TINJAUAN PUSTAKA
Sirsak
Sirsak (Annona muricata L.) adalah tumbuhan berguna yang berasal dari Karibia, Amerika Tengah dan Amerika Selatan. Di berbagai daerah Indonesia
dikenal sebagai nangka sebrang, nangka landa (Jawa), sirsak (Sunda), nangka muris (Madura), srikaya jawa (Bali), deureuyan belanda (Aceh), durian betawi
(Minangkabau). Penyebutan “belanda” dan variasinya menunjukkan bahwa sirsak berasal dari bahasa Belanda: zuurzak, berarti “kantung asam”.Didatangkan oleh pemerintah kolonial Hindia-Belanda ke Nusantara pada abad ke-19, meskipun
bukan berasal dari Eropa (Sunarjono, 2006)
Sirsak termasuk tanaman tahunan yang dapat tumbuh dan berbuah
sepanjang tahun apabila air tanah mencukupi selama pertumbuhannya. Penyebarannya hampir merata dibuktikan dengan adanya nama-nama daerah yang berbeda-beda untuk tanaman sirsak. Jenisnya baru beberapa yang diketahui dan
masih terbatas (Radi, 1997).
Tanaman ini ditanam secara komersial atau sambilan untuk diambil
buahnya. Sirsak tumbuh dengan baik pada ketinggian 1000 m dari permukaan laut dan sembarang tempat, paling baik di daerah yang cukup berair bisa mencapai tinggi 9 meter. Daunnya berbentuk bulat telur terbalik, berwarna hujau muda
sampai hijau tua, ujung daun meruncing dan permukaannya kilap (Yulianti, 2011) Buah sirsak berukuran hingga 20-30cm dengan berat mencapai 2,5 kg.
Daging buah sirsak berwarna putih, lembek dan berserat dan memiliki biji berwarna hitam keras(Wikipedia, 2011).
Rasanya yang manis keasamanmemberikan sensasi tersendiri bagi para penggemarnya. Apapun bentuk olahannya, cita rasa sirsak tetap melekat kuat pada produk, sehingga sangat mudah dikenali. Khasiat dari buah sirsak ini memberikan
efek anti tumor atau kanker yang sangat kuatdan terbukti secara medis menyembuhkan segala jenis kanker.Selain menyembuhkan kanker, buah sirsak
juga berfungsi sebagai anti bakteri,anti jamur(fungi), efektif melawan berbagai jenis parasit atau cacing, menurunkan tekanan darah tinggi, depresi, stress, dan menormalkan kembali sistem saraf yang kurang baik. (Zuhud, 2011).
Komposisi Kimia Buah Sirsak
Adapun kandungan gizi sirsak dapat dilihat pada Tabel 1 berikut: Tabel 1. Kandungan gizi buah sirsak segar
Komponen Jumlah (tiap 100 g)
Buah Sirsak mengandung banyak serat dan vitamin. Tiap butir sirsak mengandung komposisi rata-rata 67,5% daging buah dapat dimakan, 20% kulit
buah, 8,5% biji dan 4% empulur. Selain mengandung vitamin, kandungan lainnya adalah sukrosa 2,54%, dekstrosa 5,04% dan levulosa 0,04% (Suyatno, 2010).
Minuman Beralkohol dari Sirsak
Wine adalah minuman yang sejarahnya bisa ditarik sampai sekitar tahun 6000SM. Berasal dari daerah Mesopotamia, wine kemudian menyebar ke berbagai bagian dunia. Dahulu kalawine dihasilkan secara tidak sengaja. Pada suatu hari
seorang wanita Mesopotamia mengumpulkan anggur yang dipetiknya dari ladang lalu disimpan dalam sebuah tong besar. Buah anggur yang berada di bagian bawah tong pecah karena tergencet buah anggur di atasnya dan menghasilkan jus
anggur yang menggenang di bawah wadah. Jus anggur ini kemudian tercampur dengan ragi alami yang biasanya menempel pada kulit buah anggur dan memicu
terjadinya proses fermentasi alami. Setelah itu terjadilah wine seperti yang kita kenal (Handoyo, 2007).
Pembuatan wine tidak hanya terbatas pada anggur saja. Wine juga dibuat dari berbagai buah: apel (hard cider), pear wine, elderberry wine dan lain-lain. Minuman beralkohol yang dibuat dari sari buah lain yang kadar alkoholnya
berkisar di antara 8% hingga 15% biasanya disebut sebagai wine buah (fruit wine) (Wikipedia, 2011)
Pada dasarnya semua buah dapat dibuat minuman ini karena hampir semua
buah mengandung gula. Semua buah yang mengandung gula walau kadarnya rendah dapat dibuat wine buah tropis. Proses pembuatannya tentu sama seperti
nama buahnya. Dari namanyalangsung diketahui buah apa yang menjadi bahan utama wine buah tropis (Hapsari, 2008)
Buah sirsak yang berkhasiat obat itu ternyata bahan baku wine potensial. Kandungan nutrisi dalam sirsak mendukung pertumbuhan ragi. Setelah fermentasi selama 10 hari, kandungan alkohol pun meningkat (Arofatullah, 2010).
Syarat Mutu Minuman Beralkohol dari Sirsak
Berdasarkan standar yang diterbitkan Badan Standardisasi Nasional (SNI 01-4019-1996), mutu minuman beralkohol dari buah dapat dilihat dari Tabel 2.
Tabel 2. Syarat mutu minuman beralkohol dari sirsak
No Kriteria Uji Satuan Persyaratan
1
Asam Yang Mudah Menguap (dihitung sebagai asam asetat) Bahan Tambahan Makanan - Zat Warna
- Pengawet (SO2 - Pemanis Buatan
) Cemaran Arsen (Ar) Cemaran Mikroorganisme
- Angka Lempeng Total - Bakteri Coliform - Escherecia coli - Salmonella
- Staphylococcus aureus - Vibrio sp
Fermentasi
Secara biokimia, fermentasi didefinisikan sebagai suatu yang berhubungan
dengan pembangkitan energi dengan proses katabolisme senyawa-senyawa organik, yang berfungsi sebagai donor elektron dan terminal elektron acceptor. Senyawa organik terebut diubah oleh reaksi-reaksi dengan katalis enzim menjadi
bentuk lain (Riadi, 2007).
Fermentasi merupakan suatu perluasan glikolisis yang dapat menghasilkan
ATP hanya dengan fosforilasi tingkat substrat sepanjang terdapat pasokan NAD+ yang cukup untuk menerima elektron selama langkah oksidasi dalam glikolisis. Mekanisme fermentasi tidak dapat mendaur ulang NAD+
Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer
seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel. 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 efisien 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 (Ngili, 2009).
dari NADH karena tidak
mempunyai agen pengoksidasi (kondisi anaerob). Sehingga yang terjadi adalah NADH melakukan transfer elektronke piruvat atau turunan piruvat (Winarno dan
Fermentasi Alkohol
Etil alkohol adalah alkohol terpenting dengan titik didih 78,5 °C. Juga
disebut alkohol biji-bijian karena sebagian besar etil alkohol masih diproduksi melalui fermentasi gula. Etil alkohol digunakan dalam minuman. Hampir semua jenis buah dan sayuran telah difermentasi bahkan daging tanaman kaktus. Etil
alkohol sendiri tidak berasa dan tidak berbau. Perbedaan rasa dalam minuman beralkohol sendiri berasal dari produk lain yang terbentuk selama proses
fermentasi (Wilbraham and Matta, 1992).
Pada fermentasi sari buah pembentukan alkohol terjadi akibat perombakan gula seperti sukrosa dan fruktosa oleh enzim zymase dari kelompok enzim
invertase yang berasal dari khamir Saccharomyces ellipsoideus, Saccharomyces
apiculatus, Saccharomyces cerevisiae dan Saccharomyces lainnya (Winton dan Winton, 1958).
Arti penting khamir secara ekonomis terletak pada kemampuannya memecah pangan berkarbohidrat menjadi alkohol dan karbondioksida. Diketahui
sebagai fermentasi alkohol adalah fermentasi anaerob, yakni terjadi tanpa oksigen. Khamir memiliki sekumpulan enzim yang diketahui sebagai zymase, berperan
dalam fermentasi senyawa gula. Fermentasi alkohol dinyatakan dalam persamaan berikut:
C6H12O6𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧�⎯⎯⎯⎯�2 C2H5OH + 2 CO
gula alkohol
2
(Gamanand Sherington, 1992).
Alkohol dan karbon dioksida diproduksi dari maltosa. Langkah pertama
di bawah. Sejumlah kecil gliserol selalu dibentuk dari reaksi samping seperti pada gambar. Alkohol, aldehida dan asam tertentu dapat terbentuk tergantung galur dari
khamir (Miller and Litsky, 1976).
Gambar 1. Siklus Embden-Meyerhof
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir sejati tergolong eukariot yang secara morfologi hanya membentuk blastospora berbentuk lonjong bulat silindris tergantung strainnya. Dapat berkembang biak dengan membelah diri
serta jumlah nutrisi yang tersedia bagi pertumbuhan sel. Penampilan mikroskopik mempunyai koloni berbentuk bulat, warna kuning muda, permukaan berkilau,
licin, tekstur lunak dan memiliki sel bulat dengan akospora 1-8 buah (Wikipedia, 2011).
Khamir dapat tumbuh dengan baik pada keadaan sangat asam (pH 3-4)
dalam sari buah dan dapat tahan pada kadar alkohol 10% atau lebih. Keadaan dalam sari buah segera menjadi anaerobik yang memungkinkan terjadinya
fermentasi alkohol. Suhu fermentasi berkisar 20-25 °C dan berlangsung selama beberapa minggu. Kadar alkohol naik sekitar 10-15% dan membantu mengeluarkan zat warna dari bahan (Buckle, et al., 1985).
Ragi yang tumbuh di laboratorium pada media pertumbuhan yang solid atau kaldu cair. Media yang umum digunakan untuk budidaya ragi termasuk
potato dextrose agar (PDA), Wallerstein Laboratories Nutrient (WLN) agar, yeast peptone dextrose agar (YPD) dan yeast mould (YM) agar. Rumah bir yang menggeluti ragi sering menggunakan ekstrak malt kering (Dried Malt
Extract/DME) dan agar sebagai media pertumbuhan yang solid. AntibiotikCycloheximide kadang-kadang ditambahkan ke media pertumbuhan
untuk menghambat pertumbuhan ragi Saccharomyces (Wikipedia, 2011).
Khamir menonjol dalam kerusakan produk buah asam karena toleransi keasaman yang tinggi dan kemampuan dari kebanyakan khamir untuk tumbuh
dalam keadaan anaerob. Kebutuhan nutrisi khamir juga rendah, kebanyakan dapat dapat mensintesa berbagai substansi penting untuk tumbuh termasuk asam amino,
sederhana, cukup dengan tingkat nitrogen yang rendah (0,2-0,5 mg/l) yang dibutuhkan untuk dapat tumbuh (DNLM, 1980).
Khamir-khamir yang mampu melakukan fermentasi aerob memiliki keterbatasan kapasitas respirasi. Ketika glukosa terdapat dalam konsentrasi tinggi, glikolisis akan berjalan dengan cepat sehingga menghasilkan piruvat dalam
jumlah yang tinggi. Namun keterbatasan khamir tersebut untuk menggunakan piruvat dalam jalur respirasi selanjutnya (Siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif)
menyebabkan piruvat yang tersisa dirubah secara fermentatif menjadi etanol. Kebalikannya, khamir yang tidak melakukan fermentasi aerob dianggap memiliki kapasitas respirasi yang tidak terbatas sehingga mampu menggunakan seluruh
piruvat yang dihasilkan dari glikolisis walaupun jumlah glukosa di medium tinggi (Prentis, 1990).
Berdasarkan Freeman (2005) taksonomi Saccharomyces cerevisiae adalah sebagai berikut:
Super Kingdom : Eukaryotic
Phylum : Fungi Subphylum : Ascomycota
Divisi : Eumycophyta Kelas : Ascomycetes Ordo : Sacharomycetales
Famili : Sacharomycetaceae Genus : Sacharomyces
Ragi adalah mikroorganisme osmofilik, yang artinya dapat tumbuh pada larutan gula konsentrasi tinggi. Organisme osmofilik dapat sangat sensitif pada garam dan
oleh karena itu bukan bersifat halofilik. Ragi menonjol pada kerugian buah-buah asam karena toleransi asamnya yang tinggi dan kemampuannya untuk tumbuh pada kondisi anaerobik. Kebanyakan ragi yang diisolasi dari buah dapat tumbuh
pada suhu 45 °C dan larutan gula 55 °Brix. Beberapa bahkan lebih tahan pada larutan gula yang lebih tinggi lagi dan suhu yang lebih rendah.
Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi
Adapun faktor yang mempengaruhi fermentasi alkohol adalah sebagi berikut:
a. Spesies sel khamir
Pemilihan mikroorganisme biasanya didasarkan pada jenis karbohidrat yang digunakan sebagai medium, sebagai contoh untuk memproduksi alkohol dari
pati dan gula digunakan Sacharomyces cerevisiae sedangkan untuk laktosa dari “whey” menggunakan Candida pseudotropicalis. Seleksi tersebut bertujuan agar didapatkan mikroorganisme yang mampu tumbuh dengan cepat dan toleransi
terhadap konsentrasi yang tinggi, mampu mengahasilkan alkohol dalam jumlah banyak dan tahan terhadap alkohol tersebut (Mangunwidjaja dan Suryani, 1994).
b. Jumlah sel khamir
Menurut Frazier dan Westhoff (1979) inokulum yaitu kultur mikroba yang diinokulasikan kedalam medium fermentasi. Tipe dan konsentrasi
BAHAN DAN METODA
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Pebruari sampai Maret 2012 di Laboratorium Teknologi Pangan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan.
Bahan dan Alat Penelitian Bahan
Buah sirsak matang morfologi, gula dan ragi roti merek Saf-Instant.
Bahan Kimia
Asam sitrat 0,1N, NaOH 0,1N, phenoftalein dan aquadest.
Alat Penelitian
Beaker glass, pipet skala, hand refractometer, labu suling, biuret, erlenmeyer, pH meter, tabung reaksi, piknometer dan spatula.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 2 faktorial, yang terdiri dari:
Faktor I : Derajat Keasaman (P) : P1 = 3, P2 = 4, P3 = 5, P4
Faktor II : Konsentrasi Ragi (K) : K
= 6
serta jumlah khamir yang harus tersedia dalam jumlah yang cukup dengan jumlah sel berkisar 2-5 x 106
c. Derajat keasaman (pH) sel per ml.
Derajat keasaman optimum untuk pertumbuhan khamir yang digunakan pada fermentasi etanol adalah umumnya sel khamir dapat tumbuh dan
memproduksi etanol secara efisien pada pH 3,5 – 6,0 (Prescott, et al., 2005) d. Suhu
Khamir mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap suhu untuk pembentukan selnya, optimum untuk khamir adalah 25 – 30 °C serta khamir dapat tumbuh secara efesien pada suhu 28-35 °C. Peningkatan suhu sampai 40 °C dapat
mempertinggi kecepatan awal produksi etanol, tetapi produktivitas fermentasi secara keseluruhan menurun karena meningkatnya pengaruh penghambatan oleh
etanol terhadap pertumbuhan sel khamir(Dwidjoseputro, 1978). e. Oksigen
Selama fermentasi alkohol berlangsung, diperlukan sedikit oksigen yaitu
sekitar 0,05-0,10 mmHg tekanan oksigen, yang diperlukan sel khamir untuk biosintesa lemak tak jenuh dan lipid. Jumlah oksigen yang lebih tinggi dapat
merangsang pertumbuhan sel khamir, sehingga produktivitasnya alkohol menjadi lebih rendah. Menurut DNML (1980) persediaan oksigen yang besar penting untuk kecepatan perkembangbiakan sel khamir dan permulaan fermentasi, namun
Kombinasi perlakuan (Tc) = 4 x 4 = 16 dengan jumlah minimum perlakuan (n) adalah:
Tc (n-1) > 15 16(n-1) > 15 16 n > 31
n > 1,93 ...Dibulatkan menjadi n=2 Maka untuk ketelitian dalam penelitian ini dilakukan ulangan sebanyak 2 kali.
Model Rancangan (Bangun, 1991)
Penelitian ini dilakukan dengan model Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial dengan model:
Ŷijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + εijk
Dimana:
Ŷijk : Hasil pengamatan dari faktor P pada taraf ke-i dan faktor K pada taraf ke
–j dalam ulangan ke –k µ : Efek nilai tengah
αi : Efek faktor P pada taraf ke-i
βj : Efek faktor K pada taraf ke-j
(αβ)ij : Efek interaksi faktor P pada taraf ke-i dan faktor K pada taraf ke-j
εijk : Efek galat dari faktor P pada taraf ke-i dan faktor K pada taraf ke-j dalam
ulangan ke-k.
Pelaksanaan Penelitian
Pembuatan starter
Buah sirsak dikukus pada suhu 100°C selama 10 menit untuk mengurangi
rasa sepat, kemudian dikupas dan dihancurkan dengan blender. Ditambahkan air dengan perbandingan air:sirsak 2:1 dan disaring untuk mengambil sari sirsak. Lalu ditambahkan gula sebanyak 16% sari sirsak. Sari sirsak dipasteurisasi
dengan suhu 70 °C selama 30 menit lalu didinginkan. Ditambahkan khamir roti (yeast) sebanyak 3 gram tiap 100 ml larutan. Difermentasi selama 24 jam.
Pembuatan minuman beralkohol
Buah sirsak dikukus pada suhu 100°C selama 10 menit untuk mengurangi rasa sepat, kemudian dikupas dan dihancurkan dengan blender. Ditambahkan air
dengan perbandingan air:sirsak 2:1 dan disaring untuk mengambil sari sirsak. Lalu ditambahkan gula sebanyak 16% sari sirsak. Diatur pH sari sirsak sampai menjadi 3, 4, 5 dan 6 dengan menambahkan asam sitrat 0,1N atau NaOH 0,1N
tergantung pH awal sari sirsak. Dipasteurisasi dengan suhu 70 °C selama 30 menit lalu didinginkan. Ditambahkan starter pada sari sirsak dengan konsentrasi 2%,
Parameter Penelitian
Penentuan total padatan terlarut (Metode handefractometer)
Bagian sampel handrefractometerdibilas dengan aquadest dan dikeringkan dengan tissue. Diambil bahan yang akan diukur melalui pipet tetes, dan diteteskan pada bagian sampel handrefractometer kemudian diarahkan pada sumber cahaya.
Dilihat pembacaan papan skala handfrefractometer. Setiap pergantian sampel yang diukur, elektroda dibilas kembali dengan aquadest dan dikeringkan dengan
tissue.
Penentuan kadar asam mudah menguap (Metode titrasi)
Kadar asam mudah menguap dihitung sebagai asam asetat. Kadar asam
asetat dihitung dengan metode Jacobs (Sudarmadji, et al, 1989) sebagai berikut: Bahan disiapkan sebanyak 50 ml, kemudian disuling dan hasil sulingan
diambil sebanyak 10 ml. Ditetesi phenolphthalein sebanyak 2-3 tetes sebagai indikator. Dititrasi dengan NaOH 0,1 N sampai terjadi perubahan warna menjadi merah muda. Jumlah NaOH yang digunakan dicatat dan dihitung persentase kadar
asam asetat dengan rumus:
Kadar asam asetat= ml NaOH x N x BM Asam Asetat
ml contoh x100% ( w v⁄ ) Penentuan pH (Metode pHmeter)
Elektroda dibilas dengan aquadest dan kemudian dikeringkan dengan tissue. Elektroda kemudian dicelupkan kepada sampel sampai diperoleh pembacaan nilai pH yang stabil kemudian dicatat nilai pH sampel. Setiap
Penentuan kadar alkohol (AOAC, 1984)
Kadar alkohol dihitung sebagai etil alkohol. Diambil contoh sebanyak 100
ml dalam labu suling kemudian didestilasi. Hasil destilasi ditampung dengan piknometer sampai tanda garis. Piknometer didinginkan pada suhu 25°C selama 15 menit kemudian ditimbang. Sebagai pembanding dihitung berat piknometer
kosong dan berat air pada suhu 25 °C. Dari Tabel hubungan antara kadar alkohol dengan berat jenis pada berbagai suhu menunjukkan kadar etil alkohol pada
sampel (Lampiran 1).
BJEtilAlkohol= beratetilalkoholsulinganpada 25 °C beratairpada 25 °C
Ujiorganoleptikwarna (numerik) (Sukarto, 1985)
Uji organoleptik dilakukan dengan uji kesukaan atau uji hedonik terhadap warna dengan 10 orang panelis. Caranya contoh diuji secara acak dengan
memberikan kode bahan yang akan diuji kepada 10 panelis yang melakukan penilaian. Penilaian dilakukan dengan sekala 1-4 berdasarkan kriteria seperti pada
tabel berikut:
Tabel 3. Skala uji hedonik warna
Skala hedonik Skala Numerik
Putih 4
Putih kekuningan 3
Putih kecoklatan 2
Uji organoleptik aroma dan rasa(numerik) (Sukarto, 1985)
Uji organoleptik aroma dan rasa dilakukan dengan uji kesukaan atau uji
hedonik terhadap aroma dan rasa dengan 10 orang panelis. Caranya contoh diuji secara acak dengan memberikan kode bahan yang akan diuji kepada 10 panelis yang melakukan penilaian. Penilaian terhadap aroma dan rasa diberi bobot sama
50%:50%. Penilaian dilakukan dengan sekala 1-4 berdasarkan kriteria seperti pada tabel berikut:
Tabel 4. Skala uji hedonik aroma
Skala hedonik Skala Numerik
Sangat suka 4
Suka 3
Agak suka 2
Tidak suka 1
Tabel 5. Skala uji hedonik rasa
Skala hedonik Skala Numerik
Tidak asam 4
Agak asam 3
Asam 2
Gambar 2. Skema pembuatan starter Dipasteurisasi 70 °C
selama 30 menit
Didinginkan
Ditambahkan yeast sebanyak 3 gr/100ml larutan
Difermentasi selama 24 jam
Starter Sirsak
Dikukus 100 °C 10 menit
Pengupasan dan penghalusan
Disaring
Ditambahkan air dengan perbandingan air:sirsak 2:1
Gambar 3. Skema pembuatan minuman beralkohol dari sirsak Difermentasi selama 12 hari
Minuman beralkohol Dipasteurisasi 70 °C
selama 30 menit
Didinginkan Sirsak
Dikukus 100 °C 10 menit
Pengupasan dan penghalusan
Disaring
Ditambahkan air dengan perbandingan air:sirsak 2:1
Ditambahkan gula sebanyak 16% sari sirsak
Diatur pH
Dipasteurisasi 80 °C 10 menit
Analisa
1. Penentuan total padatan terlarut 2. Penentuan kadar
asam mudah menguap 3. Penentuan pH 4. Penentuan kadar
alkohol
5. Uji organoleptik warna
