Terasi Gula merah Metode kjeldahl

Untuk mengolah kotoran hewan menjadi produk yang lebih bermanfaat dan potensial meningkatkan pendapatan masyarakat petani dan peternak, diperlukan paket teknologi fermentasi dengan melibatkan peran bakteri mikroorganisme untuk mengubah atau mentransformasikan senyawa kimia ke substrat organik sehingga bisa diimplementasikan langsung sebagai nutrisi pada tanaman pertanian seperti pada tanaman padi, sayur-sayuran dan tanaman perkebunan Rahman, 1989; Lingga, 1993; Anonim 2004. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa adanya peningkatan unsur-unsur kimia yang diperlukan tanaman dari kotoran hewan yang difermentasi bila dibandingkan dengan yang belum difermentasi. Oleh karena itu, penerapan teknologi fermentasi sangat bermanfaat dan perlu dilakukan, http:www.akademic.unsai.ac.id.

2.2. Terasi

Terasi adalah salah satu produk hasil fermentasi ikan atau udang yang hanya mengalami perlakuan penggaraman, kemudian dibiarkan beberapa saat agar terjadi proses fermentasi. Proses fermentasi dapat berlangsung karena adanya aktivitas enzim atau mikroorganisme yang berasal dari tubuh ikan atau udang itu sendiri, Afrianto dan Lifiawati, 2005. Penggaraman pada pembuatan terasi mempunyai peranan utama sebagai pemberi rasa asin dan sebagai pengawet. Selain itu penggaraman dalam jumlah yang optimum sangat baik untuk merangsang pertumbuhan bakteri asam laktat. Pada fermentasi asam laktat ini terjadi proses otoksis atau enzimatis dengan adanya aktivitas bakteri halofilik atau halotoleran dan berlangsung secara anaerob, Susanto, 1993. Bakteri asam laktat menghasilkan zat yang bersifat racun bagi mikroba lain seperti bakteriosin, asam laktat, asam asetat, asam format dan hidrogen peroksida. Selain itu, selama fermentasi pembuatan terasi di dalam daging dan jeroan ikan atau udang terdapat bakteri proteolitik yang menghasilkan enzim protease, dimana enzim ini sangat baik dalam memecah protein. Hasil penguraian protein ini bisa berupa pepton, peptida dan asam amino serta amonia. Terasi digunakan sebagai penyedap bahan Universitas Sumatera Utara makanan seperti pada makanan sayuran, sambal, rujak dan sebagainya, http:wanditedc.com.terasi.html.

2.3. Gula merah

Gula merah biasanya diasosiasikan dengan segala jenis gula yang dibuat dari nira yaitu cairan yang dikeluarkan dari bunga pohon dari keluarga palma seperti kelapa, aren dan siwalan. Gula merupakan suatu karbohidrat sederhana yang dapat menjadi sumber energi, gula sederhana seperti glukosa menyimpan energi yang akan digunakan oleh sel. Oleh karena itu penambahan gula pada fermentasi berfungsi sebagai sumber nutrien awal bagi mikroorganisme atau bakteri untuk tumbuh dan berkembang. 2.4. Pupuk 2.4.1. Klasifikasi pupuk Pupuk merupakan bahan tambahan yang ditaburkan ke dalam tanah yang berfungsi untuk merubah keadaan fisik, kimia, dan biologi tanah sesuai dengan kebutuhan unsur hara pada tanaman. Sedangkan pemupukan dimaksudkan sebagai pemberian zat makanan dengan memberikan berbagai jenis pupuk ke dalam tanah guna meningkatkan hasil pertanian, jadi pemupukan bertujuan untuk merubah kesuburan, mengganti unsur hara yang hilang oleh adanya pengikisan tanah oleh air, yang disebut sebagai erosi dan mengganti unsur hara yang terangkut oleh tanaman, Sutanto,2002. Unsur hara yang diperlukan tanaman dapat dibagi tiga golongan berdasarkan jumlah yang dibutuhkan tanaman. Ketiga golongan tersebut adalah sebagai berikut : 1. Unsur hara makro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak, seperti nitrogen, fosfor, dan kalium. 2. Unsur hara sedang yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah kecil, seperti sulfur, kalsium dan magnesium. 3. Unsur hara mikro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit, seperti besi, tembaga, seng, klor, boron, mangan, molibdenum. Universitas Sumatera Utara Dengan mengetahui unsur-unsur tersebut maka perlulah memberikan tambahan makanan unsur hara yang sesuai atau dibutuhkan tanaman. Berdasarkan bahan bakunya jenis pupuk dapat digolongkan menjadi dua yaitu pupuk organik dan pupuk anorganik, Marbandono, 2000. Pupuk organik merupakan hasil akhir atau hasil penguraian bagian sisa-sisa tanaman dan hewan. Pupuk organik berasal dari bahan organik yang mengandung segala macam unsur, maka pupuk ini pun mengandung hampir semua unsur baik makro maupun mikro hanya saja ketersediaan unsur-unsur tersebut biasanya dalam jumlah yang sedikit. Jenis-jenis pupuk organik antara lain seperti pupuk kandang, kompos, humus, dan sebagainya. Pupuk organik biasanya ditandai dengan ciri-ciri : a. Nitrogen terdapat dalam bentuk persenyawaan organik sehingga mudah dihisap tanaman. b. Tidak meninggalkan sisa asam anorganik di dalam tanah. c. Mempunyai kadar persenyawaan C organik yang tinggi, misalnya hidrat arang. Pupuk organik, selain menambah unsur hara makro dan mikro di dalam tanah, pupuk organik ini pun terbukti sangat baik dalam memperbaiki struktur tanah pertanian. Kelebihan dari pupuk organik sehinga disukai petani diantaranya, sebagai berikut : 1. Memperbaiki struktur tanah 2. Menaikkan daya serap tanah terhadap air. 3. Menaikkan kondisi kehidupan di dalam tanah. 4. Sebagai sumber zat makanan bagi tanaman. Pupuk anorganik adalah pupuk yang diproduksi oleh industri yang berbahan kimia berkadar hara tinggi, sehingga dikenal dengan nama pupuk kimia atau pupuk buatan. Persentase kandungan unsur dalam pupuk anorganik memang relatif tinggi akan tetapi harganya yang semakin naik serta meningkatnya kesadaran petani akibat penggunaan pupuk anorganik, kebanyakan para petani beralih menggunakan pupuk organik. Universitas Sumatera Utara

2.4.2. Kompos

Kompos merupakan hasil dari pelapukan bahan-bahan berupa dedaunan, jerami, kotoran hewan, sampah kota dan sebagainya. Proses pelapukan bahan-bahan tersebut dapat dipercepat melalui bantuan manusia. Secara garis besar membuat kompos berarti merangsang pertumbuhan bakteri mikroorganisme untuk menghancurkan atau menguraikan bahan-bahan yang dikomposkan sehingga terurai menjadi senyawa lain. Proses penguraian tersebut mengubah unsur hara yang terikat dalam senyawa organik yang sukar larut menjadi senyawa organik yang larut sehingga dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Kompos sangat berperan dalam proses pertumbuhan tanaman. Kompos tidak hanya menambah unsur hara, tetapi juga menjaga fungsi tanah sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik. Manfaat kompos bagi tanaman adalah : 1. Kompos memberikan nutrisi bagi tanaman Kompos mengandung unsur hara yang lengkap baik makro maupun mikro, walaupun kandungannya dalam jumlah yang sedikit tetapi memberikan nutrisi yang lengkap untuk pertumbuhan bagian-bagian vegetatif dan generatif tanaman. 2. Kompos memperbaiki struktur tanah Kompos merupakan perekat pada butir-butir tanah dan mampu menjadi penyeimbang tingkat kerekatan tanah. Selain itu, kehadiran kompos pada tanah menjadi daya tarik bagi mikroorganisme untuk melakukan aktivitas pada tanah. Dengan demikian tanah yang semula keras dan sulit ditembus air dan udara, kini dapat menjadi gembur. 3. Kompos meningkatkan kapasitas tukar kation Kapasitas tukar kation KTK adalah sifat kimia yang berkaitan erat dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK yang tinggi lebih mampu menyediakan unsur hara dari pada tanah dengan KTK rendah. Universitas Sumatera Utara 4. Kompos menambah kemampuan tanah untuk menahan air Tanah yang bercampur dengan kompos mempunyai pori-pori dengan daya rekat yang lebih baik sehingga mampu mengikat serta menahan ketersediaan air di dalam tanah. 5. Kompos meningkatkan aktifitas biologi tanah Kompos dapat membantu kehidupan mikroorganisme dalam tanah, selain berisi bakteri dan jamur dekomposer keberadaan kompos akan membuat tanah menjadi sejuk, kondisi ini disenangi oleh bakteri. 6. Kompos mampu meningkatkan pH pada tanah asam Unsur hara lebih mudah diserap oleh tanaman pada kondisi pH tanah natral, yaitu tujuh 7. Pada nilai ini , unsur hara menjadi mudah larut di dalam air. Jika tanah semakin asam dengan penambahan kompos pH tanah akan meningkat. 7. Kompos tidak menimbulkan masalah lingkungan Pupuk kimia dapat menimbulkan masalah lingkungan yaitu dapat merusak keadaan tanah dan air, sedangkan kompos justru memperbaiki sifat tanah dan lingkungan, Dipo yuwono, 2007.

2.4.3. Sifat dan fungsi nitrogen N dalam tanah

Nitrogen umumnya diserap tanaman dalam bentuk ion NH 4 + atau NO 3 - , Nitrogen dalam tanah dapat hilang karena terjadinya penguapan, pencucian oleh air atau terbawa bersama tanaman saat panen. Nitrogen dapat kembali ketanah melalui pelapukan sisa makhluk hidup bahan organik , Nitrogen yang berasal dari bahan organik ini dapat dimanfaatkan oleh tanaman setelah melalui tiga tahap reaksi yang melibatkan aktivitas mikroorganisme tanah. Tahap reaksi tersebut sebagai berikut : 1. Penguraian protein yang terdapat pada bahan organik menjadi asam amino. Tahap ini disebut aminisasi. 2. Perubahan asam-asam amino menjadi senyawa-senyawa amonia NH 3 dan amoniun NH 4 . Tahap ini disebut reaksi amonifikasi. Universitas Sumatera Utara 3. Perubahan senyawa amonia menjadi nitrat yang disebabkan oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrococcus. Tahap ini disebut reaksi Nitrifikasi, Novizan, 2002 Pengubahan amonium NH 4 + menjadi nitrat NO 3 - di dalam tanah berlangsung dengan adanya aktivitas dua kelompok bakteri yang bersifat autotropik aerobik, ini berarti mereka tidak memerlukan makanan organik tetapi memerlukan oksigen, yaitu nitrosomonas yang mengoksidasi NH 4 + menjadi NO 2 - dan nitrobacter yang mengoksidasi NO 2 menjadi NO 3 - , Pengubahan ini disebut nitrifikasi. Jadi, NH 3 dapat diolah secara mikrobiologis melalui proses nitrifikasi hingga menjadi nitrit NO 2 dan nitrat NO 3 , sesuai reaksi dibawah ini : 2NH 4 + + 3O 2 Bakteri 2NO 2 - + 4H + + 2H 2 O + energi 2NO 2 - + O 2 Bakteri 2NO 3 - + energi Kedua bakteri ini sangat terpengaruh oleh aerasi tanah, suhu dan kelembaban Foth,1994. Fungsi Nitrogen bagi tanaman adalah sebagai berikut: 1. Meningkatkan pertumbuhan tanaman daun, batang dan akar. 2. Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman. 3. Meningkatkan kualitas penghasil tanaman penghasil daun-daunan. 4. Meningkatkan berkembangbiaknya mikroorganisme di dalam tanah. Tanaman yang kurang memperoleh nitrogen tumbuh kecil, daunnya kuning dan cepat rontok. Sedangkan pemberian nitrogen yang terlalu banyak dapat mengakitbatkan, sebagai berikut : 1. Tanaman mudah rebah 2. Meningkatnya kepekaan tanaman terhadap berbagai penyakit 3. Tanaman terlambat masak 4. Kualitas produk kurang baik Universitas Sumatera Utara

2.4.4. Sifat dan fungsi fosfor P dalam tanah

Fosfor terdapat dalam tiga bentuk yaitu H 2 PO 4 -, , HPO 4 2- , dan PO 4 3- , dan umumnya diserap tanaman dalam bentuk ion ortofosfat primer H 2 PO 4 - dan ion ortofosfat sekunder HPO 4 - 2 . Bentuk yang paling dominan dari ketiga fosfat tersebut dalam tanah bergantung pada pH tanah. Pada pH yang rendah, tanaman lebih banyak menyerap ion ortofosfat primer, dan pada pH yang lebih tinggi ion ortofosfat sekunder yang lebih banyak diserap tanaman, Hanafiah, 2005. Ortofosfat merupakan bentuk fosfat yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tanaman, sedangkan polifosfat harus terlebih dahulu mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat sebelum dimanfaatkan sebagai sumber fosfor. Reaksi ionisasi asam ortofosfat adalah sebagai berikut : H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2- HPO 4 2- H + + PO 4 3- Fosfor organik mengandung senyawa yang berasal dari tanaman dan mikroorganisme yang tersusun dalam asam nukleat, fosfomolipid, dan fitin. Bentuk fosfor anorganik tanah lebih sedikit dan sukar larut, Rao, 1994. Fungsi dari fosfor bagi tanaman adalah sebagai berikut : 1. Dapat mempercepat pertumbuhan akar tanaman 2. Mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi tanaman dewasa pada umumnya. 3. Mempercepat pembungaan dan pemasakan buah biji atau gabah. 4. Dapat meningkatkan produksi biji-bijian. Kekurangan unsur fosfor pada umumnya dapat mengakibatkan volume jaringan tanaman menjadi lebih kecil dan warna daun menjadi lebih gelap, dan kelebihan unsur fosfor, sejauh ini tak berpengaruh pada tanaman. Universitas Sumatera Utara

2.4.5. Sifat dan fungsi Kalium K dalam tanah

Kalium diserap tanaman dalam bentuk ion K + , di dalam tanah ion tersebut bersifat sangat dinamis sehingga mudah tercuci. Kalium adalah suatu unsur kimia berbentuk logam lunak berwarna putih keperakan dan termasuk golongan alkali tanah. Persediaan kalium dalam tanah dapat berkurang karena tiga hal, yaitu pengambilan kalium oleh tanaman, pencucian kalium oleh air, dan erosi tanah. Kalium tergolong unsur yang mobil dalam tanaman baik dalam sel, dalam jaringan tanaman baik dalam xylem dan maupun floem, serta mempunyai sifat larut dan mudah difiksasi dalam tanah. Kalium dalam jaringan tanaman tetap berbentuk ion K + , tidak ditemukan dalam bentuk senyawa organik, Novizan, 2002. Fungsi unsur kalium bagi tanaman adalah sebagai berikut : 1. Membantu pembentukan protein dan karbohidrat 2. Memperkuat tegaknya batang sehingga tanaman tidak mudah roboh 3. Meningkatkan kualitas biji atau buah 4. Meningkatkan resistensi tanaman terhadap penyakit 5. Membantu perkembangan akar tanaman Kekurangan unsur kalium pada tanaman memperlihatkan gejala tanaman mudah roboh, turgor tanaman berkurang, sel menjadi lemah, daun mennjadi kering, ujung daun berwarna coklat. Sedangkan kelebihan unsur K pada tanaman menyebabkan penyerapan unsur Ca, Na, Mg turun karena unsur mempunyai pengaruh saling berlawanan dari satu sama lain berusaha mengusir disebut antagonis.

2.5. Proses fermentasi

Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi reduksi di dalam sistem biologi yang menghasilkan energi, dimana sebagai donor dan aseptor elektron digunakan senyawa organik. Fermentasi anaerobik merupakan oksidasi senyawa-senyawa oleh kerja enzim mikroorganisme, zat oksigen tidak terlibat di dalam proses yang membangkitkan energi. Teknologi fermentasi dapat melibatkan sel-sel hidup yang lengkap mikroba, sel-sel Universitas Sumatera Utara hewan dan tumbuhan atau komponen sel enzim dapat diarahkan untuk menimbulkan perubahan kimiawi atau fisika yang spesifik pada substansi organik, Winarno, 1979. Mekanisme proses fermentasi ada dua macam, yakni fermentasi secara aerobik dan anaerobik. Fermentasi secara aerobik, oksigen mutlak dibutuhkan, sedangkan proses fermentasi anaerobik berjalan tanpa adanya oksigen. Laju dekomposisi bahan organik dipengaruhi tergantung dari beberapa faktor yaitu ukuran bahan, imbangan CN bahan organik, kekuatan struktur bahan baku, kelembaban, aerasi, suhu dan jenis mikroorganisme yang terlibat serta pengadukan, Sutanto, 2002

2.5.1. Mikroorganisme yang terdapat dalam fermentasi

Berdasarkan kondisi habitatnya, terutama temperatur, mikroorganisme yang terlibat dalam pengomposan terdiri dari dua golongan, yaitu mesofilik dan termofilik. Mikroorganisme mesofilik adalah mikroorganisme yang hidup pada temperatur rendah 10–45 C, dan mikroorganisme termofilik adalah mikroorganisme yang hidup pada temperatur tinggi 45 – 64 C, Nan, 2005. Mikroorganisme merupakan faktor terpenting dalam proses fermentasi karena mikroorganisme ini yang merombak bahan organik menjadi kompos. Sebagian besar dari mikroorganisme yang melakukan dekomposisi berasal dari bahan organik yang digunakan dan sebagian lain berasal dari tanah. Mikroorganisme ini dapat diperbanyak dengan menambahkan stater atau aktivator. Penambahan terasi pada pembuatan kompos berfungsi sebagai inokulan bakteri. Diketahui mulai dari bahan baku dan proses pembuatan terasi, terasi mengandung bakteri atau mikroorganisme, misalnya bakteri asam laktat Laktobacillus sp. dan bakteri proteolitik serta sejumlah bakteri lain yang belum diketahui di dalam terasi. Bakteri tersebut dapat diarahkan perannya sebagai pengurai protein dan karbohidrat di dalam proses fermentasi. Adanya kegiatan bermacam-macam mikroorganisme, karbohidrat dan protein dengan mudah terdekomposisi menjadi fosfat PO 4 , sulfat SO 4 , nitrit NO 3 , amoniak Universitas Sumatera Utara NH 3 , karbon dioksida CO 2 , air H 2 O dan beberapa unsur lain seperti Ca. Dalam hal ini terdapat enam nutrisi utama bakteri, yaitu senyawa-senyawa karbon C, hidrogen H, nitrogen N, oksigen O, fosfor P, serta sulfur S. Konversi biologi bahan organik dilaksanakan oleh bermacam-macam kelompok mikroorganisme heterotropik seperti bakteri, fungi, aktinomisetes dan protozoa. Organisme tersebut mewakili jenis flora dan fauna tanah, Sutanto, 2002. Pupuk kandang hasil fermentasi dengan menggunakan terasi, sudah mulai banyak digunakan oleh para petani karena terbukti dan bermanfaat dalam memperbaiki kondisi tanah, memacu penyerapan unsur hara oleh tanaman dan meningkatkan kualitas pertumbuhan tanaman.

2.6. Metode kjeldahl

Metode kjeldahl pada dasarnya dibagi atas tiga tahap, yaitu : 1. Tahap destruksi Pada tahap ini sampel dipanaskan dalam asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksida menjadi CO, CO 2 dan H 2 O sedangkan nitrogennya berubah menjadi amonium sulfat NH 4 2 SO 4. Proses destruksi sudah selesai apabila larutan menjadi jernih atau tidak berwarna. Sesuai dengan reaksi berikut : C, H, O, N + H 2 SO 4P NH 4 2 SO 4 + SO 2 + CO 2 + H 2 O 2. Tahap destilasi Pada tahap ini, ammonium sulfat dipecah menjadi amonia NH 3 dengan penambahan NaOH sampai alkalis lalu dipanaskan. Amonia yang dibebaskan selanjutnya akan di tangkap oleh larutan standar asam. Asam standar yang dapat digunakan adalah asam borat dalam jumlah berlebih. Agar kontak antara asam dan amonia lebih baik maka diusahakan ujung tabung destilat tercelup sedalam mungkin dalam asam. Destilasi diakhiri bila semua amonia sudah terdestilasi sempurna yang ditandai destilat tidak lagi bersifat basa dapat diketahui dengan penambahan indikator campuran. Sesuai dengan reaksi berikut : Universitas Sumatera Utara NH 4 2 SO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + 2NH 4 OH NH 4 OH NH 3g + H 2 O NH 3g NH 3l 3. Tahap titrasi Pada tahap ini, penampung destilat yang digunakan adalah asam borat maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan amonia dapat diketahui dengan titrasi dengan menggunakan asam klorida dengan indikator phenolftalein. Akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan menjadi merah muda. Sesuai dengan reaksi berikut : NH 4 2 B 4 O 7 + 2HCl 2NH 4 Cl + H 2 B 4 O 7 merah muda Untuk mengetahui berapa persen jumlah N dalam sampel maka digunakan rumus sebagai berikut : N = 1000 lgrx Beratsampe V V b − x N HCl x 14,008 x 100 http:kisahfather.com

2.7. Metode Spektrofotometer