PENGAMATAN PERTUMBUHAN SEL KHAMIR (Saccharomyces cereviseae) DAN PEMBUATAN DONAT

Laporan

Disusun untuk memenuhi tugas matakuliah Mikrobiologi Industri yang dibimbing oleh

Dr. Endang Suarsini, M. Ked., dan Sitoresmi Prabaningtyas, S.Si, M.Si

Oleh:

Kelompok

Ana Sa’adah 100342404640

Nur Azizah 100342400923

M. Ali Sukron 100342400942

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI BIOLOGI

Oktober 2013

A. Topik

Pengamatan pertumbuhan sel khamir (Saccharomyces cereviseae) dan

pembuatan donat

B. Hari/Tanggal

Hari Kamis/tanggal 3 Oktober 2013.

C. Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah:

Untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu terhadap pertumbuhan sel

khamir.

Untuk mengetahui pengaruh lama pemeraman dan suhu terhadap

pertumbuhan khamir pada adonan donat.

Mengetahui cara menghitung sel khamir secara mikroskopis

Mengetahui proses pembuatan donat

D. Dasar Teori

Khamir

Khamir termasuk fungi, tetapi dibedakan dari kapang karena bentuknya

yang terutama uniseluler. Reproduksi vegetatif pada khamir terutama dengan cara

pertunasan/budding (Pelczar dan Chan, 1977). Sebagai sel tunggal, khamir

tumbuh dan berkembang biak lebih cepat dibandingkan dengan kapang yang

tumbuh dengan pembentukan filamen. Khamir juga lebih efektif dalam memecah

komponen kimia dibandingkan dengan kapang karena mempunyai perbandingan

luas permukaan dengan volume yang lebih besar. Khamir juga berbeda dari

ganggang karena tidak dapat melakukan proses fotosintesis, dan berbeda dari

protozoa karena mempunyai dinding sel yang kuat. Khamir mudah dibedakan dari

bakteri karena ukurannya yang lebih besar dan morfologinya yang berbeda

dengan bakteri.

Khamir pada umumnya diklasifikasikan berdasarkan sifat-sifat

fisiologinya, dan tidak atas perbedaan morfologinya, seperti pada kapang.

Beberapa khamir tidak membentuk spora (asporogenous) dan digolongkan ke

dalam fungi imperfecti, dan yang lainnya membentuk spora seksual sehingga

digolongkan ke dalam Ascomycetes dan Basidiomycetes.

Morfologi Khamir

Khamir adalah fungi uniseluler yang bersifat mikroskopik. Sel khamir

mempunyai ukuran yang bervariasi, yaitu dengan panjang 1-5 mikrometer sampai

20 mikrometer, dan lebar 1-10 mikrometer. Bentuk sel khamir bermacam-macam

yaitu bulat, oval, silinder atau batang, segitiga melengkung, berbentuk botol,

bentuk apikulat atau lemon, membentuk pseudomiselium dan sebagainya

(Fardiaz, 1992).

Gambar 1. Bentuk-bentuk sel khamir

Sel vegetatif yang berbentuk apikulat atau lemon merupakan karakteristik

grup khamir yang ditemukan pada tahap awal fermentasi alami buah-buahan dan

bahan lain yang mengandung gula, misalnya Hanseniaspora dan Kloeckera.

Bentuk ogival adalah bentuk memanjang di mana salah satu ujung bulat dan ujung

yang lainnya runcing. Bentuk ini merupakan karakteristik dari khamir yang

disebut Brettanomyces. Khamir yang berbentuk bulat misalnya Debaryomyces,

berbentuk oval misalnya Saccharomyces, dan yang berbentuk triangular misalnya

Trygonopsis. Khamir tidak mempunyai flagela atau organ lain untuk bergerak.

Dalam kultur yang sama, ukuran dan bentuk sel khamir mungkin berbeda

karena pengaruh umur sel dan kondisi lingkungan selama pertumbuhan. Sel yang

muda mungkin berbeda bentuknya dari yang tua karena adanya proses ontogeni,

yaitu perkembangan individu sel. Sebagai contoh, khamir yang berbentuk apikulat

(lemon) pada umumnya berasal dari tunas berbentuk bulat sampai oval yang

terlepas dari induknya, kemudian tumbuh dan membentuk tunas sendiri. Karena

proses pertunasannya bersifat bipolar, sel muda yang berbentuk oval membentuk

tunas pada kedua ujungnya sehingga mempunyai bentuk seperti lemon. Sel-sel

yang sudah tua dan telah mengalami pertunasan beberapa kali, mungkin

mempunyai bentuk yang berbeda-beda.

Gambar 2. Perkembangan Bentuk Sel pada Khamir Berbentuk Lemon

(Hanseniaspora) (Phaff et. al., 1968)

Fisiologi Khamir

Khamir tumbuh paling baik pada kondisi dengan persediaan air cukup,

karena khamir dapat tumbuh pada medium dengan konsentrasi solut (gula atau

garam) lebih tinggi daripada bakteri, dapat disimpulkan bahwa khamir

membutuhkan air untuk pertumbuhan lebih kecil dibandingkan kebanyakan

bakteri (Fardiaz, 1992). Jenis khamir tertentu mempunyai persyaratan Aw

(aktivitas air) yang rendah yaitu tergolong dalam osmofilik. Interval Aw untuk

pertumbuhan secara normal adalah 0,89-0,94, sedangkan untuk khamir osmofilik

antara 0,62-0,65.

Keasaman dan suhu yang layak adalah penting bagi pertumbuhan dan

aktivitas khamir. Adapun pH yang disukai antara 4-4,5. Pada keadaan alkalis tidak

dapat tumbuh dengan baik, sedangkan keadaan yang aerobik sangat disukai

(Suwaryono, 1988; Savova dan Nikolova, 2002).

Kisaran suhu untuk pertumbuhan kebanyakan khamir pada umumnya

hampir sama dengan kapang yaitu dengan suhu optimum 25-30ºC dan suhu

maksimum 35-47ºC. Beberapa khamir dapat tumbuh pada suhu 0ºC atau kurang.

Pertumbuhannya yang lambat dan kesanggupannya untuk bersaing kurang,

khamir sering tumbuh pada lingkungan yang kurang baik untuk pertumbuhan

bakteri, lingkungan tersebut antara lain pH rendah, kelembaban rendah, kadar gula

dan garam yang tinggi, suhu penyimpanan rendah, radiasi pada makanan dan

adanya antibiotika (Trihendro, 1989; Viljoen, et al.,2003). Secara umum gula

merupakan sumber energi yang paling baik, hanya untuk jenis khamir oksidatif

dapat menggunakan asam-asam organik dan alkohol (Rahayu, 1989). Khamir

mampu menggunakan berbagai macam sumber nitrogen. Sebagai sumber nitrogen

untuk sintesis protein, kebanyakan khamir dapat menggunakan ion nitrat dan nitrit

(Fardiaz, 1992).

Sifat fisiologis yang digunakan dalam klasifikasi khamir adalah fermentasi

dan asimilasi. Fermentasi yaitu aktivitas metabolisme yang menghasilkan energi

(katabolisme) dan membutuhkan substrat, sedangkan asimilasi merupakan

aktivitas metabolisme yang memerlukan energi (anabolisme) dan menghasilkan

senyawa tertentu.

Metabolisme dan Substrat untuk Pertumbuhan Khamir

Khamir dapat dibedakan atas dua kelompok berdasarkan sifat

metabolismenya, yaitu yang bersifat : (1) fermentatif, dan (2) oksidatif. Khamir

fermentatif dapat melakukan fermentasi alkohol, yaitu memecah glukosa melalui

jalur glikolisis (Embden Meyerhoff-Parnas) dengan total reaksi sebagai berikut:

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2

Glukosa alkohol Karbondioksida

Khamir yang digunakan dalam pembuatan roti dan bir merupakan spesies

Saccharomyces yang bersifat fermentatif kuat. Tetapi dengan adanya oksigen, S.

cerevisiae juga dapat melakukan respirasi yaitu mengoksidasi gula menjadi

karbondioksida dan air. Oleh karena itu, tergantung dari kondisi pertumbuhan, S.

cerevisiae dapat mengubah sistem metabolismenya dari jalur fermentatif menjadi

oksidatif (respirasi). Kedua sistem tersebut menghasilkan energi, meskipun energi

yang dihasilkan melalui respirasi lebih tinggi dibandingkan dengan melalui

fermentasi.

Pasteur adalah peneliti yang pertama kali mendemonstrasikan bahwa

khamir yang bersifat fermentatif, jika diberi aerasi aktivitas fermentasinya akan

menurun, dan sebagian glukosa akan direspirasi (dioksidasi) menjadi

karbondioksida dan air. Fenomena ini disebut efek Pasteur, dan telah diterapkan

dalam produksi ragi roti, di mana tidak dikehendaki proses fermentasi atau

pembentukan alkohol. Jika konsentrasi gula dipertahankan tetap rendah, kondisi

yang sangat aerobik (oksigen berlebihan) menyebabkan semua gula

direspirasimenjadi karbondioksida dan air. Khamir yang digunakan dalam

pembuatan bir, yaitu Saccharomyces carlsbergenis, bersifat fermentatif kuat dan

oksidatif lemah (Fardiaz, 1992).

Banyak spesies khamir yang bersifat oksidatif kuat, yaitu tidak dapat

melakukan fermentasi alkohol. Khamir semacam ini bersifat aerobik karena

membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya, misalnya semua spesies

Rhodotorula dan Cryptococcus, dan beberapa spesies Candida, Torulopsis, dan

beberapa jenis lainnya. Selain itu beberapa spesies khamir bersifat oksidatif kuat

tetapi dapat melakukan fermentasi secara lemah, misalnya beberapa spesies dari

jenis Debaryomyces dan Pichia (Pelczar dan Chan, 1977).

Pada khamir yang bersifat fermentatif, 70% dari glukosa di dalam substrat

akan diubah menjadi karbondioksida dan alkohol, sedangkan sisanya sebanyak

30% tanpa adanya nitrogen akan diubah menjadi produk penyimpanan cadangan.

Produk penyimpanan tersebut akan digunakan kembali melalui fermentasi

endogenous jika glukosa di dalam medium habis.

Morfologi sel khamir dapat diamati menggunakan beberapa cara yaitu:

pengamatan langsung dengan mikroskop biasa, pengamatan dengan mikroskop

biasa setelah diwarnai dengan pewarna tertentu, terutama untuk melihat kondisi

lokasi komponen tertentu di dalam sel. Pengamatan dengan mikroskop elektron

terhadap dinding sel yang telah dipisahkan dari selnya dan pengamatan dengan

mikroskop elektron terhadap irisan tipis sel khamir. Untuk mewarnai sel khamir

dapat digunakan pewarna seperti yang digunakan untuk bakteri, tetapi karena

beberapa pewarna mungkin menutupi struktur sel, untuk melihat lokasi masing-

masing struktur di dalam sel dapat digunakan pewarna spesifik. Mikrostruktur sel

khamir terdiri dari kapsul, dinding sel, membran sitoplasma, nukleus, satu atau

lebih vakuola, mitokondria, globula lipid, volutin atau polifosfat, dan sitoplasma

(Cook, 1958).

Beberapa khamir ditutupi oleh komponen ekstraseluler yang berlendir dan

disebut kapsul. Kapsul tersebut menutupi bagian luar dinding sel dan terutama

terdiri dari polisakarida termasuk glukofosfomanan, suatu polimer menyerupai

pati, dan heteropolisakarida yaitu polimer yang mengandung lebih dari satu

macam unit gula seperti pentosa, heksosa, dan asam glukuronat (Fardiaz, 1992).

E. Alat dan Bahan

Alat

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah: Beaker glass,

sendok, kaca pengaduk, kompor, wajan, sutil, kulkas, water bath, hemacytometer,

baskom, plastik, pipet tetes, mikroskop cahaya, timbangan triple beam dan oven.

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah: tepung terigu,

gula pasir, yeast, aquades, telur, air, mentega, meses, alumunium foil, minyak

goreng, mortar dan pistile,

F. Cara Kerja

Pengamatan Pertumbuhan KhamirMenyiapkan alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum Mengambil 1/2 sendok teh yeast kemudian melarutkan nya ke dalam 100 ml aquades sterilMembuat beberapa perlakuan yakni dengan perlakuan suhu (pada suhu kamar,suhu water bath, dan suhu kulkas) dan waktu (0 menit, 20 menit, 40 menit, dan 80 menit)Mengambil aquades yang bercampur dengan yeast dengan menggunakan pipet tetes dan meneteskannya pada hemacytometer sebanyak 1 tetesMengamati pertumbuhan khamir menggunakan mikroskop cahaya dan hemacytometer dengan menghitung 3x ulangan

Pengamatan Pertumbuhan Khamir pada Pembuatan DonatMenyiapkan alat dan bahan yang digunakan untuk pembuatan donatMerebus 250 g kentang sampai matang kemudian menghaluskan nya dengan mortar dan pistileMencampur bahan yang dibuat untuk adonan donat yakni kentang, tepung terigu, yeast, mentega, kuning telurMencapur semua bahan adonan sampai menyatuMembagi adonan menjadi beberapa bagian untuk beberapa perlakuan yakni suhu (suhu kulkas, suhu kamar, dan suhu water bath) dan waktu pemeraman (15 menit,20 menit, dan 40 menit)Menimbang berat awal adonan donat dan berat akhir donat setelah melalui proses pemeraman

G. Data Pengamatan

a. Penghitungan jumlah sel

Tabel 1. Data jumlah sel khamir

Perlakuan Waktu

Jumlah SelSuhu Kamar (260 C) Water Bath (350 C) Kulkas (40 C)

To (0’) 23 25 27 45 47 36 37 32 36T1 (20’) 30 33 36 49 51 54 40 43 46T2 (40’) 53 57 55 47 49 53 54 56 51T3 (60’) 60 61 66 44 40 41 78 70 75T4 (80’) 33 35 33 46 48 48 86 86 87

b. Penimbangan adonan donat

Tabel 2. Berat adonan donat

Waktu inkubasi

adonan (menit)Suhu (0 C) Berat

awal (g)Berat

akhir (g)Selisih (berat akhir

- berat awal) (g)

15 4 (kulkas) 163,7 162,7 -1,0 (berkurang)

20 26 (kamar) 182,1 181,8 -0,3 (berkurang)35 (waterbath) 174 174,2 0,2 (bertambah)

40 26 (kamar) 171,2 170,5 -0,7 (berkurang)35 (waterbath) 198,3 198,5 0,2 (bertambah)

H. Analisis Data

a. Penghitungan jumlah sel

Pengamatan pertumbuhan sel yeast dilakukan dengan menghitung jumlah

sel yeast secara langsung menggunakan mikroskop. Yeast yang telah diencerkan

diteteskan di atas hemasitometer dan ditutup dengan kaca penutup, selanjutnya

diletakkan di atas mikroskop dan dihitung jumlah sel yeast dari tiga petak

pengamatan. Yeast diencerkan sebanyak 20 x ( 5 g yeast dilarutkan dalam 100 ml

akuades). Yeast yang telah diencerkan diberi perlakuan waktu dan suhu. Suhu

yang digunakan yaitu suhu kamar (260 C), suhu waterbath (350 C), dan suhu

kulkas (40 C), sedangkan waktu untuk penghitungan sel yeast yaitu 0 menit (T0),

20 menit (T1), 40 menit (T2), 60 menit (T3), dan 80 menit (T4). Jumlah total sel

yeast yang diamati pada 3 petak pengamatan dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 3. Penghitungan jumlah total sel khamir

PerlakuanWaktu

Jumlah Total SelSuhu Kamar

(260 C)Water Bath

(350 C)Kulkas (40 C)

To (0’) 75 128 105T1 (20’) 99 154 129T2 (40’) 165 149 161T3 (60’) 187 125 223T4 (80’) 101 142 259

Volume yeast per mm3 berturut-turut dari suhu kamar, suhu water bath,

dan kulkas dihitung dengan perhitungan sebagai berikut:

V = p x l x t x jumlah petak pengamatan

= 1/5 x 1/5 x 1/10 x 3

= 3/250 mm3

Jumlah sel dalam 1mm3 larutan yeast sebagai berikut:

V = x (jumlah total sel yeast yang terhitung)

3/250 mm3 = x

1mm3 = 250x / 3

Penghitungan sel yeast dalam 1 mm3 (tanpa pengenceran):

V = ∑ sel/mm3 X faktor pengenceran

V = 250x/3 X 20 kali

= 5000 x/3

Jumlah sel yeast dalam 1mm3 (tanpa pengenceran) sebagai berikut:

Suhu kamar

- T0 (0’) x = 75 - T1 (20’) x = 99

1mm3 = 5000 X 75 1mm3 = 5000 X 99

3 3

= 125.000 sel = 165.000 sel

- T2 (40’) x = 165 - T3 (60’) x = 187

1mm3 = 5000 X 165 1mm3 = 5000 X 187

3 3

= 275.000 sel = 311.667 sel

- T4 (80’) x = 101

1mm3 = 5000 X 101

3

= 168.333 sel

Suhu water bath

- T0 (0’) x = 128 - T1 (20’) x = 154

1mm3 = 5000 X 128 1mm3 = 5000 X 154

3 3

= 213.333 sel = 256.667 sel

- T2 (40’) x = 149 - T3 (60’) x = 125

1mm3 = 5000 X 149 1mm3 = 5000 X 125

3 3

= 248.333 sel = 208.333 sel

- T4 (80’) x = 142

1mm3 = 5000 X 142

3

= 236.667 sel

Suhu kulkas

- T0 (0’) x = 105 - T1 (20’) x = 129

1mm3 = 5000 X 105 1mm3 = 5000 X 19

3 3

= 175.000 sel = 215.000 sel

- T2 (40’) x = 161 - T3 (60’) x = 223

1mm3 = 5000 X 161 1mm3 = 5000 X 223

3 3

= 268.333 sel = 371.667 sel

- T4 (80’) x = 259

1mm3 = 5000 X 259

3

= 431.667 sel

Berdasarkan perhitungan jumlah sel yeast pada tiap variasi suhu dan

waktu, maka dapat dibuat sebuah kurva yang menunjukkan fase pertumbuhan sel

yeast. Berikut kurva yang menunjukkan pertumbuhan sel yeast.

0 menit

20 menit

40 menit

60 menit

80 menit

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

Suhu kamar

Waterbath

Kulkas

Gambar 3. Fase pertumbuhan sel yeast pada variasi suhu dan waktu

Berdasarkan kurva diatas, dapat dilihat fase pertumbuhan dari sel yeast.

Pada perlakuan suhu kamar, jumlah sel yeast semakin banyak mulai dari waktu 0

menit – 60 menit, namun setelah waktu ke 80 menit jumlah sel yeast berkurang.

Hal ini menunjukkan bahwa pada waktu ke 0 – 60 menit, terjadi pertumbuhan sel

dan puncaknya pada waktu ke 60 menit. Pada waktu ke 80 menit, sel berhenti

tumbuh dan mati.

Pada perlakuan kedua, yeast diletakkan dalam waterbath bersuhu 350 C.

Jumlah sel yeast pada T0 213.333 sel, jumlah ini terus bertambah hingga waktu ke

20 menit ditunjukkan dengan garis kurva naik. Waktu ke 20 menit – 60 menit,

jumlah sel yeast berkurang mengakibatkan kurva bergerak turun. Pada menit ke

60 menuju 80, garis kurva kembali bergerak naik menunjukkan terjadi

pertambahan jumlah sel. Dari keterangan tersebut, terlihat bahwa data yang

diambil kurang valid dan belum mampu menunjukkan pertumbuhan sel yeast.

Perlakuan selanjutnya, yeast diletakkan dalam kulkas, dan dari masing-

masing waktu perlakuan dihitung jumlah selnya. Jumlah sel yeast dari waktu 0

menit – 80 menit terus mengalami kenaikan, tanpa ada penurunan jumlah sel. Jika

dibandingkan dengan perlakuan suhu yang lain, kenaikan jumlah sel yeast yang

diletakkan dalam kulkas paling tinggi. Berdasarkan data tersebut, diketahui bahwa

pertumbuhan sel yeast pada suhu kulkas paling cepat.

Tabel 4. Penghitungan kecepatan pertumbuhan sel khamir

PerlakuanWaktu

Jumlah Total SelSuhu Kamar

(260 C)Water Bath

(350 C)Kulkas (40 C)

To (0’) 75 128 105T1 (20’) 99 154 129T2 (40’) 165 149 161T3 (60’) 187 125 223T4 (80’) 101 142 259

b. Penimbangan adonan donat

Semua bahan yang digunakan sebagai donat dicampur secara merata

hingga menjadi adonan. Adonan selanjutnya diberi fermipan (yeast) dan

diinkubasi. Proses inkubasi menggunakan variasi lama waktu inkubasi dan suhu

inkubasi. Lama waktu yang diperlukan yaitu 15 menit, 20 menit, dan 40 menit.

Suhu yang digunakan meliputi suhu kamar (260 C), suhu kulkas (0C), dan suhu

dalam waterbath (350 C). Adonan donat ditimbang beratnya sebelum inkubasi dan

setelah inkubasi, untuk mengetahui adonan mengalami penyusutan atau

pengembangan.

Adonan I, diinkubasi dalam kulkas selama 15 menit. Berat awal adonan

sebelum inkubasi sebesar 163,7 g, sedangkan setelah diinkubasi berat adonan

menjadi 162,7 g, berarti adonan mengalami penyusutan sebesar 1 g. Adonan II,

diinkubasi dalam suhu kamar selama 20 menit. Berat awal adonan sebelum

inkubasi sebesar 182,1 g, sedangkan setelah diinkubasi berat adonan menjadi

181,8 g. Adonan yang diinkubasi tersebut mengalami penyusutan berat sebesar

0,3 g. Adonan III, diinkubasi dalam waktu yang sama yaitu 20 menit, namun

diletakkan dalam waterbath yang diatur suhunya 350 C. Berat awal adonan

sebelum inkubasi sebesar 174 g, sedangkan setelah diinkubasi berat adonan

menjadi 174,2 g, berarti adonan yang diinkubasi dalam waterbath selama 20 menit

mengalami pengembangan dan beratnya bertambah 0,2 g. Adonan IV, diinkubasi

dalam suhu kamar selama 40 menit. Berat awal adonan sebelum inkubasi sebesar

171,2 g, sedangkan setelah diinkubasi berat adonan menjadi 170,5 g. Adonan

yang diinkubasi dalam suhu kamar selama 40 menit mengalami penyusutan

sebesar 0,7 g. Adonan V, diinkubasi dalam waterbath selama 40 menit. Berat awal

adonan sebelum inkubasi sebesar 198,3 g, sedangkan setelah diinkubasi berat

adonan menjadi 198,5 g. Berat adonan bertambah sebesar 0,2 g.

Penilaian keberhasilan pembuatan adonan donat tidak hanya dilihat dari

berat adonan, namun juga dilihat pada saat adonan digoreng. Adonan I, II, dan IV

ketika digoreng tidak mengembang, sedangkan adonan III dan adonan V

mengembang ketika digoreng, hanya saja adonan III tidak mengembang sempurna

jika dibanding dengan adonan V.

I. Pembahasan

a. Perhitungan Sel Khamir Saccharomyces cereviciae 

Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai pertambahan jumlah sel dengan

bertambahnya RNA, DNA, protein dan air dalam sel. Untuk mengukur kecepatan

pertumbuhan sel maka dilakukan perhitungan secara kuantitatif dengan cara

menghitung jumlah atau berat sel pada setiap waktu selama pertumbuhan

berlangsung. Pengukuran jumlah sel dapat dilakukan dengan menggunakan

mikroskop (haemocytometer) untuk menghitung jumlah sel dengan ukuran 3 µm

atau lebih besar.

Fase pertumbuhan sel dapat dibagi menjadi beberapa tahap yaitu: (i) fase

lag (pertumbuhan sama dengan nol), (ii) fase percepatan pertumbuhan

(pertumbuhan cepat mengikuti kurva eksponensial), (iii) fase stagnan (kecepatan

pertumbuhan tetap) dan (iv) fase kematian (pertumbuhan semakin lambat dan

sebagian sel mati). Pada fase lag jumlah sel tetap, tetapi sel dapat bertambah besar

pada periode ini. Beberapa parameter yang mempengaruhi waktu fase lag adalah

jenis dan umur sel mikroorganisma, ukuran inokulum dan kondisi media tumbuh

(Lee, 1992).

Sebelum dilakukan perhitungan dengan hemasitometer, sel khamir diberi

perlakuan suhu dan waktu. Suhu divariasi dengan memasukkan larutan yeast

kedalam kulkas, suhu ruang, dan waterbath. Sedangkan waktu yang dipergunakan

memiliki selisih 20 menit mulai dari menit ke-0 (T0), 20 (T1), 40 (T2), 60 (T3), dan

80 (T4). Hasil perhitungan menunjukkan perbedaan pada masing-masing

perlakuan suhu. Pada grafik (gambar 1) terlihat bahwa sel khamir pada suhu

kulkas memiliki pertumbuhan paling tinggi, sedangkan sel khamir pada waterbath

memiliki pertumbuhan yang lambat, bahkan sempat menurun pada menit ke-60.

Hal tersebut tidak sesuai dengan teori, seharusnya pada suhu kulkas (40C) sel

khamir mengalami pertumbuhan fase stagnan (kecepatan pertumbuhan tetap)

karena suhu 40C merupakan suhu yang terlalu dingin bagi sel khamir. Sel khamir

pada suhu ruang memiliki fase pertumbuhan yang relative normal, meliputi fase

lag, fase pertumbuhan, fase stagnan, dan fase kematian. Sedangkan sel khamir

pada suhu waterbath (350C) memiliki fase petumbuhan yang tidak stabil.

Fase pertumbuhan pada sel khamir ditentukan oleh kondisi lingkungan

meliputi suhu, pH, dan nutrisi pada media. Apabila sel tumbuh di dalam medium

yang kekurangan nutrien atau ekses nutrien, maka waktu fase lag lebih lama.

Karena sel harus menghasilkan enzim yang sesuai dengan jenis nutrien yang ada.

Selain fase lag lama, pertumbuhan sel khamir juga cenderung akan lambat karena

pada inokulum khamir tidak diberi tambahan nutrien, misalnya gula yang

dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk pembelahan sel.

Suhu juga merupakan faktor yang berpengaruh terhadap pertumbuhan sel

khamir. Jika sel khamir berada pada suhu < suhu optimal pertumbuhannya, maka

sel khamir tumbuh lambat atau tidak tumbuh, sedangkan jika suhu jauh

melampaui suhu optimal, sel khamir akan mati. Kisaran suhu untuk pertumbuhan

kebanyakan khamir pada umumnya hampir sama dengan kapang yaitu dengan

suhu optimum 25-30ºC dan suhu maksimum 35-47ºC. Beberapa khamir dapat

tumbuh pada suhu 0ºC atau kurang. Pertumbuhannya yang lambat dan

kesanggupannya untuk bersaing kurang, khamir sering tumbuh pada lingkungan

yang kurang baik. Pada rentangan suhu 25-30ºC, sel khamir akan tumbuh optimal

(fase pertumbuhn optimal) hingga pada waktu tertentu akan mengalami fase

stagnan (pertumbuhan tetap/ tidak terjadi pertumbuhan, dan akhirnya

pertumbuhan sel lambat dan akhirnya mati. Pada berbagai perlakuan suhu, sel

khamir yang diletakkan pada suhu kamar (260C) mengalami pertumbuhan optimal

dan melewati fase pertumbuhan dan pertumbuhan lambat yang akhirny sel akan

mati. Hal ini sesuai dengn teori yang ada ahwa sel kamir tumbuh optimal pada

rentang suhu 250C - 300C.

b. Penimbangan Adonan Donat

Roti adalah makanan yang terbuat dari tepung terigu, air, dan ragi yang

pembuatannya melalui tahap pengulenan, fermentasi (pengembangan), dan

pemanggangan dalam oven. Bahan dan proses yang dilaluinya membuat roti

memiliki tekstur yang khas. Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan roti

dapat digolongkan bahan utama dan bahan pembantu. Bahan utama yang

digunakan dalam pembuatan roti adalah tepung terigu, air, ragi roti, dan gula.

Yeast/ragi berfungsi sebagai pengembang, sangat penting untuk fermentasi

dan menghasilkan alkohol, panas dan cita rasa. Asam laktat dan asam asetat yang

dihasilkan selama fermentasi menyebabkan adonan lebih lentur (mellowing).

Fermentasi juga akan menghasilkan ciri khas aroma roti. Pemakaian ragi dalam

adonan sangat berguna untuk mengembangkan adonan karena terjadi proses

peragian terhadap gula dan memberi aroma (alkohol). 

Pengembangan roti dipengaruhi oleh proses fermentasi yang dilakukan

oleh khamir berupa Saccharomyces cereviciae  yang terdapat dalam ragi (yeast).

Kecepatan proses fermentasi ditentukan oleh waktu dan suhu penyimpanan

adonan saat menjalani proses fermentasi. Adonan donat pada praktikum kali ini

diberi perlakuan macam-macam waktu dan suhu saat fermentasi. Waktu yang

diberikan saat inkubasi yaitu 15, 20, dan 40 menit. Sedangkan suhunya divariasi

antara suhu ruang (260C) dan suhu waterbath (350C) pada perlakuan 20 dan 40

menit. Perlakuan 15 menit diletakkan pada suhu kulkas (40C).

Hasil perlakuan saat praktikum membuktikan bahwa aktivitas metabolisme

sel khamir tertinggi terdapat pada perlakuan suhu 350C saat menit ke-20 dan 40.

Hal tersebut terlihat saat proses penimbangan akhir terjadi peningkatan berat pada

adonan sebesar 0,2 gram. Suhu optimum untuk pertumbuhan sel khamir adalah

250C, tetapi pada kondisi panas (suhu diatas 250C) dapat meningkatkan

pertumbuhan sel khamir menjadi dua kali lipat sehingga menghasilkan alkohol

dan gas CO2 lebih banyak dibandingkan suhu normal. Pada suhu tersebut berat

adonan meningkat dikarenakan gas CO2 yang terperangkap di dalam adonan.

Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Oryzae (2012), bahwa gas CO2 yang

dihasilkan selama proses fermentasi akan terperangkap di dalam lapisan film

gluten pada tepung terigu yang impermiabel. Gas akan mendesak lapisan yang

elastis dan extensible yang selanjutnya menyebabkan pengembangan

(penambahan volume) adonan. Menurut sumber lain (Modul pembelajaran ITB)

disebutkan bahwa Saccharomycess cereviceae bersifat anaerob fakultatif. Oksigen

(O2) dari udara masuk ke dalam adonan saat proses pencampuran dan pengulenan

adonan, yang selanjutnya dimanfaatkan untuk proses pertumbuhan khamir berupa

proses respirasi yaitu mengoksidasi gula menjadi karbondioksida dan air. Reaksi

tersebut disebut sebagai reaksi oksidatif. Selain itu khamir juga melakukan

fermentasi dari gula sederhana pada adonan yang menghasilkan penambahan

biomassa sel dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

Reaksi oksidatif = C6H12O6 → CO2 + H2O + biomassa sel

Reaksi fermentatif = C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2CO2

Sebaliknya, penyimpanan dalam suhu kulkas (40C) selama 15 menit

menyebabkan adonan semakin memadat, dan berat semakin menurun sebanyak

1,0 gram. Hal tersebut kemungkinan disebabkan oleh sel khamir yang tidak

melakukan pertumbuhan dan metabolismenya karena suhu yang terlalu dingin,

sehingga tidak terdapat gas CO2 yang mempengaruhi pertambahan berat adonan.

Selama proses fermentasi akan terbentuk CO2 dan ethyl alkohol. Gula-gula

sederhana seperti glukosa dan fruktosa digunakan sebagai substrat penghasil

CO2. Gas CO2 yang terbentuk menyebabkan adonan roti mengembang dan alkohol

berkontribusi dalam membentuk aroma roti. Proses fermentasi oleh ragi

juga berhubungan dengan aktivitas enzim yang terdapat pada ragi (Oryzae, 2012).

Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan adonan donat memiliki peranan

penting dalam menentukan tekstur donat. Tepung terigu mengandung dua macam

protein yang memegang peranan penting dalam pembuatan roti, yaitu protein

gluten berfungsi menentukan struktur produk roti dan memberikan kekuatan pada

adonan untuk menahan gas dari aktivitas ragi, dan glutenin memberikan elastisitas

dan kekuatan untuk perenggangan terhadap gluten. Kandungan gizi tepung terigu

yang baik akan mempunyai komposisi kadar air 13%, kadar protein 12-13%,

kadar hidrat arang 72-73%, kadar lemak 1,5%, pada saat bercampur dengan air

yang berfungsi sebagai kerangka roti, membuat adonan tidak mudah pecah pada

waktu diroll dan menahan gas CO2 hasil fermentasi.

Air berfungsi utama untuk hidration atau pembasahan, bekerja bersama

protein untuk membentuk gluten, bersama pati untuk membentuk gelatinisasi, air

juga untuk melarutkan gula, dan bahan lainnya. Air juga berfungsi menjaga suhu

adonan. Kurang atau kelebihan air akan berpengaruh terhadap keras atau lunak

nya sebuah roti. Kebanyakan air (kesadahan tinggi) akan memperlambat

fermentasi namun sebaliknya bila kekurangan air (kesadahan rendah) maka

adonan akan menjadi lengket dan mempercepat fermentasi. Penyerapan air juga

dipengaruhi oleh kadar protein dan kadar damaged starch (kerusakan pati).

Gula berfungsi sebagai makanan yeast/ragi, gula didalam roti itu bisa

didapat dari gula yang ditambahkan ke formula, namun gula nya bisa didapat dari

kadar alami suatu tepung terigu, dapat juga dari hasil pemecahan enzim alpha

amilase dan beta amilase pada damaged starch. Sisa dari pada gula akan berperan

untuk warna kulit roti, citarasa roti, dan kelembutan roti serta dapat meningkatkan

umur simpan roti.

Margarine/mentega berfungsi sebagai pelumas adonan, pengunaan lemak

secara normal akan meningkatkan volume roti, juga berfungsi sebagai

peningkatan ketipisan kulit roti dan keempukan roti yang akan membuat pori pori

roti menjadi halus (Oryzae, 2012).

Hasil praktikum menunjukkan bahwa pada suhu 26oC, berat adonan roti

semakin menurun. Hal tersebut dimunginkan karena kesalahan dari praktikan saat

membuat adonan roti. Saat proses pengulenan terlalu banyak praktikan yang ikut

membantu mencampur adonan, sehingga mengakibatkan komposisi bahan-bahan

dalam adonan tidak tercampur dengan merata. Sedangkan menurut Oryzae (2012)

mengatakan bahwa ragi tidak boleh dicampur dengan garam, gula, atau larutan

garam maupun gula yang pekat. 

Lama pembakaran roti secara tepat tergantung pada ukuran atau bentuk

roti, jumlah gula yang digunakan dalam formula dan jenis roti yang dibakar. Pada

saat awal proses pemanggangan adonan roti (baking) terjadi penurunan tingkat

viskositas suatu adonan roti disamping itu juga akan terjadi peningkatan aktivitas

enzim yang berperanan aktif dalam pengembangan adoanan roti. Ketika suhu

pemanggangan mencapai suhu 56⁰C maka akan terjadi proses gelatinisasi pati dan

memudahkan terjadinya reaksi hidrolisis amilosa dalam molekul pati atau

amilolisis. Hidrolisis molekul pati yang mulai tergelatinisasi akan membentuk

senyawa dextrin dan senyawa gula sederhana lainnya, dan pada saat yang

bersamaan akan terjadi proses pelepasan air (dehidrasi). Hal ini akan berkontribusi

secara lanjut terhadap kelengketan adonan roti (crumb stickiness) yang dihasilkan

dan meningkatnya intensitas warna kulit roti (crust color). 

Lama penyiapan dan fermentasi adonan sangat bervariasi yang harus dapat

dikendalikan dengan baik. Penggunaan proporsi khamir yang tinggi akan

menyebabkan pembentukkan gas yang cepat. Hal ini dapat menyulitkan dalam

pengaturan waktu fermentasi dan penyiapan adonan. Untuk itu, penjadwalan yang

ketat dibutuhkan saat penyiapan adonan karena pengembangan volume adonan

terjadi dengan cepat. Pengakhiran proses fermentasi sangat mempengaruhi

volume dan bentuk akhir produk bakery.

J. Kesimpulan

Dari praktikum tersebut dapat disimulkan bahwa:

1. sel khamir yang diletakkan pada suhu kamar mengalami perumbuhan optimal.

2. suhu dan waktu berpengaruh terhadap pertumbuhan sel khamir.

3. adonan yang diinkubasi dalam waterbath mengalami pertumbuhan optimum

dan adonan mengembang baik jika dibanding dengan adonan lain pada suhu

kamar dan suhu kulkas.

J. Daftar Rujukan

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan I. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.

Lee, James M. 1992. Biochemical Engineering. Prentice Hall. Englewood Cliffs:New Jersey, hal. 42-48.

Modul pembelajaran ITB. Tanpa tahun. Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II. Departemen Teknik Kimia ITB: Bandung.

Oryzae, R. 2012. Proses Kimia pada Pembuatan Donat oleh Saccharomyces cereviciae (online). http://tepegeee.blogspot.com. Diakses pada tanggal 02 Oktober 2013

Pelczar, M. J. Jr., dan Chan, E. C. S. 1977. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Universitas Indonesia Press.