Pembuatan nata de coco Bioteknologi

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

            Indonesia merupakan salah satu Negara yang banyak meiliki hasil perkebunan, salah satunya adalah kelapa. Kelapa merupakan salah satu komoditas yang lumayan besar di indonesia. Kelapa memiliki banyak manfaat terlebih dalam dunia industri. Kelapa memiliki peranan penting mulai dari bagian daun, akar, batang sampai buah sekalipun.

            Pada praktikum kali ini bahan utama yang digunakan adalah air kelapa. Air kelapa merupakan salah satu limbah yang bermanfaat dari bagian buah kelapa. Tapi sangat disayangkan kebanyakan dari masyarakat kurang mengenal apa manfaat dari air kelapa ini. Padahal air kelapa sangat banyak manfaatnya slah satunya adalah diolah menjadi nata de coco. Harga bahan baku ini relatif sangat murah dan kadang-kadangpun tidak ada harganya atau diberikn secara Cuma-Cuma. Selain itu di indonesia sangat kaya akan kelapa sehingga apabila limbah air kelapa ini tidak dimanfaatkan akan sangat rugi karena hasil yang di dapat dari produksi air kelapa yang diolah menjadi nata de coco ini lumayan memuaskan kalau dilihat dari segi ekonominya.

Air kelapa mempunyai potensi yang baik untuk di buat minuman fermentasi karena kandungan zat gizinya yang kaya dan relatif lengkap, sehingga sesuai untuk pertumbuhan mikroba. Komposisi gizi air kelapa tergantung pada umur kelapa dan variertasnya. Air kelapa per 100 ml mengandung sejumlah zat gizi, yaitu protein 0,2 g, lemak 0,2 g, gula 3,8 g, vitamin C 1,0 mg, asam amino, dan hormon pertumbuhan. Jenis gula yang terkandung glukosa, fruktosa, sukrosa, dan sorbitol (Astawan, 2004).

I.2  Tujuan

1.      Mengetahui bagaimana cara yang baik membuat nata de coco.

2.      Mengetahui peranan bakteri dalam fermentasi atau pembuatan suatu produk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Buah Kelapa

Kelapa (Cocos nucifera L) adalah satu jenis tumbuhan dari suku aren-arenan atau Arecaceae dan adalah anggota tunggal dalam marga Cocos. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga dianggap sebagai tumbuhan serba guna, khususnya bagi masyarakat pesisir. Kelapa juga adalah sebutan untuk buah yang dihasilkan tumbuhan ini.

Klasifikasi dari kelapa adalah :

Kerjaan           : Plantae

Ordo               : Arecales

Famili              :  Arecaceae

Upafamili        : Arecoideae

Bangsa            : Cocoeae

Genus              : Cocos

Spesies            : C. nucifera

Pohon dengan batang tunggal atau kadang-kadang bercabang. Akar serabut, tebal dan berkayu, berkerumun membentuk bonggol, adaptif pada lahan berpasir pantai. Batang beruas-ruas namun bila sudah tua tidak terlalu tampak, khas tipe monokotil dengan pembuluh menyebar (tidak konsentrik), berkayu. Kayunya kurang baik digunakan untuk bangunan. Daun tersusun secara majemuk, menyirip sejajar tunggal, pelepah pada ibu tangkai daun pendek, duduk pada batang, warna daun hijau kekuningan. Bunga tersusun majemuk pada rangkaian yang dilindungi oleh bractea; terdapat bunga jantan dan betina, berumah satu, bunga betina terletak di pangkal karangan, sedangkan bunga jantan di bagian yang jauh dari pangkal.Buah besar, diameter 10 cm sampai 20 cm atau bahkan lebih, berwarna kuning, hijau, atau coklat; buah tersusun darimesokarp berupa serat yang berlignin, disebut sabut, melindungi bagian endokarp yang keras (disebut batok) dan kedap air; endokarp melindungi biji yang hanya dilindungi oleh membran yang melekat pada sisi dalam endokarp. Endospermiumberupa cairan yang mengandung banyak enzim, dan fasa padatannya mengendap pada dinding endokarp ketika buah menua; embrio kecil dan baru membesar ketika buah siap untuk berkecambah (disebut kentos).

Kelapa secara alami tumbuh di pantai dan pohonnya mencapai ketinggian 30 m. Ia berasal dari pesisir Samudera Hindia, namun kini telah tersebar di seluruh daerah tropika. Tumbuhan ini dapat tumbuh hingga ketinggian 1000 m dari permukaan laut, namun akan mengalami pelambatan pertumbuhan.

Kelapa adalah pohon serba guna bagi masyarakat tropika. Hampir semua bagiannya dapat dimanfaatkan orang. Akar kelapa menginspirasi penemuan teknologi penyangga bangunan Cakar Ayam (dipakai misalnya pada Bandar Udara Soekarno Hatta) oleh Sedyatmo.

Batangnya, yang disebut glugu dipakai orang sebagai kayu dengan mutu menengah, dan dapat dipakai sebagai papan untuk rumah.

Daunnya dipakai sebagai atap rumah setelah dikeringkan. Daun muda kelapa, disebut janur, dipakai sebagai bahan anyaman dalam pembuatan ketupat atau berbagai bentuk hiasan yang sangat menarik, terutama oleh masyarakat Jawa danBali dalam berbagai upacara, dan menjadi bentuk kerajinan tangan yang berdiri sendiri (seni merangkai janur). Tangkai anak daun yang sudah dikeringkan, disebut lidi, dihimpun menjadi satu menjadi sapu.

Tandan bunganya, yang disebut mayang (sebetulnya nama ini umum bagi semua bunga palma), dipakai orang untuk hiasan dalam upacara perkawinan dengan simbol tertentu. Bunga betinanya, disebut bluluk (bahasa Jawa), dapat dimakan. Cairan manis yang keluar dari tangkai bunga, disebut (air) nira atau legèn (bhs. Jawa), dapat diminum sebagai penyegar atau difermentasi menjadi tuak.

Nata de Coco

Nata adalah selulosa bakteri yang merupakan hasil sintesis dari gula oleh bakteri pembentuk nata, yaitu A. xylinum. Beberapa galur Acetobacter menghasilkan membran bergelatin yang dinamakan pellicle pada permukaan suatu kultur cair. Membran ini sama dengan “Nata de Coco”, suatu jenis makanan hasil fermentasi tradisional di Filipina yang yang sangat dikenal sebagai makanan penutup di Jepang. Substansi gelatin ini secara kimiawi identik dengan selulosa (Yoshinaga et al.,1997).

Ananas comosus merupakan substrat pertama yang digunakan untuk pembentukan nata, namun karena sifatnya yang musiman maka dicarikan beberapa alternatif lain untuk memproduksi nata yang bisa tersedia dengan mudah sepanjang tahun dan murah harganya. Ditinjau dari komposisinya nanas terdiri atas sebagian besar air yang di dalamnya banyak mengandung gula dan vitamin serta mineral penting (Muljohardjo, 1984). Kandungan kalori dari nanas per 100 gram bahan dapat dimakan terdiri atas : air 80‐85%, gula 12‐15 %, asam 0,6%, protein 0,4%, abu 0,5% dan lemak 0,1% (Samson, 1986). Selain karbohidrat, di dalam buah nanas juga terdapat lemak, nitrogen, asam‐asam organik, pigmen, vitamin serta bahan‐bahan organik. Asam organik utama yang terkandung di dalam nanas adalah asam sitrat, yang merupakan asan‐asam non volatil yang terbanyak dalam buah nanas (Jacobs, 1985).

BAB III

METODE PRAKTIKUM

III.1.    Waktu dan Tempat

Praktikum pembuatan Nata De Coco ini dilaksanakan pada Senin,11 April 2011 di Laboratorium Produksi Program studi TPHP.

III.2.    Alat dan Bahan

·         Alat

1.Botol marjan 2 buah

2.Karet Gelang

3.Kertas Koran

4.Kompor gas

5.Panci

6.Timbangan digital

7.Gelas ukur

8.Saringan

9.Wadah

·         Bahan

1.2 liter air kelapa

2.Gula 60 gr

3.ZA 0,8 gr/L

4.Cuka 10 ml

5.Vanili

6.Daun pandan

7.Soda makanan

           

III.3.    Cara Kerja

·      Pembuatan starter

1.   Saring air kelapa yang akan diolah menjadi stater.

2.   Rebus air kelapa yang sudah disaring hingga mendidih.

3.   Tambahkan gula 10 gr/L air kelapa

4.   Tambahkan ZA sebanyak  0,8 gr/L air kelapa

5.   Tambahkan cuka sebanyak 10 ml

6.   Aduk hingga merata,biarkan sampai mendidih

7.   Masukkan dalam botol kaca yang telah dipasteurisasi

8.   Tutup botol dengan kertas Koran dan diikat dengan menggunakan  karet gelang

9.   Biarkan dingin,setelah itu tambahkan stater sebanyak 100  mL fermentasikan selama 5-7 hari hingga terbentuk lapisan putih di atas permukaan kelapa

·      Pembuatan Nata de Coco

1.   Saring air kelapa yang akan diolah menjadi Nata De Coco.

2.   Rebus air kelapa yang sudah disaring hingga mendidih.

3.   Tambahkangula 10 gr/L air kelapa

4.   Tambahkan ZA sebanyak  0,8 gr/Lair kelapa

5.   Aduk biar merata,biarkan sampai mendidih

6.   Masukkan dalam wadah atau Loyang yang telah dipasteurisasi

7.   Tutup loyang dengan kertas korandan diikat dengan menggunakan  karet gelang

8.   Biarkan dingin,setelah itu tambahkan stater sebanyak 10  mL fermentasikan selama 5-7hari hingga terbentuk lapisan putih di atas permukaan air kelapa

9.   Setelah nata terbentuk,maka siap dipanen.

10.  Direndam dengan air, dan dicuci bersih

11.  Dipotong kecil-kecil sesuai dengan ukuran

12.  Direbus sebanyak 4 kali dalam air mendidih, pada rebusan terakhir tambahkan gula pasir sebanyak 2 kg, vanili satu bungkus, daun pandan, soda makanan.

13.  Setelah mendidih angkat dan simpan di dalam wadah selam beberapa hari hingga proses penggulaan dirasa sudah cukup/selesai.

14.  Nata de coco siap dinikmati

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1.    Hasil Praktikum

                Dari praktikum yang telah dilaksanakan didapatkan hasil yang lumayan memuaskan. Pembentukan nata de coco yang sempurna ini dipengaruhi oleh bakteri acetobakter xylinum. Acetobbakter xylinum merupakan bakteri asam asetat yang bersifat gram negatif, aerob, berbentuk batang, nonmotil, suhu optimum pertumbuhannya 25‐30 0C, dan mampu mengoksidasi etanol menjadi asam aetat pada pH 4,5 (Madigan et al., 1997). Proses pembuatan nata oleh bakteri A. xylinum merupakan kegiatan sintesa selulosa yang dikatalis oleh enzim pensintesis selulosa yang terikat pada membran sel bakteri. Penguraian/fermentasi gula dilakukan melalui jalur heksosa monofosfat dan siklus asam sitrat (Susilawati dan Mubarik, 2002).

Pada prinsipnya untuk menghasilkan nata de coco yang bermutu baik, maka perlu disediakan media yang dapat mendukung aktivitas Acetobacter xylinum untuk memproduksi selulosa ekstraseluler atau yang kemudian disebut nata de coco.

Aktivitas dari Acetobacter xylinum dalam memproduksi nata de coco. Proses terbentuknya nata adalah sebagai berikut sel-sel Ace-tobacter Xylinum mengambil glukosa dari larutan gula, kemudian digabungkan dengan asam lemak membentuk prekursor pada membran sel, kemudian keluar bersama-sama enzim yang mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa diluar sel. Prekursor dari polisakarida tersebut adalah GDP-glukosa.

Bibit nata sebenarnya merupakan golongan bakteri dengan nama Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum merupakan salah satu contoh bakteri yang menguntungkan bagi manusia seperti halnya bakteri asam laktat pembentuk yoghurt, asinan dan lainnya.

Bakteri Acetobacter xylinum akan dapat membentuk nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan Karbon © 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.

Nata yang dihasilkan tentunya bisa beragam kualitasnya. Kualitas yang baik akan terpenuhi apabila air kelapa yang digunakan memenuhi standar kualitas bahan nata, dan prosesnya dikendalikan dengan cara yang benar berdasarkan pada factor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas Acetobacter xylinum yang digunakan. 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 cairan 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 nata de coco, diantaranya adalah senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, laktosa, fruktosa dan manosa. Dari beberapa senyawa karbohidrat sederhana itu sukrosa merupakan senyawa yang paling ekonomis digunakan dan paling baik bagi pertumbuhan dan perkembangan bibit nata. Adapun dari segi warna yang paling baik digunakan adalah sukrosa putih. Sukrosa coklat akan mempengaruhi kenampakan nata sehingga kurang menarik. Sumber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organic, seperti misalnya protein dan ekstrak yeast, maupun Nitrogen an organic seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium sulfat. Namun, sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika dibandingkan dengan sumber nitrogen organic. Bahkan diantara sumber nitrogen anorganik ada yang mempunyai sifat lebih yaitu ammonium sulfat. Kelebihan yang dimaksud adalah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain.

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.

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 de coco merupakan suspensi sel A. xylinum. Untuk dapat membuat bibit nata de coco seseorang perlu mengetahui sifat-sifat dari bakteri ini.

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 tidak membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan. Koloni yang sudah tua membentuk lapisan menyerupai gelatin yang kokoh menutupi sel koloninya. Pertumbuhan koloni pada medium cair setelah 48 jam inokulasi akan membentuk lapisan pelikel dan dapat dengan mudah diambil dengan jarum oase.

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.

Apabila bakteri dipindah ke media baru maka bakteri tidak langsung tumbuh melainkan beradaptasi terlebih dahulu. Pad afase terjadi aktivitas metabolismedan pembesaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan. Fase pertumbuhan adaptasi dicapai pada 0-24 jam sejak inokulasi. Fase pertumbuhan awal dimulai dengan pembelahan sel dengan kecepatan rendah. Fase ini berlangsung beberapa jam saja. Fase eksponensial dicapai antara 1-5 hari. Pada fase ini bakteri mengeluarkan enzim ektraselulerpolimerase sebanyak-banyaknya untuk menyusun polimer glukosa menjadi selulosa (matrik nata). Fase ini sangat menentukan kecepatan suatu strain Acetobacter Xylinum dalam membentuk nata.

Fase pertumbuhan lambat terjadi karena nutrisi telah berkurang, terdapat metabolic yang bersifat racun yang menghambat pertumbuhan bakteri dan umur sel sudah tua. Pada fsae in pertumbuhan tidak stabil, tetapi jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak disbanding jumlah sel mati.

Fase pertumbuhan tetap terjadi keseimbangan antara sel yang tumbuh dan yang mati. Matrik nata lebih banyak diproduksi pada fase ini. Fase menuju kematian terjadi akibat nutrisi dalam media sudah hamper habis. Setelah nutrisi harbi, maka bakteri akan mengalami fase kematian. Pada fase kematian sel dengan cepat mengalami kematian. Bakteri hasil dari fase ini tidak baik untuk strain nata.

Faktor-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 zat-zat yang tidak diinginkan sehingga akan membuat nata de coco gagal membentuk lapisan.

Air buah kelapa dapa diganti dengan bahan lain seperti whey tahu, sari buah nenas, sari buah pisang dan bahan baku  lain yang dapat dijadikan bahan utama dalam pembuatan nata de coco. Kegiatan ilmiah ini menghasilkan produk yang akrab disebut nata de soya, nata de pina dan produk yang lainnya. Tetapi air kelapa merupakan bahan yang paling murah dan memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi karena tidak perlu bermodal banyak.

Ada beberapa hal yang dapat menyebabkan kegagalan dalam memproduksi nata de coco yakni adanya kontaminasi dari zat ataupun unsure lain yang tidak seharusnya, Loyang tempat menyimpan biakan nata de coco terlalu sering terkena goncangan, wadah yang digunakan untuk pembiakan kurang steril sehingga masih ada bakteri-bakteri lain, dan masih banyak lagi faktor lain yang dapat menyebabkan kegagalan.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

 

V.1.     Kesimpulan

1.         Dalam pembuatan Nata, pemberian pupuk ZA lebih baik daripada pemberian pupuk urea ataupun kombinasi dari keduanya.

2.         Jumlah inokulan (starter) yang diberikan berpengaruh pada proses pembuatan Nata seperti pada praktikum kali ini, berat produksi Nata pada pemberian inokulum bibit Aceobacter sebanyak 5 ml lebih besar dari pada pemberian bibit sebanyak 10 ml.

3.         Tempat inkubasi memberikan pengaruh terhadap produksi Nata dimana jumlah Nata yang diproduksi lebih baik dan lebih banyak ketika pada proses pembuatan Nata, wadah media dalam keadaan statis daripada digoyang.

V.2.     Saran

Saran yang dapat saya sampaikan dalam praktikum kali ini sebaiknya semua bahan yang diperlukan disiapkan dengan baik sehingga tidak akan mengganggu jalannya proses. Selain itu kerjasama antar mahasiswa harus bisa ditingkatkan agar tidak hanya mengndalkan satu atau dua orang saja

DAFTAR PUSTAKA

Astawan M. 20 Feb 2004. Nata De Coco yang Kaya Serat. Kompas: 10 (klm 7‐8)

Jacobs MB. 1985. The Chemical Analysis of Food and Food Product. Van Nostrand Company. Inc. Princenton, New York.

Madigan MT, Martinko JM, Parker J, 1997. Brock Biology of Microorganism. Edisi ke‐8, New Jersey: Prentince Hall.

Susilawati L, Mubarik NR. 2002. Pembuatan Nata de Coco dan Nata de Radia. Laboratorium mikrobiologi, Jurusan Biologi FMIPA IPB, Bogor.

Yoshinaga F, Tonouchi N, Watanabe K. 1997. Research Progress in Production of Bacterial Cellulose by Aeration and Agitation Culture and Its Application as a New Industrial Material. Biosci. Biotech. Biochem., 61:21