TINJAUAN PUSTAKA. Tanaman gambir (Uncaria gambir Roxb) tumbuh baik pada daerah. yang dipanen adalah daun dan ranting yang selanjutnya diolah untuk

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Gambir Tanaman gambir (Uncaria gambir Roxb) tumbuh baik pada daerah dengan ketinggian 900 m dari permukaan laut. Tanaman ini membutuhkan cahaya matahari penuh serta curah hujan merata sepanjang tahun. Bagian tanaman gambir yang dipanen adalah daun dan ranting yang selanjutnya diolah untuk menghasilkan ekstrak gambir yang bernilai ekonomis (Surbakti, 2011). Panen dan pemangkasan daun dilakukan setelah tanaman berumur 1,5 tahun. Pemangkasan dilakukan 2-3 kali setahun dengan selang 4-6 bulan. Pangkasan daun dan ranting harus segera diolah, karena jika pengolahan ditunda lebih dari 24 jam, getahnya akan berkurang (Alim, 2011). Klasifikasi ilmiah tanaman gambir : Kerajaan : Plantae Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Ordo : Gentianales Famili : Rubiaceae Genus : Uncaria Species : Uncaria gambir Gambir dibudidayakan pada lahan ketinggian m diatas permukaan laut. Mulai dari topografi agak datar sampai di lereng bukit. Biasanya 5

2 ditanam sebagai tanaman perkebunan di pekarangan atau kebun di pinggir hutan. Budidaya biasanya semi intensif, jarang diberi pupuk tetapi pembersihan dan pemangkasan dilakukan (Surbakti, 2011). Gambir mengandung katekin yang merupakan komponen utama. Katekin merupakan senyawa flavonoid yang dapat ditemukan pada teh hijau, teh hitam, gambir, anggur dan tanaman pangan lainnya seperti buah buahan dan kakao. Katekin larut dalam alkohol dingin, etil asetat, air panas serta asam asetat glasial dan aseton dan berguna sebagai antibiotik (Damanik, dkk., 2014). Mutu gambir antara lain ditentukan oleh kadar katekin sebagaimana tercantum dalam stándar mutu SNI , dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Mutu gambir menurut Standar Nasional Indonesia. No Karakterisik Mutu 1 Kadar air Maks. 17,0% 2 Kadar abu Maks. 7,0% 3 Kadar katekin Maks. 40,0% Sumber : Standar Nasional Indonesia, Proses pengolahan gambir adalah proses pengeluaran getah yang terkandung dalam daun dan ranting dengan menggunakan alat pengepres, sedangkan bahan yang akan dikeluarkan adalah catechin, kandungan inilah yang menentukan persyaratan mutu gambir. Bagian gambir yang dipanen adalah daun dan ranting yang selanjutnya diolah untuk menghasilkan ekstrak gambir yang bernilai ekonomis (Alim, 2011). 6 Daun Gambir Daun gambir tumbuh tunggal pada tangkai batang dan saling berhadapan, berwarna hijau dan memiliki panjang 8-13 cm dan lebar 4-7 cm. Bentuk daun oval, bagian ujung meruncing, bagian tepi bergerigi dan permukaan tidak berbulu.

3 7 Tanaman gambir memiliki bunga majemuk berbentuk lonceng dan berwarna merah muda atau hijau yang tumbuh di ketiak daun. Bunga gambir memiliki panjang sekitar 5 cm dengan lima helai mahkota bunga. Buah gambir berbentuk bulat telur, berwarna hitam memiliki panjang sekitar 1,5 cm dan dua ruang buah (Gumbira-Sa id, dkk., 2009). Gambar 1. Gambir varietas Cubadak (kiri) dan Udang (kanan). Perbedaan kadar katekin pada daun gambir dipengaruhi oleh letak daun yang diekstrak. Daun gambir muda memiliki kandungan katekin dan rendemen ekstrak lebih tinggi dari daun tua. Penanganan daun yang akan digunakan untuk ekstraksi juga berpengaruh pada kadar katekin gambir seperti yang terjadi pada penundaan proses pengolahan daun gambir selama dua hari berpengaruh pada menurunnya kadar katekin dan rendemen proses ekstraksi daun dan ranting gambir. Tanin yang terdapat dalam gambir merupakan tanin yang tidak dapat dihidrolisis (tanin kondensasi) (Gumbira-Sa id, dkk.,2009). Pada tanaman gambir, polifenol terdapat pada daun. Pada umumnya, tingkat ketuaan daun berpengaruh pada kandungan dan jenis polifenolnya. Pada tanaman teh, kadar polifenol daun muda lebih tinggi dari pada kadar polifenol

4 daun tua, namun signifikansi tingkat perbedaan sampai sekarang belum diketahui. Untuk mendapatkan produk gambir dengan kadar polifenol tinggi, bahan yang digunakan dipetik dari daun relatif muda. Tabel 2. Kandungan daun gambir berdasarkan tingkat ketuaan No Karakteristik Daun muda Daun tua Campuran 1 Rendemen (%) 9,71 8,44 9,16 2 Kadar polifenol (%) 48,82 33,73 39,51 Sumber : Pambayun, dkk., Komposisi dan komponen yang terkandung dalam ekstrak daun gambir dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Kandungan dan komposisi kimia ekstrak daun gambir No Karakteristik Persentase (%) 1 Katekin Asam katechu tanat Pyrokatechol Gambir flouresen Katechu merah Quersetin Fixed oil Lilin Alkaloid Sedikit Sumber : Isnawati, Pembuatan Teh Daun Gambir Teh daun gambir dibuat melalui dua tahapan proses untuk memperoleh teh sesuai dengan formula yang diinginkan, yaitu pengolahan daun gambir menjadi daun gambir kering dan pembuatan teh dari daun gambir kering. Pengolahan daun gambir dimulai dengan mengurangi senyawa asam katekutanat yang tidak diinginkan. Caranya, daun gambir dirajang lalu direndam dalam air dingin ± 120 menit dan ditiriskan. Daun kemudian dikeringkan dengan dijemur atau menggunakan oven dengan suhu 40 C. Daun gambir kering lalu dikemas dalam wadah kedap udara atau dalam karung plastik (Gambar 2). Daun gambir kering

5 9 lalu diproses menjadi teh, yaitu teh celup. Daun gambir kering digiling kasar lalu dimasukkan ke dalam wadah kedap udara dan ditaburi bunga melati. Setelah didiamkan semalam, bunga melati yang telah layu diambil dan dikeringkan, kemudian dicampurkan kembali ke dalam serbuk daun teh gambir. Serbuk campuran daun gambir dan bunga melati ditimbang 2 g lalu dimasukkan ke dalam kantong kertas teh. Hasil penelitian Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Bogor menunjukkan dalam seduhan teh gambir 200 ml terkandung senyawa fenolat 1,14%, pada seduhan 150 ml 1,26%, dan dalam seduhan 100 ml mengandung senyawa fenolat 1,48% (Litbang Pertanian, 2014). (Litbang Pertanian, 2014) Gambar 2. Proses pembuatan teh celup dari daun gambir Manfaat Gambir Penggunaan gambir di masyarakat berkembang seiring dengan diketahuinya potensi khasiat gambir sebagai sumber obat alami. Secara

6 10 tradisional, gambir digunakan bersama pinang dan daun sirih untuk menginang dan menjadi obat tradisional dalam mengatasi disentri, diare, luka bakar yang digunakan sebagai obat luar, luka terbuka, sariawan dimulut serta suara parau. Pemanfaatan gambir selain sebagai bahan baku obat alami adalah sebagai bahan penyamak kulit dan pewarna alami. Pemanfaatan gambir oleh industri memiliki potensi yang dapat terus berkembang seiring dengan berkembangnya industri yang menggunakan bahan baku komponen-komponen yang terkandung dalam gambir (katekin, tanin, quersetin, dll) seperti industri farmasi dan kosmetik serta pengolahan pangan dan perekat kayu (Gumbira-Sa id, dkk., 2009). Secara tradisional daun dan tangkai yang masih muda digunakan untuk mengobati luka, demam, diare, disentri, sakit kepala, sakit perut, serta obat kumur untuk mengobati sakit tenggorokan serta infeksi oleh jamur dan bakteri. Senyawa fungsional yang terdapat pada daun gambir adalah senyawa fenol dan katekin yang berperan sebagai antioksidan (Litbang Pertanian, 2014). Teh Kombucha Teh kombucha (kombucha tea) merupakan minuman tradisional hasil fermentasi larutan teh dan gula dengan menggunakan starter mikroba kombucha (Acetobacter xylinum dan beberapa jenis khamir) dan difermentasi selama 8-12 hari. Kombucha adalah suatu ramuan minuman kuno, yang merupakan hasil dari simbiosis murni dari bakteri dan ragi kombucha (SCOBY) yang berasal dari Asia Timur. SCOBY tersebut terdiri dari gelatinoid serta membran jamur yang liat dan berbentuk piringan bulat serta hidup dalam lingkungan nutrisi teh manis yang akan tumbuh secara berulang sehingga membentuk susunan piringan berlapis (Wikipedia, 2015 a ) (Effendi, dkk., 2010).

7 11 Kombucha merupakan minuman hasil fermentasi yang mengandung sejumlah vitamin, mineral, enzim, dan asam organik. Asam-asam organik tersebut mempengaruhi rasa dan aroma yang asam. Teh kombucha merupakan produk minuman tradisional hasil fermentasi larutan teh dan gula dengan menggunakan starter kultur kombucha (Acetobacter xylinum dan beberapa jenis khamir). Kombucha memiliki beberapa efek kesehatan antara lain sebagai antioksidan, antibakteri, memperbaiki mikroflora usus, dapat meningkatkan ketahanan tubuh dan menurunkan tekanan darah (Wistiana dan Zubaidah, 2015). Gambar 3. Teh Kombucha Komposisi Kimia Teh Kombucha Kandungan kombucha secara umum terdiri dari vitamin B1 (thiamin), vitamin B2 (riboflavin), vitamin B3 (niasin), vitamin B6 (piridoksin), vitamin B12 (sianokobalamin), vitamin B15, vitamin C, asam folat (citroforum factor atau leucovorin), asam glukoronat (glucoronic acid), asam glukonat (gluconic acid), asam asetat (asam etanoat atau asam cuka), asam chondrotin sulfat. Kandungan nutrisi kombucha dalam 120 ml dapat dilihat pada Tabel 4.

8 12 Tabel 4. Kandungan zat gizi pada teh kombucha dalam 120 ml Zat Gizi Kandungan Kalori 40 kal Gula 8 g Vitamin C 0,1152 mg Sumber : Naland (2004) Proses Pembuatan Teh Kombucha Teh kombucha dibuat dengan menambahkan kultur mikroba pada campuran teh hitam (yang didinginkan) dan gula, kemudian melakukan fermentasi untuk mengasamkannya. Kemudian campuran ini di inkubasi selama 1-2 minggu. Selama waktu itu, Acetobacter dan jamur lainnya tumbuh untuk menghasilkan gumpalan seperti karet diatas permukaan teh. Perlu diperhatikan bahwa starter kombucha akan mati jika terkena oleh aluminium, tembaga atau logam-logam lainnya dan juga oleh adanya panas. Sebab jika starter terkena oleh logam tersebut maka perkembangan Acetobacter xylinum akan terhambat begitu juga oleh adanya panas (Saxena, dkk., 1990). Proses pemasakan atau pematangan kombucha terjadi setelah 7-10 hari. Pada saat itu, rasa kombucha sudah terasa nikmat. Jika kurang dari 7 hari, kenikmatan kombucha belum terasa dan jika lebih dari 10 hari, kombucha sudah terasa cukup asam. Jika mendapatkan pematangan kombucha sudah lebih dari 14 hari, disarankan untuk mengalihkannya menjadi cuka kombu (Naland, 2004). Fermentasi berlangsung sekitar 8-12 hari, tergantung suhu. Lebih hangat temperatur ruangan, lebih cepat proses fermentasinya. Periode 8-12 hari diberikan hanya sebagai pedoman. Ketika tingkat keasaman ph sekitar 2,7-3,2, maka fermentasi sudah dapat dihentikan (Wikipedia, 2015 b ). ph yang dihasilkan teh

9 13 kombucha dengan fermentasi selama 8 hari adalah sebesar 3,13 (Pratiwi, dkk., 2011). Untuk menghasilkan teh kombucha sebanyak 2 liter, digunakan 160 gram gula pasir, 2 sendok teh hitam atau teh hijau, 1 buah starter kombucha yang sehat dan 2 sendok teh cuka asam (teh kombucha tersebut digunakan untuk proses fermentasi yang pertama). Pada fermentasi selanjutnya, gunakan 200 ml sebagai penambah starter kombucha (Tietze, 1994). Khamir dan bakteri yang terdapat pada kombucha memiliki peran dan tugas masing-masing. Khamir bertugas memfermentasi nutrisi dari gula menjadi alkohol dengan reaksi anaerobik, sementara bakteri diperlukan untuk mengubah alkohol yang terbentuk menjadi bermacam-macam vitamin, asam organik, dan enzim invertase. Kedua strain mikroba ini bekerja secara simbiosis mutualisme. Kedua strain ini saling bergantung satu sama lain untuk dapat hidup dan bekerja dalam proses fermentasi kombucha. Khamir merombak gula menjadi alkohol yang selanjutnya oleh bakteri akan mengoksidasi alkohol menjadi asam-asam organik seperti asam asetat. Proses ini terus berlanjut seiring adanya nutrisi (gula) yang terdapat pada teh kombucha. Alkohol yang tersisa dapat dihilangkan dengan 2 cara yaitu dengan membuat kombucha menjadi teh cuka, yakni memperpanjang masa fermentasi menjadi14 hari, dan juga dengan memanaskan teh kombucha dengan suhu o C selama menit (IndoKombucha, 2010). Suhu Pembuatan Teh Kombucha Fermentasi kombucha idealnya dilakukan dengan suhu o F (23-28 o C). Suhu fermentasi ini tergantung kondisi suhu tempat atau ruangan fermentasi. Semakin tinggi suhu ruangan maka akan semakin cepat proses fermentasi

10 14 berlangsung, tetapi tingginya suhu dapat menyebabkan penguapan pada teh kombucha sehingga volume minuman kombucha menjadi berkurang sekitar 25%. Akan tetapi, jika suhu fermentasi rendah maka waktu fermentasi teh kombucha menjadi lama yaitu sekitar 10 hari. Dalam proses fermentasi kombucha, yang terpenting adalah suhu ruangan fermentasi dan waktu fermentasi harus disesuaikan, sehingga dapat menghasilkan teh kombucha dengan nilai nutrisi dan cita rasa yang baik (Tietze, 1994). SCOBY (Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast) "Simbiotik" berarti bakteri dan strain ragi yang hidup bersama-sama dalam sebuah komunitas kompleks, saling mendukung dan bergantung satu sama lain. SCOBY sering disebut jamur, karena menyerupai tubuh halus seperti jamur. Tidak semua kultur kombucha akan berisi strain yang sama persis, ini adalah beberapa strain mikroba yang mungkin ditemukan di dalam SCOBY : 1. Acetobacter: Ini adalah strain bakteri aerobik (memerlukan oksigen) yang menghasilkan asam asetat dan asam glukonat. Strain ini selalu ditemukan di kombucha. Strain Acetobacter juga membangun starter SCOBY. Acetobacter xylinoides, Acetobacter xylinum dan Acetobacter ketogenum, tiga strain yang mungkin ditemukan di kombucha. 2. Saccharomyces: Ini mencakup sejumlah strain khamir yang menghasilkan alkohol, dan merupakan jenis yang paling umum dari khamir yang ditemukan di kombucha. Strain ini bisa menjadi aerobik atau anaerobik (membutuhkan lingkungan bebas oksigen). Strain tersebutseperti: Saccharomycodes ludwigii, Zygosaccharomyes,Saccharomyces cerevisiae,saccharomycodes apiculatus, danschizosaccharomyces pombe.

11 15 3. Brettanomyces: Tipe lain dari strain khamir, dapat bersifat aerobik maupun anaerobik, strain ini biasanya ditemukan di kombucha dan menghasilkan alkohol atau asam asetat. 4. Lactobacillus: Suatu jenis bakteri aerobik yang terkadang ditemukan tetapi juga tidak selalu ditemukan di kombucha. Bakteri ini menghasilkan asam laktat dan lendir. 5. Pediococcus: Bakteri anaerob ini menghasilkan asam laktat dan lendir. Bakteri ini tidak selalu ditemukan di Kombucha. 6. Gluconacetobacter kombuchae adalah strain anaerobik bakteri yang unik dari Kombucha. Strain ini memerlukan nitrogen yang ditemukan dalam teh, dan menghasilkan asam asetat dan asam glukonat serta membangun SCOBY. 7. Zygosaccharomyces kombuchaensis adalah strain khamir yang unik dari kombucha. Strain ini menghasilkan alkohol dan karbonasi serta memberikan kontribusi untuk tubuh starter(culture for Health, 2011). Acetobacter Xylinum Bakteri Acetobacter xylinum termasuk gram negatif, berbentuk batang, mikroaerofilik dan bersifat katalase positif, bakteri ini termasuk dalam kelompok bakteri asam asetat yang melalui proses oksidasi metil alkohol dapat menghasilkan asam asetat. Asam asetat inilah yang berfungsi sebagai penekan pertumbuhan asidofilik. Acetobacter xylinum tidak dapat menghasilkan disakarida spesifik seperti sukrosa. Acetobacter xylinum tidak patogen pada manusia.selain itu, bakteri ini juga menghasilkan enzim yang menyusun (mempolimerisasi) senyawa glukosa menjadi polimerisasi yang dikenal dengan sebutan selulosa ekstraseluler nata (Budiarti, 2008).

12 16 Acetobacter xylinum merupakan jenis bakteri yang menghasilkan selulosa dengan sifat fisik yang menguntungkan. Acetobacter xylinum diidentifikasi sebagai bakteri gram negatif dengan batang pendek, yang mampu mengoksidasi glukosa untuk asam glukonat dan asam organik secara bersamaan. Bakteri selulosa ini telah dikenal sebagai penghasil metabolit sekunder dari glukosa dengan pelepasan asam asetat ke dalam lingkungan (Tomita dan Kondo, 2009). Berbeda dengan selulosa dari pulp kayu, bakteri selulosa ini memiliki kemurnian tinggi, kekuatan yang unik, struktur ultra-halus dan biodegradable serta isolasi dan pemurnian bakteri selulosa ini juga sederhana. Bakteri selulosa telah diproduksi menggunakan sumber karbon yang berbeda, berbagai sumber nitrogen dan faktor lingkungan lainnya. Metode budidaya dan media pertumbuhan mempengaruhi kemampuan Acetobacter xylinum untuk menghasilkan bakteri selulosa (Coban dan Biyik, 2011). Media bernutrisi tinggi menginduksi pertumbuhan sel Acetobacter xylinum dengan bakteri selulosa yang terbentuk juga tinggi (Lestari, dkk., 2013). Acetobacter spesies menghasilkan cukup selulosa untuk menghasilkan kepentingan komersial. Anggota yang paling ekstensif dipelajari dari Acetobacter spesies adalah Acetobacter xylinum, sebelumnya dikenal sebagai Acetobacter xylinum sebagai penghasil selulosa. Ini adalah bakteri gram negatif yang dapat ditemukan secara alami dalam buah-buahan matang dan busuk dimana lingkungan inert bakteri ini membuatnya sangat sensitif terhadap lingkungan. Lingkungan tidak mempengaruhi pertumbuhan Acetobacter xylinum tetapi secara tidak langsung mempengaruhi produksi selulosa sejak selulosa mutan negatif Acetobacter xylinum akan diproduksi. Produksi selulosa bakteri oleh Acetobacter

13 17 xylinum dapat tumbuh di bawah berbagai kondisi yang statis, terendam dan memutar bioreaktor (Pa e, dkk., 2011). Karakteristik Pertumbuhan Acetobacter Xylinum Sel sel Acetobacter xylinum menyedot glukosa dari larutan gula dan menggabungkannya dengan asam lemak, membentuk suatu prekursor pada jaringan sel bersama enzim mempolimerisasi glukosa menjadi selulosa diluar sel Acetobacter xylinum. Pertumbuhan Acetobacter xylinum dipengaruhi oleh faktorfaktor seperti ph, suhu, dan sumber karbon. Sebagai sumber karbon dapat digunakan berbagai jenis gula. Mikroba ini dapat merubah gula menjadi selulosa. Jalinan selulosa inilah yang dapat membuat nata terlihat putih (Rizal, dkk., 2013). Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae berfungsi dalam pembuatan roti dan bir, karena Saccharomyces bersifat fermentatif (melakukan fermentasi, yaitu memecah glukosa menjadi karbon dioksida dan alkohol) kuat. Namun, dengan adanya oksigen, saccharomyces juga dapat melakukan respirasi yaitu mengoksidasi gula menjadi karbon dioksida dan air (Wikipedia, 2015 c ). Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir sejati tergolong eukariot yang secara morfologi hanya membentuk blastospora berbentuk bulat lonjong, silindris, oval atau bulat telur yang dipengaruhi oleh strainnya. Dapat berkembang biak dengan membelah diri melalui "budding cell". Reproduksinya dapat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan serta jumlah nutrisi yang tersedia bagi pertumbuhan sel. Penampilan makroskopik mempunyai koloni berbentuk bulat, warna kuningmuda, permukaan berkilau, licin, tekstur lunak dan memiliki sel bulat dengan askospora 1-8 buah (Landecker, 1972 dalam Ahmad, 2005).

14 18 Selama proses fermentasi berlangsung maka khamir Saccharomyces cerevisiae akan mengubah gula (sukrosa) dalam medium menjadi alkohol dan senyawa lain yang secara simultan dilanjutkan dengan oksidasi alkohol menjadi asam asetat menjadi bakteri Acetobacter xylinum. Khamir akan menghasilkan enzim-enzim seperti invertase, karboksilase, dan lainnya (Nurul, 2010). Gula Sukrosa atau sakarosa disebut juga gula bit atau gula tebu. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Apabila dicerna atau dihidrolisis maka sukrosa akan pecah menjadi satu unit glukosa dan satu unit fruktosa (Almatsier, 2004). Gula dalam proses pembuatan teh kombucha digunakan sebagai sumber energi yang baik untuk mikroba. Semakin besar jumlah gula ditambahkan maka substrat yang tersedia bagi mikroba semakin banyak, sehingga pertumbuhannya semakin banyak dan cepat, sehingga aktivitas mendegradasi bahan organik menjadi asam organik semakin tinggi pula (Harper dan Hall, 1976). Komposisi kimia gula putih dalam 100 g bahan dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Komposisi kimia gula putih dalam 100 gram bahan Komponen Jumlah Kalori 364 Karbohidrat (g) 94 Kalsium (mg) 5 Posfor (mg) 1 Besi (mg) 0,1 Sumber : Goda, (2012). Fungsi utama penambahan gula ke dalam medium teh bukan hanya untuk menghasilkan cita rasa manis, tetapi untuk menciptakan kondisi medium yang sesuai untuk pertumbuhan mikroorganisme sehingga dapat dihasilkan zat-zat hasil

15 19 fermentasi secara optimal. Glukosa digunakan oleh khamir untuk menghasilkan etanol dan karbondioksida. Etanol akan dioksidasi oleh bakteri asam asetat menjadi asam asetat. Glukosa juga digunakan oleh bakteri asam asetat untuk mengkonversinya menjadi asam glukonat (Harper dan Hall, 1976).