BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Cuka didefinisikan sebagai larutan yang mengandung 4% asam asetat yang dihasilkan dari suatu proses fermentasi alkoholik menggunakan bahan-bahan yang mengandung gula (Joyeux et al., 1984, Drydale dan Fleet, 1985, Kocher et al., 2006). Saat ini industri cuka di dunia telah berkembang, terbukti dengan diproduksinya cuka dari berbagai sumber gula sebagai bahan baku. Di Indonesia sendiri telah tersedia cuka dari buah apel dan bunga rosella (Anonim a , 2010). Keduanya mempunyai khasiat yang baik untuk kesehatan. Produksi cuka ini memanfaatkan bakteri asam asetat hasil isolasi atau secara alami (Drydale dan Fleet, 2010). Bakteri asam asetat terdiri dari suatu kelompok bakteri gram negatif, bersifat aerob, dan kapasitasnya mampu mengoksidasi berbagai jenis alkohol dan gula menjadi asam asetat sebagai bahan baku komersil yang penting untuk industri cuka. Kelompok bakteri asam asetat yang banyak diteliti dan digunakan dalam industri adalah genus Gluconobacter dan Acetobacter sp. Genus Acetobacter adalah genus utama yang terlibat dalam industri fermentasi cuka (Sokollek, 2008). Genus Acetobacter adalah gram negatif, aerob, berbentuk batang, 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Cuka didefinisikan sebagai larutan yang mengandung 4% asam asetat
yang dihasilkan dari suatu proses fermentasi alkoholik menggunakan bahan-bahan
yang mengandung gula (Joyeux et al., 1984, Drydale dan Fleet, 1985, Kocher et
al., 2006). Saat ini industri cuka di dunia telah berkembang, terbukti dengan
diproduksinya cuka dari berbagai sumber gula sebagai bahan baku. Di Indonesia
sendiri telah tersedia cuka dari buah apel dan bunga rosella (Anonima, 2010).
Keduanya mempunyai khasiat yang baik untuk kesehatan. Produksi cuka ini
memanfaatkan bakteri asam asetat hasil isolasi atau secara alami (Drydale dan
Fleet, 2010).
Bakteri asam asetat terdiri dari suatu kelompok bakteri gram negatif,
bersifat aerob, dan kapasitasnya mampu mengoksidasi berbagai jenis alkohol dan
gula menjadi asam asetat sebagai bahan baku komersil yang penting untuk
industri cuka. Kelompok bakteri asam asetat yang banyak diteliti dan digunakan
dalam industri adalah genus Gluconobacter dan Acetobacter sp.
Genus Acetobacter adalah genus utama yang terlibat dalam industri
fermentasi cuka (Sokollek, 2008). Genus Acetobacter adalah gram negatif, aerob,
berbentuk batang, dengan ukuran 0,6-0,8 x 1,0-4,0 μm (Joyeux, 1984). Pada
umumnya Acetobacter terdapat di beberapa buah seperti anggur dan buah-buah
yang telah membusuk. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa genus
Acetobacter mampu diisolasi dari suspensi campuran berupa buah cherry, apel,
kurma, palm, kelapa, beberapa bunga dan masih berpotensi pada bahan-bahan lain
yang bersifat asam (pH dibawah 5), termasuk kulit pisang. Kulit pisang selain
berpotensi sebagai habitus Acetobacter ternyata terbukti dapat dijadikan sumber
gula dalam pembuatan cuka, produknya dinamakan cuka pisang (Susanto, 2009).
Khasiat dari kulit pisang tidak kalah dengan buahnya. Hasil penelitian dari tim
Universitas Kedokteran Taichung Chung Shan, Taiwan, memperlihatkan bahwa
ekstrak kulit pisang ternyata berpotensi mengurangi gejala depresi dan menjaga
retina mata dari kerusakan cahaya akibat regenerasi retina. Selain kaya vitamin
1
B6, kulit pisang juga ternyata banyak mengandung serotonin yang sangat vital
untuk menyeimbangkan mood (Anonimb, 2010).
Isolasi Acetobacter dari kulit pisang dilakukan dengan memisahkan dan
menumbuhkannya pada medium selektif berupa mannitol agar. Pengujian
Acetobacter yang didapat dilakukan dengan uji morfologi meliputi uji makro dan
mikroskopik, reaksi gram, pewarnaan acid fast dan uji rDNA, kemudian diuji
kadar asam asetat yang dihasilkan dengan metode titrasi asam basa (Utomo,2010).
Menurut Maal . (2010) perlakuan penambahan alkohol pada medium
tumbuh Acetobacter sebesar 5%, 7%, dan 9% serta peningkatan suhu tumbuh dari
26-27oC menjadi 36-40oC dapat meningkatakan produktivitas asam asetat karena
memperpanjang fase lag. Semakin besar kadar asam asetat yang dihasilkan dalam
waktu yang singkat, akan mengefektifkan produksi cuka. Selain itu, Acetobacter
yang digunakan lebih murni sehingga berpotensi menghasilkan cuka dengan rasa
dan nutrisi yang baru dan lebih baik (Maal, 2010).
Mengingat bahwa kulit pisang terbukti dapat menjadi sumber gula pada
pembuatan cuka, akan sangat menarik apabila bakteri Acetobacter juga dapat
diisolasi dari kulit pisang tersebut. Penggunaan isolat Acetobacter indigenous dari
kulit pisang mungkin dapat meningkatkan produksi cuka pisang karena ada
kesesuaian habitus antara bakteri Acetobacter dengan kulit pisang (Musa
paradisiaca).
I.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana metodologi isolasi dan identifikasi Acetobacter indigenous
dari kulit pisang (Musa paradisiaca) ?
2. Bagaimana potensi bakteri Acetobacter indigenous dari kulit pisang (Musa
paradisiaca) dalam menghasilkan asam asetat sehingga mengefektifkan
produksi cuka pisang?
I.3 Tujuan
1. Mengetahui metodologi isolasi dan identifikasi Acetobacter indigenous
dari kulit pisang (Musa paradisiaca).
2
2. Mengetahui potensi bakteri Acetobacter indigenous dari kulit pisang
(Musa paradisiaca) dalam menghasilkan asam asetat sehingga
mengefektifkan produksi cuka pisang.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Bakteri Asam Asetat
Secara alamiah bakteri asam asetat terdiri dari suatu kelompok bakteri
gram negatif, bersifat aerob, dan kapasitasnya mampu mengoksidasi berbagai
jenis alkohol dan gula menjadi bahan-bahan komersil yang penting untuk
makanan dan bahan kimia. Kelompok bakteri asam asetat yang banyak diteliti dan
digunakan dalam industri adalah genus Gluconobacter dan Acetobacter sp
(Sokollek , 1998). Perbedaan dari kedua genus terletak pada bentuk flagella dan
kemampuan mengoksidasi asam asetat menjadi CO2 dan air (tabel 1). Genus
Acetobacter menggunakan alkohol sebagai sumber karbon yang lebih disukai dan
ditingkatkan pada proses fermentasi (Joyeux, 1984). Sehingga genus Acetobacter
adalah genus utama yang terlibat dalam industri fermentasi cuka.
Tabel 1. Perbedaan Genus Acetobacter dan Gluconobacter
Karakter Acetobacter Glucanobacter
Flagella Peritrichous Polar
Tumbuh pada pH 4,5 + +
Oksidasi alkohol menjadi asam
asetat pada pH 4,5
+ +
Kemampuan oksidasi asam asetat
menjadi CO2 dan air
+ -
DNA (mol % GC) 53-56 56-54
Jumlah spesies 7 3
(sumber : Brock et al., 1994)
Secara morfologi, Gangwar (2009) melaporkan bahwa karakter koloni dari
bakteri-bakteri asam asetat yang dihasilkan dari tebu dan gandum adalah seperti
yang disajikan dalam tabel di bawah.
Tabel 2. Morfologi Koloni Bakteri Asam Asetat
Isol
at
Warna Koloni Topografi Bentuk Gram Cara Gerak
1 Transparan Bulat kecil Koma - Motil
2 Transparan Bulat Koma - Motil
3 Putih agak Pekat Teratur Batang - Non-Motil
4 Putih krim Bulat Batang - Non-Motil
4
5 Putih Krim Bulat Batang - Motil
6 Putih keabu-abuan Tidak Teratur Bulat Batang + Motil
(sumber : Gangwar, 2009)
II.2 Genus Acetobacter
Gambar berikut menunjukkan koloni Acetobacter :
Gambar 1 dan 2 - Koloni Acetobacter pada Metode Cawan Gores
Genus Acetobacter adalah gram negatif, aerob, berbentuk batang (rod) dengan
ukuran 0,6-0,8 x 1,0-4,0 μm (Joyeux, 1984). Alat gerak berupa motil atau non
motil dan mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya (peritrik) . Pada
umumnya Acetobacter terdapat dibeberapa buah seperti anggur dan buah-buah
yang telah membusuk. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa genus
Acetobacter mampu diisolasi dari suspensi campuran berupa buah cherry, apel,
kurma, palm, kelapa, beberapa bunga dan masih berpotensi pada bahan-bahan
yang lain. Secara morfologi genus Acetobacter mempunyai koloni berwarna putih
krim dengan topografi bulat dan berbentuk batang (rod) (Gangwar, 2009).
II.3 Isolasi Mikrobia
Isolasi berarti mengidentifikasi, mengambil, memisahkan, dan
menumbuhkan mikrobia tertentu untuk mendapatkan biakan murninya. Biakan
murni yang didapatkan kemudian ditumbuhkan dalam media yang cocok untuk
diambil manfaatnya. Manfaat yang bisa diambil tergantung kapasitas mikrobia
yang diisolasi. Berbagai mikrobia terlibat dalam proses fermentasi dalam industri
manufaktur, farmasi, pertambangan, bahan kimia, serta pengolahan limbah dan
menghasilkan produk- produk yang berguna bagi kesejahteraan umat manusia
(Pelczar, 1988) .
5
II.4 Medium Agar
Media adalah suatu bahan yang terdiri dari campuran zat-zat hara
(nutrient) yang berguna untuk membiakkan mikroba. Banyak sekali medium yang
tersedia, yang dipakai bergantung pada beberapa faktor salah satu diantaranya
adalah jenis mikroba yang akan ditumbuhkan (Pelczar, 1988). Medium-medium
tersebut dikelompokkan berdasarkan susunan kimia, wujud, dan fungsi. Medium
berdasarkan susunan kimianya terdiri dari medium anorganik, organik, sintetik,
dan non sintetik. Berdasarkan wujudnya, medium dapat berupa cair, padat, atau
padat yang dicairkan. Sedangkan media berdasarkan fungsinya, terdiri dari dua
jenis yaitu medium diperkaya dan medium selektif ( Hidayat, 2006). Salah satu
medium agar yang dapat digunakan untuk menumbuhkan bakteri
Acetobacter adalah mannitol agar. Komposisinya adalah : mannitol 5
gram, agar 8 gram, yeast extract 5 gram, peptone 3 gram, dan air suling 1.000 ml.
Penambahan etanol sebesar 5%, 7%, dan 9% dapat meningkatkan produktivitas
asam asetat karena memperpanjang fase lag (Maal, 2010).
II.5 Suspensi Campuran Mikrobia
Pengambilan isolat mikrobia membutuhkan suatu suspensi campuran
yang diduga menjadi habitatnya. Bakteri Acetobacter terdapat dibeberapa buah
seperti anggur dan buah-buah yang telah membusuk serta di lingkungan manapun
di bawah pH 5 (Maal, 2010).
II.6 Metode Isolasi Mikrobia
Berdasarkan bentuk media dan cara menumbuhkan media aerob
dibedakan menjadi tiga metode, yaitu metode cawan tuang, cawan gores, dan agar
miring (Sutedjo, 1998).
Sterilisasi
Sterilisasi adalah suatu usaha untuk membebaskan alat-alat dan bahan-
bahan dari segala macam bentuk kehidupan (kontaminan), terutama mikroba.
Metodenya adalah : (1) sterilisasi dengan pemijaran, (2) sterilisasi dengan udara
kering panas, (3) sterilisasi dengan uap air panas, (4) sterilisasi dengan uap panas
bertekanan, (5) sterilisasi dengan bahan-bahan kimia (Susanto, 2009).
6
Cawan Tuang
Mengencerkan mikroorganisme sehingga diperoleh biakan yang dapat
dipisahkan dari organisme lainnya. Setiap koloni yang tampak pada cawan
tersebut setelah diinkubasi berasal dari satu sel tunggal. Proses pengenceran
penting dilakukan karena konsentrasi sel-sel mikroba di dalam eksperimen pada
umumnya tidak diketahui sebelumnya, maka pengenceran perlu dilakukan
beberapa tahap sehingga sekurang-kurangnya satu diantara cawan-cawan tersebut
mengandung koloni yang terpisah baik di permukaan agar maupun di dalamnya
(Pelczar, 1988).
Cawan Gores
Koloni bakteri digoreskan di permukaan medium agar nutrien dalam
cawan petri dengan jarum pindah mengikuti suatu gambar tertentu. Tujuan utama
dari penggoresan cawan ini adalah untuk menghasilkan koloni-koloni yang
terpisah dengan baik dari suspensi sel yang pekat. Metode ini sekarang banyak
digunakan, karena tidak memakan banyak waktu tetapi tidak bisa digunakan untuk
bakteri anaerob (Dwidjoseputro, 2003).
Agar Miring
Agar miring adalah media agar dalam tabung reaksi yang diletakkan
miring pada waktu pendinginan. Isi tabung yang diletakkan demikian akan
mengeras dengan permukaan miring. Sehingga mudah menanamkan bakteri di
dalamnya dengan jarum ose (Susanto, 2009).
II.7 Metode Identifikasi
Pengujian Acetobacter yang didapat dilakukan dengan uji morfologi
meliputi uji makroskopik dan mikroskopik, reaksi gram, pewarnaan acid fast dan
uji rDNA (Maal, 2010).
Pengujian Makro dan mikroskopik
Sifat-sifat koloni yang tumbuh pada metode cawan tuang dikelompokkan
berdasarkan (1) bentuk koloni, (2) permukaan koloni, dan (3) tepi koloni.
Sedangkan sifat-sifat koloni yang tumbuh pada metode agar miring
dikelompokkan berdasarkan : (1) bentuk pertumbuhan koloni, (2) elevasi, (3)
7
kilat, (4) bentuk permukaan (topografi), (5) warna, (6) ciri-ciri optik, (7) bau, (8)
konsistensi, dan (9) warna medium (Sutedjo, 1998).
Gambar 3 dan 4 - Bentuk dan Tepi Koloni pada Cawan Tuang dan Gores
(sumber : Dwidjoseputro, 2003)
Gambar 5 dan 6 - Permukaan dan Bentuk Koloni pada Cawan Tuang, Gores, dan Agar
Miring (sumber : Dwidjoseputro, 2003)
Mikroskop adalah instrumen ykang paling banyak digunakan dan sangat
bermanfaat di laboratorium mikroskopi (Pelczar, 1988). Dengan alat ini diperoleh
perbesaran sehingga memungkinkan untuk melihat organisme dan struktur yang
tidak tampak dengan mata telanjang. Setiap tipe instrumen yang digunakan untuk
kerja mikroskopi berguna untuk pemeriksaan beberapa ciri morfologi khusus
(Pelczar, 1988, Sutedjo, 1998).
Uji Biokimia
Uji biokimia meliputi pewarnaan gram, pewarnaan endospora, IMVIC