, serta mengatur
pertumbuhan tanaman (Koesnandar 2004).
Asam laktat dibutuhkan pada industri
pembuatan plastik biodegradabel. Pembuatan
plastik yang biodegradabel sangat diperlukan
untuk mengurangi pencemaran lingkungan,
terlebih lagi dengan adanya peningkatan
sampah plastik. Fakta lain juga menyebutkan
bahwa setiap tahun penduduk dunia
menggunakan 500 miliar kantong plastik.
Perhitungan statistika menunjukkan bahwa
dihasilkan satu juta kantong plastik tiap
menitnya. Sampah plastik dari sektor
pertanian telah mencapai 100 juta ton,
sehingga tidak tertutup kemungkinan bahwa
bumi akan terbungkus sampah plastik
sebanyak sepuluh kali lipat (Toshi 2003).
Kini, kesadaran penduduk dunia pada
lingkungan semakin meningkat seiring
meningkatnya masalah lingkungan yang
timbul akibat kegiatan manusia sehari-hari.
Salah satu sumber indikator tersebut adalah
meningkatnya jumlah produk bioplastik dari
tahun ke tahun. Data dari Badan Pusat
Statistik (BPS) yang dikutip oleh Pranamuda
(2001)
menyebutkan
bahwa
produksi
bioplastik diproyeksikan akan mencapai
1200000 ton atau menjadi 1/10 dari total
produksi bahan plastik pada tahun 2010.
Jumlah ini meningkat seribu kali dari produksi
bioplastik pada tahun 1999, yaitu 2500 ton
atau 1/10000 kali dari produksi bahan plastik.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi menghasilkan bahan-bahan plastik
yang bersifat biodegradabel seperti kolagen,
kasein, protein dan lipid yang berasal dari
hewan dan tumbuhan (Utari et al. 2008).
Akan tetapi, bahan yang paling potensial
adalah plastik yang berbahan poliasam laktat
atau PLA (polylactic acid ) (Darni 2008).
Penggunaan PLA tidak hanya terbatas pada
bahan pembuatan bioplastik, tetapi PLA dapat
dikembangkan sebagai bahan penyalut atau
pengungkung obat (Robbani 2004; Lu & Chen
2004), industri medis, dan industri tekstil.
Substrat untuk pembuatan plastik PLA dengan
menggunakan mikrob paling banyak terbuat
dari jagung, singkong, dan sagu. Namun,
bahan-bahan tersebut termasuk bahan pangan
pokok. Oleh sebab itu, sangat diperlukan
substrat alternatif untuk produksi asam laktat

yang bukan termasuk bahan pangan dan tidak
mengganggu lingkungan.
Tetes tebu merupakan hasil samping
industri gula yang mengandung senyawa
nitrogen, unsur mikro, dan kandungan gula
yang cukup tinggi terutama kandungan
sukrosa 30-40%, glukosa 4-9%, dan fruktosa
5-12% sehingga sangat cocok menjadi sumber
karbon untuk fermentasi asam laktat (Hidayat
et al. 2006). Tetes tebu memiliki ketersediaan
yang tinggi dan harganya murah. Oleh karena
itu, produksi asam laktat dengan penambahan
tetes tebu pada fermentasi
bakteri
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
ini dapat menjadi salah cara untuk
memanfaatkan hasil samping industri gula,
selain untuk mengurangi penggunaan bahan
pangan dalam produksi asam laktat.
Penelitian ini bertujuan memanfaatkan
tetes tebu sebagai alternatif substrat yang
berharga murah dalam produksi asam laktat
dengan bantuan bakteri L. delbrueckii subsp.
bulgaricus. Hipotesis dari penelitian ini
adalah tetes tebu dapat menjadi alternatif
substrat dalam produksi asam laktat secara
fermentasi dengan bantuan L. delbrueckii
subsp. bulgaricus. Manfaat dari penelitian ini
adalah tetes tebu dapat digunakan sebagai
alternatif substrat untuk produksi asam laktat
yang dihasilkan dari fermentasi L. delbrueckii
subsp. bulgaricus sebagai bahan dasar untuk
pembuatan polylactic acid (PLA) yang ramah
lingkungan.

TINJAUAN PUSTAKA
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
Bakteri asam laktat termasuk ke dalam
bakteri Gram positif, non-spora, berbentuk
batang atau kokus. Kelompok bakteri ini
mampu memfermentasi karbohidrat untuk
menghasilkan asam laktat sebagai produk
utama atau asam laktat dengan produk
samping lainnya, seperti asam asetat, etanol,
karbondioksida,
dan
asam
format.
Berdasarkan ketentuan komposisi basa dalam
DNA bakteri, kelompok bakteri asam laktat
terbagi
dalam dua
kelompok
yaitu
Clostridium dan
Actynomyces. Anggota
Clostridium adalah Genus Lactobacillus,
Lactococus, Leuconostoc, Enterococcus,
Pediococcus, dan Carnobacterium. Anggota
Actynomyces
adalah
Bifidobectarium
(Suskovic et al. 2001).
Bakteri asam laktat memfermentasi gula
melalui jalur yang berbeda sehingga dikenal
sebagai homofermentatif, heterofermentatif,
atau fermentasi campuran asam. Bakteri

2

homofermentatif hanya menghasilkan asam
laktat sebagai produk akhir metabolisme
glukosa dengan menggunakan jalur EMP.
Bakteri heterofermentatif akan menghasilkan
asam laktat, karbondioksida, dan etanol
melalui jalur fosfoketolase (Hidayat et al.
2006).
Bakteri L. delbrueckii subsp. bulgaricus
yang digunakan dalam penelitian ini
merupakan salah satu spesies bakteri yang
termasuk dalam golongan bakteri asam laktat.
Bakteri ini ditemukan pertama kali oleh
seorang doktor asal Bulgaria, Stamen
Grigorov pada tahun 1905. L. delbrueckii
subsp. bulgaricus (Gambar 1) merupakan
bakteri yang memiliki genus terbesar dalam
kelompok bakteri asam laktat dengan hampir
80 spesies yang berbeda. Bakteri ini
berbentuk batang panjang serta bersifat
anaerob fakultatif dan katalase negatif
(Prescott et al. 2002). Bakteri ini termasuk
kelompok bakteri yang bersifat non patogen.
Strain Lactobacillus diketahui mampu
menghasilkan senyawa bacteoricin yang
mampu bersifat bakterisidal
terhadap
mikroorganisme lain (Laverenz et al. 2006).
Suhu optimum pertumbuhan bakteri ini adalah
42°C-45°C. Menurut Dumbrepatil et al.
(2007), suhu optimum bakteri ini berada pada
42°C. Bakteri L. delbrueckii subsp.
bulgaricus menghasilkan asam laktat yang
dapat menurunkan pH media fermentasi
sehingga
mengakibatkan
terhambatnya
pertumbuhan bakteri penggangu baik bakteri
Gram positif maupun bakteri Gram negatif
(Cabo et al. 2002).

Gambar 1 Lactobacillus delbrueckii subsp.
bulgaricus (Gesciova et al. 2002)
Tetes Tebu (Molasses)
Tebu merupakan salah satu komoditas
unggulan tanaman perkebunan yang banyak
dimanfaatkan di industri pangan (Rao et al.
2006). Tetes tebu merupakan hasil samping
industri gula yang mengandung senyawa
nitrogen, unsur pertumbuhan, dan kandungan
gula yang cukup tinggi. Sumber tetes tebu
berasal dari tebu dan bit. Dari kedua sumber
tersebut akan didapatkan tetes tebu yang
berbeda sifat dan pengolahannya. Tetes tebu

kaya akan biotin, asam pantotenat, tiamin,
fosfor, dan sulfur. Selain itu juga mengandung
gula yang terdiri dari sukrosa 30-40%,
glukosa 4-9%, dan fruktosa 5-12% (Tabel 1)
(Hidayat et al. 2006).
Tetes tebu digunakan secara luas sebagai
sumber karbon untuk denitrifikasi, fermentasi
anaerobik, pengolahan limbah aerobik, dan
diaplikasikan pada budidaya perairan (Burford
et al. 2003; Jimenez et al. 2004; Quan et al.
2005).
Tetes tebu berbeda dengan bahan baku
umum yang digunakan dalam produksi
alkohol seperti jagung dan kentang. Bahan
tersebut mengandung karbohidrat yang
disimpan sebagai pati sehingga harus
mengalami perlakuan awal misalnya dengan
menambahkan enzim untuk menghidrolisis
pati menjadi gula yang dapat difermentasi.
Sebaliknya, karbohidrat dalam tetes tebu telah
siap digunakan untuk fermentasi tanpa
perlakuan
pendahuluan
karena
sudah
berbentuk gula (Hidayat et al. 2006).
Selain itu, tetes tebu merupakan sumber
daya alam yang melimpah. Hal ini didukung
dengan luas lahan perkebunan tebu yang terus
meningkat dari tahun ke tahun untuk
digunakan dalam produksi gula. Pada tahun
2009 areal perkebunan tebu di Indonesia
mencapai 473 ribu ha atau naik 2.9%
dibanding pada tahun 2008 yang hanya
mencapai 460 ha.
Sejalan dengan
meningkatnya areal perkebunan tebu, maka
produksi pun meningkat dengan pertumbuhan
sekitar 2.8% (2.85 juta ton) pada tahun 2009.
Selain itu, dalam rangka memenuhi kebutuhan
gula nasional dari dalam negeri, pemerintah
menetapkan akan memperluas areal tanaman
tebu hingga 150000 ha pada 2010 dengan
tahap awal seluas 41705 ha (ICN 2010).
Tabel 1 Komposisi kimiawi tetes tebu
Unsur
Kisaran (%)
Air
17-25
Sukrosa
30-40
Dektrosa (glukosa)
4-9
Laevulosa (fruktosa)
5-12
Bahan pereduksi lain
1-5
Karbohidrat lain
2-5
Abu
7-15
Unsur Nitrogen
2-6
Unsur bukan nitrogen
2-8
Lilin, sterol, fosfolipid 0.1-1
Kalsium
Fosforus
Sumber: Hidayat et al. 2006

3

Pada tahun 2011, menurut salah satu
BUMN
Perkebunan,
PT
Perkebunan
Nusantara X (PTPN X) menyebutkan bahwa
produksi tetes tebu yang berasal dari industri
gula yang tersebar di daerah Jawa Timur
mencapai 310.67 ton. Hasil ini menunjukkan
bahwa ketersediaan tetes tebu di Indonesia
sudah terjamin. Selain itu, tetes tebu juga
memiliki harga yang murah.
Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi adalah suatu proses perubahanperubahan kimia dalam suatu substrat organik
yang berlangsung karena aksi kalisatorkalisator biokimia, yaitu enzim yang
dihasilkan oleh mikrob-mikrob hidup tertentu.
Faktor-faktor yang penting dalam fermentasi
adalah medium, garam, keasaman, kultur, dan
waktu. Parameter penting lainnya dalam
proses fermentasi adalah pH, suhu, tekanan,
dan agitasi (Sodegard & Stolt 2002). Proses
fermentasi bersifat sederhana namun harus
teliti sehingga flavor, tekstur, aroma, dan
karakteristik lainnya dapat terbentuk dengan
baik (Hidayat et al. 2006)
Industri fermentasi dimulai sebelum tahun
1900, yaitu dengan dimulainya alkohol dan
vinegar. Di Arab, produksi skala besar
dimulai tahun 1700. Pengembangan proses
dengan menggunakan termometer dimulai
tahun 1757 dan pemindahan panas pada tahun
1801.
Produksi asam laktat di dunia mencapai
80000 ton sekitar
90% di antaranya
dihasilkan oleh bakteri asam laktat melalui
fermentasi dan sisanya dihasilkan secara
sintesis dengan menghidrolisis laktonitril
(Hidayat et al. 2006). Produksi asam laktat
dapat dilakukan melalui proses curah (batch)
maupun sinambung. Fermentasi dilakukan
dengan menggunakan gula 5% dan sumber
nitrogen sebagai nutrien. Rendemen asam
laktat diperoleh sebanyak 90-99% setelah
fermentasi dua hari. Pada fermentasi
sinambung dengan menggunakan media yang
sama
lebih
menguntungkan
karena
menghasilkan produktivitas yang lebih tinggi
jika dibandingkan dengan proses fermentasi
secara curah (Sodegard & Stolt 2002).
Proses produksi asam laktat harus
memperhatikan kurva pertumbuhan mikrob,
sehingga pertumbuhan mikrob terbagi atas
empat fase, yaitu lag, log, stationer, dan
kematian. Fase lag ditandai dengan perubahan
jumlah sel yang sangat kecil karena pada fase
ini sel tidak langsung berproduksi dalam
media baru. Pada fase ini, pembelahan sel
yang terjadi sangat kecil. Selama fase ini sel-

sel tidak aktif dan mengalami aktivitas
berbagai metabolik, khususnya sintesis enzim
dan berbagai molekul. Fase log merupakan
fase ketika sel-sel mikrob mulai membelah
dan memasuki masa pertumbuhan konstan
yang mengikuti kurva logaritmik, serta
terjadinya aktivitas metabolik yang paling
aktif. Namun, selama fase ini mikrob sangat
sensitif terhadap kondisi lingkungan yang
merugikan, seperti radiasi dan beberapa
antimikrob. Fase ini dapat digunakan untuk
menentukan waktu inkubasi mikrob ketika
akan ditumbuhkan dalam media fermentasi.
Fase stationer ditandai dengan pertumbuhan
sel yang berjalan lambat. Jumlah mikrob yang
mati seimbang dengan jumlah sel yang hidup
sehingga populasi pada fase ini menjadi stabil.
Aktivitas metabolik yang terjadi pada pada
fase ini juga berjalan dengan lambat. Hal ini
diakibatkan ketersediaan nutrisi yang tidak
memadai dan akumulasi produk limbah.
Pertumbuhan ini disebut pertumbuhan
tersembunyi (cryptic). Apabila inkubasi masih
berlangsung setelah fase stasioner dan sel
masih hidup serta bermetabolisme maka sel
lambat laun akan mati. Fase pertumbuhan
terakhir adalah fase kematian. Jumlah
kematian pada fase ini melebihi jumlah sel
yang masih hidup karena nutrisi sudah hampir
habis. Fase ini berlanjut hingga jumlah sel
hidup terus berkurang untuk sebagian kecil
dari jumlah pada fase sebelumnya atau hingga
kematian pada semua sel (Tortora et al. 2006).
Pertumbuhan mikrob dapat diukur dengan
beberapa cara yaitu dengan menghitung
jumlah sel dan massa sel. Pengukuran jumlah
sel dilakukan dengan cara perhitungan
mikroskopik langsung (Petroof-Hausser,
hemasitometer), menghitung sel yang hidup
(hitung cawan), filtrasi, dan mengukur
kemungkinan jumlah sel yang ada secara
statistik
(Most
Probable
Number).
Pengukuran massa sel meliputi pengukuran
berat sel kering, kekeruhan (turbiditas),
pengukuran aktivitas metabolisme (Tortora et
al. 2006).
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi
Pertumbuhan Mikrob
Kegiatan mikrob dipengaruhi oleh faktorfaktor lingkungan. Faktor-faktor lingkungan
yang sering mempengaruhi pertumbuhan
mirob adalah faktor abiotik dan biotik. Faktor
abiotik yaitu suhu, kelembapan, pH, dan
komposisi medium.
Suhu merupakan salah satu faktor yang
penting dalam kehidupan mikrob. Beberapa
mikrob dapat tumbuh pada kisaran suhu yang

4

luas. Suhu pertumbuhan dibagi dalam 3
tingkatan yaitu suhu minimum, maksimum,
dan optimum. Suhu minimum adalah suhu
yang paling rendah, namun kehidupan mikrob
masih dapat berlangsung. Suhu maksimun
adalah suhu teritinggi yang masih dapat
menumbuhkan mikrob tetapi pada tingkat
kegiatan fisiologi yang paling rendah. Selain
itu, suhu optimum adalah suhu yang paling
baik untuk kehidupan mikrob.
Berdasarkan
suhu
pertumbuhannya,
mikrob dapat dibedakan menjadi 3 golongan,
yaitu psikrofil, mesofil, dan termofil. Mikroba
psikrofil/kriofil dapat pada tumbuh pada suhu
antara 0 °C sampai 30 °C, dengan suhu
optimum 15 °C. Mikrob golongan psikrofil
tumbuh di tempat-tempat dingin, baik di
daratan maupun lautan. Mikrob golongan
mesofil mempunyai suhu optimum antara
25°C -37°C, dengan suhu minimum 15 °C dan
suhu maksimum antara 45 °C -55 °C. Mikrob
ini banyak hidup dalam saluran pencernaan,
tanah, dan perairan. Mikrob golongan termofil
mempunyai suhu pertumbuhan antara 40°C 75 °C dengan suhu optimum 55 °C-60 °C
(Hidayat et al. 2006).
Selain suhu, pH merupakan salah satu
faktor penting dalam pertumbuhan mikrob.
Setiap organisme mempunyai kisaran pH
yang
diperlukan
untuk
menunjang
pertumbuhan terutama pada pH optimum.
Pada media fermentasi, pH dapat berubah
selama pertumbuhan berlangsung sebagai
akibat
reaksi
metabolisme
yang
mengkonsumsi atau menghasilkan substansi
asam atau basa (Sunatmo 2009).
Komposisi medium juga merupakan faktor
yang penting dalam pertumbuhan mikrob.
Sebagian besar prokariot membutuhkan
senyawa karbon organik sebagai sumber
karbon. Selain itu, mineral penting yang
dibutuhkan mikrob diantaranya magnesium,
natrium, dan besi (Sunatmo 2009).
Asam Laktat
Asam laktat (2-hydroxypropanoic acid)
yang biasa disebut sebagai asam susu adalah
salah satu bahan kimia yang berperan penting
dalam industri biokimia. Asam laktat pertama
kali berhasil diisolasi oleh ahli kimia Swedia,
Carl Wilhelm Schele pada tahun 1780. Asam
laktat mempunyai rumus kimia C3H6O3,
termasuk keluarga asam hidroksi propionat
dengan rumus molekul CH3CHOHCOOH.
Asam laktat dalam larutan akan kehilangan
satu proton dari gugus asam dan
menghasilkan ion laktat CH3CH(OH)COO-.

Asam laktat larut dalam air dan etanol serta
bersifat higroskopik (Riekri 2010).
Asam laktat merupakan senyawa natural
yang dapat diproduksi oleh manusia, hewan,
tumbuhan, dan mikroorganisme. Asam laktat
memiliki dua bentuk isomer optik yaitu Lasam laktat dan D-asam laktat (Gambar 2).
Asam laktat juga merupakan bentuk umum
dalam metabolisme pada manusia, hewan, dan
mikroorganisme. Bakteri dapat memproduksi
asam laktat dalam dua bentuk (D- dan L-asam
laktat) (Mirdamadi et al. 2002).
Reaksi dasar proses sintesis asam laktat
secara kimiawi adalah mengubah laktonitril
(asetaldehida sianohidrin) menjadi asam
laktat. Beberapa metode kimia yang
memungkinkan sintesis asam laktat adalah
degradasi gula dengan alkali seperti kapur
atau NaOH, interaksi asetaldehida dan
karbonmonoksida pada suhu dan tekanan
yang tinggi, dan hidrolisa dari asam αkloropropionat (Aulana 2005).
Perbedaan produksi asam laktat secara
kimia dengan fermentasi antara lain: yang
pertama, sintesis kimia menggunakan
senyawa beracun seperti hidrogen sianida
sedangkan secara fermentasi, lebih ramah
lingkungan; secara kimia produk yang
dihasilkan merupakan campuran bentuk Ldan D-asam laktat sedangkan secara
fermentasi produk yang dihasilkan bisa dalam
bentuk L-, D-, atau DL- tergantung dari strain
mikrob yang digunakan; sintesis kimia
menggunakan bahan baku tidak bisa
diperbaharui sedangkan secara fermentasi
bahan bakunya dapat diperbaharui; produksi
secara kimia memiliki kondisi ekstrim
(temperatur tinggi dan tekanan) sedangkan
secara fermentasi prosesnya dalam kondisi
sedang (lebih hemat energi).
Saat ini, sekitar 85% kebutuhan asam
laktat adalah untuk aplikasi di bidang pangan,
antara lain sebagai pengasam makanan (food
acidulan), pemberi rasa, penstabil pH, dan
antimikrob (Koesnandar 2004). Kebutuhan
asam laktat di Indonesia belum begitu besar
yaitu sekitar 1 juta ton yang dipenuhi melalui
impor dari negara-negara seperti Belanda,
Amerika Serikat, dan Jerman.

D (-) asam laktat

L(+) asam laktat

Gambar 2 Struktur asam laktat (Takeuchi
2008)

5

Kebutuhan asam laktat dunia dilaporkan
terus-menerus meningkat baik dari segi
jumlah maupun dari segi volume penjualan.
Asam laktat merupakan senyawa antara yang
penting dan memiliki potensi besar untuk
aplikasi produk baru seperti plastik ramah
lingkungan atau plastik biodegradable (PLA),
bahan polimer, aplikasi bidang farmasi dan
kedokteran, pelarut alami dalam aplikasi
proses pengemasan makanan, pemberi elastis
(ester laktat dan turunan laktat), serta
mengatur pertumbuhan tanaman asam
(oligo(L-laktat) (Koesnandar 2004). Asam
laktat juga mempunyai beberapa karakteristik
di antaranya titik leleh yang rendah, kalor
pembakaran yang tinggi, dan bobot molekul
sebesar 90.08 (Tabel 2).
Tabel 2 Ciri-ciri fisik asam laktat
Karakteristik
Nilai
Bobot molekul
90.08
Titik leleh
16.8 0C
Titik asap
82 0C pada 0.5 mmHg
122 0C pada 14 mmHg
Tetapan disosiasi
1.37 x 104
Kalor pembakaran 1361 kJ/mol
Kalor jenis
190 J/mol e/0C
Narayan et al. 2004
Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)
Kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT)
atau
High
Performance
Liquid
Chromatography (HPLC) merupakan suatu
teknik kromatografi dengan fase gerak cairan
dan fase diam cairan atau padat. Kelebihannya
jika dibandingkan dengan metode lain adalah
mampu memisahkan molekul-molekul dari
suatu campuran, kecepatan analisis dengan
kepekaan tinggi, dan dapat digunakan
bermacam-macam detektor. KCKT terdiri
pompa, injektor, kolom, dan detektor (Putra
2004). Analisis asam laktat menggunakan
KCKT sangat diperlukan karena kepekaannya
tinggi sehingga dapat mendeteksi adanya
asam laktat pada hasil fermentasi.
Pada kromatografi cair komposisi fase
gerak adalah salah satu dari variable yang
mempengaruhi pemisahan. Fase gerak yang
disukai dalam KCKT adalah murni atau tidak
mengandung kontaminan, tidak bereaksi
dengan wadah, sesuai dengan detektor dan
melarutkan sampel (Putra 2004).
Jumlah bahan yang dimasukkan ke dalam
kolom KCKT biasanya sangat sedikit, namun
sistem detektor memiliki kepekaan yang
cukup tinggi dan stabil terhadap respon dari
setiap bahan yang diuji pada konsentrasi

rendah dalam efluen. Umumnya, detektor
bervariasi
berdasarkan
pada
panjang
gelombang ultraviolet sampai sinar tampak,
seperti pada spektrofotometer. Detektor
tersebut mampu mengukur absorban dari 190
nm, dan sensitivitasnya sampai skala 0.001
unit. Detektor mempunyai fasilitas untuk
mencatat setiap absorban spektrum analat
untuk membantu identifikasi (Bintang 2010).
Detektor flouresen sangat penting dalam
HPLC karena sensitif, tetapi relatif terbatas
pada beberapa komponen yang berflouresensi.
Detektor electrochemical bersifat selektif
untuk senyawa elektro aktif dan berpotensi
memiliki sensitivitas yang tinggi. Kedua
detektor di atas memiliki prinsip yang sama
(Bintang 2010)
Kolom yang digunakan pada penelitian ini
adalah kolom C18. Fase gerak yang
digunakan adalah metanol/air (20:80, v/v).
Analisis asam laktat digunakan untuk
memastikan bahwa asam yang dihasilkan
pada fermentasi adalah asam laktat (Zhuo et
al. 2011). Analsisi kualitatif ini sangat
penting untuk dilakukan untuk mendukung
data penelitian.

BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini
adalah tetes tebu yang berasal dari pabrik
pakan Indofeed yang bertempat di Jalan
Sholeh Iskandar, Bogor. Bahan ini digunakan
sebagai sumber karbon utama. Mikrob yang
digunakan adalah Lactobacillus delbrueckii
subsp. bulgaricus yang berasal dari koleksi
kultur laboratorium Mikrobiologi, LIPI
Cibinong, yang merupakan isolat lokal.
Bahan lainnya yang digunakan adalah
media Mann Rogose and Sharp cair (MRS
cair). Komposisi media MRS cair per 1000 ml
terdiri dari 20 g glukosa, leb.lemco 8 g,
ekstrak khamir 4 g, pepton 10 g, Na-asetat 5
g, (NH4)2PO4 2 g, MgSO4.7H2O 0.2 g,
MnSO4.4H2O 0.04 g, K2HPO4 2 g, dan Tween
80 1 mL. Selain itu, digunakan pula NaOH
0.1131 N, NaOH 0.1037 N, CaCO3, fenol 5%,
indikator phenolphthalein (pp), spiritus,
alkohol 70%, H2SO4 20%, H2SO4 absolut,
metanol, asam laktat pro analisis, dan
akuades.
Alat-alat yang digunakan pada penelitian
adalah
autoklaf,
sentrifus,
pH-meter,
spektrofotometer, evaporator vakum, HPLC
(High Performance Liquid Chromatography),
timbangan analitik, jarum ose, pipet mikro,
pipet Mohr, gelas ukur, sudip, batang
pengaduk, hot plate, waterbath shaker

6

incubator, oven, penangas Bunsen, tabung
Eppendorf, labu Erlenmeyer, dan gelas piala.
Metode
Penelitian terdiri atas beberapa tahapan
yaitu hidrolisis dan detoksifikasi tetes tebu, uji
kualitatif gula pereduksi tetes tebu, analisis
gula total tetes tebu, penentuan kurva
pertumbuhan
Lactobacillus delbrueckii
subsp. bulgaricus, analisis penurunan gula
sisa selama fermentasi, analisis kadar asam
laktat, analisis pola penurunan pH selama
fermentasi, produksi dan ekstraksi asam
laktat, analisis kualitatif asam laktat dengan
menggunakan KCKT.
Hidrolisis dan Detoksifikasi Tetes Tebu, Uji
Kualitatif Gula Pereduksi Tetes Tebu, dan
Analisis Gula Total Tetes Tebu (Bintang
2010)
Sebanyak 500 mL tetes tebu dimasukkan
ke dalam gelas piala. Lalu, ditambahkan 10
mL H2SO4 20%. Setelah itu, dimasukkan ke
dalam penangas air selama 15 menit. Lalu
didinginkan perlahan-lahan. Setelah itu,
dilakukan detoksifikasi dengan 1% arang
aktif. Selanjutnya dilakukan uji kualitatif gula
pereduksi dengan metode uji Benedict,
uji Seliwanoff, dan uji Barfoed. Sebanyak 3
mL
pereaksi Seliwanoff dimasukkan ke
dalam
tabung
reaksi.
Selanjutnya,
ditambahkan 3 tetes tebu dan diletakkan di
dalam
penangas
air
dan
diamati
perubahannya. Sebanyak 3 mL pereaksi
Barfoed ditambahkan pada 2 mL air tebu dan
diletakkan dalam penangas air selama 1
menit. Setelah itu diamati dengan seksama.
Sebanyak
5
mL
pereaksi
Benedict
ditambahkan pada 8 tetes air tebu dan
disimpan dalam penangas air selama 3 menit,
didinginkan, dan diamati. Setelah itu
dilakukan analisis gula total tetes tebu.
Metode yang digunakan adalah metode asam
fenol sulfat. Pembuatan kurva standar
dilakukan terlebih dahulu dengan membuat
larutan standar pada berbagai konsentrasi
yaitu 0, 25, 50, 75, 100, 125, 150, dan 200
ppm. Sampel tetes tebu dipipet sebanyak 0.5
mL ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan
0.5 mL fenol 5% dan divorteks. Kemudian,
sampel ditambahkan 2.5 mL H2SO4 pekat
secara hati-hati melalui dinding tabung dan
didiamkan selama 10 menit dalam air.
Kemudian divorteks dan didiamkan kembali
selama 20 menit. Setelah dingin diukur nilai
absorbansnya dengan spektrofotometer pada
panjang gelombang 490 nm. Nilai absorbans
yang diperoleh kemudian dimasukkan pada

perhitungan hasil kurva standar. Larutan
blanko yang digunakan adalah akuades yang
diberi perlakuan sama seperti sampel.
Penentuan
Kurva
Pertumbuhan
L.
delbrueckii subsp. bulgaricus (MRS, MRS
yang ditambah 0.5% tetes tebu) (Aulana
2005)
Pada penelitian ini, tahapan awal untuk
penentuan kurva pertumbuhan bakteri adalah
peremajaan bakteri Lactobacillus delbrueckii
subsp. bulgaricus pada 25 mL media MRS
cair pada suhu 42 0C dan agitasi 150 rpm
pada waterbath shaker selama
48 jam.
Selanjutnya, sebanyak 10 mL media MRS
dipipet ke dalam 16 tabung reaksi. Percobaan
dilakukan sebanyak dua kali pengulangan.
Masing-masing ulangan sebanyak 8 tabung
yang terdiri atas waktu inkubasi 0, 2, 4, 8, 16,
32, 48, dan 64 jam.Lalu disterilisasi dengan
autoklaf pada suhu 1210C selama 15 menit.
Sebanyak 1% inokulum bakteri ditambahkan
pada tabung-tabung reaksi yang berisi media
MRS cair. Kemudian, tabung-tabung reaksi
tersebut diinkubasi ke dalam waterbath
shaker dengan suhu 420C dan agitasi sebesar
150 rpm sesuai label yang terdapat pada
tabung. Kultur bakteri tersebut kemudian
diukur
absorbansinya
pada
panjang
gelombang 620 nm. Penentuan kurva
pertumbuhan bakteri juga dilakukan pada
media MRS cair yang ditambahkan 0.5%
dan 1 % tetes tebu dengan konsentrasi 100
g/L.
Analisis Pola Penurunan Gula Sisa selama
Fermentasi (Bintang 2010)
Larutan fermentasi hasil penentuan kurva
pertumbuhan L. delbrueckii subsp. bulgaricus
dengan penambahan 0.5% tetes tebu pada
media MRS disentrifugasi dengan kecepatan
5000 rpm selama 10 menit. Supernatan
tersebut digunakan untuk analisis total gula
yang ada pada media. Sebelum dianalisis,
supernatan diencerkan terlebih dahulu dengan
akuades hingga mencapai konsentrasi pada
kisaran konsentrasi kurva standar (berwarma
bening). Selanjutnya, sebanyak 1 mL
supernatan dipipet dan ditambahkan KOH 4
N sampai pH netral. Metode yang digunakan
sama dengan metode yang dilakukan pada
analisis total gula tetes tebu pada penelitian
sebelumnya (Bintang 2010).
Analisis Kadar Produksi Asam Laktat
(AOAC 942.05, 1998) dan Pola Penurunan
pH selama Fermentasi (AOAC 973.41,
1998)

7

Sebanyak 1 mL supernatan hasil
fermentasi dilarutkan dengan akuades menjadi
25 mL di dalam labu Erlenmeyer. Larutan
ditambahkan 2-3 tetes indikator phenolftalein
lalu dititrasi dengan larutan NaOH 0.1131 N
yang telah distandarisasi dengan larutan asam
oksalat 0.1 N. Titik akhir titrasi tercapai saat
muncul warna merah muda yang pertama.
Perhitungan jumlah persen asam laktat
dilakukan dengan menggunakan rumus
berikut:
Asam laktat (%)= V1×N×BE×FP×100%
V2×1000
V1: Volume NaOH 0.1131 N yang telah
distandarisasi
N : Normalitas NaOH hasil standarisasi
BE: Bobot ekuivalen asam laktat (90.08
g/ekuivalen)
FP: Faktor pengenceran
V2: Jumlah sampel yang dititrasi (mL)
Setelah itu, dilakukan analisis pola
penurunan pH selama fermentasi. Alat pH
meter dikalibrasi terlebih dahulu dengan
buffer pH 7.00 dan buffer pH 4.00. Tahapan
kalibrasi pH adalah elektroda pH meter dibilas
terlebih dahulu dengan akuades, dikeringkan
dengan tissue, dicelup ke dalam buffer pH,
dan ditunggu sampai layar menunjukkan nilai
pH sesuai dengan buffer yang digunakan.
Selanjutnya, sebanyak 5 mL supernatan
diletakkan di dalam gelas piala kemudian
diukur pH-nya secara duplo.
Ekstraksi dan Analisis Kualitatif Asam
Laktat dengan KCKT (Zhuo et al. 2011;
Sikder et al. 2012)
Sebanyak 500 mL media MRS cair dan
10 mL tetes tebu 100 g/L disterilisasi dengan
autoklaf pada suhu 121 0C selama15 menit.
Selanjutnya media MRS cair dan 10 mL tetes
tebu dicampur dalam keadaan steril.
Kemudian ditambahkan 1% inokulum dari
bakteri L. delbrueckii subsp. bulgaricus yang
sudah diremajakan pada media yang telah
dicampur tersebut. Sampel diinkubasi dalam
waterbath shaker pada suhu 420C dan agitasi
150 rpm selama 24 jam. Setelah 24 jam,
sampel disentrifugasi dengan kecepatan 5000
rpm selama 10 menit. Supernatan dan pelet
dipisahkan. Peletnya kemudian dikeringkan
pada suhu 50°C. Supernatannya digunakan
untuk tahap ekstraksi.
Tahapan awal ekstraksi yaitu supernatan
hasil fermentasi terlebih dahulu disaring

dengan menggunakan membran saring
berukuran 0.45 µm dan 0.22 µm. Setelah
disaring, supernatan dievaporasi. Kemudian
dilanjutkan
dengan
analisis
HPLC
menggunakan kolom C18 (4.6 *150 MM, 5
µm). Fase gerak yang digunakan adalah
metanol/air (20:80, v/v), kecepatan alirnya 0.5
mL min-1, panjang gelombang yang
digunakan adalah 210 nm, dan sampel yang
diinjeksikan sebesar 10 µL. Detektor yang
digunakan adalah detektor A. Selanjutnya, pH
dan kadar asam laktat supernatan hasil
fermentasi dihitung, metode yang digunakan
untuk penentuan kadar asam laktat yaitu
metode titrasi dengan menggunakan NaOH
0.1037 N yang telah distandarisasi asam
oksalat 0.1 N.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Hidrolisis dan Detoksifikasi Tetes
Tebu, Uji Kualitatif Gula Pereduksi, dan
Gula Total Tetes Tebu Hasil Hidrolisis
dengan Asam Sulfat
Uji gula pereduksi secara kualitatif
didahului dengan hidrolisis dan detoksikasi
tetes tebu. Hidrolisis tetes tebu menggunakan
asam yaitu H2SO4 20%. Hidrolisis ini
bertujuan menghidrolisis sukrosa menjadi
glukosa dan fruktosa agar lebih mudah
digunakan oleh bakteri. Selain itu, detoksikasi
bertujuan menghilangkan residu senyawa
toksik berupa hidroksil metil furfural (HMF)
yang akan menghambat pertumbuhan mikrob
dan aktivitas fermentasi Lactobacillus
delbrueckii subsp. bulgaricus (Carvalho et al.
2002; Rao et al. 2006). Detoksikasi tetes tebu
menggunakan 1% arang aktif (Yuliatun &
Kurniawan 2008).
Di samping itu, uji kualitatif gula
pereduksi tetes tebu penting dilakukan untuk
memastikan tetes tebu dapat digunakan
sebagai substrat utama dalam fermentasi asam
laktat yang menggunakan salah satu bakteri
asam laktat yaitu Lactobacillus delbrueckii
subsp. bulgaricus. Metode uji kualitatif yang
digunakan adalah uji Benedict, uji Selliwanof,
dan uji Barfoed. Uji Benedict digunakan
untuk mengetahui kandungan gula pereduksi
pada tetes tebu. Uji Barfoed digunakan untuk
membedakan disakarida pereduksi dengan
monosakarida pereduksi pada tetes tebu. Uji
Selliwanof digunakan untuk memastikan
bahwa tetes tebu mengandung ketosa. Semua
uji tersebut menunjukkan hasil yang positif
(Gambar 3). Uji gula pereduksi menunjukkan
bahwa tetes tebu mengandung glukosa dan
fruktosa. Hasil ini sesuai dengan Hidayat et
al. (2006), yang menyatakan bahwa tetes tebu

8

mengandung sukrosa 30-40%, glukosa 4-9%,
dan fruktosa 5-12%.
Reagen Selliwanof terdiri atas 0.5%
resorsinol dan 5 N HCl. Reaksi positif terjadi
apabila terbentuk warna merah. HCl akan
mengubah heksosa menjadi hidroksi metal
furfural yang kemudian akan bereaksi dengan
resorsinol membentuk kompleks yang
berwarna merah.
Uji Benedict berisi larutan alkali. Larutan
alkali dari tembaga direduksi oleh gula yang
mengandung gugus aldehida atau keton bebas
dengan membentuk kupro oksida berwarna.
Larutan Benedict mengandung kupri sulfat,
natrium karbonat, dan natrium sitrat. Uji
Benedict dilakukan pada suasana basa yang
menyebabkan transformasi isomerik. Pada
suasana basa, reduksi ion Cu2+dari CuSO4 oleh
gula pereduksi akan berlangsung dengan cepat
dan membentuk Cu2O yang merupakan
endapan merah bata. Pereaksi Benedict terdiri
atas larutan Cu2+dalam suasana basa kuat.
Uji Barfoed mengandung kupri asetat
yang dilarutkan dalam akuades dan
ditambahkan dengan asam laktat. Pereaksi
Barfoed dalam suasana asam akan direduksi
lebih cepat oleh gula pereduksi monosakarida
daripada disakarida dan menghasilkan Cu2O
(kupro oksida) berwarna merah bata (Bintang
2010).

(1)

(2)

(3)

Gambar 3 Hasil uji kualitatif gula pereduksi.
pada tetes tebu. (1) Uji
Selliwanoff (2) Uji Barfoed (3)
Uji Benedict.
Metode
yang
digunakan
untuk
menganalisis gula total tetes tebu adalah
metode fenol sulfat. Metode asam fenol sulfat
disebut juga dengan metode TS (total sugar).
Metode ini dapat mengukur dua molekul gula
pereduksi. Gula sederhana, oligosakarida, dan
turunannya dapat dideteksi dengan fenol
dalam asam sulfat yang pekat yang akan
menghasilkan warna jingga kekuningan yang
stabil (Taiyeb et al. 2011).
Metode fenol sulfat mampu mendeteksi
dua gula pereduksi karena sukrosa yang ada
dihidrolisis dahulu menjadi dua molekul
glukosa sehingga dapat mengetahui gula

pereduksi total. Serapan dibaca pada panjang
gelombang 490 nm. Dengan cara ini
didapatkan konsentrasi gula tetes tebu sebesar
1090 g/L. Hasil ini menunjukkan bahwa gula
total yang dimiliki tetes tebu lebih besar
dibandingkan dengan gula total hidrolisat pati
sagu yaitu sebesar 435.83 g/L (Aulana 2005).
Larutan standar glukosa yang digunakan
adalah 0, 25, 50, 75, 100, 125, dan 150 ppm.
Hasil pengukuran gula total menunjukkan
bahwa tetes tebu memiliki kandungan gula
yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai
karbon utama dalam fermentasi asam laktat
dengan bantuan Lactobacillus delbrueckii
subsp. bulgaricus. Menurut Hidayat et al.
(2006) tetes tebu memiliki kandungan gula
yang cukup tinggi yaitu sebesar 62%.
Penentuan
Kurva
Pertumbuhan
L.
delbrueckii subsp. bulgaricus
Pola
pertumbuhan
dibuat
untuk
menetapkan kondisi optimum pertumbuhan
bakteri. Sel bakteri ditumbuhkan dalam media
MRS cair dan MRS cair yang ditambahkan
0.5% tetes tebu. Pemberian tetes tebu sebesar
0.5% dilakukan berdasarkan perhitungan
konsentrasi gula yang mampu digunakan
untuk pertumbuhan bakteri. Berdasarkan
percobaan pendahuluan, penggunaan tetes
tebu sebesar 1% menyebabkan bakteri tidak
dapat tumbuh dengan optimum akibat media
fermentasi yang terlalu pekat oleh cairan gula.
Selanjutnya, media fermentasi diukur
secara turbidimetri dengan menggunakan
spektrofotometer pada panjang gelombang
620 nm. Pengukuran sel bakteri dengan
dengan spektofotmeter bertujuan untuk
mengukur
tingkat
kekeruhan
yang
berbanding lurus dengan waktu inkubasi
dalam bentuk absorban. Cahaya yang
dibiaskan oleh sumber cahaya akan diserap
oleh sel sehingga semakin tinggi pertumbuhan
sel akan memberikan nilai absorban yang
lebih besar. Absorban kemudian dikonversi
menjadi nilai optical density (OD).
Kurva
pertumbuhan
menunjukkan
informasi tentang fase-fase pertumbuhan
biomassa sel. Kurva pertumbuhan dibuat
dengan pengamatan pada waktu 2n. Penelitian
pola pertumbuhan bakteri L. delbrueckii
subsp. bulgaricus dilakukan pada suhu 42°C
dan agitasi 150 rpm dengan menggunakan
media MRS cair, hasilnya menunjukkan
bahwa bakteri ini dapat tumbuh dengan
optimum. Berdasarkan kurva pertumbuhan
bakteri yang didapatkan maka pertumbuhan
bakteri terdiri atas 3 fase, diantaranya fase lag,
eksponensial, dan stasioner.

9

Optical Density

menunjukkan bahwa produksi asam laktat
maksimum terjadi pada selang waktu 16-32
jam (Gambar 5), sehingga fermentasi
dilakukan selama 24 jam. Fermentasi yang
dilakukan di atas 24 jam menyebabkan
pertumbuhan bakteri sudah memasuki fase
stationer yang mendekati fase kematian
karena substrat sudah mulai habis. Hal
tersebut merangsang enzim-enzim yang
berperan untuk pembentukan metabolit
sekunder yaitu bacteriocin. Hal ini sesuai
dengan penelitian yang dilakukan Todorov
dan Dicks (2007), menyebutkan bahwa
antivitas antibakteri berupa bacteriocin yang
dihasilkan oleh Lactobacillus pentosus
ST712BZ optimum setelah lama fermentasi 24
jam dengan media pertumbuhan yang
ditambahkan 20-40 g/ L glukosa.
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

MRS
MRS dan 0.5% tetes
tebu

0

20

40

60

80

Lama fermentasi (jam)

Gambar 4 Kurva pertumbuhan L. delbrueckii
subsp. bulgaricus dalam media
MRS cair dan media MRS cair
yang ditambah 0.5% tetes tebu
pada suhu 42 °C dan agitasi 150
rpm.
Nilai OD dan kadar asam laktat (%)

Pada jam ke-2 dan jam ke-4 pertumbuhan
biomassa sel terdeteksi nilai OD 0.04 menjadi
0.19 untuk sel bakteri yang terdapat pada
media MRS cair. Nilai OD 0.09 menjadi 0.37
untuk sel bakteri yang terdapat pada media
MRS cair yang telah ditambahkan 0.5% tetes
tebu (Gambar 4). Pertumbuhan bakteri pada
kedua media itu berbeda. Hal ini terjadi
karena adanya tetes tebu yang menjadi
penambah sumber karbon yang digunakan
sebagai sumber energi dalam pembelahan
sel. Hasil ini menunjukkan bahwa bakteri
dapat beradaptasi dengan baik pada media
yang diberi tetes tebu. Hasil pengamatan pada
jam ke-2 dan jam ke-4 menunjukkan bahwa
sel bakteri berada dalam fase lag.
Pertumbuhan biomassa sel pada fase lag
cenderung lambat karena adanya adaptasi
terhadap media. Pada fase ini tidak terjadi
kenaikan jumlah sel, namun ukuran sel
mengalami peningkatan.
Fase ekponensial terjadi pada jam ke-4
sampai jam ke-16, sel menggunakan sumber
karbon dan bahan-bahan lainnya yang
terdapat dalam media untuk tumbuh. Pada
fase ini terjadi peningkatan atau penggandaan
populasi sel bakteri.Nilai OD pada media
MRS cair mencapai 1.75, sedangkan pada
media MRS cair yang ditambah 0.5% tetes
tebu nilai OD mencapai 1.83.Peningkatan sel
bakteri terjadi akibat adanya pembelahan
biner sel yang meningkatkan jumlah sel
hidup.
Kurva pertumbuhan menunjukkan bahwa
pertumbuhan sel bakteri melambat (fase
stastioner) pada jam ke-16 hingga jam ke-64).
Pada fase ini fungsi sel masih berlangsung
seperti metabolisme energi dan proses
biosintesis. Fase ini juga memperlihatkan
keseimbangan antara jumlah sel yang tumbuh
dan yang mati (Sunatmo 2009).
Berdasarkan kurva pertumbuhan yang
didapat, terdapat perbedaan peningkatan
pertumbuhan bakteri pada media MRS dan
MRS yang ditambah 0.5% tetes tebu. Bakteri
yang ditumbuhkan pada media MRS yang
ditambahkan 0.5% tetes tebu memiliki
peningkatan pertumbuhan
sekitar 35%
dibandingkan
dengan
bakteri
yang
ditumbuhkan pada media MRS cair.
Selain itu, berdasarkan hubungan kurva
pertumbuhan bakteri pada suhu 42 °C dan
agitasi 150 rpm dan kadar asam laktat, maka
lamanya fermentasi untuk produksi dilakukan
di antara selang waktu 16-32 jam. Pada
selang waktu tersebut terjadi peningkatan
pertumbuhan bakteri yang maksimun. Selain
itu, dari data pola produksi asam laktat pun

2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0