BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Asam cuka
2.1.1 Pengertian Asam Cuka
Asam cuka merupakan senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai
pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus
empiris C2H4O2. Rumus ini sering ditulis dalam bentuk CH3COOH. Asam cuka
murni adalah cairan higroskopis tak berwarna dan memiliki titik beku 16,7oC.
Asam cuka merupakan hasil olahan makanan melalui fermentasi. Fermentasi
glukosa secara anaerob menggunakan khamir Saccharomyces cerevicae
menghasilkan etanol. Fermentasi etanol secara aerob menggunakan bakteri
Acetobacter aceti menghasilkan asam cuka (Buckle et al., 2010).
Menurut Desrosier (2008), asam cuka dapat dibuat dari berbagai bahan
baku yang mengandung gula atau pati melalui fermentasi glukosa yang diikuti
oleh fermentasi etanol. Produk ini merupakan suatu larutan asam cukadalam air
yang megandung cita rasa, zat warna, dan substansi yang terekstrak misal: asam
buah, ester, dan garam organik yang berbeda-beda sesuai dengan asalnya. Cuka
yang dijual mengandung paling sedikit 4% asam cuka (4 g asam cuka per 100 ml),
dalam kondisi segar dan dibuat dari buah-buahan yang layak dikonsumsi.
Menurut Janeta (2011), proses pembuatan asam cuka melalui dua tahapan
proses fermentasi. Tahap pertama adalah fermentasi gula hasil hidrolisis secara
anaerob menjadi etanol oleh aktivitas yeast (Saccharomyces cerevisiae). Tahap
kedua adalah fermentasi secara aerob dilakukan oleh bakteri Acetobacter aceti
untuk mengoksidasi etanol menjadi asam cuka. Penggunaan bahan dasar (bonggol
pisang) dalam pembuatan cuka harus memiliki kandungan gula yang tinggi untuk
masuk ke dalam tingkat fermentasi.
2.1.2 Fermentasi Glukosa menjadi Etanol
Fermentasi gula menjadi etanol diperlukan serangkaian proses yang
dilakukan sehingga menghasilkan etanol dengan mutu tinggi. Secara umum
menurut Nugroho (2012) terdapat tiga tahapan dalam fermentasi glukosa menjadi
etanol yaitu:
A. Penyiapan Bahan Baku
Bahan baku fermentasi glukosa menjadi etanol yang dapat difermentasi
adalah bahan baku yang mengandung glukosa, sehingga dapat dihidrolisis
menjadi glukosa. Bahan baku tersebut seperti: gula (sukrosa), bahan berpati, dan
bahan berselulosa (Ma’ruf & Damajanti, 2012). Bahan baku fermentasi glukosa
menjadi etanol yang paling banyak digunakan oleh mikroorganisme adalah
glukosa. Glukosa yang akan digunakan dalam proses fermentasi glukosa menjadi
etanol dapat berasal dari pati bonggol pisang. Bonggol pisang merupakan bagian
tanaman yang mengandung pati 76% (Solikhin et al., 2012). Untuk mengubah pati
bonggol pisang menjadi glukosa, maka diperlukan proses hidrolisis. Proses
hidrolisis merupakan reaksi kimia yang terjadi antara air dan pati yang
menghasilkan zat baru berupa glukosa (Retno & Nuri, 2011). Proses hidrolisis
bertujuan untuk menghasilkan monomer-monomer glukosa dari selulosa maupun
asam (misalnya H2SO4 dan HCl) atau Enzim pada temperatur, pH, dan waktu
tertentu (Ma’ruf & Mulyadi, 2009).
Bahan baku untuk fermentasi glukosa menjadi etanol, dengan kandungan
selulosa dan hemiselulosa yang tinggi memerlukan proses hidrolisis asam.
Larutan asam yang digunakan dalam proses hidrolisis adalah larutan asam kuat.
Larutan asam kuat tersebut yaitu asam sulfat (H2SO4) dan asam klorida (HCl)
(Gusmawarni et al., 2010).
Proses hidrolisis antara pati dengan air berlangsung sangat lambat,
sehingga diperlukan katalisator yang dapat mempercepat keaktifan air. Dengan
penambahan katalisator, maka proses hidrolisis berjalan dengan cepat. Katalisator
yang digunakan adalah asam klorida (HCl) dan asam sulfat (H2SO4) (Retno &
Nuri, 2011). Persamaan reaksi hidrolisis pati menggunakan katalisator asam
klorida (HCl), sebagai berikut:
n(C6H10O5)+n(H20)
HCl
n(C6H12O6)...(Retno & Nuri, 2011). Pati air Glukosa
B. Fermentasi Glukosa menjadi Etanol
Fermentasi dapat diartikan sebagai deasimilasi anaerobik
senyawa-senyawa organik yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Fermentasi
juga merupakan suatu proses penguraian gula menjadi etanol ( C2H5OH) dan
karbondioksida (CO2) yang disebabkan oleh aktivitas sel-sel S. cerevisiae secara
anaerob ( Agustina, 2008; Buckle et al., 2010).
Hasil dari fermentasi glukosa menjadi etanol secara anaerob menurut
Buckle et al., (2010) mempunyai persamaan sebagai berikut :
C6H12O6
S. cerevisiae
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses terjadinya fermentasi glukosa
menjadi etanol menurut Satuhu & Supriyadi (2008) yaitu:
1) Jumlah S. cerevisiae
Jumlah S. cerevisiae yang terlibat di dalam proses fermentasi glukosa
menjadi etanol sangat mempengaruhi cepat dan lambatnya keberlangsungan
proses fermentasi. Penggunaan jumlah S. cerevisiae yang bervariasi dapat
menyebabkan proses fermentasi dan mutu produk berubah-ubah. Jumlah S.
cerevisiae yang ditambahkan berkisar 3-10% dari volume medium fermentasi.
Hasil penelitian Solikhin et al. (2012) jumlah S. cerevisiae yang paling baik untuk
proses fermentasi adalah 8%.
2) Nutrisi
Semua mikroorganisme membutuhkan energi untuk aktivitas
metabolismenya. Energi yang dibutuhkan untuk metabolisme berasal dari nutrisi
yang ada pada media. Nutrisi yang dibutuhkan adalah: karbon (C), nitrogen (N),
fosfor (P), mineral,dan vitamin (Fardiaz, 1992). Karbon merupakan komponen
utama dan penting bagi sistem hidup, khususnya sebagai kerangka makromolekul
seluler. Mikroorganisme yang berperan pada fermentasi glukosa menjadi etanol
disebut mikroorganisme heterotrof. Mikroorganisme heterotrof yaitu
mikroorganisme yang menggunakan sumber karbon dari senyawa organik untuk
menghasilkan energi. Nitrogen adalah penyusun protein dan asam amino. Asam
amino dan protein digunakan oleh mikroorganisme sebagai penyusun sel. Fosfor
pada mikroorganisme dibutuhkan sebagai komponen ATP, asam nukleat dan
dari sel yang berfungsi sebagai penyusun sel, mengatur tekanan osmosis,
mengatur kadar ion H+ (keasaman), dan mengatur proses oksidasireduksi media sedangkan vitamin adalah senyawa organik yang penting bagi pertumbuhan
mikroorganisme. Vitamin berfungsi membentuk substansi yang mengaktifkan
enzim. Jumlah nutrisi dalam media fermentasi yang sedikit akan memperlambat
proses fermentasi bahkan fermentasi tidak dapat berlangsung (Waluyo, 2009).
3) pH
Proses fermentasi glukosa menjadi etanol dapat berjalan dengan baik pada
pH antara 4,8-5,0. Pengaturan pH dapat dilakukan dengan cara menambahkan
larutan yang bersifat asam misalnyaHCl 0,1 N jika substratnya basa, dan
menambahkan NaOH 0,1 N jika substrat tersebut terlalu asam (Satuhu &
Supriyadi, 2008).
4) Suhu
Mikroorganisme mempunyai suhu pertumbuhan minimal, maksimal dan
optimal. Suhu optimal adalah suhu yang memberikan pertumbuhan terbaik dan
perbanyakan diri tercepat. Suhu optimal yang diperlukan untuk fermentasi
S. cerevisiae yaitu suhu antara 28o- 30oC dan suhu maksimal 35o- 47oC. (Solikhin
et al., 2012). Suhu selama proses fermentasi akan mempengaruhi produk akhir fermentasi glukosa salah satunya yaitu etanol. Pada suhu yang terlalu tinggi akan
5) Udara
Fermentasi glukosa menjadi etanol yang dilakukan oleh S. Cerevisiae
berlangsung secara anaerob yaitu tidak memerlukan oksigen. Karena S. cerevisiae
akan tumbuh optimal tanpa adanya oksigen. Jika terdapat oksigen, S. cerevisiae
tidak akan tumbuh secara optimal sehingga proses fermentasi akan berjalan
lambat (Fardiaz, 1992).
6) Waktu Fermentasi
Waktu fermentasi yang diperlukan S. cerevisiae untuk mengubah glukosa menjadi etanol antara 3-14 hari. Waktu fermentasi yang terlalu singkat akan
membuat substrat (glukosa) yang terdapat dalam medium belum teruraikan
semua, sehingga menghasilkan kadar etanol yang rendah. Jika waktu fermentasi
terlalu lama maka substrat (glukosa) yang terkandung dalam medium habis
terpakai, sehingga etanol yang dihasilkan akan digunakan sebagai nutrisi. Karena
S. cerevisiae menggunakan etanol sebagai nutrisi, maka kadar etanol tersebut menurun (Retno & Nuri, 2011). Hasil penelitian Solikhin et al. (2012) waktu fermentasi untuk menghasilkan kadar bioetanol tertinggi pada fermentasi bonggol
pisang adalah 5 hari.
C. Pemurnian
Proses pemurnian merupakan proses pemisahan etanol dari air yang
dihasilkan dari proses fermentasi untuk mendapatkan etanol dengan konsentrasi
yang tinggi. Kadar etanol dari hasil fermentasi berkisar 15-20%, sehingga harus
dilakukan pemurnian agar diperoleh etanol dengan kadar yang lebih tinggi
(Ma’ruf & Damajanti, 2012). Pemurnian etanol menggunakan proses destilasi.
berdasarkan perbedaan titik didihnya. Titik didih air 100oC sedangkan titik didih etanol 78oC, sehingga suhu dalam destilasi yang digunakan adalah 78oC. Pada suhu 78oC menyebabkan etanol menguap melalui unit kondensasi menghasilkan etanol 95% (v/v) (Ma’ruf& Mulyadi, 2010).
2.1.3 Fermentasi Asam Cuka
Asam cuka dihasilkan melalui proses fermentasi etanol menjadi asam cuka
dengan menggunakan Acetobacter aceti. Asam cuka adalah senyawa yang sangat penting dalam pengolahan bahan pangan baik sebagai bumbu maupun bahan
pengawet. Menurut Effendi (2002), fermentasi asam cuka berlangsung dalam
keadaan aerob menggunakan bakteri A.aceti dengan substrat etanol. Pertumbuhan
A. aceti akan optimal pada kondisi aerob. Hal ini karena bakteri A. aceti termasuk dalam bakteri aerob obligatif yaitu bakteri yang tidak dapat hidup tanpa adanya
oksigen. Pada umumnya perubahan yang terjadi pada fermentasi etanol menurut
Buckle et al. (2010) ditunjukan dengan persamaan sebagai berikut :
C2H5OH+ O2
Acetobacter aceti
CH3COOH +H2O
Perubahan etanol menjadi asam cuka merupakan hasil dari aktivitas
A. aceti. Ada beberapa faktor utama yang mempengaruhi fermentasi etanol menjadi asam cuka menurut Waluyo (2005) yaitu:
1) Jumlah A. aceti
Jumlah A. aceti yang terlibat selama proses fermentasi etanol menjadi asam cuka sangat berpengaruh terhadap kecepatan proses fermentasi. Jumlah
A. aceti yang digunakan dalam proses fermentasi ini berkisar antara 5-15% dari jumlah media fermentasi. Berdasarkan hasil penelitian Effendi (2002), jumlah
2) pH
Proses fermentasi etanol menjadi asam cuka dapat berjalan dengan baik
pada pH optimal antara 5,4-6,3. Pada pH yang terlalu tinggi akan mengakibatkan
A. aceti mengalami kerusakan sel dan pada pH rendah A. aceti akan mengalami inaktif, akibatnya proses fermentasi tidak akan berlangsung (Bergey’s, 1994).
3) Suhu
Suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses fermentasi.
Setiap mikroorganisme memiliki suhu maksimal, minimal dan optimal.Suhu
pertumbuhan A. aceti berkisar antara 5o-42oC dan suhu optimal berkisar antara 25o-30oC. Berdasarkan hasil penelitian Fahmi (2012), suhu yang paling baik selama proses fermentasi yaitu 25oC.
4) Udara
Fermentasi untuk menghasilkan asam cuka berlangsung secara aerob
obligatif yaitu menggunakan oksigen untuk pertumbuhanA. aceti. A. aceti tidak akan tumbuh jika tidak terdapat oksigen sehingga proses fermentasi tidak akan
berlangsung (Buckle et al., 2010).
5) Nutrisi
A. aceti membutuhkan nutrisi untuk melakukan fermentasi etanol menjadi asam cuka. Nutrisi pada media fermentasi adalah zat-zat yang mengandung fosfor
dan nitrogen seperti: super phosphat, amonium sulfat, amonium phosphat, urea,
2.1.4 Manfaat Asam Cuka
Asam cuka memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Menurut
Awad et al. (2012) mamfaat asam cuka yaitu:
A. Industri Makanan
Dalam industri makanan, asam cuka digunakan sebagai pengatur keasaman,
pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan, serta untuk menambah rasa sedap
pada masakan.
B. Pereaksi Kimia
Asam cuka digunakan sebagai pereaksi kimia untuk menghasilkan berbagai
senyawa kimia. Sebagian besar (40-45%) dari asam cuka dunia digunakan sebagai
bahan untuk memproduksi monomer vinil asetat (vinyl acetate monomer, VAM).
C. Industri Bahan Kimia
Asam cuka merupakan bahan yang berguna bagi produksi bahan
kimia.Asam cuka digunakan untuk memproduksi anhidrida asetat, aspirin, dan
ester.
D. Bidang kesehatan
Di bidang kesehatan, dalam konsentrasi rendah asam cuka digunakan
sebagai antiseptik, antibakteri, dan deodorant alami yaitu zat penghilang bau.
Antiseptik adalah senyawa yang dapat menghambat atau membunuh pertumbuhan
jasad renik seperti bakteri dan jamur pada jaringan hidup. Antibakteri adalah
senyawa kimia alami yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri (Setyaningsih
E. Penghilang Bau Anyir Produksi Perikanan
Asam cuka merupakan hasil fermentasi etanol menggunakan A. aceti.
Asam cuka merupakan bahan yang dapat digunakan sebagai penghilang bau anyir
pada pasca produksi perikanan (Poernomo et al., 2004).
2.2 Tumbuhan Pisang (Musa paradisiaca L.)
2.2.1 Klasifikasi dan Karakteristik Tumbuhan Pisang (Musa paradisiaca L.) Tumbuhan pisang merupakan nama umum yang diberikan pada tumbuhan
terna raksasa berdaun besar memanjang. Pisang masuk dalam famili Musaceae
dari ordo Scitaminae dan terdiri atas dua genus, yaitu genus Ensete dan Musa. Genus Ensete terbagi dalam dua golongan yaitu: Superbum dan Glaucum,
sedangkan genus Musa terbagi dalam empat golongan yaitu: Rhodochlamys, Callnimusa, Australimusa, dan Eumusa. Golongan Australimusa dan Eumusa
merupakan jenis pisang yang dapat dikonsumsi, baik segar maupun olahan. Buah
pisang yang dimakan segar sebagian besar berasal dari genus musa, yaitu Musa acuminata dan Musa balbisiana (Suhardiman, 2008; Sunyoto 2011; Wong et al., 2002).
Menurut Cronquist (1981), klasifikasi tumbuhan pisang dalam taksonomi
tumbuhan sebagai berikut:
Divisio : Magnoliophyta
Classis : Liliopsida
Sub classis : Zingiberidae
Ordo : Zingiberales
Familia : Musaceae
Genus : Musa
Tumbuhan pisang termasuk dalam tumbuhan monokotil tahunan berbentuk
pohon. Tumbuhan ini memiliki 5 bagian yaitu akar, batang, daun, bunga, dan
buah.
A. Akar
Tumbuhan pisang tidak memiliki akar tunggang. Akar tumbuhan pisang
berpangkal pada umbi batang dan banyak terdapat pada bagian bawah tanah. Akar
yang tumbuh dibagian bawah pertumbuhannya sampai kedalaman 75-150 cm
sedangkan akar yang ada dibagian samping umbi pertumbuhannya bisa mencapai
4-5 m ( Satuhu& Supriyadi, 2008).
B. Batang
Tumbuhan pisang mempunyai batang semu yang tersusun atas tumpukan
pelepah daun yang tumbuh dan berkembang dari batang bawah tanah. Ketebalan
batang semu tumbuhan pisang mencapai 20-50 cm. Tinggi batang semu ini
berkisar 3,5-7,5 m tergantung jenisnya. Batang pisang yang sebenarnya terdapat
pada bagian bawah batang semu dan tersembunyi di dalam tanah disebut bonggol.
Tumbuhan pisang selalu melakukan regenerasi sebelum berbuah dan mati, melalui
tunas yang tumbuh pada bonggolnya (Sunyoto, 2011; Satuhu & Supriyadi, 2008).
C. Daun
Daun yang paling muda terbentuk di bagian tengah tanaman, keluarnya
daun menggulung dan terus tumbuh memanjang, kemudian secara progresif
membuka. Helaian daun berbentuk lanset memanjang, dengan panjang 1,5-3 m,
dan lebar 30-70 cm. Permukaan bawah daun berlilin dan tulang daun terlihat
Tangkai daun tumbuhan pisang panjangnya antara 30-40 cm. Daun pisang
mudah sekali sobek atau terkoyak oleh hembusan angin yang keras, karena tidak
mempunyai tulang-tulang pinggir yang menguatkan lembaran daun (Satuhu &
Supriyadi, 2008).
D. Bunga
Bunga tumbuhan pisang termasuk bunga majemuk, yang tiap kuncup
bunga dibungkus oleh seludang berwarna merah kecoklatan. Seludang bunga
tersebut akan lepas dan jatuh ke tanah jika bunga telah membuka. Bunga betina
akan berkembang secara normal, sedangkan bunga jantan yang terdapat di ujung
tandan tidak akan berkembang dan tetap tertutup oleh seludang dan disebut
jantung pisang (Satuhu & Supriyadi, 2008).
E. Buah
Buah pisang umumnya tidak berbiji atau bersifat partenokarpi. Buah
pisang tersusun dalam tandan. Tiap tandan terdiri atas beberapa sisir, dan tiap sisir
terdiri dari 6-22 buah pisang tergantung pada varietasnya. Buah pisang pada
umumnya tidak berbiji atau disebut 3n (triploid), kecuali pada pisang batu (klutuk) bersifat diploid (2n) (Luqman, 2012).
Ukuran buah pisang bervariasi. Panjang buahnya berkisar antara 10-18 cm
dengan diameter 2,5-4,5 cm. Buah berlingir 3-5 alur, bengkok dengan ujung
meruncing atau membentuk leher botol. Daging buah (mesokarpa) tebal dan
lunak. Kulit buah (epikarpa) yang masih muda berwarna hijau, namun setelah tua
(matang) berubah menjadi kuning dan strukturnya tebal sampai tipis (Cahyono,
Buah pisang termasuk dalam buah buni, bentuknya bulat memanjang
namun membengkok, tersusun seperti sisir dua baris, dengan kulit berwarna hijau,
kuning, atau coklat. Tiap kelompok sisir terdiri atas beberapa buah pisang. Buah
pisang ada yang berbiji dan tidak biji. Biji buah pisang ukurannya kecil, bulat, dan
berwarna hitam. Buah pisang dapat dipanen setelah 80-90 hari sejak keluarnya
jantung pisang (Rukmana, 2012).
2.2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Pisang (Musa paradisiaca L.)
Tumbuhan pisang merupakan tumbuhan tropis yang berasal dari Asia
Tenggara (Sunarjono, 2008). Ada beberapa faktor yang mempengaruhi
pertumbuhan pisang menurut Sunyoto (2011) yaitu:
A. Ketinggian Tanah
Tumbuhan pisang termasuk tumbuhan yang mudah tumbuh di dataran
rendah. Di dataran rendah yang terbuka dengan ketinggian di bawah 1000 m dpl
produktivitas tumbuhan pisang akan optimal. Di atas 1000 m dpl produktivitas
tumbuhan ini kurang optimal dan waktu berbuah menjadi lebih lama serta
kulitnya lebih tebal (Satuhu & Supriyadi, 2008; Sunyoto, 2011).
B. Suhu
Tumbuhan pisang mempunyai suhu optimal untuk pertumbahannya. Suhu
optimal untuk pertumbuhan tumbuhan pisang adalah 25°C-28°C (Suhardiman,
C. Iklim
Iklim tropis basah, lembab, dan panas mendukung pertumbuhan tumbuhan
pisang. Iklim yang paling baik untuk pertumbuhan tumbuhan pisang adalah iklim
basah dengan curah hujan merata sepanjang tahun. Curah hujan yang optimal
untuk pertumbuhan tumbuhan pisang adalah 2000-3000 mm/tahun (Satuhu &
Supriyadi, 2008; Sunyoto, 2011; Kaleka, 2013).
D. pH Tanah
Menurut Sunyoto (2011), derajat keasaman tanah akan mempengaruhi
produktivitas tumbuhan pisang. Produktivitas tumbuhan pisang akan optimal jika
ditanam pada tanah datar yang terbuka dengan keasaman tanah (pH) 4,5-7,5.
E. Unsur Hara
Tumbuhan pisang banyak membutuhkan zat mineral seperti kalium dan
fosfor untuk pertumbuhannya. Zat mineral ini banyak terdapat pada tumbuhan
yang telah membusuk seperti sampah, kompos, dan lain-lain. Tanah yang
mengandung kapur, tergolong jenis tanah yang baik untuk tumbuhan pisang
(Kuncarawati & Mumpuni, 2004; Satuhu & Supriyadi, 2008).
F. Angin
Menurut Cahyono (2009) kecepatan angin yang melebih 4 m/s (14,4
km/jam) dapat merobohkan tumbuhan pisang, terutama tumbuhan pisang yang
telah berbuah dan membuat daun tumbuhan pisang sobek. Daun yang sobek
membuat proses fotosintesis akan terganggu dan pertumbuhan tumbuhan pisang
G. Kelembaban Tanah
Kelembaban adalah banyaknya air yang terkandung dalam tempat tertentu
(Yuniarti, 2009). Sunyoto (2011) kelembaban tanah yang optimal untuk
pertumbuhan tumbuhan pisang tidak kurang dari 60-70%.
2.2.3 Manfaat Tumbuhan Pisang (Musa paradisiaca L.)
Tumbuhan pisang memiliki banyak kandungan yang berguna bagi tubuh
manusia, sehingga memiliki banyak manfaat. Bagian-bagian tumbuhan pisang
yang dapat dimanfaatkan manusia antara lain:
A. Bunga
Bunga pisang memiliki kandungan protein, vitamin, lemak, dan
karbohidrat yang tinggi. Masyarakat memanfaatkan bunga pisang sebagai sayur,
manisan, dan acar (Sunyoto, 2011).
B. Daun
Masyarakat pedesaan memanfaatkan daun tumbuhan pisang yang masih
muda sebagai pembungkus makanan, terutama daun pisang batu. Daun yang telah
tua dicacah untuk pakan ternak seperti kambing, kerbau, dan sapi karena banyak
mengandung unsur yang diperlukan oleh hewan. Daun tumbuhan pisang juga
dapat dijadikan kompos (Sunyoto, 2011).
C. Batang
Masyarakat memanfaatkan batang tumbuhan pisang untuk membuat
lubang pada bangunan, makanan hewan rumansia, alas untuk memandikan
mayat, menutup saluran air, sebagai tancapan wayang, membungkus bibit, tali
industri, dan kompos. Batang pisang jenis abaca dapat diolah menjadi serat untuk
bisa dijadikan sebagai penawar racun dan bahan baku dalam pengobatan
tradisional (Satuhu & Supriyadi, 2008).
D. Buah dan Kulit Buah Pisang
Buah pisang mengandung vitamin dan mineral yang diperlukan oleh tubuh
manusia (Tabel 2.1). Daging buah pisangdigunakan sebagai buah segar, produk olahan, dan obat. Sebagai produk olahan seperti: sale pisang, sari buah, sirup,
keripik, tepung pisang, berbagai olahan kue, dan selai pisang yang mempunyai
daya awet yang cukup tinggi. Sebagai obat tradisional digunakan untuk:
menyembuhkan penderita anemia, membantu program diet, menghilangkan
pengaruh nikotin, membantu sistem saraf, mencegah stroke, mengontrol suhu
badan bagi ibu hamil, dan menetralkan asam lambung (Satuhu & Supriyadi,
2008).
Tabel 2.1 Kandungan Gizi Buah Pisang per 100 Gram
Kandungan Gizi Jumlah
Dalam satuan massa Dalam persen (%)
Kalori 90 kkal -
Asam fantothnik (Vitamin B5) 0,334 mg 7%
Piridoksin (Vitamin B6) 0,367 mg 28%
Kulit buah pisang merupakan makanan lezat bagi ternak seperti kambing,
sapi, babi, dan lain-lain. Kulit buah pisang ini bernilai gizi tinggi. Secara
sederhana kulit buah pisang segar ini dapat dipergunakan sebagai bahan baku
pembuatan etanol, anggur, nata, dan asam cuka karena disamping mengandung
gula juga mempunyai aroma yang menarik (Kuncarawati dan Mumpuni, 2004).
Menurut Satuhu & Supriyadi (2008), kulit pisang dapat digunakan untuk
campuran cream anti nyamuk dan diekstrak untuk membuat pektin. Bagian dalam
kulit pisang matang yang dikerok dan dihancurkan dapat dimanfaatkan sebagai
bahan baku pembuatan nata pisang. Sementara tepung kulit pisang yang
dicampur dengan ampas tahu dapat digunakan untuk meningkatkan pertumbuhan
tumbuhan pisang. Manfaat lain dari kulit pisang dapat digunakan untuk
membunuh larva serangga, yakni dengan menambahkan sedikit urea dan
pemberian bakteri.
E. Bonggol Pisang
Bonggol pisang adalah bagian dasar pohon pisang yang merupakan batang
sejati yang tertimbun oleh tanah. Bonggol pisang mengandung karbohidrat dan
mineral (Tabel 2.2). Bonggol pisang yang masih muda dimanfaatkan sebagai kripik dan krupuk, sedangkan yang sudah tua dapat dijadikan soda sebagai bahan
baku sabun, etanol, dan pupuk kalium. Air bonggol pisang kepok secara
tradisional dipercaya dapat digunakan sebagai obat disentri dan pendarahan usus
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Bonggol M. paradisiaca L.
Sumber: Solikhin et al. (2012)
2.3 Saccharomyces cerevisiae
2.3.1 Klasifikasi dan Karakteristik Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae merupakan salah satu fungi yang termasuk
dalam golongan yeast (khamir). S. cerevisiae berasal dari kata Saccharo yang
berarti sugar dan myces yang berarti jamur, sehingga disebut cendawan gula
(Buckle et al., 2010).
Menurut Fardiaz (1992) klasifikasi S. cerevisiae dalam taksonomi sebagai
berikut:
Filum : Fungi
Kelas : Ascomycetes
Sub Kelas : Hemiascomycetidae
Ordo : Endomycetales
Famili : Saccharomycetaceae
Sub Famili : Saccharomycoideae
Genus : Saccharomyces
S. cerevisiae adalah khamir bersel satuyang memiliki ciri morfologi
mikroskopis membentuk blastopora, berbentuk bulat lonjong, silindris, oval
bahkan bulat telur pendek dengan panjang dipengaruhi strain (Fardiaz, 1992).
Morfologi makroskopis S. cerevisiae yaitu: koloni berbentuk bulat, berwana putih,
krem, abu-abu hingga kecoklatan, permukaan koloni berkilau sampai kusam licin,
dengan tekstur lunak (Ahmad, 2008).
S. cerevisiae berkembangbiak menggunakan dua cara yaitu seksual dan
aseksual. Secara aseksual dengan pembelahan diri membentuk tunas kecambah
multipolar. Tunas tersebut akan terbentuk di seluruh permukaan dinding
S. cerevisiae. Sedangkan perkembangbiakan seksual dengan membentuk
askospora di dalam askus. Spora yang terdapat dalam askus berjumlah 4. Spora
tersebut memiliki bentuk yang bermacam-macam dan diameter spora berukuran
5-10μ (Luqman, 2012).
2.3.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan S. cerevisiae
S. cerevisiae dapat tumbuh dan berkembang pada gula sederhana seperti
glukosa maupun gula kompleks seperti sukrosa. Ada beberapa faktor yang
mempengaruhi pertumbuhan S. cerevisiae menurut Ahmad (2008) yaitu:
A. Nutrisi
S. cerevisiae dalam melaksanakan metabolismenya membutuhkan energi
agar dapat berlangsung secara optimal. Energi yang diperlukan berasal dari
nutrisi yang ada pada media yaitu berupa karbon (C), nitrogen (N), fosfor (P),
B. pH
Setiap mikroorganisme mempunyai kisaran pH yang berbeda-beda untuk
pertumbuhannya. S. cerevisiae adalah mikroorganisme yang tumbuh optimal pada pH antara 4,8-5,0. Jika pH terlalu tinggi dan rendah maka akan membuat S. cerevisiae tidak dapat tumbuh secara optimal (Buckle et al., 2010).
C. Suhu
Mikroorganisme mempunyai suhu pertumbuhan minimal, maksimal dan
optimal. Suhu optimal adalah suhu yang memberikan pertumbuhan terbaik dan
perbanyakan diri tercepat. Suhu optimal yang diperlukan untuk pertumbuhan S. cerevisiae yaitu suhu antara 28o- 30oC dan suhu maksimal 35o-47oC. Suhu yang rendah akan membuat enzim pada sel S. cerevisiae berubah sehingga enzim tidak dapat bergabung dengan substrat, akibatnya S. cerevisiae tidak aktif yang disebut inaktif. Pada suhu yang tinggi enzim pada sel S. cerevisiae akan mengalami kerusakan yang disebut denaturasi (Solikhin et al., 2012).
D. Udara
S. cerevisiae merupakan bakteri yang bersifat anaerob yaitu tidak memerlukan oksigen untuk pertumbuhannya. Jika terdapat oksigen, S. cerevisiae
tidak akan tumbuh secara optimal (Fardiaz, 1992).
2.3.3 Manfaat S. cerevisiae.
A. Pengembang Adonan Roti
Sejak jaman Mesir kuno, manusia menggunakan S. cerevisiae sebagai
pengembang adonan roti. S. cerevisiae memanfaatkan gula yang ada di adonan
roti untuk fermentasi sehingga beraroma alkohol (Ahmad, 2008).
B. Penghasil Alkohol
Dalam bidang industri, manusia memanfaatkan S. cerevisiae sebagai
mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi. Fermentasi ini
menghasilkan produk etanol, wine, dan bir (Ahmad, 2008).
C. Bidang Teknologi
Seiring dengan perkembangan teknologi, manusia menggunakan
S. cerevisiae untuk keperluan pengembangan pengetahuan dasar mengenai fungsi
dan organisasi dari fisiologi sel eukariot. Manusia menggunakan S. cerevisiae
dalam bidang teknologi khususnya pada rekayasa genetika untuk memproduksi
vaksin hepatitis B.
D. Bidang Peternakan dan Perikanan
S. cerevisiae merupakan mikroorganisme yang berperan di bidang
peternakan sebagai probiotik dan imunostimulan (Tabel 2.3). Probiotik merupakan salah satu pilihan pakan tambahan berbentuk mikroba hidup pada
ternak yang sehat dan aman bagi lingkungan. Di bidang peternakan penggunaan
probiotik bermanfaat untuk kesehatan, produksi, dan pencegahan penyakit.
Imunostimulan merupakan adaptasi pertahanan tubuh melalui antigen untuk
Tabel 2.3Manfaat S. cerevisiae bagi Peternakan dan Perikanan
Jenis Ternak Manfaat Sumber
Rumansia Sapi
Meningkatkan produksi susu dan bobot badan
Wina (2000)
Domba Meningkatkan bobot badan Ratnaningsih (2002)
Unggas
Ikan Meningkatkan sistem kekebalan tubuh Fox (2002)
Kelinci Meningkatkan bakteri yang
menguntungkan
Tedesco et al. (1994)
Sumber: Ahmad (2005)
2.4 Acetobacter aceti
2.4.1 Klasifikasi dan Karakteristik Acetobacter aceti
Acetobacter aceti merupakan salah satu jenis bakteri yang termasuk dalam
genus Acetobacter. Acetobacter memiliki 7 spesies. Ketujuh spesies ini merupakan bakteri penghasil cuka. Menurut Bergey’s (1994) klasifikasi A. aceti
dalam taksonomi sebagai berikut :
Divisi : Protobacteria
Kelas : Alphaprotobacteria
Ordo : Rhodospirillales
Famili : Pseudomonadaceae
Genus : Acetobacter
Spesies : Acetobacter aceti
A. aceti merupakan bakteri yang memiliki sel berbentuk bulat panjang sampai batang dan termasuk dalam bakteri gram negative. Bentuknya lurus atau
tunggal atau berkelompok membentuk rantai dan memiliki motil dengan flagelum
peritrikus atau nonmotil (Pelczar & Chan, 2005).
A. aceti mempunyai kemampun membentuk asam cuka dari etanol secara oksidasi diekspresikan ke dalam media. A. aceti termasuk bakteri gram negatif yang bergerak lambat dengan flagella peritrik, memiliki toleransi terhadap asam
yang tinggi dan aktivitas peptolitik yang rendah. A. aceti termasuk dalam famili pseudomonadaceae yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut: sel berbentuk batang
pendek atau bola, bakteri gram negatif, sel bergerak dan tidak bergerak, tidak
mempunyai endospora, tidak bersifat patogen, bersifat aerob, energi diperoleh dari
oksidasi etanol menjadi asam cuka, mampu hidup dalam air, padatan, daun, buah,
dan lain-lain. A. aceti digolongkan menjadi peroksidan jika mampu menumpuk
asetat (Buckle et al., 2010).
2.4.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan A. aceti
Beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan A. aceti menurut Buckle et al. (2010) yaitu:
A. Suhu
Mikroorganisme dalam pertumbuhannya memiliki suhu optimal, minimal,
dan maksimal yang berbeda-beda. A. aceti mampu tumbuh pada suhu antara 5-42oC dan akan tumbuh optimal pada suhu 25-30oC.
B. pH
Setiap mikroorganisme memiliki pH optimal, minimal dan maksimal
untuk pertumbuhannya. A. aceti tumbuh optimal pada pH 5,4-6,3. Pada pH rendah
C. Udara
A. aceti tumbuh pada medium sederhana maupun kompleks. A. aceti
bersifat aerob obligatif yaitu memerlukan oksigen untuk pertumbuhannya. Jika
tidak terdapat oksigen A.aceti tidak akan tumbuh (Pelczar & Chan, 2005).
2.4.3 Manfaat A.aceti
A. aceti merupakan mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi secara aerob. Menurut Chen et al. (2011) manfaat A.aceti dalam
kehidupan yaitu:
A. Penghasil Asam Cuka
Manusia memanfaatkan A. aceti dalam pembuatan asam cuka. Hal ini
karena A. aceti mempunyai kemampuan untuk mengoksidasi etanol menjadi asam cuka.Pada saat nutrisi yang terkandung pada media telah habis, A. aceti akan mengoksidasi asam cuka menjadi karbondioksida dan air (Pelczar & Chan, 2005).
B. Pembuatan Kambucha
A. aceti juga berperan dalam proses pembentukan kambucha atau yang lebih akrab dikenal dengan jamur teh atau jamur dipo. Kambucha adalah
fermentasi teh menggunakan A. aceti dan khamir sehingga diperoleh teh yang
memiliki cita rasa asam dan terbentuk nata (Hidayatet al., 2009).
C. Penghasil Asam Karboksilat
A. aceti merupakan mikroorganisme yang berperan dalam proses
fermentasi secara aerob. A. aceti membentuk asam karboksilat dari etanol yang
obligatif, dan tidak membentuk endospora. Khamir merupakan mikroorganisme
uniseluler (bersel satu) yang masuk ke dalam kingdom fungi (Chen et al., 2011).
2.5 Penelitian Terdahulu
Agustina (2008) melakukan penelitian terhadap kandungan asam cuka yang
berasal dari bonggol pisang kapok dengan penambahan induk cuka (A. aceti) yang
berbeda-beda. Kesimpulan dari penelitian tersebut menunjukan bahwa semakin
banyak induk cuka yang ditambahkan, maka semakin tinggi pula kadar asam cuka
yang diperoleh.
Effendi (2002) melakukan penelitian kandungan asam cuka yang berasal
dari limbah cairan pulm kakao dengan menggunakan berbagai penambahan induk
cuka. Kesimpulan dari penelitian tersebut menunjukan bahwa penambahan induk
cuka terbaik terdapat pada penambahan induk cuka (A. aceti) sebesar 10% (v/v)
yaitu mendapatkan kadar asam cuka sebanyak 4,01%.
Fahmi (2010) melakukan penelitian mengenai pengaruh suhu fermentasi
asam cuka terhadap hasil asam cuka yang diperoleh. Kesimpulan dari penelitian
