PEMANFAATAN LIMBAH AIR CUCIAN BERAS SEBAGAI SUBSTRAT PEMBUATAN NATA DE LERI DENGAN PENAMBAHAN KADAR GULA PASIR DAN STARTER BERBEDA RESUME SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat sarjana S-1 Program Studi Biologi Disusun oleh : 07640036 RAHMAD HIDAYATULLAH PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA YOGYAKARTA 2012
pemanfaatan air cucian beras sebagai substrat pembuatan nata dengan variable Carbon
Welcome message from author
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
PEMANFAATAN LIMBAH AIR CUCIAN BERAS SEBAGAI SUBSTRAT PEMBUATAN NATA DE LERI DENGAN PENAMBAHAN
KADAR GULA PASIR DAN STARTER BERBEDA
RESUME SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat sarjana S-1
Program Studi Biologi
Disusun oleh :
07640036 RAHMAD HIDAYATULLAH
PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA
YOGYAKARTA
2012
2
THE EFFECT OF THE ADDITION SOME SUGAR AND A. xylinum STARTER TO PRODUCE NATA DE LERI FROM LERI SUBSTRATE
The leri (javanesse) or the rice washing water known has a high level contain of nutrient such as carbohydrate, proteins, and vitamins. Hence it can be used as substrate to produce Nata de Leri. the aimed of this research was to investigate the effect of addition some sugar and A. xylinum starter on physical and chemical characteristics of nata. The thickness and weight of nata were determined as physical properties. The cemical properties such as fiber and total sugar level were analysed base on Sudarmadji method. The A. xylinum starter (v/v) and sugar (w/v) concenteration employed in the experiment were 5%, 10%, 15% and 10%, 15%, 20% respectly. The result showed that a good physical and chemical properties of nata could be produced by administering 10% and 15% concentration of sugar and 15% of A. xylinum starter. The produced with the above treatment had a good total weight of 120.50 g and 120.90 g, thickness of 9.44 mm and 10.00, total sugar of 0.87% and 0.67%, and crude fiber 1.98% and 2.71%. Based on hedinic test to 20 respondents, it can be concluded that 100% of them showed a preference to Nata de Leri.
Hasil uji anova kadar serat Nata de Leri dengan tingkat kepercayaan
99% menunjukkan adanya perbedaan yang nyata antar perlakuan, sedangkan
hasil uji anova untuk kadar gula total tidak menunjukkan perbedaan yang
signifikan F hitung kadar serat dan gula total secara berturut-turut adalah 14,675
dan 0,844 sedangkan F tabel adalah 4,58.
Tabel 6. Hasil uji organoleptik dan hedonik Nata de Leri.
Parameter Uji Respon (%) Warna Putih Transparan (20) Putih Susu (80) Rasa Manis (50) Netral (50)
Aroma Enak (Harum) (100) Tidak Enak (Busuk) (0) Tekstur Kenyal (100) Alot (0)
12
2. PEMBAHASAN
Nata adalah bahan pangan hasil fermentasi bakteri A. xylinum yang
menghasilkan lembaran gel di permukaan substrat yang berupa selulosa. Starter
bakteri diperlukan dalam pembentukan nata sebagai agen pelaku fermentasi.
Dalam proses fermentasi pembuatan nata, starter akan mensekresikan enzim
invertase untuk memecah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Nata akan
terbentuk dari glukosa yang berasal dari pemecahan sukrosa (gula pasir) maupun
yang berasal dari media tumbuh starter.
1. Karakteristik fisik Nata de Leri
a. Ketebalan Nata de Leri
Ketebalan nata merupakan akumulasi serabut selulosa yang
dihasilkan oleh bakteri A. xylinum sebagai hasil metabolisme. Ketebalan
nata menunjukkan massa selulosa yang dihasilkan sebagai produk
metabolisme bakteri A. xylinum, semakin tebal nata yang dihasilkan
semakin banyak pula selulosa yang terbentuk (Lestari, 2011; Fardiaz,
1987).
Ketersediaan unsur karbon dalam medium fermentasi seringkali
masih dibawah jumlah kebutuhan karbon yang diperlukan oleh mikrobia,
sehingga seringkali dilakukan penambahan sumber karbon dari luar
(Alaban, 1962). Penelitian ini menggunakan gula pasir sebagai tambahan
13
sumber unsur karbon untuk pertumbuhan bakteri. Penggunaan gula pasir
ini dikarenakan kandungan unsur C dalam gula pasir tinggi dan mudah
didapat. Selain itu, secara kimiawi gula pasir tidak memiliki potensi
bahaya bagi sebagian mikrobia, termasuk A. xylinum (Bakti, 1974 cit
Lestari, 2011).
Hasil uji fisik Nata de Leri menunjukan adanya perbedaan
ketebalan nata yang dihasilkan dari kombinasi penambahan kadar gula
dan volume starter. Penambahan kadar gula pasir sebanyak 15 % dengan
volume starter 15 % menghasilkan Nata de Leri dengan karakter fisik
yang paling baik dengan ketebalan rata-rata 10,00 mm. Perlakuan
penambahan kadar gula pasir 15% dan volume starter 5% menghasilkan
nata paling tipis (4,00 mm) jika dibandingkan dengan perlakuan lainnya.
Pembentukan nata yang tipis diduga disebabkan oleh terhambatnya
pertumbuhan bakteri A. xylinum, akibat rendahnya kandungan nutrien
dalam substrat yang tersedia selama masa fermentasi. Selain itu karakter
nata yang tipis disebabkan pula oleh sedikitnya jumlah bakteri yang
berperan sebagai agen pembentuk selulosa.
14
b. Berat basah Nata de Leri
Perbedaan berat basah nata dipengaruhi oleh jumlah serabut
selulosa yang diproduksi oleh A. xylinum dan jumlah cairan substrat yang
terperangkap mengisi rongga-rongga selulosa saat proses pembentukan
nata (Brown, 1994). Penambahan kadar gula (sumber C) yang terlalu
tinggi dapat menyebabkan kepekatan dalam cairan substrat menjadi
tinggi, sehingga ketersediaan oksigen menjadi rendah dan
mengakibatkanturunnya aktivitas metabolik bakteri sehingga
menyebabkan penurunan berat basah dan ketebalan nata (Lapuz et al.,
1967).
Penambahan kadar gula dan volume starter yang tepat dapat
mengoptimalkan pembentukan nata, namun penambahan kadar gula dan
volume starter yang terlalu tinggi dapat menyebabkan berat basah dan
ketebalan nata menurun (perlakuan gula 20% dan starter 15%). Hal ini
disebabkan penambahan volume starter yang terlalu tinggi akan
menambah kerapatan sel dalam cairan fermentasi, sehingga kebutuhan
akan nutrien dan oksigen menjadi lebih tinggi, sementara dengan
penggunaan kadar gula yang tinggi akan membuat kadar oksigen terlarut
menjadi semakin rendah. A. xylinum merupakan bakteri obligat aerob
15
sehingga keberlangsungan hidupnya akan sangat dipengaruhi oleh
ketersediaan oksigen (Lapuz et al., 1967; Misgiyarta, 2007).
Semakin besar penambahan volume starter, maka jumlah bakteri
yang akan ikut berperan saat proses fermentasi juga akan semakin besar.
Hal ini mengakibatkan kebutuhan akan nutrien dan oksigen juga akan
meningkat. Bakteri A. xylinum akan memanfaatkan glukosa yang berasal
dari penambahan gula pasir sebagai sumber karbon dan mengubahnya
menjadi selulosa. Jika glukosa yang berasal dari gula pasir telah habis,
bakteri A. xylinum akan memanfaatkan energi dari limbah air cucian beras
(Lapuz et al., 1967; Taohidah, 2012; Misgiyarta, 2007).
2. Karakter kimia Nata de Leri
a. Kedar serat kasar Nata de Leri
Penambahan kadar gula yang tepat akan meningkatkan
pembentukan sel dan ATP. Semakin banyak sel A. xylinum yang tumbuh,
jika disertai dengan ketersedian nutrien dan kecukupan oksigen akan
memungkinkan sintesis selulosa yang semakin banyak. Ketersedian ATP
akan menyediakan lebih banyak energi untuk berbagai keperluan seperti
pembentukan selulosa dan pembelahan sel (Lestari, 2011).
Selulosa merupakan bagian dari serat makanan yang bersifat
tidak larut dalam air. Komponen serat makanan banyak ditemukan pada
16
dinding sel tanaman. Selulosa merupakan salah satu komponen penting
pada bahan berserat alami disamping hemiselulosa dan lignin, akan tetapi
selulosa yang dihasilkan A. xylinum tidak mengandung zat pektin, lignin,
dan sejumlah kecil nitrogen. Konsumsi serat dapat mengurangi resiko
gangguan pencernaan, serangan jantung, dan kanker usus. Secara umum
nata mengandung 35-36% selulosa (Rainbow & Rose cit Taohidah, 2011;
Enny, 1982)
Serat kasar merupakan senyawa yang tidak dapat dicerna dalam
organ pencernaan manusia maupun hewan. Serat kasar mengandung 97%
selulosa, lignin, dan zat lain yang belum diketahui secara pasti. Kadar
serat kasar sering digunakan dalam analisis bahan pangan karena
merupakan indeks yang menentukan nilai gizi bahan makanan
(Sudamadji, et al. 1989).
Berdasarkan Tabel 5 tampak bahwa kadar serat tertingi (0,94%)
diperoleh dari perlakuan penambahan kadar gula 20% dengan volume
starter 5%, sedangkan kadar serat terendah (0,67%) diperoleh dari
penambahan kadar gula 15% dan 20% serta volume starter 15%. Secara
umum, hal ini berbanding terbalik dengan rata-rata tebal nata yang
diperoleh, yakni semakin tebal nata yang diperoleh maka kadar serat akan
semakin rendah. Hal ini berkaitan dengan kecepatan pembentukan
17
selulosa yang dilakukan oleh bakteri A. xylinum, yang berarti berkaitan
pula dengan fase-fase pertumbuhan sel bakteri. Adapun fase-fase
pertumbuhan bakteri dalam pembentukan selulosa diantaranya: 1) Fase
adaptasi, 2) Fase pertumbuhan awal, 3) Fase eksponensial, 4) Fase
pertumbuhan lambat, dan 5) Fase kematian.
b. Kadar gula total nata
Gula total nata merupakan keseluruhan senyawa gula yang
terkandung dalam nata. Senyawa gula merupakan senyawa yang memiliki
rasa manis karena mengandung gugus hidroksil pada molekulnya.
Senyawa gula ada 2 golongan, yakni: 1) Monosakarida, terdiri dari
glukosa, fruktosa dan galaktosa; 2) Disakarida, terdiri dari sukrosa laktosa
dan maltosa (Gaman, 1981; Sudarmadji, et al. 1989).
Bakteri A. xylinum menggunakan gula sebagai bahan untuk
membentuk selulosa. Selain itu gula juga akan dikonversi menjadi
komponen-komponen lain yang dibutuhkan oleh sel. Selama fermentasi
berlangsung, terjadi perombakan gula non reduksi (sukrosa) menjadi gula
reduksi yang kemudian akan dioksidasi menjadi asam organik untuk
mencukupi kebutuhan energi serta digunakan untuk keperluan konversi
sintesa selulosa oleh bakteri A. xylinum (Pederson, 1971).
18
Hasil analaisis kadar gula total menunjukan bahwa semakin
tinggi kadar gula pasir (sukrosa) yang ditambahkan maka akan semakin
tinggi pula kadar gula total yang dihasilkan. Penambahan kadar gula pasir
20% dengan variasi starter 15% menghasilkan kadar gula total tertinggi,
sedangkan kadar gula total terendah diperoleh dari perlakuan penambahan
kadar gula 10% dengan penambahan volume starter 5%. Pembentukan
nata akan melalui proses gelitanisasi fibril-fibril yang dihasilkan oleh sel-
sel A. xylinum yang saling terikat dan tidak beraturan memerangkap
cairan fermentasi dalam jumlah besar.
Dengan penambahan kadar gula pasir yang semakin tinggi,
cairan fermentasi akan semakin kaya akan gula. Ketebalan pelikel nata
biasanya diikuti dengan kenaikan kadar gula total. Penambahan volume
starter yang tepat akan mengakibatkan ketebalan nata juga semakin tinggi
sehingga cairan fermentasi yang terperangkap akan semakin banyak.
Dengan semakin banyaknya cairan yang terperangkap pada rongga-
rongga nata maka penambahan kadar gula pasir yang semakin banyak
akan menghasilkan kadar gula total yang semakin tinggi.
Kadar gula total cenderung mengalami penurunan selama
penyimpanan karena selama proses fermentasi berlangsung, gula habis
dipecah dan digunakan untuk memproduksi asam asetat dan selulosa. Hal
19
ini mungkin juga disebabkan oleh karena perubahan total gula menjadi
asam. Selain proses fermentasi terjadi peningkatan kadar air produk dan
juga peningkatan total mikrobia, sehingga mulai terjadi perombakan
kadar gula menjadi asam (Barlina, et al., 2007).
3. Hasil Uji Organoleptik dan Hedonik Nata de Leri
a. Penampakan Warna Nata de Leri
Hasil uji organoleptik yang dilakukan terhadap 20 orang
responden menunjukan bahwa 80% responden menyatakan Nata de Leri
memiliki warna putih susu, dan 20% responden menyatakan Nata de Leri
memiliki warna putih transparan. Warna nata dipengaruhi oleh warna
substrat yang digunakan sebagai media fermentasi. Warna air cucian
beras yang digunakan adalah putih susu sehingga nata yang dihasilkan
pun akan berwarna putih susu.
Sebagian kecil responden (20%) menyatakan bahwa Nata de
Leri memiliki warna transparan. Hal ini dapat terjadi karena pada
dasarnya warna serabut selulosa yang dihasilkan memang berwarna
transparan. Pada saat pemanenan nata terjadi pemotongan nata yang
membuat sebagian cairan yang terperangkap juga ikut keluar, sehingga
pada bagian samping hasil pemotongan akan miskin cairan fermentasi dan
20
membuatnya kembali berwarna transparan. Selain itu proses pencucian,
perendaman, dan perebusan juga akan mempegaruhi warna nata.
b. Rasa Nata de Leri
Rasa selulosa pembentuk nata yang dihasilkan oleh bakteri A.
xylinum pada dasarnya adalah netral. Hasil uji organoleptik Nata de Leri
menunjukan 50% responden menyatakan bahwa Nata de Leri memiliki
rasa yang netral dan 50% lainnya menyatakan Nata de Leri memiliki rasa
manis. Perbedaan ini dimungkinkan disebabkan oleh perbedaan
sensitifitas lidah responden dalam mengecap, sehingga memiliki
perbedaan dalam pendeskripsian rasa nata yang di ujikan.
Rasa manis yang dirasakan oleh responden mungkin
dipengaruhi oleh kadar gula terlarut dalam cairan fermentasi yang ikut
terperangkap dalam jalinan selulosa nata, sehingga semakin besar jumlah
gula terlarut dalam cairan fermentasi maka akan semakin manis rasanya.
Selain itu, rasa manis juga dipengaruhi oleh penambahan perasa yang
digunakan pada penyajian nata.
c. Aroma Nata de Leri
Aroma berbagai jenis makanan sebagian besar merupakan
kombinasi dari indra penciuman dan pengecapan. Hasil uji aroma Nata de
Leri menunjukan 100% responden menyatakan bahwa Nata de Leri
21
memiliki aroma yang baik (harum/enak). Pada proses pembentukan nata,
A. xylinum akan memproduksi asam-asam organik sehingga nata yang
dihasilkanpun akan beraroma sedikit asam. Namun hal ini dapat diatasi
dengan pencucian dan perendaman berkali-kali sehingga asam-asam yang
masih menempel akan hilang bersama air pencucian dan perendaman.
d. Tekstur Nata de Leri
Perbedaan kekenyalan nata akan dipengaruhi oleh besarnya
jumlah cairan yang terperangkap dalam serabut fibril selulosa nata,
semakin besar jumlah cairan yang diikat oleh nata maka akan semakin
mudah nata untuk dicerna secara fisik dengan menggunakan gigi. Dengan
demikian semakin tebal nata, maka akan semakin kenyal nata yang
dihasilkan sebab semakin tebal nata maka akan semakin banyak cairan
yang yang ikut terpengkap didalamnya. Hasil uji kekenyalan Nata de Leri
menunjukkan 100 % responden menyatakan Nata de Leri memiliki
memiliki tekstur yang kenyal.
e. Tingkat kesukaan responden terhadap produk Nata de Leri.
Adapun berdasarkan hasil uji hedonik, mayoritas responden
menyatakan menyukai Nata de Leri. Hal ini mungkin dikarenakan Nata
de Leri memiliki aroma yang harum, penampakan warna dan rasa yang
memenuhi standar NACIDA, serta teksturnya yang kenyal. Selain itu jika
22
ditinjau dari segi kandungan kimianya, Nata de Leri memiliki kadar serat
yang cukup tinggi sehingga dapat digunakan sebagai makanan dalam
program diet serat dan memiliki kadar gula total yang cukup sebagai
sumber C untuk proses metabolisme manusia.
Dengan demikian variasi perlakuan yang paling baik adalah
penambahan gula pasir 10% dan 15% serta penambahan volume starter
15%. Kombinasi ini menghasilkan Nata de Leri dengan ketebalan secara
berturut turut adalah 9,44 mm dan 10,00 mm. Ketebalan tersebut tidak
berbeda jauh dengan nata yang ada di pasaran yakni ± 10,00 mm
(Tahohidah, 2011) . Kombinasi ini juga menghasilkan karakteristik nata
yang memenuhi syarat mutu lembaga standarisasi Indonesia (SNI) yakni
kadar gula total yang sebesar 2,71%. Kadar gula total tersebut lebih besar
bila dibandingkan dengan ketentuan Standar Nasional Indonesia (01-
4317-1996) yaitu minimal sebesar 0,15 % (Hartanto, 2012). Kadar serat
kasar Nata de Leri dari perlakuan ini secara berturut-turut adalah sebesar
0,87% dan 0,67%. Hal ini menunjukan perlakuan tersebut masih berada
dalam kisaran syarat mutu nata berdasarkan SNI, yaitu maksimal sebesar
4,5 %.
23
D. KESIMPULAN
1. Nata de Leri dengan berat basah dan ketebalan yang paling tinggi (120 gr dan
10 mm) diperoleh dari kombinasi perlakuan gula pasir 15% dan volume starter
15%. Berat basah dan ketebalan nata terendah diperoleh dari kombinasi
perlakuan gula pasir 15% dan volume starter 5%.
2. Hasil analisis kimia Nata de Leri menunjukkan kadar serat kasar tertinggi
(0,93%) diperoleh dari kombinasi perlakuan gula pasir 15% dan volume starter
5%. Kadar gula total tertinggi (3,21%) diperoleh dari kombinasi perlakuan gula
pasir 20% dan volume starter 15%.
3. Kombinasi yang perlakuan yang paling baik dengan kriteria ketebalan yang
sesuai dengan nata yang ada di pasaran; kadar gula total, dan kadar serat yang
memenuhi SNI adalah penambahan kadar gula 10% dan 15% serta volume
starter 15%.
24
E. DAFTAR PUSTAKA
Alaban, C.A. 1962. Studies of The Optimum Condition for “Nata De Coco” Bacterium or “Nata” Formation in Coconut Water. The Philipine Agriculture. 45:490-515
Anonim. 2004. Inovasi Teknologi untuk Peningkatan Produksi Padi dan Kesejahteraan Petani. Balai Tanaman Padi, Badan Litbang Pertanian: Sukamandi
Barus, P. 2005. Studi Penentuan Kandungan Karbohidrat, Protein dan Mineral dalam Air Rebusan Beras sebagai Minuman Pengganti Susu. Jurnal Sains Kimia Vol 9, No.3, 2005: 15-16
Brown, Jr. 1994. http://www.botany.Utexas.edu./facstaff.facfage.Mbrown. (diakses tanggal 7 November 2010).
Enny, I. 1982. Pembuatan Nata dari Beberapa Macam Sari Buah. (Skripsi) Jurusan Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian, Fakultas THP UGM: Yogyakarta.
Fardiaz, S. 1987. Fisiologi Fermentasi. PAU Pangan dan Gizi IPB: Bogor.
Fitriah, L. 2009. Pemanfaatan Air Cucian Beras sebagai Bahan Pembuat Nata. (Seminar Kimia) Fakultas PMIPA Ilmu Kegutuan dan Ilmu Pendidikan Mataram.
Gaman, P. M., dan Sherrington, K. B. 1981. Ilmu Pangan: Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan Mikrobiologi (Edisi kedua). UGM: Yogyakarta.
Lapuz, M. M., Gollardo E.G., & Palo M.A. 1967. The Organism and Culture Requirements, Characteristics and Identity. The Philippine J. Science. 98:191 – 109.
Lestari, D. 2011. Kualitas Nata de Cassava Dari Limbah Cair Tapioca Dengan Penambahan Pupuk Urea Sebagai Sumber Nitrogen Dan Lama Fermentasi Berbeda. (Skripsi) Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Kalijaga: Yogyakarta.
25
Lie, H. 1999. Optimalisasi Ukuran Wadah Fermentasi Nata de Soya Melalui Pendekatan Perbandingan Kedalaman Cairan Fermentasi dengan Luas Permukaan untuk Memperoleh Nata dengan Sisa Cairan Fermentasi Minimal serta Karakteristik Parameter Limbah Sisa Cairan Fermentasi. (Skripsi) THP UGM: Yogyakarta
Misgiyarta. 2007. Teknologi pembuatan Nata de Coco. Bogor : Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian
Moehyi, Sjahmien. 1992. Makanan Institusi dan Jasa Boga. Bhratara : Jakarta.
Pederson, C. S. 1971. Microbiology of Food Fermentations. The Avi Publishing Co. Inc, Westport connecticut.
Purwoko, T. 2009. Fisiologi Mikroba. Bumi Aksara: Jakarta
Rachmat, A. dan Agustina, F. 2009. Pembuatan Nata De Coco Dengan Fortifikasi Limbah Cucian Beras Menggunakan Acetobacter Xylinum. Universitas Diponogoro: Semarang.
Sudarmadji, S., Bambang, H., Suhardi. 1989. Prosedur Analisa Untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Penerbit Liberty: Yogyakarta.
Sulistyo, Rachmawati.D.A., Nur, A. 2007. Pembuatan Nata dari Limbah Cair Tahu dengan Menggunakan Molasses Sebagai Sumber Karbon Acetobacter xylinum. universitas sebeles maret: Surakarta.
Taohidah, S. T. 2011. Pembuatan Nata De Cassava Dari Limbah Cair Tapioca Dengan Variasi Volume Starter. (Skripsi) Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Kalijaga: Yogyakarta.