Isolasi dan identifikasi saccharomyces cerevisiae yang diperoleh dari PG-PS Madukismo Yogyakarta yang digunakan dalam proses fermentasi alkohol - USD Repository

  

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI Saccharomyces cerevisiae YANG

DIPEROLEH DARI PG-PS MADUKISMO YOGYAKARTA YANG

DIGUNAKAN DALAM PROSES FERMENTASI ALKOHOL

  

Skripsi

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi ( S. Farm.)

Program Studi Farmasi

  

Oleh :

Elisabeth Estelita Septriani

NIM: 058114148

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI Saccharomyces cerevisiae YANG

DIPEROLEH DARI PG-PS MADUKISMO YOGYAKARTA YANG

DIGUNAKAN DALAM PROSES FERMENTASI ALKOHOL

  

Skripsi

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi ( S. Farm.)

Program Studi Farmasi

  

Oleh :

Elisabeth Estelita Septriani

NIM: 058114148

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

HALAMAN PERSEMBAHAN

  ! ! ! ! """ """ """ """

  

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul : “Isolasi dan Identifikasi Saccharomyces cerevisiae yang Diperoleh dari

PG-PS Madukismo Yogyakarta yang Digunakan dalam Proses Fermentasi

Alkohol”.

  Penyusunan skripsi ini dilakukan untuk memenuhi syarat memperoleh

gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) Program Studi Farmasi, Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan dengan

baik berkat bantuan, dorongan, bimbingan, dan perhatian serta kemudahan dari

berbagai pihak. Untuk itu penulis menghaturkan rasa terima kasih kepada:

  1. Tuhan Yesus Kristus yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia- Nya untuk setiap umat-Nya.

  2. Bapak, Ibu, kakak-kakakku yang selalu memberikan doa, semangat, dan dukungan baik moril maupun materiil.

  3. Ibu Maria Dwi Budi Jumpowati, S.Si., selaku dosen pembimbing yang dengan penuh kesabaran telah meberikan bimbingan, saran, petunjuk dan arahan dalam penyusunan skripsi ini.

  4. Ibu Yustina Sri Hartini,M.Si.,Apt. , selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran dan masukan kepada penulis.

  5. Bapak Ignatius Yulius Kristio Budiasmoro, M.Si., selaku dosen penguji

yang telah banyak memberikan saran dan masukan kepada penulis.

  

6. Pihak PG-PS Madukismo, PT Madu Baru Yogyakarta selaku pihak mitra,

terutama Bapak H. Ir. Istomy. Terima kasih atas kerjasama dan bantuannya selama ini.

  

7. Pihak Laboratorium PG-PS Madukismo Yogyakarta terutama Bapak Eko

dan Ibu Hasti. Terima kasih telah membantu dalam pengadaan kultur Saccharomyces cerevisiae dan molase sebagai substrat untuk fermentasi alkohol.

  

8. Pihak Laboratorium Pangan Gizi PAU Bioteknologi Universitas Gadjah

Mada Yogyakarta yang telah membantu dalam pengadaan kultur standar yang digunakan dalam penelitian ini.

  

9. Mas Sarwanto, Mas Sigit, dan Mas Wagiran selaku Laboran Laboratorium

Biologi Farmasi, terima kasih atas bantuan dan kemudahan-kemudahan yang diberikan selama ini.

  

10. Teman-teman kelompok penelitian: Imel, Ermin, Yuna, Angel, Reni, dan

Prima yang telah berjuang bersama. Terima kasih atas kerjasama dan semua bantuannya selama ini.

  

11. Seseorang yang paling spesial dalam hidupku: Adi Sukma Agung

Nugroho yang selalu memberikan doa, semangat, cinta, kesabaran dan dukungan hingga tersusunnya skripsi ini.

  

12. Sahabat-sahabatku: Presty, Tika, Eric, Dima, Flora yang secara langsung

maupun tidak langsung memberikan bantuan dan dukungan dalam penyusunan skripsi ini.

  13. Teman-teman kos: Maya, Esti, Aster, Mena, Chrisye, dll. Thanks untuk bantuannya selama ini.

  14. Seluruh teman-teman angkatan 2005, terima kasih atas kebersamaannya selama ini.

  15. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam penyusunan skripsi ini.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan

skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun demi kesempurnaan penulisan skripsi ini.

  Akhir kata, besar harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan pengembangan ilmu farmasi.

  Yogyakarta, 6 Desember 2008 Hormat penulis,

Elisabeth Estelita Septriani

  

INTISARI

Saccharomyces cerevisiae adalah yeast yang memproduksi alkohol dalam

jumlah tinggi dan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas

alkohol. Satu-satunya Pabrik Gula dan Pabrik Alkohol/Spiritus di Yogyakarta

yang memproduksi alkohol berbahan dasar molase (tetes tebu) dengan proses

fermentasi adalah PG-PS Madukismo. Yeast yang digunakan adalah S.cerevisiae

yang menghasilkan enzim yang mengubah gula dalam molase menjadi alkohol

dan CO

2. Sejak tahun 1955 belum pernah dilakukan identifikasi dan determinasi

  

untuk memastikan apakah strain S.cerevisiae yang digunakan dalam proses

fermentasi alkohol masih murni atau tidak. Yeast sebagai agen pemfermentasi

yang dapat menghasilkan alkohol harus murni.

  Penelitian ini bertujuan mengisolasi dan mengidentifikasi S.cerevisiae

sebagai agen pemfermentasi yang digunakan di PG-PS Madukismo. Pengujian

tersebut diharapkan dapat dijadikan informasi untuk produksi alkohol yang

dihasilkan sehingga dapat meningkatkan kualitas alkohol.

  Penelitian ini termasuk non eksperimental dengan rancangan penelitian

eksploratif deskriptif. Tahapan penelitian yang dilakukan adalah isolasi strain

S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta dengan metode streak platting

untuk memisahkan koloni dan memperoleh biakan murni yang lebih spesifik,

serta identifikasi berdasarkan ciri morfologi sel, morfologi koloni dan sifat

biokimiawinya yang dibandingkan dengan kultur standar (S.cerevisiae ATCC

3015). Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat S.cerevisiae yang diperoleh

dari PG-PS Madukismo Yogyakarta merupakan kultur murni yang menghasilkan

alkohol di PG-PS Madukismo dan memiliki kesamaan identitas morfologi dan

biokimiawi dengan kultur standarnya.

  

Kata kunci : alkohol, molase, PG-PS Madukismo, isolasi, identifikasi,

Saccharomyces cerevisiae

  

ABSTRACT

Saccharomyces cerevisiae is a kind of yeast which produces alcohol in a

great number and it is one of the factors which effects the quality of the alcohol.

  

PG-PS Madukismo is the only sugar and alcohol factory in Yogyakarta that

produces alcohol using molase as the substrate and process it by fermentation.

The yeast that they use is S. cerevisiae which produces enzyme that changes the

sugar in the molase to be alcohol and CO

  2 . Since 1955, there were no

identification and determination to make sure whether the strain S. cerevisiae in

alcohol fermentation process was pure or not. Yeast, as the agent of the

fermentetion that can produce alcohol, must be pure.

  This research was aimed to isolate and identify S.cerevisiae as the agent of

the fermentation in PG-PS Madukismo Yogyakarta so that the product could be

optimalized, and the product could be standarized.

  This research was non experimental with its explorative descriptive design.

Research phases that were conducted were firstly the isolation of strain

S.cerevisiae of PG-PS Madukismo using streak platting method to separate the

colony and acquire pure culture which was more specific. After that the pure

culture was identified based on the cell morphology, colony morphology and the

biochemical characteristic which was compared with the standard culture

(S.cerevisiae ATCC 3015). The result of the research showed that the isolate

S.cerevisiae that was acquired from PG-PS Madukismo Yogyakarta was pure

culture that produced alcohol in PG-PS Madukismo and it had the same

morphology identity and biochemical characteristic with the standard culture.

  

Keyword: alcohol, molase, PG-PS Madukismo, isolation, identify,

Saccharomyces cerevisiae

  DAFTAR ISI Halaman Judul ………………………………………………………................ ii

Halaman Persetujuan Pembimbing ……………………………………………. iii

Halaman Pengesahan…………………………………………………………... iv

Halaman Persembahan………………………………………………………… v

Prakata…………………………………………………………………………. vi

Pernyataan Keaslian Karya…………………………………………………….. ix

Intisari………………………………………………………………………….. x

Abstract ………………………………………………………………………… xi

Daftar Isi……………………………………………………………………….. xii

Daftar Tabel……………………………………………………………………. xv

Daftar Gambar…………………………………………………………………. xvi

Daftar Lampiran……………………………………………………………….. xvii

  BAB I. PENGANTAR A. Latar Belakang…………………………………………………….

  1 1. Rumusan Permasalahan………………………………………...

  3 2. Manfaat Penelitian……………………………………………...

  3 3. Keaslian Penelitian……………………………………………..

  4 B. Tujuan Penelitian………………………………………………….

  4 BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA A. Fermentasi alkohol………………………………………………...

  5 B. Yeast ……………………………………………………………….

  8 C. Isolasi Mikroba dan Media Pertumbuhan Mikroba............................

  11 D. Identifikasi Mikrobia………………………………………..............

  16 E. Deskripsi Saccharomyces cerevisiae………………………………

  25 F. Landasan Teori…………………………………………………….

  27 G. Hipotesis …………………………………………………………..

  29 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

  A. Jenis dan Rancangan Penelitian…………………………………

  30 B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional……………………..

  30

  1. Variabel Penelitian……………………………………………..

  30

  2. Definisi Operasional……………………………………………

  30 C. Bahan Penelitian…………………………………………………..

  32 D. Alat Penelitian……………………………………………………..

  33 E. Tata Cara Penelitian……………………………………………….

  33

  1. Uji Kemurnian Molase…………………………………………

  33

  2. Pembuatan Media Isolasi dan Media Pertumbuhan S.cerevisiae

  a. Pembuatan Media Agar Tegak, Agar Miring, dan Agar Cawan………………………………………………………….

  34

  b. Pembuatan Media Cair………………………………………

  34

  c. Pembuatan Media SDA………………………………………. 35

  d. Pembuatan Media SDL……………………………………….. 35 3. Isolasi S.cerevisiae dengan Metode Streak platting……………..

  36

  4. Identifikasi S.cerevisiae dengan Pengamatan Morfologi Koloni, Morfologi Sel, dan Sifat Biokimiawi…………………………… 36 a. Morfologi Koloni…………………………………………...

  36 b. Morfologi Sel……………………………………………….

  37 1). Pengecatan Sederhana…………………………………...

  38 2). Pengecatan Gram……………………………………… 38 3). Pengecatan Spora……………………………………….

  39 4). Uji Motilitas…………………………………………….

  39

  c. Uji Biokimiawi………………………………………………

  40 1). Uji O-F (Oksidasi-Fermentasi)…………………………..

  40 2). Uji Fermentasi Gula-gula dan Pembentukan Gas ……… 41 3). Uji Asimilasi Nitrat……………………………………… 42 5. Determinasi S.cerevisiae…………………………………………...

  43 F. Tata Cara Analisis Hasil…………………………………………..

  43 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………..

  45 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan……………………………………………………

  77

  

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………. 78

LAMPIRAN……………………………………………………………………... 80

BIOGRAFI PENULIS…………………………………………………………… 88

  

DAFTAR TABEL

Table I. Hasil Pengamatan Morfologi Koloni strain S. cerevisiae dari PG- PS Madukismo S. cerevisiae ATCC 3015………………………..

  57 Table II. Hasil Uji Biokimia Isolat strain S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan S. cerevisiae ATCC 3015……………………….

  73 Table III. Hasil Identifikasi Isolat strain S. cerevisiae dari PG-PS Madukismo.......................................................................................

  75

  DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Skema Proses Fermentasi Alkohol di PG-PS Madukismo Yogyakarta………………………………………………..

  8 Gambar 2 Bentuk Tepi Koloni yeast…………………………………. 18 Gambar 3 Bentuk Koloni yeast……………………………………… Gambar 4. Pola Pertumbuhan pada Media Miring................................ Gambar 5. Pola Pertumbuhan pada Media Tegak................................. Gambar 6. Pola Pertumbuhan pada Media Cair................................... Gambar 7. Sel Saccharomyces cerevisiae…………………………………

  18

  19

  19

  20

  27 Gambar 8. Skema Kerja Penelitian…………………………………… 44 Gambar 9. Hasil Isolasi strain S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiae ATCC 3015 Secara Streak platting dengan Waktu Inkubasi 24 jam……………………………

  50 Gambar 10. Pengecatan Sederhana Isolat strain S.cerevisiae dari PG- PS Madukismo dan Isolat S.cerevisiae ATCC 3015………………………………………………………

  61 Gambar 11. Pengecatan Gram Isolat strain S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan Isolat S. cerevisiae ATCC 3015………….....................................................................

  63 Gambar 12. Pengecatan Spora Isolat strain S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan isolat S.cerevisiae ATCC 3015………………………………………………………..

  66

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1: Sertifikat Biakan Murni Saccharomyces cerevisiae ATCC 3015…………………………………………………………

  80 Lampiran 2: Hasil Pengamatan Morfologi Koloni strain S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo dan S.cerevisiae ATCC 3015……

  81 Lampiran 3: Hasil Uji O-F tanpa paraffin………………………………

  83 Lampiran 4: Hasil Uji O-F dengan paraffin……………………………… 84 Lampiran 5: Hasil Uji Fermentasi Gula-gula dan Pembentukan Gas…….

  Lampiran 6: Hasil Uji Asimilasi Nitrat………………………………….. Lampiran 7: Surat Keterangan Kerjasama Penelitian..................................

  85

  86

  87

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Satu-satunya Pabrik Gula dan Pabrik Alkohol/Spiritus di Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta yang memproduksi alkohol berbahan dasar molase adalah PG-PS Madukismo. Produk yang dihasilkan salah satunya adalah alkohol. Produksi alkohol ini berbahan dasar molase sebagai salah satu sumber karbon

  organik yang murah dan mengandung glukosa yang cukup tinggi, substansi nitrogen, vitamin, dan mineral serta senyawa yang dapat berfungsi sebagai faktor tumbuh. Molase merupakan hasil samping dari Pabrik Gula Madukismo. Alkohol yang dihasilkan tersebut terdiri dari 70% alkohol murni dengan kadar 95% merupakan alkohol bebas aldehida yang dapat digunakan pada industri minuman, farmasi dan kosmetik, sedangkan 30% alkohol teknis yang masih mengandung aldehida dengan kadar < 95% yang diharapkan dapat diproses menjadi alkohol absolut dan dioptimalkan kualitasnya (Anonim, 1984).

  Salah satu jenis yeast yang digunakan dalam proses fermentasi alkohol dengan yield tinggi yaitu Saccharomyces cerevisiae. S.cerevisiae berbentuk oval dan membentuk tunas yang merupakan yeast fermentatif kuat dan dapat mengubah sistem metabolismenya dari jalur fermentatif menjadi oksidatif. Yeast yang bersifat fermentatif jika diberi aerasi aktivitas fermentasinya menurun dan sebagian akan dioksidasi menjadi karbondioksida dan air (Fardiaz, 1992).

  Fermentasi alkohol oleh S.cerevisiae yang digunakan di PG-PS Madukismo Yogyakarta mampu memproduksi alkohol dalam jumlah tinggi yaitu sekitar 25.000 liter alkohol/hari, yang terdiri dari 70% alkohol murni dan 30% alkohol teknis (Anonim, 1984). Keistimewaan lain dari S.cerevisiae adalah memiliki daya fermentasi yang tinggi, selektivitas yang tinggi dalam menghasilkan produk, dapat menguraikan berbagai jenis gula, tahan terhadap kadar etanol yang tinggi yaitu antara 9-10% volume, tahan terhadap kadar glukosa yang tinggi 14-25 Brix, pH optimum pertumbuhan yang rendah 4,5-5, suhu

  °

  optimum pertumbuhan yang relatif tinggi yaitu 25-30

  C, dan akumulasi produk

  ° samping yang rendah (Prescott, 1990).

  PG-PS Madukismo menggunakan S.cerevisiae sebagai agen pemfermentasi yang menghasilkan enzim yang mengubah gula dalam molase

  2

  menjadi alkohol dan CO . Sejak tahun 1955 belum pernah dilakukan identifikasi dan determinasi untuk memastikan apakah strain S.cerevisiae yang digunakan dalam proses fermentasi alkohol masih murni atau tidak. Yeast sebagai agen pemfermentasi yang dapat menghasilkan alkohol harus murni (terdiri dari 1 spesies dan merupakan perbanyakan dari 1 sel tunggal), sehingga perlu identifikasi ulang kultur dan menguji kemurnian strain S.cerevisiae untuk meningkatkan kualitas produksi alkohol. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengisolasi S.cerevisiae yang diperoleh dari PG-PS Madukismo dan mengidentifikasi apakah strain S.cerevisiae tersebut merupakan kultur murni yang berperan sebagai agen pemfermentasi molase yang menghasilkan alkohol di PG- tindak lanjut produksi alkohol yang dihasilkan sehingga dapat meningkatkan kualitas alkohol (Anonim, 1984).

  1. Rumusan Permasalahan

  Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: a. Apakah Saccharomyces cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta yang digunakan dalam proses fermentasi alkohol merupakan kultur murni?

  b. Bagaimana identitas S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta yang merupakan agen pemfermentasi molase untuk meningkatkan kualitas alkohol?

  2. Manfaat Penelitian

  a. Manfaat teoritis Sumbangan informasi mengenai identitas atau karakteristik

  S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta yang berperan dalam proses fermentasi alkohol.

  b. Manfaat praktis Penelitian ini diharapkan mampu memberikan data mengenai kemurnian S.cerevisiae sebagai agen pemfermentasi sehingga dapat meningkatkan kualitas produksi alkohol di PG-PS Madukismo Yogyakarta. c. Manfaat metodologis Sumber referensi secara metodologis yang dapat digunakan dan dikembangkan dalam upaya mengisolasi dan mengidentifikasi

  S.cerevisiae yang berperan dalam proses fermentasi alkohol untuk peningkata kualitas produksi alkohol di PG-PS Madukismo Yogyakarta.

3. Keaslian Penelitian

  Sejauh penelusuran pustaka dan jurnal yang dilakukan oleh penulis, penelitian mengenai isolasi dan identifikasi S.cerevisiae dalam proses fermentasi di PG-PS Madukismo Yogyakarta belum pernah dilakukan.

B. Tujuan Penelitian

  1. Tujuan Umum:

  Mengoptimalisasi dan meningkatkan kualitas produksi alkohol di PG-PS Madukismo Yogyakarta.

  2. Tujuan Khusus:

  a. Mengetahui apakah S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta yang digunakan dalam proses fermentasi alkohol merupakan kultur murni.

  b. Mengetahui identitas S.cerevisiae dari PG-PS Madukismo Yogyakarta yang merupakan agen pemfermentasi molase untuk meningkatkan kualitas alkohol.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Fermentasi Alkohol Fermentasi merupakan suatu proses di mana komponen-komponen

  kimiawi dihasilkan sebagai akibat adanya pertumbuhan maupun metabolisme mikrobia. Fermentasi adalah proses metabolisme oleh mikrobia di mana akan terjadi perubahan-perubahan kimia dalam substrat organik. Perubahan-perubahan kimia tadi tergantung pada macam substrat, macam mikrobia, pH, temperatur, adanya aerasi atau tidak, dan penambahan bahan-bahan tertentu untuk menggiatkan fermentasi. Industri fermentasi sangat tergantung pada mikrobia dan variasi faktor pertumbuhan yang mempengaruhinya (Jimmy, 2008; Tarigan,1988).

  Kualitas alkohol hasil fermentasi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

  1. Agen pemfermentasi

  Yeast sebagai agen pemfermentasi yang dapat menghasilkan alkohol harus

  murni (dari satu strain tertentu) yang telah diketahui sifat-sifatnya. Pada kondisi fermentasi yang diberikan harus mampu menghasilkan perubahan- perubahan yang dikehendaki secara cepat dan hasil yang besar.

  2. Substrat Beberapa bahan mentah umum yang digunakan sebagai substrat adalah jagung, molase, bit gula, kentang, beras, dan buah segar. Substrat harus menyediakan nutrien yang cukup untuk pertumbuhan agen pemfermentasi, misalnya, unsur karbon (C), nitrogen (N), fosfor (P), mineral-mineral dan vitamin-vitamin.

  3. Lingkungan tempat terjadinya fermentasi.

  Lingkungan harus disesuaikan dengan kondisi yang dibutuhkan oleh yeast sebagai agen pemfermentasi. Faktor lingkungan yang perlu dioptimalisasi adalah pH, suhu, dan waktu inkubasi. Untuk fermentasi alkohol, yeast tumbuh dalam keadaan pH rendah antara 4,8-5,0 (suasana asam), maka biasanya ada penambahan asam selama proses, yaitu dengan asam sulfat. Sementara temperatur yang diperlukan berkisar antara 28-30

  ° C (Anonim, 1984).

  Fermentasi alkohol adalah proses peruraian gula menjadi alkohol dan karbondioksida yang disebabkan oleh aktivitas sel-sel yeast yang hidup dan berkembangbiak dalam cairan fermentasi tanpa pemberian udara. Cairan ini mengandung suatu zat aktif yang mampu memecah molekul gula dan diberi nama

  

ferment, enzyme atau zymase yang dihasilkan oleh sel-sel yeast yang hidup. Jadi,

  proses fermentasi terjadi karena adanya enzim yang dihasilkan oleh yeast (Prescott & Dunn, 1999).

  Proses fermentasi alkohol di PG-PS Madukismo terdiri dari beberapa tahap antara lain tahap pengenceran molase, tahap pemasakan, tahap penambahan yeast dan proses fermentasi, serta tahap penyulingan (destilasi). Pada tahap pengenceran molase, pertama-tama molase yang merupakan hasil samping dari PG Madukismo diencerkan dengan aquades terlebih dahulu. Selanjutnya, pada untuk tiap 1 liter larutan molase yang telah diencerkan serta dilakukan pengasaman dengan menambahkan H

  2 SO 4 untuk menurunkan pH molase menjadi

  4,8 karena dalam suasana asam ini bagus untuk pertumbuhan yeast sekaligus untuk menghambat pertumbuhan mikrobia yang mengganggu proses fermentasi.

  Tahap berikutnya yaitu molase dari tahap pemasakan dimasukkan ke dalam tangki fermentasi kemudian ditambahkan yeast yang berperan sebagai enzim invertase untuk katalis dalam hidrolisa sukrosa menjadi glukosa dan menghasilkan enzim yang mengubah glukosa menjadi alkohol dan CO

  2. Fermentasi dilakukan pada

  suhu 30 C dalam suasana aerob dan berlangsung hingga memperoleh kadar

  °

  alkohol yang tetap pada larutan fermentasi. Larutan hasil fermentasi dengan kadar 8-10% alkohol dilakukan pemurnian untuk memperoleh alkohol dengan kadar yang lebih tinggi yaitu dengan cara destilasi fraksinasi. Alkohol teknis dengan kadar < 95% digunakan untuk membuat spiritus bakar melalui tahap methylasi dengan menambahkan bahan-bahan tertentu, seperti methylen blue, minyak tanah dan methyl alkohol yang dicampur seragam dengan cara sirkulasi selama kurang lebih 2 jam menggunakan pompa (Anonim, 1984).

  Molase Urea

  NPK Air

  H

  2 SO

  4 Pemasakan superfloc

  Fermentasi

  yeast

  Endapan CO

  2

  peragian Penyulingan

  Alkohol Prima Alkohol teknis

  Methyl alkohol Methylen blue Methylasi

  Minyak tanah Spiritus

  Gambar 1. Skema Proses Fermentasi Alkohol di PG-PS

Madukismo Yogyakarta (Anonim, 1984).

B. Yeast

  Yeast merupakan mikrobia uniseluler yang ukurannya lebih besar dari

  mikrobia (1-10 µm) yang tidak dapat bergerak karena tidak berflagel dan berkembangbiak dengan pembelahan sel (budding). Sel vegetatif yeast yang berbentuk apikulat atau lemon merupakan karakteristik grup yeast yang ditemukan pada tahap awal fermentasi alami buah-buahan dan bahan lain yang mengandung gula. Yeast yang sering digunakan dalam proses pembentukan alkohol dari molase adalah strain Saccharomyces cerevisiae, yang memiliki daya konversi alkohol paling besar dari spesies lainnya. Mikrostruktur sel yeast terdiri dari kapsul, dinding sel, membran sitoplasma, nukleus, satu atau lebih vakuola, mitokondria, globula lipid, volutin atau polifosfat, dan sitoplasma (Fardiaz, 1992; Prescott & Dunn, 1999).

  Penggunaan yeast dalam industri terutama adalah dalam produksi alkohol dari sumber karbohidrat, misalnya pati dan molase. Prinsip fermentasi ini digunakan dalam produksi alkohol, anggur, brem, minuman keras, dan sebagainya. Jika sebagai sumber karbohidrat digunakan pati, misalnya pati jagung, ubi kayu, beras dan pati lain-lainnya, pati tersebut harus terlebih dahulu dihidrolisis menjadi gula-gula sederhana yaitu glukosa (Fardiaz, 1992).

  Yeast yang penting dalam industri umumnya mempunyai sifat-sifat

  fisiologi yang umum. Yeast yang digunakan dalam proses fermentasi harus memenuhi syarat-syarat yaitu cepat berkembangbiak, tahan pada suhu tinggi, mempunyai sifat yang stabil, tahan terhadap kadar alkohol tinggi. Kebanyakan

  

yeast tumbuh paling baik pada kondisi dengan persediaan air cukup. Tetapi karena

yeast dapat tumbuh pada medium dengan konsentrasi solut (gula atau garam)

  lebih tinggi daripada mikrobia, dapat disimpulkan bahwa yeast membutuhkan air untuk pertumbuhan lebih kecil daripada mikrobia. Batas aktivitas air terendah untuk pertumbuhan yeast berkisar antara 0,88 – 0,94 (Leeuwenhoek, 2007; Fardiaz, 1992). yang berperan dalam pembuatan alkohol adalah Saccharomyces

  Yeast

cerevisiae dan beberapa jenis lainnya seperti S.anamensis. Pada fermentasi

  alkohol, alkohol yang dihasilkan itu disebabkan oleh karena S.cerevisiae yang merupakan yeast fermentatif kuat dan dapat mengubah sistem metabolismenya dari jalur fermentatif menjadi oksidatif. Yeast yang bersifat fermentatif jika diberi aerasi aktivitas fermentasinya menurun dan sebagian akan dioksidasi menjadi karbondioksida dan air. S.cerevisiae adalah strain yang memproduksi alkohol jumlah tinggi sehingga sering digunakan dalam produksi alkohol, anggur, dan minuman keras (Fardiaz, 1992).

  Kegunaan yeast menjadi semakin penting di dunia industri fermentasi. Saat ini S.cerevisiae tidak saja digunakan dalam bidang fermentasi tradisional, tetapi S.cerevisiae baru yang didapatkan dari riset dan aplikasi bioteknologi telah merambah sektor-sektor komersial yang penting, termasuk makanan, minuman, biofuel, kimia, industri enzim, pharmaceutical, agrikultur, dan lingkungan.

  Biofuel dalam bentuk etanol merupakan harapan masa depan dari superjamur ini. Alasan utama dari penggunaan etanol adalah sumber energi yang sustainable dan ramah lingkungan, serta sangat menguntungkan secara ekonomi makro terhadap komunitas pedesaan (Narita, 2005).

  Selain untuk memproduksi alkohol, yeast juga dipergunakan dalam industri lainnya, misalnya dalam pembuatan roti untuk memproduksi gas karbon dioksida secara cepat sehingga membuat lubang-lubang pada roti dan mengembangkan roti, pembuatan protein sel tunggal, dan pembuatan makanan- makanan tradisional seperti tape dan brem (Fardiaz, 1992).

C. Isolasi Mikrobia dan Media Pertumbuhan Mikrobia

  a. Definisi

  Mengisolasi suatu mikrobia ialah memisahkan mikrobia tersebut dari lingkungannya di alam dan menumbuhkannya sebagai biakan murni dalam medium buatan. Untuk mencirikan dan mengidentifikasi suatu spesies mikrobia tertentu, pertama-tama spesies tersebut harus dapat dipisahkan dari mikrobia lain yang umum dijumpai dalam habitatnya, lalu ditumbuhkan menjadi biakan murni yaitu biakan di mana sel-selnya berasal dari pembelahan satu sel tunggal ( Jutono, Soedarsono, Hartadi, Kabirun, Suhadi, Soesanto, 1980).

  b. Metode

  Ada beberapa metode yang digunakan untuk mengisolasi mikrobia, fungi, dan yeast yaitu dengan menggunakan metode gores, metode tuang, metode sebar, metode pengenceran serta micromanipulator. Dua di antaranya yang paling sering digunakan adalah teknik metode tuang dan metode gores (Jimmy, 2008).

  Metode gores (streak plate) adalah suatu teknik di dalam menumbuhkan mikrobia di dalam media agar dengan cara menstreak (menggores) permukaan agar dengan jarum ose yang telah diinokulasikan dengan kultur mikrobia. Dengan teknik ini mikrobia yang tumbuh akan tampak dalam goresan-goresan inokulum bekas dari goresan jarum ose. Metode gores umumnya digunakan dengan tujuan untuk mengisolasi koloni mikrobia pada cawan agar sehingga hasil yang diperoleh berupa koloni terpisah dan merupakan biakan murni. Biakan murni adalah biakan yang hanya berasal dari satu jenis mikrobia saja, dan ditandai dengan adanya koloni terpisah yang seragam baik warna, konsistensi, maupun bentuknya. Prinsip metode ini adalah menggoreskan suspensi bahan yang mengandung mikrobia pada permukaan medium agar yang sesuai pada cawan petri. Setelah diinkubasi maka pada bekas goresan akan tumbuh koloni-koloni terpisah yang mungkin berasal dari 1 sel mikrobia, sehingga dapat diisolasi lebih lanjut (Rachdie, 2006).

  Dalam metode gores, kita akan melihat beberapa koloni. Jika kita akan mengisolasi salah satu dari koloni tersebut maka kita dapat memilih salah satu di antaranya, misalnya koloni yang berwarna kuning. Dengan menggunakan ose, kita buat lagi suspensi dengan air steril untuk kemudian dibuat lagi metode goresan, sehingga kita memperoleh satu macam mikrobia saja (Tarigan, 1988).

  Untuk menumbuhkan dan mengembangbiakkan mikrobia, diperlukan suatu substrat yang disebut media. Sebelum dipergunakan harus dalam keadaan steril, artinya tidak ditumbuhi oleh mikrobia lain yang tidak diharapkan. Penggunaan media bukan hanya untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikrobia tetapi juga untuk tujuan- tujuan lain, misalnya untuk isolasi, seleksi, evaluasi dan diferensiasi biakan yang didapatkan (Suriawiria,1986)

  Agar mikrobia dapat tumbuh dan berkembang dengan baik di dalam media, diperlukan persyaratan tertentu yaitu:

  1. Bahwa di dalam media harus terkandung semua unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikrobia.

  2. Bahwa media harus mempunyai tekanan osmosa, tegangan permukaan dan pH yang sesuai dengan kebutuhan mikrobia.

  3. Bahwa media harus dalam keadaan steril, artinya sebelum ditanami mikrobia yang dimaksud tidak ditumbuhi oleh mikrobia lain yang tidak diharapkan (Suriawiria,1986). Bahan-bahan dalam medium harus mencukupi kebutuhan elemen yang akan dipergunakan biomassa sel dan produksi metabolit, serta harus cukup memberi energi untuk biosintesa dan pemeliharaan selama proses. Karena itu perlu penelitian yang lebih rinci untuk membuat medium yang cocok untuk proses fermentasi, walupun elemen dasar tertentu yang harus ada pada setiap medium sudah diketahui. Semua mikrobia membutuhkan air, energi, C, N, elemen mineral, vitamin, dan oksigen. Penyediaan sumber C yang cukup, sangat perlu untuk proses pembentukan produk pada fermentasi (Salmah, 2004).

  Konsentrasi pada setiap metabolit yang dihasilkan oleh S.cerevisiae sangat dipengaruhi oleh strain dari yeast dan faktor-faktor lingkungan seperti ketersediaan oksigen, temperatur dan komposisi kimia dari zat untuk pertumbuhannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan

  yeast , antara lain:

  1. Nutrisi Dalam kegiatannya yeast memerlukan penambahan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan, misalnya: unsur C pada karbohidrat; N dengan penambahan pupuk yang mengandung nitrogen, ZA, urea, amonia, pepton dan sebagainya; P dengan penambahan pupuk fosfat dari NPK, TSP, dan sebagainya; mineral-mineral; dan vitamin-vitamin.

  2. Keasaman (pH) Untuk fermentasi alkoholis, yeast memerlukan media suasana asam, yaitu antara pH 4,8– 5,0. Pengaturan pH dilakukan penambahan asam sulfat jika substratnya alkalis atau natrium bikarbonat jika substratnya asam.

  3. Temperatur Temperatur optimum untuk pengembangbiakan adalah 28 – 30 C pada waktu fermentasi, terjadi kenaikan panas karena ekstrem.

  Untuk mencegah agar suhu fermentasi tidak naik perlu pendinginan supaya suhu dipertahankan tetap 28-30 C.

  4. Udara/ ketersediaan oksigen Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerobik (tanpa udara/O 2 ). Namun demikian, oksigen diperlukan pada proses pembibitan sebelum fermentasi untuk pertumbuhan yeast (Hamidah, 2003).

  Yeast yang digunakan oleh PG-PS Madukismo ditumbuhkan di

  laboratorium dalam media agar dan setiap 2 minggu sekali dipindahkan ke media agar baru. Media modifikasi dari PG-PS Madukismo yang digunakan untuk menumbuhkan yeast tersebut mengandung komposisi, antara lain molase yang berfungsi sebagai sumber karbon organik yang mengandung gula cukup tinggi, substansi nitrogen, vitamin, dan mineral serta senyawa yang dapat berfungsi sebagai faktor pertumbuhan yeast; tauge digunakan sebagai sumber asam amino untuk pertumbuhan yeast; pisang ambon sebagai sumber protein, glukosa, dan karbohidrat; pepton sebagai sumber asam amino untuk pertumbuhan yeast; glukosa sebagai sumber karbon untuk pertumbuhan yeast; agar-agar digunakan untuk memadatkan media, menyediakan nutrien dan mencegah kultur tergoncang. Selain itu, juga digunakan bahan tambahan seperti urea {(NH

  2 )

2 CO} yang berfungsi sebagai sumber nitrogen untuk pertumbuhan

  

yeast yang ditambahkan ke dalam media fermentasi pada saat pemasakan;