55 perlakuan gelombang mikro dua tahap menjadi etanol dan ketika substrat mulai habis terjadi
penurunan laju pembentukan etanol. Pada Gambar 10 terlihat bahwa volume CO
2
tertinggi yang dihasilkan dari fermentasi substrat yang berbeda oleh I. orientalis adalah pada substrat pH 5. Dengan demikian, laju fermentasi pada
substrat pH 5 lebih tinggi dibandingkan laju fermentasi menggunakan substrat pH 3 dan 4. Hal ini diduga karena I. orientalis memiliki viabilitas yang lebih tinggi pada kondisi lingkungan pertumbuhan
yang tidak terlalu asam, selain itu pada substrat pH 5, sumber nitrogen N yang berfungsi sebagai pembentukan sel lebih banyak jumlahnya dibandingkan substrat pada pH yang lebih rendah. Dengan
demikian, fermentasi dari substrat terbaik pada penelitian ini adalah pada pH 5 jika diukur dengan pendekatan pembentukan CO
2
. Pengukuran volume CO
2
pada proses fermentasi merupakan pendekatan pengukuran kadar etanol secara tidak langsung. Bonciu et al. 2010 juga melakukan pengamatan terhadap perubahan
volume CO
2
yang dihasilkan dalam proses fermentasi. Perubahan CO
2
tersebut secara tidak langsung digunakan untuk menentukan kadar bioetanol yang dihasilkan oleh isolat khamir dari hidrolisat inulin.
Kadar bioetanol ditentukan dari volume CO
2
dikalikan dengan koefisien 1.045 hasil persamaan Gay- Lussac.
Pada awal fermentasi, khamir memerlukan oksigen untuk pertumbuhan, tetapi setelah terjadi akumulasi CO
2
, reaksi berubah menjadi anaerobik. Pada kondisi anaerobik, khamir memetabolisme glukosa menjadi etanol sebagian besar melalui jalur Embden Meyerhof Parnas EMP. Setiap mol
glukosa terfermentasi menghasilkan dua mol etanol, CO
2
dan ATP. Oleh karena itu, secara teoritis setiap g glukosa menghasilkan 0.51 g etanol. Pada kenyataannya, etanol yang dihasilkan biasanya
tidak melebihi 90-95 dari hasil teoritis karena sebagian nutrisi digunakan untuk sintesa biomassa dan memelihara reaksi. Reaksi samping juga dapat terjadi dan menghasilkan gliserol dan suksinat
yang dapat mengkonsumsi 4-5 substrat Oura 1983. Etanol yang dihasilkan dapat menghalangi fermentasi lebih lanjut saat konsentrasinya mencapai 13-15 volume, tetapi hal ini dipengaruhi oleh
suhu dan jenis khamir Prescott dan Dunn 1981 dalam Dwi Ko 2010.
4.3.2 Pembentukan Asam dan Penurunan pH
Nilai pH awal pada setiap perlakuan dalam penelitian ini diatur menjadi 3, 4, dan 5 sesuai dengan pH toleransi pertumbuhan I. orientalis. Selama proses fermentasi akan terjadi peningkatan
total asam yang diiringi dengan penurunan pH. Pada pH yang lebih rendah, kecepatan fermentasi akan menurun sedangkan pada pH yang lebih tinggi terbentuk asam-asam organik dan gliserol lebih banyak
yang merupakan hasil samping fermentasi. Total asam memperlihatkan jumlah seluruh asam yang terbentuk selama proses fermentasi. Asam-asam organik yang merupakan hasil samping fermentasi
antara lain adalah asam piruvat, asam suksinat dan asam laktat. Peningkatan nilai total asam dan penurunan pH pada substrat selama proses fermentasi disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10. Nilai peningkatan total asam dan penurunan pH selama proses fermentasi Substrat
Peningkatan Total Asam gl Penurunan pH
pH 3 0.18
0.18 pH 4
0.24 0.27
pH 5 0.32
0.86 Otoklaf pH 5 pembanding
0.36 2.65
Glukosa teknis pH 5 kontrol 0.18
0.69
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
