Proposal Nata de Coco PDF [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang



Sebagai negara kepulauan, umumnya sepanjang pesisir pantai dikelapa Indonesia banyak mulai airnya dari terbuang ditumbuhi batang, percuma daun, pohon buah kelapa. sebagai Pohon limbah Padadaerah pembuatan kelapa yangJika dapat memberikan kopra mencemari atau banyak penjual lingkungan hasil bagi terutama di manusia pasar, bahwa yang berhubungan air kelapa telah dengan berhasil kesuburan diolah tanah. menjadi suatu kita produk mengetahui komersial manfaat yang air sangat kelapa populer dengan nama Nata de dll. Coco. Sebagai negara kepulauan, umumnya daerah sepanjang pesisir pantai di Indonesia banyak ditumbuhi pohon kelapa. Pohon kelapa memberikan banyak hasil bagi manusia mulai dari batang, daun, buah dll. Pada pembuatan kopra atau penjual kelapa di pasar, airnya terbuang percuma sebagai limbah yang dapat mencemari lingkungan terutama yang berhubungan dengan kesuburan tanah. Oleh karena itu air kelapa diolah menjadi suatu produk komersial yang sangat populer dengan nama Nata de Coco. Nata berasal dari bahasa Spanyol “natare” yang berarti terapung-apung. Nata termasuk dalam produk fermentasi. Nata dibentuk oleh bakteri asam asetatpada permukaan cairan (medium) yang mengandung gula / sari buah/ ekstrak tanaman lainnya. Bakteri yang ditumbuhkan dalam pembuatan nata yaitu Acetobacter Xylinum. Salah satu buah yang dapat digunakan sebagai bahan dasar nata adalah air kelapa.Nata yang dibuat dari air kelapa disebut nata de coco. Di Indonesia, nata de coco sering disebut sari air kelapa atau sari kelapa. Nata de coco pertama kali berasal dari Filipina. Kandungan nata terbesar adalah air (98%) sehingga nata merupakan sumber makanan rendah kalori. Kenampakan nata adalah seperti jel, warna putih hingga abu-abu, aroma sam, rasa tawar atau agak manis, tembus pandang dan teksturnya kenyal dalam keadaan dingin, dan agak berserat serta rapuk dalam keadaan panas. 1.2 Tujuan Percobaan 1. Membuat nata de coco dari air kelapa sesuai nutrisi,jenis gula,pH,dan faktor pendidihan dengan cara fermentasi 2. Membandingkan hasil yang diperoleh dengan berbagai nutrisi,jenis gula,pH,dan faktor pendidihan berbagai variabel yang berubah. 1.3 Manfaat Percobaan 1. Mengetahui cara pembuatan nata de coco dengan cara fermentasi. 2. Membandingkan kualitas nata dengan berbagai nutrisi, jenis gula, pH, dan faktor pendidihan



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Pengertian Nata Nata berasal dari bahasa Spanyol yang apabila diterjemahkan kedalam bahasa latin menjadi “natare” yang berarti terapung-apung (Susanti,2005). Nata termasuk produk fermentasi. Nata dibentuk oleh spesies bakteri asam asetat pada permukaan cairan yang mengandung gula, sari buah, atau ekstrak tanaman lain (Lapuz et al., 1967). Beberapa spesies yang termasuk bakteri asam asetat dapat membentuk selulosa, namun selama ini yang paling banyak dipelajari adalah A. xylinum (Swissa et al., 1980). Bakteri Acetobacter xylinum, jika ditumbuhkan di media cair yang mengandung gula, bakteri ini akan menghasilkan asam asetat dan lapisan putih yang terapung-apung di permukaan media cair tersebut. Lapisan putih itulah yang dikenal sebagai nata (Sumiyati, 2009). Keistimewaan produk ini terutama karena nilai kalorinya rendah. Kandungan terbesar adalah air (98%), maka produk ini dipakai sebagai sumber makanan rendah kalori. Kenampakan nata adalah seperti sel, warna putih hingga abu-abu muda, aroma asam, rasa tawar atau agak manis, tembus pandang dan teksturnya kenyal. Dalam keadaan dingin, nata agak berserat dan agak rapuh pada saat panas. 2.2 Landasan Teori 2.2.1. Teori Acetobacter Xylinum Starter nata adalah Acetobacter xylinum. Penggunaan starter merupakan syarat yang sangat penting, yang bertujuan untuk memperbanyak jumlah bakteri Acetobacter xylinum yang menghasilkan enzim pembentuk nata. Bakteri Acetobacter xylinum tergolong family Pseudomonas dan genus Acetobacter.Berbentuk bulat dengan panjang 2 mikron, biasanya terdapat sebagai sel tunggal atau kadang kadang berikatan dengan sel lain membentuk ikatan seperti rantai.Pembentukan nata memerlukan starter sebanyak 10-20% dari volume media sebagai starter mikroba (Saragih, 2004). A. Sifat fisiologi Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil dan propil alkohol, tidak membentuk senyawa busuk yang beracun dari hasil peruraian protein (indol) dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat menjadi CO2 dan H2O. Sifat



yang paling menonjol dari bakteri ini adalah memiliki kemampuan untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa. Selanjutnya, selulosa tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. B. Fase pertumbuhan Acetobacter xylinum mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu fase adaptasi,



fase pertumbuhan awal,



fase pertumbuhan eksponensial,



fase



pertumbuhan lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian, dan fase kematian.Sel muda bakteri Acetobacter xylinum berwarna putih transparan, sedangkan sel tua mengelompok



membentuk rantai dan lapisan yang



menyerupaigelatin. Acetobacter xylinum akan mengalami fase adaptasi terlebih dahulu jika dipindahkan kedalam media baru. Pada fase ini terjadi aktivitas metabolisme dan pembesaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan.Fase pertumbuhan adaptasi dicapai pada 0-24 jam sejak inokulasi. a) Fase pertumbuhan awal dimulai dengan pembelahan sel dengan kecepatan rendah. Fase ini berlangsung beberapa jam saja. Selanjutnya pada fase eksponensial dicapai antara 1-5 hari.Pada fase ini bakteri mengeluarkan enzim ektraseluler polimerase sebanyak-banyaknya untuk menyusun polimer glukosa menjadi selulosa. b) Fase pertumbuhan lambat terjadi karena nutrisi telah berkurang, terdapat metabolit yang bersifat racun yang menghambat pertumbuhan bakteri dan umur sel sudah tua.Pada fase ini pertumbuhan tidak stabil, tetapi jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak dibanding jumlah sel mati. c) Fase pertumbuhan tetap terjadi keseimbangan antara sel yang tumbuh dan yang mati.Matrik nata lebih banyak diproduksi pada fase ini.Fase menuju kematian terjadi akibat nutrisi dalam media sudah hampir habis.Setelah nutrisi habis, maka bakteri akan mengalami fase kematian. Pada fase kematian, sel dengan cepat mengalami kematian tidak baik untuk dijadikan strain nata. 2.2.2. Teori Thiman Menurut Thiman(1962) pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula dalam bahan dasar nata oleh sel-sel Acetobacter xylinum. Kenudian glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk precursor (penciri nata) pada membrane sel. Prekursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk akskresi dan bersama enzim mempolimerisasikan glukosa menjadi sellulosa material



diluar sel. Komponen ini akan membentuk sel mikrofibril yang panjang dalam cairan fermentasi. 2.3 Hal-Hal Yang Berpengaruh Dalam Fermentasi Nata 1. Pemilihan Bahan Bahan-bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan nata harus memenuhi kualitas baik, hal ini bertujuan agar nata yang dihasilkan kualitasnya baik. Apabila bahan-bahan yang digunakan kualitasnya kurangbaik, maka akan mempengaruhi kualitas nata secara keseluruhan, baik warna, rasa, aroma, dan tekstur yang kurang disukai . 2. Bahan Pembantu Kandungan nutrisi sari dari bahan dasar yang akan dibuat nata masih perlu diperkaya agar bakteri nata produktif dalam menghasilkan nata. pH diatur sesuai dengan persyaratan tumbuh optimal bakteri tersebut. Bahan pembantu yang digunakan dalam pembuatan nata adalah: a. Gula sebagai sumber carbon Nata pada dasarnya dapat dihasilkan dari cairan fermentasi yang mengandung dekstrosa, galaktosa, sukrosa, laktosa maupun maltosa sebagai sumber carbon.Pada cairan fermentasi maltosa, laktosa dan galaktosa dihasilkan nata yang tipis dan lunak.Nata yang tebal dan kukuh dihasilkan dari cairan fermentasi dekstrosa dan sukrosa dan konsentrasi 10% adalah konsentrasi yang optimum.Sumber carbon terbaik adalah glukosa dan sukrosa dan dengan konsentrasi optimumnya adalah 5-10%. b. Sumber Nitrogen Untuk menghasilkan nata de coco yang berkualitas baik maka dibutuhkan rasio karbon dan nitrogennya harus diatur secara optimal. Walaupun dalam air kelapa terdapat nitrogen, namun jumlahnya selatif rendah,oleh karena itu diperlukan sumber nitrogen tambahan dari luar. Sumber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organik maupun nitrogen anorganik.Nitrogen organik misalnya protein dan yeast ekstrak.Nitrogen an organik seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium sulfat. Fosfat atau Amonium sulfat (urea) ini berfungsi sebagai sumber nitrogen untuk merangsang pertumbuhan dan aktivitas bakteri Acetobacter xylinum. Selain senyawa ini, bisa juga menggunakan yeast ekstrak sebagai



sumber nitrogen. c. Asam asetat glasial Asam asetat glasial atau cuka biang berfungsi untuk mengatur derajat keasaman (pH) media fermentasi. 3. pH / Keasaman Metabolisme Acetobakter xylinum selama fermentasi dipengaruhi oleh keasaman media. Hal ini



disebabkan membran sel bakteri bersifat permeabel



terhadap ion hidrogen maupun ion hidroksil, sehingga perubahan keasaman media fermentasi akan mempengaruhi sitoplasma sel bakteri. pH optimum pembuatan nata berkisar antara 4-5. 4. Suhu Suhu yang dibutuhkan dalam pembuatan nata adalah suhu kamar (28°C 31°C). Suhu yang terlalu tinggi ataupun terlalu rendah akan menghasilkan nata yang kurang berkualitas atau aktifitas Acetobacter xylinum terhambat. 5. Kebutuhan Oksigen Bakteri nata Acetobacter xylinum merupakan mikroba aerobik. Bila kekurangan oksigen, bakteri ini akan mengalami gangguan atau hambatan dalam pertumbuhannya dan bahkan akan segera mengalami kematian. Wadah yang digunakan untuk fermentasi nata tidak boleh ditutup rapat untuk mencukupi kebutuhan oksigen. Tetapi udara yang secara langsung mengenai produk nata, dapat menyebabkan terjadinya kegagalan proses pembuatan nata. 6. Penutup untuk pembuatan nata Penutupan dilakukan menggunakan media yang bersih untuk menghindari kontaminasi dan juga media yang mendapatkan pertukaran oksigen. 7. Sumber Cahaya Pembuatan nata pada ruang gelap akan mempercepat pembentukan struktur nata dan nata yang dihasilkan akan tebal. Ruang gelap yang dimaksud adalah ruang gelap yang tidak mendapatkan cahaya matahari secara langsung ataupun cahaya lampu. (Luwiyanti, 2001). 8. Lama Fermentasi Pada kondisi yang sesuai, lapisan nata terbentuk dipermukaan media akan terlihat pada hari ketiga sampai keempat pemeraman. Secara perlahan-lahan dalam jangka waktu 8-14 hari lapisan tersebut semakin menebal. Pemanenan nata



dilakukan setelah lebih dari 8 hari pemeraman. Jika setelah 14



hari tidak dilakukan



pemanenan, maka akan terdapat lapisan tipis yang terpisah di



bawah lapisan nata



yang akan menjadi kurang asam sehingga nata menjadi busuk, akhirnya nata menjadi turun. Selama fermentasi berlangsung media nata tidak boleh digoyang-goyangkan ataupun digerakkan karena akan mengakibatkan pecahnya struktur lapisan nata yang terbentuk sehingga didapat lapisan nata yang tipis dan terpisah satu sama lainnya. 9. Sanitasi Bekerja dengan mikroorganisme dituntut adanya tingkat sanitasi yang tinggi. Sanitasi



meliputi : sanitasi perorangan, lingkungan dan peralatan, harus dikontrol



dan dijaga agar bakteri tidak terkontaminasi.Efek dari fermentasi akan menghasilkan mikroorganisme pencemar seperti jamur karena sanitasi yang kurang. Nata yang berkualitas baik dapat dilihat dari dua aspek yaitu kualitas nata dari sifat fisik dan sifat tersembunyi.Sifat fisik yang diukur meliputi indikator, warna, rasa, tekstur, dan aroma.Sedangkan kualitas tersembuyi meliputi nilaigizi, keamanan mikroba, cemaran logam.Berdasarkan sifat fisik ciri-ciri nata yang berkualitas adalah sebagai berikut: a. Kualitas baik: Tekstur kenyal( tidak tembus jika ditekan dengan jari)warna putih bersih, permukaan rata, tampak licin dan agak mengkilap, aromanya segar khas nata. b. Kualitas rendah: tekstur lembek, tipis dan berlubang-lubang, warna agak kusam dan berjamur, aroma sangat asam. . 2.4 Mekanisme pembentukan Nata Proses terbentuk-nya nata de coco adalah sel-selAcetobacter xylinum mengambil glukosa dari larutan gula, kemudian digabungkan dengan asam lemak membentuk prekursor pada membran sel, dan keluar bersama-sama enzim yang mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa diluar sel. Prekursor dari polisakarida tersebut adalah GDP-glukosa. Pembentukan prekursor ini distimulir oleh adanya katalisator seperti Ca2+, Mg2+. Prekursor ini kemudian mengalami polimerisasi dan berikatan dengan aseptor membentuk selulosa. Acetobacter xylinum dapat tumbuh pada pH 3,5–7,5, namun akan tumbuh optimal bila pH nya 4,3, sedangkan suhu ideal bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum pada suhu 28°– 31°C. Bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk



menurunkan pH atau meningkatkan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glasial (99,8%). Asam asetat dengan konsentrasi rendah dapat digunakan, namun untuk mencapai tingkat keasaman yang diinginkan yaitu pH 4,5–5,5 dibutuhkan dalam jumlah banyak. Selain asam asetat, asam-asam organik dan anorganik lain bisa digunakan. Nutrisi yang terkandung dalam air kelapa antara lain : gula sukrosa 1,28%, sumber mineral yang beragam antara lain Mg2+ 3,54 gr/L, serta adanya faktor pendukung pertumbuhan merupakan senyawa yang mampu meningkatkan pertumbuhan bakteri penghasil nata (Acetobacter xylinum). Kandungan gizi nata yang dihidangkan dengan sirup adalah sebagai berikut: 67,7 persen air, 0,2 persen lemak, 12 mg kalsium, 5 mg zat besi, 2 mg fosfor, sedikit vitamin B1, sedikit protein, serta hanya 0,01 mikrogram riboflavin per 100 gramnya. Reaksi yang terjadi pada fermentasi nata de coco oleh bakteri Acetobacter xylinum yang dikatalisis oleh enzim kinase yaitu: Mekanisme reaksi pembentukan selulosa 1. Tahap pertama adalah hidrolisis kandungan utama gula pasir.Reaksi yang terjadi :



Pada gambar 4.2,sukrosa dihidrolisis dengan menggunakan enzim sukrase/enzim invertase,yaitu suatu jenis protein yang berperan sebagai katalis dalam pengubahan sukrosamenjadi glukosa dan fruktosa (Poedjiadi,1994) 2. Tahap kedua adalah reaksi pengubahan intramolekular α-D-glukosa menjadi β-Dglukosa dengan menggunakan enzim isomeraseyang terdapat pada bakteri Acetobacter xylinium.Proses pengubahan ini disebabkan glukosa yang berperan dalam pembentukan selulosa adalah glukosa dalam bentuk β (Gambar 4.3)



3. Tahap ketiga adalah reaksi intermolekul glukosa melalui ikatan 1,4 β-glikosida (Gambar 4.4)



4. Tahap terakhir adalah polimerasi.Reaksi polimerasi ini merupakan reaksi pembentukan selulosa bakteri nata de coco,dengan unit ulangnya adalah selobiosa.Jenis polimerasinya adalah polimerasi kondensasi,dengan mengeliminasi air.(Gambar 4.5)



2.5 Manfaat Produk 1. Produk nata de coco dapatdipakai sebagai sumber makanan rendah kalori 2. Sebagai bahan pembuat pulp.



BAB III METODOLOGI PERCOBAAN



3.1 Bahan dan Alat yang Digunakan Bahan 1. Air kelapa tua



180 ml



7. Glukosa Anhidris 15%W



2. Air kelapa muda



180 ml



8. Tropicana Slim 15%W



3. MgSO4



@ 2gr



9. Acetobacter xylinum 20%V



4. KH2PO4 5. Urea



@2gr @2gr



10. NaOH 11. CH3COOH



6. Yeast ekstrak



@2 gr



12. Penutup (daun pisang, Kertas)



Alat 1. Kompor Listrik 2. Beaker glass 3. Gelas ukur 4. Pengaduk 5. Autoclave 3.2 Gambar Alat



1.



2.



3.



4.



5.



Gambar 3.1 Gambar Alat yang Digunakan



3.3 Variabel Percobaan Tabel 3.1 Variabel Percobaan Basis 180 ml



1



2  -



Air kelapa tua Air kelapa muda



3



4



5



6



 -



-



-















-



-



KH2PO4 @2gr











 











MgSO4 @2gr











 











- -



-



-











Yeast ekstrak @2gr







Urea @2gr



-



- 















 



















Tropicana slim 15%W



-



-



Penutup



daun



daun



daun



daun



pisang



pisang



pisang



pisang



A.xylinium 20%V Glukosa anhidris @15%w







-











-



Kertas



daun pisang



3.4 Cara Kerja 1. Saring air kelapa 2. Didihkan, setelah dingin tambahkan nutrient sesuai variabel percobaan 3. Atur PH sesuai variabel percobaan 4. Masukkan ke dalam beaker glass 5. Tambahkan starter sesuai dengan variabel percobaan o



6. Fermentasi pada 30 C selama 6 hari



7. panen nata yang terbentuk. 8. cuci nata dan keringkan. 9. timbang nata yang sudah dioven. 10. Analisa Glukosa : a. Pembuatan glukosa standar







 







Ambil 2,5 gram glukosa anhidrit. Encerkan hingga 1000 ml.











b. Standarisasi kadar glukosa 



ambil 5 ml glukosa standar, encerkan hingga 100 ml, ambil 5 ml, netralkan pHnya. 







Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B. 



o



o







Panaskan hingga 60 s.d. 70 C. 







Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60 s.d. 70 C sampai



o



o



warna biru hampir hilang lalu tambahkan 2 tetes MB.  



o



o



Titrasi kembali dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60 s.d. 70 C sampai warna biru menjadi merah bata. 



 



Catat kebutuhan titran (F). 



c. Menghitung kadar glukosa bahan 







Ambil 5 ml bahan, encerkan hingga 100 ml, ambil 5 ml netralkan pHnya







Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B, tambahkan 5 ml glukosa standar yang telah diencerkan.  o



o







Panaskan hingga 60 s.d. 70 C







Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60 s.d. 70 C sampai



o



o



warna biru hampir hilang lalu tambahkan 2 tetes MB.  



o



sampai warna biru menjadi merah bata  



o



Titrasi kembali dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60 s.d. 70 C



Catat kebutuhan titran (M). 



%S= (F-M) x Vtotal/Vtitrasi x V pengenceran/Vyang diambil x0.0025 x 100% V total x massa jenis medium fermentasi



DAFTAR PUSTAKA Dreecold and Cumn. ”Industrial Mikrobiology” 2



nd



ed Mc. Graw Hill book Inc, New York.



Wiharvo,F.G. Srikandi Pardos Dedirardeas. ”Pengantar Teknologi Pangan”. PT. Gramedia. Jakarta.1986 Lapuz, M. M., Gollardo E.G., & Palo M.A. 1967.The Organism and CultureRequirements, Characteristics and Identity.The Philippine J. Science.98:191 – 109. Swissa, M., Aloni, Y., Weinhouse, H. &Benziman, M. 1980. Intermediary step in Acetobacterxylinum Cellulose Synthesis” Studies whit whole Cells and Cell Free Preparation of the Wild Type and A Celluloses Mutant. J.Bacteriol. 143: 1142 – 1150.