Pengaruh Derajat Keasaman dan Konsentrasi Ragi Terhadap Mutu Minuman Beralkohol dari Sirsak

  

TINJAUAN PUSTAKA

Sirsak

  Sirsak (Annona muricata L.) adalah tumbuhan berguna yang berasal dari Karibia, Amerika Tengah dan Amerika Selatan. Di berbagai daerah Indonesia dikenal sebagai nangka sebrang, nangka landa (Jawa), sirsak (Sunda), nangka muris (Madura), srikaya jawa (Bali), deureuyan belanda (Aceh), durian betawi (Minangkabau). Penyebutan “belanda” dan variasinya menunjukkan bahwa sirsak berasal dari bahasa Belanda: zuurzak, berarti “kantung asam”. Didatangkan oleh pemerintah kolonial Hindia-Belanda ke Nusantara pada abad ke-19, meskipun bukan berasal dari Eropa (Sunarjono, 2006)

  Sirsak termasuk tanaman tahunan yang dapat tumbuh dan berbuah sepanjang tahun apabila air tanah mencukupi selama pertumbuhannya.

  Penyebarannya hampir merata dibuktikan dengan adanya nama-nama daerah yang berbeda-beda untuk tanaman sirsak. Jenisnya baru beberapa yang diketahui dan masih terbatas (Radi, 1997).

  Tanaman ini ditanam secara komersial atau sambilan untuk diambil buahnya. Sirsak tumbuh dengan baik pada ketinggian 1000 m dari permukaan laut dan sembarang tempat, paling baik di daerah yang cukup berair bisa mencapai tinggi 9 meter. Daunnya berbentuk bulat telur terbalik, berwarna hujau muda sampai hijau tua, ujung daun meruncing dan permukaannya kilap (Yulianti, 2011) Buah sirsak berukuran hingga 20-30 cm dengan berat mencapai 2,5 kg.

  Yang dinamakan “buah” sebenarnya adalah kumpulan buah-buah (buah agregat) dengan biji tunggal yang saling berhimpitan dan kehilangan batas antar buah.

  Daging buah sirsak berwarna putih, lembek dan berserat dan memiliki biji berwarna hitam keras (Wikipedia, 2011).

  Rasanya yang manis keasaman memberikan sensasi tersendiri bagi para penggemarnya. Apapun bentuk olahannya, cita rasa sirsak tetap melekat kuat pada produk, sehingga sangat mudah dikenali. Khasiat dari buah sirsak ini memberikan efek anti tumor atau kanker yang sangat kuat dan terbukti secara medis menyembuhkan segala jenis kanker. Selain menyembuhkan kanker, buah sirsak juga berfungsi sebagai anti bakteri, anti jamur (fungi), efektif melawan berbagai jenis parasit atau cacing, menurunkan tekanan darah tinggi, depresi, stress, dan menormalkan kembali sistem saraf yang kurang baik. (Zuhud, 2011).

  Komposisi Kimia Buah Sirsak

  Adapun kandungan gizi sirsak dapat dilihat pada Tabel 1 berikut: Tabel 1. Kandungan gizi buah sirsak segar

  Komponen Jumlah (tiap 100 g)

  Kadar Air (%) Protein (g) Lemak (g) Karbohidrat (g) Serat (g) Abu (g) Kalsium (mg) Fospor (mg) Besi (mg) Natrium (mg) Kalium (mg) Vit. B1 (mg)

  B2 (mg) C (mg) A (SI)

  Kalori (cal) BDD (%)

  81,7 1,0 0,3

  16,3 0,6 0,5

  14,0 27,0

  0,6 8,0

  293,0 0,07 0,1

  20,0 10,0 65,0 68,0 Sumber: Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI, 1996. Buah Sirsak mengandung banyak serat dan vitamin. Tiap butir sirsak mengandung komposisi rata-rata 67,5% daging buah dapat dimakan, 20% kulit buah, 8,5% biji dan 4% empulur. Selain mengandung vitamin, kandungan lainnya adalah sukrosa 2,54%, dekstrosa 5,04% dan levulosa 0,04% (Suyatno, 2010).

  Minuman Beralkohol dari Sirsak Wine adalah minuman yang sejarahnya bisa ditarik sampai sekitar tahun

  6000 SM. Berasal dari daerah Mesopotamia, wine kemudian menyebar ke berbagai bagian dunia. Dahulu kala wine dihasilkan secara tidak sengaja. Pada suatu hari seorang wanita Mesopotamia mengumpulkan anggur yang dipetiknya dari ladang lalu disimpan dalam sebuah tong besar. Buah anggur yang berada di bagian bawah tong pecah karena tergencet buah anggur di atasnya dan menghasilkan jus anggur yang menggenang di bawah wadah. Jus anggur ini kemudian tercampur dengan ragi alami yang biasanya menempel pada kulit buah anggur dan memicu terjadinya proses fermentasi alami. Setelah itu terjadilah wine seperti yang kita kenal (Handoyo, 2007).

  Pembuatan wine tidak hanya terbatas pada anggur saja. Wine juga dibuat dari berbagai buah: apel (hard cider), pear wine, elderberry wine dan lain-lain.

  Minuman beralkohol yang dibuat dari sari buah lain yang kadar alkoholnya berkisar di antara 8% hingga 15% biasanya disebut sebagai wine buah (fruit wine) (Wikipedia, 2011)

  Pada dasarnya semua buah dapat dibuat minuman ini karena hampir semua buah mengandung gula. Semua buah yang mengandung gula walau kadarnya rendah dapat dibuat wine buah tropis. Proses pembuatannya tentu sama seperti membuat wine. Berbeda dengan wine, penyebutan wine buah tropis menyertakan

• Rasa Etil Alkohol Metil Alkohol Asam Yang Mudah Menguap (dihitung sebagai asam asetat) Bahan Tambahan Makanan - Zat Warna - Pengawet (SO

  6

  maks 20 <3 negatif negatif negatif maks 50 maks 50

  2

  5-15 Maks 0,1 Maks 0,2 negatif negatif negatif maks 0,2 maks 2,0 maks 2,0 maks 0,03 maks 40,0 maks 0,1 maks 2,0x10

  APM/ml APM/ml koloni/ml koloni/ml koloni/ml normal/khas normal/khas

  % v/v terhadap alkohol absolut g/100 mL mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg koloni/ml

  2 )

  8 Keadaan: - Bau

  7

  5

  4

  3

  2

  1

  No Kriteria Uji Satuan Persyaratan

  Tabel 2. Syarat mutu minuman beralkohol dari sirsak

  Berdasarkan standar yang diterbitkan Badan Standardisasi Nasional (SNI 01-4019-1996), mutu minuman beralkohol dari buah dapat dilihat dari Tabel 2.

  Syarat Mutu Minuman Beralkohol dari Sirsak

  nama buahnya. Dari namanya langsung diketahui buah apa yang menjadi bahan utama wine buah tropis (Hapsari, 2008) Buah sirsak yang berkhasiat obat itu ternyata bahan baku wine potensial. Kandungan nutrisi dalam sirsak mendukung pertumbuhan ragi. Setelah fermentasi selama 10 hari, kandungan alkohol pun meningkat (Arofatullah, 2010).

• Pemanis Buatan Cemaran Logam - Timbal (Pb)
• Tembaga (Cu)
• Seng (Zn)
• Raksa (Hg)
• Timah (Zn) Cemaran Arsen (Ar) Cemaran Mikroorganisme - Angka Lempeng Total - Bakteri Coliform - Escherecia coli
• Salmonella - Staphylococcus aureus
• Vibrio sp
• Clostridium perfringens
• Kapang - Khamir % v/v

  Sumber: Badan Standardisasi Nasional, 1996.

  Fermentasi

  Secara biokimia, fermentasi didefinisikan sebagai suatu yang berhubungan dengan pembangkitan energi dengan proses katabolisme senyawa-senyawa organik, yang berfungsi sebagai donor elektron dan terminal elektron acceptor. Senyawa organik terebut diubah oleh reaksi-reaksi dengan katalis enzim menjadi bentuk lain (Riadi, 2007).

  Fermentasi merupakan suatu perluasan glikolisis yang dapat menghasilkan

• ATP hanya dengan fosforilasi tingkat substrat sepanjang terdapat pasokan NAD yang cukup untuk menerima elektron selama langkah oksidasi dalam glikolisis.
• Mekanisme fermentasi tidak dapat mendaur ulang NAD dari NADH karena tidak mempunyai agen pengoksidasi (kondisi anaerob). Sehingga yang terjadi adalah NADH melakukan transfer elektron ke piruvat atau turunan piruvat (Winarno dan Fardiaz, 1990).

  Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel. Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang efisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan

  36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik (Ngili, 2009).

  Fermentasi Alkohol

  Etil alkohol adalah alkohol terpenting dengan titik didih 78,5 °C. Juga disebut alkohol biji-bijian karena sebagian besar etil alkohol masih diproduksi melalui fermentasi gula. Etil alkohol digunakan dalam minuman. Hampir semua jenis buah dan sayuran telah difermentasi bahkan daging tanaman kaktus. Etil alkohol sendiri tidak berasa dan tidak berbau. Perbedaan rasa dalam minuman beralkohol sendiri berasal dari produk lain yang terbentuk selama proses fermentasi (Wilbraham and Matta, 1992).

  Pada fermentasi sari buah pembentukan alkohol terjadi akibat perombakan gula seperti sukrosa dan fruktosa oleh enzim zymase dari kelompok enzim

  invertase yang berasal dari khamir Saccharomyces ellipsoideus, Saccharomyces

apiculatus , Saccharomyces cerevisiae dan Saccharomyces lainnya

  (Winton dan Winton, 1958).

  Arti penting khamir secara ekonomis terletak pada kemampuannya memecah pangan berkarbohidrat menjadi alkohol dan karbondioksida. Diketahui sebagai fermentasi alkohol adalah fermentasi anaerob, yakni terjadi tanpa oksigen. Khamir memiliki sekumpulan enzim yang diketahui sebagai zymase, berperan dalam fermentasi senyawa gula. Fermentasi alkohol dinyatakan dalam persamaan berikut:

  C H O H OH + 2 CO

  6

  12

  6

  2

  

5

  2

  �⎯⎯⎯⎯� 2 C gula alkohol (Gaman and Sherington, 1992).

  Alkohol dan karbon dioksida diproduksi dari maltosa. Langkah pertama adalah pembentukan dua unit glukosa dari maltosa. Glukosa kemudian difermentasi dengan mengikuti skema Embden-Meyerhof seperti gambar di bawah. Sejumlah kecil gliserol selalu dibentuk dari reaksi samping seperti pada gambar. Alkohol, aldehida dan asam tertentu dapat terbentuk tergantung galur dari khamir (Miller and Litsky, 1976).

  Gambar 1. Siklus Embden-Meyerhof

  Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir sejati tergolong eukariot

  yang secara morfologi hanya membentuk blastospora berbentuk lonjong bulat silindris tergantung strainnya. Dapat berkembang biak dengan membelah diri melalui pertunasan. Reproduksinya dapat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan serta jumlah nutrisi yang tersedia bagi pertumbuhan sel. Penampilan mikroskopik mempunyai koloni berbentuk bulat, warna kuning muda, permukaan berkilau, licin, tekstur lunak dan memiliki sel bulat dengan akospora 1-8 buah (Wikipedia, 2011).

  Khamir dapat tumbuh dengan baik pada keadaan sangat asam (pH 3-4) dalam sari buah dan dapat tahan pada kadar alkohol 10% atau lebih. Keadaan dalam sari buah segera menjadi anaerobik yang memungkinkan terjadinya fermentasi alkohol. Suhu fermentasi berkisar 20-25 °C dan berlangsung selama beberapa minggu. Kadar alkohol naik sekitar 10-15% dan membantu mengeluarkan zat warna dari bahan (Buckle, et al., 1985).

  Ragi yang tumbuh di laboratorium pada media pertumbuhan yang solid atau kaldu cair. Media yang umum digunakan untuk budidaya ragi termasuk

  potato dextrose agar (PDA), Wallerstein Laboratories Nutrient (WLN) agar, yeast peptone dextrose agar (YPD) dan yeast mould (YM) agar. Rumah bir yang

  menggeluti ragi sering menggunakan ekstrak malt kering (Dried Malt

  Extrac t/DME) dan agar sebagai media pertumbuhan yang solid. Antibiotik Cycloheximide kadang-kadang ditambahkan ke media pertumbuhan untuk

  menghambat pertumbuhan ragi Saccharomyces (Wikipedia, 2011).

  Khamir menonjol dalam kerusakan produk buah asam karena toleransi keasaman yang tinggi dan kemampuan dari kebanyakan khamir untuk tumbuh dalam keadaan anaerob. Kebutuhan nutrisi khamir juga rendah, kebanyakan dapat dapat mensintesa berbagai substansi penting untuk tumbuh termasuk asam amino, karbohidrat dan vitamin. Karena kemampuannya yang luas untuk sumber nitrogen sederhana, cukup dengan tingkat nitrogen yang rendah (0,2-0,5 mg/l) yang dibutuhkan untuk dapat tumbuh (DNLM, 1980).

  Khamir-khamir yang mampu melakukan fermentasi aerob memiliki keterbatasan kapasitas respirasi. Ketika glukosa terdapat dalam konsentrasi tinggi, glikolisis akan berjalan dengan cepat sehingga menghasilkan piruvat dalam jumlah yang tinggi. Namun keterbatasan khamir tersebut untuk menggunakan piruvat dalam jalur respirasi selanjutnya (Siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif) menyebabkan piruvat yang tersisa dirubah secara fermentatif menjadi etanol.

  Kebalikannya, khamir yang tidak melakukan fermentasi aerob dianggap memiliki kapasitas respirasi yang tidak terbatas sehingga mampu menggunakan seluruh piruvat yang dihasilkan dari glikolisis walaupun jumlah glukosa di medium tinggi (Prentis, 1990).

  Berdasarkan Freeman (2005) taksonomi Saccharomyces cerevisiae adalah sebagai berikut: Super Kingdom : Eukaryotic Phylum : Fungi Subphylum : Ascomycota Divisi : Eumycophyta Kelas : Ascomycetes Ordo : Sacharomycetales Famili : Sacharomycetaceae Genus : Sacharomyces Species : Sacharomyces cerevisiae Ragi adalah mikroorganisme osmofilik, yang artinya dapat tumbuh pada larutan gula konsentrasi tinggi. Organisme osmofilik dapat sangat sensitif pada garam dan oleh karena itu bukan bersifat halofilik. Ragi menonjol pada kerugian buah-buah asam karena toleransi asamnya yang tinggi dan kemampuannya untuk tumbuh pada kondisi anaerobik. Kebanyakan ragi yang diisolasi dari buah dapat tumbuh pada suhu 45 °C dan larutan gula 55 °Brix. Beberapa bahkan lebih tahan pada larutan gula yang lebih tinggi lagi dan suhu yang lebih rendah.

  Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi

  Adapun faktor yang mempengaruhi fermentasi alkohol adalah sebagi berikut:

  a. Spesies sel khamir

  Pemilihan mikroorganisme biasanya didasarkan pada jenis karbohidrat yang digunakan sebagai medium, sebagai contoh untuk memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan Sacharomyces cerevisiae sedangkan untuk laktosa dari “whey” menggunakan Candida pseudotropicalis. Seleksi tersebut bertujuan agar didapatkan mikroorganisme yang mampu tumbuh dengan cepat dan toleransi terhadap konsentrasi yang tinggi, mampu mengahasilkan alkohol dalam jumlah banyak dan tahan terhadap alkohol tersebut (Mangunwidjaja dan Suryani, 1994).

  b. Jumlah sel khamir

  Menurut Frazier dan Westhoff (1979) inokulum yaitu kultur mikroba yang diinokulasikan ke dalam medium fermentasi. Tipe dan konsentrasi mikroorganisme yang diinokulasikan merupakan critical factor yang mempengaruhi. Jumlah starter optimum pada fermentasi alkohol adalah 2-5% serta jumlah khamir yang harus tersedia dalam jumlah yang cukup dengan jumlah

  6 sel berkisar 2-5 x 10 sel per ml.

  c. Derajat keasaman (pH)

  Derajat keasaman optimum untuk pertumbuhan khamir yang digunakan pada fermentasi etanol adalah umumnya sel khamir dapat tumbuh dan memproduksi etanol secara efisien pada pH 3,5 – 6,0 (Prescott, et al., 2005)

  d. Suhu

  Khamir mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap suhu untuk pembentukan selnya, optimum untuk khamir adalah 25 – 30 °C serta khamir dapat tumbuh secara efesien pada suhu 28-35 °C. Peningkatan suhu sampai 40 °C dapat mempertinggi kecepatan awal produksi etanol, tetapi produktivitas fermentasi secara keseluruhan menurun karena meningkatnya pengaruh penghambatan oleh etanol terhadap pertumbuhan sel khamir (Dwidjoseputro, 1978).

  e. Oksigen

  Selama fermentasi alkohol berlangsung, diperlukan sedikit oksigen yaitu sekitar 0,05-0,10 mmHg tekanan oksigen, yang diperlukan sel khamir untuk biosintesa lemak tak jenuh dan lipid. Jumlah oksigen yang lebih tinggi dapat merangsang pertumbuhan sel khamir, sehingga produktivitasnya alkohol menjadi lebih rendah. Menurut DNML (1980) persediaan oksigen yang besar penting untuk kecepatan perkembangbiakan sel khamir dan permulaan fermentasi, namun produksi alkohol terbaik pada kondisi anaerob.