Pembuatan Nata de Coco dari Fermentasi Air Kelapa dengan Bakteri Acetobaacter Xylinum

 I. PENDAHULUAN

1. Definisi dan Kegunaan

            Nata de coco merupakan produk hasil fermentasi air kelapa menggunakan bakteri Acetobacter xylinum. Nata de coco lebih dikenal sebagai salah satu jenis makanan penutup sejenis agar-agar dengan tekstur yang kenyal dan lembut, berwarna putih dan pada umumnya berbentuk seperti kubus kecil. Biasanya, nata de coco dikonsumsi sebagai bahan makanan tambahan pada sirup, puding, dan campuran minuman lainnya. Selain itu, nata de coco juga dapat digunakan untuk bahan baku industri yaitu sebagai bahan baku akustik dan sekat kedap suara.

rumus kimia nata de coco selulosa
Gambar 1. Nata de coco beserta rumus kimianya


2. Karakteristik Bakteri Acetobacter xylinum

      Bakteri pembentuk nata (selulosa) termasuk golongan Acetobacter, dimana bakteri ini umumnya ditemukan di dalam buah-buahan dan sayur-sayuran, dapat juga diperoleh dari asam asetat dan minuman beralkohol.

    Bakteri Acetobacter xylinum merupakan jenis bakteri yang tidak memiliki membran luar (gram negatif), berbentuk seperti kapsul namun agak sedikit oval, membutuhkan oksigen untuk bertahan hidup atau disebut juga dengan aerobic microorganism. Acetobacter xylinum memiliki panjang berkisar antara 2 hingga 10 microns dengan lebar berkisar antara 0,5 hingga 1 micron (Mohainin Mohammad dkk., 2014). 

      Acetobacter xylinum diketahui juga sebagai acetic acid bacteria yang mana bakteri ini dapat menghasilkan asam dari glukosa, etil alcohol, dan propil alcohol. Bakteri ini dapat menghasilkan selulosa dari glukosa melalui satu proses sintesis. Acetobacter xylinum umumnya berbentuk rantai pendek yang terbentuk dari 6 hingga 8 sel dan tidak memiliki pigmen endospore (Mohainin Mohammad dkk., 2014)

    Bakteri ini termasuk bakteri Psychrotroph, yaitu memiliki kemampuan untuk tumbuh pada suhu 20 C - 30 C, dengan suhu optimum untuk tumbuh adalah 30 oC (Lapuz, et al., 1967). Bakteri ini juga memiliki sifat asidofil, yaitu mampu tumbuh pada pH 3.5-7.5, namun bakteri ini ditemukan lebih berkembang secara maksimal pada pH 4,5. A. xylinum mampu mengoksidasi glukosa menjadi asam glukonat dan asam organik secara bersamaan. (Lestari, P.,dkk. 2014)

II. PROSES UPSTREAM

1. Raw material

Nata bisa diproduksi dari limbah air kelapa, limbah kulit nanas, tetes tebu dan limbah air tahu dengan bantuan aktivitas mikroorganisme. Nata yang diproduksi dari limbah air kelapa disebut nata de coco, nata dari limbah kulit nanas disebut nata de pina, nata dari tetes tebu disebut nata de molases, dan nata dari limbah air tahu disebut nata de soya. Kemudahan dan ketersediaan bahan baku limbah air kelapa menjadikan nata de coco sebagai jenis nata yang paling umum diproduksi di industri pangan Indonesia. Sari buah merupakan cikal bakal produksi nata dengan bantuan aktivitas bakteri Acetobacter xylinum yang mengubah glukosa dalam sari buah menjadi asam asetat dan benang-benang selulosa. Aktivitas mikroorganisme pada air kelapa tersebut akan membentuk jutaan benang selulosa yang padat dengan tingkat warna putih hingga transparan (Misgiyarta, 2007). Selain air kelapa beberapa bahan pendukung untuk mempengaruhi pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum seperti gula pasir yang berfungsi sebagai sumber karbon, asam asetat atau asam cuka yang berfungsi sebagai penurun pH atau peningkat keasaman air kelapa, dan juga ammonium sulfat yang berfungsi sebagai sumber nitrogen. Beberapa faktor juga mempengaruhi aktivitas bakteri Acetobacter xylinum seperti sumber karbon, sumber nitrogen, nutrisi, oksigen, suhu, dan juga tingkat keasaman media.

2. Pembuatan Substrat

Pembuatan substrat diawali dengan pemilihan bahan baku yaitu air kelapa yang kemudian disaring untuk memisahkan air kelapa dari pengotor-pengotornya. Proses dilanjutkan dengan pemanasan dan penambahan bahan pendukung lainnya seperti gula pasir, ammonium sulfat, dan yang terakhir asam asetat. Setelah penambahan bahan pendukung dilanjutkan dengan pendinginan substrat agar bibit atau bakteri dapat tumbuh optimal. Suhu optimal bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum berada pada kisaran 28oC-32oC. Perkembangan paling optimum terjadi pada suhu 30 oC dengan pertumbuhan mencapai dua kali lebih tinggi dibandingkan pada duhu diatas maupun di bawahnya (Surma-Ślusarska dkk., 2008). 

Terdapat beberapa fase yang terjadi pada pertumbuhan dan perkembangan bakteri Acetobacter xylinum. Fase pertama yaitu fase lag atau fase adaptasi yaitu fase penyesuaian mikroorganisme pada lingkungan yang baru. Pada fase ini tidak terjadi penmabahan jumlah bakteri naming hanya terjadi penambahan ukuran sel. Fase kedua yaitu fase eksponensial. Pada fase ini bakteri mulai tumbuh sangat cepat hingga terjadi fase stationer. Fase stationer adalah fase bakteri mulai mengalami penurunan pertumbuhan. Fase terakhir yaitu fase kematian. Fase lag pada Acetobacter xylinum terjadi pada waktu ke 0-6 jam. Fase eksponensial terjadi pada waktu ke 6-14 jam. Fase stationer terjadi pada waktu ke 14-20 jam (Salafudin skk., 2014). Proses pemberntukan serat atau polimerisasi terjadi setelah 24 jam dari penanaman bibit Acetobacter xylinum.

Kriteria bibit yang baik memiliki ciri terbentuknya lapisan nata pada permukaan cairan, tidak terdapat ruang kosong antara lapisan nata dengan cairan serta tidak terdapat jamur.

3. Fermentasi

Dalam proses produksi pembuatan nata de coco dengan bakteri Acetobacter xylinum, fermentasi dilakukan dalam inkubator karena bakteri Acetobacter xylinum merupakan tipe bakteri yang aerob yang dapat tumbuh optimal dengan keadaan sedikit udara dan terhindar dari sinar matahari. Media yang digunakan juga harus tahan terhadap goncangan dan getaran sehingga fermentasi bisa berjalan secara optimal. Apabila media rentan terhadap goncangan, bisa dipastikan benang-benang selulosa yang terbentuk tidak berlangsung secara sempurna. Hal ini disebabkan karena lapisan nata yang sudah terbentuk akan terpencar sehingga terbentuk lapisan baru yang terpisah dari lapisan nata yang lama. Agar hasil diperoleh maksimal maka faktor waktu fermentasi harus diperhatikan. Waktu optimum fermentasi sekitar 2-4 minggu, semakin lama waktu fermentasi nata yang terbentuk semakin sempurna dengan kata lain fermentasi yang dilakukan melebihi empat minggu akan terjadi penurunan kualitas pada produksi nata de coco. Apabila kurang dari waktu tersebut akan menghasilkan nata dalam kondisi hanya lapisan atas yang baru terbentuk nata sedangkan lapisan bawah berupa air kelapa yang belum terbentuk.

Pembentukan nata juga dipengaruhi oleh pH. pH akan memperngaruhi struktur dan permeabilitas dari membrane nata yang dihasilkan. pH 4,5 memberikan hasil serat selulosa yang paling tinggi. Pada pH 5,5 serat selulosa yang dihasilkan lebih rendah sementara pada pH 3,5 sangat sedikit bahkan sulit ditemukan (Embuscado dkk., 1994).

III. PROSES DOWNSTREAM

1. Recovery

Pada proses fermentasi air kelapa menjadi nata de coco biasanya akan didapat limbah sisa cairan fermentasi. Limbah sisa cairan fermentasi tersebut dapat dimanfaatkan kembali untuk pembuatan bibit nata (starter). Penanganan untuk bibit nata ini harus dalam kondisi higienis karena bibit nata sangat mudah terkontaminasi spora jamur. Limbah sisa cairan fermentasi yang sudah terkontaminasi oleh spora jamur tidak dapat digunakan kembali karena sudah rusak. Ada beberapa indikator yang menunjukkan bahwa limbah sisa fermentasi dapat dimanfaatkan kembali yaitu kekeruhan dan pembentukan buih. Tingkat kekeruhan yang merata dan tidak disertai terbentuknya buih menunjukkan bahwa kualitas bibit nata baik. Sedangkan jika kekeruhannya tidak merata maka kemungkinan bibit telah terkontaminasi oleh spora jamur. Buih yang terbentuk menandakan terbentuknya gas seperti NH3 atau CO2 akibat adanya aktivitas dari mikroba kontaminan. Bibit yang baik dan berkualitas dapat dihasilkan dengan memberi nutrisi yang dibutuhkan oleh bakteri Acetobacter xyinum (Pambayun, 2002).

        2. Purifikasi

Proses purifikasi pada proses pembuatan nata de coco dilakukan setelah masa fermentasi selesai dan terbentuk lapisan nata de coco siap panen. Nata de coco ditiriskan lalu dipindahkan ke wadah steril untuk dilakukan pencucian berulang-ulang. Proses pencucian dilakukan untuk menghilangkan zat berbahaya dan kontaminan yang mungkin terkandung dalam nata de coco. Setelah dicuci, nata de coco direndam semalam dengan air lalu dicuci lagi keesokan harinya. Nata de coco yang telah melalui proses pencucian direbus kembali, lalu sisa air rebusannya dibuang. Proses perebusan dilakukan sebanyak dua kali untuk menghilangkan bau asam. Setelah itu nata de coco siap masuk ke tahap perendaman dengan asam sitrat, air gula atau sirup sebagai perasa tambahan dan pengawet alami.

Diagram alir pembuatan Nata de Coco dapat dilihat pada Gambar 1.

Diagram Alir Proses Pembuatan Nata de Coco
Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Nata de Coco (Ariyanti dkk, 2014)


DAFTAR PUSTAKA

Ariyanti, Melia & Purwanto, Purwanto & Suherman, Suherman. (2014). Analisis Penerapan Produksi Bersih Menuju Industri Nata de coco Ramah Lingkungan. Jurnal Riset Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri. 5. 45-50. 10.21771/jrtppi.2014.v5.no2.p45-50. 

Embuscado, M. E., Marks, J. S., & BeMiller, J. N. (1994). Bacterial cellulose. I. Factors affecting the production of cellulose by Acetobacter xylinum. Topics in Catalysis, 8(5), 407–418. https://doi.org/10.1016/S0268-005X(09)80084-2

Lapuz, MM., et al. 1967. “The Nata Organs Cultural Requirements Characteristics and Identity”. The Philippines Journal and Science. 96, 991-96).

Lestari,P., Elfrida, N., dkk. 2014. “Study on the Production of Bacterial Cellulose from Acetobacter xylinum using Agro-Waste”. Jordan Journal of Biological Sciences. no.1, vol.7, pp 75-80

Luthfi, A. H. (2018). Kajian Peluang Penerapan Produksi Bersih Di Industri Nata De Coco (Studi Kasus Di Industri Nata De Coco CV. Graha Agri Indonesia).

Malviane, E., Pratama, Y., dkk. 2014. “Fermentasi Sampah Buah Nanas menggunakan Sistem Konitnu dengan Bantuan Bakteri Acetobacter Xylinum”. Teknik Lingkungan Itenas, no.1, vol. 2.

Mohainin Mohammad, S., Abd Rahman, N., Sahaid Khalil, M., & Rozaimah Sheikh Abdullah, S. (2014). An Overview of Biocellulose Production Using Acetobacter xylinum Culture. Advances in Biological Research, 8(6), 307–313. https://doi.org/10.5829/idosi.abr.2014.8.6.1215

Misgiyarta. 2007. Teknologi Pembuatan Nata de Coco. Bogor: Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian. Bogor.

Pambayun, R. 2002. Teknologi Pengolahan Nata de Coco. Yogyakarta: KanisiusEmbuscado, M. E., Marks, J. S., & BeMiller, J. N. (1994). Bacterial cellulose. I. Factors affecting the production of cellulose by Acetobacter xylinum. Topics in Catalysis, 8(5), 407–418. https://doi.org/10.1016/S0268-005X(09)80084-2

Salafudin, Pratama, Y., & Malviane, E. (2014). Fermentasi Sampah Buah Nanas menggunakan Sistem Kontinu dengan bantuan Bakteri Acetobacter Xylinum. Jurnal Institut Teknologi Nasional, 2(1), 1–11.

Surma-Ślusarska, B., Presler, S., & Danielewicz, D. (2008). Characteristics of bacterial cellulose obtained from Acetobacter Xylinum culture for application in papermaking. Fibres and Textiles in Eastern Europe, 16(4), 108–111.

Tidak ada komentar untuk "Pembuatan Nata de Coco dari Fermentasi Air Kelapa dengan Bakteri Acetobaacter Xylinum"