IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. KARAKTERISTIK NIRA
Proses pembakaran tebu dilakukan dengan cara menebang tebu terlebih dahulu kemudian dibakar menggunakan daun atau kayu kering. Hal ini
dilakukan karena kendala teknis di lapangan yang menyulitkan pembakaran tebu dalam keadaan tegak. Pembakaran bertujuan untuk membersihkan bahan
material yang tidak terpakai trash pada proses pengolahan tebu, sehingga pembakaran dihentikan ketika tujuan tersebut tercapai. Menurut Benjamin
2001, pembakaran tebu sebelum pemanenan dapat menghilangkan 30-50 dari sampah daun, yang merupakan 20-25 total berat tanaman.
Suhu pembakaran tebu pada penelitian ini adalah kondisi yang tidak dapat dikontrol, begitu juga dengan lama waktu pembakaran. Menurut ISSCT
1997, penelitian menunjukkan bahwa suhu permukaan batang mencapai 400ºC selama 3 detik dan 98ºC pada 1 mm di bawah permukaan batang oleh
adanya pembakaran. Pembakaran ini melelehkan lapisan lilin pada batang tebu. Pemanasan yang tinggi dapat menyebabkan jaringan penyimpanan dalam
batang rusak dan menyebabkan bakteri mudah menginfeksi batang tersebut. Proses pembakaran dan tebu yang telah dipotong disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. a Proses pembakaran tebu; b Tebu bakar potong a
b
17 Secara fisik tebu yang dibakar pada beberapa bagian batangnya terlihat
gosong akibat pembakaran yang berlebih. Batang tebu yang dibakar mengeluarkan aroma wangi serta mengeluarkan cairan kental yang lengket.
1. Rendemen Nira
Rendemen nira bb tebu diukur dengan membandingkan bobot nira dengan bobot awal keseluruhan batang tebu sesudah pembakaran. Dari
hasil analisa diperoleh rendemen nira tertunda giling 48 jam sebesar 39.34. Perubahan rendemen nira tertunda giling disajikan pada Gambar 4.
10 20
30 40
50 60
12 24
36 48
Waktu Tunda Giling Jam R
endem en
b b
Gambar 4. Perubahan rendemen nira tertunda giling Gambar 4 menunjukkan bahwa rendemen nira pada penundaan giling
0, 12, 24 dan 48 jam masing-masing sebesar 48.46, 46.58, 40.23 dan 39.34. Nilai rendemen nira dapat dipengaruhi oleh kondisi penggilingan
meliputi cuaca, teknis penggilingan, keadaan fisik batang, dan penanganan selama penundaan giling. Pembakaran dapat menyebabkan pengurangan
kadar air dalam batang tebu yang menyebabkan turunnya rendemen nira. Menurut Jajang 2001, penurunan rendemen tebu bakar pada satu hari
penundaan giling sebesar 17.46 dan pada dua hari penundaan giling sebesar 23.24.
18
2. Pola Pertumbuhan Bakteri dan Kadar Dekstran
Tingkat kerusakan nira secara umum dapat diketahui dengan menghitung pertumbuhan bakteri dan kadar dekstran yang terkandung pada
nira. Pertumbuhan bakteri digunakan untuk mengetahui tingkat kontaminasi bakteri. Kadar dekstran diukur sebagai indikasi kehilangan sukrosa dalam
nira. Pertumbuhan menyatakan pertambahan jumlah atau massa melebihi
yang ada di dalam inokulum asalnya, biasanya mengacu pada perubahan di dalam hasil panen sel pertambahan total massa sel dan bukan perubahan
individu organisme Pelczar, 2005. Pada umumnya bakteri mengalami 4 fase pertumbuhan yaitu fase lambat, fase log logaritmik atau eksponensial,
fase stasioner, dan fase kematian atau penurunan Pelczar, 2005. Hasil inokulasi nira tertunda giling disajikan pada Gambar 5.
1 2
3 4
5 6
7
12 24
36 48
Waktu Tunda Giling jam Lo
g B
akt eri
K ol
oni m
l ni ra
Gambar 5. Pertumbuhan bakteri dalam nira tertunda giling Fase lambat pertumbuhan bakteri diduga terjadi pada saat proses
pendinginan tebu dan selama pengangkutan. Pada jam ke-0 hingga jam ke- 24 terjadi fase eksponensional. Selanjutnya terjadi fase stationer pada jam
ke-24 hingga jam ke-48. Alexander 1973 menyatakan bahwa proses pertumbuhan bakteri sudah terjadi sejak tebu ditebang dan selama masa
tunda giling. Pembakaran menyebabkan jaringan pada batang tebu rusak, sehingga memudahkan bakteri masuk ke dalam jaringan batang tebu.
19 Menurut Singleton 2005, bakteri memasuki tebu melalui jaringan yang
rusak akibat proses penebangan menggunakan mesin, pemotongan, pembakaran, pertumbuhan, pendinginan, penyakit dan hama.
Bakteri L. mesenteroides tahan terhadap keadaan fisis seperti panas, dingin atau radiasi dan bahan kimiawi yang tidak cocok Stainer et al.,
1984. Sifat ini memungkinkan bakteri dapat bertahan hidup ataupun memasuki batang tebu secara cepat pada saat tebu didinginkan.
Menurut Pelczar dan Chan 1986, waktu generasi suatu spesies bakteri tertentu tidak sama pada segala kondisi dan tergantung dari cukup
tidaknya nutrisi dalam medium dan sesuai tidaknya kondisi fisik. Komposisi nira didominasi oleh kandungan sukrosa yang cocok untuk bakteri bersifat
osmofilik seperti L. mesenteroides yang menurut Frazier dan Westhoff 1978 lebih toleran terhadap tingginya konsentrasi gula. Perbedaan
konsentrasi nutrisi di dalam nira menyebabkan perbedaan ekspresi fisik bakteri yang diinokulasikan.
Ekspresi fenotip sel ditentukan oleh lingkungannya Pelczar dan Chan, 1986. Ekspresi bakteri pada semua perlakuan terlihat berbentuk bulat
coccus seperti mukoid yang terdiri dari bulatan putih besar dan bulatan putih kecil. Menurut Stainer et al. 1984, pada media sukrosa dan glukosa
L. mesenteroides menunjukkan bentuk yang berbeda. Pada media sukrosa bentuk mukoidnya lebih besar daripada bakteri yang tumbuh pada glukosa.
Hal ini disebabkan oleh sintesis dan pengendapan dekstran secara besar- besaran di sekitar sel, sedangkan pada media glukosa masih terjadi
pertumbuhan sel bakteri yang menghasilkan asam laktat dan bukan dekstran yang mukoid.
Pada pembentukan dekstran dan levan, sintesis awal nukleotida gula mungkin dapat terjadi tanpa pemakaian energi. Hal ini dilakukan untuk
mengawetkan energi ikatan glikosidik dalam disakarida sebagai substratnya, sehingga perpanjangan rantai terjadi dengan transglikolasi. Dekstran dan
levan tidak dapat dibentuk dengan menggunakan monosakarida bebas, dimana sukrosa merupakan substrat khusus untuk sintesisnya. Akibatnya,
20 bakteri penghasil dekstran dan levan membentuk bahan kapsul ketika
ditumbuhkan pada medium berisi sukrosa Stainer et al., 1984. Produksi tipe-tipe tertentu bahan-bahan kapsul dapat menambah
kekentalan medium tempat organisme tersebut dibiakkan, menyebabkan gangguan seperti lendir yang menyumbat filter, membentuk lapisan pada
pipa atau peralatan lain, serta mempengaruhi kualitas produk akhir Pelczar dan Chan, 1986. Karakteristrik pembentukan dekstran pada nira didominasi
oleh induser sukrosa dan memiliki kesamaan permasalahan dengan proses pembentukan kapsul. Diduga dekstran pada nira tebu merupakan bahan
kapsul yang terbentuk untuk mengawetkan energi ikatan glikosidik dalam disakarida sukrosa.
Kapsul berfungsi sebagai pelindung dan gudang cadangan makanan bakteri Pelczar dan Chan, 1986. Fungsi ini menunjukkan ketahanan
bakteri terhadap keadaan fisis seperti panas, dingin atau radiasi, dan bahan kimiawi yang tidak cocok.
Gambar 6. Perubahan ukuran sel bakteri dalam nira tertunda giling 24 jam yang dikelilingi oleh dekstran pada pengamatan : a. 0
menit, b. 5 menit, c. 10 menit, dan d. 15 menit.
Untuk menduga adanya pembentukan dekstran dalam nira dilakukan pengamatan pembentukan dekstran pada nira tertunda giling 24 jam.
Gambar 6 menunjukkan terjadinya perubahan ukuran sel bakteri pada pengamatan ke-0 menit, 5 menit, 10 menit, dan 15 menit. Sel dikelilingi
a b
d c
21 oleh dekstran hasil proses induksi yang dialami sel dengan adanya sukrosa
induser menggunakan dekstransukrase yang diproduksi sel bakteri. Hasil pengamatan terhadap nira tertunda giling selama 48 jam
menunjukkan terjadinya pertumbuhan bakteri dan pembentukan dekstran. Hasil pengamatan tersebut disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Pertumbuhan Bakteri dan Kadar Dekstran Nira Tertunda Giling 48 jam
Jam Ke- Jumlah Bakteri
x 10
4
koloniml nira Log Bakteri
Koloniml nira Kadar Dekstran
ppm 2.51
4.40 177.14
12 21.15
5.32 182.86
24 60.50
5.78 204.29
48 57.50
5.76 284.29
Dengan memperhatikan pola pertumbuhan bakteri dengan pembentukan dekstran pada nira tertunda giling, maka dapat diketahui pola
hubungan di antara keduanya. Pola hubungan tersebut disajikan pada Gambar 7.
100 150
200 250
300
12 24
48
Waktu Tunda Giling Jam Ka
dar D
eks tran
ppm
1 2
3 4
5 6
7
Jum lah
B akt
eri Lo
g K ol
on i
Produksi Dekstran Pertumbuhan Bakteri
Gambar 7. Kurva hubungan pertumbuhan bakteri terhadap kadar dekstran nira tertunda giling
Pola hubungan yang terjadi adalah pola campuran. Menurut Mangunwidjaja dan Suryani 1994, ciri pola campuran adalah
22 pertumbuhan bakteri dan pembentukan produk dekstran mempunyai
hubungan sebanding sedangkan laju pembentukan produk berbanding lurus baik dengan konsentrasi sel maupun laju pertumbuhan.
Pada jam ke-0 hingga ke-24 terjadi pola hubungan pertumbuhan bakteri dan produksi dekstran yang berasosiasi. Peningkatan jumlah bakteri
berbanding lurus dengan peningkatan kadar dekstran. Sementara pola hubungan tak berasosiasi terjadi pada jam ke-24 hingga ke-48 yang terlihat
adanya hubungan berbanding terbalik antara pertumbuhan bakteri dengan kadar dekstran.
Menurut Mangunwidjaja dan Suryani 1994, ciri-ciri pola campuran umumnya terjadi pada beberapa fermentasi seperti asam laktat, pululan dan
xanthan yang pertumbuhan bakteri dan pembentukan produknya mempunyai hubungan sebagian. Menurut Lonvaud dan Funel 2000, pada
media kultur kaya sukrosa, sebagian besar sukrosa dirubah di luar sel bakteri menggunakan dekstransukrase menjadi dekstran dan fruktosa yang
tidak mendukung terhadap pertumbuhan bakteri. L. mesenteroides merupakan spesies bakteri asam laktat dengan hasil
metabolit primernya berupa asam laktat dari glukosa, sedangkan dekstran dan manitol secara berurutan merupakan produk sekunder yang terbentuk
karena adanya induser sukrosa dan fruktosa sebagai penerima elektron di dalam media nira. Produk asam laktat, dekstran dan manitol dihasilkan
secara proporsional dan terkadang bersamaan sesuai kebutuhan pertumbuhan dan energi dari sel.
3. Nira Tertunda Giling
Waktu tunda giling mengakibatkan penurunan kualitas nira tebu bakar. Turunnya kualitas tebu berupa kehilangan sukrosa akibat tertundanya
giling lebih besar dibandingkan kehilangan pada waktu pengolahan di pabrik Mochtar, 1982. Menurut MRLI 1998, semakin lama tebu tertunda
giling dapat menghilangkan daya tahannya terhadap serangan mikroorganisme.
23 Padatan terlarut TSS dalam nira terdiri atas bahan gula dan non-gula
Purwono, 2003. Menurut AOAC 1990, TSS °brix adalah kadar total padatan yang terlarut di dalam bahan utama. Pada umumnya pabrik gula
menggunakan TSS karena sifat pengukurannya yang mudah, namun pabrik gula selalu menggunakan nilai koreksi °brix. Adanya nilai koreksi
merupakan kelemahan analisa TSS °brix untuk mengukur kadar gula sebagai padatan terlarut, karena TSS dalam nira bukan hanya kadar gula
tetapi juga bahan terlarut bukan gula. Karakterisrik nira tertunda giling 48 jam disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Karakteristik Nira Tertunda Giling 48 Jam Karakteristik
Nilai Rendemen
nira bb
39.34±4.55 TSS °brix 25°C
14.39±0.05 Viskositas cp
1.41±0.02 Total
Gula mgml
207.84±19.00 Gula
Pereduksi mgml
14.15±0.29 Sukrosa mgml
193.70±15.33 Dekstran ppm
284.29±2.02 Suhu °C
26±0.82 pH
5.4±0.01 Nilai TSS nira tertunda giling 48 jam sebesar 14.39±0.05 °brix.
Beberapa hasil pengukuran menunjukkan nilai yang berbeda Louisiana State University Agricultural Center 2003 sebesar 13 °brix, Iberia Sugar
Cooperative 2006 sebesar 14.33 °brix, sedangkan Sabina 2002 sebesar 13-15 °brix.
Viskositas nira sebesar 1.41±0.02 cP. Pengukuran terhadap viskositas dapat digunakan untuk mengetahui kandungan dekstran dalam nira.
Dekstran yang terkandung dalam nira sebesar 284.29±1.30 ppm. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kadar dekstran dalam nira tertunda giling
mengalami peningkatan sebanding dengan waktu tunda gilingnya. Semakin lama waktu tunda gilingnya maka kadar dekstran dalam nira semakin tinggi.
Kadar dekstran nira tertunda giling pada 0, 12, 24 dan 48 jam masing- masing adalah 177.14 ppm, 182.86 ppm, 204.29 ppm, dan 284.29 ppm.
24 Kadar dekstran sebesar 284.29 ppm telah melewati ambang batas jumlah
dekstran yang diperbolehkan dalam nira yaitu sebesar 250 ppm. Menurut Cuddihy 1999, kadar dekstran dalam nira tebu tidak boleh melebihi
ambang batas 250 ppm. Peningkatan kadar dekstran dalam nira secara cepat terjadi pada 12
sampai 48 jam setelah penebangan. Kandungan dekstran pada tebu yang dibakar di kebun mengalami peningkatan yang cepat dari 280 ppm pada hari
ketiga setelah pembakaran menjadi 2900 ppm setelah satu minggu pembakaran. Perubahan kadar dekstran dalam nira disajikan pada Gambar 8.
50 100
150 200
250 300
12 24
36 48
Waktu Tunda Giling Jam K
adar D
ekst ran
pp m
Gambar 8. Perubahan kadar dekstran nira tertunda giling Kandungan gula pereduksi dalam nira tertunda giling 48 jam sebesar
14.15±0.29 mgml. Nilai ini lebih kecil dari kadar sukrosa sebesar 193.70±15.33 mgml, hal ini menunjukkan bahwa kondisi nira masih cukup
baik. Namun kadar sukrosa ini dapat menjadi pembacaan semu dengan adanya kandungan dekstran. Dekstran dalam nira dapat terbaca dalam
pengukuran sukrosa. Menurut Santoso dan Sumarno 1999, nira tebu bukan hanya mengandung sukrosa saja, tetapi terdapat juga gula pereduksi dan
dekstran yang merupakan zat aktif optik selain sukrosa. Adanya zat aktif optik selain sukrosa ini menyebabkan penentuan kadar pol bias dari
penentuan kadar sukrosanya.
25 Nira tertunda giling 48 jam memiliki pH sebesar 5.4±0.01. Nilai ini
sesuai dengan pH nira tebu segar sebesar 5.3-5.5 Prihanto, 2004. Stabilnya pH selama waktu tunda giling disebabkan oleh kondisi batang utuh dan sifat
nira tebu yang mengandung bufer alami berasal dari sel hidup di dalamnya, termasuk dekstransukrase dari sel L. mesenteroides yang bercampur di
dalam nira mentah. Menurut Suhartono 1989, enzim yang masih tercampur dengan komponen lain dari sel tempat asalnya, medianya
mengandung bufer alami dari cairan di dalam sel. Suhu nira sebesar 26±0.82°C. Suhu tersebut lebih rendah dari suhu
nira mentah di pabrik gula sebesar 50°C Sumarno, 1994. Perbedaan suhu ini dapat diakibatkan oleh penambahan air imbibisi bersuhu 50°C Purnama,
2006, sedangkan dalam penelitian ini tidak ditambahkan air imbibisi.
B. KARAKTERISTIK DEKSTRANASE