Lokasi Penelitian Metodologi Penelitian Gula sebagai sumber karbon Selulosa

1. Untuk mengetahui pengaruh lama penyimpanan terhadap kadar protein edible film dari nata de coco dengan penambahan pati, gliserin, dan kitosan sebagai pengemas bumbu mie instan. 2. Untuk mengetahui ketahanan edible film dari nata de coco dengan penambahan pati, gliserin, dan kitosan sebagai pengemas mie instan berdasarkan uji organoleptik.

1.5 Manfaat Penelitian

Mengurangi pemakaian bahan pengemas yang berbahan dasar plastik sebagai bahan pengemas makanan, dan mengolah limbah air kelapa menjadi nata de coco yang dapat digunakan untuk membuat edible film.

1.6 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Biokimia FMIPA USU, laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU, Laboratorium Kimia Analitik FMIPA USU, laboratorium Penelitian FMIPA USU, laboratorium Geologi Kuartener Bandung, dan laboratorium MMH Makanan, Minuman, dan Hasil pertanian BARISTAND Medan.

1.7 Metodologi Penelitian

Penelitian ini adalah eksperimental laboratorium, dengan menggunakan sampel berupa air kelapa yang diperoleh dari pedagang kelapa di jalan Agus Salim Kecamatan Selesai kabupaten Langkat. Nata de coco dibuat dengan penambahan pati, gliserin, dan kitosan. Selanjutnya nata de coco yang diperoleh diolah menjadi edible film. Universitas Sumatera Utara Adapun langkah-langkah analisisnya adalah sebagai berikut : 1. Pembuatan nata de coco dengan penambahan pati, gliserin, dan kitosan yang difermentasikan selama 14 hari hingga terbentuk suatu lapisan putih dengan ketebalan tertentu. 2. Penentuan kadar protein dilakukan dengan metode Kjeldhal, yang melalui tiga tahap, yaitu tahap destruksi, destilasi, dan titrasi. 3. Penentuan ketebalan, diukur dengan jangka sorong. 4. Penentuan uji ketahanan selama penyimpanan tiga bulan berdasarkan hasil uji organoleptik. Universitas Sumatera Utara BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Kelapa

Kelapa Cocos nucifera termasuk kedalam famili palmae palem yang merupakan salah satu kelas utama yang tergolong tumbuhan monokotiledon, famili palmae mencakup beberapa jenis tumbuhan yang bermanfaat bagi manusia, seperti kurma, kelapa sawit, pinang, sagu, tebu pohon aren, dan lainnya. Semuanya dibedakan berdasarkan batangnya yang tidak bercabang yang dimahkotai oleh daun menjarum yang bentuknya menyerupai kipas. Regnum : Plantae Divisio : Spermatophyta Kelas : Monocotyledoneae Ordo : Palmes Familia : Palmae Genus : Cocos Spesies : Cocos nucifera Suhardiman, 1999. Universitas Sumatera Utara

2.1.1 Air Kelapa

Kelapa menghasilkan air sebanyak 50-150 ml per butir. Air kelapa sangat baik digunakan sebagai bahan dalam pembuatan nata, karena mengandung nutrisi yang dibutuhkan bagi pertumbuhan, perkembangbiakan, dan aktivitas bibit nata yang berupa bakteri Acetobacter Xylinum. Untuk pertumbuhan dan aktivitasnya, Acetobacter Xylinum membutuhkan unsure makro dan mikro. Unsur makro terdiri atas karbon dan nitrogen. Sebagian dari kebutuhan akan karbon tersebut sudah dapat diperoleh dari air kelapa dalam bentuk karbohidrat sederhana, misalnya sukrosa, glukosa, fruktosa dan lain-lainnya. Sementara nitrogen juga dapat diperoleh dari protein yang terkandung dalam air kelapa, meskipun dalam jumlah yang kecil. Namun meskipun sedikit, protein dalam air kelapa tersebut tersusun dari asam-asam amino yang lengkap, yaitu sebanyak 17 macam asam amino. Bahkan persentase beberapa macam asam amino yang meliputi arginin, alanin, sistein, dan serin, ternyata lebih tinggi daripada asam- asam amino dalam susu sapi. Kelengkapan asam-asam amino dalam air kelapa ini sangat mendukung pertumbuhan, perkembangan, dan aktivitas bibit nata Acetobacter Xylinum. Selain karbohidrat dan protein, air kelapa yang telah tua juga mengandung berbagai mineral yang sangat diperlukan oleh Acetobacter Xylinum. Kelengkapan unsur mineral yang terkandung dalam air kelapa tua tersebut merupakan faktor kelebihan air kelapa jika dibandingkan dengan bahan pembuatan nata lainnya. Sebagai contoh, kalium K, natrium Na, magnesium Mg, kalsium Ca, dan fosfos P, merupakan unsur mineral utama yang terkandung dalam air kelapa tua, yang sangat dibutuhkan oleh Acetobacter Xylinum. Air kelapa yang baik adalah air kelapa yang diperoleh dari kelapa tua optimal, tidak terlalu tua dan tidak pula terlalu muda. Dalam air kelapa yang terlalu, terkandung minyak dari kelapa yang dapat menghambat pertumbuhan bibit nata Acetobacter Xylinum. Universitas Sumatera Utara Sebaliknya, air kelapa yang masih muda belum mengandung mineral yang cukup di dalamnya, sehingga kurang baik apabila digunakan sebagai bahan pembuatan nata Pambayun, 2002. Tabel 2.1 Perbandingan komposisi air kelapa muda dengan air kelapa tua Sumber air kelapa dalam 100 g Air kelapa muda Air kelapa tua Kalori 17,0 kal - Protein 0,2 g 0,14 g Lemak 1,0 g 1,50 g Karbohidrat 3,8 g 4,60 g Kalsium 15,0 mg - Fosfor 8,0 mg 0,50 g Besi 0,2 mg - Asam askorbat 1,0 mg - Air 95,5 g 91,50 g Bagian yang dapat dimakan 100 g - Sumber : Palungkun, 2001.

2.2 Nata de coco

Nata de coco adalah jenis komponen minuman yang merupakan senyawa selulosa dietary fiber yang dihasilkan dari air kelapa melalui proses fermentasi, yang melibatkan jasad renik mikrobia yang dikenal dengan nama Acetobacter Xylinum. Defenisi nata adalah suatu zat yang menyerupai gel, tidak larut dalam air dan berbentuk pada permukaan media fermentasi air kelapa dan beberapa sari buah masam. Nata de coco Universitas Sumatera Utara adalah jenis nata dengan medium fermentasi dari air kelapa. Nata de coco dibuat dengan memanfaatkan air kelapa untuk difermentasikan secara aerob dengan bantuan mikroba. Sebagai makanan berserat, nata de coco memiliki kandungan selulosa ± 2,5 dan lebih dari 95 kandungan air Palungkun,1996. Nata de coco memiliki kandungan serat kasar 2,75, protein 1,5-2,8; lemak 0,35 dan sisanya air. Nata dapat digambarkan sebagai sumber makanan rendah energi untuk keperluan diet karena gizi produk ini sangat rendah. Selain itu nata juga mengandung serat yang sangat dibutuhkan oleh tubuh dalam proses fisiologis sehingga dapat memperlancar pencernaan.

2.2.1. Fermentasi nata de coco

Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktifitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi ini dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan, sebagai akibat dari pemecahan kandungan-kandungan bahan pangan tersebut. Hasil- hasil fermentasi terutama tergantung pada jenis bahan pangan substrat, macam mikroba dan kondisi di sekelilingnya yang mempengaruhi pertumbuhan dan metabolisme mikroba Winarno, 1992 . Fermentasi nata dilakukan pada media cair yang telah diinokulasi dengan starter. Mikroba tumbuh terutama pada permukaan media fermentasi. Fermentasi dilangsungkan sampai nata yang terbentuk cukup tebal. Nata berupa lapisan putih seperti agar. Lapisan ini adalah massa mikroba berkapsul dari selulosa Hasbullah, 2001.

2.2.2. Zat-zat nutrisi yang ditambahkan pada fermentasi nata de coco

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.

a. Gula sebagai sumber karbon

Universitas Sumatera Utara 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 pelikel nata. Kebutuhan karbon untuk media umumnya diberikan oleh glukosa, pati, dan laktosa Hidayat, 2006.

b. 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.

2.2.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi nata

Untuk menghasilkan produksi nata yang maksimal perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut. 1. Temperatur ruang inkubasi Temperatur ruang inkubasi harus diperhatikan karena berkaitan dengan pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum dapat tumbuh dan berkembang secara optimal. Pada umumnya suhu fermentasi untuk pembuatan nata adalah pada suhu kamar 28 C. Suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi akan mengganggu pertumbuhan bakteri pembentuk nata, yang akhirnya juga menghambat produksi nata Budiyanto, 2004. 2. Jenis dan konsentrasi Medium Universitas Sumatera Utara Medium fermentasi ini harus banyak mengandung karbohidrat gula di samping vitamin dan mineral, karena pada hakekatnya nata tersebut adalah slime menyerupai lendir 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 slime sehingga slime tersebut terlepas dari sel vegetatif bakteri dan terapung-apung di permukaan medium. Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula yang kemudian digabungkan dengan asam lemak membentuk precursor 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. Kadar karbohidrat optimum untuk berlangsungnya produksi nata adalah 10 Palungkun, 1992. 3. Jenis dan konsentrasi stater Pada umumnya Acetobacter Xylinum merupakan stater yang lebih produktif dari jenis stater lainnya, sedang konsentrasi 5-10 merupakan konsentrasi yang ideal Rahman, 1992. 4. Kebersihan alat Alat-alat yang tidak steril dapat menghambat pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum. Sedangkan alat-alat yang steril dapat mendukung pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum. 5. Waktu fermentasi Waktu fermentasi yang digunakan dalam pembuatan nata umumnya 2-4 minggu. Minggu ke-4 dari waktu fermentasi merupakan waktu yang maksimal produksi nata, yang berarti lebih dari 4 minggu, maka kualitas nata yang diproduksi akan menurun. 6. pH fermentasi Derajat keasaman yang dibutuhkan dalam pembuatan nata adalah 3-5 atau dalam suasana asam. Pada kedua kondisi pH optimum, aktifitas enzim seringkali menurun tajam. Suatu perubahan kecil pada pH dapat menimbulkan perbedaan besar pada kecepatan beberapa reaksi enzimatis yang amat penting bagi organisme. 7. Tempat fermentasi Universitas Sumatera Utara Tempat fermentasi sebaiknya tidak terbuat dari logam karena mudah korosif yang dapat mengganggu pertumbuhan mikroorganisme pembentuk nata. Di samping itu tempat fermentasi sebaiknya tidak terkena cahaya matahari langsung, jauh dari sumber panas, dan harus berada dalam kondisi steril. Selain itu, dalam pembuatan nata juga harus diperhatikan bahwa selama proses pembentukan nata langsung harus dihindari gerakan atau goncangan ini akan menenggelamkan lapisan nata yang telah terbentuk dan menyebabkan terbentuknya lapisan nata yang baru yang terpisah dari nata yang pertama. Hal ini menyebabkan ketebalan produksi nata tidak standar Budiyanto, 2004.

2.2.4. Kandungan gizi nata

Dilihat dari zat gizinya, nata tidak berarti apa-apa karena produk ini sangat miskin zat gizi. Karena kandungan zat gizi khusunya energi yang sangat rendah, produk ini aman untuk dimakan siapa saja. Produk ini tidak akan menyebabkan kegemukan, sehingga sangat dianjurkan bagi mereka yang sedang diet rendah kalori. Keunggulan lain dari produk ini adalah kandungan seratnya yang cukup tinggi terutama selulosa. Peran utama serat dalam makanan adalah pada kemampuannya mengikat air yang dapat melunakkan feses. Makanan dengan kandungan serat kasar yang tinggi dapat mengurangi berat badan. Serat makanan akan tinggal dalam saluran pencernaan dalam waktu yang relative singkat sehingga absorpsi zat makanan berkurang. Selain itu, makanan yang mengandung serat yang relative tinggi akan memberikan rasa kenyang karena komposisi karbohidrat kompleks yang menghentikan nafsu makan sehingga mengakibatkan turunnya konsumsi makanan. Makanan dengan kandungan serat kasar relative tinggi biasanya mengandung kalori rendah, kadar gula, dan lemak rendah yang dapat membantu mengurangi terjadinya obesitas dan penyakit jantung Joseph, 2002.

2.3. Selulosa

Universitas Sumatera Utara 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 14000 satuan yang terdapat sebagai berkas-berkas terpuntir mirip tali yang terikat satu sama lain oleh ikatan hydrogen Fessenden, 1986. Gambar 2.1 Struktur Selulosa Selulosa yang diperoleh dari proses fermentasi nata adalah sejenis polisakarida mikroba yang tersusun oleh serat selulosa yang dihasilkan oleh strain Acetobacter Xylinum. Selulosa ini