FERMENTASI BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pada proses fermentasi saat memprosesan bahan pangan dengan mengubah karbohidrat mejadi alkohol dan karbondioksida (asam amoni organik) dengan menggunakan bakteri dan ragi maupun kombinasi ketiganya dengan kondisi anaerobik. Proses fermentasi yang dilakukan pada semua makanan fermentasi bisa juga dimanfaatkan untuk menyelamatkan makanan dari berbagai masalah, seperti pembusukan atau basi dan keracunan. Karena fermentasi sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia, maka dilakukan percobaan dalam memproduksi kombucha dan nata yang merupakan produk fermentasi dari sari buah-buahan. Pembuatan produk fermentasi pada praktikum ini, digunakan bakteri Acetobacter xylinum. Produk fermentasi yang dibuat yaitu nata dan kombucha dari sari pepaya atau Carica papaya L. Nata merupakan suatu zat yang menyerupai gel, tidak larut dalam air dan terbentuk pada permukaan media fermentasi air kelapa dan beberapa sari buah masam. Sedangkan kombucha adalah fermentasi teh menggunakan campuran kultur bakteri dan khamir sehingga diperoleh citarasa asam. Dengan praktikum ini, dapat diketahui bagaimana proses pembuatan produk fermentasi seperti Nata dan Kombucha dari pepaya atau Carica Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI papaya L. Dengan dilakukannya praktikum ini kita dapat mengetahui peran bakteri dalam proses fermentasi. B. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah pada percobaan ini yaitu bagaimana ketebalan nata yang terbentuk dan range pH pada kombucha terhadap variasi jumlah starter yang digunakan C. Maksud Praktikum Adapun maksud dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui dan memahami cara pembuatan produk fermentasi nata dan kombucha dari sari buah pepaya. D. Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk menentukan hasil produksi fermentasi dan kombucha dengan menggunakan Acetobacter xylinum menggunakan sari buah pepaya. E. Manfaat Praktikum Adapun manfaat dari percobaan ini yaitu untuk memberikan gambaran tentang proses pembuatan produk fermentasi dari buah pepaya. Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Teori Umum Fermentasi adalah suatu proses pengubahan senyawa yang terkandung di dalam substrat oleh mikroba (kulture) misalkan senyawa gula menjadi bentuk lain (misalkan selulosa atau Nata de Coco), baik merupakan proses pemecahan maupun proses pembentukan dalam situasi aerob maupun anaerob. Jadi proses fermentasi bisa terjadi proses katabolisme maupun proses anabolisme (Sumanti, 2007). Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satusatunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik (Pelczar,2007). Fermentasi adalah proses penghasil energi utama dari berbagai mikroorganisme. Mikroorganisme seperti itu disebut anaerob, karena mereka mampu hidup dan memecah senyawa organik tanpa oksigen. Beberapa dari organisme tersebut akan mati jika dengan oksigen. Dalam hal ini mereka disebut anaerob obligat (Sasmitamihardja, 2005). Fermentasi adalah suatu proses terjadinya perubahan kimia pada suatu substrat organik melalui aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Dalam pengolahan pangan, proses fermentasi dengan Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI menggunakan aktivitas mikroorganisme secara terkontrol ini biasanya ditujukan untuk meningkatkan keawetan oangan dengan diproduksinya asam atau alkohol, untuk menghasilkan produk dengan karakateristik rasa dan aroma yang khas, atau untuk menghasilkan pangan dengan mutu dan nilai yang lebih baik. Contoh-contoh produk pangan fermentasi ini bermacam-macam mulai dari produk tradisional (misalnya tempe, tauco, tape) sampai kepada produk yang modern (misalnya salami dan yoghurt). Genis mikroorganisme yang berperan antara lain, bakteri pembentukasam laktat, asam asetat, dan beberapa jenis khamir penghasil alkohol (Suprihatin, 2010). Reaksi keseluruhan fermentasi adalah satu molekul glukosa diubah menjadi dua molekul etanol dan dua molekul karbondioksida. Fermentasi seperti glikolisis, adalah serangkaian reaksi yang terjadi tanpa oksigen. Antara proses fermentasi dan proses glikolisis hanya sedikit sekali perbedaannya, sebagian besar reaksi antara terdapat pada kedua jalur (Sasmitamihardja, 2005). Didalam proses fermentasi mikroba yang digunakan didalam proses fermentasi harus mempunyai sifat fermentatif dan mampu mengubah karbohidrat didalam pangan maupun senyawa turunannya menjadi karbondioksida, asam maupun alkohol. Jenis mikroba dibagi menjadi mikroba lipolitik dan mikroba proteolitik dimana pada mikroba lipolitik akan menghidrolisis lemak dan senyawa turunannya dan menyebabkan bau tengik, sedangkan mikroba proteolitik akan memecah protein dan senyawa nitrogen lainnya dan menghasilkan bau busuk. Bakteri, jamur Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI dan khamir merupakan jenis mikroba yang umum digunakan didalam proses fermentasi (Winarno, 2000). Suhu fermentasi mempengaruhi lama fermentasi karena pertumbuhan mikroba dipengaruhi suhu lingkungan fermentasi. Mikroba memilki kriteria pertumbuhan yang berbeda-bea. Derajat keasaman pH merupakan salah satu faktor penting yang perlu untuk diperhatikan saat proses fermentasi karena pH mempengaruhi pertumbuhan bakteri fermentasi. Oksigen mempengaruhi fermentasi karena setiap mikroorganisme membutuhkan oksigen dalam jumlah yang berbeda sehingga harus diatur (Sri Rini Dwi Ari, 2008). Bakteri nata membutuhkan 3 komponen utama untuk berkembang dengan baik, yakni gula, asam organik dan mineral. Beberapa bahan dasar nata, seperti air kelapa dan whey tahu, kandungan gulanya rendah sehingga perlu dutambahkan gula pasir. Tanpa penambahan gula pasir terkstur nata menjadi kurang tebal (Warisno, 2009). Kombucha atau dikenal masyarakat Indonesia sebagai jamur teh atau jamur dipo, adalah fermentasi teh menggunakan campuran kultur bakteri dan khamir sehingga diperoleh citarasa asam dan terbentuk lapisan nata. Kombucha telah lama dikenal di berbagai Negara Eropa dan Jepang. Kombucha dipercaya masyarakat dapat digunakan untuk mengatasi masalah kesehatan, seperti darah tinggi atau rendah, rematik, kegemukan, arthritis, migraine, diabetes dan lainnya (Warisno, 2009). Substrat adalah media pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum, bentuk cair yang didalamnya mengandung nutrisi yang diperlukan untuk Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI pertumbuhan Acetobacter xylinum di dalam menghasilkan suatu nata (Elfina, 2009). B. Uraian Bahan 1. Aquadest (Dirjen POM, 1979) Nama resmi : AQUA DESTILATA Nama lain : Air suling Rumus molekul : H2O Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik Pemeriaan : Cairan jernih; tidak berwarna; tidak berbau; Kegunaan : Sebagai pelarut. 2. Asam Asetat (Ditjen POM, 1979) Nama resmi : ACIDUM ACETICUM Nama sinonim : Asam asetat, Cuka RM / BM : CH3COOH / 60,05 Pemerian : Cairan jernih, tidak berwarna, bau menusuk, rasa asam, tajam. Kelarutan : Dapat campur dengan air, dengan etanol (95%) P dan dengan gliserol P. Penyimpanan : Dalam wadah tertutup rapat Kegunaan : Sebagai pemberi suasana asam 3. Kalium Fosfat (Ditjen POM, 1979) Nama resmi : KALII PHOSPAT Nama sinonim : Kalium fasfat, Dikalium Hidrogen Fosfat RM / BM : K2HPO4 / 122,08 Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI Pemerian : Serbuk hablur, putih Kelarutan : Larut dalam air Penyimpanan : Dalam wadah tertutup rapat Kegunaan : Sebagai dapar fosfat 4. Magnesium Sulfat (Ditjen POM, 1979) Nama resmi : MAGNESII SULFAS Nama sinonim : Magnesium sulfat, garam inggris RM / BM : MgSO4 / 246,47 Pemerian : Hablur, tidak berwarna, tidak berbau, rasa dingin, asam pahit, asin dan pahit. Dalam udara kering dan panas merapuh. Kelarutan : Larut dalam 1,5 bagian air, agak sukar larut dalam etanol (95%) P. Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik. Kegunaan : Pengontrol kerja enzim dan pembentuk ikatan dengan polisakarida. 5. Gula (Ditjen POM, 1979) Nama resmi : GLUKOSA Nama sinonim : Gula RM / BM : C6H12O6 / 342,20 Pemerian : Hablur tidak berwarna atau massa hablur, atau serbuk warna putih, tidak berbau atau rasa manis. Kelarutan : Larut dalam 0,5 bagian air dan dalam 370 Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI bagian etanol (95%) P. Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik. Kegunaan : Sebagai penetralisir keasaman 6. Urea (Ditjen POM, 1979) Nama resmi : UREUM P Nama sinonim : Urea RM / BM : Co(NH2) / 60,06 Pemerian : Hablur prismatik, transparan, tidak berwarna, tidak berbau atau praktis tidak berbau, rasa dingin dan asin. Agak higroskopik. Kelarutan : Larut dalam 1 bagian air dan dalam 12 bagian etanol (95%) P, larut dalam 1,5 bagian etanol (95%) P mendidih Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik. Kegunaan : Sebagai penghasil nitrogen yang berpengaruh terhadap ketebalan nata. C. Uraian Mikroba Acetobacter xylinum a. Klasifikasi (itis.gov) Domain : Bacteria Phylum : Proteobacter Class : Alphaproteobacteria Ordo : Rhodospirillales Familia : Acetobacteraceae Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI Genus : Acetobacter Spesies : Acetobacter xylinum b. Morfologi (Munawar, 2009) Sel berupa batang lurus, kadang-kadang serupa bola. Bergerak dengan flagel yang terdapat pada ujung, jumlah flagel lebih dari satu. Beberapa spesies tidak bergerak. Tergolong gram positif. Habitat di air tawar atau tanah dan air laut. Banyak spesies hidup sebagai parasit pada tanaman, tidak begitu banyak pada hewan. Acetobacter merupakan bakteri penghasil asam cuka. D. Uraian Sampel Buah Pepaya a. Klasifikasi (itis.gov) Kingdom : Plantae Sub Kingdom : Viridiplantae Infra kingdom : Streptophyta Super divisi : Embryophyta Divisi : Tracheophyta Sub divisi : Spermatophtina Kelas : Magnoliopsida Super Ordo : Rosanae Ordo : Brassicales Famili : Caricaceae Genus : Carica L Spesies : Carica papaya L. Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI b. Morfologi (Rukmana, 2003) Pohon pepaya umumnya tidak bercabang atau bercabang sedikit, tumbuh hingga setinggi 5-10 m dengan daun-daunnya yang bentuk susunanya berupa spiral pada batang pohon bagian atas. Daunnya menyirip lima dengan tangkai yang panjang dan berlubang di bagian tengah. Bentuk buah bulat hingga memanjang, dengan ujung biasanya meruncing. Warna buah ketika muda hijau gelap, dan setelah masak hijau muda hingga kuning. Daging buah berasal dari carpela yang menebal, berwarna kuning hingga merah jingga.Bagian tengah buah berongga. Biji-biji berwarna hitam atau kehitaman dan terbungkus semacam lapisan berlendir (pulp) untuk mencegahnya dari kekeringan. D. Prosedur Kerja (Rusli, 2019) 1. Proses pembuatan nata de coco a. Air kelapa yang masih segar disaring dengan beberapa lapis kain kasa, kemudian dipanaskan sampai mendidih dengan api besar sambil diaduk-aduk. Setelah mendididh, ditambahkan asam asetat glasial (10 mL asam asetat untuk setiap 1 L air kelapa). Campuran ini diaduk sampai gula larut. Larutan ini disebut dengan air kelapa asam bergula. b. Urea (sebanyak 5 g urea untuk setiap 1 L air kelapa asam bergula yang disiapkan) dilarutkan dalam sedikit air kelapa yang telah dimasak (setiap 1 g urea membutuhkan 20 mL air kelapa). Larutan Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI ini dididihkan, kemudian dituangkan kedalam air kelapa asam bergula. Larutan yang diperoleh disebut sebagai media nata. c. Media nata ini ditambah dengan starter (setiap 1 mL media nata membutuhkan 50-100 mL starter) dan kemudian dipindahkan kedalam wadah-wadah fermentasi dengan ketinggian media 4 cm. Wadah ditutup dengan kertas yang telah dipanaskan dalam oven pada suhu 140o C selama 2 jam. Wadah berisi media ini disimpan diruang fermentasi selama 12-15 hari sampai terbentuk lapisan nata yang cukup tebal (1,5 - 2,0 cm). d. Panen dan pencucian Lapisan nata diangkat kemudian dicuci dengan air bersih. Setelah itu nata direndam didalam air mengalir atau air yang diganti-ganti dengan air segar selama 3 hari. Setelah itu nata di potong-potong dengan panjang 1,5 cm dan lebar 1,5 cm. Potongan nata direbus 510 menit, kemudian dicuci dan direbus lagi selama 10 menit. Hal ini diulangi sampai nata tidak berbau dan tidak berasa asam lagi. 2. Cara pembuatan kombucha Dibuat minuman teh biasa : air + teh 2 sendok didihkan 15 menit. Kemudian disaring teh dan di didinginkan. Ditambahkan 10% gula dan aduk sampai larut. Dimasukkan wadah yang bersih. Setelah teh dingin, ditambahkan kultur yang berbentuk padat dan cairan induk sebanyak 10%. Cairan dan padatan ini berasal dari fermentasi sebelumnya. Diinkubasi 1-2 minggu. Setelah fermentasi selesai, disaring hasil teh Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI fermentasi. Dimasukkan dalam botol yang bersih dan steril. Setelah itu diisi sesuai volume pasteurisasi dan siap dipasarkan. Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI BAB III METODE KERJA A. Alat Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu autoklaf, batang pengaduk, blender, botol selai, gelas kimia, gelas ukur, kain kasa, kain saring, kertas timbang, kompor gas, lampu spirtus, mistar, pita warna kuning, spoit, tabung reaksi, dan timbangan analitik, B. Bahan Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu aluminium foil, aquadest, asam asetat, benang godam, bibit cairan 2 %, buah pepaya, gula pasir, K2HPO4, MgSO4, potongan folikel kombucha 2,5%,starter 5%,10%,dan 15% dan urea. C. Cara Kerja 1. Pembuatan Nata Disiapkan alat dan bahan, kemudian dibuat sari buah pepaya dengan cara potong kecil-kecil buah pepaya lalu diblender dan disaring, masukkan dalam gelas kimia sebanyak 500 ml. Setelah itu disaring menggunakan corong buchner, sari pepaya dipanaskan hingga mendidih lalu ditambahkan K2HPO4, MgSO4, dan gula pasir. Kemudian dituangkan ke dalam 3 botol selai masing-masing dan didinginkan, setelah dingin masukkan starter 5%, 10%, dan 15%, ditutup dengan kain kasa dan diinkubasi selama 14 hari dan dilakukan pengamatan. Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI Setelah 14 hari dilakukan pemanen nata diukur ketebalan nata yang terbentuk. 2. Pembuatan Kombucha Disiapkan alat dan bahan. Kemudian dibuat sari buah pepaya dengan cara potong kecil buah pepaya lalu diblender dan disaring kemudian masukkan ke dalam gelas kimia 500 mL sari buah pepaya, lalu direbus sari buah pepaya kembali dengan bahan tambahan yaitu gula 10 gr. Setelah itu dimasukkan kedalam 2 botol selai dan dinginkan. Setelah itu ditambahkan folikel botol selai 1 tambahkan kombucha 2,5% b/v dan bibit cairan 2%, dan botol selai ke 2 tidak ditambahkan folikel. Terakhir ditutup dengan kain kasa dan diinkubasi selama 14 hari. Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI BAB IV KAJIAN PRAKTIKUM A. Tabel Hasil Pengamatan a. Data pengamatan nata Berat nata Sampel Starter 5% Starter 10 % Starter 15 % - - - Sari Pepaya b. Data pengamatan kombucha Berat kombucha Sampel Sari Pepaya Berat Folikel Ph Cairan Folikel (-) 3,5 Non Folikel (-) 3,6 B. Pembahasan 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. Teh kombucha merupakan hasil teh fermentasi yang mempunyai manfaat untuk kesehatan. Kombucha dapat meningkatkan proses oksidasi sel yang sehat secara alamiah. Manfaat dari minum kombucha setiap hari bagi seseorang adalah bahwa akan terjadi efek penetralan asam serta membersihkan dan menawarkan racun, selain itu juga melawan kanker. Kelebihan minuman tersebut terletak pada kemampuannya untuk Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI mengembalikan sistem kekebalan tubuh kepada ketangguhan alami yang asli. Nata berasal dari bahasa spanyol yang artinya terapung. Ini sesuai dengan sifatnya yaitu sejak diamati dari proses awal terbentuknya nata merupakan suatu lapisan tipis yang terapung pada permukaan yang semakin lama akan semakin tebal. Starter atau biakan mikroba merupakan suatu bahan yang paling penting dalam pembentukan nata. Sebagai starter digunakan biakan murni dari Acetobacter xylinum. Bakteri ini secara alami dapat ditemukan pada sari tanaman bergula yang telah mengalami fermentasi atau pada sayuran dan buah-buahan bergula yang sudah membusuk. Adapun fungsi dari setiap bahan yaitu strarter yang didalamnya terdapat ekstrak beef dan air kelapa berfungsi sebagai media pertumbuhan dan sumber nutrisi dari bakteri Acetobacter xylinum. MgSO4 berfungsi sebagai sumber sulfat. Asam asetat glasial digunakan untuk memberi suasana asam pada medium. Karena bakteri Azetobacter xylinum hanya dapat hidup pada daerah dengan kondisi lingkungan yang asam. K2HPO4 yang berfungsi sebagai dapar fosfat. Urea berfungsi sebagai sumber nitrogen dan gula dibutuhkan oleh bakteri sebagai sumber karbon. Menurut Hoffman bahwa sukrosa yang digunakan pada kombucha tidak berfungsi sebagai pemanis melainkan sebagai sumber energi bagi khamir dan bakteri untuk tetap bertahan hidup melalui proses fermentasi dan respirasi. Khamir dan bakteri kombucha mendapatkan energi dengan Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI memecah ikatan-ikatan gula menjadi ATP. Selama proses fermentasi, gula akan terurai menjadi gas, asam organik dan komponen lainnya. Pada saat hari ke-14 diperoleh lapisan nata untuk ketiga starter 5%, 10% dan 15% adalah tidak ada terbentuk lapisan nata pada sampel. Alasannya adalah buah papaya kurang mengandung air di dalam buahnya menyebabkan nata sulit untuk terbentuk. Starter digunakan karena starter merupakan sumber bakteri yang membentuk nata, yaitu Acetobacter xilynum. Acetobacter xilynum adalah bakteri gram negative yang dapat membantu proses fermentasi nata dengan cara mengubah glukosa menjadi selulosa. Untuk hasil kombucha pada hari ke-14 diperoleh hasil praktikum, juga tidak didapatkan hasil hanya saja pH pada kombucha non folikel adalah 3,6 dengan suhu 28,5˚C sedangkan pada kombucha folikel pH nya adalah 3,5 dengan suhu pada kombucha tersebut adalah 28,3˚C. Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Adapun kesimpulan dari praktikum pembuatan nata yaitu tidak ada terbentuk nata pada ketiga botol sampel yang telah dibuat Sedangkan untuk pembuatan kombucha adalah kombucha yang dibuat dengan menggunakan folikel pH 3,5 dengan suhu 28,3˚C dan non folikel yaitu pH 3,6 dengan suhu 28,5˚C. B. Saran Saran saya sebaiknya praktikan lebih teliti dan berhati-hati saat praktikum dan asisten tetap membantu dan membimbing praktikan saat melakukan praktikum dengan baik Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI DAFTAR PUSTAKA Rusli, 2019, Penuntun Mikrobiologi Dasar Farmasi, Universitas Muslim Indonesia, Makassar. Dirjen POM 1979, Farmakope Indonesia Edisi III, Depkes RI, Jakarta. Elfina, 2009, Membuat Nata de Coco, Pustaka Media, Jakarta. Garrity, M. G. 2004. Taxonomic Outline of the Prolcargotes Bergeys Marvel of Systemic Bacteriology. Second Edition. New York. Pelczar, 2007,Dasar – Dasar Mikrobiologi, Universitas Indonesia, Jakarta. Sasmitaraharja dan Arbasyah Siregar, 2005, Fisiologi Tumbuhan, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Bandung. Sri Rini Dwi Ari, dkk, 2008, Teknologi Pangan Jilid 1, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. Suprihatin, 2010, Surabaya. Teknologi Fermentasi, UNESA Pres, Warisno, 2009, Inspirasi Usaha Membuat Aneka Nata, Agromedia Pustaka, Jakarta. Winarno, F.G. 2001. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. www.itis.gov, 2019, diakses pada tanggal 15 Desember 2019. Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI LAMPIRAN A. Gambar hasil pengamatan nata Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H FERMENTASI Saripa Indira S. Latuconsina 15020180193 Ayyub H
