Laporan Praktikum Bioteknologi_PEMBUATAN VINEGAR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan
makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk
hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan
barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak
ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19,pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain
dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas
akibat proses fermentasiyang tidak sempurna. Perubahan signifikan
terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun
vaksin dapat dilakukan secara massal. Berikut akan kami bahas mengenai salah
satu bentuk Bioteknologi yaitu Fermentasi (Darma, 2010).
Fermentasi merupakan bentuk tertua dari bioteknologi Minuman
beralkohol (bir, anggur, tuak), Makanan terfermentasi (keju, yoghurt, tape,
tempe, petis, terasi). Orang Somaria dan Babilon kuno sudah minum bir sejak
6000 th sebelum masehi. Orang Mesir sdh membuat adonan Kue Asam sejak th 4000
sebelum masehi .Sedangkan di Eropa, minuman anggur sudah dikenal jauh dimasa
lalu dengan proses fermentasi Perkembangan Bioteknologi Jaman sebelum Louis
Pasteur. Tujuan Fermentasi adalah untuk menghasilkan suatu produk (bahan
pakan) yang mempunyai kandungan nutrisi, tekstur, biological availability yang
lebih baik, disamping itu juga menurunkan zat anti nutrisinya (Darma, 2010).
Pada praktikum kali ini,
kami akan mencoba salah satu produk fermentasi yaitu vinegar. Seperti yang kita
ketahui bahwa vinegar merupakan salah satu komponen masakan yang dihasilkan
dari proses fermentasi. Perbedaan antara youghrt, hasil akhir proses fermentasi
tetap mempertahankan bentuk awal dari substar dengan perubahan pada rasa.
Istilah vinegar ini mengacu pada fermentasi dua tahap dari karbohidrat menjadi
alcohol selanjutnya menjadi asam asetat.
Vinegar berasal
dari kata vinaigre (bahasa Perancis) yang artinya anggur yang
telah asam, merupakan suatu produk yang dihasilkan dari fermentasi bahan yang
mengandung gula atau pati menjadi alkohol, yang kemudian difermentasi lebih
lanjut menjadi vinegar yang mempunyai kandungan asam asetat
minimal 4 gram/100mL (Kwartiningsih dan Mulyati, 2005). Jenis jenis vinegar
antara lain:
1. Cider vinegar (Apple vinegar) à Vinegar ini dibuat dari sari buah apel yang difermentasi
sampai diperoleh kadar asam asetat sebesar 4 gram/100mL, kadar gula reduksi
maksimum 50 % dan jumlah padatan total sebesar 1,6 %.
2. 2.Wine Vinegar à Bahan yang digunakan ialah sari buah anggur. Vinegar ini
mengandung jumlah padatan total lebih dari 1 gram dan abu sebesar 0,13 gram
setiap 100mL. Kadar asam asetat minimum 4 gram/100 mL.
3. Spirit/Distilled/Grain Vinegar à Vinegar ini diperoleh dari hasil fermentasi asam asetat
dengan menggunakan substrat alkohol hasil distilasi yang telah diencerkan.
Kadar asam asetat minimum 4 gram/100 mL.
4. Malt Vinegar à Vinegar yang diperoleh dari fermentasi tanpa melalui
proses distilasi dari salt malt atau biji-bijian yang
mengandung tepung yang sebelumnya telah dikecambahkan. Seperti vinegar lainnya,vinegar
jenis ini juga mengandung asam asetat minimum 4 gram/100 mL.
5. Sugar Vinegar à Vinegar yang diperoleh dari hasil fermentasi asam asetat
dari sirop molase dengan kadar asam asetat minimum 4 gram/100 mL.
6. Glucose Vinegar à Vinegar yang diperoleh dari hasil fermentasi asam asetat
dari larutan glukosa dan dekstrosa dengan kadar asam asetat minimum 4 gram/100
mL.(Waluyo S., 1984 dalam Kwartiningsih dan Mulyati, 2005).
Cuka sudah dikenal orang sejak peradaban manusia, seperti halnya
anggur. Perkataan vinegar, nama asing dari cuka, berasal dari kata vinegre yang
berarti anggur asam. Jika anggur dibiarkan selama beberapa hari di udara akan
mengalami fermentasi menjadi asam cuka. Nama lain dari asam cuka adalah acetum.
Dari perkataan acetum lalu timbul turunan-turunannya di dalam bahasa Inggris : acetic dan
di dalam bahasa Indonesia adalah asetat (Tjokroadikoesoemo, 1993 dalam Ananda,
2010).
Asam cuka adalah senyawa berbentuk cairan, tidak berwarna,
mempunyai bau yang menyengat dan memiliki rasa asam yang tajam sekali. Berat
spesifik asam cuka pada 200C adalah 1,049, sedangkan titik didihnya
pada tekanan atmosfer adalah 118,10C. Bahan ini larut di dalam air,
alkohol, gliserol dan eter, tetapi asam cuka tidak larut dalam karbon
disulfida. Kelarutannya tidak terhingga meskipun pada suhu kamar. Suhu perapian
asam asetat adalah 4270C dan meledak pada batas terendah (explosion
limits) sebesar kurang dari 4 % volume udara (Puturau, 1982 dalam Ananda,
2010).
Cuka atau vinegar adalah suatu bahan penyedap kodimen yang
dihasilkan dengan cara fermentasi dari bahan dasar yang mengandung gula atau
pati. Bahan penyusun utama dari cuka atau vinegar adalah asam cuka (asam
asetat). Sedangkan bahan penyusun cuka yang lain sangat bervariasi, bergantung
dari bahan dasar pembuatnya. Karena kandungan bahan-bahan tersebut, meskipun
dalam jumlah yang cukup kecil, cuka dari berjenis-jenis bahan baku memiliki
aroma yang berbeda-beda. Anggur dapat menghasilkan cuka dengan kualitas yang
paling baik (Tjokroadikoesoemo, 1993 dalam Ananda, 2010).
Cuka merupakan produksi asam asetat yang telah banyak dikenal.
Cuka adalah produk yang dihasilkan dari konversi etil alkohol (etanol) menjadi
asam asetat oleh bakteri asam asetat dari genus Acetobacter dan Gluconobacter
(Block et al., 1994 dalam Ananda, 2010). Menurut Prescott and
Dunn (1959) dalam Ananda, 2010, cuka merupakan penyedap
makanan yang dibuat dari bahan bergula atau mengandung pati melalui proses
fermentasi alkoholik diikuti fermentasi asam asetat yang mengubah alkohol
menjadi asam asetat. Dalam keadaan yang sangat baik jumlah asam asetat yang
dihasilkan berkisar 50 % dari jumlah alkohol.
Fermentasi
Pada Vinegar
Fermentasi adalah perubahan kimia dalam bahan pangan yang disebabkan oleh
enzim. Enzim yang berperan dapat dihasilkan oleh mikroorganisme atau enzim yang
telah ada dalam bahan pangan. (Bucle, K.A., 1985 dalamKwartiningsih
dan Mulyati, 2005)
Fermentasi merupakan suatu reaksi oksidasi atau reaksi dalam system biologi
yang menghasilkan energi di mana donor dan aseptor adalah senyawa organik.
Senyawa organik yang biasa digunakan adalah zat gula. Senyawa tersebut akan
diubah oleh reaksi reduksi dengan katalis enzim menjadi senyawa lain. (Fardiaz,
Winarno, 1984dalam Kwartiningsih dan Mulyati, 2005).
Dalam pengolahan vinegar, terjadi 2 kali fermentasi yaitu :
1. Fermentasi pembentukan alcohol dengan yeast Saccharomyces
cerevisiae. Pada fermentasi ini terjadi perombakan glukosa menjadi alkohol
dan gas CO2 dengan reaksi sebagai berikut :
C6H12O6 à 2 CH3CH2OH + CO2
Reaksi yang terjadi
anaerob. Etanol adalah hasil utama fermentasi tersebut di atas, di samping asam
laktat, asetaldehid, gliserol dan asam asetat. Etanol yang diperoleh maksimal
hanya sekitar 15 %. Untuk memperoleh etanol 95 % dilakukan proses distilasi.
Etanol digunakan untuk minuman, zat pembunuh kuman, bahan bakar dan pelarut.
2. Fermentasi perubahan alcohol menjadi asam asetat
dan air dengan bakteri Acetobacter aceti. Reaksi pembentukan asam
asetat dituliskan sebagai berikut :
CH3CH2OH
+ O2 à CH3COOH
+ H2O
Reaksi yang terjadi
adalah reaksi aerob. Pada fermentasi pembentukan asam asetat tersebut terjadi
perubahan etanol menjadi asam asetat melalui pembentukan asetaldehid dengan
reaksi sebagai berikut :
CH3CH2OH + ½ O2 _ CH3CHO
+ H2O
Etanol asetaldehid
CH3CHO + ½ O2 _ CH3COOH
Asetaldehid asam asetat
(Salle, A.J., 1974 dalam Kwartiningsih
dan Mulyati, 2005)
Berdasarkan literature
lain yaitu berasal dari Bagas (2010), yang menyatakan :
Proses
fermentasi pembuatan asam asetat atau vinegar :
A). Fermentasi secara
Aerob
Aceto Bacteri
C6H12O6 2C2H5OH
2CH3COOH + H2O +116 kal
(Glukosa
(Etanol)
Asam cuka
a. Metoda lambat (Slow
Methods)
v Biasanya untuk bahan baku berupa buah-buahan.
v Etanol tidak banyak bergerak atau mengalir
karena proses dilakukan pada suatu tangki batch.
v Memasukan jus buah, yeast, dan bakteri vinegar
ke dalam tangki
v Sebagian jus buah terfermentasi menjadi etanol
(11-13% alkohol) setelah beberapa hari.
v Fermentasi etanol menjadi asam asetat terjadi
pada permukaan tangki.
v Bakteri vinegar di permukaan larutan yang
membentuk lapisan agar-agar tipis mengubah etanol menjadi asam
asetat atau vinegar(asetifikasi).
v Proses ini memerlukan temperatur 21- 29 oC.
v Jatuhnya lapisan tipis agar-agar dari bakteri
vinegar akan memperlambat asetifikasi. Permasalahan ini bisa dicegahdengan
memasang lapisan yang dapat mengapungkan lapisan tipis agar-agar dari bakteri
vinegar.
Kelebihan Metoda lambat (Slow Methods) : -Proses sangat
sederhana
Kekurangan Metoda lambat (Slow Methods) :
1) Proses relative
lama,berminggu-minggu atau berbulan-bulan.
2) Jatuhnya lapisan
tipis agar-agar dari bakteri vinegar akan memperlambat asetifikasi.
b. Metoda cepat (Quick
Methods) atau German process
v Biasanya untuk bahan baku berupa etanol cair.
v Bahan baku untuk basis 1 ton asam asetat(100%) :
- Alkohol(95 %) sebanyak 1.950 lb
- Sedikit nutrisi
- Udara sebanyak 11.000 lb
v Etanol mengalami perpindahan selama proses.
v Proses fermentasi terjadi di dalam tangki
pembentukan (Frings generator) yang terbuat dari kayu atau besi.
v Bagian-bagian dari tangki pembentukan :
a) Bagian atas,
tempat alkohol dimasukkan
b) Bagian tengah,
terdapat bahan isian (berupa:kayu, tongkol jagung, rottan) di bagian ini untuk
memperluas bidang kontak rektan (etanol dan oksigen). Bahan isian mulamula
disiram dengan larutan vinegar yang mengandung bakteri asetat sehingga
dipermukaan bahan isian akan tumbuh bakteri asetat.
c) Bagian
bawah,digunakan sebagai tempat mengumpulkan produk vinegar.
-
Mendistribusikan campuran etanol cair (10,5 %), vinegar(1 %), dan nutrisi
melalui bagian atas tangki dengan alat sparger
-
Campuran mengalir turun melalui bahan isian dengan sangat
lambat
-
Udara dialirkan secara countercurrent melalui
bagian bawah tangki
-
Panas yang timbul akibat reaksi oksidasi diambil dengan pendingin. Pendingin
dipasang pada aliran recyclecairan campuran(yang mengandung
vinegar,etanol, dan air) dari bagian bawah tangki. Temperatur operasi
dipertahankan pada rentang suhu 30-35 oC.
-
Produk yang terkumpul di bagian bawah tangki mengandung asam asetat optimum
sebesar 10- 10,5 %. Sebagian produk direcycle dan sebagian yang
lain di keluarkan dari tangki.
- Bakteri asetat
akan berhenti memproduksi asam asetat jika kadar asam asetat telah mencapai
12-14 %.
-
Bahan baku 2.500 gal dengan produk 10,5 % asam asetat memerlukan waktu proses
8-10 hari.
Kelebihan Metoda cepat (Quick
Methods) atau German process :
1) Biaya proses rendah, relatif sederhana dan
kemudahan dalam mengontrol.
2) Konsentrasi produk asam asetat besar.
3) Tangki proses membutuhkan sedikit tempat
peletakannya.
4) Penguapan sedikit.
Kekurangan Metoda cepat
(Quick Methods) atau German process :
1) Waktu tinggal terlalu lama bila dibandingkan
Metoda Perendaman (Submerged Method).
2) Pembersihan tangki cukup sulit.
c. Metoda Perendaman (Submerged
Method)
- Umpan yang mengandung 8-12 % etanoldiinokulasi
dengan Acetobacter acetigenum.
- Temperatur proses dipertahankan pada rentang
suhu 24-29 oC.
- Bakteri tumbuh di dalam suspensi antara
gelembung udara dan cairan yang difermentasi.
- Umpan dimasukkan melewati bagian atas tangki.
- Udara didistribusikan dalam cairan yang
difermentasi sehingga membentuk gelembung- gelembung gas.Udara keluar tangki
melewati pipa pengeluaran di bagian atas tangki.
- Temperatur proses dipertahankan dengan
menggunakan koil pendingin stainless steel yang terpasang di
dalam tangki.
- Defoamer yang terpasang di bagian atas tangki membersihkan busa yang
terbentuk dengan sistem mekanik.
Kelebihan Metoda
Perendaman (Submerged Method):
a) Hampir disemua bagian
tangki terjadi fermentasi.
b) Kontak antar reaktan
dan bakteri semakin besar.
Kekurangan Metoda
Perendaman (Submerged Method):
a) Biaya operasi relatif mahal.
b) Fermentasi secara Anaerob
Clostridium
thermoaceticum
C6H12O6 CH3OOH + Q
glukos asam asetat
c) Menggunakan bakteri Clostridium
thermoaceticum.
d) Mampu mengubah gula menjadi asam asetat.
e) Temperatur proses sekitar 45- 65 oC; pH 2-5.
f) Memerlukan nutrisi yang mengandung karbon,
nitrogen dan senyawa anorganik.
Kelebihan proses anaerob :
a) Mengubah gula menjadi sama asetat dengan satu
langkah.
b) Bakteri tumbuh dengan baik pada temperatur
60 oC.Perbedaan temperatur yang besar antara suhu media
dengan suhu air pendingin memudahkan dalam pembuangan panas.
c) Kontaminasi dengan organisme yang membutuhkan
bisa diminimalisasi karena bekerja pada kondisi anaerob.
d) Organisme yang hanya dapat hidup dalam kondisi
mendekati pH netral akan mati karena operasi fermentasi dilakukan pada kondisi
asam pH 4,5.
Kekurangan proses
anaerob :
a) Konsentrasi asam asetat lebih rendah
dibandingkan dengan proses aerob.
b) Biaya proses lebih mahal dibandingkan dengan
proses aerob.
Pengendalian Fermentasi
Dalam proses pembuatan
cuka, ada beberapa langkah pengendalian fermentasi yang perlu dilakukan
sehingga hasil fermentasi yang berupa vinegar sesuai yang diinginkan.
a. Pada saat fermentasi alkohol, nutrisi yang
dibutuhkan oleh khamir untuk melakukan fermentasi harus dipenuhi. Selain gula
dan sebagian merupakan padatan cider, substansi yang dinyatakan oleh keasaman
dan abu sangat diperlukan oleh khamir. Demikian pula dengan kebutuhan mineral
dalam abu yang penting untuk pertumbuhan mikroba.
b. Suhu 75 – 80oF merupakan suhu
yang sesuai yang harus dipertahankan selama fermentasi alkohol. Pada suhu
mendekati 100oF fermentasi menjadi terhambat
dan berhenti pada suhu 105oF.
c. Fermentasi alkohol harus dilakukan dalam
kemasan, sehingga sari buah tidak terkena udara secara berlebihan. Suatu tong
diletakkan secara horizontal dengan lubang tong ditutup kapas atau perangkap
udara. Untuk sejumlah kecil dapat digunakan botol besar yang mulutnya disumbat
dengan kapas.Kemasan jangan ditutup rapat,sebab dapat meledak. Peristiwa ini
terjadi karena adanya tekanan dari gas yang dihasilkan.
d. Untuk mencegah pertumbuhan organisme yang tidak
dikehendaki ialah dengan menambahkan cuka yang kuat yang belum
dipasteurisasikan kedalam sari buah yang diperoleh sesudah fermentasi alkohol
selesai. Penambahan cuka tersebut dimaksudkan sebagai inokulasi yang penuh
dengan bakteri asam cuka pada sari buah beralkohol tersebut.
e. Sesudah fermentasi asetat berjalan sempurna,
cuka tidak boleh kontak dengan udara, sebab cuka dapat teroksidasi lebih lanjut
menjadi karbondioksida dan air, sehingga kadar asam menurun agak lebih cepat
sampai pada suatu kondisi yang tidak diinginkan. Untuk mengatasi hal ini cuka
harus ditempatkan dalam kemasan yang tertutup rapat dengan isi yang penuh.
f. Fermentasi asam asetat terjadi sangat cepat,
bila cider mengandung 6 – 8 % alkohol, tetapi 12 % alkohol masih dapat
ditolerir. Kegiatan fermentasi berjalan lambat bila alkohol yang ada hanya 1 –
2 %. Selama kegiatan fermentasi, dihasilkan panas yang cukup untuk menaikkan
suhu generator (metode cepat). Aktivitas fermentasi akan terus berlangsung pada
suhu antara 68 – 96oF.
Kegunaan
Asam Asetat
Cuka banyak digunakan
dalam industri pengolahan pangan, industri farmasi dan industri kimia.
v Pada industri makanan:
1. Sebagai bahan
pembangkit flavor asam dan pengawet.
2. Sebagai bahan
penyedap rasa (edible vinegar).
v Cuka banyak digunakan dalam industry:
1. Memproduksi asam
alifatis terpenting.
2. Bahan warna (indigo)
dan parfum.
3. Bahan dasar pembuatan
anhidrat yang sangat diperlukan untuk asetilasi, terutama dalam pembuatan
selulosa asetat.
v Dalam industri farmasi cuka /asam asetat
digunakan untuk untuk pembuatan obat-obatan (aspirin).
Beberapa negara di benua
Amerika dan Eropa menggunakan sari buah dari berbagai jenis buah-buahan sebagai
bahan bakunya.Di Jepang,cuka diproduksi dengan menggunakan bahan baku beras
yang telah mengalami sakarifikasi.Di Indonesia,nira aren sering digunakan oleh
masyarakat pedesaan untuk membuat cuka lahang,yaitu sejenis cuka yang dibuat
secara tradisional melalui proses fermentasi spontan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi
asam asetat adalah :
a. Suhu à Suhu optimum 15 – 340C (Prescott and
Dunn, 1959), 25 – 30oC (Hidayat, 1997)
b. pH à Bakteri asam asetat dapat tumbuh secara optimal
pada pH antara 5,4 – 6,3 (Adams, 1986).
c. Kecepatan
aerasi à Konsentrasi oksigen terlarut sangat
penting untuk pertumbuhan sel mikroba dalam menghasilkan asam asetat. Kecepatan
aerasi diperlukan untuk mengatur konsentrasi oksigen terlarut pada medium
fermentasi. Udara pada tekanan 1 atm merupakan sumber oksigen baik, tetapi
konsentrasi oksigen yang terlalu tinggi akan meracuni bakteri, begitu pula bila
terlalu rendah (Said, 1987).
Besarnya aerasi yang digunakan oleh peneliti berbeda-beda, antara lain : 0,08 vvm (Hidayat, 1997) dan 0,06 – 1,2 vvm (Wignyanto, 1995) dengan diameter sekitar 1 mm.
Besarnya aerasi yang digunakan oleh peneliti berbeda-beda, antara lain : 0,08 vvm (Hidayat, 1997) dan 0,06 – 1,2 vvm (Wignyanto, 1995) dengan diameter sekitar 1 mm.
d. Konsntrasi
alkohol à Konsentrasi alkohol yang digunakan
berbeda-beda antara lain yang dikemukakan oleh Hotmaka dan Ebner (1959) sebesar
5 – 7 %
e. Jumlah
inokulum à Seleksi terhadap jenis dan jumlah
inokulum yang akan ditambahkan akan menentukan kualitas hasil fermentasi .
Kriteria penting bagi kultur mikroba agar dapat digunakan
sebagai inokulum yaitu sehat dan berada dalam keadaan aktif, tersedia dalam
jumlah yang cukup, berada dalam bentuk morfologi yang sesuai, bebas dari
kontaminan dan kemampuannya dalam membentuk produk.
f. Lama
fermentasi à Lama fermentasi akan mempengaruhi
produk fermentasi yang dihasilkan. Waktu fermentasi yang terlalu pendek akan
menghasilkan produk yang sedikit karena substrat tidak seluruhnya terdegradasi
sedang waktu fermentasi yang lama, asam asetat akan teroksidasi menjadi
karbondioksida dan air (Soeharto, 1986). Proses fermentasi ini berkisar pada
jangka waktu 12 hari dan menghasilkan asam asetat 3,5 %.
Ragi yang bertanggung jawab pada proses pembuatan vinegar adalah ragi dari
kelompok acetobacter.
Acetobacter
Acetobacter adalah sebuah genus bakteri penghasil asam asetat, ditandai dengan kemampuannya mengubah etanol (alkohol) menjadi asam asetat (asam cuka) dengan bantuan udara. Ada beberapa bakteri dari golongan lain yang mampu menghasilkan
asam asetat dalam kondisi tertentu, namun semua anggota genusAcetobacter dikenal
memiliki kemampuan ini. Bakteri-bakteri Acetobacter dikenal
penting secara komersial, antara lain karena :
· dapat digunakan dalam produksi cuka (dengan sengaja mengubah etanol pada anggur menjadi asam asetat
· namun dapat juga merusak anggur, dengan
menghasilkan asam asetat atau etil asetat, yang merusak rasa anggur tersebut
Pertumbuhan Acetobacter pada
anggur dapat dicegah dengan sanitasi yang efektif, pemisahan udara dari anggur
secara sempurna, maupun penggunaan secukupnya sulfur dioksida sebagai pengawet pada anggur.
Di laboratorium, Acetobacter dikenali dengan
mudah dengan pertumbuhan koloninya di medium yang mengandung 7% etanol, dan
ditambahi kalsium karbonatsecukupnya untuk memburamkan medium sebagian. Ketika koloni tersebut membentuk asam
asetat yang cukup, kalsium karbonat kemudian melarut sehingga terbentuk daerah
bening yang jelas pada medium (Anonim, 2011).
(Gambar
Acetobacter)
Klasifikasi Acetobacter
Kerajaan:
|
|
Filum:
|
|
Kelas:
|
Alpha Proteobacteria
|
Ordo:
|
|
Famili:
|
|
Genus:
|
Acetobacter
|
Ragi jenis acetobacter ini sangat sensitive terhadap suhu.
Ragi ini tumbuh baik pada suhu antara 150C sampai 350C
dengan suhu optimal antara 26-300C dan mati pada suhu 600C. salah
satu hal penting dalam pembuatan vinegar adalah sterilisasi alat. Acetobacter juga
memerlukan oksigen untuk dapat bekerja sehingga wadah yang kedap udara tidak
dapat digunakan untuk proses fermentasi pembuatan vinegar. Air yang digunakan
untuk mengencerkan vinegar harus air murni. Chlorine dan fluoride yang terdapat
pada air keran dapat menimbulkan efek merugikan pada proses pembuatan vinegar.
Setelah fermentasi dimulai, stok vinegar harus ditaruh ditempat gelap selama
kurang lebihh dua sampai tiga minggu karena acetobacter sangat sensitive
terhadap sinar UV. Hal lain yang harus diperhatikan adalah larutan tidak boleh
diaduk selama proses fermentasi. Selama beberapa minggu, umumnya terdapat
lapisan pada bagian atas larutan vinegar yang dihasilkan yang dikenal dengan
istilah “induk” vinegar yang dapat dipakai sebagai starter untuk membuat
vinegar. Proses akhir dari pembuatan vinegar adalah penambahan umur proses.
Lama proses sangat mempengaruhi rasa dari vinegar yang dihasilkan. Untuk
mempercepat proses, vinegar bisa dipasteurisasi yang menghilangkan alcohol dan
menambah umur simpan.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan vinegar ?
2. Mengapa harus menggunakan wadah dari kaca atau
keramik untuk membuat vinegar?
3. Bahan aktif apakah yang dapat ditemukan pada
“induk” vinegar ?
4. Apakah yang akan terjadi pada saat anda menaruh
larutan vinegar yang sedang difermentasi pada daerah yang terdedah sinar
matahari ?
5. Hal apa saja yang dapat menghambat proses
pembuatan vinegar?
6. Setelah anda membuat vinegar, menurut anda
apakah mungkin membuat vinegar menggunakan ragi yang umum dijual untuk membuat
roti?Jelaskan alasan anda!
1.3 Tujuan
1. Mendefinisikan istilah seperti respirasi aerob,
substrat, produk akhir, enzim, fermentasi, alcohol, asam laktat
2. Menjabarkan bahan mentah (substrat), produk
akhir, dan kondisi yang diperlukan bagi bakteri untuk melakukan respirasi aerob
3. Menjabarkan dua factor yang menghambat
pertumbuhan ragi pada larutan gula
4. Menjabarkan alasan pembuatan vinegar pada wadah
yang terbuat dari kaca atau keramik
5. Mengetahui bahwa perubahan tekstur larutan gula
disebabkan karena perubahan gula menjadi alcohol sebelum menjadi vinegar
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat
v Wadah atau toples yang terbuat dari kaca
Toples merupakan sebuah
tempat yang bisa digunakan selama penyimpanan vinegar. Toples yang digunakan
untuk pembuatan vinegar ini hendaklah yang terbuat dari kaca.
v Baskom
Baskom merupakan sebuah
tempat/wadah yang digunakan sebagai tempat penyimpanan air kelapa sementara,
sebelum dimasukkan kedalam toples
v Lap
Lap merupakan sebuah
alat yang bisa digunakan untuk menutup toples dengan keadaan tertutup. Sebelum
lap digunakan, terlebih dahulu harus disterilisasikan.
v Panci
Panci merupaka sebuah
wadah atau alat yang digunakan untuk mensterilisasikan lap yang hendak
digunakan.
v Karet gelang
Karet gelang merupakan
sebuah alat yang bisa digunakan untuk menguatkan atau mencegah toples yang
berisi vinegar yang terbuat dari air kelapa itu terhindar dari kontaminan yang
ada.
2.2 Bahan
v Air Kelapa
Air kelapa merupakan
suatu bahan dasar yang dapat digunakan dalam proses pembuatan vinegar. Air
kelapa ini biasanya didapatkan dari kelapa yang sudah siap dimakan atau
biasanya digunakan air kelapa muda.
v Gula putih
Gula putih digunakan
merupakan salah satu bahan pemanis.
v Air biasa
Air biasa merupakan
salah satu bahan yang digunakan untuk mensterilkan lap yang akan digunakan.
BAB III
METODELOGI PENELITIAN
METODELOGI PENELITIAN
3.1 Persiapan Wadah
Pilih wadah pembuatan
vinegar yang terbuat dari kaca atau keramik. Jangan menggunakan wadah dari
material yang dapat beraksi dengan vinegar, seperti alumunium, besi, dan
plastic. Vinegar dapat menyebabkan beberapa reaksi kimia dengan bahan- bahan
tersebut yang menyebabkan vinegar menjadi senyawa yang berbahaya bagi
kesehatan.
3.2 Persiapan Bahan
Pada praktikum ini, kita
akan menggunakan vinegar dari air kelapa, caranya :
v Pertama-tama masukkan terlebih dahulu air kelapa
ke dalam wadah atau toples yang terbuat dari kaca
v Tambahkan gula putih secukupnya hingga terasa
manis, kemudian aduk sampai merata.
3.3 Proses Fermentasi
Sebelum kita melakukan
proses fermentasi, terlebih dahulu kita persiapkan kain kassa atau lap, yang
siap untuk disterilisasikan, yaitu dengan cara :
v Masukkan air ke dalam panci, kemudian didihkan
hingga mendidih
v Selanjutnya lap atau kain kassa disimpan diatas
panic yang berisi air panas tersebut, dengan cara ini bisa mensterilisasikan
lap tersebut
Kemudian selanjutnya
adalah tahap fermentasi :
v Tutup wadah dengan kain kasa dan kencanngkan
dengan karet gelang atau benang. Kondisi ini memungkinkan oksigen untuk tetap
mengalir ke larutan dan mencegah lalat dan sampah untuk masuk ke dalam larutan
v Tempatkan wadah pada ruang gelap, hangat, dan
biaarkan alam mengatur proses ini. Usahakan suhu pada tempat penyimpanan antara
150C sampai 270C. Umumnya setelah 3- 4 minggu lapisan
“induk” vinegar mulai terbentuk.
3.4 Penyimpanan vinegar
v Untuk menghilangkan alcohol diperlukan waktu
fermentasi yang sangat lama. Proses ini dapat dipercepat dengan mendidihkan
vinegar yang telah diperoleh. Setelah didihkan, proses pasteurisasi dapat
dilakukan dengan memanaskan vinegar pada suhu 770C selama 10 menit
v Vinegar yang tidak dipasteurisasi dapat disimpan
pada wadah yang steril dan tertutup selama beberapa bulan dalam refrigator
v Vinegar yang dipasteurisasi dapat disimpan pada
wadah kedap uadara yang steril di suhu ruang dan tidak terkena sinar matahari
langsung selama beberapa bulan
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Gambar : Proses
penyimpanan Vinegar ditempat yang gelap dan tidak terkena sinar matahari.
4.2 Pembahasan
Sebelum kita lebih jauh membahas tentang praktikum kali ini dalam
proses pembuatan vinegar, terlebih dahulu kita harus memahami tentang istilah
seperti respirasi aerob, substrat, produk akhir, enzim, fermentasi.
Enzim merupakan protein yang bertindak sebagai katalis didalam
tubuh makhluk hidup. Enzim dapat bertindak sebagai katalis yaitu dapat
meningkatkan kecepatan reaksi kimia tetapi tidak berubah dalam reaksi kimia
tersebut. Molekul yang bereaksi di dalam suatu reaksi yang dikatalis oleh enzim
disebut substrat, dan molekul yang dihasilkan disebut produk (Aryulina,
dkk. 2007).
Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan
udara terutama oksigen. Secara garis besar, proses tersebut dibagi dalam 3 tahap
yaitu glikolisis, siklus krebs, dan transfer electron. Energi yang dihasilkan
pada proses ini adalah 38 ATP . Sedangkan Respirasi anaerob merupakan salah
satu proses katabolisme yang tidak menggunakan oksigen bebas sebagai penerima
atom hidrogen (H) terakhir, tetapi menggunakan senyawa tertentu (seperti :
etanol, asam laktat) .Asam piruvat yang dihasilkan pada tahapan glikolisis
dapat dimetabolisasi menjadi senyawa yang berbeda (ada/tersedianya oksigen atau
tidak) . Pada kondisi aerobik (tersedia oksigen) sistem enzim mitokondria mampu
mengkatalisis oksidasi asam piruvat menjadi H2O dan CO2 serta
menghasilkan energi dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Phosphat). Pada kondisi
anaerobik ( tidak tersedia oksigen ), suatu sel akan dapat mengubah asam
piruvat menjadi CO2 dan etil alkohol serta membebaskan energi (
ATP ). Atau oksidasi asam piruvat dalam sel otot menjadi CO2 dan
asam laktat serta membebaskan energi ( ATP ). Bentuk proses reaksi yang
terakhir disebut, lazim dinamakan fermentasi. Proses ini juga melibatkan
enzim-enzim yang terdapat di dalam sitoplasma sel. Energy yang dihasilkan pada
proses respirasi anaerob adalah 2 ATP (Dakon, 2011).
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu
bentukrespirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih
jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa
akseptor elektron eksternal (Anonim, 2011).
Pada praktikum kali ini, kita akan membahas cara atau proses
pembuatan dari vinegar. Vinegar merupakan salah satu komponen masakan yang
dihasilkan dari proses fermentasi. Dalam pembuatan vinegar ini, kami
menggunakan air kelapa sebagai bahan bakunya. Seperti yang kita ketahui bahwa
air kelapa ini banyak sekali manfaatnya, salah satunya itu bisa dijadikan
sebagai bahan baku dalam pembuatan vinegar. Istilah vinegar ini mengacu
pada fermentasi dua tahap dari karbohidrat menjadi alcohol selanjutnya menjadi
asam asetat.
Asam asetat merupakan salah satu produk industri yang banyak
dibutuhkan di Indonesia. Asam asetat dapat dibuat dari substrat yang mengandung
alkohol, yang diperoleh dari berbagai macam bahan seperti buah buahan, kulit
nanas, pulp kopi, dan air kelapa. Hasil dari fermentasi asam asetat sering
disebut sebagai vinegar yang berarti sour wine. Vinegar berasal dari bahasa
Perancis, vindiger (vin=wine, digger=sour). Pada saat ini cuka atau vinegar
dibuat dari bahan kaya gula seperti buah anggur apel, nira kelapa, malt, gula
sendiri seperti sukrosa dan glukosa, dimana pembuatannya melibatkan proses
fermentasi alokohol dan fermentasi asetat secara berimbang (Anonim, 2010).
Vinegar atau cuka sudah ditemukan oleh ribuan
tahun yang lalu. Ketika anggur pertama kali dibuat, gula difermentasi menjadi
alkohol. Seiring waktu, bakteri di udara mengubah alkohol menjadi asam asetat (Anonim, 2011).
Proses Fermentasi
Vinegar :
a. Fermentasi Aerob
Acetobacter
aceti
C6H12O6 à 2 C2H5OH à 2 CH3COOH + H2O + 116 kal
glukosa
etanol
cuka asam
b. Fermentasi Anaerob
Clostridium thermoaceticum
C6H12O6 à 3
CH3COOH
glukosa
asam asetat
Untuk membuat vinegar wadah atau tempat yang digunakan hendaklah
yang terbuat dari kaca atau keramik. Hal disebabkan karena ketika proses
fermentasi akan beerubah asam dan asam disana adalah asam asetat. Karena sifat
asam tersebut kemungkinan kandungan plastic yaitu dioksin akan dapat keluar sehingga
vinegar yang nantinya akan dikonsumsi tidak baik untuk kesehatan karena dioksin
yang ada dalam plastic memang berbahaya untuik kesehatan.
Berdasarkan literature yang ada dari Najwa (2010),menyatakan bahwa dioksin
adalah senyawa yang tergolong karsionogenik. Dampak keracunan dioksin untuk
jangka panjang adalah kanker dan aterosklerosis sehingga menaikkan angka
kematian sampai 46 % pada beberapa kasus. Dioksin merupakan senyawa yang mampu mengacaukan
sistem hormon, yaitu dengan cara bergabung dengan kaseptor hormon, sehingga
mengubah fungsi dan mekanisme genetis dari sel, dan mengakibatkan pengaruh yang
sangat luas, yaitu kanker, menurunkan daya tahan tubuh, mengacaukan sistem
saraf, keguguran kandungan, dan dapat mengakibatkan cacat kelahiran (birth
deformity). Dioksin secara langsung mampu menurunkan sel B dan secara tidak
langsung menurunkan jumlah sel T yang berperan dalam sistem imun. Karena mampu mengubah
fungsi genetika sel, jadi dapat menyebabkan timbulnya penyakit genetis dan
dapat mempengaruhi pertumbuhan anak.
Dioksin dikenal sebagai penyebab kanker. Berinteraksi secara
langsung dengan DNA melalui mekanisme berbasis reseptor. Proses
interaksi melalui mekanisme berbasis resptor dapat dijelaskan sebagai berikut,
setelah masuk ke dalam tubuh melalui selaput sel, dioksin bersatu dengan
protein dasar reseptor. Maka dioksin pun diizinkan masuk ke dalam inti sel. Di
sini ia berinteraksi dengan DNA dan menyerang gen yang mengontrol banyak reaksi
biokimia seperti sintesa dan metabolisme hormon, enzim, maupun faktor
pertumbuhan, sehingga bisa menimbulkan dampak dari kelainan janin sampai kanker
(Albab, 2005).
Pada proses pembuatan vinegar, setelah beberapa minggu umumnya
akan terdapat lapisan pada bagian atas larutan vinegar yang dihasilkan yang
dikenal dengan istilah “induk” vinegar yang dapat dipakai sebagai starter untuk
membuat vinegar. Bahan aktif yang dapat ditemukan pada “induk”
vinegar yaitu bakteri asam asetat yang dewasa ini banyak digunakan untuk
memproduksi vinegar secara komersial adalah galur dari spesies Acetobacter
aceti, A. Pasteurianus, A. Peroxidans dan Gluconobacter
oxidans.
Bakteri asam asetat sangat bervariasi dan mudah mengalami perubahan-perubahan sifat fisiologis dan aktivitas metabolik. Karena itu bagi industri vinegar yang terpenting adalah galur bakteri asam asetat yang memilki sifat-sifat:
Bakteri asam asetat sangat bervariasi dan mudah mengalami perubahan-perubahan sifat fisiologis dan aktivitas metabolik. Karena itu bagi industri vinegar yang terpenting adalah galur bakteri asam asetat yang memilki sifat-sifat:
1. Toleran terhadap konsentrasi asam asetat yang
tinggi.
2. Tidak mengoksidasi asam asetat
3. Mempunyai produktivitas yang tinggi
4. Kebutuhan nutrien sedikit
5. Tahan terhadap infeksi
6. Bakteri asam cuka termasuk golongan bakteri gram
negatif aerobik, langsung dicampurkan dalam medium. Penyimpanan harus di tempat
dingin dan dijauhkan dari area panas.
Dalam proses fermentasi larutan vinegar harus terhindar dari sinar
matahari. Hal ini dikarenakan bila vinegar terdedah matahari kemungkinan yang
akan terjadi yaitu kerja bakteri yang nantinya kan membuat fermentasi dan
akhoirnya menjadikan bahan itu manjadi alkhol tidak bekerja dan kemungkinan
yang terjadi yakni kebusukan. Sehingga fermentasi yang terjadi akan gagal dan
tidak akan dapat dijadikan vinegar.
Faktor Faktor yang
Diperhatikan dalam Pembuatan Vinegar (Asam Asetat)
a. Pemilihan mikroba
Bakteri yang dapat memenuhi syarat yaitu yang produktivitasnya
tinggi dan mempunyai rasa enak. Sebagai contoh Bacterium schutzen
bachil / Baterium cuvrum biasanya dipakai untuk
memproduksi asam cuka biasanya dipakai asam cuka dari etanol dengan quick
vinegar process, sedang Bacteruim orleanensepada proses Orleans
(proses lambat). Jika kita salah memilih mikroba akan dapat menghambat dalam
proses pembuatan vinegar.
b. Kualitas bahan dasar
Sebagai bahan dasar adalah semua bahan yang dapat difermentasikan
menjadi alkohol.bisa dari jus buah buahan seperti buah apel, anggur, jeruk,
bahan bahan bergula , beer, anggur/ wine.
c. Fermentasi oleh yeast
Sebelum fermentasi asam cuka, gula yang berasal dari bahan dasar
difermentrasikan menjadi alkohol, sehingga yeast yang dipakai harus diseleksi,
demikian juga faktor faktor yang mempengaruhi selama fermentasi menjadi alkohol
harus diperhatikan.
d. Keasaman
Kadar alkohol terbaik dan dapat segera difermrntasikan 10-13%.
Bila kadar alkohol 14% atau lebih maka oksidasi alkohol menjadi asam cuka tidak
atau kurang sempurna sebab perkembangan bakteri asam cuka terhambat. Sedang
bila kadar alkohol rendah mungkin akan banyak vinegar yang hilang bahkan pada
konsentrasi alkohol 1-2% ester dan asam cuka akan dioksidasi yang mengakibatkan
hilangnya aroma dan flavor( aroma dan flavor menjadi jelek).
e. Oksigen
Proses fermentasi asam cuka menjadi alkohol adalah proses oksidasi
maka perlu diaerasi.
etanol
asetaldehid
f. Supporting medium/ bahan penyangga
Bahan penyagga ini dimaksudkan untuk memperluas permukaan yang
berhubungan dengan udara serta tempat melekatnya koloni bakteri bakteri asam
cuka sehingga proses fermentasinya menjadi lebih cepat. Sebagai bahan penyangga
dapat dipakai chips/ pasahan/ tatal kayu, arang, ranting anggur, tongkol
jagung, dan sebagainya. Bahan penyangga tersebut tidak boleh bersifat racun,
serta tidak boleh mengandung besi, tembaga, sulfur, atau ion ion lainnya yang
mempengaruhi vinegar.
g. Suhu
Suhu selama fermentasi mempengaruhi pertumbuhan dari bakteri asam
cuka. Bila suhu:
12-15 oC : pertumbuhan bakteri
lambat, sel selnya menjadi gemuk, pendek.
42-45 oC : sel bakteri akan
memanjang membentuk semacam mycelium yang tidak bersekat
15-34 oC : pertumbuhan sel
normal dan cepat
Untuk fermentasi asam
cuka suhu yang paling sesuai 26,7-29,40C, sebab bila suhu rendah
fermentasi akan berjalan lambat sedang bila suhu tinggi akan banyak alkohol
yang menguap bersama-sama dengan bahan bahan volatile yang membentuk flavor dan
aroma dari asam cuka, sehingga asam cuka yang dihasilkan akan mempunyai flavor
ataupun aroma yang kurang sedap/ enak.
Setelah kita membuat vinegar, menurut anda apakah mungkin
membuat vinegar menggunakan ragi yang umum dijual untuk membuat roti?Jelaskan
alasan anda!
Bisa. Karena menuirut
saya ragi roti juga mengalami fermentasi yang tidak memeelukan udara sehingga
dapat dijadikan sebagai bahan induk untuk membuat vinegar. Karena roti
juga puna sifat yang sama seperti bakteri pada vinegar seperti halnya proses
ini :
Proses fermentasi
didefinisikan sebagai proses penguraian asam amino secara anaerobic yaitu tanpa
memerlukan oksigen. Senyawa yang dapat diuraikan dalam fermentasi utamanya
adalah KH. Namun sebelum difermentasikan polisakarida terlebih dahulu menjadi
gula sederhana, misalnya hidrolisis pati menjadi unit-unit glukosa. Glukosa
lalu dipecah menjadi senyawa-senyawa lain tergantung jenis fermentasinya.
Dalam proses
fermentasinya terlebih asam piruvat, dikenal 4 jalur pemecahan glukosa, yaitu :
1. Jalur CMF atau glikolisis, ditemukan pada fungi dan
sebagian besar bakteri, serta hewan dan manusia.
2. Jalur entner-do udreff (ED) hanya ditemukan pada
bakteri.
3. Jalur Heksa amino fosfat (HMF) ditemukan pada berbagai
organisme.
4. Jalur fosfo ketolase (FK) ditemukan pada bakteri yang
tergolong lactobacillus heterofermentatif (Anonim, 2008)
Manfaat Asam Asetat
a) Penambah rasa pada makanan dalam industri
makanan
b) Memperbaiki flavor pada pembuatan mayonaise
c) Memperbaiki flavor dan pengawet pada pembuatan
acar
d) Antiseptic
e) Mencegah tumbuhnya jamur pada roti
BAB V
PENUTUP
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Vinegar berasal dari kata vinaigre (bahasa
Perancis) yang artinya anggur yang telah asam, merupakan suatu produk yang
dihasilkan dari fermentasi bahan yang mengandung gula atau pati menjadi
alkohol, yang kemudian difermentasi lebih lanjut menjadi vinegar. Ragi
jenis acetobacter ini sangat sensitive terhadap suhu. Ragi ini
tumbuh baik pada suhu antara 150C sampai 350C dengan suhu
optimal antara 26-300C dan mati pada suhu 600C. salah satu hal
penting dalam pembuatan vinegar adalah sterilisasi alat. Acetobacter juga
memerlukan oksigen untuk dapat bekerja sehingga wadah yang kedap udara tidak
dapat digunakan untuk proses fermentasi pembuatan vinegar. Vinegar atau cuka
dibuat dengan cara melakukan 2 fermentasi. Fermentasi aerob untuk menghasilkan
ethanol dan fermentasi anaerob untuk menghasilkan asam asetat. Ada beberapa
factor yang harus diperhatikan dalam proses pembuatan vinegar adalah pemilihan
mikroba, kualitas bahan dasar, fermentasi oleh yeast, keasama, oksigen,
supporting medium/bahan penyangga, dan suhu. Pembuatan vinegar juga harus
mengggunakan wadah/ toples yang terbuat dari agar terhindar dari bereakasinya
senyawa dioksin yang akan menyebabkan kanker pada manusia.
5.2 Saran
Dalam proses pembuatan
vinegar, kami memberikan saran kepada yang akan melakukan praktikum ini agar
selalu memperhatikan alat dan bahan yang akan digunakan. Alat yang digunakan
haruslah steril, kemudian proses fermentasinya harus diperhatikan pula.
Penyimpanan vinegar haruslah dalam kedaan yang gelap, serta tempat yang
digunakannya itu yang terbuat dari kaca.
DAFTAR PUSTAKA
Albab, 2005. Dioksin Penyebab Kanker. [online].
Tersedia:
http://diploma.chemistry.uii.ac.id/index.php?option=com_content&task=view&id=123&Itemid=182-diakses-13-11-2011
Ananda, 2010. Cuka. [online]. Tersedia : http://anandagagan.blogspot.com/2010/03/cuka.html-diakses-12-11-2011
Anonim, 2008. .Pembuatan Ragi. [online]. Tersedia: http://medicafarma.blogspot.com/2008/06/pembuatan-ragi.html-diakses-13-11-2011
Anonim, 2010. Asam Asetat. [online]. Tersedia:
Laboraturium Mikrobiologi Industri-doc
Anonim, 2011. Acetobacter. [online]. Tersedia: http://id.wikipedia.org/wiki/Acetobacter-diakses-12-11-2011
Anonim, 2011. Seni Makanan-Vinegar. [online].
Tersedia:
http://web.budaya-tionghoa.net/budaya-tionghoa/seni-makanan/313-vinegar-diakses-13-11-2011
Bagas, 2010. Pembuatan Asam Asetat. [online].
Tersedia:http://bagasvanirawan.wordpress.com/2010/07/20/pembuatan-asam-asetat/-diakses-12-11-2011
Dakon, 2011. Respirasi Aerob dan Anaerob. [online].
Tersedia:
http://maindakon.blogspot.com/2011/05/respirasi-aerob-dan-aerob.html-diakses-12-11-2011
Darma, 2010. Bioteknologi Fermentasi. [online].
Tersedia: http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/01/bioteknologi-fermentasi/-diakses-12-11-2011
Kwartiningsih dan Mulyati, 2005. Fermentasi Sari Buah Nanas
menjadi Vinegar. Kuilibrium. Vol. 4. No. 1. 8 Juni 2005 : 8 –
12
Najwa, 2010. Tissue dan Pembalut penyebab kanker. [online].
Tersedia:
http://najwa-choey.abatasa.com/post/detail/10050/waspadai-zat-penyebab-kanker-dalam-tissue-dan-pembalut-anda-diakses-13-11-2011