Mg
2+
, Ca
2+
dan lainnya sangat diperlukan untuk mengontrol kerja enzim ekstraselluler danmembentuk ikatan polisakarida tersebut.
c. Tingkat Keasaman
Pengukuran pH merupakan parameter yang mempengaruhi pertumbuhan dan pembentukan produk. Karena sangat pentingnya pH maka sebagian besar proses
fermentasi dikendalikan dengan cara buffer atau sistem pengendali pH. Aktivitas pembentukan nata hanya terjadi pada kisaran pH antara 3,5-7,5. Asam asetat glasial
ditambahkan ke dalam medium untuk menurunkan pH medium yang optimum yaitu 4. Meskipun bisa tumbuh pada kisaran pH 3,5-7,5, bakteri A.xylinum sangat cocok
tumbuh pada suasana asam pH 4,3. Jika kondisi lingkungan dalam suasana basa, bakteri ini akan mengalami gangguan metabolisme selnya.
d. Udara Oksigen
Bakteri A.xylinum merupakan mikrobia aerobik. Dalam pertumbuhan, perkembangan, dan aktivitasnya, bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Bila kekurangan oksigen,
bakteri ini akan mengalami gangguan atau hambatan dalam pertumbuhannya dan bahkan akan segera mengalami kematian. Untuk mencukupi kebutuhan oksigen, pada
ruang fermentasi harus tersedia cukup ventilasi. Namun demikian, harus diusahakan agar aliran udara tidak kontak langsung dengan selulosa bakterial dan tidak terlalu
kencang masuk ke dalam ruangan . Aliran yang terlalu kencang dan langsung mengenai produk, akan dapat menyebabkan kegagalan dalam proses pembuatan nata.
e. Temperatur
Suhu ideal optimal bagi pertumbuhan Acetobacter xylinum adalah 28 - 31
o
C. kisaran tersebut merupakan suhu kamar pada umumnya di Indonesia. Pada suhu di bawah
28
o
C, pertumbuhan bakteri akan terhambat. Demikian juga pada suhu di atas 31
o
C bibit nata akan mengalami kerusakan dan bahkan pada suhu ± 40
o
C bakteri Acetobacter xylinum akan mati, meskipun enzim ekstraseluler yang telah dihasilkan
tetap bekerja membentuk nata. Pambayu,R.,2002.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3 Aktivitas Acetobacter xylinum pada Fermentasi Nata
Apabila ditumbuhkan pada media yang kaya akan sukrosa, Acetobacter xylinum akan memecah sukrosa ekstraseluler menjadi glukosa dan fruktosa. Senyawa-senyawa glukosa
dan fruktosa tersebut baru dikonsumsi sebagai bahan bagi metabolisme sel. Bakteri Acetobacter xylinum merombak gula untuk memperoleh energi yang diperlukan bagi
metabolisme sel. Selain itu, bakteri ini juga mengeluarkan enzim yang mampu menyusun mempolimerisasi senyawa glukosa menjadi polisakarida yang dikenal dengan selulosa
ekstraseluler. Fruktosa, selain digunakan sebagai sumber energi, juga berperan sebagai induser bagi sintesis enzim ekstraseluler polimerase. Hal ini merupakan salah satu alasan,
bahwa sukrosa mempunyai kelebihan dibanding gula sederhana lain dalam fungsinya sebagai substrat pembuat nata.
Berdasarkan pada pengamatan morfologi, pembentukan nata oleh bakteri Acetobacter xylinum diawali dengan pembentukan lembaran benang-benang selulosa.
Selanjutnya, bakteri ini membentuk mikrofibril selulosa disekitar permukaan tubuhnya hingga membentuk serabut selulosa yang sangat banyak dan dapat mencapai ketebalan
tertentu. Pada akhirnya, susunan selulosa tersebut akan tampak seperti lembaran putih transparan dengan permukaan licin dan halus yang disebut nata.
Pembentukan selulosa Acetobacter xylinum dipengaruhi oleh ketersediaan oksigen dan glukosa.Hestrin, S., and M.Schramm., 1954. Pada ruang gelap pembentukan
struktur nata relatif lebih cepat dan diperoleh lapisan yang lebih tebal. Widia, 1984.
Alat-alat kotor bisa mengambat bahkan mematikan pertumbuhan Acetobacter xylinum. Alat-alat bersih dan steril bisa memacu pertumbuhan bakteri Acetobacter
xylinum. Karena itu, semua peralatan harus disterilkan dulu. Semua peralatan disterilkan dengan cara dikukus dalam dandang atau memakai autoklaf.
Air kelapa yang baik untuk proses pembuatan selulosa bakterial ditandai dengan kadar gula yang tinggi jika diminum akan terasa manis. Air kelapa yang bercampur
Universitas Sumatera Utara
dengan air akan menurunkan hasil nata de coco yang terbentuk. Jika air kelapa bercampur dengan garam tidak akan terbentuk microbial cellulose sehingga tidak akan dihasilkan
nata de coco. Air kelapa yang disimpan lebih dari 1 bulan akan menghasilkan nata de coco yang kurang baik. Jika tetap menggunakan air kelapa yang sudah lama disimpan,
sebelum digunakan harus ditambah dengan gula pasir.Warisno,2004.
2.3 Fermentasi
Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi ini menyebabkan perubahan sifat
pangan , sebagai akibat dari pemecahan kandungan-kandungan bahan pangan tersebut. Hasil-hasil fermentasi terutama tergantung pada jenis bahan pangan substrat, macam
mikroba dan kondisi sekelilingnya yang mempengaruhi pertumbuhan dan metabolisme mikroba tersebut. Winarno, F.G.dkk,1997.
Tujuan dari proses terakhir ini adalah memproduksi produk seoptimal mungkin, berupa biomassa sel atau metabolit. Proses ini dilakukan dalam fermentor yang berisi
medium dengan kandungan gizi yang cukup dan kondisi medium misalnya suhu, pH, nutrient, medium dan homogenitas yang optimal.
2.3.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Keberhasilan Fermentasi
1. Medium
Medium harus dapat menyediakan seluruh kebutuhan nutrisi mikroorganisme. Kebutuhan itu meliputi senyawa sumber karbon, nitrogen, mineral, vitamin dan air.
2. Nutrien
Sumber utama yang paling banyak digunakan adalah karbohidrat monosakarida, disakarida dan polisakarida dan hidrokarbon karena bahan tersebut relatif banyak
Universitas Sumatera Utara
tersedia dan murah.Senyawa mengandung nitrogen umumnya dibutuhkan untuk pembentukan sel dan metabolit yang mengandung nitrogen.Nutrisi lain yang dibutuhkan
adalah mineral yang diperlukan untuk berbagai proses metabolisme sel. Air juga nerupakan salah satu nutrien bagi mikroorganisme. Nutrien ini umumnya sudah tersedia
melimpah di medium.
3. Suhu
Fermentasi dilakukan pada suhu dimana pertumbuhan sel atau produksi metabolit tertinggi. Berdasarkan suhu pertumbuhan optimum, umumnya mikroorganisme yang
digunakan dalam fermentasi tergolong mesofil dengan suhu optimum 20 - 45 °C dan
termofil dengan suhu optimum 45 °C.
4. pH
Selama fermentasi berlangsung, umumnya pH medium berubah. Perubahan pH ini dapat mengganggu pertumbuhan sel dan produksi metabolit. Karena itu selama fermentasi
berlangsung, pH dipertahankan tetap pada pH optimum. Untuk itu dapat dilakukan dengan penambahan buffer yang tidak dapat dirombak oleh mikroorganisme atau dengan
larutan asam atau basa dari luar jika pH berubah. Darwis, 1990
Fermentasi dilakukan pada media cair yang telah diinokulasi dengan starter. Fermentasi berlangsung pada kondisi aerob membutuhkan oksigen. Mikroba tumbuh
terutama pada permukaan media. Fermentasi dilangsungkan sampai nata yang terbentuk cukup tebal 1,0 – 1,5 cm. Biasanya ukuran tersebut tercapai setelah 10 hari semenjak
diinokulasi dengan starter, dan fermentasi diakhiri pada hari ke 15. Jika fermentasi tetap diteruskan , kemungkinan permukaan nata mengalami kerusakan oleh mikroba pencemar.
Nata berupa lapisan putih seperti agar. Lapisan ini adalah massa mikroba berkapsul dari selulosa. Lapisan nata mengandung sisa media yang sangat masam. Rasa dan bau masam
tersebut dapat dihilangkan dengan perendaman dan perebusan dengan air bersih. http:www.iptek.net.idindwarintek?mnu=6ttg=6doc=6c15.
Universitas Sumatera Utara
2.3.2 Tahap-Tahap Fermentasi Nata
Adapun tahap-tahap yang dilakukan pada fermentasi Nata adalah sebagai berikut :
a. Pemeliharaan Biakan Murni Acetobacter xylinum
Fermentasi nata memerlukan biakan murni Acetobacter xylinum. Biakan murni ini harus dipelihara sehingga dapat digunakan setiap saat diperlukan . pemeliharaan
tersebut meliputi : 1.
Proses penyimpanan sehingga dalam jangka waktu yang cukup lama viabilitas kemampuan hidup mikroba tetap dipertahankan, dan
2. Penyegaran kembali mikroba yang telah disimpan sehingga terjadi pemulihan
viabilitas dan mikroba dapat dapat disiapkan sebagai inokulum fermentasi.
b. Penyiapan Starter
Starter adalah populasi mikroba dalam keadaan murni dalam jumlah dan kondisi fisiologis yang siap diinokulasi pada media fermentasi. Mikroba pada starter tumbuh
dengan cepat dan fermentasi segera terjadi. Media starter biasanya identik dengan media fermentasi. Media ini diinokulasi dengan biakan murni dari agar miring yang
masih segar. Pada permukaan starter akan tumbuh mikroba membentuk lapisan yang disebut nata. Volume starter disesuaikan dengan volume media fermentasi yang akan
disiapkan. Pemakaian yang terlalu banyak tidak dianjurkan karena tidak ekonomis.
c. Fermentasi Nata
Fermentasi nata dilakukan pada media cair yang telah dinokulasi dengan starter. Mikroba tumbuh terutama pada permukaan media fermentasi. Fermentasi
dilangsungkan sampai nata yang terbentuk cukup tebal. Lapisan ini adalah massa mikroba berkapsul dari selulosaHasbullah,2001.
Universitas Sumatera Utara
2.4 Selulosa
