Tugas Mata Kuliah Bioprosses

Pembuatan Nata de Corn

Disusun Oleh:

Asha Herda Afianti (21030112130135)

Bella Azaria Susanto (21030112130141)

Ulul Ilma Navia (21030112140185)

Kelas A

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

TAHUN 2013

1

Kata Pengantar

Puji syukur kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan nikmat kesehatan

sehingga kami dapat menyelesaikan rumusan penelitian tentang pembuatan Nata de Corn

sebagai tugas mata kuliah Bioproses dengan dosen pengampu Ibu Dyah Hesti Wardhani,

ST, MT, PhD.

Dalam rumusan penelitian ini penulis merasa masih banyak kekurangan-

kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat kemampuan yang

dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran darisemua pihak sangat penulis harapkan demi

penyempurnaan penelitian selanjutnya

.

Semarang, 25 Maret 2013

Penulis

2

Daftar Isi

Kata Pengantar………………………………………………….......2

Bab I Pendahuluan……………………………………………..........4

I.1 Latar belakangI.2 Rumusan masalahI.3 Tujuan

Bab II Tinjauan Pustaka.……………………………………….......5

Bab III Metode Percobaan..……………………………………….12

Daftar Pustaka

3

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Jagung manis yang biasa dikenal dengan sweet corn (Zea mays saccharataSturt)

termasuk dalam tanaman sayuran yang baru dikembangkan di Indonesia. Jagung manis

semakin popular dan banyak dikonsumsi karena memiliki rasa yang lebih disukai

dibandingkan jagung biasa. Selain itu jagung manis mempunyai nilai ekonomis yang

tinggi di pasaran, karena selain mempunyai rasa yang manis, faktor lain yang

menguntungkan adalah masa produksi yang relative lebih cepat. Buah tanaman jagung

manis selama ini banyak di manfaatkan untuk sayur, lauk-pauk, kue, jagung bakar

ataupun dikonsumsi langsung dalam bentuk buah rebusan, bahkan bias dimakan mentah

disebabkan rasa manis pada jagungmanis.

Nata adalah sejenis makanan hasil fermentasi oleh bakteri Acetobacter Xylinum,

membentuk gel yang mengapungpada permukaan media atau tempat yang mengandung

gula dan asam. Selama ini masyarakat hanya mengetahui bahwa natahanya bisa dibuat

dari air kelapa yang disebut Nata de Coco. Oleh karena itu kami bermaksud

memanfaatkan jagung manis sebagai bahan baku media pembuatan Nata de Corn yang

merupakan salah satu usaha diversivikasi produk hasil pertanian.

I.2 Rumusan Masalah

Bagaimana cara pembuatan nata de corn menggunakan prinsip prinsip bioproses?

I.3 Tujuan

1. Mengembangkan potensi tanaman jagung manis di Indonesia.

2. Mengetahui cara pembuatan nata.

3. Mengaplikasikan ilmu dasar-dasar bioproses

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Jagung Manis

Jagung manis (Zea mays var saccharata convar rugosa) adalah jagung dengan

kadar gula tinggi. Jagung manis merupakan hasil dari mutasi resesif alami dalam gen

yang mengontrol konversi gula pati dalam endosperm dari inti jagung. Tidak seperti

varietas jagung biasa, yang dipanen ketika kernel kering dan matang (stadium penyok),

jagung manis dipetik saat matang dan disiapkan untuk dimakan sebagai sayuran, bukan

biji-bijian. Jagung manis mempunyai potensi menjadi bahan baku pada produksi nata

karena kandungan karbohidratnya yang tinggi dan zat-zat lain yang ada di

dalamnya.Jagung manis tidak perlu gula atau garam tambahan. Jagung manis

mempunyai nilai gizi per 100 g (3,5 oz) sebagai berikut:

- Energi 360 kJ (86 kcal)

- Karbohidrat 19.02 g

- Gula 3.22 g

- Diet serat 2,7 g

- Lemak 1,18 g

- Protein 3,2 g

- Triptofan 0,023 g

- Treonin 0,129 g

- Isoleucine 0,129 g

- Leusin 0,348 g

- Lysine 0,137 g

- Metionin 0,067 g

- Cystine 0,026 g

- Fenilalanin 0,150 g

- Tirosin 0,123 g

- Valin 0,185 g

- Arginine 0,131 g

- Histidin 0,089 g

- Alanin 0,295 g

- Asam aspartat titik 0.244 g

- Asam glutamat 0,636 g

- Glycine 0,127 g

- Proline 0,292 g

- Serine 0,153 g

- Air 75,96 g

- Vitamin A equiv. 9 mg (1%)

- Tiamin (B1 vit.) 0,200 mg (17%)

- Niacin (vit. B3) 1.700 mg (11%)

- Folat (vit. B9) 46 mg (12%)

- Vitamin C 6,8 mg (8%)

5

- Besi 0,52 mg (4%)

- Magnesium 37 mg (10%)

- Kalium 270 mg (6%)

Sumber: USDA Nutrient database

Beberapamanfaat jagung manis untuk kesehatan kita:

Memperbaiki saluran pencernaan. Jagung manis memiliki banyak serat yang jadi

sebuah keuntungan besar bagi sistem pencernaan kita. Hal itu bisa mencegah

wasir, sembelit, dan bahkan bisa menurunkan tingkat resiko kanker usus besar.

Merawat kulit. Jagung manis juga kaya akan kandungan antioksidan, yang bisa

membantu untuk merawat kulit agar bisa tetap awet muda. Selain bisa kita

konsumsi menjadi makanan, bisa juga dipakai minyaknya yang menjadi sumber

asam linoleat yang tinggi. Tepung jagung juga berkhasiat guna meredakan iritasi

di kulit.

Kaya akan mineral. Jagung memiliki kandungan zat besi, magnesium, serta fosfor

yang tinggi lebih dari yang dapat kita pikirkan. Fosfor sangat dibutuhkan oleh

tulang agar tetap sehat. Nutrisi ini tak cuma dapat mencegah tulang kita retak

sebab kita mulai menua, akan tetapi juga bisa meningkatkan fungsi ginjal.

Membantu mencegah anemia, yang menjadi sebuah kondisi di mana berapa sel

darah merah berkurang drastic dikarenakan oleh berkurangnya zat besi. Jagung

manis ini begitu mermanfaat untuk kesehatan kita sebab kaya akan asam folat

yang bisa mencegah anemia serta vitamin B.

Dibutuhkan selama proses kehamilan. Bagi wanita hamil, manfaat jagung

manis ini adalah menyediakan asam folat dalam jumlah yang tinggi. Kekurangan

zat ini bagi wanita hamil bisa mempengaruhi si bayi. Kekurangan asam folat di

dalam tubuh bisa berpengaruh kepada berat badan bayinya nanti. Kandungan gizi

dan nutrisi di dalam jagung manis berguna untuk mencegah bayi kekurangan berat

badan serta membantu untuk menghindari cacat lahir yang lainnya.

Sebagai pengontrol tingkat kolesterol di dalam tubuh. Kolesterol ini sendiri

merupakan sebuah zat yang diproduksi oleh hati kita. Ada dua macam kolesterol,

yaitu kolesterol baik atau yang biasa disebut dengan HDL serta kolesterol jahat

6

alias LDL. Meningkatnya jumlah kolesterol jahat dikarenakan oleh asupan

makanan yang berlemak dan bisa membuat hati kita semakin lemah dan bisa juga

mengakibatkan munculnya gangguan penyakit kardiovaskular.

Karotenoid, vitamin C, dan juga bioflavonoids yang terdapat di dalam jagung

manis bisa membantu untuk menjaga jantung kita tetap sehat dengan cara

mengendalikan kadar kolesterol di dalam darah kita serta meningkatkan sirkulasi

darah di dalam tubuh.

B. Nata

Menurut Rochintaniawati, Nata berasal dari bahasa Spanyol yaitu nadir yang

artinya berenang,istilah tersebut juga berasal dari bahasa latin yaitu natere yang artinya

terapung (Collade:1986). Nata sudah lama popular di Filipina dan merupakan

hidangan yang sangat digemari oleh masyarakatnya. Nata yaitu selulosa bacterial yang

mengandung lebih kurang 98% konsistensinya kokoh dan teksturnya agak kenyal.

Makanan ini termasuk makanan rendah kalori sehingga cocok dikonsumsi penderita

diabetes. Nata dapat dibuat dari bahan-bahan seperti : sari kelapa, air kelapa, sari

nanas dan sari buah lainnya.

Nata yang dibuat dari air kelapa dinamakan nata de coco,nata yang dibuat dari air

sisa pembuatan tahu disebut nata de soya. Sedangkan nata de pina merupakan medium

yang digunakan untuk membuat kultur murni baketri Axetobacter xylinum. Makanan

rendah serat nata diguankan sebagai makanan penyegar atau pencuci mulut (food

dessert). Di Indonesia sendiri nata mulai popular sejak tahun 1981. Nata dapat dipakai

sebagai bahan pengisi es krim, pencampur fruitcoctail, yoghurt dan sebagainya.

Disamping itu, nata de coco maupun nata de soya bias digolongkan pada dietry fiber

yang memberikan andil cukup berarti untuk kelangsungan proses fisiologi secara

normal.

Sebenarnya nata berarti bacterial cellulose atau selulosa sintesis,hasil sintesa dari

gula oleh bakteri pembentuk nata,yaitu Acetobacter xylinum. Bakteri ini adalah bakteri

asam asetat,bersifat aerobik,gram negative dan berbentuk batang pendek.Dalam

medium cair A.xylinum membentuk suatu lapisan (massa) yang dapat mencapai

7

ketebalan beberapa sentimeter.Bakteri itu sendiri terperangkap dalam massa fiber yang

dibuatnya. Untuk dapat menghasilkan massa yang kokoh, kenyal, tebal, putih,dan

tembus pandang, perlu diperhatikan suhu inkubasi (peraman), komposisi, dan pH

(keasaman media).

C. Acetobacter xylinum

Acetobacter xylinum merupakan bakteri berbentuk batang pendek, yang mempunyai

panjang 2 mikron dan lebar , micron, dengan permukaan dinding yang berlendir.Bakteri

ini bias membentuk rantai pendek dengan satuan 6-8 sel. Bersifat ninmotil dan dengan

pewarnaan gram menunjukkan gram negative.

Bakteri ini tidak membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang

masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan. Koloni yang sudah tua

membentuk lapisan menyerupai gelatin yang kokoh menutupi sel koloninya.

Pertumbuhan koloni pada medium cair setelah 48 jam inokulasi akan membentuk

lapisan pelikel dan dapat dengan mudah diambil dengan jarum oase.

Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil alcohol, dan propel alcohol,

tidak membentuk indol dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat menjadi

CO2 dan H2O. sifat yang paling menonjol dari bakteri itu adalah memiliki kemampuan

untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa. Selanjutnya selulosa

tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. Faktor lain yang dominant

mempengaruhi sifat fisiologi dalam pembentukan nata adalah ketersediaan nutrisi,

derajat keasaman, temperature, dan ketersediaan oksigen.

Monomer-monomer selulosa hasil sekresi Acetobacter xylinum terus berikatan satu

dengan yang lainnya membentuk lapisan-lapisan yang terus menerus menebal seiring

dengan berlangsungnya metabolisme Acetobacter xylinum. Semakin banyak hasil

sekresi Acetobacter xylinum, maka semakin tebal pula selulosa yang dihasilkan dari

proses fermentasi.Berat sellulosa yang dihasilkan semakin besar seiring dengan

meningkatnya jumlah nutrien yang ditambahkan pada medium tumbuh. Semakin

banyak nutrien yang tersedia, maka semakin banyak pula jalinan-jalinan selulosa yang

8

dihasilkan sebagai produk metabolit sekunder. Jalinan-jalinan selulosa tersebut terus

berikatan membentuk ikatan yang kokoh dan kompak.,berat sellulosa yang dihasilkan

selain dipengaruhi oleh tebal tipisnya selulosa, juga dipengaruhi oleh kekompakan

ikatan. Semakin kompak ikatannya akan semakin bertambah beratnya.

Banyaknya kandungan nutrien pada medium ini berpengaruh terhadap kadar serat

yang dihasilkan. Hal ini disebabkan karena selama proses fermentasi, nutrien terus

menerus dipakai oleh Acetobacter xylinum untuk membentuk produk metabolisme.

Nutrien yang dibutuhkan oleh bakteri selama proses kehidupannya adalah makanan

yang mengandung unsur C, H, O dan N yang berguna untukmenyusun protoplasma).

Nutrien yang berperan utama dalam proses fermentasi oleh Acetobacter xylinum adalah

karbohidrat sebagai sumber energi dan untuk perbanyakan sel. 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, kemudian dikeluarkan ke lingkungan membentuk

jalinan selulosa pada permukaan medium.. Selama metabolisme karbohidrat oleh

Acetobacter xylinum terjadi proses glikolisis yang dimulai dengan perubahan glukosa

menjadi glukosa 6-posfat yang kemudian diakhiri dengan terbentuknya asam piruvat.

Glukosa 6-P yang terbentuk pada proses glikolisis inilah yang digunakan oleh

Acetobacter xylinum untuk menghasilkan selulosa.

Selain metabolit sekunder, Acetobacter xylinum juga menghasilkan metabolit

primer berupa asam asetat, air dan energi yang digunakan kembali dalam siklus

metabolismenya. Asam asetat dimanfaatkan oleh Acetobacter xylinum sebagai substrat

agar tercipta kondisi yang optimum untuk pertumbuhannya dan untuk membentuk

CO2dan H2O. Menurut Mandel (2004) bakteri Acetobacter xylinum bersifat

“overoxidizer” yaitu dapat mengubah asam asetat dalam medium fermentasi menjadi

CO2 dan H2O, apabila gula dalam medium fermentasi telah habis dimetabolisir.

Banyaknya mikroba yang tumbuh pada suatu media sangat dipengaruhi oleh nutrisi

yang terkandung di medium.

9

D. Fermentasi

Acetobacter xylinum yang difermentasi di dalam medium dengan suasana asam (pH

4) dan kadar gula yang tinggi akan membentuk nata. Terjadinya peningkatan kadar

selulosa diindikasikan sebagai akibat penambahan bekatul yang meningkatkan kadar

glukosa pada medium. Menurut Mandel (2004) bakteri Acetobacter xylinum yang

ditumbuhkan pada medium yang mengandung gula akan menggunakan sebagian

glukosa untuk aktivitas metabolisme dan 19% gula menjadi selulosa

Selama fermentasi terjadi penurun pH dari 4 menjadi 3. Derajat keasaman medium

yang tinggi ini merupakan syarat tumbuh bagi Acetobacter xylinum. Acetobacter

xylinum dapat tumbuh pada kisaran pH 3-6. Pada medium yang asam sampai kondisi

tertentu akan menyebabkan reproduksi dan metabolisme sel menjadi lebih baik,

sehingga metabolitnya pun banyak. Penurunan pH medium ini salah satunya disebabkan

karena terurainya gula menjadi etanol oleh Acetobacter xylinum yang kemudian berubah

menjadi asam asetat seperti pada persamaan reaksi berikut:

Bakteri Acetobacter xylinum mengalami pertumbuhan sel. Pertumbuhan sel

didefinisikan sebagai pertumbuhan secara teratur semua komponen di dalam sel hidup.

Bakteri Acetobacter xylinum mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu fase

adaptasi, fase pertumbuhan awal, fase pertumbuhan eksponensial, fase pertumbuhan

lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian, dan fase kematian.

Apabila bakteri dipindah ke media baru maka bakteri tidak langsung tumbuh

melainkan beradaptasi terlebih dahulu. Padafase terjadi aktivitas metabolismedan

pembesaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan. Fase pertumbuhan adaptasi

dicapai pada 0-24 jam sejak inokulasi. Fase pertumbuhan awal dimulai dengan

pembelahan sel dengan kecepatan rendah. Fase ini berlangsung beberapa jam saja. Fase

eksponensial dicapai antara 1-5 hari. Pada fase ini bakteri mengeluarkan enzim

ektraselulerpolimerase sebanyak-banyaknya untuk menyusun polimer glukosa menjadi

10

selulosa (matrik nata). Fase ini sangat menentukan kecepatan suatu strain Acetobacter

xylinum dalam membentuk nata.

Fase pertumbuhan lambat terjadi karena nutrisi telah berkurang, terdapat metabolic

yang bersifat racun yang menghambat pertumbuhan bakteri dan umur sel sudah tua.

Pada fsae in pertumbuhan tidak stabil, tetapi jumlah sel yang tumbuh masih lebih

banyak disbanding jumlah sel mati.

Fase pertumbuhan tetap terjadi keseimbangan antara sel yang tumbuh dan yang

mati. Matrik nata lebih banyak diproduksi pada fase ini. Fase menuju kematian terjadi

akibat nutrisi dalam media sudah hamper habis. Setelah nutrisi harbi, maka bakteri akan

mengalami fase kematian. Pada fase kematian sel dengan cepat mengalami kematian.

Bakteri hasil dari fase ini tidak baik untuk strain nata.

Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi

a. Nutrisi (zat gizi)

Dalam kegiatannya AcetobacterXylinum memerlukan penambahan nutrisi untuk

pertumbuhan dan perkembangbiakan,

misalnya :

- Unsur C : ada pada karbohidrat

- Unsur N : dengan penambahan pupuk yang mengandung nitrogen,ZA, Urea.

- Unsur P : penambahan pupuk fospat dari NPK, TSP, DSp dll

b. Keasaman (pH)

Nata hanya terbentuk pada interval pH 3,5-7,5. Pada pH 3,5 dan 7,5 dihasilkan nata

yang tipis dan lunak.

c. Temperatur

Temperatur optimum fermentasi adalah 28-30oC atau pada suhu kamar. Pada

temperatur ini dihasilkan nata yang paling tebaldibandingkan

d.Volume starter

Jumlah larutan induk (percent inokulum) besar sekali pengaruhnya terhadap

ketebalan nata yang dihasilkan. Dengan semakinbesar larutan induk, semakin banyak

jumlah bakteri Acetobacter Xylinum yang ada. Dari hasil penelitian diketahui bahwa

11

untuk mendapatkan ketebalan yang maksimum, diperlukan 20 % inokulum dalam

media fermentasi.

12

BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1 Bahan dan Alat

Bahan

a. Jagung Manis 1 kg

b. 100 ml Acetobacter xyllinum

c. 25 ml asam cuka glacial

d. 50 gram fermipan.

e Ammonium Sulfat

f. Gula pasir

Alat:

a. Kompor

b. Panci

c. Pisau dan gunting

d. Pengaduk

e. Sendok kecil

g. loyang plastik

h. koran

III. 2 Prosedur Kerja

1. Cara pembuatan sari jagung

Jagung manis dikupas dan dibersihkan. Setelah itu, jagung

disisir. Jagung manis 1 kg yang telah disisir ditambah dengan 5

liter air. Lalu direbus sampai mendidih selama 15 menit, kemudian

diangkat dan disimpan selama 1 malam. Keesokan harinya

diaduk-aduk sambil diremas-remas kemudian bijinya dipisah dari

kulitnya dan cairannya ditampung. Kemudian diulang

sampaididapat cairan sebanyak 15 liter. Cairan ini kemudian

13

disaring dari kulitnya kemudian dibiarkan selama 1 sampai 2

malam.

2. Cara pembuatan nata de corn

Sari jagung manis ditambah ammonium sulfat, gula pasir, urea /

ZA. Lalu dididihkan 15 menit sambil diaduk-aduk kemudian

diangkat. Setelah itu ditambahkan cuka glasial kemudian dalam

keadaan panas dimasukan dalam loyang plastik. Ditutup dengan

koran dandiikat menggunakan karet lalu disimpan pada rak yang

telah disediakan. Jika suhu telah sesuai dengan suhu ruangan,

bibit (Acetobacterxyllinum) dimasukan sebanyak 10% dari jumlah

medium dan dibiarkan selama 10 sampai 15 hari. Baki hasil

pembibitan tidak boleh terganggu apapun, dan tidak digoyang-goyang.

14

Daftar Pustaka

Nurfiningsih, 2009, “Pembuatan Nata de Corn dengan Acetobacter Xylinum”, Universitas Diponegoro Semarang

Imam Purnomo, 2010, “PemanfaatanLimbahTahuMenjadiProdukNata de Soya, Solusi PenangananPencemaran Lingkungan”, Universitas Pekalongan

http://en.wikipedia.org/wiki/Sweet_corn

http://inacofood.wordpress.com/

http://manfaat.org/search/khasiat-jagung-manis

15