Tes Jurnal Praktikum Mikrobiologi Jilid IX (Hidrolisa Enzimatis)

TES JURNAL IX

HIDROLISA ENZIMATIS

1.             Apa tujuan praktikum kali ini?

•          Mahasiswa mampu melakukan uji glukosa secara kuantitatif dengan metode DNS.

•          Mahasiswa mampu melakukan uji glukosa secara kualitatif.

•          Mahasiswa mampu menentukan parameter Michaelis Menten.

2.             Apa yang Anda ketahui mengenai glukosa ?

Glukosa (C6H12O6, berat molekul 180.18 gr/gmol) adalah heksosa monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO).

3.             Apa yang Anda ketahui mengenai selulosa ?

Selulosa mendominasi karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan hampir mencapai 50% karena selulosa merupakan bagian yang terpenting dari dinding sel tumbuh-tumbuhan. Selulosa ditemukan di dalam tanaman yang dikenal sebagai microfibril dengan diameter 2 - 20 nm dan panjang 100 - 40000 nm. 

4.             Apa yang Anda ketahui mengenai enzim ?

Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi.

Berdasarkan strukturnya, enzim terdiri atas komponen yang disebut apoenzim yang berupa protein dan komponen lain yang disebut gugus prostetik yang berupa nonprotein. Gugus prostetik dibedakan menjadi koenzimdan kofaktor. Koenzim berupa gugus organik yang pada umumnya merupakan vitamin, seperti vitamin B1, B2, NAD⁺ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide). Kofaktor berupa gugus anorganik yang biasanya berupa ion-ion logam, seperti Cu²⁺, Mg²⁺, dan Fe²⁺. Beberapa jenis vitamin seperti kelompok vitamin B merupakan koenzim. Jadi, enzim yang utuh tersusun atas bagian protein yang aktif yang disebut apoenzim dan koenzim, yang bersatu dan kemudian disebut holoenzim.

Enzim memiliki beberapa sifat, yaitu:

1.      Enzim adalah protein, karenanya enzim bersifat thermolabil, membutuhkan pH dan suhu yang tepat.

2.      Enzim bekerja secara spesifik, dimana satu enzim hanya bekerja pada satu substrat.

3.      Enzim berfungsi sebagai katalis, yaitu mempercepat terjadinya reaksi kimia tanpa mengubah kesetimbangan reaksi.

4.      Enzim hanya diperlukan dalam jumlah sedikit.

5.      Enzim dapat bekerja secara bolak-balik.

6.      Kerja enzim dipengaruhi oleh lingkungan, seperti oleh suhu, pH, konsentrasi, dan lain-lain.

5.             Apa yang Anda ketahui mengenai klasifikasi enzim ?

Enzim terbagi menjadi berbagai kelompok, klasifikasi dari enzim, antara lain:

·                Hidrolase, yaitu sekumpulan enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Berdasarkan substrat yang diuraikan, hidrolase dibagi atas  karbohidrase, esterase, dan proteinase.

·                Karbohidrase, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat. Menurut jenis karbohidrat yang diuraikannya, karbohidrase dibagi atas:

·             Amilase

Enzim amilase dihasilkan oleh kelenjar ludah (parotis) di mulut dan kelenjar pankreas. Amilum sering dikenal dengan sebutan zat tepung atau pati. Amilum merupakan karbohidrat atau sakarida yang memiliki molekul kompleks. Enzim amilase memecah molekul amilum ini menjadi sakarida dengan molekul yang lebih sederhana yaitu maltosa.

·           Maltase

Enzim maltase terdapat di usus dua belas jari, berfungsi memecah molekul maltosa menjadi molekul glukosa. Glukosa merupakan sakarida sederhana (monosakarida). Molekul glukosa berukuran kecil dan lebih ringan dari pada maltosa, sehingga darah dapat mengangkut glukosa untuk dibawa ke seluruh sel yang membutuhkan.

·           Sukrase, yaitu enzim yang mengubah sukrosa (gula tebu) menjadi glukosa dan fruktosa.

·             Laktase, yaitu enzim yang mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.

·            Selulase, yaitu enzim yang menguraikan selulosa (suatu polisakarida) menjadi selobiosa (suatu disakarida).

·           Pektinase, yaitu enzim yang menguraikan pektin menjadi asam pektin.

·                Esterase, yaitu enzim-enzim yang memecah golongan ester. Contoh-contohnya:

·           Enzim lipase dihasilkan oleh kelenjar pankreas dan kemudian dialirkan ke dalam usus dua belas jari (duodenum). Enzim lipase juga dihasilkan oleh lambung, tetapi jumlahnya sangat sedikit. Lipid (seperti lemak dan minyak) merupakan senyawa dengan molekul kompleks yang berukuran besar. Molekul lipid tidak dapat diangkut oleh cairan getah bening, sehingga perlu dipecah lebih dahulu menjadi molekul yang lebih kecil. Enzim lipase memecah molekul lipid menjadi asam lemak dan gliserol yang memiliki molekul lebih sederhana dan lebih kecil. Asam lemak dan gliserol tidak larut dalam air, maka pengangkutannya dilakukan oleh cairan getah bening (limfe).

·            Fosfatase, yaitu enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat.

·           Proteinase atau protease, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan protein. Contoh-contohnya:

·           Peptidase, yaitu enzim yang menguraikan peptida menjadi asam amino.

·           Gelatinase, yaitu enzim yang menguraikan gelatin.

·            Renin

Enzim renin dihasilkan oleh kelenjar di dinding lambung. Fungsi enzim renin untuk mengendapkan kasein dari air susu. Kasein merupakan protein susu, sering disebut keju. Setelah kasein diendapkan dari air susu maka zat dalam air susu dapat dicerna.

·           Reduktase dan oksidase, yaitu sekumpulan enzim yang menolong dalam proses reduksi dan oksidasi. Berdasarkan substrat yang diuraikan, oksidase dibagi atas kelompok kecil dehidrogenase dan katalase. Dehidrogenase memegang peranan penting di dalam pengubahan zat-zat organik menjadi hasil-hasil oksidasi. Katalase menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.

·           Desmolase, yaitu sekumpulan enzim yang menolong memutuskan ikatan C-C, C-N, dan beberapa ikatan lainnya. Berdasarkan substrat yang diuraikan desmolase dibagi atas kelompok kecil karboksilase dan transaminase. Karboksilase mengubah asam piruvat menjadi asetaldehida. Transaminase memindahkan gugusan amino dari suatu asam amino ke suatu asam organik sehingga yang terakhir ini berubah menjadi suatu asam amino.

6.             Apa yang Anda ketahui mengenai enzim selulase ?

7.             Apa alasan digunakannya kertas saring sebagai sampel ?

Pada percobaan ini digunakan kertas saring sebagai bahan yang mengandung selulosa. Kandungan selulosa dalam kertas saring sekitar 80%. Selain itu kertas saring mudah didapat dan harganya murah.

8.             Apakah bisa kertas saring diganti dengan bahan lain ?

Bisa, yang terpenting bahan subtituen tersebut mengandung selulosa dalam jumlah besar.

9.             Mengapa perlu ditambahkan buffer asetat ke dalam labu leher tiga ?

Larutan buffer asetat yang digunakan bertujuan untuk menjaga pH larutan agar tetap berkisar pada pH 5 yang merupakan kondisi optimum bagi enzim selulase.

10.         Mengapa suhu dalam labu leher tiga harus dipertahankan sekitar 50⁰C ?

Karena pada suhu tersebut reaksi enzimatis berjalan secara optimum. Jika suhu larutan terlalu panas atau dingin maka enzim selulase tidak dapat menghidrolisis selulosa menjadi glukosa (enzim menjadi tidak aktif).

11.         Apa saja yang Anda ketahui mengenai metode analisa kuantitatif glukosa ?

Pada percobaan ini, dilakukan sampling setiap 20 menit sebanyak 5 L sampel. Setiap sampling diambil 3 mL untuk uji kuantitatif dan 2 mL untuk uji kualitatif. Pada uji kuantitatif akan digunakan metode DNS karena akan mengukur kadar glukosa dalam sampel. Metode ini dilakukan dengan menambahkan larutan DNS sebanyak 3 mL pada sampel dan lakukan pemanasan selama ± 10 menit pada suhu ± 90⁰C. Penambahan larutan DNS dengan pemanasan ini bertujuan agar terbentuk larutan berwarna merah pada sampel yang mengandung gula pereduksi (glukosa) sehingga larutan tersebut dapat diukur dengan spektrofotometer karena larutan yang diukur dengan spektrofotometer harus memiliki warna jika berwarna bening maka tidak bisa diukur. Setelah itu, ditambahkan larutan garam Rochelle pada sampel. Kemudian, kadar glukosa diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang maksimum.

12.         Apa tujuan penambahan garam Rochelle ?

Untuk mengencerkan warna larutan yang sudah diberi larutan DNS karena warna yang terlalu pekat menyebabkan keakuratan hasil pembacaan spektrofotometer VIS menjadi berkurang.

13.         Bagaimana dengan metode analisa kualitatif ?

Pada uji kualitatif cukup dengan menambahkan larutan fehling pada sampel. Jika terdapat glukosa dalam sampel maka akan terbentuk endapan berwarna merah bata yang merupakan endapan tembaga (I) oksida (Cu₂O) yang dihasilkan dari reduksi tembaga (II) oksida (CuO) oleh glukosa yang merupakan gula pereduksi. Bertambahnya endapan merah bata pada masing-masing sampel menunjukkan bahwa semakin lama glukosa yang terbentuk semakin banyak.

14.         Apakah beda uji kualitatif dan kuantitatif pada percobaan ?

Uji kuantitatif untuk mengetahui konsentrasi glukosa yang terbentuk, sedangkan uji kualitatif untuk mengetahui apakah sudah ada/ terbentuk glukosa.

15.         Apakah ada uji kualitatif glukosa lain yang dapat digunakan ?

Pada uji molisch, sebanyak 5ml larutan yang di uji (glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, maltosa, dan pati) di masukkan ke dalam tabung reaksi, lalu ditambahkan 2 tetes pereaksi molish , dicampur rata, kemudian ditambahkan 3 ml asam sulfat pekat secara perlahan-lahan melalui dinding tabung, warna violet (ungu) kemerah-merahan pada batas kedua cairan menunjukkan reaksi positif, sedangkan warna hijau menunjukan reaksi negatif.

Untuk uji Benedict, sebanyak 5 ml reaksi Benedict dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 8 tetes larutan bahan yang diuji dicampur rata dan dididihkan selama 5 menit, biarkan sampai dingin kemudian diamati perubahan warnanya, jika terbentuk warna hijau, kuning atau endapan merah bata berarti positif.

Pada uji barfoed, sebanyak 1 ml pereaksi dan bahan percobaan dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian dipanaskan dalam air mendidih selama 3 menit dan didinginkan, setelah itu masukkan 1 ml fosfomoliubdat , kocok dan amati warna yang tejadi, jika terbentuk warna biru setelah penambahan fosfomolibdat, maka reaksi positif.

Pada uji fermentasi, 20 ml larutan bahan percobaan dan 2gram ragi roti digerus sampai terbentuk suspensi yang homogen , kemudian suspensi diisikan ke dalam tabung fermentasi sampai bagian kaki tertutup dan terisi penuh oleh cairan. Selanjutnya dimasukkan ke dalam fermentor pada suhu 370C, kemudian diamati setiap selang 20 menit sebanyak 3 kali pengamatan. Pada pengamatan terakhir, ruang gas pada kaki tabung diukur panjangnya.

Untuk uji salliwanof, 5 ml peraksi dan beberapa tetes bahan percobaan dimasukkan ke dalam sebuah tabung reaksi, lalu dididihkan selama 30 detik, kemudian diamati warna yang terjadi.

Pada uji osazon, ke dalam tabung reaksi di masukkan campuran fenil hidrazon Na-asetat kering lalu ditambahkan 5 ml larutan percobaan, dikocok dan dipanaskan dalam penangas air selama 30 menit, kemudian dinginkan dan diperiksa endapan yang terbentuk di bawah mikroskop.
Pada uji iod, pada papan uji diteteskan bahan yang akan diuji, kemudian ditambahkan dengan satu tetes iodium encer, dan dicampur merata.

Hanya pada uji sellinawof dan iod, larutan yang mengandung glukosa memberikan hasil negatif

16.         Apa itu reagen DNS?

DNS merupakan reagen yang dapat digunakan untuk melakukan uji kuantitatif glukosa. Untuk membuat DNS, 100 mL larutan NaOH 2 M yang mengandung 5 % (b/v) asam 3,5-dinitrosalisilat dicampurkan dengan 250 mL 60 % (b/v) natrium kalium tartrat. Reagen ini berfungsi untuk memberikan warna pada larutan, sehingga dapat terbaca oleh spektrofotometer vis yang membaca dari warna larutan tersebut.

17.         Karena menggunakan spektrofotometer vis, larutan blanko dan larutan induk apa yang digunakan?

larutan blanko

Pada percobaan kali ini blanko yang dibuat ada 2 macam. 

Blanko I digunakan pada saat pembuatan kurva standar glukosa. 

blanko II digunakan pada saat pengukuran sampel. Hal ini dikarenakan pada saat pembuatan kurva standar glukosa digunakan aquades namun pada pengukuran sampel digunakan larutan buffer asetat. 

Blanko I dibuat dengan cara memasukkan 3 mL aquades ke dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan DNS lalu dipanaskan selama 5 menit kemudian ditambahkan 1 mL garam rochelle. 

Blanko II dibuat dengan cara memasukkan 3 mL larutan buffer asetat ke dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 3 mL DNS lalu dipanaskan selama 5 menit kemudian ditambahkan 1 mL garam Rochelle.

18.         Mengapa setelah sekian waktu, sampel yang telah terambil diletakkan pada ice bath?

Untuk menghentikan proses hidrolisa dari selulosa. suhu yang rendah mengakibatkan enzin tidak dapat bekerja dengan baik sehingga proses hidrolisa terhenti dan didapatkan hasil hidrolisa selama sekian waktu

19.         Apa beda konstanta Ks dan Km ?

Km merupakan konstanta Michaelis-Menten yang didapatkan dari percobaan menggunakan enzim, sedangkan Ks merupakan konstanta kejenuhan substrat yang didapat pada percobaan kinetika pertumbuhan bakteri.

Pelajari juga cara kerja dan apa itu Parameter Michaelis-Menten

BACA JUGA : Parameter Michaelis-Menten
DOWNLOAD .DOCX VERSION

Baca Selengkapnya..

Tes Jurnal Praktikum Mikrobiologi Jilid VIII (Kinetika Pertumbuhan Escherichia coli)

TES JURNAL (KINETIKA PERTUMBUHAN Escherichia coli )

1.             Apa tujuan percobaan kali ini ?

•         Mahasisiwa mampu mengukur konsentrasi sel dengan metode turbidimetri
•         Mahasiswa mampu mengukur konsentrasi substrat
•          Mahasiswa mampu menghitung parameter kinetika pertumbuhan Escherichia coli

2.             Apa yang Anda ketahui mengenai teknik pengukuran konsentrasi sel dengan metode turbidimetri ?

Massa sel dapat diukur secara optis dengan menentukan jumlah cahaya yang dipancarkan oleh suspensi sel. Teknik ini didasarkan pada kenyataan bahwa partikel memancarkan cahaya yang jumlahnya proporsional dengan konsentrasi. Ketika cahaya dilewatkan pada suspensi organisme, terjadi pengurangan jumlah cahaya yang diteruskan. Penentuan semacam ini biasa digunakan pada spektrofotometri, dan terbaca sebagai Absorbansi. Absorbansi adalah logaritma dari ratio intensitas cahaya yang mengenai suspensi (Io) dengan intensitas cahaya yang diteruskan oleh suspensi (I). Kalibrasi dilakukan dengan mengukur absorbansi sampel yang diketahui konsentrasinya. Pengukuran biasanya dilakukan pada panjang gelombang 600-700 nm.

3.             Apa yang Anda ketahui mengenai fase pertumbuhan bakteri ?

(Waluyo,2004)

Gambar 1.1. Kurva Pertumbuhan Jasad Renik

I) Fase I: fase adaptasi (fase lag)

Bila jasad renik dipindahkan ke dalam suatu medium, mula-mula akan mengalami fase adaptasi. Fase in untuk menyesuaikan diri dengan substrat dan kondisi lingkungan di sekitarnya. Fase in belum terjadi pembelahan sel karena beberapa enzim mungkin belum disintesis. Jumlah sel pada fase ini mungkin tetap, tetapi kadang-kadang menurun. Lamanya fase ini bervariasi, dapat cepat atau lambat tergantung dari kecepatan penyesuaian dengan lingkungan di sekitarnya.

II) Fase II: fase pertumbuhan awal (fase permulaan pembiakan)

Setelah mengalami fase adaptasi, sel mulai membelah dengan kecepatan yang masih rendah karena baru selesai tahap penyesuaian diri.

III) Fase III: fase pertumbuhan logaritmik (fase eksponensial atau fase pembiakan cepat)

Setelah mikroba menyesuaikan diri dengan lingkungan, yakni pada fase adaptasi dan fase permulaan pembiakan, maka sel jasad renik membelah dengan cepat, dimana pertambahan jumlahnya mengikuti kurva logaritmik. Pada fase ini kecepatan pertumbuhan sangat dipengaruhi oleh medium tempat tumbuhnya seperti pH dan kandungan nutrien, suhu dan kelembaban udara. Pada fase ini sel membutuhkan energi lebih banyak dibandingkan dengan fase lainnya, selain itu sel paling sensitif terhadap keadaan lingkungan. Bila diinginkan untuk mengadakan piaraan yang cepat tumbuh, maka bakteri pada fase ini baik sekali untuk diadakan inokulum.

IV) Fase IV: fase pertumbuhan lambat (fase pembiakan diperlambat)

Pada fase ini pertumbuhan jasad renik diperlambat, karena beberapa sebab, misalnya: (1) zat nutrisi di dalam medium sudah sangat berkurang, (2) adanya zat hasil-hasil metabolisme yang mungkin beracun atau dapat menghambat pertumbuhan jasad renik. Pada fase ini pertumbuhan sel tidak stabil, tetapi jumlah populasi masih naik. Hal ini karena jumlah sel yang masih tumbuh lebih banyak daripada jumlah sel yang mati.

V) Fase V: fase pertumbuhan tetap (statis)

Pada fase ini jumlah populasi sel tetap karena jumlah sel yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati. Ukuran sel pada fase ini lebih kecil karena sel tetap membelah meskipun zat nutrisi sudah habis. Karena kekurangan zat nutrisi, maka kemungkinan sel tersebut mempunyai komposisi berbeda dengan sel yang tumbuh pada fase logaritma. Pada fase ini sel-sel menjadi lebih tahan terhadap keadaan ekstrem seperti panas, dingin, radiasi, dan bahan kimia.

VI) Fase VI: fase menuju kematian dan fase kematian

Pada fase ini sebagian populasi jasad renik mulai mengalami kematian karena sebab, yakni: (1) nutrien di dalam medium sudah habis, (2) energi cadangan di dalam sel habis. Jumlah sel yang mati semakin lama akan semakin banyak, dan kecepatan kematian dipengaruhi kondisi nutrien, lingkungan dan jenis jasad renik.

4.             Dari hasil percobaan mengenai perhitungan konsentrasi sel, data apa saja yang Anda dapatkan ?

Nilai konsentrasi sel tiap waktu (Xt)

5.             Setelah mendapat hasil tersebut, perhitungan apa yang Anda lakukan selanjutnya ?

Memasukkan nilai-nilai dari Xt dan t pada persamaan ln X =  μ . t + ln Xo. Setelah itu dilakukan regresi linear sehingga didapatkn nilai μ dan Xo.

6.             Apa sebenarnya yang mau digambarkan oleh persamaan Monod ?

Monod (1949) menjelaskan tentang hubungan antara konsentrasi substrat pembatas pertumbuhan yang tersisa dengan laju pertumbuhan spesifik. Turunnya laju pertumbuhan disebabkan karena adanya penurunan konsentrasi substrat. Turunnya laju pertumbuhan disebabkan karena adanya penurunan konsentrasi substrat yang dapat dijelaskan dengan persamaan berikut :  

dimana : S   = konsentrasi substrat sisa

            K_s = konstanta pemanfaatan substrat, dimana untuk E. coli pada substrat glukosa K_s= 2,0-4,0 mg/L(Dwidjoseputro,1994)

Kecepatan pertumbuhan spesifik maksimum (µm) adalah kecepatan maksimum pertumbuhan yang dapat dicapai pada saat konsentrasi nutrien pembatas pertumbuhan tidak terbatas. Semakin tinggi harga µ, semakin cepat kecepatan pertumbuahannya di mana organisme dapat tumbuh.

Konstanta Monod (Ks)adalah konsentrasi dari nutrien pembatas pertumbuhan di mana kecepatan pertumbuhan spesific adalah setengah dari harga maksimumnya. Ini menunjukkan afinitas yang dimiliki organisme untuk nutrien.

Harga µm dan Ks tidak tergantung pada organismenya,  nutrien pembatas pertumbuhan, media fermentasi, dan faktor lingkungan seperti pH dan temperatur. Harga µm adalah sekitar 0.01. Harga konstanta Monod biasanya kurang dari 0.1.

7.             Mengapa bakteri yang akan diukur konsentrasi selnya perlu diinkubasikan terlebih dahulu selama 24 jam ?

Hal ini bertujuan agar poada saat pengamatan, bakteri diharapkan sudah berada pada fase eksponensial. Karena untuk mengukur laju pertumbuhan maksimum bakteri hanya bisa dilakukan pada saat bakteri berada pada fase eksponensial, karena bakteri akan tumbuh dengan cepat pada fase eksponensial.

8.             Apa alasan digunakannya bakteri E.coli untuk dipelajari kinetika pertumbuhannya ?

Pada percobaan ini, dipelajari pertumbuhan bakteri Escherichia coli dengan mengamati perubahan konsentrasi sel terhadap waktu. Bakteri yang digunakan adalah Escherichia coli karena bakteri ini memiliki kecepatan pertumbuhan yang cukup tinggi. Pada kondisi optimum, E. coli dapat menggandakan diri dalam waktu 12,5 menit, sementara sebagian besar bakteri memiliki waktu penggandaan sekitar 20 menit.

9.             Apa kelemahan metode turbidimetri dalam menentukan konsentrasi sel ?

Kelemahan metode turbidimetri adalah semua sel yang terdapat pada sampel ikut terukur, baik sel yang hidup maupun sel yang mati.

10.         Mengapa setiap setelah dilakukan sampling, sampel harus dimasukkan ke dalam ice bath ?

Fungsi dari ice bath adalah menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli, karena bakteri Escherichia coli merupakan bakteri mesofil, maka pada temperatur ruang (± 29^oC) bakteri ini dapat tumbuh. Apabila tabung reaksi ini tidak dimasukkan ke dalam ice bathmaka pertumbuhan bakteri akan terus terjadi sehingga pengukuran konsentrasi sel menjadi tidak akurat.

11.         Bagaimana perkiraan hasil percobaan kali ini ?

Dalam percobaan pertama dimana yang dilakukan adalah membandingkan pertumbuhan Escherichia coli dengan perlakuan yang menggunakan aerasi dan tanpa aerasi. Bakteri Escherichia coli yang merupakan bakteri yang anaerob fakultatif (organisme yang dapat tumbuh dengan ada atau tanpa oksigen, tetapi pertumbuhannya akan lebih baik lagi apabila ada oksigen) akan tumbuh dengan lebih baik pada kondisi diaerasi. Hal ini disebabkan karena dengan adanya proses aerasi maka suplai oksigen untuk bakteri Escherichia coli menjadi bertambah banyak. Oleh karena itu, laju pertumbuhan dalam keadaan aerasi akan lebih baik daripada non-aerasi.

Percobaan kedua yang dilakukan adalah membandingkan pertumbuhan Escherichia coliyang diinkubasikan pada suhu 26°C, 30°C dan 50°C.  Escherichia coli adalah salah satu bakteri mesophil sehingga ia tumbuh baik pada suhu dengan kisaran suhu 25°C-37°C. Dari hasil laju pertumbuhan spesifik tersebut dapat diketahui bahwa bakteri Escherichia coli mampu tumbuh lebih baik pada suhu 50⁰C. Sedangkan, dari literatur diketahui bahwa bakteri Escherichia coli hidup optimum pada suhu 25°C-37°C karena bakteri Escherichia coli merupakan bakteri mesofil. Kesalahan ini mungkin disebabkan karena penyimpanan dalam ice bath yang terlalu lama saat menunggu untuk diuji dengan spektrofotometer, sehingga bakteri tersebut mampu tumbuh kembali saat suhu menurun dari 50⁰C dalam ice bath.

12.         Langkah Kerja

          Pengaruh Aerasi Terhadap Pertumbuhan Escherichia coli

1.    Diisi ke dalam 2 buah erlenmeyer 250 mL masing-masing 100 mL media Nutrient Broth.

2.    Disterilisasi media dalam autoclave pada suhu 121°C dan tekanan 15 psi.

3.    Diinokulasikan dalam masing-masing erlenmeyer suatu biakan murni Escherichia coli dari agar miring.

4.    Diinkunbasikan semua erlenmeyer di dalam inkubator pada suhu 30⁰C selama 16 jam.

5.    Setelah diinkubasi selama 16 jam, dimasukkan sebuah erlenmeyer ke dalam shaker untuk dilakukan pengocokan pada suhu ruang dan diletakkan erlenmeyer yang lain pada suhu ruang tanpa dilakukan pengocokan.

6.    Dilakukan sampling setiap 20 menit dengan memipet secara aseptik sebanyak 6 mL kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan didinginkan di dalam ice bath.

7.    Dipipet sampel ke dalam kuvet lalu dimasukkan ke dalam spektrofotometer untuk pengukuran konsentrasi sel.

Pengaruh Temperatur Terhadap Pertumbuhan Escherichia Coli

1.    Diisi ke dalam 2 buah erlenmeyer 250 mL masing-masing 100 mL media.

2.    Disterilisasi media dalam autoclave pada suhu 121°C dan tekanan 15 psi.

3.    Diinokulasikan dalam masing-masing erlenmeyer suatu biakan murni Escherichia coli dari agar miring.

4.    Diinkunbasikan semua erlenmeyer di dalam inkubator pada suhu 30⁰C selama 16 jam.

5.    Setelah diinkubasi selama 16 jam, dimasukkan sebuah erlenmeyer ke dalam inkubator bersuhu 20°C dan diletakkan erlenmeyer yang lain pada inkubator bersuhu 50°C.

6.    Dilakukan sampling setiap 20 menit dengan memipet secara aseptik sebanyak 6 mL kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan didinginkan di dalam ice bath.

7.    Dipipet sampel ke dalam kuvet lalu dimasukkan ke dalam spektrofotometer untuk pengukuran konsentrasi sel.

Baca Selengkapnya..

Tes Jurnal Praktikum Mikrobiologi Jilid VII (Fermentasi Wine)

FERMENTASI WINE 

(TES JURNAL PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI)

(Sumber : happelstance.blog.com)

1.             Apakah tujuan percobaan kali ini ?

a.       Mahasiswa mampu membuat minuman dari proses fermentasi.

b.      Mahasiswa mampu melakukan analisa gula dan alkohol.

2.             Apa saja yang Anda ketahui mengenai fermentasi ?

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.

   Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam  laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton.

Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot.

3.             Apa yang Anda ketahui mengetahui mengenai fermentasi Wine ?

Fermentasi wine adalah proses dimana juice anggur bersama-sama dengan bahan yang lain yang diubah secara reaksi biokimia oleh khamir dan menghasilkan wine. Bahan untuk proses fermentasi adalah gula ditambah khamir yang akan menghasilkan alkohol dan CO₂. CO₂ akan dilepaskan dari campuran wine menuju udara dan alkohol akan tetap tinggal di fermentor. Jika semua gula buah sudah diubah menjadi alkohol atau alkohol telah mencapai sekitar 15% biasanya fermentasi telah selesai atau dihentikan. Selama fermentasi sering ditambahkan nitrogen dan mikronutrien guna mencegah produksi gas H₂S. Jika gas ini muncul akan menyebabkan bau yang tidak enak.

Selama fermentasi, cairan yang dihasilkan disebut must. Guna mencegah tumbuhnya bakteri pada must maka dilakukan pengadukan. Must mulai bergelembung pada jam ke 8 – 20. Tahap awal proses fermentasi ini pada red wine adalah 5 – 10 hari, white wine 10 – 15 hari. Setelah tahap awal ini dilanjutkan tahap kedua. Pengaturan pH diatur dengan penambahan asam H₂SO₄hingga dicapai pH 4 – 5.

Dalam tahap kedua fermentasi, wine dipindahkan ke fermentor yang tidak boleh adanya oksigen masuk. Pada tahap ini akan dihasilkan alkohol dalam kadar yang lebih tinggi. Tergantung dari bahan yang digunakan, wine dapat berasa lebih manis atau alkohol dan ini akan mempengaruhi pada harga di pasar.

4.             Pada saat ingin memfermentasikan juice buah, perlu ditambahkan Yeast, apa saja yang Anda ketahui mengenai Yeat (Saccharomyces cerevisiae)?

Saccharomyces cerevisiae telah lama digunakan dalam  industri alkohol dan minuman beralkohol sebab  memiliki kemampuan dalam memfermentasi glukosa  menjadi ethanol. Hal yang menarik adalah proses  fermentasi ethanol pada khamir tersebut berlangsung  pada kondisi aerob.

Menurut Pasteur, keberadaan oksigen akan menghambat  jalur fermentasi di dalam sel khamir sehingga sumber  karbon yang ada akan digunakan melalui jalur  respirasi. Fenomena ini sering disebut sebagai  Pasteur effect. Pada sel-sel prokariota  dan eukariota, Pasteur effect banyak dijumpai,  salah satu contoh adalah fermentasi asam laktat oleh sel  otot manusia ketika kekurangan oksigen.  Berdasarkan  fenomena ini, seharusnya produksi ethanol oleh khamir  terjadi pada kondisi anaerob. Namun ternyata, Pasteur effect  pada sel khamir diamati pada sel yang telah memasuki  fase stasioner (resting), sedangkan produksi alkohol terjadi  ketika sel berada pada fase pertumbuhan (fase log). Hal inilah yang membuat Pasteur effect diduga bukan fenomena yang terjadi saat produksi ethanol oleh Saccharomyces cerevisiae.

5.             Setelah proses fermentasi selesai, bagaimana cara mengencek kadar alkohol dalam sampel ?

Perhitungan kadar alkohol dalam sampel menggunakan Hidrometer. Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat jenis (atau kepadatan relatif) dari cairan, yaitu rasio kepadatan cairan dengan densitas air. Hidrometer biasanya terbuat dari kaca dan terdiri dari sebuah batang silinder dan bola pembobotan dengan merkuri untuk membuatnya mengapung. Cairan yang akan diuji dituangkan ke dalam wadah yang tinggi, seringkali sebuah silinder lurus dan hidrometer dengan perlahan diturunkan ke dalam cairan sampai mengapung bebas. Titik di mana permukaan cairan menyentuh hidrometer yang dicatat. Di dinding hidrometer biasanya terdapat skala pengukuran sehingga berat jenis dapat dibaca secara langsung. Ada berbagai skala dan digunakan tergantung pada konteks.

Saccharometer untuk mengukur kepadatan gula dalam cairan, atau pengukur banyaknya alkohol untuk mengukur kadar alkohol yang lebih tinggi. Pengoperasian hidrometer didasarkan pada prinsip Archimedes bahwa suspensi pada fluida akan didorong oleh kekuatan yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Dengan demikian, semakin rendah kerapatan zat tersebut, lebih jauh hidrometer akan tenggelam.

6.      Apa saja syarat-syarat suatu substrat dapat digunakan dalam proses fermentasi wine?

·        Kandungan nutrien cukup tinggi

·        Mempunyai keasaman yang tinggi sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikrobia yang tidak diinginkan.

·        Kandungan gula cukup tinggi

·        Mempunyai aroma yang sedap.

7.      Mengapa setelah juice disaring, perlu dilakukan pemanasan ?

Pemanasan ini bertujuan untuk membunuh mikroba yang ada dalam sari buah.

8.      Mengapa pada sari buah yang akan difermentasi masih ditambahkan gula lagi ?

Penambahan gula ini bertujuan untuk mensuplai nutrisi bagi mikroba terutama nutrisi karbon dan juga untuk memberikan rasa manis pada wine nantinya.

9.      Apakah tujuan penambahan (NH₄)₂HPO₄ pada sari buah ?

Penambahan (NH₄)₂HPO₄ ini bertujuan untuk memberikan nutrisi bagi mikroba terutama nutrisi nitrogen.

10.  Apakah alasan dilakukan pengaturan pH sari buah sekitar 4-5 ?

Setelah itu pH dari sari buah diatur dalam kisaran 4-5 karena pada kisaran pH tersebut Saccharomyces cereviceae dapat hidup dengan baik. Jika pH kurang dari 4 maka reaksi fermentasi akan berjalan lambat dan jika pH lebih dari 5 maka ragi akan rusak.

11.  Bagaimana cara mengatasi, jika pH dari sari buah tidak dalam range pH 4-5 ?

Jika pH lebih tinggi dari range tersebut dapat ditambahkan cuka untuk menurunkan pH, jika pH terlalu rendah dapat ditambahkan gula.

12.  Apakah tujuan pembuatan starter dalam praktikum kali ini ?

Supaya yeast tidak perlu mengalami fase adaptasi yang panjang setelah dipindahkan ke dalam volume yang sessungguhnya. (mempersingkat waktu adaptasi).

13.  Apakah tanda bahwa starter telah aktif ?

Muncul gelembung CO₂ dari alkohol yang berada pada leher angsa maupun pada permukaan sari buah.

14.  Bagaimanakah reasi pembentukan etanol ?

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

15.  Jika setelah proses fermentasi terjadi penurunan pH, jelaskan mengapa hal itu dapat terjadi !

Adanya perubahan pH ini disebabkan karena pembentukan asam asetat sebagai hasil dari fermentasi lanjutan dari alkohol sehingga mempengaruhi pH.Berikut adalah reaksi yang terjadi :

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

2C₂H₅OH → CH₃COOH + H₂O + 116 kal

16.  Setelah fermentasi, sari buah akan mengalami penurunan densitas , jelaskan mengapa hal itu dapat terjadi !

Hal ini disebabkan oleh adanya perubahan kandungan yang ada dalam sari buah. Pada proses fermentasi dihasilkan gas CO₂ yang dihasilkan ini keluar dari sari buah sehingga kandungan dari sari buah menjadi berkurang sehingga densitas dari sari buah setelah mengalami fermentasi mengalami penurunan. Penyebab lain yang mengakibatkan penurunan densitas adalah sari buah kehilangan kandungan gula yang diganti dengan etanol. Gula memiliki berat molekul lebih besar daripada alkohol, BM gula = 180 gr/mol sedangkan BM etanol = 46 gr/mol sehingga dapat menyebabkan densitas sari buah  setelah mengalami fermentasi mengalami penurunan densitas.

17.  Selain perubahan pH dan densitas, kadar gula sari buah juga akan menurun, mengapa ?

Kadar gula akan berkurang seiring dengan berjalannya waktu karena akan digunakan oleh mikroba untuk metabolismenya. Gula akan diubah menjadi asam piruvat melalui proses glikolisis. Selanjutnya, pada proses dekarboksilasi asam piruvat akan diubah menjadi asetaldehid dan karbon dioksida. Asetaldehid akan diubah menjadi etanol dengan bantuan enzim alkohol dehidrogenase. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa dapat menghasilkan 2 molekul ATP. Ringkasan proses reaksinya adalah sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆→ 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 NADH₂ + Energi

18.  Langkah Kerja !

·        Disaring sari buah sebanyak 1500 mL, kemudian dimasak dalam beaker glass sampai mendidih selama 20 menit.

·        Disaring kembali sari buah tersebut (yang telah dimasak).

·        Dituang sari buah masing-masing ± 200 mL ke dalam 4 buah beaker glass 500 mL.

·        Ditambahkan ke dalam 4 buah beaker glass tersebut masing-masing gula pasir dengan persentase kadar gula 0%, 10%, 20%  dan 30%.

·        Ditambahkan pula nutrien (NH₄)₂HPO₄ 0,025% pada masing-masing beaker tersebut.

·        Diatur pH antara 4,5-5 setelah dingin.

·        Dibuat stater : dituang 10 % vol sari buah dari masing-masing beaker tersebut ke dalam erlenmeyer 500 mL, kemudian ditambahkan 1,5 gram fermipan. Stater dianggap telah aktif fermentasinya kalau telah timbul gelembung gas CO₂.

·        Dimasukkan sari buah pada masing-masing beaker ke dalam erlenmeyer berisi stater setelah stater aktif secara aseptik dan ditutup dengan leher angsa.

·        Diinkubasikan pada suhu 30^oC selama 4 minggu.

·        Dilakukan pengecekan pH, % gula, % alkohol, densitas dan organoleptik.

versi document bisa kalian dapatkan disini

DOWNLOAD

Baca Juga Artikel Ini : Hidrometer/Alkoholmeter

                                                            Wine

Baca Selengkapnya..