LAPORAN BIOTEKNOLOGI
" PEMBUATAN NATA DE SOYA DARI LIMBAH TAHU "
Disusun oleh :
Nama : Diana Etika Rahma Utami
NIM : 151115109
Kelas : VI C
JURUSAN PENDIDIKN IPA BIOLOGI
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN ( FITK )
INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI ( IAIN )
MATARAM
2014
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan pembuatan " Nata de Soya " ini di susun untuk memenuhi syarat pada mata kuliah BIOTEKNOLOGI.
Di sahkan oleh :
Dosen Pengampu
(Dwi Wahyudiati M.Si )
Kata Pengantar
Segala puji syukur kehadirat allah SWT, atas izin-nya lah laporan Nata de Soyai ini dapat di selesaikan dengan mudah dan di susun untuk memenuhi dan melengkapi tugas pada mata kuliah pilihan Bioteknologi. Dan kami ucapkan terima kasih kepada dosen yang telah memberikan kami bimbingan dan masukan, sehingga dapat berjalan dengan semaksimal mungkin.
Dalam Laporan Nata de Soya ini banyak sekali yang mungkin penulisannya atau bahasanya yang kurang jelas dan bahkan kesalahan-kesalahan yang mungkin tidak saya pahami. Untuk itu kami meminta kritik dan saran guna perbaikan pada laporan berikutnya. Semoga Laporan Pembuatan Nata de Soya ini bermanfaat untuk para pembaca pada umumnya.
Mataram , 1 Juli 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman Sampul
Halaman Pengesahan
Kata pengantar
Daftar isi
Pelaksanaan
Tujuan
Landasan teori
Alat dan Bahan
Cara Kerja
Hasil Pengamatan
Pembahasan
Kesimpulan
Saran
Daftar pustaka
Pembuatan Nata de Soya Dari Limbah Tahu
Pelaksanaan
Hari / tanggal : Rabu, 18 Juni 2014
Waktu : 11.00 Wita – Selesai
Tempat : Pondok Namira Jempong Timur.
Tujuan
Untuk mengetahui proses pengolahan limbah tahu menjadi produk nata de soya.
Landasan Teori
Kedelai merupakan salah satu komoditi pangan yang utama yang menyehatkan
karena mengandung protein tinggi dan memiliki kadar kolesterol yang rendah.
Kebutuhan akan komoditi kedelai terus meningkat dari tahun ketahun baik sebagai bahan pangan utama, pakan ternak, maupun sebagai bahan baku industri skala besar ( pabrikan ) hingga skala kecil ( rumah tangga ).Dalam buku rukmana (1996) dan gembong (2005) tanaman kedelai termasuk dalam:
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledoneae
Sub Kelas : Archihlahmydae
Ordo : Rosales
Sub Ordo : Leguminosneae
Family : Leguminoseae
Sub Familiy : Papiolionaceae
Genus : Glycine
Spesies : Glycine Max (L.) Meriil
(Setiyawati, 2011 : 15)
Tahu Menurut SNI 01-3142-1998, tahu adalah produk makanan berupa padatan lunak yang dibuat melalui proses pengolahan kedelai (Glycine sp.) dengan cara pengendapan protein, dengan atau tanpa penambahan bahan lain yang diizinkan. Setiap tahu yang ada di pasaran memiliki ciri khas tersendiri sesuai dengan kualitasnya.
Permasalahan yang kerap muncul dalam industry tahu tradisional adalah pengolahan limbah yang belum baik. Limbah cair dari pabrik tahu biasanya dibuang begitu saja di selokan atau sungai terdekat, tanpa diolah terlebih dahulu. Hal ini tentu saja mengganggu. Selain baunya yang tidak enak, air buangan limbah akan mencemari perairan disekitarnya yang dapat menyebabkan rusaknya habitat di lingkungan tersebut. Karakteristik limbah cair tahu adalah memiliki suhu melebihi suhu normal badan air ( 60-800C), berwarna putih kekuningan dan keruh, nilai pH < 7, dan memiliki COD (Chemical Oksigen Demand )serta padatan tersuspensi atau padatan tak terlarut tinggi. Padatan tersebut sebagian berupa protein, lemak, dan karbohidrat. Limbah cair ini berpotensi menimbulkan bau busuk karena degradasi atau perombakan protein, lemak, dan karbohidrat oleh mikroorganisme secara anaerob sehingga menyebabkan pencemaran air. Karakteristik limbah cair pengolahan tahu menurut hasil penelitian yang dilakukan. ( Hadiwiyoto 1993 : 54)
Karakteristik Limbah Cair Tahu
ParameterNilai :BOD (ml/l)6.500,COD (ml/l)8.900,Padatan total (ml/l)11.000,Padatan terlarut (ml/l)3.800,Kadar abu (%)2 %,Kadar N (mg/l)40,Kadar fenol (mg/l)14,Kadar posfor ( mg/l)103,Kadar NH3 (mg/l)9,Kandungan bakteri (CFU/ml)105-108,pH 4.
( Rahayu, 2012 : 23)
Pengolahan tahu yang hingga kini merupakan limbah industry yang memberikan tingkat pencemaran yang tinggi terhadap lingkungan ternyata bisa dibuat menjadi produk baru yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia yaitu nata de soya. Jika ditinjau dari kompoisi kimianya, ternyata air limbah tahu mengandung nutrien– nutrien(protein, karbohidrat dan bahan – bahan lainnya) yang jika dibiarkan dibuang begitu saja ke sungaijustru dapat menimbulkan pencemaran, tetapi jika dimanfaatkan akan menguntungkan pengrajin tahu atau masyarakat yang berminat mengolahnya.
Nata berasal dari bahasa spanyol yaitu nadiryang berarti berenang, istlah tersebut juga berasal dari bahasa latin yaitu natareyang berarti terapung. Nata yaituselulosabakterial yang mengandung lebih kurang 98 % konsistensinya kokoh dan teksturnyaagakkenyal. Makanan ini termasuk makanan rendah kalori sehingga cocok untuk penderita diabetes.
Pada tahun 1990 ditemukan cara pemanfaatan limbah tahu untuk bahan baku industriyaitu digunakan sebagai nata de soya. Sama halnya dengan nata de coco atau sari kelapa yang sudah lama diusahakan orang untuk mengurangi limbah air kelapa, nata de soya merupakan salah satu alternatifpemanfaatan limbah tahu menjadi bahan baku industri. Pengolahan limbah tahu menjadi nata ini melibatkan bakteriAcetobacterXylinumyang memakai protein dan karbohidrat dalam limbahsebagai sumber energiuntuk hidup dan berkembang biak. Dalam proses ini dihasilkan berupa lapisan padat sepertiagardidekat permukaan cairan pemeliharaan.Nata de soya atau sari nata kedelai adalah sejenis makanan dalam bentuk nata, padat, putih dan transparan, merupakan makanan penyegar dan pencucimulut. Nata de soya dibentuk oleh bakteri Acetobacter Xylinumyang merupakan bakteri asam asetat bersifat aerob, pada media cair dapat membentuk suatu lapisan yang dapat mencapai ketebalan beberapa sentimeter, kenyal, putih dan lebihlembut dibanding dengan nata de coco.
Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi ini dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan, sebagaiakibat dari pemecahan kandungan – kandungan bahan pangan tersebut. Jika cara pengawetan pangan yang lain misalnya pemanasan, pendinginan dan lain – lain adalah ditujukan untuk mengurangi jumlah mikroba, maka proses fermentasi adalah sebaliknya, yaitu memperbanyak jumlah mikroba danmenggiatkan metabolismenya di dalam makanan. Tetapi jenis mikroba yang digunakan sangat terbatas yaitu disesuaikan dengan hasil akhir yang dikehendaki. Hasil –hasil fermentasi terutama tergantung pada jenis bahan pangan(substrat),macam mikroba dan kondisi di sekelilingnya yang mempengaruhi pertumbuhan dan metabolisme mikroba tersebut (Winarno, 1992 : 83) .
Zat – zat nutrisi yang ditambahkan pada fermentasi nata de soya Komposisi media fermentasi nata terdiri dari karbohidrat(gula) sebagai sumber karbon dan urea sebagai sumber nitrogen. Oleh karena itu perlu ditambahkan zat – zat nutrisi sebagai berikut.
Gula sebagai sumber karbon
Sumber karbon merupakan faktor penting dalam proses fermentasi. Bakteri untuk menghasilkan nata membutuhkan sumber karbon bagi proses metabolismenya. Glukosa akan masuk ke dalam sel dan digunakan bagi penyediaan energi yang dibutuhkan dalam perkembangbiakannya. Jumlah gula yang ditambahkan harus diperhatikan sehingga mencukupi untuk metabolisme dan pembentukan pelikelnata. Kebutuhan karbon untuk media umumnya diberikan oleh glukosa, pati dan laktosa (Hidayat, 2006 : 12)
Urea sebagai sumber nitrogen
Selain gula, sumber nitrogen merupakan faktor penting. Nitrogen diperlukan untuk pertumbuhan sel dan pembentukan enzim. Kekurangan nitrogen menyebabkan sel tumbuh dengan kurang baik dan menghambat pembentukan enzim yang diperlukan, sehingga proses fermentasi dapat mengalami kegagalan atau tidak sempurna (Hidayat, 2006 : 14)
Faktor – faktor yang mempengaruhi produksi nataUntuk menghasilkan produksi nata yang maksimal perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut
Jenis dan konsentrasi medium
Medium fermentasi ini harus banyak mengandung karbohidrat (gula)disamping vitamin dan mineral, karena pada hakekatnya nata tersebut adalah slime(menyerupai kapsul) dari sel bakteri yang kaya selulosa yang diproduksi dari glukosa oleh bakteri Acetobacter Xylinum. Bakteri ini dalam kondisi yang optimum memiliki kemampuan yang luar biasa untuk memproduksi slimetersebut terlepas dari sel vegetatif bakteri dan terapung-apung di permukaan medium. Pembentukan nata terjadi karena proses penganmbilan glukosa dari larutan gula yang kemudian digabungkan dengan asam lemak membentuk prekursor (penciri nata) pada membran sel. Prekursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan bersama enzim mempolimerisasi glukosa menjadi selulosa yang merupakan bahan dasar pembentukan slime.(palungkun 1993). Menurut Rahman (1992) nata itu merupakan hasil fermentasi dari bakteri Acetobacter Xylinum, bakteri ini dapat tumbuh dan berkembang dalam medium gula dan akan mengubah gula menjadi selulosa.
Jenis dan konsentrasi starter
Pada umumnya Acetobacter Xylinummerupakan starter yang lebih produktif dari jenis starter lainnya, sedang konsentrasi 5 – 10 % merupakan konsentrasi yang ideal (Rahman, 1992 : 20).
Lama fermentasi
Lama fermentasi yang digunakan dalam pembuatan nata ini pada umumnya 2 –4 minggu. Minggu ke empat dari waktu fermentasi nerupakan waktu maksimal produksi nata, yang berarti lebih dari 4 minggu produksi nata akan menurun (Awang, 1991 : 45)
Suhu fermentasi
Pada umumnya suhu untuk pertumbuhan bakteri pembuat nata adalah suhu kamar (280C). suhu yang terlalu rendah maupun terlalu tinggi akan mengganggu pertumbuhan bakteri pembuat nata yang akhirnya juga akan menghambat produksi nata.
pH fermentasi
derajat keasaman yang dibutuhkan dalam pembuatan nata adalah suasana asam. Pada kedua sisi pH optimum, aktivitas enzim seringkali menurun dengan tajam, suatu perubahan kecil pada pH dapat menimbulkan perbedaan besar pada kecepatan beberapa reaksi enzimatis yang amat penting bagi organisme.
Jenis dan konsentrasi suplemen
Kandungan karbohidrat dalam bahan untuk membuat nata merupakan bahan yang terpenting. Limbah dengan kadar karbohidrat rendah jika ingin digunakan sebagai
medium pembuatan nata perlu ditambah gula pasir.
Tempat fermentasi
Tempat fermentasi sebaiknya tidak terbuat dari unsur logam karena mudah korosif yang dapat mengganggu pertumbuhan mikroorganisme pembuatan nata yang akhirnya dapat mengganggu pembuatan nata, disamping itu tempat fermentasi diupayakan untuk tidak mudah terkontaminasi, tidak terkena cahaya matahari secara langsung, jauh dari sumber panas, dan jangan sampai langsung berhubungan dengan tanah. Hasil penelitian Hubeis (1996) tempat fermentasi yang mempunyai permukaan yang lebih luas akan menghasilkan nata lebih tebal dari pada tempat fermentasi yang mempunyai permukaan sempit.selain hal di atas, dalam pembuatan nata juga harus diperhatikan bahwa selama proses pembentukan nata berlangsung, harus dihindari gerakan atau goncangan di sekitar tempat fermentasi. Akibat adanya gerakan atau goncangan ini akan menenggelamkan lapisan nata yang telah terbentuk yang menyebabkan terbentuknya lapisan baru, dimana lapisan pertama dan yang baru tidak dapat bersatu. Hal ini akan menyebabkan ketebalan produk nata menjadi tidak standar. Kriteria nata yang berkualitas dapat dilihat dari segi kandungan bahan gizi (protein, karbohidrat, lemak, air, abu dan kadar serat), segi organoleptik (bau, rasa, warna, dan tekstur), dan dari segi penampakan produk (berat basah dan ketebalan produk) (Budiyanto, 2002 : 37) .
Selulosa adalah senyawa seperti serabut, liat, tidak larut dalam air, dan ditemukan di dalam dinding sel pelindung tumbuhan, terutama pada tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan. Selulosa membentuk komponen serat dari dinding sel tumbuhan. Molekul selulosa merupakan rantai-rantai atau mikrofibril dari D-glukosa sampai sebanyak 14.000 satuan yang terdapat sebagai berkas-berkas terpuntir mirip tali yang terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen (Fessenden, 1986 : 51)
Ciri-ciri Acetobacter adalah selnya berbentuk bulat panjang sampai batang lurus atau agak bengkok, ukurannya 0,6-0,8 x 1,0-3,0 µm, terdapat dalam bentuk tunggal berpasangan atau dalam bentuk rantai. Acetobacter merupakan aerobik sejati, membentuk kapsul, dan tidak mempunyai spora, suhu optimumnya adalah 300C (Pelezar dan Chan, 1988 : 91).
Bakteri pembentuk nata termasuk kedalam golongan Acetobacter xylinum, yang mempunyai ciri-ciri antara lain : "sel bulat panjang sampai batang (seperti kapsul), tidak mempunyai endospora, sel-selnya bersifat gram negatif, bernafas secara aerob tetapi dalam kadar yang kecil(Pelezar dan Chan, 1988 : 92).
Acetobacter xylinum dapat dibedakan dengan spesies yang lain karena sifatnya yang bila ditumbuhkan dalam medium yang kaya komponen gula, bakteri ini dapat memecah komponen gula dan mampu membentuk suatu polisakarida yang dikenal dengan selulosa ekstraseluler. Acetobacter Xylinum mempunyai tiga enzim yang aktif, yaitu enzim kinase, enzim ekstraseluler selulosa polymerase, dan enzim protein sintetase. Enzim ekstraseluler selulosa polimerase aktif pada pH 4 yang berfungsi untuk membentuk benang-benang selulosa (nata). Enzim protein sintetase aktif pada pH 3-6 yang berfungsi untuk mengubah makanan yang mengandung C, H, O, dan N menjadi protein (Mandel, 2004 : 11).
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan Acetobacter Xylinum
Adapun beberapa faktor yang berkaitan dengan kondisi nutrisi, adalah sebagai berikut:
Sumber karbon
Sumber karbon yang dapat digunakan dalam fermentasi nata adalah senyawa karbohidrat yang tergolong monosakarida dan disakarida. Pembentukan nata dapat terjadi pada media yang mengandung senyawa-senyawa glukosa, sukrosa, dan laktosa. Sementara yang paling banyak digunakan berdasarkan pertimbangan ekonomis, adalah sukrosa atau gula pasir. Penambahan sukrosa harus mengacu pada jumlah yang dibutuhkan. Penambahan yang berlebihan, disamping tidak ekonomis akan mempengaruhi tekstur nata, juga dapat menyebabkan terciptanya limbah baru berupa sisa dari sukrosa tersebut. Namun sebaliknya, penambahan yang terlalu sedikit, menyebabkan bibit nata menjadi tumbuh tidak normal dan nata tidak dapat dihasilkan secara maksimal.
Sumber nitrogen
Sumber nitrogen bisa digunakan dari senyawa organik maupun anorganik. Bahan yang baik bagi pertumbuhan Acetobacter Xylinum dan pembentukan nata adalah ekstrak yeast dan kasein. Namun, ammonium sulfat dan ammonium fosfat ( di pasar dikenal dengan ZA ) merupakan bahan yang lebih cocok digunakan dari sudut pandang ekonomi dan kualitas nata yang dihasilkan. Banyak sumber nitrogen lain yang dapat digunakan dan murah seperti urea.
Tingkat keasaman (pH)
Meskipun bisa tumbuh pada kisaran pH 3,5-7,5, bakteri Acetobacter Xylinum sangat cocok tumbuh pada suasana asam (pH 4,3). Jika kondisi lingkungan dalam suasana basa, bakteri ini akan mengalami gangguan metabolisme selnya.
Temperatur
Adapun suhu ideal(optimal) bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum adalah 280 C-310 C. kisaran suhu tersebut merupakan suhu kamar. Pada suhu di bawah 280 C, pertumbuhan bakteri terhambat. Demikian juga, pada suhu di atas 310 C, bibit nata akan mengalami kerusakan dan bahkan mati, meskipun enzim ekstraseluler yang telah dihasilkan tetap bekerja membentuk nata.
Udara (oksigen)
Bakteri Acetobacter Xylinum merupakan mikroba aerobik. Dalam pertumbuhan, perkembangan, dan aktivitasnya, bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Bila kekurangan oksigen, bekteri ini akan mengalami gangguan dalam pertumbuhannya dan bahkan akan segera mengalami kematian. Oleh sebab itu, wadah yang digunakan untuk fermentasi nata tidak boleh ditutup rapat. Untuk mencukupi kebutuhan oksigen, pada ruang fermentasi nata harus tersedia cukup ventilasi.
Alat Dan Bahan
Alat
Baskom plastik,
timbangan,
kain saring halus,
panci perebus,
sendok pengaduk,
pisau,
talenan,
pipet volume 10 ml,
bola hisap,
gelas ukur 1 lt,
bak plastik ukuran 23 x 15 cm.
gelas ukur
gelas kimia
Bahan
Limbah cair tahu, untuk media pertumbuhan bakteri A.xylinum ( 1 Liter).
Starter Nata (Kultur A.xylinum), bakteri yang berperan membentuk nata atau bacterial cellulose (100 ml).
Gula pasir, sebagai sumber karbohidrat bagi pertumbuhan bakteri nata dan juga digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi metabolisrne sel bakteri tersebut (100 gr).
NPK/Urea, sebagai bahan pengganti Mg2SO4 dan K2PO4 yang berfungsi sebagai makanan dan membantu pertumbuhan bakteri A.xylinum karena NPK mengandung unsur Nitrogen (N), Phosphate (P), dan Kalium (K) ( 1 Sendok makan Urea). Pemakaiannya sekitar 0,8 gr.
Garam Inggris (1/2 Sendok Makan), sebagai bahan pengganti (NH4)2SO4 yaitu sebagai sumber nitrogen (N) akan membantu pertumbuhan bakteri dan merangsang terbentuknya struktur nata yang tebal kompak. Pemakaiannya sekitar 0,8 gr.
Asam cuka glasial, berfungsi untuk menurunkan pH menjadi 3-4 (25 ml).
Kertas Jagung steril, untuk menutup wadah fermentasi karena bakteri A.xylinum aerob dapat tumbuh baik pada kondisi aerob.
Karet, untuk mengikat kertas koran pada wadah fermentasi.
Cara Kerja
Adapun langkah-langkah pembuatan Nata De Soya adalah:
Mengambil limbah cair tahu di area produksi sebanyak 1 Liter. Limbah cair tahu yang diambil sudah mengandung sedikit cuka sisa dari proses pengendapan.
Menyaring Limbah tahu menggunakan kain saring berukuran sedang yang sudah dipersiapkan dalam keadaan bersih.
Memindahkan Limbah cair yang sudah disaring tadi ke dalam panci, kemudian ditambahkan bahan – bahan tambahan.
Merebus Campuran cairan tadi sampai mendidih, setelah itu didinginkan dan dipindahkan ke dalam wadah plastik kotak dengan ketinggian ± 6 cm.
Setelah dingin, menambahkan asam cuka glasial sebanyak 25 mL. Fungsi dari cuka glasial disini adalah untuk mengatur pH agar medium ini jadi memiliki pH optimum untuk kultur bermetabolisme. Setelah pH sudah mencapai pH optimum, kultur A.xylinum ditambahkan asebanyak 10% atau sebanyak 100 mL dengan menggunakan pipet volume yang telah di aseptis sebelumnya.
Selanjutnya menutup wadah plastik tadi dengan menggunakan kertas koran yang telah disterilisasi sebelumnya. Alasan digunakan kertas koran sebagai penutup wadah adalah sifat dari bakteri A.xylinum yang anaerob fakultatif atau hanya membutuhkan sedikit oksigen untuk bermetabolisme.
Kemudian meletakkan pada suhu ruang yaitu sekitar 24-250C selama 12 hari. Kondisi ruang inkubasi tidak boleh lembab karena dikhawatirkan akan terjadi kontaminasi oleh jamur.
Hasil Pengamatan
Pembahasan
Nata yang kami buat dilihat secara keseluruhan dikatakan berhasil dengan baik, karena keseluruhan air limbah tahu (whey) dapat diubah oleh Acetobacter xylinum menjadi produk nata. Walaupun ketebalan yang diperoleh tidak setebal nata de coco. Hal ini dikarenakan waktu panen yang percepat yaitu hanya satu minggu proses fermentasi. Akan tetapi ada juga tidak berhasilnya terbentuk nata, itu mungkin di sebabkan karena tidak sterilnya media tempat fermentsi nata. Kemudian factor – factor pendukung perumbuhan Azetobacter xylinum yang tidak memenuhi syarat. Terbentuknya Nata seperti jelly disebabkan oleh aktivitas mikroba acetobacter xylinum untuk merombak jaringan protein menjadi bio sellulosa sehingga timbul benang-benang (serat) sellulosa yang sangat banyak dimana makin lama, persediaan whey tahu terombak semua menjadi bio sellulosa. Bakteri Acetobacter xylinum akan dapat membentuk nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan Karbon (C) dan Nitrogen (N), melalui proses yang terkontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim ekstraseluler yang dapat menyusun zat gula menjadi ribuan rantai serat atau selulosa. Dari jutaan renik yang tumbuh pada air kelapa tersbeut, akan dihasilkan jutaan lembar benang-benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan, yang disebut sebagai nata. Nata yang dihasilkan mempunyai rasa asam, oleh karena dalam pembuatannya kita menggunakan asam cuka agar didapatkan pH 3,0 – 4,5 sebagai kondisi optimum pertumbuhan kedua jenis bakteri ini, sehingga mempengaruhi rasanya, tapi rasa asam ini dapat kita hilangkan dengan jalan dilakukan pencucian berulang-ulang kali sampai rasa asamnya itu hilang. Faktor-faktor yang mempengaruhi Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan adalah nutrisi, sumber karbon, sumber nitrogen, serta tingkat keasaman media temperature, dan udara (oksigen). Senyawa karbon yang dibutuhkan dalam fermentasi nata berasal dari monosakarida dan disakarida. Sumber dari karbon ini yang paling banyak digunakan adalah gula. Sumber nitrogen bias berasal dari bahan organic seperti urea. Meskipun bakteri Acetobacter Xylinum dapat tumbuh pada pH 3,5 – 7,5, namun akan tumbuh optimal bila pH nya 4,3. sedangkan suhu ideal bagipertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum pada suhu 28 – 310C. bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Sehingga dalam fermentasi tidak perlu ditutup rapat namun hanya ditutup untuk mencegah kotoran masuk kedalam media yang dapat mengakibatkan kontaminasi zat- zat yang tidak diinginkan sehingga akan membuat nata de coco gagal membentuk lapisan. Ada beberapa hal yang dapat menyebabkan kegagalan dalam memproduksi nata de soya yakni adanya kontaminasi dari zat ataupun unsur lain yang tidak seharusnya, wadah tempat menyimpan biakan nata de soya terlalu sering terkena goncangan, wadah yang digunakan untuk pembiakan kurang steril sehingga masih ada bakteri-bakteri lain, dan masih banyak lagi faktor lain yang dapat menyebabkan kegagalan.Menurut hasil analisi gizi, Nata de Soya tergolong produk pangan yang bergizi tinggi terutama pada kandungan karbohidrat, protein dan serat kasar. Data tersebut membuktikan bahwa bakteri Acetobacter xylinum mampu mengubah air limbah tahu yang tidak bernilai menjadi suatu produk bernilai gizi tinggi .
Kandungan Gizi Nata de Soya dan Air Limbah Tahu dalam 100 gr (Basrah Enie & Supriatna, 1993)
Zat Gizi
(satuan)
Nata de Soya
Air Limbah
Tahu
Karbohidrat (g)
20
2
Protein (g)
2,35
1,75
Lemak (g)
1,68
1,25
Serat kasar (g)
3,2
0,001
Kalsium (mg)
4,6
4,5
Nata dari air rebusan kedelai (Nata de Soya) dan Nata de Coco ternyata memiliki kandungan gizi yang tidak jauh berbeda. Hasil uji proksimat menunjukkan kandungan utamanya adalah air (98%) dan serat kasar (10%) (dapat dilihat pada Tabel 5). Sebagai makanan, nata memiliki nilai gizi dan nilai kalori yang rendah. Meskipun demikian, sehubungan dengan kandungan seratnya maka nata dapat dijadikan sebagai makanan alternatif untuk penderita masalah gizi lebih, untuk rnencegah terjadinya sembelit atau menghindari konstipasi dan emperlancar pencernaan (Sutriah dan Sjahriza, 2000).
Hasil Uji Proksimat Nata de Soya dan Nata de Coco (Sutriah dan Sjahriza, 2000).
Analisis
Nata de Soya
Nata de Coco
Kadar Air
97,25 %
98,27 %
Kadar Abu
0,31 %
0,20 %
Kadar Lemak
1,20 %
1,06 %
Serat Kasar
10,60 %
8,51 %
Kadar Protein
0,00 %
1,53 %
Kadar Karbohidrat
0,09 %
0,00 %
Salah satu produk pangan yang berasal dari air limbah tahu yang mempunyai prospek baik adalah pembuatan nata. Limbah tahu juga memiliki peluang ekonomis dan potensi gizi yang baik bila diolah menjadi produk pangan Nata de Soya. Selama ini yang dikenal masyarakat hanya Nata de Coco tetapi masih belum banyak yang mengetahui tentang produk nata yang berasal dan air limbah tahu yaitu Nata de Soya. Pengembangan model usaha Nata de Soya perlu dilakukan guna mengatasi pencemaran lingkungan di wilayah pemukiman sekaligus meningkatkan pendapatan dari khalayak mitra itu sendiri. Kegiatan ini bertujuan untuk membina pengusaha tahu dalam masyarakat di sekitar industri tahu dalam hubungannya dengan proses produksi, pengemasan, dan pemasaran Nata de Soya.
Proses pembuatan Nata de Soya banyak macamnya ada yang menggunakan bahan kimia murni seperti (NH4)2SO4 (Amonium sulfat); MgSO4 (Magnesium sulfat); K2HPO4 (Kalium dihidrophosphat) dan ada juga yang menggunakan bahan pengganti bahan kimia seperti ZA (Zinc ammonium), NPK ataupun urea. Tujuan bahan pengganti tersebut adalah untuk meminimalkan biaya produksi sehingga harga jual Nata de Soya lebih murah.
Keberhasilan dalam pembuatan nata dipengaruhi oleh viabilitas (kemampuan hidup) bakteri, kandungan nutrisi media pertumbuhan dan lingkungannya. Viabilitas bakteri yang baik akan menghasilkan nata yang baik dan cepat. Kandungan nutrisi yang cukup terutama gula sebagai sumber karbon untuk bahan baku pembentukan nata sangat diperlukan. Demikian pula ketersediaan sumber nitrogen dan mineral, walaupun tidak digunakan langsung pembentuk nata, sangat diperlukan untuk pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum. Dan pada pembuatan ini, kami menggunakan bahan pengganti karena harganya yang relative murah juga. NPK/Urea, sebagai bahan pengganti Mg2SO4 dan K2PO4 yang berfungsi sebagai makanan dan membantu pertumbuhan bakteri A.xylinum karena NPK mengandung unsur Nitrogen (N), Phosphate (P), dan Kalium (K) ( 1 Sendok makan Urea). Garam Inggris (1/2 Sendok Makan), sebagai bahan pengganti (NH4)2SO4 yaitu sebagai sumber nitrogen (N) akan membantu pertumbuhan bakteri dan merangsang terbentuknya struktur nata yang tebal kompak.
Terbentuknya nata ini tergantung dari factor – factor pendukung pertumbuhan azetobacter xlynum yaitu sbb :
Sumber karbon
Sumber karbon yang dapat digunakan dalam fermentasi nata adalah senyawa karbohidrat yang tergolong monosakarida dan disakarida. Pembentukan nata dapat terjadi pada media yang mengandung senyawa-senyawa glukosa, sukrosa, dan laktosa. Sementara yang paling banyak digunakan berdasarkan pertimbangan ekonomis, adalah sukrosa atau gula pasir. Penambahan sukrosa harus mengacu pada jumlah yang dibutuhkan. Penambahan yang berlebihan, disamping tidak ekonomis akan mempengaruhi tekstur nata, juga dapat menyebabkan terciptanya limbah baru berupa sisa dari sukrosa tersebut. Namun sebaliknya, penambahan yang terlalu sedikit, menyebabkan bibit nata menjadi tumbuh tidak normal dan nata tidak dapat dihasilkan secara maksimal.
Sumber nitrogen
Sumber nitrogen bisa digunakan dari senyawa organik maupun anorganik. Bahan yang baik bagi pertumbuhan Acetobacter Xylinum dan pembentukan nata adalah ekstrak yeast dan kasein. Namun, ammonium sulfat dan ammonium fosfat ( di pasar dikenal dengan ZA ) merupakan bahan yang lebih cocok digunakan dari sudut pandang ekonomi dan kualitas nata yang dihasilkan. Banyak sumber nitrogen lain yang dapat digunakan dan murah seperti urea.
Tingkat keasaman (pH)
Meskipun bisa tumbuh pada kisaran pH 3,5-7,5, bakteri Acetobacter Xylinum sangat cocok tumbuh pada suasana asam (pH 4,3). Jika kondisi lingkungan dalam suasana basa, bakteri ini akan mengalami gangguan metabolisme selnya.
Temperatur
Adapun suhu ideal(optimal) bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum adalah 280 C-310 C. kisaran suhu tersebut merupakan suhu kamar. Pada suhu di bawah 280 C, pertumbuhan bakteri terhambat. Demikian juga, pada suhu di atas 310 C, bibit nata akan mengalami kerusakan dan bahkan mati, meskipun enzim ekstraseluler yang telah dihasilkan tetap bekerja membentuk nata.
Udara (oksigen)
Bakteri Acetobacter Xylinum merupakan mikroba aerobik. Dalam pertumbuhan, perkembangan, dan aktivitasnya, bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Bila kekurangan oksigen, bekteri ini akan mengalami gangguan dalam pertumbuhannya dan bahkan akan segera mengalami kematian. Oleh sebab itu, wadah yang digunakan untuk fermentasi nata tidak boleh ditutup rapat. Untuk mencukupi kebutuhan oksigen, pada ruang fermentasi nata harus tersedia cukup ventilasi.
Adapun mekanisme reaksinya :
Kesimpulan
Nata de soya merupakan selulosa yang mengandung air sekitar 98% dengan tekstur kenyal, kokoh, putih, dan transparan dengan rasa yang mirip kolang-kaling. Pembentukan nata de soyaterjadi karena proses pengambilan glukosa dari dalam limbah cair tahu oleh sel-sel Acetobacter xylinum Kemudian glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk prekusor pada membran sel dan bersama enzim mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa di luar sel. pH optimal untuk tumbuhnya bakteri Acetobacter Xylinum yaitu pada pH 4,3 dan suhu ideal bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum pada suhu 28 – 31 0C. Tempat inkubasi memberikan pengaruh terhadap produksi Nata dimana jumlah Nata yang diproduksi lebih baik dan lebih banyak ketika pada proses pembuatan Nata, wadah media dalam keadaan statis daripada digoyang.
Kebersihan merupakan faktor sangat penting untuk keberhasilan dan proses pembuatan Nata de Soya.
Saran
Pada penelitian selanjutnya cobak menggunakan limbah tempe sebagai media cairnya dan buat perlakuan berbeda antara bahan kimia murni dengan bahan kimia pengganti apakah keduanya akan menghasilkan ketebalan nata yang berbeda atau sama.
Daftar Pustaka
Awang . Mikrobiologi. Jakarta. Salemba Merdea. 1991
Budiyanto. Mikrobiologi Menguak Dunia Mikroorganisme jilid I. Bandung : CV. Yrama Widya, 2002
Fessenden . Biokimia. Jakarta : Rinek Cipta, 1986
Hadiwoyoto. Pencemaran dan Penanganan Limbah Industri Pangan (Industri Tahu). Jakarta: PT Raja Graffindo Persada. 1993
Hidayat. Mikrobiologi. Surabaya: Airlangga university Press. 2006
Mandel 2004. Mikrobiologi industry. Bandung : PT Refika Aditama, 2007
Pelzer dan Chan. Mikrobiologi. Jakarta : Erlangga, 1988
Rahayu .Studi Kasus Industri Tahu Tandang Semarang, Sederhana Kendal dan Gagak Sipat Boyolali. Jakarta. Salemba Merdeka. 2012
Rahman. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Industri Tahu. Bandung : Citra Aditya Bakti, 1992
Setiawati. . Berbagai jenis tanaman biji. Jakarta. EGC. 2011
Winarno. 1992. Bioteknologi Tradisional. Bandung ; CV. Yrama Widya, 1992
(http://eprints.undip.ac.id/17407/1/Fibria_Kaswinarni.pdf diakses pada tanggal 29 Jnli 2014)
(http://www.iwf.or.id/assets/document/44128.pdf. diakses pada tanggal 29 Juni 2014)
20
