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)
Daging buah sirsak berwarna putih, lembek dan berserat dan memiliki biji
berwarna hitam keras (Wikipedia, 2011).
Rasanya yang manis keasaman memberikan 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 kuat dan 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
6000 SM. Berasal dari daerah Mesopotamia, wine kemudian menyebar ke berbagai bagian dunia. Dahulu kala wine 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
nama buahnya. Dari namanya langsung 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 Logam 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+ dari NADH karena tidak mempunyai agen pengoksidasi (kondisi anaerob). Sehingga yang terjadi
adalah NADH melakukan transfer elektron ke piruvat atau turunan piruvat (Winarno dan Fardiaz, 1990).
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
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:
C6H12O6
𝑧𝑦𝑚𝑎𝑠𝑒
�⎯⎯⎯⎯� 2 C2H5OH + 2 CO2
gula alkohol
(Gaman and Sherington, 1992).
Alkohol dan karbon dioksida diproduksi dari maltosa. Langkah pertama adalah pembentukan dua unit glukosa dari maltosa. Glukosa kemudian
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
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. Antibiotik
Cycloheximide 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
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 ke dalam medium fermentasi. Tipe dan konsentrasi mikroorganisme yang diinokulasikan merupakan critical factor yang
serta jumlah khamir yang harus tersedia dalam jumlah yang cukup dengan jumlah
sel berkisar 2-5 x 106 sel per ml. c. Derajat keasaman (pH)
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
