BAB I
LANDASAN TEORI
Beras
Kata "beras" mengacu pada bagian bulir padi (gabah) yang telah dipisah dari sekam. Sekam (Jawa merang) secara anatomi disebut 'palea' (bagian yang ditutupi) dan 'lemma' (bagian yang menutupi).
Pada salah satu tahap pemrosesan hasil panen padi, gabah ditumbuk dengan lesung atau digiling sehingga bagian luarnya (kulit gabah) terlepas dari isinya. Bagian isi inilah, yang berwarna putih, kemerahan, ungu, atau bahkan hitam, yang disebut beras. Beras dari padi ketan disebut ketan.
Pada salah satu tahap pemrosesan hasil panen padi, gabah ditumbuk dengan lesung atau digiling sehingga bagian luarnya (kulit gabah) terlepas dari isinya. Bagian isi inilah, yang berwarna putih, kemerahan, ungu, atau bahkan hitam, yang disebut beras. Beras dari padi ketan disebut ketan.
Kandungan Beras
Sebagaimana bulir serealia lain, bagian terbesar beras didominasi oleh pati (sekitar 80-85%). Beras juga mengandung protein, vitamin (terutama pada bagian aleuron), mineral, dan air. Pati beras tersusun dari dua polimer karbohidrat, yaitu:
• amilosa, pati dengan struktur tidak bercabang dan
• amilopektin, pati dengan struktur bercabang dan cenderung bersifat lengket.
Perbandingan komposisi kedua golongan pati ini sangat menentukan warna (transparan atau tidak) dan tekstur nasi (lengket, lunak, keras, atau pera). Ketan hampir sepenuhnya didominasi oleh amilopektin sehingga sangat lekat, sementara beras pera memiliki kandungan amilosa melebihi 20% yang membuat butiran nasinya terpencar-pencar (tidak berlekatan) dan keras.
Macam dan Warna Beras
Beras "biasa" yang berwarna putih agak transparan karena hanya memiliki sedikit aleuron, dan kandungan amilosa umumnya sekitar 20%. Beras ini mendominasi pasar beras. Beras merah, akibat aleuronnya mengandung gen yang memproduksi antosianin yang merupakan sumber warna merah atau ungu.
Beras hitam, sangat langka, disebabkan aleuron dan endospermia memproduksi antosianin dengan intensitas tinggi sehingga berwarna ungu pekat mendekati hitam. Ketan (atau beras ketan), berwarna putih, tidak transparan, seluruh atau hampir seluruh patinya merupakan amilopektin. Ketan hitam, merupakan versi ketan dari beras hitam.
Beras hitam, sangat langka, disebabkan aleuron dan endospermia memproduksi antosianin dengan intensitas tinggi sehingga berwarna ungu pekat mendekati hitam. Ketan (atau beras ketan), berwarna putih, tidak transparan, seluruh atau hampir seluruh patinya merupakan amilopektin. Ketan hitam, merupakan versi ketan dari beras hitam.
Fermentasi
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Mikrobia yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang. Contoh bakteri yang digunakan dalam fermentasi adalah Acetobacter xylinum pada pembuatan nata de coco, Acetobacter aceti pada pembuatan asam asetat. Contoh khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan alkohol sedang contoh kapang adalah Rhizopus sp. pada pembuatan tempe, Monascus purpureus pada pembuatan angkak dan sebagainya. Fermentasi dapat dilakukan menggunakan kultur murni ataupun alami serta dengan kultur tunggal ataupun kultur campuran. Fermentasi menggunakan kultur alami umumnya dilakukan pada proses fermentasi tradisional yang memanfaatkan mikroorganisme yang ada di lingkungan. Salah satu contoh produk pangan yang dihasilkan dengan fermentasi alami adalah gatot dan growol yang dibuat dari singkong. Tape merupakan produk fermentasi tradisional yang diinokulasi dengan kultur campuran dengan jumlah dan jenis yang tidak diketahui sehingga hasilnya sering tidak stabil. Ragi tape yang bagus harus dikembangkan dari kultur murni. Kultur murni adalah mikroorganisme yang akan digunakan dalam fermentasi dengan sifat dan karakteristik yang diketahui dengan pasti sehingga produk yang dihasilkan memiliki stabilitas kualitas yang jelas. Dalam proses fermentasi kultur murni dapat digunakan secara tunggal ataupun secara campuran. Contoh penggunaan kultur murni tunggal adalah Lactobacillus casei pada fermentasi susu sedang contoh campuran kultur murni adalah pada fermentasi kecap, yang menggunakan Aspergillus oryzae pada saat fermentasi kapang dan saat fermentasi garam digunakan bakteri Pediococcus sp. dan khamir Saccharomyces rouxii.
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Mikrobia yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang. Contoh bakteri yang digunakan dalam fermentasi adalah Acetobacter xylinum pada pembuatan nata de coco, Acetobacter aceti pada pembuatan asam asetat. Contoh khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan alkohol sedang contoh kapang adalah Rhizopus sp. pada pembuatan tempe, Monascus purpureus pada pembuatan angkak dan sebagainya. Fermentasi dapat dilakukan menggunakan kultur murni ataupun alami serta dengan kultur tunggal ataupun kultur campuran. Fermentasi menggunakan kultur alami umumnya dilakukan pada proses fermentasi tradisional yang memanfaatkan mikroorganisme yang ada di lingkungan. Salah satu contoh produk pangan yang dihasilkan dengan fermentasi alami adalah gatot dan growol yang dibuat dari singkong. Tape merupakan produk fermentasi tradisional yang diinokulasi dengan kultur campuran dengan jumlah dan jenis yang tidak diketahui sehingga hasilnya sering tidak stabil. Ragi tape yang bagus harus dikembangkan dari kultur murni. Kultur murni adalah mikroorganisme yang akan digunakan dalam fermentasi dengan sifat dan karakteristik yang diketahui dengan pasti sehingga produk yang dihasilkan memiliki stabilitas kualitas yang jelas. Dalam proses fermentasi kultur murni dapat digunakan secara tunggal ataupun secara campuran. Contoh penggunaan kultur murni tunggal adalah Lactobacillus casei pada fermentasi susu sedang contoh campuran kultur murni adalah pada fermentasi kecap, yang menggunakan Aspergillus oryzae pada saat fermentasi kapang dan saat fermentasi garam digunakan bakteri Pediococcus sp. dan khamir Saccharomyces rouxii.
Industri fermentasi dalam pelaksanaan proses dipengaruhi oleh beberapa faktor:
a. Mikrobia
Mikrobia dalam industri fermentasi merupakan faktor utama, sehingga harus memenuhi syarat-syarat tertentu yaitu:
1. Murni
Dalam proses-proses tertentu harus menggunakan biakan murni (dari satu strain tertentu) yang telah diketahui sifat-sifatnya. Untuk menjaga agar biakan tetap murni dalam proses maka kondisi lingkungan harus dijaga tetap steril. Penggunaan kultur tunggal mempunyai resiko yang tinggi karena kondisi harus optimum. Untuk mengurangi kegagalan dapat digunakan biakan campuran. Keuntungan penggunaan biakan campuran adalah mengurangi resiko apabila mikrobia yang lain tidak aktif melakukan fermentasi. Dalam bidang pangan penggunaan biakan campuran dapat menghasilkan aroma yang spesifik.
Pengembangan inokulum yang terdiri campuran biakan murni belum berkembang di Indonesia. Sebagai contoh, inokulum tempe yang dibuat LIPI masih merupakan inokulum kultur tunggal sehingga produsen tempe sering mencampur inokulum murni dengan inokulum tradisional dengan maksud memperoleh hasil yang baik.
Inokulum tape (ragi tape) juga belum berkembang. Di Malaysia, telah dikembangkan campuran kultur murni untuk membuat tape rendah alkohol. Ini merupakan upaya untuk memenuhi tuntutan masyarakat yang sebagian besar muslim. Isolatnya sendiri diperoleh dari ragi yang telah ada di pasaran.
Penggunaan inokulum campuran harus memperhatikan kebutuhan nutrisi mikroorganismenya. Kultur campuran yang baik adalah model suksesi sehingga antar organisme tidak bersaing namun saling mendukung untuk pembentukan produk.
2. Unggul
Pada kondisi fermentasi yang diberikan, mikrobia harus mampu menghasilkan perubahan-perubahan yang dikehendaki secara cepat dan hasil yang besar. Sifat unggul yang ada harus dapat dipertahankan. Hal ini berkaitan dengan kondisi proses yang diharapkan. Proses rekayasa genetik dapat dilakukan untuk memperbaiki sifat jasad dengan maksud mempertinggi produk yang diharapkan dan mengurangi produk-produk ikutan.
3. Stabil
Pada kondisi yang diberikan, mikrobia harus mempunyai sifat-sifat yang tetap, tidak mengalami perubahan karena mutasi atau lingkungan.
4. Bukan pathogen
Mikrobia yang digunakan adalah bukan patogen bagi manusia maupun hewan, kecuali untuk produksi bahan kimia tertentu. Jika digunakan mikrobia patogen harus dijaga, agar tidak menimbulkan akibat samping pada lingkungan.
b. Bahan Dasar
Bahan dasar untuk kepentingan fermentasi dapat berasal dari hasil-hasil pertanian, perkebunan maupun limbah industri. Bahan dasar yang umum digunakan di negara berkembang adalah:
1. Hasil perkebunan: ampas tebu, kulit kopi, kulit coklat, sabut kelapa dsb
2. Hasil pertanian: jerami, singkong, ubi jalar, susu daging, ikan dsb
3. Limbah cair dan padat, sisa pabrik, sampah dsb
c. Sifat-sifat Proses
d. Pilot-plant
e. Faktor Sosial Ekonomi
Klasifikasi Fermentasi
Respirasi anaerob disebut fermentasi atau peragian. Pada umumnya respirasi ini terjadi pada tumbuhan, fungi dan bakteri. Proses fermentasi sering disebut sesuai dengan hasil akhir yang terbentuk. Misalnya fermentasi alkohol bila hasil akhir fermentasi berupa alkohol. Menurut hasil samping yang terbentuk, maka fermentasi dibedakan atas:
a. Fermentasi alkohol pada ragi (khamir) dan bakteri anaerobik.
Jamur Saccharomyces cereviceae (ragi) cara hidupnya bersifat fakultatif aerob. Secara anaerob Saccharomyces yang berperan dalam pembuatan tape, roti, atau minuman keras mampu mengubah gula menjadi alcohol melalui proses fermentasi alkohol.
Reaksi Kimia fermentasi alkohol adalah sebagai berikut:
C6H12O6 Ã 2C2H5OH (etanol) + 2CO2 + 2ATP
b. Fermentasi asam laktat di sel otot.
Fermentasi asam lakatat adalah respirasi anaerob yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak mencukupi akibat bekerja terlalu berat. Pada fermentasi asam laktat senyawa asam piruvat (hasil glikolosis) akan menerima ion H+ dari NADH menjadi asam laktat. Di dalam sel otot, asam laktat dapat menyebabkan gejala kram dan kelelahan.
c. Fermentasi asam sitrat pada bakteri heterotrof.
Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa, disamping itu juga terdapat fruktosa, galaktosa, dan manosa. Hasil akhirnya adalah alkohol, karbon dioksida, dan energi. Alkohol bersifat racun bagi sel-sel ragi. Sel-sel ragi hanya tahan terhadap alkohol pada kadar 9-18%. Lebih tinggi dari kadar tersebut, proses alkoholisasi (pembuatan alkohol) terhenti. Hal tersebut merupakan suatu kendala pada industri pembuatan alkohol.
Oleh karena glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbon dioksida, maka energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan respirasi aerobik. Pada respirasi aerobik dihasilkan 675kal, sedangkan pada respirasi anaerobik hanya dihasilkan 21 kal. seperti reaksi di bawah ini:
C6H12O6 —–> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 21 kal
Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan, bakteri anaerobik seperti Clostridium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka dalam atau tertutup sehingga memberi kemungkinan bakteri Clostridium tersebut tumbuh subur karena dalam lingkungan anaerob.
Fermentor
Fermentor yang digunakan dalam produksi etanol tergantung pada bahan baku yang digunakan. Untuk penggunaan dengan bahan baku gula dapat langsung dengan fermentor anaerob. Sedangkan jika yang akan digunakan dengan bahan baku dari pati atau karbohidrat lain harus ada proses sakarifikasi sehingga minimal ada dua fermentor. Fermentor adalah tempat berlangsungnya fermentasi dapat berupa alat dengan kerja anaerob ataupun anaerob.
BAB II
LAPORAN PELAKSANAAN PRAKTIKUM BIOLOGI
2.1. JUDUL PRAKTIKUM BIOLOGI
Laporan praktikum Biologi yang kami buat pada kesempatan kali ini kami beri judul “PROSES FERMENTASI PADA PEMBUATAN TAPE KETAN” sesuai dengan apa yang telah ditugaskan oleh guru mata pelajaran Biologi kami.
2.2. TUJUAN
Tujuan dalam melakukan praktikum Biologi ini adalah untuk mengetahui bagaimana proses fermentasi terjadi serta zat apa saja yang dihasilkan.
2.3. WAKTU PELAKSANAAN PRAKTIKUM BIOLOGI
Kelompok kami melaksanakan praktikum Biologi yang dilaksanakan pada:
Hari : Jumat
Tanggal : 30 September 2011
Waktu : 12.00 - selesai
2.4. ALAT DAN BAHAN
| 1. Langseng (pengukus nasi) dan kompor | 2. Centong (sendok nasi) 1 buah. |
| 3. Nampan 1 buah. | 4. Baskom 1 buah. |
| 5. Toples 4 buah. | 6. Selotip. |
| 7. Ragi 1 butir. | 8. Beras ketan 1 kg. |
| 9. Pisau 1 buah. |
2.5. CARA KERJA DAN DESAIN PENGAMATAN
1. Cuci beras ketan sampai bersih. Setelah dicuci, rendam beras ketan selama ± 12 jam.
2. Isi langseng dengan air kemudian letakkan di atas kompor yang menyala dengan api sedang. Biarkan airnya hingga mendidih atau sampai keluar asap
3. Buang air dari rendaman beras ketan
4. Masukan beras ketan ke dalam langseng.
5. Kukus beras ketan hingga setengah matang.
6. Setelah mencapai tahap setengah matang, angkat
beras ketan dan masukan ke dalam baskom
beras ketan dan masukan ke dalam baskom
7. Berikan air sedikit demi sedikit ke dalam beras ketan sambil diaduk secara dengan centong. Untuk 1 kg ketan, air yang diperlukan 100ml.
8. Masukkan kembali beras ketan ke dalam langseng, kemudian kukus hingga matang.
9. Angkat beras ketan yang telah matang lalu letakkan ke dalam nampan.
10. Siapkan kipas angin untuk mempercepat proses pendinginan beras ketan.
11. Tumbuk ragi sampai halus.
12. Setelah dingin, taburkan ragi ke beras ketan sampai merata.
13. Masukkan beras ketan yang telah diberi ragi ke dalam toples, beri selotip pada toples tersebut.
Catatan:
1. Banyaknya ragi yang digunakan disesuaikan dengan jumlah beras ketan. Bila terlalu banyak akan mempercepat proses fermentasi dan menyebabkan rasa tape menjadi pengar, bila terlalu sedikit dapat menyebabkan tape yang terbentuk tidak manis dan terasa keras.
2. Takaran ragi yang tepat biasanya diperoleh berdasarkan pengalaman.
3. Kualitas tape yang baik turut ditentukan oleh jenis ragi yang digunakan dan asal ragi tersebut
2.6. HASIL PENGAMATAN
Berdasarkan pengamatan yang telah kami lakukan, sebelum fermentasi, beras ketan masih berbentuk seperti beras pada umumnya (berbentuk butiran terpisah). Namun setelah mengalami proses fermentasi, beras ketan tersebut mengalami perubahan bentuk dari butiran yang terpisah menjadi butiran yang bersatu dan menghasilkan sedikit air yang mengandung alkohol serta menimbulkan rasa asam dan manis setelah dikonsumsi. Kondisi tersebut disebabkan karena pada beras ketan diberikan ragi yang merupakan mikroorganisme yang berfungsi mengubah glukosa menjadi alkohol dan menghasilkan air.
2.7. PEMBAHASAN PENGAMATAN
Berdasarkan praktikum yang telah kami lakukan, pembahasan dari setiap langkah kerja praktikum adalah sebagai berikut. Sebelum dikukus, beras ketan direndam selama 12 jam untuk menambah jumlah massa ketan agar beras ketan tidak terlalu keras. Ketan harus diletakkan/disimpan di dalam tempat yang kedap udara. Jika terkena oksigen (bisa disebabkan karena diletakkan di tempat tidak kedap udara), proses fermentasi juga akan gagal. Hal ini disebabkan karena mikroba yang terlibat dalam proses fermentasi adalah mikroba yang bersifat anaerob (tidak membutuhkan udara).
Tape membutuhkan amilosa, amilum dan karbohidrat kompleks, derajat keasaman (pH 5-6), dan suhu yang tepat serta kadar air. Karena adanya proses fermentasi, maka beras ketan dibutuhkan kadar air yang cukup untuk ragi agar bisa hidup. Oleh karena itu, beras ketan harus dikukus sebelum dilakukan peragian. Banyaknya ragi yang digunakan disesuaikan dengan jumlah beras ketan. Bila terlalu banyak akan mempercepat proses fermentasi dan menyebabkan rasa tape menjadi pengar, bila terlalu sedikit dapat menyebabkan tape yang terbentuk tidak manis dan terasa keras. Takaran ragi yang tepat biasanya diperoleh berdasarkan pengalaman. Kualitas tape yang baik turut ditentukan oleh jenis ragi yang digunakan dan asal ragi tersebut.
Tape membutuhkan amilosa, amilum dan karbohidrat kompleks, derajat keasaman (pH 5-6), dan suhu yang tepat serta kadar air. Karena adanya proses fermentasi, maka beras ketan dibutuhkan kadar air yang cukup untuk ragi agar bisa hidup. Oleh karena itu, beras ketan harus dikukus sebelum dilakukan peragian. Banyaknya ragi yang digunakan disesuaikan dengan jumlah beras ketan. Bila terlalu banyak akan mempercepat proses fermentasi dan menyebabkan rasa tape menjadi pengar, bila terlalu sedikit dapat menyebabkan tape yang terbentuk tidak manis dan terasa keras. Takaran ragi yang tepat biasanya diperoleh berdasarkan pengalaman. Kualitas tape yang baik turut ditentukan oleh jenis ragi yang digunakan dan asal ragi tersebut.
Tape ketan jika diletakkan dalam keadaan suhu kamar hanya mampu bertahan 2 hari. Jika lebih dari 2 hari maka kadar alkohol dalam tape tersebut akan bertambah. Semakin banyak kadar alkohol, maka tape akan berubah menjadi khamar. Dan yang kita tahu khamar itu haram. Hal ini sudah terbukti dari jurnal ilmiah International Journal of Food Sciences and Nutrition volume 52 halaman 347 – 357 pada tahun 2001. Di jurnal tersebut diberitakan bahwa kadar etanol (%) pada 0 jam fermentasi tidak terdeteksi, setelah 5 jam fermentasi kadar alkoholnya 0.165%, setelah 15 jam 0.391%, setelah 24 jam 1.762%, setelah 36 jam 2.754%, setelah 48 jam 2.707% dan setelah 60 jam 3.380%.. Namun, jika tape diletakkan di dalam kulkas akan meghambat kerja bakteri karena bakteri tidak dapet bekerja pada suhu rendah dan pada suhu terlalu tinggi. Oleh karena itu, tape yang diletakkan di dalam kulkas lebih tahan lama daripada yang diltekkan di dalam keadaan suhu kamar. Kegagalan dalam pembuatan tape dapat dipengaruhi beberapa faktor sosial serta faktor kebiasaan, yaitu kurang sterilnya tempat pembuatan, pembuat terlalu banyak bicara, pembuat tidak boleh dalam keadaan haid, terlalu banyak member ragi, jenis ragi kurang tepat, dll.
Fermentasi yang terjadi pada pembuatan tape ketan adalah fermentasi alkohol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh jamur ragi (yeast) secara anaerob. Sebagai substrat fermentasi adalah asam piruvat. Molekul piruvat difermentasi menjadi asetaldehid. NADH memberikan elektron dan hidrogen kepada asetaldehid, sehingga terbentuk produk akhir alkohol, yaitu etanol.
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
a. Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen) dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
b. Fermentasi yang terjadi pada pembuatan tape ketan adalah fermentasi alkohol.
c. Jamur Saccharomyces cereviceae (ragi) cara hidupnya bersifat fakultatif aerob. Secara anaerob Saccharomyces yang berperan dalam pembuatan tape, roti, atau minuman keras mampu mengubah gula menjadi alkohol melalui proses fermentasi alkohol.
d. Fermentasi alkohol dilakukan oleh jamur ragi Saccharomyces cereviceae (yeast) secara anaerob. Sebagai substrat fermentasi adalah asam piruvat. Molekul piruvat difermentasi menjadi asetaldehid. NADH memberikan elektron dan hidrogen kepada asetaldehid, sehingga terbentuk produk akhir alkohol, yaitu etanol. Hal ini menyebabkan tape ketan terasa sedikit asam dan manis.
e. Proses dalam pembuatan tape dapat dipengaruhi beberapa faktor baik itu faktor internal maupun eksternal. Yang termasuk ke dalam faktor internal di antaranya bahan yang digunakan, proses dan sifat fermentasi yang terjadi, dan sebagainya. Sedangkan yang termasuk ke dalm faktor eksternal di antaranya factor sosial serta faktor kebiasaan.
DAFTAR PUSTAKA
****Diah Aryulina dkk. 2007. BIOLOGI 3 SMA dan MA untuk Kelas XII. Jakarta.Esis.
keren kak
ReplyDeleteTerima kasih ^^
Delete