PEMANFAATAN LIMBAH CAIR TEPUNG KASAVA BIMO UNTUK NATA DE CASSAVA
Suismono, Nikmatul Hidayah, dan Eka Rahayu
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Bogor Jl. Tentara Pelajar No. 12 Bogor Telp. 0251 – 8321762 Email: suismono@yahoo.com
ABSTRAK
Tujuan penelitian untuk mendapatkan teknologi pembuatan nata de cassava dari limbah cair tepung kasava Bimo. Rancangan percobaan acak lengkap secara faktorial, tiga ulangan.
Faktor A adalah faktor/strain mikroba Acetobacter xylinum (UGM, Godean-1, Godean-2 dan Bantul-1) dan B adalah lama fermentasi (5 hari, 6 hari, 7 hari dan 8 hari). Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat keasaman pH 4 pada isolat Godean-1 dan Bantul-1 pada fermentasi sampai hari ke-8 belum tercapai, sedangkan pada isolat UGM pH 4 sudah tercapai.
Semakin lama fermentasi semakin meningkatkan kekerasan, kadar abu, protein, lemak dan serat kasar, sedangkan tingkat kekenyalan, tingkat kecerahan, kadar air dan kadar gula total semakin menurun dan nata semakin tebal. Uji organoleptik untuk warna, aroma dan tingkat kesukaan terhadap nata menunjukkan bahwa semakin lama fermentasi nilai produk semakin menurun. Konsumen lebih menyukai kekerasan nata yang dihasilkan. Tingkat kekerasan nata dengan bahan dari limbah cair tepung kasava Bimo masih lebih tinggi dibanding nata de cocco dan nata dari limbah cair tapioka. Secara umum, panelis masih menyukai nata de cassava karena beraroma tape dan dapat dibuat dari limbah cair (sisa air rendaman) tepung kasava Bimo melalui penyaringan, perebusan, penambahan gula pasir, amonium sulfat, dan cuka 25%, penuangan dalam keadaan panas ke dalam cetakan (nampan), penutupan dengan kertas koran, ditunggu hingga dingin, penambahkan bibit/starter ke dalam nampan, diinkubasi dan pemanenan.
Kata kunci: nata de cassava, limbah cair, mikrobia, fermentasi PENDAHULUAN
Limbah cair hasil samping proses produksi tepung kasava Bimo berasal dari sisa air rendaman dan pengepresan irisan (chip) ubikayu. Untuk merendam 1 ton chip ubikayu selama fermentasi diperlukan 1 m3 air rendaman. Sisa air rendaman tersebut masih me- ngandung pati 1,5–2% (Subagio 2006; Suismono et al. 2007), sehingga dapat digunakan sebagai substrat pada proses fermentasi pembuatan produk “Nata”. Produk nata umumnya diproduksi secara komersial dari bahan baku air kelapa menjadi produk minu- man nata de cocco (Misgiyarta 2003). Limbah cair ini belum banyak dimanfaatkan untuk pembuatan nata de cassava. Nilai tambah hasil samping dapat digunakan untuk mengu- rangi biaya produksi tepung.
Nata de cassava merupakan inovasi baru produk makanan berserat yang layak bersaing dalam industri makanan di Indonesia. Produk nata yang mendominasi dipasar selama ini adalah nata de coco yang mempunyai keterbatasan bahan baku berupa air kelapa. Hal tersebut menyebabkan permintaan nata yang tinggi tidak dapat terpenuhi.
Pembuatan nata pada prinsipnya adalah pembentukan selulosa sintesis melalui fermentasi gula oleh bakteri Acetobacter xylinum. Semua organisme hidup membutuhkan energi yang diperoleh dari metabolisme bahan pangan. Bahan baku yang paling banyak digunakan oleh mikroba adalah glukosa. Pada proses fermentasi beberapa mikroorga-
nisme mencerna glukosa dan menghasilkan air, karbondioksida dan sejumlah besar Ade- nin Triphosphate (ATP) yang digunakan untuk tumbuh.
Pada limbah cair tepung kasava dapat langsung ditambahkan sedikit gula dan stater A.
xylinum karena sudah mengandung gula (glukosa). Untuk limbah padat difermentasi terle- bih dahulu dengan kapang dan khamir selama 3 hari untuk menghidrolisis pati pada onggok menjadi molekul lebih sederhana berupa gula yang dapat digunakan sebagai ba- han baku nata oleh A. xylinum. Larutan yang telah mengandung kadar gula 5−7% sudah dapat digunakan untuk fermentasi lebih lanjut selama 7 hari menjadi nata de cassava.
Dari bahan baku limbah cair tepung kasava Bimo dapat dihasilkan produk nata de cassava yang kokoh. Dengan proses dan bahan yang sederhana, produk nata de cassava layak dikembangkan karena mendatangkan keuntungan.
Tujuan penelitian untuk mendapatkan teknologi pembuatan nata de cassava dari limbah cair tepung kasava Bimo.
BAHAN DAN METODE
Bahan penelitian berupa limbah cair tepung kasava Bimo dan bibit nata berupa mikroba A. xylinum dari beberapa strain A. xylinum untuk menghasilkan nata de cassava yang bekualitas.
Pembuatan bibit (starter) nata de cassava. Untuk membuat 40 botol bibit, mula-mula disaring air kelapa dengan saringan dan dididihkan. Setelah mendidih tambah- kan gula pasir (100 gram), pupuk ZA (amonium sulfat) (100 gram), dan asam asetat 25%
(1 sendok). Tuangkan campuran bahan dalam kondisi panas ke dalam botol sirup, lalu tutup dengan potongan kertas koran dan ikat dengan karet hingga tiga per empat botol.
Setelah dingin, tambahkan bibit nata (dari beberapa strain A. xylinum) yang sudah jadi ke dalam botol tadi (1 botol bibit untuk 10 botol bibit baru). Bibit baru bisa dipakai setelah berumur minimal 5 hari atau ketebalan nata dalam botol minimal setengah botol dan bebas dari jamur.
Pembuatan nata de cassava. Penyiapan cetakan/nampan plastik (cuci bersih nampan, jemur hingga kering selama 1 hari di bawah terik matahari, tutup rapat dengan lembaran kertas koran dan ikat dengan karet). Saring 60 liter limbah cair tapioka, kemu- dian didihkan di dalam dandang. Setelah mendidih tambahkan gula pasir (750 g), pupuk ZA (750 g), dan cuka 25% sebanyak 2 sendok makan. Tuangkan campuran dalam keada- an panas ke dalam cetakan masing-masing 1,2 liter, kemudian tutup lagi. Tunggu hingga dingin (1 hari), setelah dingin tambahkan bibit ke dalam nampan, tuangkan pada cetakan (1 botol bibit untuk 5 nampan/ cetakan). Nata dapat dipanen setelah berumur 7−10 hari atau setelah ketebalan nata sekitar ± 1 cm (Gambar 1).
Penelitian menggunakan rancangan percobaan acak lengkap faktorial, tiga ulangan dengan dua perlakuan. Faktor A adalah jenis/strain mikroba A. xylinum (UGM, Godean-1, Godean-2, Bantul-1) dan B adalah lama fermentasi (5 hari, 6 hari, 7 hari dan 8 hari).
Pengamatan dilakukan terhadap populasi A. xylinum, total asam, pH, ketebalan, keke- nyalan, dan uji organoleptik produk nata de cassava, kadar gula reduksi, dan analisis proksimat meliputi kadar air (AOAC , 2005), pati (Fardiaz et al . 1988), serat (Fardiaz et al.
1988), abu (AOAC 2005), protein (Fardiaz et al. 1988), dan lemak (Fardiaz et al. 1988).
Gambar 1. Proses pembuatan produk nata de cassava
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nata merupakan produk fermentasi dari bakteri A. xylinum berupa lembaran selulosa dari pengubahan gula yang terdapat pada substrat (umumnya air kelapa tetapi dapat pula dari bahan lain) menjadi pelikel selulosa. Kandungan utama nata adalah air dan serat sehingga baik untuk diet dan sering digunakan dalam pembuatan dessert atau sebagai tambahan substansi pada koktail, es krim, dan sebagainya. Hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan nata di antaranya adalah bakteri, gula, dan nitrogen. Selain itu perlu pula diperhatikan suhu dan pH, jangan tergoyang agar pembentukan pelikel berlangsung baik.
Bakteri Acetobacter xylinum adalah bakteri gram negatif yang dapat mensistesis selu- losa dari fruktosa. Selulosa ini memiliki pori melintang pada kristal mini glukan yang kemudian terkoalisi ke dalam mikrofibril. Cluster mikrofibril yang ada dalam struktur senyawa yang terbentuk dapat diamati secara langsung menggunakan mikroskop.
Pada penelitian ini digunakan lima isolat yang berbeda strain (asal bakteri A. xylinum), yaitu (1) isolat dari Fakultas Biologi Universitas Gajah Mada, (2) isolat Godean-2, Yogya- karta, (3) isolat Godean-1, Yogyakarta, (4) isolat Bantul, Yogyakarta dan (5) air kelapa sebagai kontrol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diantara lima isolat tersebut hanya satu isolat Godean-2 yang membentuk lembaran selulosa (nata). Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain (a) isolat sudah rusak karena umurnya lewat tua atau terkontaminasi mikroba lain, (b) mikroba belum beradaptasi dengan kondisi lingkungan
digunakan belum mencapai tingkat keasaman tertentu, seperti limbah cair yang masih baru (seharusnya didiamkan asam sampai minimum 3 hari, baru dapat digunakan).
Tingkat Keasaman Produk Nata
Tingkat keasaman isolat Godean-1 dan Bantul-1 pada fermentasi sampai hari ke-8 belum mencapai pH 4, (Tabel 1). Sedangkan isolat UGM, walaupun pH sudah mencapai 4, tetapi tidak terbentuk lembaran nata karena terkontaminasi mikroba lain.
Tabel 1. Pengaruh jenis isolat dan lama fermentasi terhadap pH air rendaman Lama fermentasi (hari) Jenis isolat
5 6 7 8
UGM (A) 4 4 4 4
Godean 2 (B) 4 4 4 4
Godean 1 (C) 4 5 5 5
Bantul-1 (D) 5 5 5 5
Air kelapa (kontrol) - - - 4
(-) Tidak tersedia data.
Sifat Fisik dan Organoleptik Nata de Cassava (Nata Kasava Bimo) Semakin lama fermentasi semakin meningkat kekerasan nata dari limbah cair (sisa air rendaman) tepung kasava Bimo. Pada lama fermentasi hari ke-5, tingkat kekerasan nata de kasava Bimo 29 g/4,5 cm2 dan meningkat menjadi 40 g/4,5 cm2 pada hari ke-8, namun masih lebih keras dibanding nata de cocco (21 g/4,5 cm2) dan nata dari limbah cair tapio- ka (13,5 g/4,5 cm2). Sebaliknya, semakin lama fermentasi semakin menurun tingkat keke- nyalan nata de cassava Bimo dari 0,78 mJ pada hari ke-5 menjadi 0,11 mJ pada hari ke- 8, tetapi masih lebih tinggi dibanding tingkat kekenyalan nata de cocco (0,07 mJ) dan nata dari limbah cair tapioka (0,01 mJ). Semakin lama fermentasi akan semakin tebal lembaran nata karena bahan baku yang digunakan dari limbah cair tepung kasava Bimo masih mengandung pati lebih banyak dibanding limbah cair dari tapioka dan air kelapa dan semakin lama fermentasi akan terbentuk lembaran selullosa.
Tingkat kecerahan produk nata dapat dilihat dari nilai L. Semakin lama fermentasi semakin menurun tingkat kecerahan nata. Tingkat kecerahan nata pada lama fermentasi 5 hari dengan nilai L 2283 menurun menjadi 2060 pada lama fermentasi 8 hari, masih lebih cerah nata de cocco (nilai L sebesar 2124) dan nata dari tapioka ( nilai L 2360) (Tabel 2).
Produk nata dipanen bila ketebalan telah mencapai 1–1,2 cm. Semakin lama fermen- tasi semakin tebal produk yang dihasilkan karena terbentuk serat selulosa (nata) sampai hari ke-7 fermentasi. Ketebalan produk nata de cassava pada hari ke-5 fermentasi rata-rata 0,5 cm dan meningkat menjadi 1,15 cm setelah hari ke-8. Dengan lama fermentasi 7 hari, ketebalan nata de cassava menjadi 1,1 cm lebih tebal dibanding nata de cocco (0,9 cm) dan nata tapioca (1,0 cm).
Tingkat Penerimaan Konsumen
Tingkat penerimaan konsumen terhadap produk nata kasava Bimo dapat diukur dari parameter warna, aroma, kekerasan dan kesukaan. Semakin lama fermentasi semakin me- nurun kesukaan konsumen terhadap warna dan aroma nata, tetapi mereka lebih menyu-
kai kekerasan nata. Secara umum, panelis masih menyukai nata de cocco dibanding nata dari limbah tapioka dan tepung kasava Bimo (Tabel 2).
Tabel 2. Pengaruh jenis isolat dan lama fermentasi terhadap sifat fisik dan organoleptik nata.
Nata kasava Bimo asal Godean Lama fermentasi (hari) Pengamatan
5 6 7 8 Nata de cocco
*)
Nata limbah cair tapioka*) Hardness/kekerasan(g) 29,0 36,0 38,0 40,0 21,0 13,5 Kekenyalan/chewiness(mJ) 0,78 0,58 0,48 0,11 0,07 0,01 Nilai L (tingkat kecerahan) 2283 2269 2069 2060 2124 2360 Nilai b (tingkat kekuningan) 808 870 861 869 964 803 Ketebalan (cm) 0,5 0,9 1,1 1,15 0,9 1,0 Organoleptik :
Warna 3,94 3,72 3,42 3,12 4,10 3,66
Aroma 3,92 3,51 3,28 3,24 4,11 3,72
Tekstur/kekerasan 2,87 3,06 3,17 3,23 4,12 3,60
Kesukaan 3,76 3,54 3,22 3,18 4,13 3,66
*) = asal pengrajin Bantul, Nilai skor : 1= Tidak suka, 3= sedang, 5= suka
Sifat Kimia Produk Nata
Secara umum produk nata dari tiga bahan baku berbeda mengandung kadar air 97,5–
98,5%, abu 0,05–0,5%, protein 0,31–0,83%, lemak 0,18–0,24%, serat kasar 1,04–2,16%
dan gula total 0,23–0,93% (Tabel 3). Kadar air produk nata berkisar antara 92−98%.
Kadar air nata kasava Bimo 97%, lebih rendah dibanding kadar air nata de cocco (98,4%) dan nata tapioka (98,2%). Semakin lama fermentasi semakin menurun kadar air dan kadar gula total karena sebagian bahan cairan sudah menjadi produk nata, namun kadar abu, protein, lemak, dan serat kasar semakin meningkat (Tabel 3). Kadar protein dan kadar serat pada nata kasava Bimo lebih tinggi dibanding nata de cocco dan nata tapioka.
Tabel 3. Pengaruh jenis isolat dan lama fermentasi terhadap sifat kimia produk nata Nata kasava Bimo asal Godean
Lama fermentasi (hari) Unsur kimia
5 6 7 8 Nata de cocco*)
Nata limbah cair tapioka*)
Kadar air (%) 97,63 97,30 97,19 92,68 98,44 98,18
Abu (%) 0,17 0,25 0,50 0,53 0,11 0,05
Protein (%) 0,51 0,54 0,61 0,83 0,31 0,31 Lemak (%) 0,18 0,18 0,20 0,22 0,18 0,24 Serat kasar (%) 1,16 1,07 2,16 2,12 1,04 1,06 Gula total (%) 0,92 0,52 0,30 0,23 0,28 0,61
Karakteristik Flavor (Aroma) Produk Nata
Secara umum, produk nata de cocco menunjukkan aroma kelapa, sedangkan flavor yang dibuat dari bahan baku limbah cair tapioka dan limbah cair tepung Bimo mengha-
Nata tapioka dan nata kasava Bimo menghasilkan jenis dan konsentrasi senyawa flavor yang berbeda. Senyawa flavor yang dominan pada produk nata de kasava adalah methy- lene chloride (177,97 ppb), ethyl eter (89,92 ppb) dan undecanoic acid (64.50 ppb) (Tabel 4), sedangkan senyawa flavor yang dominan pada produk nata de cocco adalah Ethane, 1,2-diethoxy- (41,26 ppb), methylene chloride (10,43 ppb) dan ethyl ether (9,86 ppb) (Tabel 5). Senyawa flavor pada Nata tapioka adalah cyclotetrasiloxane, octamethyl- (87,45 ppb), methylene chloride (65,067 ppb), dan ethyl ether (55,77 ppb).
Tabel 4. Senyawa flavor produk nata dari limbah cair tepung Bimo.
No Compounds RT (min) Area Cons.(ppb)
1 Ethyl eter 1,78 8252188 89,92
2 Methylene Chloride 2,47 16333479 177,97 3 2-Butanone, 3-hydroxy- 5,84 2387991 26,02
4 Behenyl chloride 6,55 225924 2,46
5 Naphazoline 8,41 312067 3,40
6 N-Benzyl-N-ethyl-p-isopropylbenzamide 8,69 1229232 13,39
7 Propanoic acid 8,92 1376386 14,99
8 Butanoic acid 9,98 303958 3,31
9 Benzaldehyde 10,37 46761 0,51
10 Mercapto acid, bis (trimethylsilyl) 10,69 550148 5,99 11 Alpha-ethl, alpha-methylbenzyl alcohol 11,49 190174 2,07 12 oxalic acid, monoamide, N(4-ethylphenyl), ethyl ester 12,47 217180 2,37 13 Sulfurous acid, pentyl tetradecyl ester 12,69 367394 4,00 14 Butylated hydroxytoluene 13,08 145578 1,59
15 2-Benzothiazamine-6-methoxy 15,17 246528 2,69
16 Patchouli alcohol 16,46 522174 5,69 17 Phenol, 2,5 (1,1-dimethylethyl) 19,03 423991 4,62 18 Undecanoic acid 21,06 5920011 64,51 19 Diethyl Phthalate 23,34 10217 0,11 Tabel 5. Senyawa flavor produk nata dari air kelapa
No Compounds RT (min) Area Cons.(ppb)
1 Ethane, 1,2-diethoxy- 1,30 4464959 41,26
2 Ethyl ether 1,58 1067211 9,86
3 Methylene Chloride 2,26 1129333 10,43 4 2-Butenoic acid, 3-methyl-, methyl ester 3,61 115858 1,07
5 3-(6-Methyl-3-pyridyl)-1,5-di(p-tolyl)-2-pyrazoline 5,77 69627 0,64
6 Acetic acid 7,83 1020240 9,43
7 2-Hexanone 8,56 5726 0,05
8 Androsta-1,4-dien-3-one,17hydroxy-17-methyl 17alpha) 8,98 169130 1,56
9 Acethophenone 9,26 198241 1,83
10 Phenol,2[4 (2-hydroxyethylamino)-2-quinazolinyl 9,89 101702 0,94
11 2-Octanol 9,91 12351 0,11
12 Alpha-ethyl-aplha-methylbenzyl alcohol 10,42 94787 0,88 13 pyrazolo[1,5-a]Pyridine,3,7-dimethyl-2-Phenyl 11,68 103815 0,96
14 Phenol 13,04 1253 0,01
15 Phenol-4-methyl 13,79 77252 0,71
16 3,5-dimethoxyacethophenone 13,88 86673 0,80 17 Phenol-3,5bis(1,1-dimethylethyl) 16,88 169181 1,56 18 2-trifluoro methylbenzoil acid, 3-pentadecyl ester 20,77 85413 0,79 19 Diethyl Phthalate 22,02 1828 0,01
KESIMPULAN
1. Tingkat keasaman isolat UGM dan Godean-2 mulai pada fermentasi hari ke-5, sedang pada isolat Godean-1 dan Bantul-1 fermentasi belum tercapai sampai hari ke-8.
2. Semakin lama fermentasi, semakin meningkat kekerasan, kadar abu, protein, lemak dan serat kasar nata, sedangkan tingkat kekenyalan, kecerahan, kadar air, dan kadar gula total semakin menurun.
3. Hasil uji organoleptik menunjukkan semakin lama fermentasi semakin menurun tingkat kesukaan terhadap warna dan aroma nata, tetapi konsumen lebih menyukai kekerasan nata. Nata dari limbah cair tepung kasava Bimo masih lebih keras diban- ding nata de cocco dan nata dari limbah cair tapioca. Secara umum, panelis menyukai nata de cassava karena beraroma tape.
DAFTAR PUSTAKA
AOAC. 2005. Official Methods of Analysis of AOAC International. USA AOAC Internat, Virginia.
BPS. 2009. Statistik Indonesia. Badan Pusat Statistik. Jakarta.
Fardiaz, S. 1988. Penuntun Praktikum Mikrobiologi Pangan. Fateta. IPB. Bogor.Total asamGrace M.R. Cassava processing. FAP Plant Production and Protection Series. FAO Rome.
Misgiarta, 2003. Isolasi, identifikasi dan efaktifitas bakteri asam laktat local untuk fermentasi susu kacang-kacangan. Tesis. S2. IPB. Bogor.
Subagio, A. 2006. Pengembangan Tepung Ubikayu sebagai Bahan Baku Industri Pangan. (Seminar Rusnas) Diversifikasi Pangan Pokok Industrialisasi Diversifikasi Pangan Berbasis Potensial Lokal, tanggal 31 Agustus 2006. Kementrian Ristek dan SEAFAST Center IPB. Serpong.
Suismono, Richana N., Widowati S., Widaningrum, Misgyarta, Pujoyuwono M., Heti H., dan Nanan N. 2007. Teknologi Pengolahan Ubikayu dan Ubijalar untuk Diversifikasi Konsumsi Pangan.
Lapiran Akhir Tahun. BB Litbang Pascapanen Pertanian. Bogor.
