BAB I PENDAHULUAN. Sebagai negara kepulauan, umumnya daerah sepanjang pesisir pantai di

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sebagai negara kepulauan, umumnya daerah sepanjang pesisir pantai di Indonesia banyak ditumbuhi pohon kelapa. Kelapa memberikan banyak hasil misalnya kopra yang dihasilkan selanjutnya dapat diolah menjadi minyak, sedangkan air kelapa banyak terbuang sebagai limbah yang belum dimanfaatkan. Dilaporkan bahwa air kelapa yang dihasilkan di Indonesia mencapai lebih dari 900 juta /tahun. (Atih, 1979). Air kelapa mengandung air sebanyak 91,2 %, protein 0,29 %, lemak 0,15%, karbohidrat 7,27 %, abu 1,06 %. Selain itu air kelapa mengandung nutrisi, seperti sukrosa, dekstrosa, fruktosa dan vitamin B kompleks (Onifade, 2003). Kandungan nutrisi diatas sangat mendukung pertumbuhan maupun aktivitas Acetobacter xylinum pada saat berlangsungnya fermentasi (Rindit, 2004) Pada kondisi yang sesuai bakteri Acetobacter xylinum, dapat mensintesis larutan monosakarida, disakarida dalam substrat menjadi suatu polisakarida. Serat ini berupa selulosa, yang memiliki sifat kimia yang hampir sama dengan selulosa yang di hasilkan oleh tumbuh-tumbuhan (Dimaguilla, 1967). Selulosa merupakan polimer glukosa yang paling banyak terdapat di alam dan dihasilkan sekitar 10 ton/tahun. Selulosa terdapat pada dinding sel tumbuhan yang berupa serat, yang mempunyai konformasi sel dalam bentuk α dan β. Selulosa merupakan polimer dari glukosa yang dihubungkan melalui ikatan β glikosidik.

2 2 (Malcoln,1990 ; Astley et al, 2003). Disamping selulosa alami, selulosa juga dapat diperoleh dari hasil sintesis secara enzimatis, dengan menggunakan Acetobacter xylinum dan selulosa ini disebut dengan selulosa bakteri. (Yoshihiro et al, 1996) Karena sifatnya yang unik dan keunggulannya, selulosa bakteri diproduksi secara besarbesaran(fontana,j.d,1990).mempunyai kemurnian yang tinggi bentuk selulosa dalam kultur atau media berada pada permukaan media berupa slime yang mempunyai serat yang lebih kecil dari pada selulosa alami, Awal tahun 1980 an Weyerhauser mengemukakan suatu perubahan secara genetik dengan memodifikasi Acetobacter xylinum, untuk memaksimalkan produk selulosa (Johnson,D.C et al 1990). Pembuatan selulosa bakteri dengan mensintesis substrat sukrosa melalui jalur pentosa fosfat adalah suatu reaksi enzimatis (Johny, 2005). Selulosa ini didapat dari sintesis secara ekstraselular oleh Acetobacter xylinum, yang termasuk bakteri gram negatip, dan enzim dari bakteri ini bekerja secara aerobik (Astley et al, 2003). Selulosa bakteri yang dihasilkan berupa benang-benang halus yang menyatu dan membentuk slime (gel), yang berada pada permukaan media kultur. Bakteri yang ada dalam starter air kelapa, akan berkembang dalam kondisi terkontrol, yang akan menghasilkan enzim ekstraselular, dimana enzim ini akan mensintesis substrat menjadi serat serat. Makin banyak bakteri yang tumbuh makin banyak serat yang terbentuk, dan akhirnya tampak berupa padatan putih yang transparan (Tailor, 1999). Jalur (mekanisme) terbentuknya selulosa adalah melalui jalur pentosa fosfat secara enzimaitis. Sebelum masuk ke jalur pentosa, sukrosa sebagai substrat, di

3 hidrolisis oleh enzim heksokinase membentuk glukosa, kemudian glukosa masuk ke jalur dengan tahapan sebagai berikut. 3 GHK glukokinase UGP Glukosa Glukosa 6 fosfat Glukosa 1 fosfat UDP UDP Glukosa Selulosa bakteri (Tailor, 1999). GHK : Glukosa Heksokinase UGP : UDP Glukosa pirofosfatase UDP : Uridine difosfatase Struktur selulosa bakteri sama seperti selulosa alami, tetapi kenggulannya mempunyai diameter sekitar 2 4 nm (Yoshihiro et al, 1996). Selulosa bakteri ini mempunyai kemurnian yang tinggi, derajat kristalisasi tinggi, mempunyai kekuatan tarik tinggi, elastisitas dan terbiodegradasi (Sangok Bae, 2004 ; Yoshihiro et al, 1996). Dilihat dari sudut gizinya, selulosa bakteri adalah produk yang rendah nilai gizinya, karena tidak dicerna dan tidak diabsorpsi. Oleh karena itu produk ini aman untuk dimakan oleh siapa saja. Produk ini tidak akan menyebabkan kegemukan, sehingga dianjurkan bagi mereka yang sedang diet rendah kalori untuk menurunkan berat badan. Keunggulan lain dari selulosa bakteri adalah kandungan seratnya cukup tinggi. (http :// food,word press.com,2008). Itu pula sebabnya selulosa berguna untuk memperlancar pencernaan makanan, karena dapat meningkatkan gerakan peristaltik. Serat makanan dapat mencegah

4 4 kegemukan, penyakit diabetes, penyakit jantung koroner, dan kadar kolesterol tinggi (Almatsier, 2001) Disamping penggunaan diatas selulosa bakteri dapat juga digunakan sebagai material yang bernilai tinggi, untuk berbagai keperluan dan sudah banyak dilakukan diantaranya sebagai bahan transduser, bahan pencampur dalam industri pembuatan kertas, sebagai membran dialysis (Malcoln, 1990 ; Sherif, 2005). Sumber karbon yang dapat digunakan untuk pembuatan selulosa bakteri adalah senyawa golongan karbohidrat, antara lain disakarida dan monosakarida, dalam hal ini sukrosa adalah senyawa yang lebih ekonomis dan mudah didapat. Disamping itu sukrosa merupakan media yang baik, untuk pertumbuhan bakteri, karena sukrosa juga dapat berpengaruh untuk menetralisir keasaman, sehingga dapat memperbesar terbentuknya slime (Sherif, 2005). Asam askorbat mempunyai peranan yang sangat penting dalam metabolisme dan daya tahan tubuh. Asam askorbat ini, mudah terdegradasi oleh pengaruh suhu yang tinggi, ph, adanya oksigen, sehingga dengan adanya polimer polimer selulosa bakteri, asam askorbat akan lebih stabil, karena asam askorbat terperangkap didalam selulosa bakteri, sehingga asam askorbat dapat bertahan lebih lama. (Counsell, 1981). Karena peranannya sebagai antioksidan, yang dapat menghambat akibat akibat buruk dari pengaruh senyawa oksigen dan nitrogen yang reaktif dalam fungsi fisiologis normal pada manusia, sehingga dapat menurunkan kadar kolesterol yang dapat berpengaruh terhadap LDL dan HDL, berarti hal ini dapat mencegah penyakit jantung koroner (Silalahi, 2006)

5 5 Dari penelitian sebelumnya telah dibuktikan bahwa, selulosa bakteri dapat dibuat dari limbah limbah organik, dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum, seperti pembuatan selulosa bakteri dari limbah tahu, limbah kulit pisang, limbah padi (dedak). Whitney,et al 1999, telah memodifikasi glucomanan dalam pembentukan selulosa bakteri, dan glukomanan berinteraksi dan masuk kedalam selulosa bakteri. Oleh karena itu peneliti tertarik untuk memodifikasi selulosa bakteri dari limbah air kelapa dengan penambahan variasi jumlah vitamin C, dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum untuk mensintesis selulosa bakteri yang nantinya dapat digunakan sebagai makanan tambahan yang berserat tinggi dan rendah kalori serta aman dikonsumsi. (Cienhanska, 2004). Berdasarkan uraian diatas, kami ingin mencoba menggunakan asam askorbat atau vitamin C, karena asam askobat mempunyai struktur yang mirip dengan glukosa, sehingga asam askorbat dapat bereaksi dengan monomer glukosa dari selulosa bakteri dan masuk kedalam selulosa bakteri yang dihasilkan Perumusan Masalah Berdasarkan peranan asam askorbat didalam metabolisme tubuh sebagai antioksidan, yang dapat mempengaruhi dan memperbaiki metabolisme tubuh maka permasalahan yang timbul adalah : 1. Bagaimana pengaruh asam askorbat (vitamin C) pada pembentukan selulosa bakteri dari limbah air kelapa 2. Apakah terjadi inkorporasi asam askorbat dan asam askorbat dapat masuk kedalam selulosa pada pembentukan selulosa bakteri.

6 Hipotesa Penelitian 1. Diharapkan ada pengaruh penambahan konsentrasi asam askorbat terhadap pembentukan selulosa bakteri 2. Diharapkan asam askorbat dapat berikatan dan masuk kedalam selulosa bakteri yang dihasilkan Tujuan Penelitian. Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain adalah : 1. Ingin mengetahui konsentrasi optimum asam askorbat dalam pembentukan selulosa bakteri. 2. Ingin mengetahui terjadinya inkorporasi asam askorbat ke dalam molekul selulosa bakteri yang dihasilkan Manfaat Penelitian. Dari hasil penelitian diharapkan dapat : 1 Memanfaatkan limbah air kelapa sebagai produk pangan yang potensial, dengan harga relatif murah bagi masyarakat kecil 2 Diharapkan selulosa bakteri-asam askorbat yang terbentuk sebagai bahan makanan berserat tinggi (suplemen) dan antioksidan

7 Lokasi Penelitian. Penelitian ini di lakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Biokimia FMIPA USU, Laboratorium Sentral Fak.Pertanian USU, Laboratorium Penelitian FMIPA USU. Fakulti Perubatan dan Sains UPM, Laboratorium Bea Cukai Belawan.