BAB I PENDAHULUAN. 1.1.Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Selulosa dari bakteri atau bacterial cellulose (BC) adalah polisakarida yang disintesis oleh bakteri melalui proses fermentasi. BC disusun oleh monomer berupa D-glukopiranosa yang saling berikatan dengan ikatan 1,4-βglikosidik. Pembentukan BC dimulai ketika rantai polimer glukan, yang dikeluarkan oleh bakteri, saling berkumpul dan bersatu untuk membentuk subfibril-subfibril dengan ketebalan kurang lebih 1,5 nm yang kemudian mengkristal dan menjadi mikrofibril (Jonas dan Farah, 1998). Mikrofibrilmikrofibril tersebut saling bersatu dan menjadi bundel, kemudian menjadi pita-pita selulosa. Ketebalan dan lebar dari pita selulosa tersebut kurang lebih 4,1 x 117 nm (Yamanaka et al, 2000). Pita selulosa dari BC, yang panjangnya berkisar antara 1 hingga 9 mikrometer, membentuk struktur yang padat dan distabilkan dengan ikatan hidrogen. Struktur itulah yang dikenal sebagai BC. BC memiliki karakteristik yang unik, misalnya derajat polimerisasi antara , bahkan pada kondisi tertentu dapat mencapai BC juga memiliki tingkat kristalinitas, mechanical strength berupa kekuatan tarik dan elastisitas, serta kemampuan menahan air atau Water Holding Capacity (WHC) yang tinggi. Karakteristik tersebut membuat BC potensial untuk dimanfaatkan di berbagai industri. Pada industri makanan, BC telah dimanfaatkan sebagai nata de coco, zat penstabil, dan sumber serat pangan. Pada industri kesehatan, BC dimanfaatkan sebagai material penutup luka. Pada industri elektronika, BC dimanfaatkan sebagai audio speaker diaphragma. BC juga diminati sebagai bahan baku untuk membuat material komposit baru. Karakteristik BC dipengaruhi oleh strukuturnya. BC memiliki struktur berupa bagian kristalin dan bagian amorph. Perbandingan bagian kristalin terhadap bagian amorph disebut indek kristalinitas. Indeks kristalinitas BC dapat bervariasi antara 60% hingga 90%. Indek kristalinitas yang tinggi 1

2 menunjukkan bahwa bagian kristalin dengan susunan yang teratur lebih dominan daripada bagian amorph yang memiliki susunan tidak teratur. Indeks kristalinitas tinggi menghasilkan struktur yang kaku atau rigid, sehingga BC dengan indeks kristalinitas tinggi dapat dimanfaatkan untuk membuat produk dengan daya tahan yang tinggi terhadap benturan atau tekanan, misalnya rompi anti peluru. Sebaliknya, indeks kristalinitas yang rendah menghasilkan struktur yang elastis, sehingga BC dengan indeks kristalinitas rendah dapat dimanfaatkan untuk membuat produk yang fleksibel dan tidak mudah robek, misalnya pembalut luka atau wound dressing. Indeks kristalinitas dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satunya adalah viskositas media fermentasi. Media fermentasi dengan viskositas tinggi dapat mengganggu agregasi dan pengkristalan subfibril, sehingga BC yang dihasilkan memiliki lebih sedikit bagian kristalin dan lebih banyak bagian amorph. Hal tersebut berakibat pada terbentuknya struktur BC yang lebih elastis. Oleh karena viskositas media fermentasi dapat dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi zat pengental yang ditambahkan, maka dapat dikatakan bahwa jenis dan konsentrasi zat pengental dapat mempengaruhi struktur BC yang dihasilkan. Pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental terhadap struktur BC telah dibuktikan oleh beberapa penelitian. Zhou et al., (2007) menyatakan bahwa penambahan Natrium Alginat (Na-Alginat) pada media fermentasi dapat mengubah struktur BC. Pengamatan terhadap struktur BC menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) pada BC yang dihasilkan menggunakan media dengan penambahan 0,04% Na-Alginat menunjukkan adanya perbedaan dengan BC yang ditumbuhkan dalam media tanpa penambahan Na- Alginat, yaitu bertambahnya jumlah pori-pori dan mengecilnya ruang kosong pada struktur BC yang dihasilkan menggunakan media dengan penambahan 0,04% Na-Alginat dibandingkan dengan BC yang dihasilkan menggunakan media tanpa penambahan Na-Alginat. 2

3 Tekstur merupakan manifestasi sensoris terhadap struktur suatu produk. Oleh karena itu, tekstur suatu produk dipengaruhi oleh strukturnya, sehingga timbul dugaan bahwa perubahan struktur BC, yang diakibatkan oleh penambahan zat pengental ke dalam media fermentasi, juga dapat mengubah tekstur BC yang dihasilkan. Akan tetapi penelitian yang mempelajari pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental terhadap tekstur BC dengan pengujian subjektif dan objektif masih terbatas. Penelitian yang telah ada kebanyakan hanya melihat pengaruh viskositas terhadap perubahan struktur BC, kristalinitas BC, dan laju produksi BC. Selain itu, publikasi penelitian yang ada masih menggunakan perlakuan agitasi dalam proses fermentasinya. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dipelajari pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental saja terhadap tekstur BC ditinjau secara subjektif dan objektif. 1.2.Perumusan Masalah BC yang diproduksi oleh Gluconacetobacter xylinus dapat digunakan di berbagai industri. Seringkali, industri menghendaki BC dengan karakteristik tekstur tertentu. Tekstur BC dapat dipengaruhi oleh viskositas media fermentasinya dan viskositas media fermentasi dapat dipengaruhi oleh jenis serta konsentrasi zat pengental yang ditambahkan ke dalamnya. Akan tetapi penelitian yang mempelajari pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental pada tekstur BC masih terbatas. Penelitian yang telah ada kebanyakan hanya melihat pengaruh viskositas terhadap perubahan kristalinitas BC dan laju produksi BC. Selain itu, publikasi penelitian terkait yang ditemukan oleh peneliti masih menggunakan perlakuan agitasi dalam proses fermentasinya. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dipelajari pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental terhadap tekstur BC ditinjau secara subjektif dan objektif. 3

4 1.3.Keaslian Penelitian Informasi mengenai penelitian pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental pada tekstur BC yang ditinjau secara subjektif dan objektif masih terbatas. Penelitian-penelitian yang ada hanya membahas pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental pada struktur BC, kristalinitas BC, dan laju produksi BC seperti yang dilakukan oleh Zhou et al., (2007), Lin et al., (2009), Huang et al., (2010), dan Ruka et al., (2012). Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dipelajari pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental pada tekstur BC ditinjau secara subjektif dan objektif. Penelitian ini dirancang dengan memanfaatkan tiga jenis zat pengental yaitu Pati, Na-Alginat, dan Agar. Salah satu zat pengental tersebut, Pati, ditambahkan dalam beberapa variasi konsentrasi, sehingga dapat diketahui pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental serta viskositas media fermentasi terhadap tekstur BC. Adapun tekstur yang diteliti adalah kekenyalan dan kekerasan. Kekenyalan BC diteliti melalui pengujian subjektif dengan uji sensoris menggunakan panelis terlatih dan pengujian objektif menggunakan instrumen Teksture Profile Analyzer (TPA). Sedangkan kekerasan BC diteliti melalui pengujian objektif menggunakan instrumen TPA. 1.4.Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah memperoleh informasi mengenai pengaruh jenis dan konsentrasi zat pengental yang ditambahkan ke dalam media fermentasi terhadap kekenyalan dan kekerasan BC yang diproduksi dengan Glucoacetobacter xylinus BTCC B 796 melalui pengujian subjektif menggunakan uji sensoris dan pengujian objektif menggunakan TPA. 1.5.Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini dapat digunakan untuk merancang proses fermentasi BC, sehingga pengguna hasil penelitian ini dapat memproduksi BC dengan tingkat kekenyalan yang dikehendaki melalui penambahan zat pengental 4

5 berupa Pati, Na-Alginat, atau Agar pada konsentrasi yang diperoleh dari hasil penelitian ini. 5