BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Kelapa
pertumbuhan maupun aktivitas Acetobacter xylinum pada saat fermentasi berlangsung sehingga menghasilkan selulosa bakteri. Oleh karena itulah air kelapa dapat dijadikan sebagai bahan baku untuk pembuatan selulosa bakteri atau nata de coco, disamping untuk memanfaatkan limbah air kelapa sehingga dapat mengurangi dampak negatif yang di akibatkan limbah air kelapa tersebut. (Pambayun, 2002 ; Ulrike, 2005).
Buah kelapa yang terlalu muda belum memiliki daging buah, dan air kelapa muda rasanya lebih manis, mengandung mineral 4 %, gula 2%. Perbandingan komposisi air kelapa muda dengan air kelapa tua dapat dilihat pada tabel 2.1
Tabel 2.1 Komposisi Air Buah Kelapa. Sumber air kelapa
(dalam 100g)
Air kelapa muda Air kelapa tua
Kalori Protein Lemak Karbohidrat Kalsium Fosfor Besi Air
Bagian yang dapat dimakan 17,0 kal 0,2 g 1,0 g 3,8 g 15,0 g 8,0 g 0,2 g 95,5 mg 100,0 g - 0,14 g 1,5 g 4,6 g - 0,5 g - 91,5 mg -
Sekitar tahun 1960- an penduduk asli Filipina penghasil kopra, memanfaatkan limbah air kelapa menjadi produk makanan segar yang disebut dengan nata de coco atau selulosa bakteri (Piluharto, 2003).
Selulosa bakteri merupakan hasil fermentasi dari air kelapa oleh bantuan bakteri Acetobacter xylinum dan asam asetat. Gula dari air kelapa di ubah menjadi asam asetat dan benang - benang selulosa, yang lama kelamaan akan membentuk suatu massa yang mencapai ketebalan beberapa sentimeter. Dengan demikian selulosa bakteri yang berbentuk padat, berwarna putih transparan, bertekstur kenyal seperti kolang – kaling dan umumnya dikonsumsi sebagai makanan ringan. (Tailor,1999 ; Pambayun, 2002).
1.2 Nata
Istilah nata berasal dari Bahasa Spanyol yang diterjemahkan ke dalam Bahasa Latin sebagai natare, yang berarti terapung-apung. Makanan olahan dari sari kelapa ini mulai diperkenalkan di Indonesia sekitar tahun 1987. Teknologi pengolahan produk ini berasal dari Fillipina. Nata dapat dibuat dari air kelapa, santan kelapa, tetes tebu (molases), limbah cair tahu, atau sari buah (nanas, melon, markisa, pisang, jeruk, jambu biji, dan lain-lain). Pemberian nama nata tergantung dari bahan baku yang digunakan (Saragih 2004).
metabolisme tubuh. Serat nata di dalam tubuh manusia akan mengikat semua unsur sisa hasil pembakaran yang tidak diserap oleh tubuh, kemudian dibuang melalui anus berupa tinja atau bolus (Kusharto, 2006)
Nata tidak hanya dibuat dari air kelapa, tetapi buah lain pun dapat digunakan. Nata merupakan makanan hasil fermentasi Acetobacter xylinum yang merubah komponen sukrosa dalam medium menjadi konsistensi berbentuk gel pada permukaan media (Herman 1979). Gel tersebut dihasilkan oleh kemampuan Acetobacter xylinum membentuk kapsul di luar dinding sel bakteri secara terusmenerus dan menebal menjadi konsentrasi yang kokoh. Pembentukan gel terjadi karena adanya enzim-enzim yang mampu mengoksidasi asam asetat yang disertai dengan pembentukan CO2 dan H2O yang menyebabkan gel terapung di permukaan media. Acetobacter xylinum mampu mengubah 19 % sukrosa dalam media menjadi selulosa berupa benang yang bersama polisakarida berlendir membentuk jaringan yang secara terus-menerus menjadi nata (Thimann dan Kenneth 1964).
2.3 Nata De Coco
Nata de coco berasal dari Filipina. Hal ini bisa dipahami karena Filipina merupakan salah satu negara penghasil kelapa yang cukup besar di dunia. Filipina termasuk negara yang paling banyak mendapatkan devisanya dari produk kelapa. Sekitar dekade 60-an penduduk asli Filipina penduduk asli Filipina yang bernama Nata mulai memikirkan “nasib”
kampung halamannya. Peluang ini digunakan untuk membuat suatu produk yang bermanfaat dan tercipta makanan segar bernama nata de coco. Kata coco berasal dari Cocos nucifera, nama latin dari kelapa.
Sementara, di Indonesia pemanfaatan air kelapa belum maksimal, banyak yang terbuang percuma. Namun akhir-akhir ini sudah ada upaya untuk mengelola air kelapa menjadi nata de coco dan juga untuk berbagai produk seperti minuman ringan, jelli, aggur, cuka, etil asetat dan lain – lain (Warisno, 2004).
Sementara itu nata juga dapat diartikan dari bahasa Spanyol yang berarti krim (cream). Jadi, nata de coco adalah krim yang berasal dari air kelapa. Krim ini dibentuk oleh mikroorganisme Acetobacter xylinum melalui proses fermentasi. Mikroorganisme ini membentuk gel pada permukaan larutan yang mengandung gula. Bakteri Acetobacter xylinum dapat tumbuh dan berkembang membentuk nata de coco karena adanya kandungan air sebanyak 91,23 %, protein 0,29 %, lemak 0,15 %, karbohidrat 7,27 %, serta abu 1,06 % di dalam air kelapa. Selain itu, terdapat juga nutrisi – nutrisi berupa sukrosa, dektrose, fruktose dan vitamin B kompleks yang terdiri dari asam nikotinat 0,01 ug, asam pantotenat 0,52 ug, biotin 0,02 ug, riboflavin 0,01 ug dan asam folat 0,003 ug per ml. Nutrisi – nutrisi tersebut merangsang pertumbuhan Acetobacter xylinum untuk membentuk nata de coco (Palungkung, 1992).
kelapa oleh sel – sel Acetobacter xylinum. Kemudian glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk prekursor (penciri nata) pada membran sel. Prekursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan bersama enzim mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa di luar sel. Nata de coco sebenarnya tidak mempunyai nilai gizi yang berarti bagi manusia, oleh sebab itu produk ini dapat dipakai sebagai sumber makanan rendah energi untuk keperluan diet.
Nata sangat baik apabila diolah menjadi makanan atau minuman penyegar, karena nata mengandung serat pangan (dietary fiber) seperti halnya selulosa alami. Nata sangat berperan dalam proses pencernaan makanan yang terjadi dalam usus halus dan penyerapan air dalam usus besar, sehingga sangat bermanfaat dalam pencernaan makanan dan secara tidak langsung sangat baik bagi kesehatan (Pembayun, 2002).
Nata de coco atau selulosa bakteri merupakan salah satu sumber alternatif bagi penyediaan selulosa dimana bahan ini lebih mudah dibuat, mudah diolah dan mudah diperoleh dengan biaya produksi yang lebih murah. Studi mendalam terhadap nata de coco untuk berbagai bidang aplikasi sangat diperlukan untuk meningkatkan nilai tambah bagi produk nata de coco dan tidak terbatas pada pemanfaatannya sebagai produk makanan. Proses pembuatan nata de coco sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor. Hal ini berhubungan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi Acetobakter xylinum sebagai bakteri untuk proses fermentasi air kelapa. Pertumbuhan Acetobakter xylinum tersebut dipengaruhi oleh oksigen, pH, suhu dan nutrisi. (Anonim, 2011)
Tabel 2.2 Syarat mutu nata
No. Jenis Uji Satuan Persyaratan
1. 1.1 1.2 1.3 1.4 2. 3. 4. 5. 6. 6.1 6.2 6.3 7. 7.1 7.2 7.3 7.4 Keadaan Bau Warna Rasa Tekstur Bahan asing Bobot Tuntas
Jumlah gula (dihitung sebagai sakarosa) Serat makanan
Bahan tambahan makanan Pemanis Buatan :
- Sakarin
- Siklamat Pewarna Tambahan Pengawet (Na Benzoat) Cemaran logam: Timbal (Pb) Tembaga (Cu) Seng (Zn) Timah (Sn) - - - - - % % % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Normal Normal Normal Normal Tidak boleh ada
Min.50 Min.15
Maks.4,5
Tidak boleh ada Tidak boleh ada Sesuai SNI
01-0222-1995
Sesuai SNI 01-0222-1995
8. 9. 9.1 9.2 9.3 9.4
Cemaran Arsen (As) Cemaran Mikroba: Angka lempeng total Coliform
Kapang Khamir
mg/kg
koloni/g APM/g koloni/g koloni/g
Maks.5,0 Maks.40,0/250,0*
Maks.0,1
Maks. 2,0x102 <3 Maks.50 Maks.50
Sumber : SNI 01 – 2881 – 1992
2.4 Acetobacter xylinum
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.
Gambar 2.1 Acetobacter xylinum
Gambar 2.1 menampilkan bakteri Accetobacter xylinum yang dapat menghasilkan enzim ekstraseluler untuk menyusun (mempolimerisasi) zat gula (glukosa) menjadi ribuan rantai (homopolimer) serat atau selulosa. Dari jutaan jasad renik yang tumbuh dalam media, akan dihasilkan jutaan lembar benang-benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan, yang disebut sebagai nata yang termasuk metabolit sekunder (Nainggolan, 2009). 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.
Klasifikasi ilmiah dari Acetobacter xylinum : Kerajaan : Bacteria
Famili : Pseudomonadaceae Genus : Acetobacter
Spesies : Acetobacter xylinum (Moss M.O., 1995).
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. Adapun tahap – tahap pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum dalam kondisi normal dapat dilihat pada gambar 2.2 (Rao 2005) :
Bobot Bobot
Sel Nata
Waktu
Gambar 2.2 Tahap-tahap pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum dalam kondisi normal
a. Fase adaptasi Begitu dipindahkan ke media baru, bakteri Acetobacter xylinum tidak langsung tumbuh dan berkembang. Pada fase ini, bakteri
lingkungan barunya. Fase adaptasi bagi Acetobacter xylinum dicapai antara 0 – 24 jam atau ± 1 hari sejak inokulasi.
b. Fase pertumbuhan awal Pada fase ini, sel mulai membelah dengan kecepatan rendah. Fase ini menandai diawalinya fase pertumbuhan eksponensial. Fase ini dilalui dalam beberapa jam.
c. Fase pertumbuhan eksponensial Fase ini disebut juga sebagai fase pertumbuhan logaritmik, yang ditandai dengan pertumbuhan yang sangat cepat. Untuk bakteri Acetobacter xylinum, fase ini dicapai dalam waktu antara 1- 5 hari tergantung pada kondisi lingkungan. Pada fase ini juga, bakteri mengeluarkan enzim ekstraseluler polimerase sebanyak – banyaknya untuk menyusun polimer glukosa menjadi selulosa.
d. Fase pertumbuhan diperlambat Pada fase ini, terjadi pertumbuhan yang diperlambat karena ketersediaan nutrisi yang telah berkurang, terdapatnya metabolit yang bersifat toksik yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri, dan umur sel yang telah tua.
f. Fase menuju kematian Pada fase ini, bakteri mulai mengalami kematian karena nutrisi telah habis dan sel kehilangan banyak energi cadangannya.
g. Fase kematian Pada fase ini, sel dengan cepat mengalami kematian, dan hampir merupakan kebalikan dari dase logaritmik. Sel mengalami lisis dan melepaskan komponen yang terdapat di dalamnya.
2.5 Dimetil Amino Phosphat (DAP)
Penggunaan DAP adalah sebagai pengganti urea/ZA. Fungsi DAP sama halnya dengan urea/ZA yaitu sebagai sumber nitrogen yang merangsang pertumbuhan dan aktivitas bakteri Acetobacter xylinum. Sumber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organik seperti Ekstrak yeast. Dan protein maupun nitrogen anorganik seperti Urea/ZA. Sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika dibandingkan dengan sumber nitrogen organik kelebihan sumber nitrogen anorganik adalah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain. Penambahan sumber nitrogen yang berlebihan dapat menurunkan nilai rendemen dan PH karena adanya ion SO42- yang bersifat asam sehingga bakteri terganggu. (Mashudi 1993).
2.6 Kecambah
menjadi kecambah yang merupakan permulaan aktivitas pertumbuhan embrio yang ditandai dengan pecahnya kulit biji. Mobilisasi protein pada biji yang berkecambah berkaitan dengan peningkatan aktivitas enzim-enzim protease yang menghidrolisis protein menjadi asam amino. Asam amino yang dibebaskan digunakan untuk sintesis protein dan sebagai sumber energi (Kanetro dan Hastuti, 2006).
Gambar 2.3 Rumus Struktur Asam Amino
Tabel 2.3 Komposisi dan Nilai Gizi Biji Kacang Hijau dan Kecambah Kacang Hijau.
Komposisi Gizi (dalam 100g)
Nilai Gizi
Dalam biji Dalam Kecambah
Kalori (kal) 345 23
Protein (g) 22,2 2,9
Lemak (g) 1,2 0,2
Hidrat Arang (g) 62,9 4,1
Kalsium (mg) 125 29
Fosfor (mg) 320 69
Besi (mg) 6,7 0,8
Vitamin B (mg) 0,64 0,07
Vitamin C (mg) 6 15
Air (g) 10 92,4
Sumber : Direktorat Gizi dan Departemen Kesehatan (1981) dalam Soeprapto, HS (1992).
Nitrogen organik biasanya ditambahkan dalam bentuk asam amino protein. Menurut Atmaka dan Sudadi (2000) ekstrak yeast dapat diganti dengan ekstrak kecambah. Kecambah kacang hijau memiliki kandungan protein tinggi sehingga dapat digunakan untuk pertumbuhan dari bakteri Acetobacter xylinum. Diharapkan komponen terlarutnya pada saat proses perkecambahan mengandung cairan yang bernutrisi.
Tabel 2.3 Perbedaan Senyawa Organik dan Senyawa Anorganik
No Senyawa organik Senyawa Anorganik
1 Kebanyakan berasal dari makhluk
hidup dan beberapa dari hasil
sintesis
Berasal dari sumber daya alam
mineral ( bukan makhluk hidup)
2 Senyawa organik lebih mudah
terbakar, dan memberikan hasil
akhir CO2, H2O, dan hasil
sampingan lainnya.
Tidak mudah terbakar
3 Strukturnya lebih rumit Struktur sederhana
4 Semua senyawa organik
mengandung unsur karbon
Tidak semua senyawa anorganik
5 Hanya dapat larut dalam pelarut
organik
Dapat larut dalam pelarut air atau
organik
6 CH4, C2H5OH, C2H6 dsb. NaCl, NaBr, NaI dsb.
(Sumber : http://logku.blogspot.co.id/) 2.7 Fermentasi
Fermentasi adalah suatu proses pengubahan senyawa yang terkandung didalam substrat oleh mikroba (kultur) misalkan senyawa gula menjadi bentuk lain (misalkan selulosa Nata de Coco), baik merupakan proses pemecahan maupun proses pembentukan dalam situasi aerob maupun anaerob. Jadi proses fermentasi bisa terjadi proseskatabolisme maupun proses anabolisme.
fermentasi ini tidak boleh digojok. Pada umur 10-15 hari nata dapat dipanen. (Misgiyarta, 2007).
2.8 Penelitian-penelitian yang Mendukung
Penelitian yang dilakukan oleh Amatun Nur tahun 2009 menyatakan bahwa kombinasi perlakuan DAP dan asam asetat glasial berpengaruh nyata terhadap sifat fisik (rendemen, ketebalan, kekenyalan dan derajat putih) dan sifat kimia (serat makanan larut air, serat makanan tidak larut air, total serat makanan dan kadar air) nata de cottonii. Sedangkan terhadap parameter warna, rasa dan aroma tidak terdapat perbedaan penerimaan panelis terhadap nata de cottonii.
Menurut Eni Ernawati tahun 2012, dalam penelitiannnya melaporkan bahwa penambahan jenis dan konsentrasi ekstrak kecambah berpengaruh terhadap karakteristik fisik (rendemen, ketebalan, tekstur) dan karakteristik kimia (kadar air, dan serat pangan) nata de milko. Sedangkan pada uji organoleptis hasil yang didapat yaitu penambahan ektrak kecambah tidak berpengaruh terhadap parameter organoleptik nata de milko yang meliputi warna, aroma, dan rasa.
