TEKNOLOGI BIOPROSES PADA PEMBUATAN NATA DE COCO DENGAN MENGGUNAKAN Acetobacter xylinum
(Makalah Teknologi Bioproses)
Oleh
Kelompok
Juniarto 1514051024
Aziz Mahendra 1514051028
Egit Noviansyah 1514051048
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
2017
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur bagi Allah Swt. yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan makalah ini sesuai dengan harapan dengan baik dan lancar. Shalawat dan salam semoga tetap terlimpahkan kepada nabi besar Muhammad saw.
Makalah ilmiah ini bertujuan untuk menambah dan meningkatkan pengetahuan umum dan keterampilan sehingga pikiran dan wawasan pembaca menjadi lebih luas. Makalah ini berjudul Teknologi Bioproses Pada Pembuatan Nata De Coco dengan menggunakan Acetobacter xylinum , kami menyusun makalah ini secara sederhana tetapi sesuai dengan jurnal yang ada
Akhir kata semoga makalah 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, 17 April 201
Penulis
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di Provinsi Lampung banyak sekali pohon kelapa khususnya daerah sekitar tepi pantai. Kelapa oleh masyarakat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan hidup. Semua bagian kelapa dapat dimanfaatkan oleh manusia baik dari daun hingga akar. Namun di pasar biasanya banyak sekali kelapa yang dibelah dan dibuang airnya sehingga menyebabkan daerah sekitar pasar menjadi bau akibat adanya air buangan kelapa yang membusuk.Padahal air kelapa dapat diolah menjadi makanan yang nikmat yaitu nata de coco.
Pembuatan nata de coco memanfaatkan bantuan bakteri Acetobacter xylinum, kemudian bakteri ini akan membentuk serat nata yang ditumbuhkan di 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 (Budiyono. 2004)
1.2 Tujuan
1. Untuk mengetahui pembuatan Nata de coco dengan menggunakan bantuan bakteri acetobacter xylinum
II. TEKNOLOGI BIOPROSES DALAM FERMENTASI PEMBUATAN NATA DE COCO
2.1 Latar Belakang Sejarah Nata De Coco
Awal mulanya Nata de coco berasal dari Filipina. Hal ini karena Filipina merupakan salah satu negara penghasil kelapa yang cukup besar di dunia. Filipina termasuk negara yang paling banyak mendapatkan sumber devisa negara dari produk kelapa. Sekitar dekade 60-an penduduk asli Filipina yang bernama Nata mulai memikirkan “nasib” jutaan ton air kelapa yang terbuang percuma dari pabrik penghasil kopra di 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 yangn 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).
Menurut Palungkung (1992), Nata juga dapat diartikan dari bahasa Spanyol yang berarti krim. 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.
Menurut Astrawan, M (2004), pembentukan nata de coco terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula atau gula dalam air 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 de coco juga menjadi lebih enak bila di campur dengan es krim, koktail buah atau sirup.
Peranan bakteri Acetobacter xylinum akan membentuk nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan karbon (C) dan nitrogen (N) melalui suatu proses yang dikontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim ekstraseluler yang dapat menyusun mempolimerisasi) zat gula (dalam hal ini glukosa) menjadi ribuan rantai (homopolimer) serat atau selulosa. Dari jutaan jasad renik yang tumbuh dalam air kelapa tersebut, akan dihasilkan jutaan lembar benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan yang disebut dengan nata. Sebetulnya, nata dapat diusahakan bukan hanya dari air kelapa tetapi juga dari berbagai jenis bahan yang mengandung gula, protein dan mineral, seperti sari buah-buahan, sari kedelai dan bahkan air gula. Oleh sebab itu, nama nata dapat bermacam-macam sesuai dengan bahan yang digunakan, seperti nata de soya (dari sari kedelai), nata de mango (dari sari buah mangga), nata de pina (dari sari buah nenas), nata de coco (dari air kelapa) dan sebagainya (Ratna dkk, 2003).
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 selulose 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.
2.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah Panci untuk perebus media (air kelapa), saringan, timbangan, sendok kayu, sendok makan, sendok teh, botol bermulut lebar, nampan untuk fermentasi, baskom perendam dan mesin pemotong nata de coco dengan dimensi : berat 25 kg, panjang 80 cm,lebar 40 cm dan tinggi 60 cm dengan bagian-bagian alat pemotong nata : dinamo ¼ PK,350 watt, jumlah pisau 28 buah dengan kecepatan putaran 400 rpm.
Bahan yang digunakan dalam pembuatan nata de coco untuk 1 L air kelapa adalah Bibit Nata de Coco (Acetobacter xylinum) ± 100 ml atau 10%, - Gula 100 g atau 10%, Asam cuka glasial (bibit cuka) ± 10 ml (1%), sumber N sesuai penelitian yaitu NPK, Urea dan ZA masing-masing 5 g (1%) serta air kelapa. Bahan kimia yang digunakan untuk penelitian ini antara lain : bahan kimia untuk uji kadar serat kasar (0,1 M buffer fosfat pH 6, enzim a-amilase, air destilat, NaOH dan HCl, enzim pepsin, enzim pankreatin, celite, aseton, etanol 95%, etanol 78%), dan uji kadar protein (K2SO4, HgO, H2SO4 pekat, butiran Zn, NaOH-Na2S2O3, Asam borat 5%, indicator BCG-MR dan HCl 0,02 N).
2.3 Prosedur
 |
| Add caption |
Gambar 1. Diagram alir pembutan Nata de coco
Sumber : rumahmesin.com
Gambar 2. Mesin pemotong nata de coco
III. PEMBAHASAN
3.1 Kelebihan Produk Fermentasi Nata de Coco
Salah satu produk fermentasi yang inovatif dan memiliki banyak nutrisi adalah produk Nata de Coco. Produk yang berasal dari hasil proses fermentasi berbahan baku air kelapa ini ternyata kaya akan kandungan gula, protein, lemak, karbohidrat dan vitamin di dalam larutan. Komponen utama nata adalah selulosa yang mampu mengikat air sebesar 95% dalam bentuk gel nata sehingga bersifat empuk (Enie, A.B., 1998). kemampuan air kelapa menghasilkan nata disebabkan oleh kandungan nutrisi yang kaya dan relatif lengkap serta sesuai dengan pertumbuhan bakteri. Air kelapa mengandung gula yang terdiri dari sukrosa, glukosa dan fruktosa, masing-masing per milliliter air kelapa mengandung 0.64 mg asam nikotinat, 0.52 mg asam pantotenat, 0.02 mg biotin, 0.01mg riboflavin dan 0.03 mg asam folat (Khairul, 2010).
Selain itu, nata de coco merupakan jenis komponen minuman yang kaya akan serat yang terdiri dari senyawa selulosa (Dietry fiber). Menurut Doktor Pangan dan Nutrisi Prof. Dr Hardinsyah, Air kelapa tidak mengandung serat. Jadi, bahan tambahan dalam proses fermentasi nata de coco itulah yang menjadi serat, bukan dari air kelapa. Bahan tambahan seperti lidah buaya atau sari buah-buahan yang kandungan seratnya lebih tinggi lagi. Dengan banyaknya kandungan serat yang terdapat di dalam nata de coco, maka produk hasil fermentasi ini dapat memperlancar pencernaan dan membantu menghindari sembelit atau konstipasi, wasir, radang usus buntu, kanker usus, diabetes, penyakit jantung koroner dan membantu memperlancar buang air besar.
(1) (2) (3)
Sumber : http://FermentasiNatadeCoco/html.
Gambar 3. Alur Proses Pembuatan Fermentasi Nata De Coco
3.2 Kekurangan Produk Fermentasi Nata de Coco
Air kelapa yang umum dimanfaatkan untuk pembuatan nata de coco berasal dari kelapa tua. Air kelapa sebagai bahan baku nata diambil dari kelapa yang baru dipetik atau tidak lebih dari satu minggu. Kandungan kimia air kelapa sebagai bahan baku yang tidak sama kualitasnya akan menyebabkan produk yang bervariasi (tidak stabil) kualitasnya. Oleh karena itu media fermentasi pembuatan nata de coco perlu ditambahkan komponen-komponen seperti glukosa 10% sebagai sumber karbon, asam asetat 25% untuk mengatur pH menjadi 3-4 K2HPO4 0.03 %, MgSO4 0.03% sebagai mineral dan sumber nitrogen sebanyak 0.3 %. Sumber nitrogen dalam medium kultur untuk pertumbuhan A. xylinum juga mempengaruhi produksi selulosa. Sumber nitrogen tersebut dapat berasal dari nitrogen organik seperti yeast ekstrak, pepton, tripton dan polipepton maupun nitrogen an organik seperti dari NPK, Urea maupun ZA (Zwavelzuur Amonia) atau Amonium Sulfat.
3.3 Acetobacter Xylinum
Acetobacter xylinum adalah salah satu jenis bakteri yang banyak bermanfaat dalam dunia industri seperti nata de coco, nata de cassava, nata de soya, tepung mocaf dan lain-lain. Acetobacter xylinum merupakan bakteri yang menguntungkan dan tidak berbahaya. Bakteri ini mampu memfermentasi bahan menghasilkan bahan selulosa. Acetobacter xylinum telah banyak berjasa menghasilkan produk bernilai ekonomis sehingga perlu dikembangkan terus pemanfaatannya dalam bioteknologi diberbagai bidang. Bakteri ini merupakan jenis bakteri asam yang mudah pertumbuhannya dan mudah pengembangbiakkannya.
Acetobacter xylinum merupakan bakteri berbentuk batang pendek, mempunyai panjang kurang lebih 2 mikron dan permukaan dindingnya berlendir. Acetobacter xylinum mampu mengoksidasi glukosa menjadi asam glukonat dan asam organik lain pada waktu yang sama, dan mempolimerisasi glukosa sehingga terbentuk selulosa (Sanchez, 1988).
Sumber : http//:AcetobacterXylinum/html
Gambar 4. Bentuk seperti batang dan dindingnya berlendir (Acetobacter Xylinum)
Acetobacter Xylinum memiliki ciri-ciri antara lain merupakan gram negatif pada kultur yang masih muda, sedangkan pada kultur yang sudah tua merupakan gram positif, bersifat obligat aerobik artinya membutuhkan oksigen untuk bernafas, membentuk batang dalam medium asam, sedangkan dalam medium alkali berbentuk oval, bersifat non mortal dan tidak membentuk spora, tidak mampu mencairkan gelatin, tidak memproduksi H2S, tidak mereduksi nitrat dan termal death point pada suhu 650 C - 700 C.
Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan sel secara teratur, mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu sel fase adaptasi, fase pertumbuhan awal, fase pertumbuhan eksponensial, fase pertumbuhan lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian dan fase kematian. Acetobacter Xylinum akan mengalami fase adaptasi terlebih dahulu jika dipindahkan ke dalam media baru. Pada fase ini terjadi aktivitas metabolisme dan pembesaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan. Fase pertumbuhan adaptasi dicapai pada 0-24 jam sejak inokulasi. Pertumbuhan Acetobacter Xylinum dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah kandungan nutrisi meliputi jumlah karbon dan nitrogen, tingkat keasaman media, pH, temperatur dan udara (oksigen). Suhu optimal pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum pada 28 – 31’C, pH optimal 3 – 4, memerlukan oksigen sehingga dalam fermentasi tidak ditutup dengan bahan kedap udara sehingga tidak memungkinkan udara masuk sama sekali, tutup untuk mencegah kotoran masuk ke dalam media yang dapat mengakibatkan kontaminasi (Alaban, 1962)
(1) (2)
Sumber : http//:PertumbuhanSelAcetobacterXylinum/html
Gambar 5. (1) Pertumbuhan Sel Bakteri Acetobacter Xylinum Membentuk Benang-Benang Halus (Selulosa) dengan Alat Bantu Microsoft dan, (2) Produk Akhir Nata De Coco.
Nata adalah biomassa yang sebagian besar terdiri dari selulosa, berbentuk agar dan berwarna putih. Massa ini berasal dari pertumbuhan Acetobacter xylinum pada permukaan media cair yang mengandung gula dan protein. kemampuan air kelapa menghasilkan nata disebabkan oleh kandungan nutrisi yang kaya dan relatif lengkap serta sesuai dengan pertumbuhan bakteri. Air kelapa mengandung gula yang terdiri dari sukrosa, glukosa dan fruktosa, masing-masing per milliliter air kelapa mengandung 0.64 mg asam nikotinat, 0.52 mg asam pantotenat, 0.02 mg biotin, 0.01mg riboflavin dan 0.03 mg asam folat. Unsur-unsur tersebut diduga memberi pengaruh terhadap pertumbuhan bakteri nata. Pada proses metabolismenya, selaput selulosa ini terbentuk oleh aktivitas Acetobacter xylinum terhadap glukosa. Karbohidrat pada medium dipecah menjadi glukosa yang kemudian berikatan dengan asam lemak (Guanosin trifosfat) membentuk prekursor penciri selulosa oleh enzim selulosa sintetase, prekusor ini selanjutnya dikeluarkan ke lingkungan membentuk jalinan selulosa pada permukaan medium.
KESIMPULAN
- Proses pembuatan nata de coco diawali dengan pembuatan starter dengan tahapan proses adalah penyaringan, pencampuran, perebusan, penambahan biakan mrni dan pemeraman.
- Sedangkan proses pembuatan nata de coco adalah penyaringan, pencampuran, perebusan, penempatan dalam wadah fermentasi, pendinginan, penambahan starter, fermentasi (pemeraman), pemanenan, pembersihan kulit, pemotongan, perebusan dan pengemasan.
- Pada proses produksi nata de coco dihasilkan limbah cair berupa sisa cairan fermentasi dan sisa penggunaan air selama proses produksi. Limbah semi padat berasal dari kotoran berbentuk lendir dari hasil perebusan, lapisan kulit nata dan sisa potongan nata de coco serta hasil panen nata yang gagal (jika terjadi kegagalan penen). Sedangkan limbah padat berasal dari kotoran pada waktu penyaringan, koran penutup loyang atau botol yang sudah tidak terpakai dan plastik sisa penutup kemasan gelas plastik/cup.
- Opsi produksi bersih yang bisa dilakukan adalah pemanfaatan kotoran hasil penyaringan, perebusan dan pembersihan kulit untuk pembuatan pupuk, pemanfaatan kembali sisa cairan fermentasi, pemanfaatan kembali air sisa selama proses, pemanfaatan sisa potongan nata untuk pembuatan jelly drink, pemanfaatan sisa potongan nata untuk pembuatan pupuk dan menjual sisa plastik pengemasan
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2017. http://Acetobacter xylinum waluhhangit.blogspot.com/2009/03/
acetobacter-xylinum.html. Di akses pada tanggal 4 april 2017 pukul 20.25 WIB
2017 pukul 20.30 WIB
Anonim, 2017. http//:PertumbuhanSelAcetobacterXylinum/html diakses pada
tanggal 04 april 2017 pukul 20.35 WIB
Alaban, C.A. 1962. Studies on Optimum Conditions for Nata de coco Bacterium or
Nata formation in Coconut Water. Philippine Agric. 96 (2) : 490-515
Astawan, M. 2004. Nata de Coco yang kaya Serat. Kompas Cyber Media-Kesehatan. Jakarta.
Enie, A.B. 1998. Kajian Pengembangan Industri Nata de Soya dari Air Tahu. Seminar Pengembangan Pengolahan dan Penggunaan Kedele selain Tempe. Jakarta.
Haris Budiyono. 2004. Fermentasi Nata de Coco. Renika Cipta, Jakarta.
Khairul Anam. 2010. Produksi Nata de Coco. Bioteknologi Sekolah Pasca
Sarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor
Palungkun, R. 1993. Aneka Produk Olahan Kelapa. Jakarta : Penebar Swadaya. Jakarta.
Pambayun, R. 2002. Teknologi Pengolahan Nata de coco. Penerbit Kanius. Yogyakarta.
Ratna S., H Dewi., dan Suranto. 2003. Kajian Pembuatan nata de cashew dengan variasi konsentrasi substrat dan inokulum. Journal of Biologycal Diversity vol. 3 (2): 34-35
Sanchez, P.C and Toshiomi Yoshida. 1998. Microbial Cellulose Production and
Utilization. Proceedings of International Conference on Asian Network on
Microbial Researches. Gadjah Mada University. Yogyakarta. 23th -25th
February p 115-130
Warisno. 2004. Mudah dan Praktis Membuat Nata de Coco. Agromedia Pustaka. Jakarta.
