INDUSTRI KIMIA PEMBUATAN NATA DE COCO (Makalah Sains Dasar Kimia)
Oleh
Kelompok 2
1.Astri Ayu Andari (1417021014)
2. Athiyya Nur Fadhilah (1417021015)
3.Aulia Rozana (1417021016)
4.Auliaurrohman (1417021017)
5. Benny Hartanto (1417021020)
6. Betara Sona (1417021021)
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur bagi Allah Swt. yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan makalah ilmiah ini sesuai dengan harapan dengan baik dan lancar. Shalawat dan salam semoga tetap terlimpahkan kepada nabi besar Muhammad saw.
Makalah ilmiah ini bertujuan untuk wahana menambah dan meningkatkan pengetahuan umum dan keterampilan kalian sehingga pikiran dan wawasan pembaca menjadi lebih luas. Karya tulis ini dapat mengajak pembaca supaya mengetahui INDUSTRI KIMIA PEMBUATAN NATA DE COCO, kami menyusun makalah ilmiah ini secara sederhana tetapi sesuai dengan fakta-fakta yang kami lihat dari lapangan.
Dalam pembuatan makalah ilmiah ini, kami mendapat bantuan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada
1.Orang tua kami dirumah yang telah memberikan meteri/ maupun do’anya, sehingga karya tulis ini dapat terselesaikan.
2. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang membantu pembuatan karya tulis ini.
Akhir kata semoga makalah ilmiah ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya, kami menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ilmiah ini masih jauh dari sempurna.Untuk itu kami menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan kearah kesempurnaan. Akhir kata kami sampaikan terima kasih.
Bandar Lampung, 14 Desember 2014
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR...i
DAFTAR ISI...ii
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1
1.2 Tujuan...2
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Nata de Coco...3
2.2 Acetobacter xylinum...5
2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Produksi Nata ...6
2.3 Kandungan Gizi Nata...8
III. PEMBAHASAN 3.1 Alat dan Bahan Pembuatan Nata...9
3.2 Cara Pembuatan Nata...9
3.3. Hubungan Kimia Industri dengan Aplikasi Ilmu Biologi...11
IV. KESIMPULAN A. Kesimpulan...12
DAFTAR PUSTAKA
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sebagai negara kepulauan, umumnya Indonesia ditumbuhi banyak pohon kelapa. Pohon kelapa memberikan banyak hasil bagi manusia mulai dari batang, daun, dan buahnya. Pada pembuatan kopra atau penjual kelapa di pasar, airnya terbuang percuma sebagai limbah yang dapat mencemari lingkungan terutama yang berhubungan dengan kesuburan tanah. Padahal, air kelapa bisa diolah menjadi suatu produk bernilai tinggi dan sangat populer dengan nama Nata de Coco. Seperti halnya pembuatan beberapa makanan atau minuman hasil fermentasi, pembuatan nata juga memerlukan bibit. Bibit tape biasa disebut ragi, bibit tempe disebut usar, dan bibit nata de coco disebut starter. Bibit nata adalah bakteri Acetobacter xylinum yang akan dapat membentuk serat nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan karbon dan nitrogen melalui proses yang terkontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim yang dapat menyusun zat gula menjadi ribuan rantai serat atau selulosa. Dari jutaan renik yang tumbuh pada air kelapa tersebut, akan dihasilkan jutaan lembar benang-benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan, padat, kokoh, kuat dan kenyal dengan rasa mirip kolang-kaling, yang disebut sebagai nata.
dibutuhkan tubuh dalam proses fisiologi. Konon, produk ini dapat membantu penderita diabetes dan memperlancar proses pencernaan dalam tubuh.
Acetobacter xylinum dalam pertumbuhan dan aktivitasnya membentuk nata memerlukan suatu media yang tepat sehingga produksi nata yang dihasilkan dapat secara optimal. Sebagai media dalam pembentukan nata, media yang digunakan haruslah memiliki kandungan komponen-komponen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme yang dalam hal ini yaitu acetobacter xylinum . Komponen media nata yang dibutuhkan sebagai syarat media nata antara lain memiliki sumber karbon dapat berupa gula, sumber nitrogen dapat berupa penambahan urea , mineral dan vitamin yang mendukung pertumbuhan bakteri acetobacter xylinum.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah tentang industri kimia pembuatan nata de coco ini adalah :
1. Mengetahui hubungan kimia industri dengan aplikasi ilmu biologi 2. Mengetahui komponen-komponen penyusun dalam pembuatan nata de coco
3. Mengetahui proses pembuatan nata de coco
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Nata de coco
Nata de coco merupakan produk hasil proses fermentasi air kelapa dengan bantuan aktivitas Acetobacter xylinum. Nata De Coco merupakan jenis komponen minuman yang terdiri dari senyawa selulosa (dietry fiber), yang dihasilkan dari air kelapa melalui proses fermentasi, yang melibatkan jasad renik (mikroba), yang selanjutnya dikenal sebagai bibit nata. Pada prinsipnya untuk mengha-silkan nata de coco yang bermutu baik, maka perlu disediakan media yang dapat mendukung aktivitas Acetobacter xylinum untuk memproduksi selulosa ekstra seluler atau yang kemudian di sebut nata de coco.
Bakteri Acetobacter xylinum akan dapat membentuk nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan Karbon(C) dan Nitrogen (N), melalui proses yang terkontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim akstraseluler yang dapat menyusun zat gula menjadi ribuan rantai serat atau selulosa. Dari jutaan renik yang tumbuh pada air kelapa tersbeut, akan dihasilkan jutaan lembar benang-benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan, yang disebut sebagai nata (Budiyono , 2004)
Apabila rasio antara karbon dan nitrogen diatur secara optimal, dan prosesnya terkontrol dengan baik, maka semua cairan akan berubah menjadi nata tanpa meninggalkan residu sedikitpun. Oleh sebab itu, definisi nata yang terapung di atas caian setelah proses fermentasi selesai, tidak berlaku lagi.
Air kelapa yang digunakan dalam pembuatan nata harus berasal dari kelapa yang masak optimal, tidak terlalu tua atau terlalu muda. Bahan tambahan yang diperlukan oleh bakteri antara lain karbohidrat sederhana, sumber nitrogen, dan asam asetat. Pada ummumnya senyawa karbohidrat sederhana dapat digunakan sebagai suplemen pembuatan anta de coco, diantaranya adalah senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, laktosa, fruktosa dan manosa (Smallcrab, 2011)
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 asan asetat, asam-asam organic dan anorganik lain bias digunakan.
Acetobacter Xylinum merupakan bakteri berbentuk batang pendek, yang mempunyai panjang 2 mikron dan lebar , micron, dengan permukaan dinding yang berlendir. Bakteri ini bias membentuk rantai pendek dengan satuan 6-8 sel. Bersifat ninmotil dan dengan pewarnaan Gram menunjukkan Gram negative. Bakteri ini tidka membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan.
Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil alcohol, dan propel alcohol, tidak membentuk indol dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat menjadi CO2 dan H2O. sifat yang paling
menonjol dari bakteri itu adalah memiliki kemampuan untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa. Selanjutnya selulosa tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. Factor lain yang dominant mempengaruhi sifat fisiologi dalam pembentukan nata adalah ketersediaan nutrisi, derajat keasaman, temperature, dan ketersediaan oksigen.
Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan sel. Pertumbuhan sel didefinisikan sebagai pertumbuhan secara teratur semua komponen di dalam sel hidup. Bakteri 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.
Factor-faktor yang mempengaruhi Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan adalah nutrisi, sumber karbon, sumber nitrogen, serta tingkat keasaman media temperature, dan udara (oksigen. Senyawa karbon yang dibutuhkan dalam fermentasi nata berasal dari monosakarida dan disakarida. Sumber dari karbon ini yang paling banyak digunakan adalah gula. Sumber nitrogen bias berasal dari bahan organic seperti ZA, urea. Meskipun bakteri 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 0 C. bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Sehingga dalam fermentasi tidak perlu ditutup rapat namun hanya ditutup untuk mencegah kotoran masuk kedalam media yang dapat mengakibatkan kontaminasi (Budiyono , 2004).
Bakteri pembentuk nata termasuk kedalam golongan Acetobacter, yang mempunyai ciri – ciri antara lain : ”sel bulat panjang sampai batang (seperti kapsul), tidak mempunyai endospora, sel – selnya bersifat gram negatif, bernafas secara aerob tetapi dalam kadar yang kecil (Pelczar dan Chan, 1988). Acetobacter xylinum dapat dibedakan dengan spesies yang lain karena sifatnya yang bila ditumbuhkan pada medium yang kaya komponen gula, bakteri ini dapat memecah komponen gula dan mampu membentuk suatu polisakarida yang dikenal dengan selulosa ekstraseluler. Acetobacter xylinum mempunyai tiga enzim yang aktif, yaitu enzim kinase, enzim ekstraseluler selulosa polimerase, dan enzim protein sintetase. Enzim ekstraseluler selulosa polimerase aktif pada pH 4 yang berfungsi untuk membentuk benang-benang selulosa (nata). Enzim protein sintetase aktif pada pH 3-6 yang berfungsi untuk mengubah makanan yang mengandung C, H, O, dan N menjadi protein (Mandel, 2004).
Dalam medium cair, Acetobacter xylinum mampu membentuk suatu lapisan yang dapat mencapai ketebalan beberapa sentimeter. Bakteri terperangkap dalam benang – benang yang dibuatnya. Untuk menghasilkan massa yang kokoh, kenyal, tebal, putih, dan tembus pandang perlu diperhatikan suhu fermentasi (inkubasi), komposisi medium dan pH medium.
2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi nata
Untuk menghasilkan produksi nata yang maksimal perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut
1. Temperatur ruang inkubasi
pembuatan nata adalah pada suhu kamar (280C). Suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi akan mengganggu pertumbuhan bakteri pembentuk nata, yang akhirnya juga menghambat produksi nata.
2. Jenis dan konsentrasi Medium
Medium fermentasi ini harus banyak mengandung karbohidrat (gula) di samping vitamin dan mineral, karena pada hakekatnya nata tersebut adalah slime (menyerupai lendir) dari sel bakteri yang kaya selulosa yang diproduksi dari glukosa oleh bakteri Acetobacter Xylinum. Bakteri ini dalam kondisi yang optimum memiliki kemampuan yang luar biasa untuk memproduksi slime sehingga slime tersebut terlepas dari sel vegetatif bakteri dan terapung-apung di permukaan medium. Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula yang kemudian digabungkan dengan asam lemak membentuk precursor (penciri nata) pada
Pada umumnya Acetobacter Xylinum merupakan stater yang lebih produktif dari jenis stater lainnya, sedang konsentrasi 5-10% merupakan konsentrasi yang ideal (Rahman, 1992).
4. Kebersihan alat
Alat-alat yang tidak steril dapat menghambat pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum. Sedangkan alat-alat yang steril dapat mendukung pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum.
5. Waktu fermentasi
Waktu fermentasi yang digunakan dalam pembuatan nata umumnya 2-4 minggu. Minggu ke-4 dari waktu fermentasi merupakan waktu yang maksimal produksi nata, yang berarti lebih dari 4 minggu, maka kualitas nata yang diproduksi akan menurun.
6. pH fermentasi
Derajat keasaman yang dibutuhkan dalam pembuatan nata adalah 3-5 atau dalam suasana asam. Pada kedua kondisi pH optimum, aktifitas enzim seringkali menurun tajam. Suatu perubahan kecil pada pH dapat menimbulkan perbedaan besar pada kecepatan beberapa reaksi enzimatis yang amat penting bagi organisme.
7. Tempat fermentasi
Tempat fermentasi sebaiknya tidak terbuat dari logam karena mudah korosif yang dapat mengganggu pertumbuhan mikroorganisme pembentuk nata. Di samping itu tempat fermentasi sebaiknya tidak terkena cahaya matahari langsung, jauh dari sumber panas, dan harus berada dalam kondisi steril. Selain itu, dalam pembuatan nata juga harus diperhatikan bahwa selama proses pembentukan nata langsung harus dihindari gerakan atau goncangan ini akan menenggelamkan lapisan nata yang telah terbentuk dan menyebabkan terbentuknya lapisan nata yang baru yang terpisah dari nata yang pertama. Hal ini menyebabkan ketebalan produksi nata tidak standar.
2.4 Kandungan gizi nata
Dilihat dari zat gizinya, nata tidak berarti apa-apa karena produk ini sangat miskin zat gizi. Karena kandungan zat gizi (khusunya energi) yang sangat rendah, produk ini aman untuk dimakan siapa saja. Produk ini tidak akan menyebabkan kegemukan, sehingga sangat dianjurkan bagi mereka yang sedang diet rendah kalori. Keunggulan lain dari produk ini adalah kandungan seratnya yang cukup tinggi terutama selulosa. Peran utama serat dalam makanan adalah pada kemampuannya mengikat air yang dapat melunakkan feses.
dalam waktu yang relative singkat sehingga absorpsi zat makanan berkurang. Selain itu, makanan yang mengandung serat yang relative tinggi akan memberikan rasa kenyang karena komposisi karbohidrat kompleks yang menghentikan nafsu makan sehingga mengakibatkan turunnya konsumsi makanan. Makanan dengan kandungan serat kasar relative tinggi biasanya mengandung kalori rendah, kadar gula, dan lemak rendah yang dapat membantu mengurangi terjadinya obesitas dan penyakit jantung.
III PEMBAHASAN
3.1 Alat dan Bahan Pembuatan Nata
Adapun alat dan bahan pembuatan nata sebagai berikut ; A.xylinum ,Glukosa (100 gram), Ekstrak khamir (5 gram ),K2HPO4 (5gram) , (NH4)2SO4 (0,6 gram), MgSO4 (0,2 gram) ,Agar (18 gram), Air kelapa (1 liter), Asam Asetat 25 % untuk mengatur pH menjadi 3,Urea 5 gram , Alat pensteril, Tabung reaksi dan kapas, Jarum ose, Kotak inokulasi ,Lampu spritus ,Gelas piala , Kompor , Kotak inkubasi, Lemari pendingin (kulkas) , Timbangan - pH meter b, Botol bermulut lebar , Kertas., Ruang inkubasi, Wadah perebus media, Wadah fermentasi, Wadah perebus media, dan Ruang fermentasi.
3.2 Cara Pembuatan Nata
yang cukup menjanjikan (prospektif). Fermentasi Nata dilakukan melalui tahap-tahap berikut :
1. Pemeliharaan biakan murni Acetobacter xylinum
Fermentasi nata memerlukan biakan murni Acetobacter xylinum. Biakan murni ini harus dipelihara sehingga dapat digunakan setiap saat diperlukan. Pemeliharan tersebut meliputi:
A. Penyimpanan
Proses penyimpanan sehingga dalam jangka waktu yang cukup lama viabilitas (kemampuan hidup) mikroba tetap dapat dipertahankan. Xylinum biasanya disimpan pada agar miring yang terbuat dari media Hassid dan Barker yang dimodifikasi dengan komposisi sebagai berikut : Glukosa (100 gram), ekstrak khamir (2,5 gram), K2HPO4 (5 gram), (NH4)2SO4 (0,6 gram), MgSO4 (0,2 gram), agar (18 gram) dan air kelapa (1 liter). Pada agar miring dengan suhu penyimpanan 4-7°C, mikroba ini dapat disimpan selama 3-4 minggu.
B. Penyegaran
Penyegaran kembali mikroba yang telah disimpan sehingga terjadi pemulihan viabilitas dan mikroba dapat disiapkan sebagai inokulum fermentasi. Setiap 3 atau 4 minggu, biakan A. xylinum harus dipindahkan kembali pada agar miring baru. Setelah 3 kali penyegaran, kemurnian biakan harus diuji dengan melakukan isolasi biakan pada agar cawan. Adanya koloni asing pada permukaan cawan menunjukkan bahwa kontaminasi telah terjadi. Biakan pada agar miring yang telah terkontaminasi, harus diisolasi dan dimurnikan kembali sebelum disegarkan.
2. Pembuatan Starter
masam tersebut dapat dihilangkan dengan perendaman dan perebusan dengan air bersih.
3.3. Hubungan Kimia Industri dengan Aplikasi Ilmu Biologi
Dalam makalah kali ini bentuk aplikasi ilmu biologi dalam kimia industri yang kami bahas adalah tentang pembuatan nata de coco. Karena pembuatan nata de coco memerlukan mikroba dalam proses fermentasi gula yaitu bakteri asam asetat berupa Acetobacter Xylinum yang menghasilkan enzim . Pada prinsipnya pembuatanm nata de coco merupakan pembentukan sellulosa sintesis melalui fermentasi gula.
IV. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah
1. Komponen-komponen penyusun dalam pembuatan nata de coco adalah Air Kelapa dan A.xylinum
2. Proses pembuatan nata de coco dimulai dari pengembang biakan bakteri A.xylinum kemudian , Pembuatan Stater dan , Fermentasi
3. Mengetahui kandungan gizi nata besifat rendah tetapi manfaat nata de coco baik bagi kesehatan bagi kesehatan
4. Hubungan kimia insdustri dengan aplikasi ilmu biologinya adalah pembuatan nata de coco memerlukan mikroba dalam proses fermentasi gula yaitu bakteri asam asetat berupa Acetobacter Xylinum yang menghasilkan enzim.
DAFTAR PUSTAKA
Haris Budiyono. 2004. Fermentasi Nata de Coco. Renika Cipta, Jakarta.
Mandel. 2004. Capability of Acetobacter Xylinum to Convert Cellulose. Newyork.
Palungkun, R. 1992. Aneka Produk Tanaman Kelapa. Penebar Swadaya, Jakarta.
Rahman, A. 1992. Teknologi Fermentasi. Arcan, Jakarta.
Smallcrab. 2011. Mikrobiologi Menguak Dunia Mikroorganisme Jilid 1.
Yrama Widya, Bandung.
