Pembuatan Nata dan Kombucha Dari Sari Buah Naga

BAB I

PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Makanan dan minuman merupakan hal yang penting dalam keberlanjutan hidup manusia. Karena dengan hal itu manusia dapat memperoleh energi dan mampu mempertahankan hidupnya. Bahan makanan terdiri dari protein, karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral. Bahan makanan merupakan media pertumbuhan yang baik berbagai macam mikroorganisme. Meskipun banyak mikroorganisme tidak berbahaya bagi manusia, beberapa mikroorganisme bersifat menguntungkan.

Mikroorganisme khususnya bakteri merupakan pabrik zat kimia yang mampu melakukan perubahan yang dikehendaki oleh manusia. Bakteri dapat merombak bahan mentah (beberapa komponen dari medium tempat tumbuhnya dan yang dapat dianggap sebagai substrat) menjadi suatu produk baru yang dapat berguna bagi kehidupan manusia.

Bakteri yang digunakan dalam skala industri untuk menghasilkan berbagai macam zat kimia, enzim, asam amino, vitamin, dan substansi lain. Salah satu dari proses ini, yaitu misalnya pembuatan nata

Nata merupakan hasil fermentasi yang dilakukan oleh bakteri. Untuk menghasilkan suatu produk nata maka dilakukan praktikum pembuatan nata di mana bakteri Acetobacter xylinum ditumbuhkan pada media dengan kadar gula yang tinggi seperti sari buah.

Berdasarkan uaian diatas, dimana mikroorganisme memiliki kemampuan untuk mengubah bahan mentah menjadi suatu prduk yang baru. Merupakan hal yang melatar belakangi untuk dilakukannya percobaan ini. Diamana kita akan membuktikan bahwa apakah mikroorganisme betul mampu mengubah bahan mentah menjadi produk baru

2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah pada praktikum ini adalah :

1.    Apakah buah Naga (Hylocereus undatus) dapat dijadikan bahan untuk fermentasi nata?

2.    Bagaimana cara membuat nata dari sari buah Naga (Hylocereus undatus)?

C. Maksud Praktikum

Adapun makdud dari praktikum ini adalah Mengetahui dan memahami cara pembuatan nata dari sari Naga (Hylocereus undatus) dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum.

D. Tujuan Praktikum

Adapun Tujuan dari pecobaan ini adalah untuk memproduksi nata dari sari buah Naga (Hylocereus undatus) dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum.

E. Manfaat Praktikum

Manfaat praktikum ini adalah agar praktikan dapat mengetahui cara-cara pembuatan nata dalam skala kecil dengan menggunakan sari buah Naga (Hylocereus undatus)dengan bantuan bakteri Acetobacter xylinum.

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 / 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).

Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik (Poni,2008).

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 satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik (Pleczar,2007).

Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam proses fermentasi adalah (Anonim,2012):

-       Ketersediaan nutrisi, meliputi unsur C, N, P dan K.

-       pH medium sekitar 5,5

-       Suhu fermentasi 23-27⁰C dengan toleransi dalam kisaran 18-35⁰C

-       Ketersediaan udara, namun tidak dalam bentuk aerasi aktif

-       Tidak boleh ada getran atau goncangan

-       Tidak boleh terkena sinar matahari langsung

            Nata adalah suatau zat yang menyerupai gel, tidak larut dalam air, dan terbentuk pada permukaan media fermentasi air kelapa dan beberapa sari buah masam (Anonim, 2012).

Adanya gula sukrosa dalam sari buah akan dimanfaatkan oleh Acetobacter xylinum sebagai sumber energi, maupun sumber karbon untuk membentuk senyawa metabolit diantaranya adalah selulosa yang kemudian akan membentuk Nata. Senyawa peningkat pertumbuhan mikroba (growth promoting factor) akan meningkatkan pertumbuhan mikroba, sedangkan adanya mineral dalam substrat akan membantu meningkatkan aktifitas enzim kinase dalam metabolisme di dalam sel Acetobacter xylinum untuk menghasilkan selulosa (Sumanti, 2007).

Substrat adalah media pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum, bentuk cair yang didalamnya mengandung nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan Acetobacter xylinum di dalam menghasilkan suatu nata (Elfina, 2009).

Dalam pembuatan nata, starter merupakan syarat mutlak yang harus dimiliki untuk menghasilkan nata yang baik. Starter merupakan biakan murni mikroorganisme dalam hal ini adalah bibit Acetobacter xylinum yang telah ditumbuhkan dalam substrat pertumbuhan kultur tersebut sehingga populasi bakteri Acetobacter xylinum mencapai karapatan optimal untuk proses pembuatan nata, yaitu 1 x 109 sel/ml. Biasanya kerapatan ini akan dicapai pada pertumbuhan kultur tersebut dalam susbtrat selama 48 jam (2 hari) (Poni, 2008).

Kombucha adalah fermentasi teh menggunakan campuran kultur bakteri dan khamir sehingga diperoleh citarasa asam dan berbentuk lapisan nata. Kombucha telah lama dikenal di berbagai negara di Eropa dan Jepang. Kombucha dipercaya masyarakat dapat digunakan untuk mengatasi masalah kesehatan, seperti darah tinggi atau rendah, rematik, kegemukan, arthitis, migraine, diabetes dan lainnya (Anonim,2012).

Kultur kombucha mengandung berbagai macam bakteri dan khamir, diantaranya Achetobacter xylinum, A. Aceti, A. Pasteurianus, Gluconobacter, Brettanamyces bruxelleensis. Candida formata, Torula, Torulaspora, Zygosaccharomyces bailii dan Z. Rouxii. (Anonim,2012).

Selam fermentasi kultur kombucha akan menghasilkan sejumlah alkohol, karbondioksida, vitamin B dan Vitamin C serta berbagai jenis asam organik yang sangat penting bagi metabolisme manusia, seperti asam asetat, asam glukonat, asam glukoronat, asam oksalat, dan asam laktat (Anonim,2012).

2. Uraian Mikroba

1.    Acetobacter xylinum 

Klasifikasi (Garrity, 2004) :

Domain               :    Bacteria

Phylum                :    Proteobacter

Class                   :    Alphaproteobacteria

Ordo                     :    Rhodospirallales

Family                  :    Acetobacteraceae

Genus                 :    Acetobacter

Species               :    Acetobacter xylinum

Morfologi (Munawar, 2009)

                  Sel tunggal, batang lurus atau melengkung, namun tidak berbentuk heliks. Pada umumnya berukuran 0,5 – 1,0 µm  x  1,5 – 4,0 µm. Motil dengan flagelum polar, monotrikus atau multitrikus. Tidak menghasilkan selongsong prosteka. Tidak dikenal adanya stadium istirahat. Gram negatif. Kemoorganotrof. Metabolisme dengan respirasi, tidak pernah fermentatif. Beberapa merupakan kemilitotrof fakultataif, dapat menggunakan H₂ dan CO sebagai sumber energi.

C. Uraian Bahan

1. Aquadest (Ditjen POM, 1979)

Nama resmi                  :    Aqua destillata

Sinonim                        :    Air suling, aquadest

RM/BM                          :    H₂O / 18,02

Rumus bangun           :    H – O – H 

Pemerian                      :    Cairan jernih; tidak berwarna; tidak berbau; tidak mempunyai rasa.

Penyimpanan              :    Dalam wadah tertrutup baik.

    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

    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                   :   Sakarosa

    Nama sinonim              :   Gula

    RM / BM                         :   C₁₂H₂₂O₁₁ / 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 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)₂ / 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 berpemgaruh terhadap ketebalan nata.

D.Uraian Sampel Uji

1. Klasifikasi (Plantamor.com)

     Kingdom            : Plantae
    Subkingdom      : Tracheobionta

     Super Divisi      : Spermatophyta

     Divisi                  : Magnoliophyta
    Kelas                   : Magnoliopsida
    Sub Kelas          : Hamamelidae
    Ordo                    : Caryophyllales
    Famili                  : Cactaceae
    Genus                 : Hylocereus
    Spesies               : Hylocereus undatus

2.    Morfologi buah Naga (Hylocereus undatus) (Wikipedia.com)

                   Morfologi tanaman buah naga terdiri dari akar, batang, duri, bunga, dan buah. Akar buah naga hanyalah akar serabut yang berkembang dalam tanah pada batang atas sebagai akar gantung. Akar tumbuh di sepanjang batang pada bagian punggung sirip di sudut batang. Pada bagian duri, akan tumbuh bunga yang bentuknya mirip bunga Wijayakusuma. Bunga yang tidak rontok berkembang menjadi buah. Buah naga bentuknya bulat agak lonjong seukuran dengan buah alpukat. Kulit buahnya berwarna merah menyala untuk jenis buah naga putih dan merah, berwarna merah gelap untuk buah naga hitam, dan berwarna kuning untuk buah naga kuning. Di sekujur kulit dipenuhi dengan jumbai-jumbai yang dianalogikan dengan sisik naga. Oleh sebab itu, buah ini disebut buah naga.

Batangnya berbentuk segitiga, durinya sangat pendek dan tidak mencolok, sehingga sering dianggap "kaktus tak berduri". Bunganya mekar pada awal senja jika kuncup bunga sudah berukuran sekitar 30 cm. Mahkota bunga bagian luar yang berwarna krem, mekar sekitar pukul sembilan malam, lalu disusul mahkota bagian dalam yang putih bersih, meliputi sejumlah benang sari yang berwarna kuning. Bunga seperti corong itu akhirnya terbuka penuh pada tengah malam, karena itu buah naga dikenal sebagai night blooming cereus. Saat mekar penuh, buah naga menyebar bau yang harum. Aroma ini untuk memikat kelelawar, agar menyerbuki bunga buah naga.

BAB III

KAJIAN PRAKTIKUM

A.   Alat

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum Ini adalah autoklaf,  batang pengaduk, blender, erlenmeyer, gelas kimia,  gelas ukurkain saring, kompor gas, mistar, sendok tanduk, spoit steril 10 ml,  tabung reaksi,  timbangan analitik, dan Botol selai.

B.   Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah Aluminium Foil, Aquadest, Asam asetat glacial, Benang godam, Biakan Bakteri Acetobacter xylinum ( Starter ) 50%, buah Anggur, buah Apel, buah Naga, Buah pir, Gula pasir, Kain Kasa, Kapas, Kertas saring, kertas timbang, K₂HPO_4,  MgSO_4, starter 25% ,  dan Urea.

C.   Cara Kerja

1.    Pembuatan Nata

a.      Disiapkan alat dan bahan

b.  Dibuat sari buah durian dengan cara memeras buah durian untuk mengambil sarinya sebanyak 100 ml.

c.   Dimasukkan kedalam gelas ukur kemudian dicukupkan volumenya dengan air steril hingga 200 ml.

d.  Setelah itu, dimasukkan ke dalam  gelas kimia, dipanaskan hingga mendidih

e.  Larutan kemudian didinginkan lalu ditambahkan K₂HPO₄, MgSO₄, gula pasir dan urea .

f.    Kemudian dipanaskan lagi, hingga semuanya larut

g.  Setelah itu didinginkan. Kemudian setelah dingin, ditambahkan 25% (25 ml) pada wadah yang pertama dan 75% (75 ml) stater pada yang kedua dan ditutup dengan kain kasa yang diikat dengan benang godam.

h.  Setelah itu difermentasikan selama 14 x 24 jam dan dilakukan pengamatan tiap hari. Dan diukur ketebalan nata yang terbentuk.

i.    Setelah 2 minggu nata yang terbentuk dicuci bersih dan ditimbang beratnya.

2.    Pembuatan Kombucha

1. Disiapkan alat dan bahan
2. Dikupas kulit anggur kemudian dihaluskan
3. Disaring serat buah anggur tersebut dengan kain penyaring, hingga sari anggur keluar
4. Ditambahkan aquadest 1:1 sari (100ml)
5. Dipanaskan dan ditambahkan gula
6. Didinginkan
7. Ditambahkan felikel dan bibit cairan, wadah yang lain hanya ditambahkan bibit cairan
8. Ditutup dengan kain kasa
9. Difermentasi selama 14 x 24 jam
10. Diamati pertumbuhan kombucha.

B. Pembahasan

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.

Dalam praktikum ini, buah yang digunakan sebagai bahan utama nata adalah buah naga. Dengan menggunakan dua macam starter yaitu starter 25% dan 50%.

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.

Bila mikroba ini ditumbuhkan pada media yang mengandung gula, organisme ini dapat mengubah 19 persen gula menjadi selulosa. Selulosa yang dikeluarkan ke dalam media itu berupa benang-benang yang bersama-sama dengan polisakarida berlendir membentuk jalinan yang terus menebal menjadi lapisan nata.

Tahap-tahap yang perlu dilakukan dalam pembuatan nata adalah persiapan media, starter, inokulasi, fermentasi/pengeraman, pemanenan, penghilangan asam dan pengawetan. Komposisi media yang digunakan untuk starter adalah sama dengan media untuk pemeliharaan kultur tetapi tanpa media agar.

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 yag asam. K₂HPO₄ yang berfungsi sebagai dapar fosfat. Urea berfungsi sebagai sumber nitrogen dan gula baik yang ada pada air kelapa dan sari buah pisang maupun dari gula pasir, dibutuhkan oleh bakteri sebagai sumber karbon.

Faktor-faktor apa yang dapat mempengaruhi proses fermentasi, adalah sebagai berikut :

1. Pengaruh penambahan asam.

Dalam percobaan ini terdapat dua versi asam yang digunakan yaitu asam asetat dan asam sitrat yang mana pH antara kedua asam tersebut berbeda. Penambahan asam dapat menurunkan pH nata de coco dan dengan kata lain, keasaman semakin tinggi. Hal ini dapat menghambat produktivitas mikroba untuk menghasilkan selulosa karena pada dasarnya mikroba Acetobacter xylinum tidak tahan pada kondisi yang terlampau asam. Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkatkan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glacial (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

2. Pengaruh penambahan urea

Penambahan urea lebih berpengaruh pada ketersediaan nitrogen bagi mikroba Acetobacter xylinum dan juga sedikit berpengaruh pada ketebalan nata.

3. Pengaruh penambahan gula

Gula pasir merupakan media pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum yang mana lebih berpengaruh pada penetralisiran sedikit tingkat keasaman sehingga memperbesar peluang terbentuknya nata.

Adapun mekanisme pembentukan nata yaitu bakteri Acetobacter xylinum akan merubah gula pada medium menjadi selulosa. Acetobacter xylinum dapat merubah 19% gula menjadi selulosa. Selulosa yang terbentuk dalam media tersebut berupa benang-benang yang bersama-sama polisakarida membentuk jalinan yang terus menerus menebal menjadi lapisan nata. Pada proses metabolismenya, selaput selulosa ini terbentuk oleh aktivitas Acetobacter xylinum terhadap glukosa. Karbohidrat pada medium dipecah menjadi glukosa yang kemudian berikatan dengan asam lemak (Guanosin trifosfat) membentuk prekursor penciri selulosa oleh enzim selulosa sintetase, kemudian dikeluarkan ke lingkungan membentuk jalinan selulosa pada permukaan medium. Selama metabolisme karbohidrat oleh Acetobacter xylinum terjadi proses glikolisis yang dimulai dengan perubahan glukosa menjadi glukosa 6-posfat yang kemudian diakhiri dengan terbentuknya asam piruvat. Glukosa 6-P yang terbentuk pada proses glikolisis inilah yang digunakan oleh Acetobacter xylinum untuk menghasilkan selulosa. Selulosa yang terbentuk mempunyai ikatan β 1,4-glikosida dan tersusun dan komponen glukosa mannosa, rhamnosa dan asam glukoronat dengan perbandingan 3:1:1:1. Dan selulosa inilah yang nantinya lama – kelamaan akan menebal membentuk nata.

Acetobacter Xylinum biasanya 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 – 31⁰C. Bakteri ini sangat memerlukan oksigen.

BAB V

PENUTUP

A.   Kesimpulan

Dari hasil pembuatan Nata de durio dengan menggunakan sari buah durian, tidak dihasilkan nata baik pada starter 25 % dan 50 % .

B.   Saran

Sebaiknya alat dan bahan yang ada di labolatorium lebih dilengkapi agar proses praktikum berjalan lancar

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Penuntun Praktikum Mikrobiologi Farmasi Dasar. Fakultas Farmasi. Universitas Muslim Indonesia. Makassar.

Ditjen 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.

http://plantamor.com/index.php?plant=695 di akses pada tanggal 5 juni 2012 pukul 20.13 WITA.

Munawar. 2009. Bakteri Nata de Coco. PT. Gramedia pustaka utama:Jakarta.

Pelczar. 2007, Dasar – Dasar Mikrobiologi. Universitas  Indonesia. Jakarta.

Poni,2008, Proses Pembuatan Nata de Coco (online), (http://id.shvoong.com/exact-sciences/1803964-proses-pembuatan-nata-coco/_091209).

Sumanti, 2007, Tahapan Pembuatan Nata De Coco (online), (http://primatani.litbang.deptan.go.id/index.php?option=com_content&task=view&id=80&Itemid=56_091209).