Laporan Praktikum Bioteknologi_PEMBUATAN VINEGAR

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Masalah

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19,pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasiyang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal. Berikut akan kami bahas mengenai salah satu bentuk Bioteknologi yaitu Fermentasi (Darma, 2010).

 Fermentasi merupakan bentuk tertua dari bioteknologi Minuman beralkohol (bir, anggur, tuak), Makanan terfermentasi (keju, yoghurt, tape, tempe, petis, terasi). Orang Somaria dan Babilon kuno sudah minum bir sejak 6000 th sebelum masehi. Orang Mesir sdh membuat adonan Kue Asam sejak th 4000 sebelum masehi .Sedangkan di Eropa, minuman anggur sudah dikenal jauh dimasa lalu dengan proses fermentasi Perkembangan Bioteknologi Jaman sebelum Louis Pasteur. Tujuan Fermentasi adalah untuk menghasilkan suatu produk (bahan pakan) yang mempunyai kandungan nutrisi, tekstur, biological availability yang lebih baik, disamping itu juga menurunkan zat anti nutrisinya (Darma, 2010).

Pada praktikum kali ini, kami akan mencoba salah satu produk fermentasi yaitu vinegar. Seperti yang kita ketahui bahwa vinegar merupakan salah satu komponen masakan yang dihasilkan dari proses fermentasi. Perbedaan antara youghrt, hasil akhir proses fermentasi tetap mempertahankan bentuk awal dari substar dengan perubahan pada rasa. Istilah vinegar ini mengacu pada fermentasi dua tahap dari karbohidrat menjadi alcohol selanjutnya menjadi asam asetat.

Vinegar berasal dari kata vinaigre (bahasa Perancis) yang artinya anggur yang telah asam, merupakan suatu produk yang dihasilkan dari fermentasi bahan yang mengandung gula atau pati menjadi alkohol, yang kemudian difermentasi lebih lanjut menjadi vinegar yang mempunyai kandungan asam asetat minimal 4 gram/100mL (Kwartiningsih dan Mulyati, 2005). Jenis jenis vinegar antara lain:

1.      Cider vinegar (Apple vinegar) à Vinegar ini dibuat dari sari buah apel yang difermentasi sampai diperoleh kadar asam asetat sebesar 4 gram/100mL, kadar gula reduksi maksimum 50 % dan jumlah padatan total sebesar 1,6 %.

2.      2.Wine Vinegar à Bahan yang digunakan ialah sari buah anggur. Vinegar ini mengandung jumlah padatan total lebih dari 1 gram dan abu sebesar 0,13 gram setiap 100mL. Kadar asam asetat minimum 4 gram/100 mL.

3.      Spirit/Distilled/Grain Vinegar à Vinegar ini diperoleh dari hasil fermentasi asam asetat dengan menggunakan substrat alkohol hasil distilasi yang telah diencerkan. Kadar asam asetat minimum 4 gram/100 mL.

4.      Malt Vinegar à Vinegar yang diperoleh dari fermentasi tanpa melalui proses distilasi dari salt malt atau biji-bijian yang mengandung tepung yang sebelumnya telah dikecambahkan. Seperti vinegar lainnya, vinegar jenis ini juga mengandung asam asetat minimum 4 gram/100 mL.

5.      Sugar Vinegar à Vinegar yang diperoleh dari hasil fermentasi asam asetat dari sirop molase dengan kadar asam asetat minimum 4 gram/100 mL.

6.      Glucose Vinegar à Vinegar yang diperoleh dari hasil fermentasi asam asetat dari larutan glukosa dan dekstrosa dengan kadar asam asetat minimum 4 gram/100 mL.(Waluyo S., 1984 dalam Kwartiningsih dan Mulyati, 2005).

Cuka sudah dikenal orang sejak peradaban manusia, seperti halnya anggur. Perkataan vinegar, nama asing dari cuka, berasal dari kata vinegre yang berarti anggur asam. Jika anggur dibiarkan selama beberapa hari di udara akan mengalami fermentasi menjadi asam cuka. Nama lain dari asam cuka adalah acetum. Dari perkataan acetum lalu timbul turunan-turunannya di dalam bahasa Inggris : acetic dan di dalam bahasa Indonesia adalah asetat (Tjokroadikoesoemo, 1993 dalam Ananda, 2010).

Asam cuka adalah senyawa berbentuk cairan, tidak berwarna, mempunyai bau yang menyengat dan memiliki rasa asam yang tajam sekali. Berat spesifik asam cuka pada 20⁰C adalah 1,049, sedangkan titik didihnya pada tekanan atmosfer adalah 118,1⁰C. Bahan ini larut di dalam air, alkohol, gliserol dan eter, tetapi asam cuka tidak larut dalam karbon disulfida. Kelarutannya tidak terhingga meskipun pada suhu kamar. Suhu perapian asam asetat adalah 427⁰C dan meledak pada batas terendah (explosion limits) sebesar kurang dari 4 % volume udara (Puturau, 1982 dalam Ananda, 2010).

Cuka atau vinegar adalah suatu bahan penyedap kodimen yang dihasilkan dengan cara fermentasi dari bahan dasar yang mengandung gula atau pati. Bahan penyusun utama dari cuka atau vinegar adalah asam cuka (asam asetat). Sedangkan bahan penyusun cuka yang lain sangat bervariasi, bergantung dari bahan dasar pembuatnya. Karena kandungan bahan-bahan tersebut, meskipun dalam jumlah yang cukup kecil, cuka dari berjenis-jenis bahan baku memiliki aroma yang berbeda-beda. Anggur dapat menghasilkan cuka dengan kualitas yang paling baik (Tjokroadikoesoemo, 1993 dalam Ananda, 2010).

Cuka merupakan produksi asam asetat yang telah banyak dikenal. Cuka adalah produk yang dihasilkan dari konversi etil alkohol (etanol) menjadi asam asetat oleh bakteri asam asetat dari genus Acetobacter dan Gluconobacter (Block et al., 1994 dalam Ananda, 2010). Menurut Prescott and Dunn (1959) dalam Ananda, 2010, cuka merupakan penyedap makanan yang dibuat dari bahan bergula atau mengandung pati melalui proses fermentasi alkoholik diikuti fermentasi asam asetat yang mengubah alkohol menjadi asam asetat. Dalam keadaan yang sangat baik jumlah asam asetat yang dihasilkan berkisar 50 % dari jumlah alkohol.

Fermentasi Pada Vinegar

      Fermentasi adalah perubahan kimia dalam bahan pangan yang disebabkan oleh enzim. Enzim yang berperan dapat dihasilkan oleh mikroorganisme atau enzim yang telah ada dalam bahan pangan. (Bucle, K.A., 1985 dalam Kwartiningsih dan Mulyati, 2005)

      Fermentasi merupakan suatu reaksi oksidasi atau reaksi dalam system biologi yang menghasilkan energi di mana donor dan aseptor adalah senyawa organik. Senyawa organik yang biasa digunakan adalah zat gula. Senyawa tersebut akan diubah oleh reaksi reduksi dengan katalis enzim menjadi senyawa lain. (Fardiaz, Winarno, 1984 dalam Kwartiningsih dan Mulyati, 2005).

      Dalam pengolahan vinegar, terjadi 2 kali fermentasi yaitu :

1.      Fermentasi pembentukan alcohol dengan yeast Saccharomyces cerevisiae. Pada fermentasi ini terjadi perombakan glukosa menjadi alkohol dan gas CO2 dengan reaksi sebagai berikut :

C₆H₁₂O₆ à 2 CH₃CH₂OH + CO₂

Reaksi yang terjadi anaerob. Etanol adalah hasil utama fermentasi tersebut di atas, di samping asam laktat, asetaldehid, gliserol dan asam asetat. Etanol yang diperoleh maksimal hanya sekitar 15 %. Untuk memperoleh etanol 95 % dilakukan proses distilasi. Etanol digunakan untuk minuman, zat pembunuh kuman, bahan bakar dan pelarut.

2.      Fermentasi perubahan alcohol menjadi asam asetat dan air dengan bakteri Acetobacter aceti. Reaksi pembentukan asam asetat dituliskan sebagai berikut :

CH₃CH₂OH + O₂  à CH₃COOH + H₂O

Reaksi yang terjadi adalah reaksi aerob. Pada fermentasi pembentukan asam asetat tersebut terjadi perubahan etanol menjadi asam asetat melalui pembentukan asetaldehid dengan reaksi sebagai berikut :

CH3CH2OH + ½ O2 _ CH3CHO + H2O

Etanol asetaldehid

CH3CHO + ½ O2 _ CH3COOH

Asetaldehid asam asetat

(Salle, A.J., 1974 dalam Kwartiningsih dan Mulyati, 2005)

Berdasarkan literature lain yaitu berasal dari Bagas (2010), yang menyatakan :

Proses fermentasi pembuatan asam asetat atau vinegar :

A). Fermentasi secara Aerob

Aceto Bacteri

C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH                   2CH₃COOH + H₂O +116 kal

(Glukosa  (Etanol)                  Asam cuka

a. Metoda lambat (Slow Methods)

v  Biasanya untuk bahan baku berupa buah-buahan.

v  Etanol tidak banyak bergerak atau mengalir karena proses dilakukan pada suatu  tangki batch.

v  Memasukan jus buah, yeast, dan bakteri vinegar ke dalam tangki

v  Sebagian jus buah terfermentasi menjadi etanol (11-13% alkohol) setelah beberapa hari.

v  Fermentasi etanol menjadi asam asetat terjadi pada permukaan tangki.

v  Bakteri vinegar di permukaan larutan yang membentuk lapisan agar-agar tipis   mengubah etanol menjadi asam asetat atau vinegar(asetifikasi).

v  Proses ini memerlukan temperatur 21- 29 ^oC.

v  Jatuhnya lapisan tipis agar-agar dari bakteri vinegar akan memperlambat asetifikasi. Permasalahan ini bisa dicegahdengan memasang lapisan yang dapat mengapungkan lapisan tipis agar-agar dari bakteri vinegar.

Kelebihan Metoda lambat (Slow Methods) : -Proses sangat sederhana

Kekurangan Metoda lambat (Slow Methods) :

1) Proses relative lama,berminggu-minggu atau berbulan-bulan.

2) Jatuhnya lapisan tipis agar-agar dari bakteri vinegar akan memperlambat asetifikasi.

b.  Metoda cepat (Quick Methods) atau German process

v  Biasanya untuk bahan baku berupa etanol cair.

v  Bahan baku untuk basis 1 ton asam asetat(100%) :

-          Alkohol(95 %) sebanyak 1.950 lb

-          Sedikit nutrisi

-          Udara sebanyak 11.000 lb

v  Etanol mengalami perpindahan selama proses.

v  Proses fermentasi terjadi di dalam tangki pembentukan (Frings generator) yang terbuat dari kayu atau besi.

v  Bagian-bagian dari tangki pembentukan :

a)  Bagian atas, tempat alkohol dimasukkan

b) Bagian tengah, terdapat bahan isian (berupa:kayu, tongkol jagung, rottan) di bagian ini untuk memperluas bidang kontak rektan (etanol dan oksigen). Bahan isian mulamula disiram dengan larutan vinegar yang mengandung bakteri asetat sehingga dipermukaan bahan isian akan tumbuh bakteri asetat.

c)   Bagian bawah,digunakan sebagai tempat mengumpulkan produk vinegar.

-     Mendistribusikan campuran etanol cair (10,5 %), vinegar(1 %), dan nutrisi melalui bagian atas tangki dengan alat sparger

-    Campuran mengalir turun melalui bahan isian dengan sangat lambat

-    Udara dialirkan secara countercurrent melalui bagian bawah tangki

-     Panas yang timbul akibat reaksi oksidasi diambil dengan pendingin. Pendingin dipasang pada aliran recyclecairan campuran(yang mengandung vinegar,etanol, dan air) dari bagian bawah tangki. Temperatur operasi dipertahankan pada rentang suhu 30-35 ^oC.

-     Produk yang terkumpul di bagian bawah tangki mengandung asam asetat optimum sebesar 10- 10,5 %. Sebagian produk direcycle dan sebagian yang lain di keluarkan dari tangki.

-  Bakteri asetat akan berhenti memproduksi asam asetat jika kadar asam asetat telah mencapai 12-14 %.

-     Bahan baku 2.500 gal dengan produk 10,5 % asam asetat memerlukan waktu proses 8-10 hari.

Kelebihan Metoda cepat (Quick Methods) atau German process :

1)      Biaya proses rendah, relatif sederhana dan kemudahan dalam mengontrol.

2)      Konsentrasi produk asam asetat besar.

3)      Tangki proses membutuhkan sedikit tempat peletakannya.

4)      Penguapan sedikit.

Kekurangan Metoda cepat (Quick Methods) atau German process :

1)      Waktu tinggal terlalu lama bila dibandingkan Metoda Perendaman (Submerged Method).

2)      Pembersihan tangki cukup sulit.

c. Metoda Perendaman (Submerged Method)

-          Umpan yang mengandung 8-12 % etanoldiinokulasi dengan Acetobacter  acetigenum.

-          Temperatur proses dipertahankan pada rentang suhu 24-29 ^oC.

-          Bakteri tumbuh di dalam suspensi antara gelembung udara dan cairan yang difermentasi.

-          Umpan dimasukkan melewati bagian atas tangki.

-          Udara didistribusikan dalam cairan yang difermentasi sehingga membentuk gelembung- gelembung gas.Udara keluar tangki melewati pipa pengeluaran di bagian atas tangki.

-          Temperatur proses dipertahankan dengan menggunakan koil pendingin stainless steel yang terpasang di dalam tangki.

-          Defoamer yang terpasang di bagian atas tangki membersihkan busa yang terbentuk dengan sistem mekanik.

Kelebihan Metoda Perendaman (Submerged Method):

a) Hampir disemua bagian tangki terjadi fermentasi.

b) Kontak antar reaktan dan bakteri semakin besar.

Kekurangan Metoda Perendaman (Submerged Method):

a)            Biaya operasi relatif mahal.

b)           Fermentasi secara Anaerob

Clostridium thermoaceticum

C₆H₁₂O₆ CH₃OOH + Q

glukos  asam asetat

c)            Menggunakan bakteri Clostridium thermoaceticum.

d)           Mampu mengubah gula menjadi asam asetat.

e)            Temperatur proses sekitar 45- 65 ^oC; pH 2-5.

f)            Memerlukan nutrisi yang mengandung karbon, nitrogen dan senyawa anorganik.

Kelebihan proses anaerob :

a)      Mengubah gula menjadi sama asetat dengan satu langkah.

b)      Bakteri tumbuh dengan baik pada temperatur 60 ^oC.Perbedaan temperatur yang besar antara suhu media dengan suhu air pendingin memudahkan dalam pembuangan panas.

c)      Kontaminasi dengan organisme yang membutuhkan bisa diminimalisasi karena bekerja pada kondisi anaerob.

d)     Organisme yang hanya dapat hidup dalam kondisi mendekati pH netral akan mati karena operasi fermentasi dilakukan pada kondisi asam pH 4,5.

Kekurangan proses anaerob :

a)            Konsentrasi asam asetat lebih rendah dibandingkan dengan proses aerob.

b)            Biaya proses lebih mahal dibandingkan dengan proses aerob.

Pengendalian Fermentasi

Dalam proses pembuatan cuka, ada beberapa langkah pengendalian fermentasi yang perlu dilakukan sehingga hasil fermentasi yang berupa vinegar sesuai yang diinginkan.

a.       Pada saat fermentasi alkohol, nutrisi yang dibutuhkan oleh khamir untuk melakukan fermentasi harus dipenuhi. Selain gula dan sebagian merupakan padatan cider, substansi yang dinyatakan oleh keasaman dan abu sangat diperlukan oleh khamir. Demikian pula dengan kebutuhan mineral dalam abu yang penting untuk pertumbuhan mikroba.

b.      Suhu 75 – 80^oF merupakan suhu yang sesuai yang harus dipertahankan selama fermentasi alkohol. Pada suhu mendekati 100^oF fermentasi menjadi terhambat dan berhenti pada suhu 105^oF.

c.       Fermentasi alkohol harus dilakukan dalam kemasan, sehingga sari buah tidak terkena udara secara berlebihan. Suatu tong diletakkan secara horizontal dengan lubang tong ditutup kapas atau perangkap udara. Untuk sejumlah kecil dapat digunakan botol besar yang mulutnya disumbat dengan kapas.Kemasan jangan ditutup rapat,sebab dapat meledak. Peristiwa ini terjadi karena adanya tekanan dari gas yang dihasilkan.

d.      Untuk mencegah pertumbuhan organisme yang tidak dikehendaki ialah dengan menambahkan cuka yang kuat yang belum dipasteurisasikan kedalam sari buah yang diperoleh sesudah fermentasi alkohol selesai. Penambahan cuka tersebut dimaksudkan sebagai inokulasi yang penuh dengan bakteri asam cuka pada sari buah beralkohol tersebut.

e.       Sesudah fermentasi asetat berjalan sempurna, cuka tidak boleh kontak dengan udara, sebab cuka dapat teroksidasi lebih lanjut menjadi karbondioksida dan air, sehingga kadar asam menurun agak lebih cepat sampai pada suatu kondisi yang tidak diinginkan. Untuk mengatasi hal ini cuka harus ditempatkan dalam kemasan yang tertutup rapat dengan isi yang penuh.

f.       Fermentasi asam asetat terjadi sangat cepat, bila cider mengandung 6 – 8 % alkohol, tetapi 12 % alkohol masih dapat ditolerir. Kegiatan fermentasi berjalan lambat bila alkohol yang ada hanya 1 – 2 %. Selama kegiatan fermentasi, dihasilkan panas yang cukup untuk menaikkan suhu generator (metode cepat). Aktivitas fermentasi akan terus berlangsung pada suhu antara 68 – 96^oF.

  Kegunaan Asam Asetat

Cuka banyak digunakan dalam industri pengolahan pangan, industri farmasi dan industri kimia.

v  Pada industri makanan:

1. Sebagai bahan pembangkit flavor asam dan pengawet.

2. Sebagai bahan penyedap rasa (edible vinegar).

v  Cuka banyak digunakan dalam industry:

1. Memproduksi asam alifatis terpenting.

2. Bahan warna (indigo) dan parfum.

3. Bahan dasar pembuatan anhidrat yang sangat diperlukan untuk asetilasi, terutama dalam pembuatan selulosa asetat.

v  Dalam industri farmasi cuka /asam asetat digunakan untuk untuk pembuatan obat-obatan (aspirin).

Beberapa negara di benua Amerika dan Eropa menggunakan sari buah dari berbagai jenis buah-buahan sebagai bahan bakunya.Di Jepang,cuka diproduksi dengan menggunakan bahan baku beras yang telah mengalami sakarifikasi.Di Indonesia,nira aren sering digunakan oleh masyarakat pedesaan untuk membuat cuka lahang,yaitu sejenis cuka yang dibuat secara tradisional melalui proses fermentasi spontan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi asam asetat adalah :

a.       Suhu à Suhu optimum 15 – 34⁰C (Prescott and Dunn, 1959), 25 – 30oC (Hidayat, 1997)

b.      pH à Bakteri asam asetat dapat tumbuh secara optimal pada pH antara 5,4 – 6,3 (Adams, 1986).

c.        Kecepatan aerasi à  Konsentrasi oksigen terlarut sangat penting untuk pertumbuhan sel mikroba dalam menghasilkan asam asetat. Kecepatan aerasi diperlukan untuk mengatur konsentrasi oksigen terlarut pada medium fermentasi. Udara pada tekanan 1 atm merupakan sumber oksigen baik, tetapi konsentrasi oksigen yang terlalu tinggi akan meracuni bakteri, begitu pula bila terlalu rendah (Said, 1987).
Besarnya aerasi yang digunakan oleh peneliti berbeda-beda, antara lain : 0,08 vvm (Hidayat, 1997) dan 0,06 – 1,2 vvm (Wignyanto, 1995) dengan diameter sekitar 1 mm.

d.       Konsntrasi alkohol à Konsentrasi alkohol yang digunakan berbeda-beda antara lain yang dikemukakan oleh Hotmaka dan Ebner (1959) sebesar 5 – 7 %

e.        Jumlah inokulum à Seleksi terhadap jenis dan jumlah inokulum yang akan ditambahkan akan menentukan kualitas hasil fermentasi .

Kriteria penting bagi kultur mikroba agar dapat digunakan sebagai inokulum yaitu sehat dan berada dalam keadaan aktif, tersedia dalam jumlah yang cukup, berada dalam bentuk morfologi yang sesuai, bebas dari kontaminan dan kemampuannya dalam membentuk produk.

f.       Lama fermentasi à Lama fermentasi akan mempengaruhi produk fermentasi yang dihasilkan. Waktu fermentasi yang terlalu pendek akan menghasilkan produk yang sedikit karena substrat tidak seluruhnya terdegradasi sedang waktu fermentasi yang lama, asam asetat akan teroksidasi menjadi karbondioksida dan air (Soeharto, 1986). Proses fermentasi ini berkisar pada jangka waktu 12 hari dan menghasilkan asam asetat 3,5 %.

      Ragi yang bertanggung jawab pada proses pembuatan vinegar adalah ragi dari kelompok acetobacter.

Acetobacter

Acetobacter adalah sebuah genus bakteri penghasil asam asetat, ditandai dengan kemampuannya mengubah etanol (alkohol) menjadi asam asetat (asam cuka) dengan bantuan udara. Ada beberapa bakteri dari golongan lain yang mampu menghasilkan asam asetat dalam kondisi tertentu, namun semua anggota genusAcetobacter dikenal memiliki kemampuan ini. Bakteri-bakteri Acetobacter dikenal penting secara komersial, antara lain karena :

·         dapat digunakan dalam produksi cuka (dengan sengaja mengubah etanol pada anggur menjadi asam asetat

·         namun dapat juga merusak anggur, dengan menghasilkan asam asetat atau etil asetat, yang merusak rasa anggur tersebut

Pertumbuhan Acetobacter pada anggur dapat dicegah dengan sanitasi yang efektif, pemisahan udara dari anggur secara sempurna, maupun penggunaan secukupnya sulfur dioksida sebagai pengawet pada anggur.

Di laboratorium, Acetobacter dikenali dengan mudah dengan pertumbuhan koloninya di medium yang mengandung 7% etanol, dan ditambahi kalsium karbonatsecukupnya untuk memburamkan medium sebagian. Ketika koloni tersebut membentuk asam asetat yang cukup, kalsium karbonat kemudian melarut sehingga terbentuk daerah bening yang jelas pada medium (Anonim, 2011).

 (Gambar Acetobacter)

Klasifikasi Acetobacter

Kerajaan:	Bacteria
Filum:	Proteobacteria
Kelas:	Alpha Proteobacteria
Ordo:	Rhodospirillales
Famili:	Pseudomonadaceae
Genus:	Acetobacter

      Ragi jenis acetobacter ini sangat sensitive terhadap suhu. Ragi ini tumbuh baik pada suhu antara 15⁰C sampai 35⁰C dengan suhu optimal antara 26-30⁰C dan mati pada suhu 600C. salah satu hal penting dalam pembuatan vinegar adalah sterilisasi alat. Acetobacter juga memerlukan oksigen untuk dapat bekerja sehingga wadah yang kedap udara tidak dapat digunakan untuk proses fermentasi pembuatan vinegar. Air yang digunakan untuk mengencerkan vinegar harus air murni. Chlorine dan fluoride yang terdapat pada air keran dapat menimbulkan efek merugikan pada proses pembuatan vinegar. Setelah fermentasi dimulai, stok vinegar harus ditaruh ditempat gelap selama kurang lebihh dua sampai tiga minggu karena acetobacter sangat sensitive terhadap sinar UV. Hal lain yang harus diperhatikan adalah larutan tidak boleh diaduk selama proses fermentasi. Selama beberapa minggu, umumnya terdapat lapisan pada bagian atas larutan vinegar yang dihasilkan yang dikenal dengan istilah “induk” vinegar yang dapat dipakai sebagai starter untuk membuat vinegar. Proses akhir dari pembuatan vinegar adalah penambahan umur proses. Lama proses sangat mempengaruhi rasa dari vinegar yang dihasilkan. Untuk mempercepat proses, vinegar bisa dipasteurisasi yang menghilangkan alcohol dan menambah umur simpan.

1.2  Rumusan Masalah

1.      Apakah yang dimaksud dengan vinegar ?

2.      Mengapa harus menggunakan wadah dari kaca atau keramik untuk membuat vinegar?

3.      Bahan aktif apakah yang dapat ditemukan pada “induk” vinegar ?

4.      Apakah yang akan terjadi pada saat anda menaruh larutan vinegar yang sedang difermentasi pada daerah yang terdedah sinar matahari ?

5.      Hal apa saja yang dapat menghambat proses pembuatan vinegar?

6.      Setelah anda membuat vinegar, menurut anda apakah mungkin membuat vinegar menggunakan ragi yang umum dijual untuk membuat roti?Jelaskan alasan anda!

1.3  Tujuan

1.      Mendefinisikan istilah seperti respirasi aerob, substrat, produk akhir, enzim, fermentasi, alcohol, asam laktat

2.      Menjabarkan bahan mentah (substrat), produk akhir, dan kondisi yang diperlukan bagi bakteri untuk melakukan respirasi aerob

3.      Menjabarkan dua factor yang menghambat pertumbuhan ragi pada larutan gula

4.      Menjabarkan alasan pembuatan vinegar pada wadah yang terbuat dari kaca atau keramik

5.      Mengetahui bahwa perubahan tekstur larutan gula disebabkan karena perubahan gula menjadi alcohol sebelum menjadi vinegar

BAB II

ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat

v  Wadah atau toples yang terbuat dari kaca

Toples merupakan sebuah tempat yang bisa digunakan selama penyimpanan vinegar. Toples yang digunakan untuk pembuatan vinegar ini hendaklah yang terbuat dari kaca.

v  Baskom

Baskom merupakan sebuah tempat/wadah yang digunakan sebagai tempat penyimpanan air kelapa sementara, sebelum dimasukkan kedalam toples

v  Lap

Lap merupakan sebuah alat yang bisa digunakan untuk menutup toples dengan keadaan tertutup. Sebelum lap digunakan, terlebih dahulu harus disterilisasikan.

v  Panci

Panci merupaka sebuah wadah atau alat yang digunakan untuk mensterilisasikan lap yang hendak digunakan.

v  Karet gelang

Karet gelang merupakan sebuah alat yang bisa digunakan untuk menguatkan atau mencegah toples yang berisi vinegar yang terbuat dari air kelapa itu terhindar dari kontaminan yang ada.

2.2 Bahan

v  Air Kelapa

Air kelapa merupakan suatu bahan dasar yang dapat digunakan dalam proses pembuatan vinegar. Air kelapa ini biasanya didapatkan dari kelapa yang sudah siap dimakan  atau biasanya digunakan air  kelapa muda.

v  Gula putih

Gula putih digunakan merupakan salah satu bahan pemanis.

v  Air biasa

Air biasa merupakan salah satu bahan yang digunakan untuk mensterilkan lap yang akan digunakan.

BAB III
METODELOGI PENELITIAN

3.1  Persiapan Wadah

Pilih wadah pembuatan vinegar yang terbuat dari kaca atau keramik. Jangan menggunakan wadah dari material yang dapat beraksi dengan vinegar, seperti alumunium, besi, dan plastic. Vinegar dapat menyebabkan beberapa reaksi kimia dengan bahan- bahan tersebut yang menyebabkan vinegar menjadi senyawa yang berbahaya bagi kesehatan.

3.2  Persiapan Bahan

Pada praktikum ini, kita akan menggunakan vinegar dari air kelapa, caranya :

v  Pertama-tama masukkan terlebih dahulu air kelapa ke dalam wadah atau toples yang terbuat dari kaca

v  Tambahkan gula putih secukupnya hingga terasa manis, kemudian aduk sampai merata.

3.3  Proses Fermentasi

Sebelum kita melakukan proses fermentasi, terlebih dahulu kita persiapkan kain kassa atau lap, yang siap untuk disterilisasikan, yaitu dengan cara :

v  Masukkan air ke dalam panci, kemudian didihkan hingga mendidih

v  Selanjutnya lap atau kain kassa disimpan diatas panic yang berisi air panas tersebut, dengan cara ini bisa mensterilisasikan lap tersebut

Kemudian selanjutnya adalah tahap fermentasi :

v  Tutup wadah dengan kain kasa dan kencanngkan dengan karet gelang atau benang. Kondisi ini memungkinkan oksigen untuk tetap mengalir ke larutan dan mencegah lalat dan sampah untuk masuk ke dalam larutan

v  Tempatkan wadah pada ruang gelap, hangat, dan biaarkan alam mengatur proses ini. Usahakan suhu pada tempat penyimpanan antara 15⁰C sampai 27⁰C. Umumnya setelah 3- 4 minggu lapisan “induk” vinegar mulai terbentuk.

3.4  Penyimpanan vinegar

v  Untuk menghilangkan alcohol diperlukan waktu fermentasi yang sangat lama. Proses ini dapat dipercepat dengan mendidihkan vinegar yang telah diperoleh. Setelah didihkan, proses pasteurisasi dapat dilakukan dengan memanaskan vinegar pada suhu 77⁰C selama 10 menit

v  Vinegar yang tidak dipasteurisasi dapat disimpan pada wadah yang steril dan tertutup selama beberapa bulan dalam refrigator

v  Vinegar yang dipasteurisasi dapat disimpan pada wadah kedap uadara yang steril di suhu ruang dan tidak terkena sinar matahari langsung selama beberapa bulan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Gambar : Proses penyimpanan Vinegar ditempat yang gelap dan tidak terkena sinar matahari.

4.2  Pembahasan

Sebelum kita lebih jauh membahas tentang praktikum kali ini dalam proses pembuatan vinegar, terlebih dahulu kita harus memahami tentang istilah seperti respirasi aerob, substrat, produk akhir, enzim, fermentasi.

Enzim merupakan protein yang bertindak sebagai katalis didalam tubuh makhluk hidup. Enzim dapat bertindak sebagai katalis yaitu dapat meningkatkan kecepatan reaksi kimia tetapi tidak berubah dalam reaksi kimia tersebut. Molekul yang bereaksi di dalam suatu reaksi yang dikatalis oleh enzim disebut substrat, dan molekul yang dihasilkan disebut produk  (Aryulina, dkk. 2007).

Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan udara terutama oksigen. Secara garis besar, proses tersebut dibagi dalam 3 tahap yaitu glikolisis, siklus krebs, dan transfer electron. Energi yang dihasilkan pada proses ini adalah 38 ATP . Sedangkan Respirasi anaerob merupakan salah satu proses katabolisme yang tidak menggunakan oksigen bebas sebagai penerima atom hidrogen (H) terakhir, tetapi menggunakan senyawa tertentu (seperti : etanol, asam laktat) .Asam piruvat yang dihasilkan pada tahapan glikolisis dapat dimetabolisasi menjadi senyawa yang berbeda (ada/tersedianya oksigen atau tidak) . Pada kondisi aerobik (tersedia oksigen) sistem enzim mitokondria mampu mengkatalisis oksidasi asam piruvat menjadi H₂O dan CO₂ serta menghasilkan energi dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Phosphat). Pada kondisi anaerobik ( tidak tersedia oksigen ), suatu sel akan dapat mengubah asam piruvat menjadi CO₂ dan etil alkohol serta membebaskan energi ( ATP ). Atau oksidasi asam piruvat dalam sel otot menjadi CO₂ dan asam laktat serta membebaskan energi ( ATP ). Bentuk proses reaksi yang terakhir disebut, lazim dinamakan fermentasi. Proses ini juga melibatkan enzim-enzim yang terdapat di dalam sitoplasma sel. Energy yang dihasilkan pada proses respirasi anaerob adalah 2 ATP (Dakon, 2011).

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentukrespirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal (Anonim, 2011).

Pada praktikum kali ini, kita akan membahas cara atau proses pembuatan dari vinegar. Vinegar merupakan salah satu komponen masakan yang dihasilkan dari proses fermentasi. Dalam pembuatan vinegar ini, kami menggunakan air kelapa sebagai bahan bakunya. Seperti yang kita ketahui bahwa air kelapa ini banyak sekali manfaatnya, salah satunya itu bisa dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan vinegar. Istilah vinegar ini mengacu pada fermentasi dua tahap dari karbohidrat menjadi alcohol selanjutnya menjadi asam asetat.

Asam asetat merupakan salah satu produk industri yang banyak dibutuhkan di Indonesia. Asam asetat dapat dibuat dari substrat yang mengandung alkohol, yang diperoleh dari berbagai macam bahan seperti buah buahan, kulit nanas, pulp kopi, dan air kelapa. Hasil dari fermentasi asam asetat sering disebut sebagai vinegar yang berarti sour wine. Vinegar berasal dari bahasa Perancis, vindiger (vin=wine, digger=sour). Pada saat ini cuka atau vinegar dibuat dari bahan kaya gula seperti buah anggur apel, nira kelapa, malt, gula sendiri seperti sukrosa dan glukosa, dimana pembuatannya melibatkan proses fermentasi alokohol dan fermentasi asetat secara berimbang (Anonim, 2010).

Vinegar atau cuka sudah ditemukan oleh ribuan tahun yang lalu. Ketika anggur pertama kali dibuat, gula difermentasi menjadi alkohol. Seiring waktu, bakteri di udara mengubah alkohol menjadi asam asetat (Anonim, 2011).

Proses Fermentasi Vinegar :

a.       Fermentasi Aerob

                                            Acetobacter aceti

C6H12O6         à    2 C2H5OH      à      2 CH3COOH + H2O + 116 kal

 glukosa                   etanol                             cuka asam

b.      Fermentasi Anaerob

              Clostridium thermoaceticum

C6H12O6       à        3 CH3COOH

glukosa                        asam asetat

Untuk membuat vinegar wadah atau tempat yang digunakan hendaklah yang terbuat dari kaca atau keramik. Hal disebabkan karena ketika proses fermentasi akan beerubah asam dan asam disana adalah asam asetat. Karena sifat asam tersebut kemungkinan kandungan plastic yaitu dioksin akan dapat keluar sehingga vinegar yang nantinya akan dikonsumsi tidak baik untuk kesehatan karena dioksin yang ada dalam plastic memang berbahaya untuik kesehatan.

Berdasarkan literature yang ada dari Najwa (2010),menyatakan bahwa dioksin adalah senyawa yang tergolong karsionogenik. Dampak keracunan dioksin untuk jangka panjang adalah kanker dan aterosklerosis sehingga menaikkan angka kematian sampai 46 % pada beberapa kasus. Dioksin merupakan senyawa yang mampu mengacaukan sistem hormon, yaitu dengan cara bergabung dengan kaseptor hormon, sehingga mengubah fungsi dan mekanisme genetis dari sel, dan mengakibatkan pengaruh yang sangat luas, yaitu kanker, menurunkan daya tahan tubuh, mengacaukan sistem saraf, keguguran kandungan, dan dapat mengakibatkan cacat kelahiran (birth deformity). Dioksin secara langsung mampu menurunkan sel B dan secara tidak langsung menurunkan jumlah sel T yang berperan dalam sistem imun. Karena mampu mengubah fungsi genetika sel, jadi dapat menyebabkan timbulnya penyakit genetis dan dapat mempengaruhi pertumbuhan anak.

Dioksin dikenal sebagai penyebab kanker.  Berinteraksi secara langsung dengan DNA melalui mekanisme berbasis reseptor.   Proses interaksi melalui mekanisme berbasis resptor dapat dijelaskan sebagai berikut, setelah masuk ke dalam tubuh melalui selaput sel, dioksin bersatu dengan protein dasar reseptor. Maka dioksin pun diizinkan masuk ke dalam inti sel. Di sini ia berinteraksi dengan DNA dan menyerang gen yang mengontrol banyak reaksi biokimia seperti sintesa dan metabolisme hormon, enzim, maupun faktor pertumbuhan, sehingga bisa menimbulkan dampak dari kelainan janin sampai kanker (Albab, 2005).

Pada proses pembuatan vinegar, setelah beberapa minggu umumnya akan terdapat lapisan pada bagian atas larutan vinegar yang dihasilkan yang dikenal dengan istilah “induk” vinegar yang dapat dipakai sebagai starter untuk membuat vinegar.  Bahan aktif yang dapat ditemukan pada “induk” vinegar yaitu bakteri asam asetat yang dewasa ini banyak digunakan untuk memproduksi vinegar secara komersial adalah galur dari spesies Acetobacter aceti, A. Pasteurianus, A. Peroxidans dan Gluconobacter oxidans.
Bakteri asam asetat sangat bervariasi dan mudah mengalami perubahan-perubahan sifat fisiologis dan aktivitas metabolik. Karena itu bagi industri vinegar yang terpenting adalah galur bakteri asam asetat yang memilki sifat-sifat:

1.      Toleran terhadap konsentrasi asam asetat yang tinggi.

2.       Tidak mengoksidasi asam asetat

3.      Mempunyai produktivitas yang tinggi

4.       Kebutuhan nutrien sedikit

5.      Tahan terhadap infeksi

6.      Bakteri asam cuka termasuk golongan bakteri gram negatif aerobik, langsung dicampurkan dalam medium. Penyimpanan harus di tempat dingin dan dijauhkan dari area panas.

Dalam proses fermentasi larutan vinegar harus terhindar dari sinar matahari. Hal ini dikarenakan bila vinegar terdedah matahari kemungkinan yang akan terjadi yaitu kerja bakteri yang nantinya kan membuat fermentasi dan akhoirnya menjadikan bahan itu manjadi alkhol tidak bekerja dan kemungkinan yang terjadi yakni kebusukan. Sehingga fermentasi yang terjadi akan gagal dan tidak akan dapat dijadikan vinegar.

Faktor Faktor yang Diperhatikan dalam Pembuatan Vinegar (Asam Asetat)

a.       Pemilihan mikroba

Bakteri yang dapat memenuhi syarat yaitu yang produktivitasnya tinggi dan mempunyai rasa enak. Sebagai contoh Bacterium schutzen bachil / Baterium cuvrum biasanya dipakai untuk memproduksi asam cuka biasanya dipakai asam cuka dari etanol dengan quick vinegar process, sedang Bacteruim orleanense pada proses Orleans (proses lambat). Jika kita salah memilih mikroba akan dapat menghambat dalam proses pembuatan vinegar.

b.      Kualitas bahan dasar

Sebagai bahan dasar adalah semua bahan yang dapat difermentasikan menjadi alkohol.bisa dari jus buah buahan seperti buah apel, anggur, jeruk, bahan bahan bergula , beer, anggur/ wine.

c.       Fermentasi oleh yeast

Sebelum fermentasi asam cuka, gula yang berasal dari bahan dasar difermentrasikan menjadi alkohol, sehingga yeast yang dipakai harus diseleksi, demikian juga faktor faktor yang mempengaruhi selama fermentasi menjadi alkohol harus diperhatikan.

d.      Keasaman

Kadar alkohol terbaik dan dapat segera difermrntasikan 10-13%. Bila kadar alkohol 14% atau lebih maka oksidasi alkohol menjadi asam cuka tidak atau kurang sempurna sebab perkembangan bakteri asam cuka terhambat. Sedang bila kadar alkohol rendah mungkin akan banyak vinegar yang hilang bahkan pada konsentrasi alkohol 1-2% ester dan asam cuka akan dioksidasi yang mengakibatkan hilangnya aroma dan flavor( aroma dan flavor menjadi jelek).

e.       Oksigen

Proses fermentasi asam cuka menjadi alkohol adalah proses oksidasi maka perlu diaerasi.

      etanol                          asetaldehid

f.       Supporting medium/ bahan penyangga

Bahan penyagga ini dimaksudkan untuk memperluas permukaan yang berhubungan dengan udara serta tempat melekatnya koloni bakteri bakteri asam cuka sehingga proses fermentasinya menjadi lebih cepat. Sebagai bahan penyangga dapat dipakai chips/ pasahan/ tatal kayu, arang, ranting anggur, tongkol jagung, dan sebagainya. Bahan penyangga tersebut tidak boleh bersifat racun, serta tidak boleh mengandung besi, tembaga, sulfur, atau ion ion lainnya yang mempengaruhi vinegar.

g.      Suhu

Suhu selama fermentasi mempengaruhi pertumbuhan dari bakteri asam cuka. Bila suhu:

12-15 ^oC    :  pertumbuhan bakteri lambat, sel selnya menjadi gemuk, pendek.

42-45 ^oC    : sel bakteri akan memanjang membentuk semacam mycelium yang tidak bersekat

15-34 ^oC    :  pertumbuhan sel normal dan cepat

Untuk fermentasi asam cuka suhu yang paling sesuai 26,7-29,4⁰C, sebab bila suhu rendah fermentasi akan berjalan lambat sedang bila suhu tinggi akan banyak alkohol yang menguap bersama-sama dengan bahan bahan volatile yang membentuk flavor dan aroma dari asam cuka, sehingga asam cuka yang dihasilkan akan mempunyai flavor ataupun aroma yang kurang sedap/ enak.

Setelah kita  membuat vinegar, menurut anda apakah mungkin membuat vinegar menggunakan ragi yang umum dijual untuk membuat roti?Jelaskan alasan anda!

Bisa. Karena menuirut saya ragi roti juga mengalami fermentasi yang tidak memeelukan udara sehingga dapat dijadikan sebagai bahan induk untuk membuat vinegar. Karena roti juga puna sifat yang sama seperti bakteri pada vinegar seperti halnya proses ini :

Proses fermentasi didefinisikan sebagai proses penguraian asam amino secara anaerobic yaitu tanpa memerlukan oksigen. Senyawa yang dapat diuraikan dalam fermentasi utamanya adalah KH. Namun sebelum difermentasikan polisakarida terlebih dahulu menjadi gula sederhana, misalnya hidrolisis pati menjadi unit-unit glukosa. Glukosa lalu dipecah menjadi senyawa-senyawa lain tergantung jenis fermentasinya.

Dalam proses fermentasinya terlebih asam piruvat, dikenal 4 jalur pemecahan glukosa, yaitu :

1. Jalur CMF atau glikolisis, ditemukan pada fungi dan sebagian besar bakteri, serta hewan dan manusia.

2. Jalur entner-do udreff (ED) hanya ditemukan pada bakteri.

3. Jalur Heksa amino fosfat (HMF) ditemukan pada berbagai organisme.

4. Jalur fosfo ketolase (FK) ditemukan pada bakteri yang tergolong lactobacillus heterofermentatif (Anonim, 2008)

Manfaat Asam Asetat

a)           Penambah rasa pada makanan dalam industri makanan

b)           Memperbaiki flavor pada pembuatan mayonaise

c)           Memperbaiki flavor dan pengawet pada pembuatan acar

d)          Antiseptic

e)           Mencegah tumbuhnya jamur pada roti

BAB V
PENUTUP

5.1  Kesimpulan

      Vinegar berasal dari kata vinaigre (bahasa Perancis) yang artinya anggur yang telah asam, merupakan suatu produk yang dihasilkan dari fermentasi bahan yang mengandung gula atau pati menjadi alkohol, yang kemudian difermentasi lebih lanjut menjadi vinegar. Ragi jenis acetobacter ini sangat sensitive terhadap suhu. Ragi ini tumbuh baik pada suhu antara 15⁰C sampai 35⁰C dengan suhu optimal antara 26-30⁰C dan mati pada suhu 600C. salah satu hal penting dalam pembuatan vinegar adalah sterilisasi alat. Acetobacter juga memerlukan oksigen untuk dapat bekerja sehingga wadah yang kedap udara tidak dapat digunakan untuk proses fermentasi pembuatan vinegar. Vinegar atau cuka dibuat dengan cara melakukan 2 fermentasi. Fermentasi aerob untuk menghasilkan ethanol dan fermentasi anaerob untuk menghasilkan asam asetat. Ada beberapa factor yang harus diperhatikan dalam proses pembuatan vinegar adalah pemilihan mikroba, kualitas bahan dasar, fermentasi oleh yeast, keasama, oksigen, supporting medium/bahan penyangga, dan suhu. Pembuatan vinegar juga harus mengggunakan wadah/ toples yang terbuat dari agar terhindar dari bereakasinya senyawa dioksin yang akan menyebabkan kanker pada manusia.

5.2  Saran

Dalam proses pembuatan vinegar, kami memberikan saran kepada yang akan melakukan praktikum ini agar selalu memperhatikan alat dan bahan yang akan digunakan. Alat yang digunakan haruslah steril, kemudian proses fermentasinya harus diperhatikan pula. Penyimpanan vinegar haruslah dalam kedaan yang gelap, serta tempat yang digunakannya itu yang terbuat dari kaca.

DAFTAR PUSTAKA

Albab, 2005. Dioksin Penyebab Kanker. [online]. Tersedia: http://diploma.chemistry.uii.ac.id/index.php?option=com_content&task=view&id=123&Itemid=182-diakses-13-11-2011

Ananda, 2010. Cuka. [online]. Tersedia : http://anandagagan.blogspot.com/2010/03/cuka.html-diakses-12-11-2011

Anonim, 2008. .Pembuatan Ragi. [online]. Tersedia:  http://medicafarma.blogspot.com/2008/06/pembuatan-ragi.html-diakses-13-11-2011

Anonim, 2010. Asam Asetat. [online]. Tersedia: Laboraturium Mikrobiologi Industri-doc

Anonim, 2011. Acetobacter. [online]. Tersedia: http://id.wikipedia.org/wiki/Acetobacter-diakses-12-11-2011

Anonim, 2011. Seni Makanan-Vinegar. [online]. Tersedia: http://web.budaya-tionghoa.net/budaya-tionghoa/seni-makanan/313-vinegar-diakses-13-11-2011

Bagas, 2010. Pembuatan Asam Asetat. [online]. Tersedia: http://bagasvanirawan.wordpress.com/2010/07/20/pembuatan-asam-asetat/-diakses-12-11-2011

Dakon, 2011. Respirasi Aerob dan Anaerob. [online]. Tersedia: http://maindakon.blogspot.com/2011/05/respirasi-aerob-dan-aerob.html-diakses-12-11-2011

Darma, 2010. Bioteknologi Fermentasi. [online]. Tersedia: http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/01/bioteknologi-fermentasi/-diakses-12-11-2011

Kwartiningsih dan Mulyati, 2005. Fermentasi Sari Buah Nanas menjadi Vinegar. Kuilibrium. Vol. 4. No. 1. 8 Juni 2005 : 8 – 12

Najwa, 2010. Tissue dan Pembalut penyebab kanker. [online]. Tersedia: http://najwa-choey.abatasa.com/post/detail/10050/waspadai-zat-penyebab-kanker-dalam-tissue-dan-pembalut-anda-diakses-13-11-2011