56 Selama proses fermentasi akan terbentuk asam-asam organik hasil metabolisme dari khamir.
Asam-asam organik yang terbentuk tersebut menyebabkan kadar keasaman substrat pada akhir proses fermentasi lebih tinggi daripada substrat sebelum fermentasi. Dilihat dari nilai penurunan pH pada
masing-masing substrat dari Tabel 10, substrat dari perlakuan pemanasan otoklaf merupakan substrat yang paling tinggi tingkat penurunan pHnya, hal ini diduga karena pada substrat tersebut khamir dapat
langsung mengkonsumsi gula sederhana menjadi etanol yang diiringi dengan pembentukan asam dari metabolisme pertumbuhannya, sedangkan substrat lainnya dari proses pemanasan gelombang mikro
dua tahap, metabolisme sedikit terhambat akibat gula yang dikonsumsi oleh khamir masih berbentuk oligosakarida. Dengan terhambatnya proses konsumsi gula mengakibatkan terhambatnya metabolisme
pertumbuhan khamir, terbukti dari nilai total asam hasil metabolisme I. orientalis berjumlah sedikit pada substrat perlakuan pemanasan gelombang mikro dua tahap. Pembentukan total asam pada
substrat glukosa teknis sangat sedikit, yaitu hanya sebesar 0.18 gl, hal ini diguga pada substrat glukosa teknis juga terjadi penghambatan metabolisme akibat telah terjadi karamelisasi substrat pada
saat sterilisasi. Selain itu, substrat dari glukosa teknis yang ditambahkan NPK dan ZA diduga dapat menyebabkan reaksi Maillard. Adanya karamelisasi dan reaksi Maillard dapat menghambat konsumsi
khamir pada substrat sehingga terhambat juga proses metabolisme khamir dan akhirnya menyebabkan jumlah total asam yang terbentuk juga sedikit.
4.3.3 Penurunan Total Gula dan Peningkatan Nilai DP Setelah Fermentasi
Selama fermentasi, sel khamir akan mengkonversi sumber karbon menjadi biomassa dan produk. Hal ini menyebabkan berkurangnya kadar gula pada substrat yang digunakan sebagai sumber
karbon. Penurunan total gula ditandai dengan adanya perbedaan kadar total gula pada substrat awal dan akhir fermentasi akibat adanya konsumsi oleh khamir I. orientalis. Konsumsi terhadap gula
sederhana pada substrat menyebabkan peningkatan nilai DP karena gula yang tersisa di dalam substrat adalah gula kompleks yang tidak mampu lagi untuk dikonsumsi oleh khamir. Nilai total gula dan DP
sebelum dan sesudah fermentasi disajikan pada Tabel 11. Tabel 11. Nilai Total Gula dan DP sebelum dan sesudah proses fermentasi
Substrat Sebelum Fermentasi
Setelah Fermentasi TG gl
DP TG gl
DP pH 3
77.97 2.15
68.18 2.65
pH 4 77.53
2.14 63.56
2.62 pH 5
77.63 2.04
58.22 2.40
Otoklaf pH 5 pembanding 78.30
1.21 65.19
1.58 Glukosa teknis pH 5 kontrol
72.62 1.64
64.05 2.81
Dari Tabel 11 terlihat nilai total gula yang tersisa pada akhir fermentasi berkisar antara 58 gl hingga 68 gl. Penurunan gula pada substrat berbanding lurus dengan biomassa dan kadar etanol yang
dihasilkan, yaitu semakin tinggi tingkat penurunan total gula pada substrat, maka semakin tinggi jumlah biomassa dan kadar etanol yang dihasilkan. Pada kenyataannya jumlah penurunan total gula
tidak menggambarkan besarnya konsumsi gula oleh khamir, karena komposisi gula di dalam masing- masing substrat berbeda. Dalam suatu substrat terkadang jumlah polisakarida gula kompleks lebih
banyak dibandingkan monosakarida gula sederhana, sedangkan kebanyakan khamir tidak mampu
57 mengkonsumsi gula yang lebih kompleks. Substrat dengan jumlah total gula yang sama tapi
komposisi antara gula kompleks dan gula sederhana yang berbeda, akan menyebabkan penurunan total gula yang berbeda. Jika jumlah gula kompleks lebih banyak daripada gula sederhana, maka
penurunan total gula sangat kecil, sebaliknya ketika jumlah gula sederhana lebih banyak daripada gula kompleks, maka akan terjadi penurunan total gula yang lebih tinggi. Penurunan jumlah total gula
berbanding terbalik dengan nilai DP pada substrat, setelah proses fermentasi nilai DP menjadi meningkat. Hal ini disebabkan oleh khamir hanya mampu mengkonsumsi gula sederhana sedangkan
gula kompleks masih tertinggal di dalam substarat. Dari Tabel 11 terlihat teori penurunan total gula akibat konsumsi gula yang lebih sederhana
oleh khamir tidak berlaku. Substrat dengan penurunan total gula tertinggi adalah pada substrat pH 5, yaitu 19.41 gl. Penurunan total gula tertinggi seharusnya terjadi pada substrat perlakuan otoklaf dan
glukosa teknis karena kedua substrat ini mengandung gula sederhana yang lebih banyak DP ≈1.
Adanya ketidaksesuaian dengan teori ini karena metabolisme khamir berubah ke arah aerobik. Ketika gula dikonsumsi pada keadaan aerobik, maka metabolisme diarahkan pada pembentukan biomassa
yang lebih banyak, akibatnya jumlah CO
2
hasil respirasi menjadi lebih tinggi dan etanol yang dihasilkan sangat sedikit. Fenomena ini dapat dilihat pada Gambar 10, substrat yang menghasilkan
akumulasi CO
2
tertinggi adalah substrat pH 5 diikuti oleh substrat pH 4. Adanya perubahan arah metabolisme ini diduga pada kedua substrat tersebut kondisi fermentasi tidak sepenuhnya anaerobik.
Selama proses fermentasi berjalan, kemungkinan ada oksigen dari luar masuk ke media fermentasi yang mengakibatkan gula yang dikonsumsi lebih banyak menghasilkan biomassa dan CO
2
sebagai hasil respirasi. Sementara itu, walaupun penurunan total gula pada substrat otoklaf dan glukosa teknis
lebih rendah dibandingkan substrat pH 5, proses fermentasi berjalan sempurna dan efisien pada keadaan anaerobik. Hal ini terbukti dari jumlah CO
2
yang dihasilkan tidak terlalu tinggi Gambar 10 dan jumlah etanol yang diperoleh sebanding dengan pembentukan CO
2
.
4.3.4 Kinetika Fermentasi
