TEKNOLOGI BIOPROSES PADA PEMBUATAN
NATA DE COCO DENGAN MENGGUNAKAN Acetobacter
xylinum
(Makalah
Teknologi Bioproses)
Oleh
Kelompok
Juniarto 1514051024
Aziz
Mahendra 1514051028
Egit
Noviansyah 1514051048
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
2017
KATA PENGANTAR
Segala
puji dan syukur bagi Allah Swt. yang telah memberikan kesempatan kepada penulis
untuk dapat menyelesaikan makalah ini sesuai dengan harapan dengan baik dan lancar. Shalawat dan salam semoga tetap
terlimpahkan kepada nabi besar Muhammad saw.
Makalah ilmiah ini bertujuan
untuk menambah dan meningkatkan pengetahuan
umum dan keterampilan sehingga
pikiran dan wawasan pembaca menjadi lebih luas. Makalah ini berjudul Teknologi Bioproses Pada Pembuatan Nata
De Coco dengan menggunakan Acetobacter xylinum , kami menyusun makalah ini
secara sederhana tetapi sesuai dengan jurnal yang ada
Akhir kata semoga makalah ini
bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya, kami
menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ilmiah ini masih jauh dari
sempurna.Untuk itu kami menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi
perbaikan kearah kesempurnaan. Akhir kata kami sampaikan terima kasih.
Bandar Lampung, 17 April 2017
Penulis
I.
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Di
Provinsi Lampung banyak sekali pohon kelapa khususnya daerah sekitar tepi
pantai. Kelapa oleh masyarakat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan hidup.
Semua bagian kelapa dapat dimanfaatkan oleh manusia baik dari daun hingga akar.
Namun di pasar biasanya banyak sekali kelapa yang dibelah dan dibuang airnya
sehingga menyebabkan daerah sekitar pasar menjadi bau akibat adanya air buangan
kelapa yang membusuk.Padahal air kelapa dapat diolah menjadi makanan yang
nikmat yaitu nata de coco.
Pembuatan
nata de coco memanfaatkan bantuan
bakteri Acetobacter xylinum, kemudian bakteri ini akan membentuk serat nata
yang ditumbuhkan di dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan karbon dan nitrogen melalui proses yang
terkontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim
yang dapat menyusun zat gula menjadi ribuan rantai serat atau selulosa. Dari
jutaan renik yang tumbuh pada air kelapa tersebut, akan dihasilkan jutaan
lembar benang-benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan,
padat, kokoh, kuat dan kenyal dengan rasa mirip kolang-kaling, yang disebut
sebagai nata (Budiyono. 2004)
1.2
Tujuan
1. Untuk mengetahui pembuatan Nata de coco dengan menggunakan bantuan
bakteri acetobacter xylinum
II.
TEKNOLOGI
BIOPROSES DALAM FERMENTASI PEMBUATAN NATA DE COCO
2.1 Latar Belakang Sejarah Nata De Coco
Awal
mulanya Nata de coco berasal
dari Filipina. Hal ini karena Filipina merupakan salah satu negara penghasil
kelapa yang cukup besar di dunia. Filipina termasuk negara yang paling banyak
mendapatkan sumber devisa negara dari produk kelapa. Sekitar dekade 60-an
penduduk asli Filipina yang bernama Nata mulai memikirkan “nasib” jutaan ton
air kelapa yang terbuang percuma dari pabrik penghasil kopra di kampung
halamannya. Peluang ini digunakan untuk membuat suatu produk yang bermanfaat
dan tercipta makanan segar bernama nata de coco. Kata coco berasal dari Cocos
nucifera, nama
latin dari kelapa. Sementara, di Indonesia pemanfaatan air kelapa belum
maksimal, banyak yangn terbuang percuma. Namun akhir-akhir ini sudah ada upaya
untuk mengelola air kelapa menjadi nata de coco dan juga untuk berbagai produk seperti
minuman ringan, jelli, aggur, cuka, etil asetat dan lain – lain (Warisno,
2004).
Menurut Palungkung (1992), Nata juga dapat diartikan dari bahasa
Spanyol yang berarti krim. Jadi, nata de coco adalah krim yang berasal dari air kelapa.
Krim ini dibentuk oleh mikroorganisme Acetobacter xylinum melalui proses fermentasi.
Mikroorganisme ini membentuk gel pada permukaan larutan yang mengandung gula.
Bakteri Acetobacter xylinum dapat tumbuh dan berkembang membentuk nata de
coco karena
adanya kandungan air sebanyak 91,23 %, protein 0,29 %, lemak 0,15 %,
karbohidrat 7,27 %, serta abu 1,06 % di dalam air kelapa. Selain itu, terdapat
juga nutrisi – nutrisi berupa sukrosa, dektrose, fruktose dan vitamin B
kompleks yang terdiri dari asam nikotinat 0,01 ug, asam pantotenat 0,52 ug,
biotin 0,02 ug, riboflavin 0,01 ug dan asam folat 0,003 ug per ml. Nutrisi –
nutrisi tersebut merangsang pertumbuhan Acetobacter xylinum untuk membentuk nata de coco.
Menurut Astrawan, M (2004), pembentukan nata de
coco terjadi
karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula atau gula dalam air kelapa
oleh sel – sel Acetobacter xylinum. Kemudian glukosa tersebut digabungkan
dengan asam lemak membentuk prekursor (penciri nata) pada membran sel.
Prekursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan bersama enzim
mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa di luar sel. Nata de
coco sebenarnya tidak mempunyai nilai gizi
yang berarti bagi manusia, oleh sebab itu produk ini dapat dipakai sebagai
sumber makanan rendah energi untuk keperluan diet. Nata de coco juga menjadi lebih enak bila di campur
dengan es krim, koktail buah atau sirup.
Peranan bakteri Acetobacter xylinum akan membentuk nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang
sudah diperkaya dengan karbon (C) dan nitrogen (N) melalui suatu proses yang
dikontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim
ekstraseluler yang dapat menyusun mempolimerisasi) zat gula (dalam hal ini
glukosa) menjadi ribuan rantai (homopolimer) serat atau selulosa. Dari jutaan
jasad renik yang tumbuh dalam air kelapa tersebut, akan dihasilkan jutaan
lembar benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga
transparan yang disebut dengan nata. Sebetulnya, nata dapat diusahakan bukan hanya dari air
kelapa tetapi juga dari berbagai jenis bahan yang mengandung gula, protein dan
mineral, seperti sari buah-buahan, sari kedelai dan bahkan air gula. Oleh sebab
itu, nama nata dapat
bermacam-macam sesuai dengan bahan yang digunakan, seperti nata de
soya (dari sari
kedelai), nata de mango (dari
sari buah mangga), nata de pina (dari sari buah nenas), nata de coco (dari air kelapa) dan sebagainya (Ratna
dkk, 2003).
Nata sangat baik apabila diolah menjadi
makanan atau minuman penyegar, karena nata mengandung serat pangan (dietary
fiber) seperti
halnya selulosa alami. Nata sangat berperan dalam proses pencernaan makanan yang terjadi
dalam usus halus dan penyerapan air dalam usus besar, sehingga sangat
bermanfaat dalam pencernaan makanan dan secara tidak langsung sangat baik bagi
kesehatan (Pembayun, 2002).
Nata de coco atau selulose bakteri merupakan salah
satu sumber alternatif bagi penyediaan selulosa dimana bahan ini lebih mudah
dibuat, mudah diolah dan mudah diperoleh dengan biaya produksi yang lebih
murah. Studi mendalam terhadap nata de coco untuk berbagai bidang aplikasi sangat
diperlukan untuk meningkatkan nilai tambah bagi produk nata de
coco dan tidak
terbatas pada pemanfaatannya sebagai produk makanan.
2.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah Panci
untuk perebus media (air kelapa), saringan, timbangan, sendok kayu, sendok
makan, sendok teh, botol bermulut lebar, nampan untuk fermentasi, baskom
perendam dan mesin pemotong nata de coco dengan dimensi : berat 25 kg, panjang
80 cm,lebar 40 cm dan tinggi 60 cm dengan bagian-bagian alat pemotong nata :
dinamo ¼ PK,350 watt, jumlah pisau 28 buah dengan kecepatan putaran 400 rpm.
Bahan yang digunakan dalam
pembuatan nata de coco untuk 1 L air kelapa adalah Bibit Nata de Coco (Acetobacter
xylinum) ± 100 ml atau 10%, - Gula 100 g
atau 10%, Asam cuka glasial (bibit cuka) ± 10 ml
(1%), sumber N sesuai penelitian yaitu NPK, Urea dan ZA masing-masing 5 g (1%)
serta air kelapa. Bahan kimia yang digunakan untuk penelitian ini antara lain :
bahan kimia untuk uji kadar serat kasar (0,1 M buffer fosfat pH 6, enzim a-amilase, air destilat, NaOH dan HCl, enzim pepsin, enzim
pankreatin, celite, aseton, etanol 95%, etanol 78%), dan uji kadar protein
(K2SO4, HgO, H2SO4 pekat, butiran Zn, NaOH-Na2S2O3, Asam borat 5%, indicator
BCG-MR dan HCl 0,02 N).
2.3 Prosedur
Gambar 1. Diagram alir pembutan Nata de coco
Sumber :
rumahmesin.com
Gambar 2. Mesin pemotong nata de coco
III.
PEMBAHASAN
3.1
Kelebihan Produk Fermentasi Nata de Coco
Salah satu produk fermentasi
yang inovatif dan memiliki banyak nutrisi adalah produk Nata de Coco. Produk
yang berasal dari hasil proses fermentasi berbahan baku air kelapa ini ternyata
kaya akan kandungan gula, protein, lemak, karbohidrat dan vitamin di dalam
larutan. Komponen utama nata adalah selulosa yang mampu mengikat air sebesar
95% dalam bentuk gel nata sehingga bersifat empuk (Enie, A.B., 1998). kemampuan
air kelapa menghasilkan nata disebabkan oleh kandungan nutrisi yang kaya dan
relatif lengkap serta sesuai dengan pertumbuhan bakteri. Air kelapa mengandung
gula yang terdiri dari sukrosa, glukosa dan fruktosa, masing-masing per
milliliter air kelapa mengandung 0.64 mg asam
nikotinat, 0.52 mg asam pantotenat, 0.02 mg biotin, 0.01mg
riboflavin dan 0.03 mg asam folat (Khairul, 2010).
Selain itu, nata de coco
merupakan jenis komponen minuman yang kaya akan serat yang terdiri dari senyawa
selulosa (Dietry fiber). Menurut Doktor Pangan dan Nutrisi Prof. Dr Hardinsyah,
Air kelapa tidak mengandung serat. Jadi, bahan tambahan dalam proses fermentasi
nata de coco itulah yang menjadi serat, bukan dari air kelapa. Bahan tambahan
seperti lidah buaya atau sari buah-buahan yang kandungan seratnya lebih tinggi
lagi. Dengan banyaknya kandungan serat yang terdapat di dalam nata de coco,
maka produk hasil fermentasi ini dapat memperlancar pencernaan dan membantu
menghindari sembelit atau konstipasi, wasir, radang usus buntu, kanker usus,
diabetes, penyakit jantung koroner dan membantu memperlancar buang air besar.
(1) (2) (3)
Sumber : http://FermentasiNatadeCoco/html.
Gambar 3. Alur Proses
Pembuatan Fermentasi Nata De Coco
3.2
Kekurangan Produk Fermentasi Nata de Coco
Air kelapa yang umum
dimanfaatkan untuk pembuatan nata de coco berasal dari kelapa tua. Air kelapa
sebagai bahan baku nata diambil dari kelapa yang baru dipetik atau tidak lebih
dari satu minggu. Kandungan kimia air kelapa sebagai bahan baku yang tidak sama
kualitasnya akan menyebabkan produk yang bervariasi (tidak stabil) kualitasnya.
Oleh karena itu media fermentasi pembuatan nata de coco perlu ditambahkan
komponen-komponen seperti glukosa 10% sebagai sumber karbon, asam asetat 25%
untuk mengatur pH menjadi 3-4 K2HPO4 0.03 %,
MgSO4 0.03% sebagai mineral dan sumber nitrogen sebanyak 0.3 %. Sumber nitrogen
dalam medium kultur untuk pertumbuhan A. xylinum juga mempengaruhi
produksi selulosa. Sumber nitrogen tersebut dapat berasal dari nitrogen organik
seperti yeast ekstrak, pepton, tripton dan polipepton maupun nitrogen an
organik seperti dari NPK, Urea maupun ZA (Zwavelzuur Amonia) atau Amonium
Sulfat.
3.3
Acetobacter Xylinum
Acetobacter xylinum adalah
salah satu jenis bakteri yang banyak bermanfaat dalam dunia industri seperti
nata de coco, nata de cassava, nata de soya, tepung mocaf dan lain-lain.
Acetobacter xylinum merupakan bakteri yang menguntungkan dan tidak berbahaya.
Bakteri ini mampu memfermentasi bahan menghasilkan bahan selulosa. Acetobacter
xylinum telah banyak berjasa menghasilkan produk bernilai ekonomis sehingga
perlu dikembangkan terus pemanfaatannya dalam bioteknologi diberbagai bidang.
Bakteri ini merupakan jenis bakteri asam yang mudah pertumbuhannya dan mudah
pengembangbiakkannya.
Acetobacter xylinum merupakan
bakteri berbentuk batang pendek, mempunyai panjang kurang lebih 2 mikron dan
permukaan dindingnya berlendir. Acetobacter xylinum mampu mengoksidasi glukosa
menjadi asam glukonat dan asam organik lain pada waktu yang sama, dan
mempolimerisasi glukosa sehingga terbentuk selulosa (Sanchez, 1988).
Sumber : http//:AcetobacterXylinum/html
Gambar 4. Bentuk seperti
batang dan dindingnya berlendir (Acetobacter Xylinum)
Acetobacter Xylinum memiliki ciri-ciri
antara lain merupakan gram negatif pada kultur yang masih muda, sedangkan pada
kultur yang sudah tua merupakan gram positif, bersifat obligat aerobik artinya
membutuhkan oksigen untuk bernafas, membentuk batang dalam medium asam,
sedangkan dalam medium alkali berbentuk oval, bersifat non mortal dan tidak
membentuk spora, tidak mampu mencairkan gelatin, tidak memproduksi H2S,
tidak mereduksi nitrat dan termal death point pada suhu 650 C - 700
C.
Acetobacter Xylinum mengalami
pertumbuhan sel secara teratur, mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu
sel fase adaptasi, fase pertumbuhan awal, fase pertumbuhan eksponensial, fase
pertumbuhan lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian dan fase
kematian. Acetobacter Xylinum akan mengalami fase adaptasi terlebih dahulu jika
dipindahkan ke dalam media baru. Pada fase ini terjadi aktivitas metabolisme
dan pembesaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan. Fase pertumbuhan
adaptasi dicapai pada 0-24 jam sejak inokulasi. Pertumbuhan Acetobacter Xylinum
dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah kandungan nutrisi meliputi
jumlah karbon dan nitrogen, tingkat keasaman media, pH, temperatur dan udara
(oksigen). Suhu optimal pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum pada 28 – 31’C,
pH optimal 3 – 4, memerlukan oksigen sehingga dalam fermentasi tidak ditutup
dengan bahan kedap udara sehingga tidak memungkinkan udara masuk sama sekali,
tutup untuk mencegah kotoran masuk ke dalam media yang dapat mengakibatkan
kontaminasi (Alaban, 1962)
(1) (2)
Sumber : http//:PertumbuhanSelAcetobacterXylinum/html
Gambar 5. (1) Pertumbuhan Sel
Bakteri Acetobacter Xylinum Membentuk Benang-Benang Halus (Selulosa) dengan
Alat Bantu Microsoft dan, (2) Produk Akhir Nata De Coco.
Nata adalah biomassa yang
sebagian besar terdiri dari selulosa, berbentuk agar dan berwarna putih. Massa
ini berasal dari pertumbuhan Acetobacter xylinum pada permukaan media
cair yang mengandung gula dan protein. kemampuan air kelapa menghasilkan nata
disebabkan oleh kandungan nutrisi yang kaya dan relatif lengkap serta sesuai
dengan pertumbuhan bakteri. Air kelapa mengandung gula yang terdiri dari
sukrosa, glukosa dan fruktosa, masing-masing per milliliter air kelapa mengandung
0.64 mg asam nikotinat, 0.52 mg asam pantotenat, 0.02 mg
biotin, 0.01mg riboflavin dan 0.03 mg asam folat. Unsur-unsur tersebut diduga memberi pengaruh terhadap
pertumbuhan bakteri nata. Pada proses metabolismenya, selaput selulosa ini
terbentuk oleh aktivitas Acetobacter xylinum terhadap glukosa.
Karbohidrat pada medium dipecah menjadi glukosa yang kemudian berikatan dengan
asam lemak (Guanosin trifosfat) membentuk prekursor penciri selulosa oleh enzim
selulosa sintetase, prekusor ini selanjutnya dikeluarkan ke lingkungan
membentuk jalinan selulosa pada permukaan medium.
KESIMPULAN
- Proses
pembuatan nata de coco diawali dengan pembuatan starter dengan tahapan
proses adalah penyaringan, pencampuran, perebusan, penambahan biakan mrni
dan pemeraman.
- Sedangkan
proses pembuatan nata de coco adalah penyaringan, pencampuran, perebusan,
penempatan dalam wadah fermentasi, pendinginan, penambahan starter,
fermentasi (pemeraman), pemanenan, pembersihan kulit, pemotongan,
perebusan dan pengemasan.
- Pada proses
produksi nata de coco dihasilkan limbah cair berupa sisa cairan fermentasi
dan sisa penggunaan air selama proses produksi. Limbah semi padat berasal dari kotoran
berbentuk lendir dari hasil perebusan, lapisan kulit nata dan sisa
potongan nata de coco serta hasil panen nata yang gagal (jika terjadi
kegagalan penen). Sedangkan limbah padat berasal dari kotoran pada waktu
penyaringan, koran penutup loyang atau botol yang sudah tidak terpakai dan
plastik sisa penutup kemasan gelas plastik/cup.
- Opsi
produksi bersih yang bisa dilakukan adalah pemanfaatan kotoran hasil
penyaringan, perebusan dan pembersihan kulit untuk pembuatan pupuk,
pemanfaatan kembali sisa cairan fermentasi, pemanfaatan kembali air sisa
selama proses, pemanfaatan sisa potongan nata untuk pembuatan jelly drink,
pemanfaatan sisa potongan nata untuk pembuatan pupuk dan menjual sisa
plastik pengemasan
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2017. http://Acetobacter
xylinum waluhhangit.blogspot.com/2009/03/
acetobacter-xylinum.html.
Di akses pada tanggal 4 april 2017 pukul 20.25 WIB
Anonim.
2017. http://FermentasiNatadeCoco/html. diakses pada tanggal 04 april
2017
pukul 20.30 WIB
Anonim, 2017. http//:PertumbuhanSelAcetobacterXylinum/html
diakses pada
tanggal
04 april 2017 pukul 20.35 WIB
Alaban, C.A. 1962. Studies on Optimum Conditions for Nata de coco
Bacterium or
Nata formation in Coconut Water. Philippine
Agric. 96 (2) : 490-515
Astawan,
M. 2004. Nata de Coco yang kaya Serat. Kompas Cyber Media-Kesehatan.
Jakarta.
Enie,
A.B. 1998. Kajian Pengembangan Industri
Nata de Soya dari Air Tahu. Seminar Pengembangan Pengolahan dan Penggunaan
Kedele selain Tempe. Jakarta.
Haris
Budiyono. 2004. Fermentasi Nata de Coco.
Renika Cipta, Jakarta.
Khairul Anam. 2010. Produksi
Nata de Coco. Bioteknologi Sekolah Pasca
Sarjana
Institut Pertanian Bogor. Bogor
Palungkun,
R. 1993. Aneka Produk Olahan Kelapa. Jakarta : Penebar Swadaya. Jakarta.
Pambayun,
R. 2002. Teknologi Pengolahan Nata de coco. Penerbit Kanius. Yogyakarta.
Ratna
S., H Dewi., dan Suranto. 2003. Kajian Pembuatan nata de cashew dengan variasi konsentrasi substrat dan inokulum.
Journal of Biologycal Diversity vol. 3 (2): 34-35
Sanchez, P.C and Toshiomi
Yoshida. 1998. Microbial Cellulose
Production and
Utilization. Proceedings of International Conference on Asian Network on
Microbial Researches. Gadjah Mada University.
Yogyakarta. 23th -25th
February
p 115-130
Warisno.
2004. Mudah dan Praktis Membuat Nata de
Coco. Agromedia Pustaka. Jakarta.
