DAFTAR PUSTAKA
A. KARAKTERISTIK NIRA
1. Rendemen Nira
Rendemen nira (% b/b) tebu diukur dengan membandingkan bobot nira dengan bobot awal keseluruhan batang tebu sesudah pembakaran. Dari hasil analisa diperoleh rendemen nira tertunda giling 48 jam sebesar 39.34%. Perubahan rendemen nira tertunda giling disajikan pada Gambar 4.
0 10 20 30 40 50 60 0 12 24 36 48
Waktu Tunda Giling (Jam)
R
endem
en (
% b
/b)
Gambar 4. Perubahan rendemen nira tertunda giling
Gambar 4 menunjukkan bahwa rendemen nira pada penundaan giling 0, 12, 24 dan 48 jam masing-masing sebesar 48.46%, 46.58%, 40.23% dan 39.34%. Nilai rendemen nira dapat dipengaruhi oleh kondisi penggilingan meliputi cuaca, teknis penggilingan, keadaan fisik batang, dan penanganan selama penundaan giling. Pembakaran dapat menyebabkan pengurangan kadar air dalam batang tebu yang menyebabkan turunnya rendemen nira. Menurut Jajang (2001), penurunan rendemen tebu bakar pada satu hari penundaan giling sebesar 17.46% dan pada dua hari penundaan giling sebesar 23.24%.
18 2. Pola Pertumbuhan Bakteri dan Kadar Dekstran
Tingkat kerusakan nira secara umum dapat diketahui dengan menghitung pertumbuhan bakteri dan kadar dekstran yang terkandung pada nira. Pertumbuhan bakteri digunakan untuk mengetahui tingkat kontaminasi bakteri. Kadar dekstran diukur sebagai indikasi kehilangan sukrosa dalam nira.
Pertumbuhan menyatakan pertambahan jumlah atau massa melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya, biasanya mengacu pada perubahan di dalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu organisme (Pelczar, 2005). Pada umumnya bakteri mengalami 4 fase pertumbuhan yaitu fase lambat, fase log (logaritmik) atau eksponensial, fase stasioner, dan fase kematian atau penurunan (Pelczar, 2005). Hasil inokulasi nira tertunda giling disajikan pada Gambar 5.
0 1 2 3 4 5 6 7 0 12 24 36 48
Waktu Tunda Giling (jam)
Lo g B akt eri ( K ol oni /m l ni ra)
Gambar 5. Pertumbuhan bakteri dalam nira tertunda giling
Fase lambat pertumbuhan bakteri diduga terjadi pada saat proses pendinginan tebu dan selama pengangkutan. Pada jam ke-0 hingga jam ke- 24 terjadi fase eksponensional. Selanjutnya terjadi fase stationer pada jam ke-24 hingga jam ke-48. Alexander (1973) menyatakan bahwa proses pertumbuhan bakteri sudah terjadi sejak tebu ditebang dan selama masa tunda giling. Pembakaran menyebabkan jaringan pada batang tebu rusak, sehingga memudahkan bakteri masuk ke dalam jaringan batang tebu.
19 Menurut Singleton (2005), bakteri memasuki tebu melalui jaringan yang rusak akibat proses penebangan menggunakan mesin, pemotongan, pembakaran, pertumbuhan, pendinginan, penyakit dan hama.
Bakteri L. mesenteroides tahan terhadap keadaan fisis seperti panas, dingin atau radiasi dan bahan kimiawi yang tidak cocok (Stainer et al., 1984). Sifat ini memungkinkan bakteri dapat bertahan hidup ataupun memasuki batang tebu secara cepat pada saat tebu didinginkan.
Menurut Pelczar dan Chan (1986), waktu generasi suatu spesies bakteri tertentu tidak sama pada segala kondisi dan tergantung dari cukup tidaknya nutrisi dalam medium dan sesuai tidaknya kondisi fisik. Komposisi nira didominasi oleh kandungan sukrosa yang cocok untuk bakteri bersifat osmofilik seperti L. mesenteroides yang menurut Frazier dan Westhoff (1978) lebih toleran terhadap tingginya konsentrasi gula. Perbedaan konsentrasi nutrisi di dalam nira menyebabkan perbedaan ekspresi fisik bakteri yang diinokulasikan.
Ekspresi fenotip sel ditentukan oleh lingkungannya (Pelczar dan Chan, 1986). Ekspresi bakteri pada semua perlakuan terlihat berbentuk bulat (coccus) seperti mukoid yang terdiri dari bulatan putih besar dan bulatan putih kecil. Menurut Stainer et al. (1984), pada media sukrosa dan glukosa L. mesenteroides menunjukkan bentuk yang berbeda. Pada media sukrosa bentuk mukoidnya lebih besar daripada bakteri yang tumbuh pada glukosa. Hal ini disebabkan oleh sintesis dan pengendapan dekstran secara besar- besaran di sekitar sel, sedangkan pada media glukosa masih terjadi pertumbuhan sel bakteri yang menghasilkan asam laktat dan bukan dekstran yang mukoid.
Pada pembentukan dekstran dan levan, sintesis awal nukleotida gula mungkin dapat terjadi tanpa pemakaian energi. Hal ini dilakukan untuk mengawetkan energi ikatan glikosidik dalam disakarida sebagai substratnya, sehingga perpanjangan rantai terjadi dengan transglikolasi. Dekstran dan levan tidak dapat dibentuk dengan menggunakan monosakarida bebas, dimana sukrosa merupakan substrat khusus untuk sintesisnya. Akibatnya,
20 bakteri penghasil dekstran dan levan membentuk bahan kapsul ketika ditumbuhkan pada medium berisi sukrosa (Staineret al., 1984).
Produksi tipe-tipe tertentu bahan-bahan kapsul dapat menambah kekentalan medium tempat organisme tersebut dibiakkan, menyebabkan gangguan seperti lendir yang menyumbat filter, membentuk lapisan pada pipa atau peralatan lain, serta mempengaruhi kualitas produk akhir (Pelczar dan Chan, 1986). Karakteristrik pembentukan dekstran pada nira didominasi oleh induser sukrosa dan memiliki kesamaan permasalahan dengan proses pembentukan kapsul. Diduga dekstran pada nira tebu merupakan bahan kapsul yang terbentuk untuk mengawetkan energi ikatan glikosidik dalam disakarida (sukrosa).
Kapsul berfungsi sebagai pelindung dan gudang cadangan makanan bakteri (Pelczar dan Chan, 1986). Fungsi ini menunjukkan ketahanan bakteri terhadap keadaan fisis seperti panas, dingin atau radiasi, dan bahan kimiawi yang tidak cocok.
Gambar 6. Perubahan ukuran sel bakteri dalam nira tertunda giling 24 jam yang dikelilingi oleh dekstran pada pengamatan : a. 0 menit, b. 5 menit, c. 10 menit, dan d. 15 menit.
Untuk menduga adanya pembentukan dekstran dalam nira dilakukan pengamatan pembentukan dekstran pada nira tertunda giling 24 jam. Gambar 6 menunjukkan terjadinya perubahan ukuran sel bakteri pada pengamatan ke-0 menit, 5 menit, 10 menit, dan 15 menit. Sel dikelilingi
a b
21 oleh dekstran hasil proses induksi yang dialami sel dengan adanya sukrosa (induser) menggunakan dekstransukrase yang diproduksi sel bakteri.
Hasil pengamatan terhadap nira tertunda giling selama 48 jam menunjukkan terjadinya pertumbuhan bakteri dan pembentukan dekstran. Hasil pengamatan tersebut disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Pertumbuhan Bakteri dan Kadar Dekstran Nira Tertunda Giling 48 jam
Jam Ke- Jumlah Bakteri (x 104 koloni/ml nira) Log Bakteri Koloni/ml nira) Kadar Dekstran (ppm) 0 2.51 4.40 177.14 12 21.15 5.32 182.86 24 60.50 5.78 204.29 48 57.50 5.76 284.29
Dengan memperhatikan pola pertumbuhan bakteri dengan pembentukan dekstran pada nira tertunda giling, maka dapat diketahui pola hubungan di antara keduanya. Pola hubungan tersebut disajikan pada Gambar 7. 100 150 200 250 300 0 12 24 48
Waktu Tunda Giling (Jam)
Ka dar D eks tran (ppm ) 0 1 2 3 4 5 6 7 Jum lah B akt eri ( Lo g K ol on i)
Produksi Dekstran Pertumbuhan Bakteri
Gambar 7. Kurva hubungan pertumbuhan bakteri terhadap kadar dekstran nira tertunda giling
Pola hubungan yang terjadi adalah pola campuran. Menurut Mangunwidjaja dan Suryani (1994), ciri pola campuran adalah
22 pertumbuhan bakteri dan pembentukan produk (dekstran) mempunyai hubungan sebanding sedangkan laju pembentukan produk berbanding lurus baik dengan konsentrasi sel maupun laju pertumbuhan.
Pada jam ke-0 hingga ke-24 terjadi pola hubungan pertumbuhan bakteri dan produksi dekstran yang berasosiasi. Peningkatan jumlah bakteri berbanding lurus dengan peningkatan kadar dekstran. Sementara pola hubungan tak berasosiasi terjadi pada jam ke-24 hingga ke-48 yang terlihat adanya hubungan berbanding terbalik antara pertumbuhan bakteri dengan kadar dekstran.
Menurut Mangunwidjaja dan Suryani (1994), ciri-ciri pola campuran umumnya terjadi pada beberapa fermentasi seperti asam laktat, pululan dan xanthan yang pertumbuhan bakteri dan pembentukan produknya mempunyai hubungan sebagian. Menurut Lonvaud dan Funel (2000), pada media kultur kaya sukrosa, sebagian besar sukrosa dirubah di luar sel bakteri menggunakan dekstransukrase menjadi dekstran dan fruktosa yang tidak mendukung terhadap pertumbuhan bakteri.
L. mesenteroides merupakan spesies bakteri asam laktat dengan hasil metabolit primernya berupa asam laktat dari glukosa, sedangkan dekstran dan manitol secara berurutan merupakan produk sekunder yang terbentuk karena adanya induser sukrosa dan fruktosa sebagai penerima elektron di dalam media nira. Produk asam laktat, dekstran dan manitol dihasilkan secara proporsional dan terkadang bersamaan sesuai kebutuhan pertumbuhan dan energi dari sel.