LAPORAN MIKOLOGI
Pengaruh Perbedaan Variasi Nutrisi Terhadap
Respirasi Saccharomyces cerevisiae
Disusun Oleh :
Luluk Mukarramah (140210103021)
Indah Retuwati R. (140210103071)
Rosita Veris (1402101030….)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JEMBER
2015
I. JUDUL
Pengaruh Perbedaan Variasi Nutrisi Terhadap Respirasi Saccharomyces cerevisiae
II. TUJUAN
Mahasiswa mampu mengetahui pengaruh perbedaan variasi nutrisi terhadap respirasi
Saccharomyces cerevisiae.
III. TINJAUAN PUSTAKA
Alkohol merupakan suatu senyawa organik organik yang tersusun dari atom C, H
dan O dengan rumus umum CnH2n+1OH. Ciri khas alkohol yaitu terdapatnya gugus –OH
pada rantai karbon. (Wani, 2012). Diperoleh dari proses fermentasi madu, gula, sari buah dan
umbi – umbian yang mengahasilkan kadar alkohol tidak lebih dari 15 %, setelah itu dilakukan
proses penyulingan sehingga dihasilkan kadar alkohol yang lebih tinggi, bahkan 100% (Eva,
2011).
Saccharomyces cerevisiae adalah salah satu spesies khamir yang memiliki daya
konversi gula menjadi etanol sangat tinggi. Saccharomyces cerevisiae memerlukan kondisi
lingkungan yang cocok untuk pertumbuhannya, yaitu nutrisi sebagai sumber energi terutama
gula, pH optimum 4-5, temperatur optimum 28 ºC - 30ºC serta kebutuhan akan oksigen
terutama pada awal pertumbuhan. Saccharomyces cerevisiae merupakan organisme fakultatif
anaerob yang dapat menggunakan baik sistem aerob maupun anaerob untuk memperoleh
energi dari pemecahan glukosa. Apabila kondisi optimal dari Saccharomyces cerevisiae baik
maka dapat menghasilkan alkohol dalam jumlah yang besar (Elevri, 2006). Dalam keadaan
cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam
keadaan lingkungan kurang oksigen Saccharomyces akan melakukan fermentasi. Dalam
keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi
asam asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan
asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+.
Dengan terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol
ini, dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP (Fardiaz, 2010). Pada
kondisi anaerobik, khamir memetabolisme glukosa menjadi etanol. Khamir akan
memetabolisme glukosa dan fruktosa membentuk asam piruvat melalui tahapan reaksi pada
jalur Embden-Meyerhof-Parnas, sedangkan asam piruvat yang dihasilkan akan
didekarboksilasi menjadi asetaldehida yang kemudian mengalami dehidrogenasi menjadi
etanol (Sumarsih, 2003). Alkohol merupakan hasil fermentasi larutan gula oleh khamir. Untuk
mengetahui ada tidaknya aktivitas fermentasi alkohol pada bahan, dapat dilihat berdasarkan
gas CO2 yang dihasilkan (dilihat dari ada tidaknya gelembung udara) dan ada tidaknya
alkohol yang dihasilkan (dapat dicium bau alkoholnya) (Rochmah, 2009).
Menurut Kusuma (2011) faktor-faktor yang mempengaruhi proses pembuatan
alkohol adalah sebagai berikut : 1) Untuk yeast pH optimal untuk pertumbuhannya ialah
berkisar antara 4,0 sampai 4,5. Pada pH 3,0 atau lebih rendah lagi fermentasi alkohol akan
berjalan dengan lambat. 2) Dalam pertumbuhannya mikroba memerlukan nutrient. Nutrien
yang dibutuhkan digolongkan menjadi dua yaitu nutrien makro dan nutrien mikro. Nutrien
makro meliputi unsur C, N, P, K. Unsur C didapat dari substrat yang mengandung
karbohidrat, unsur N didapat dari penambahan urea, sedang unsur P dan K dari pupuk NPK.
Unsur mikro meliputi vitamin dan mineral-mineral lain yang disebut trace element seperti Ca,
Mg, Na, S, Cl, Fe, Mn, Cu, Co, Bo, Zn, Mo, dan Al dll. 3) Temperatur optimal untuk yeast
berkisar antara 25-30oC dan temperatur maksimal antara 35-47oC. Beberapa jenis yeast dapat
hidup pada suhu 0oC. Temperatur selama fermentasi perlu mendapatkan perhatian, karena di
samping temperatur mempunyai efek yang langsung terhadap pertumbuhan yeast juga
mempengaruhi komposisi produk akhir. Pada temperatur yang terlalu tinggi akan
menonaktifkan yeast. Pada temperatur yang terlalu rendah yeast akan menjadi tidak aktif.
IV. METODOLOGI PENELITIAN
4.1. Alat dan Bahan
4.1.1. Alat
a) Botol mineral 600ml
b) Balon
c) Karet gelang
d) Kertas label
e) Alat tulis
f) Pisau
g) Sendok makan
h) Sendok teh
4.1.2. Bahan
a) Tepung terigu 3 sendok makan
b) Air mineral 300 ml
c) Jus Apel ¼ Gelas atau siklamat atau Gula jagung
d) Pernipan 1 sendok teh
4.2. Skema kerja
V. HASIL PENGAMATAN
3 jam ke-Diameter balon
gula Jagung(cm)
Diameter balon
Siklamat(cm)
Diameter balon jus Apel
(cm)
1 11.5 7.8 14.75
2 13.5 9.5 14.75
3 12].75 9.7 13.5
4 12.5 9.8 12.25
5 12 9.9 12.25
6 11.25 9.9 12.25
7 10.75 9.3 12.1
8 11.25 11.3 12.1
VI. PEMBAHASAN
Percobaan kali ini adalah percobaan untuk mengetahui pengaruh nutrisi yang berbeda-
beda pada respirasi yeast, dalam hal ini adalah Saccharomyces cerevisiae. Percobaan ini
dilakukan dengan menggunakan botol aqua bekas ukuran 600ml, balon, dan bahan-bahan
lain seperti tepung dan jus apel / siklamat/gula jagung sebagai nutrisi. Dalam percobaan ini
Menyiapkan bahan-bahan yang akan digunakan
Menyiapkan air 300 ml
Meletakkan 3 sendok makan tepung terigu, 1 sendok makan gula palem atau aren, dan 1/2 sendok pernipan kedalam air 300ml.
Mencampurkan bahan-bahan tadi hingga homogen dan meletakkan ke dalam botol 600 ml.
Meletakkan balon dilubang botol bagian atas.
di lakukan tiga perlakuan. Botol pertama di isi dengan gula jagung, botol ke dua dengan
siklamat, dan botol ke tiga dengan jus apel. Kemudian mengamatinya selama 24 jam dengan
rentang waktu setiap 3 jam sekali pengamatan. Dari hasil percobaan ini didapatkan 8 hasil
pengamatan selama 24 jam pada masing-masing perlakuan.
Berdasarkan hasil pengamatan dapa perlakuan pertama didapatkan hasil yakni pada 3
jam pertama diameter balon adalah 11.5 kemudian mengalami kenaikan pada jam
berikutnya menjadi 13.5 dan mengalami penurunan menjadi 12.75 lalu 12.5 dan hingga
10.75. kemudian pada 3 jam terakhir menjadi 11.25. Pada perlakuan kedua dengan siklamat
7.8 dapatkan hasil yakni pada 3 jam pertama diameter balon adalah 11.5 kemudian
mengalami kenaikan pada jam berikutnya menjadi 9.5 begitu seterusnya hingga menjcapai
ukuran diameter 11.3. Pada perlakuan ketiga kebalikan dari perlakuan dua yaitu ukuran
diameter yang 14.75 berubah menjadi 12.1.
Telah diketahui bahwa respirasi pada yeast adalah respirasi anaerob. Contoh dari
respirasi anaerob adalah fermentasi. Didalam percobaan ini, jamur berfermentasi memecah
gula (glikolisis}) menjadi asam piruvat. Gula pada pengamatan ini menggunakan ketiga
jenis tersebut. Glikolisis menghasilkan asam piruvat. Selanjutnya asam piruvat asam asetat
dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat
menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+. Dengan
terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol ini,
dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP
dioksida dari piruvat dan mengubahnya menjadi asetaldehida berkarbon dua.
Dalam langkah kedua, asetaldehida direduksi oleh NADH menjadi etanol sehingga
meregenerasi pasokan NAD+ yang dibutuhkan untuk glikolisis. Sacharomoces
cerevisae yang mempunyai daya konversi gula yang sangat tinggi karena
menghasilkan enzim zimase dan intervase. Enzim zimase berfungsi sebagai pemacu
perubahan sukrosa menjadi monosakarida (glukosa dan fruktosa), sedangkan enzim
intervase mengubah glukosa menjadi alkohol.
Reaksinya :
Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)
Dekarboksilasi asam piruvat.
Asam piruvat -----------------------> asetaldehid + CO2.
piruvat dekarboksilase (CH3CHO)
3.Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH -------------------> 2 C2HsOH + 2 NAD.
alkohol dehidrogenase
Fermentasi akan menghasilkan gas hal ini dapat dibuktikan dengan munculnya
gelembung-gelembung udara pada botol yang berisi air, jika hal ini terjadi maka
proses fermentasi sedang berlangsung (Nober, 2012).
Proses yang terjadi pada fermentasi alkohol yaitu asam piruvat diubah menjadi
etanol atau etil alkohol melalui dua langkah reaksi. Reaksi pertama, terjadi
pembebasan CO2 dari asam piuvat sehingga terbentuk asetaldehid. Reaksi kedua,
asetaldehid direduksi oleh NADH menjadi etil alkohol. NAD yang dibentuk digunakan
untuk glikolisis. Pada sel ragi dan bakteri respirasi,
berlangsung secara anaerob. Hasil fermentasi berupa CO2 pada industri roti
dimanfaatkan untuk mengembangkan adonan roti sehingga pada roti terdapat pori-
pori (Karmana, 2006).
Fermentasi akan menghasilkan gas yang menyebabkan panas, sehingga warna
kuning menurun. Hasil fermentasi akan menghasilkan gas hal ini dapat dibuktikan
dengan munculnya gelembung-gelembung udara pada botol yang berisi air, jika hal
ini terjadi maka proses fermentasi sedang
berlangsung (Nober, 2012).
Saccharomyces cerevisiae dapat mengkonversi gula menjadi etanol karena adanya
enzim invertase dan zimase. Dengan adanya enzim-enzim ini Saccharomyces cerevisiae
memiliki kemampuan untuk mengkonversi baik gula dari kelompok monosakarida maupun
dari kelompok disakarida. Jika gula yang tersedia dalam substrat merupakan gula disakarida
maka enzim invertase akan bekerja menghidrolisis disakarida menjadi monosakarida.
Setelah itu, enzim zymase akan mengubah monosakarida tersebut menjadi alkohol dan CO2.
Pada kegiatan kali ini, kami membahas tentang pengaruh perbedaan substrat
terhadap respirasi Saccharomyces cerevisiae atau ragi roti. Digunakan 2 sendok gula
dari masing-masing jenis untuk mengetahui perbedaan ukuran diameter balon.
Pengukuran diameter balon dilakukan setiap 3 jam sekali selama 24 jam.
Hasil yang didapatkan berdasarkan praktikum kali ini adalah diameter yang
berbeda disetiap 3 jam pengamatan. Pada kelompok gula pasir diameter balon yang di
dapat semakin besar. 3 jam pertama 35,3 cm, 3 jam kedua 41,2 cm, selanjutnya 41,5
cm, 42 cm, 42,3 cm, 42,6 cm, 42,8 cm, dan 3 jam terakhir 43 cm.
Pada kelompok substrat gula aren pengamatan dimulai pada tanggal 16
Oktober pukul 21.00 dan berakhir pada tanggal 17 Oktober pukul 21.00. Pada 3 jam
pertama, diameter balon menjadi 37,3 cm. Setelah dilakukan pengamatan selama 24
jam, ternyata diameter yang terjadi semakin kecil. Pada pukul 03.00 diameter turun
menjadi 37,2 cm, pada 06.00 diameternya 30,3 cm, pukul 09.00 diameternya 26,6 cm,
pada pukul 12.00 diameternya menjdai 26,3 cm, pada pukul 15.00 menjadi 26 cm,
kemudian pada pukul 18.00 diameternya 25 cm dan terakhir pada pukul 21.00
diameternya turun menjadi 24,7 cm.
Pada kelompok jus anggur diameter balon yang di dapat yaitu 3 jam pertama
27,9 cm, 3 jam kedua diameter yang didapat menurun 24,6 cm, 3 jam ketiga adalah
24,1. 3 jam berikutnya 22,9 cm, 22,5 cm,22,2 cm, 22,2 cm. 3 jam terakhir diameter
balon semakin menurun yakni 21,2 cm.
Pada kelompok gula jagung diameter balon yang di dapat yaitu 3 jam pertama
13,5 cm, 3 jam kedua diameter yang didapat naik 15 cm, 3 jam ketiga mengalami
penurunan yaitu 13,8 cm. 3 jam berikutnya naik lagi menjadi 14,1 cm, 14,7 cm, 14,8
cm, 15 cm. 3 jam terakhir diameter balon naik yakni 15,2 cm.
Pada kelompok aspartam diameter balon yang di dapat yaitu 3 jam pertama
7,5 cm, 3 jam kedua diameter yang didapat turun 6,5 cm, 3 jam ketiga mengalami
penurunan yaitu 6 cm, 6 cm, 6 cm, dan turun menjadi 5,5 cm dan 5,5 cm. 3 jam
terakhir diameter balon turun 5 cm.
Gula kelapa, gula aren, atau gula merah, sama dengan gula pasir, mempunyai
kandungan karbohidrat yang disebut sukrosa, yaitu suatu disakarida yang dalam
pencernaan akan diubah atau dipecah menjadi glukosa dan fruktosa. Dibandingkan
dengan gula pasir, gula aren mempunyai kandungan kalsium, fosfor, dan zat besi yang
lebih tinggi. Juga mengandung thiamine dan riboflavin. Gula aren mempunyai rasa
dan aroma khas yang tidak terdapat dalam gula pasir, sehingga lebih disukai untuk
membuat minuman dan makanan. Meski mengandung kalori sama dengan gula pasir,
GI gula aren sekitar 35. Lebih rendah daripada gula pasir.
Gula jagung atau high fructose corn syrup (HFCS) adalah gula yang
diperoleh dari jagung, mempunyai kandungan monosakarida berupa glukosa. Daya
kemanisannya lebih rendah daripada gula pasir maupun gula merah. Yang menjadi
perhatian dari ahli gizi adalah indeks glikemik gula jagung justru lebih tinggi daripada
gula pasir, yaitu sekitar 75. Jenis gula ini lebih sering digunakan sebagai pemanis
dalam minuman ringan dan digabungkan dengan pemanis sintetis seperti aspartam.
Sedangkan anggur kaya antioksidan berkat kandungan vitamin A dan C-nya. Anggur
juga mengandung kalsium, yodium, mangan, kalium, seng, selenium, serta gula alami
seperti dektrosa dan glukosa. Makin banyak gula reduksi yang dimanfaatkan oleh
Saccharomyces cerevisiae maka makin tinggi pula konsentrasi etanol yang dapat
dihasilkan dan sebaliknya makin sedikit gula reduksi yang dimanfaatkan oleh
Saccharomyces cerevisiae maka makin rendah pula konsentrasi etanol yang
dihasilkan.
Ragi (Saccharomyces cerevisiae) adalah mikroorganisme hidup yang dapat
ditemukan dimana-mana. Ragi berasal dari keluarga Fungus bersel satu (sugar fungus)
dari genus Saccharomyces, species cereviciae, dan memilki ukuran sebesar 6-8
mikron. Saccharomyces cereviciae merupakan genom eukariotik yang pertama kali
disekuensi secara penuh. Dalam satu gram ragi padat (compressed yeast) terdapat
kurang lebih 10 milyar sel hidup. Ragi ini berbentuk bulat telur, dan dilindungi oleh
dinding membran yang semi berpori (semipermeable) serta melakukan reproduksi
dengan cara membelah diri (budding).
Disini dapat dilihat bahwa pada pengamatan awal-awal, ragi roti atau
Saccharomyces cerevisiae mengalami fase lag. Fase lag merupakan fase dimana
Saccharomyces cerevisiae melakukan penyesuaian dengan lingkungannya, selain itu
juga untuk membentuk enzim-enzim pengurai substrat. Lalu Saccharomyces
cerevisiae mengalami fase log, fase log sendiri berarti pada saat itu Saccharomyces
cerevisiae telah dapat beradaptasi dengan lingkungan yang banyak nutrisi dan dapat
tumbuh maksimal. Tahap selanjutnya adalah statinonary, dimana nutrisi dilingkungan
berkurang dan banyak terdapat hasil sisa metabolisme. Terakhir adalah fase death,
yang mana nutrisi di lingkungan habis, hasil sisa metabolisme bertambah, sel-sel
banyak yang mati, sehingga penampakan diameter balon menjadi lebih atau semakin
kecil. Hal ini juga berlaku untuk perlakuan dengan gula aren bahwa diameter balon
meningkat secara signifikan pada 3 jam pertama kemudian terus berkurang hingga 24
jam.
Semua strain Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh secara aerobik pada
glukosa, maltosa , dan trehalosa dan lambat tumbuh pada laktosa dan selobiosa. Hal
ini menunjukkan bahwa galaktosa dan fruktosa adalah dua dari gula fermentasi
terbaik. Kemampuan ragi untuk menggunakan gula yang berbeda dapat berbeda
tergantung pada apakah mereka tumbuh aerobik atau anaerobik. Beberapa strain tidak
dapat tumbuh secara anaerobik pada sukrosa dan trehalosa. Semua strain
Saccharomyces cerevisiae dapat memanfaatkan amonia dan urea sebagai satu-satunya
sumber nitrogen, tetapi tidak dapat memanfaatkan nitrat, karena mereka tidak toleran
terhadap ion ammonium. Mereka juga dapat memanfaatkan sebagian besar asam
amino, peptida rantai pendek, dan basa nitrogen sebagai sumber nitrogen. Histidin,
glisin, sistin, dan lisin merupakan asam amino yang tidak mereka butuhkan.
Saccharomyces cerevisiae tidak mengeluarkan protease sehingga protein ekstraseluler
tidak dapat dimetabolisme.
VII. PENUTUP
VII.1. Kesimpulan
Berdasarkan tujuan dari pengamatan ini mengenai pengaruh perbedaan variasi nutrisi
terhadap respirasi Saccharomyces cerevisiae, didapatkan hasil yaitu laju respirasi yeast
pada setiap bahan berbeda-beda. Tergantung jenis bahan yang dipakai. Dalam
penelitian ini nutrisi yang
` 7.2. Saran
Untuk mendapatkan hasil yang lebih valid, dibutuhkan pengamatan yang lebih teliti.
Selain itu untuk mengetahui perbedaan yang detail antar setiap bahan, maka
diperlukan variabel kontrol misal kondisi yang sama, tempat yang sama, dan suhu
yang sama. Sehingga di dapatkan betul perbedaan antar setiap bahan.
DAFTAR PUSTAKA
Wani, 2012. Fungsi Alkohol. http://wanibesak.wordpress.com/tag/fungsi-alkohol/. Diakses pada tanggal 30 September 2013, Makassar.
Eva, 2011. Alkohol. http://evanamtk.blogspot.com/2011/06/alkohol.html. Diakses pada tanggal 30 September 2013, Makassar.
Fardiaz Srikandi. 1992. Mikrobiologi pangan 1. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.
Sumarsih, Sri. 2003. Diktat Kuliah Mikrobiologi Dasar. Yogyakarta : Universitas UPN “Veteran”.
Kusuma, 2011. Fermentasi Alkohol. http:// kusuma world25. blogspot. com/2011/07/ laporan- penelitian-fermentasi-alkohol.html. Diakses pada tanggal 30 September 2013, Makassar.
Rochmah, S. N., et all. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan,
Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.