BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id BAB II LANDASAN TEORI A. TINJAUAN PUSTAKA 1. Ketela pohon (Manihot utilissima Pohl) Ketela pohon atau ubi kayu (Manihot utilissima Pohl) merupakan tanaman perdu yang berasal dari Brasil. Ketela pohon berkembang di negara - negara yang terkenal dengan wilayah pertaniannya antara lain Afrika, Madagarkar, India, dan Tiongkok. Tanaman ini masuk ke Indonesia pada tahun Menamam ketela pohon biasanya dapat dilakukan dengan cara generatif (biji) dan vegetatif (stek batang). Generatif (biji) biasanya dilakukan pada skala penelitian (pemulihan tanaman) untuk menghasilkan varietas baru, singkong lazimnya diperbanyak dengan stek batang (Purwono, 2009). Ketela pohon merupakan tumbuhan yang tinggi, berbatang bulat dan bergerigi, bagian tengahnya bergabus. Ketela pohon tingginya bisa mencapai ketinggian 1-4 meter. Pemeliharaannya mudah dan produktif. Ubi kayu dapat tumbuh subur di daerah yang berketinggian 1200 meter di atas permukaan air laut. Daun ubi kayu memiliki tangkai panjang dan helaian daunnya menyerupai telapak tangan, dan tiap tangkai mempunyai daun sekitar 3-8 lembar. Tangkai daun tersebut berwarna kuning, hijau atau merah. Sumber : ketelapohong.wordpress.com ; ragaminfocantika.blogspot.com Gambar II.1 Ketela pohon 3

2 digilib.uns.ac.id 4 Unsur gizi yang terkandung didalam ketela pohon setiap 100 gramnya bisa dilihat pada Tabel II.1. Tabel II.1 Nilai gizi yang terkandung pada Ketela Pohon dalam 100gram No Unsur Gizi Banyaknya dalam 100 gram 1 Kalori (kal) 146,00 2 Protein (g) 1,20 3 Lemak (g) 0,30 4 Karbohidrat (g) 34,70 5 Kalsium (mg) 33,00 6 Fosfor (mg) 40,00 7 Zat Besi (mg) 0,70 8 Vitamin A (SI) 0 9 Vitamin B 1 (mg) 0,06 10 Vitamin C (mg) 30,00 11 Air (g) Bagian dapat dimakan (%) 75,00 Sumber : Direktorat Gizi, Depkes R.I. 2. Acetobacter xylinum Bakteri yang membentuk nata adalah Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum memproduksi kapsula yang berlebihan dan digunakan dalam pembentukan nata. Bakteri ini mampu mensintesis selulosa dari glukosa, nata yang dihasilkan berupa pelikel yang mengambang dipermukaan substrat (Mawaddah, 2011). Sumber : muhtaufiqmunawar.blogspot.com Gambar II.2 Acetobacter xylinum

3 digilib.uns.ac.id 5 Tabel II.2 Kondisi Optimum untuk Pertumbuhan Acetobacter xylinum (Handayani, 2002.) No. Komponen Alaban (1962) Lapuz et al (1969) 1. Sukrosa 5 8 % 5 % 2. Sumber nitrogen Nitrogen organik NH 4 H 2 PO 4 3. Asam asetat 2 4 % - 4. Starter % - 5. Suhu C - 6. ph 4,0 5,0 5,5 Acetobacter xylinum memiliki sifat sensitif terhadap perubahan sifat fisik, misalnya adanya goncangan akan menyebabkan nata yang terbentuk dipermukaan cairan menjadi turun, dan perubahan kimia misalnya ph yang sangat rendah mengakibatkan pertumbuhan Acetobacter xylinum terhambat. Akibat yang ditunjukan oleh terhambatnya pertumbuhan Acetobacter xylinum adalah nata yang dihasilkan tipis dan lunak, atau kemungkinan yang paling tidak menguntungkan adalah tidak terbentuknya nata (Filtrianti, 2013 ; Harning, 2013). 3. Nata Nata tersusun dari pita-pita selulosa yang dihasilkan dari dinding Acetobacter xylinum. Nata memiliki bentuk seperti gel, bertekstur kenyal, berwarna putih agak transparan, mengkilap, licin dan memiliki aroma netral dengan rasa tawar. Nata merupakan makanan penyegar atau makanan penutup yang dihidangkan dalam bentuk campuran dan buah-buahan, maupun sebagai tambahan substansi pada fruit cocktail, ice cream, es teller dan yogurt. (Rossi, E., dkk, 2008). Nata berasal dari Filipina untuk menyebut suatu pertumbuhan menyerupai gel (agar-agar) yang terapung dipermukaan, dimana gel tersebut merupakan selulosa yang dihasilkan oleh bakteri Acetobacter xylinum. Pertumbuhan Acetobacter xylinum dalam medium yang cocok menghasilkan massa berupa selaput tebal pada permukaan medium. Selaput tebal tersebut

4 digilib.uns.ac.id 6 mengandung 36 62% selulosa. Lapisan tebal tersebut terbentuk pada permukaan medium yang merupakan hasil akumulasi polisakarida ekstraseluler. Nata tersususn oleh jaringan mikrofibril/pelikel.pelikel tersebut adalah selulosa yang mempunyai struktur kimia seperti selulosa yang dibentuk oleh tumbuhan tingkat tinggi. (Gunsalus, et, all,1962; Collado, 1987 dan Moat, 1988). Kandungan utama nata adalah air dan serat sehingga apabila dikonsumsi dapat memperlancar penyerapan makanan dari dalam tubuh selain itu juga dapat digunakan untuk keperluan diet sekaligus dapat membantu penderita diabetes. (Filtrianti, 2013 ; Harning, 2013). Komposisi kimia nata dapat dilihat pada Tabel II.3. Tabel II.3 Komposisi Nata ( Rohmani dan Kristianingrum, 2012.) No. Unsur Kandungan (%) 1 Protein 5,5 6,8 2 Serat kasar 2,78 3 Karbohidrat 20 4 Kalsium 4,6 5 Lemak 0,35 Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas nata dapat dilihat dari pemilihan bahan baku, dan bahan pembantu : a. Pemilihan Bahan Baku Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan nata kali ini adalah air kelapa dan air singkong. Bahan baku yang digunakan harus memenuhi kualitas baik, hal ini bertujuan agar nata yang dihasilkan kualitasnya baik. Apabila bahan-bahan yang digunakan kualitasnya kurang baik, maka akan mempengaruhi kualitas nata secara keseluruhan, baik pada warna, rasa, aroma maupun tekstur yang kurang disukai. b. Pemilihan Bahan Pembantu Bahan pembantu yang digunakan dalam pembuatan nata juga merupakan faktor untuk menentukan baik buruknya kualitas nata yang dihasilkan oleh

5 digilib.uns.ac.id 7 sebab itu diperlukan pemilihan bahan baku penolong. Hal ini dilakukan untuk mengoptimalkan kerja dari bakteri tersebut. Terdapat beberapa faktor bahan pembantu antara lain : 1. Gula Pasir Gula berfungsi sebagai sumber karbon (sumber energi). Sumber karbon dapat menggunakan glukosa, sukrosa maupun maltose. Produsen nata biasanya menggunakan sukrosa (gula pasir) karena mudah diperoleh dan harganya relatif lebih murah. Sumber glukosa merupakan faktor penting dalam proses fermentasi. Bakteri menghasilkan nata membutuhkan sumber glukosa bagi proses metabolismenya. Glukosa akan masuk kedalam sel yang dibutuhkan dalam perkembangbiakannya. Jumlah glukosa yang ditambahkan harus diperhatikan sehingga mencukupi untuk metabolisme dan perkembangan pikel nata. Tanpa penambahan gula, tekstur nata menjadi kurang tebal. Sebaliknya, penambahan gula yang terlalu banyak (konsentrasi gula terlalu pekat) menyebabkan bakteri mengalami plasmolisis. 2. Amonium Sulfat Amonium sulfat yang disebut juga dengan ZA berfungsi sebagai sumber nitrogen untuk merangsang pertumbuhan dan aktivitas bakteri Acetobacter xylinum. Produsen nata biasanya banyak yang menggunakan ammonium sulfat karena harganya lebih murah dan mudah diperoleh. Kandungan nitrogen pada ZA antara 20,5-21%, sedangkan untuk wujudnya berupa kristal dan pada umumnya berwarna putih. Ammonia sulfat (ZA) mengandung nitrogen yang berguna untuk meningkatkan aktifitas atau sebagai nutrisi Acetobacter xylinum. Keuntungan nata yang dihasilkan menjadi lebih banyak dalam waktu yang singkat. Sebaliknya, tanpa penggunaan nitrogen nata yang dihasilkan akan sedikit. 3. Asam asetat glasial Asam asetat glasial atau cuka biang berfungsi untuk mengatur derajat keasaman (ph) pada media fermentasi. Bakteri Acetobacter xylinum akan tumbuh optimum pada media asam. Derajat keasaman yang dibutuhkan

6 digilib.uns.ac.id 8 dalam pembentukan nata adalah 3-5. Suatu perubahan kecil pada ph dapat menimbulkan perbedaan besar pada kecepatan beberapa reaksi enzimatis yang amat penting bagi organisme. Jenis asam yang sering digunakan adalah asam asetat atau asam cuka. Kelebihannya, harga lebih murah dan mudah didapatkan dibanding asam organik lain. Jumlah penambahannya tergantung pada derajat keasaman media sebelumnya. 4. Suhu Suhu yang dibutuhkna dalam pembuatan nata adalah suhu kamar yaitu antara 28 0 C 31 0 C. Suhu yang terlalu tinggi ataupun rendah akan menghasilkan nata yang kurang berkualitas atau aktifitas bakteri Acetobacter xylinum terhambat. 5. Kebutuhan Oksigen Bakteri nata Acetobacter xylinum merupakan mikroba aerobik. Bila kekurangan oksigen, bakteri ini akan mengalami gangguan atau hambatan dalam pertumbuhannya dan bahkan akan segera mengalami kematian. Wadah yang digunakan untuk fermentasi nata tidak boleh ditutup terlalu rapat agar kebutuhan oksigen dapat tetap tercukupi. Udara yang secara langsung kontak dengan nata, dapat menyebabkan terjadinya kegagalan dalam proses pembuatan nata. 6. Waktu Fermentasi Pada kondisi yang sesuai, lapisan nata yang terbentuk dipermukaan media akan terlihat pada hari ketiga sampai keempat pemeraman. Secara perlahan-lahan dalam jangka waktu kurang lebih 7-14 hari lapisan tersebut akan semakin menebal. Pemanenan nata dilakukan setelah lebih atau 7 hari pemeraman. Jika setelah 14 hari tidak dilakukan pemanenan, maka akan terdapat lapisan tipis yang terpisah dibawah lapisan nata sehingga nata menjadi busuk. Selama proses fermentasi berlangsung media nata tidak boleh digoyang-goyangkan ataupun digerakkan karena dapat mengakibatkan pecahnya struktur lapisan nata yang terbentuk sehingga terdapat lapisan nata yang tipis dan terpisah satu sama lain.

7 digilib.uns.ac.id 9 Nata yang berkualitas baik dapat dilihat dari dua aspek, yaitu sifat fisik dan sifat tersembunyi. Sifat fisik dapat meliputi indikator warna, rasa, dan tekstur. Sedangkan untuk sifat tersembunyi meliputi nilai gizi, keamanan mikroba, dan cemaran logam. Berdasarkan sifat fisik, ciri-ciri nata berkualitas baik dan berkualitas rendah adalah sebagai berikut (Mawaddah, 2011): 1) Kualitas baik Bertekstur kenyal (tidak tembus jika ditekan jari), berwarna putih bersih, permukaan rata, tampak licin dan agak mengkilap, memiliki aroma khas nata. 2) Kualitas rendah Memiliki tekstur yang lembek, tipis dan berlubang-lubang, warna agak kusam dan berjamur, memiliki aroma yang sangat masam. Berdasarkan sifat rersembunyi, karakteristik nata yang berkualitas baik dapat diketahui dari SNI (Standar Nasional Indonesia), syarat-syarat mutu nata menurut SNI no yaitu tentang nata dalam kemasan. Standar mutu nata menurut Badan Standarisasi Nasional (SNI) dapat dilihat pada Tabel II.4. Tabel II.4 Standar mutu nata menurut Badan Standarisasi Nasional No Jenis uji Satuan Persyaratan 1 Keadaan - Bau - Rasa - Warna - Tekstur Normal Normal Normal Normal 2 Bahan Asing - Tidak Boleh Ada 3 Cemaran logam - Tidak Boleh Ada 4 Jumlah gula (dihitung sebagai sakarosa) % Min Serat makanan % Maks. 4,5 6 Pemanis buatan : - Sakarin - Siklamat Tidak Boleh Ada Tidak Boleh Ada

8 digilib.uns.ac.id 10 No Jenis uji Satuan Persyaratan Cemaran Mikroba : 7 - Kapang - Khamir Sumber : Badan Standarisasi Nasional. Koloni/g Maks. 100 Maks Fermentasi Nata dibuat melalui proses fermentasi. Proses Fermentasi merupakan proses mikrobiologi yang dikendalikan oleh manusia untuk memperoleh produk yang berguna, proses ini dilakukan secara anaerob dengan bantuan mikroorganisme sehingga menghasilkan energi (Syah, S.P., 2011). Fementasi juga dapat diartikan sebagai reaksi yang menggunakan biokatalis untuk mengubah bahan baku menjadi produk (Filtrianti, 2013 ; Harning, 2013). Biokatalisator yang digunakan dalam pembuatan nata adalah Acetobakter xylinum. Reaksi biokimia pembentukan nata adalah sebagai berikut : C 6 H 12 O 6 Glukosa Acetobacter xylinum (C 6 H 10 O 5 )n... (i) Selulosa Faktor penyebab dari kegagalan pembentukan nata antara lain (Rohmani, 2012 ; Kristianingrum, 2012): a) Kondisi media fermentasi tidak sesuai dengan kondisi untuk pertumbuhan bakteri nata. b) Kurang bersih atau steril dalam persiapan alat dan bahan fermentasi. c) Terjadinya kontaminasi, baik oleh jamur bakteri pembentuk gas dan khamir pada alat. d) Tidak cukupnya inokulum atau starter Hasil dari penelitian proses pembuatan nata yang sudah ada dan telah dilakukan diantaranya dapat dilihat pada tabel II.5

9 digilib.uns.ac.id 11 No. Jenis Nata 1. Nata de Coco 2. Nata de Banana Skin 3. Nata de cassava (limbah tepung tapioka) 4. Nata de Pina 5. Nata de Manggo 6. Nata de tea 7. Nata de Citrullus (daging buah) Nata de Citrullus (kulit buah) Tabel II.5 Kondisi Optimum Pembuatan Nata Komposisi medium Hasil Referensi ph : 4 ZA : 0,25 % Gula : 5 % Starter : 10 % Waktu fermentasi : 7 hari Rendemen : 90,2 % Tebal : 2,2 cm ZA : 0,8 % Rendemen : 42,75 % Gula : 10% ph : 4 Waktu fermentasi : 12 hari Gula : 10 % ph : 5 Gula : 10 % Waktu fermentasi : 16 hari ph : 4,5 Suhu : C Gula : 10 % Waktu fermentasi : 14 hari ph : 4 Suhu : 30 0 C Gula : 15 gram Waktu fermentasi : 8 hari ph : 4 Suhu : 30 0 C Gula : 16 gram Waktu fermentasi : 8 hari Tebal : 0,81 cm Tebal : 1,2 cm Rendemen : 26,8 % Tebal : 3,3 cm Rendemen : 40,94 % Tebal : 1,32 cm Tebal : 2 cm Rendemen : 81,391% Tebal : 1,1 cm Rendemen : 91,52% Tebal : 1,2 cm Layuk, P., dkk, 2007 Rossi, E., dkk 2008 Arviyanti, E.,dkk, 2009 Iskandar, dkk, 2010 Djajati, S, dkk Anita, E., 2002 Harisda, dkk, 2013 Dari beberapa hasil penelitian pembuatan nata yang sudah ada maka penulis mengambil kondisi untuk dijadikan percobaan yaitu menurut Arviyanti, E.,dkk, Kondisi yang digunakan yaitu : Gula : 10%, dengan ph : 4.

10 digilib.uns.ac.id 12 B. KERANGKA PEMIKIRAN Studi Literatur Perlakuan Awal Bahan Baku Proses Pembuatan nata Limbah (ampas singkong) (proses fermentasi) Pengolahan Nata de Cassava hasil Produk Olahan khas daerah utri Pengujian nata de Cassava SNI Organoleptik Penyusunan Laporan Gambar II. 3 Kerangka Pemikiran Pembuatan nata