Pengolahan Limbah Air Kelapa menjadi Nata de Coco

Lokasi : Lab Pengolahan Hasil Pertanian
Politeknik Pembangunan Pertanian Bogor

Dokumentasi Pengolahan limbah tahu menjadi oncom dan tempe gembus

Lokasi : Lab Pengolahan Hasil Pertanian
Politeknik Pembangunan Pertanian Bogor

Mengolah Limbah Air Kelapa menjadi nata de coco

NATA DE COCO

Pengertian Nata de Coco

            Nata de coco merupakan produk hasil proses fermentasi air kelapa dengan bantuan aktivitas Acetobacter xylinum. Nata berasal dari bahasa spanyol yang artinya terapung. Ini sesuai dengan sifatnya yaitu sejak diamati dari proses awal terbentuknya nata merupakan suatu lapisan tipis yang terapung pada permukaan yang semakin lama akan semakin tebal. Nata De Coco merupakan jenis komponen minuman yang terdiri dari senyawa selulosa (dietry fiber), yang dihasilkan dari air kelapa melalui proses fermentasi, yang melibatkan jasad renik (mikrobia), yang selanjutnya dikenal sebagai bibit nata.

Semula industri nata de coco dimulai dari adanya industri rumah tangga yang menggunakan sari buah nenas sebagai bahan bakunya. Produk ini dikenal dengan nama nata de pina. Dikarenekan nenas sifatnya musiman, pilihan itu jatuh kepada buah kelapa yang berbuah sepanjang tahun dan dalam jumlah yang cukup besar serta ditemukan secara merata hamper diseluruh pelosok tanah air. Di skala industri, nata de coco sudah dikenal sejak diperkenalkannya pada tahun 1975. tetapi, sampai saat ini, industri nata de coco masih tergolong sedikit (di Indonesia). Padahal jika melihat prospeknya dimasa mendatang cukup enggiurkan. Akhir-akhir ini, Negara berkembang sedang melirik industri nata de coco.

Pada prinsipnya untuk mengha-silkan nata de coco yang bermutu baik, maka perlu disediakan media yang dapat mendukung aktivitas Acetobacter xylinum untuk memproduksi selulosa ekstra seluler atau yang kemudian di sebut nata de coco.

Bakteri Acetobacter xylinum akan dapat membentuk nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan Karbon(C) dan Nitrogen (N), melalui proses yang terkontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim akstraseluler yang dapat menyusun zat gula menjadi ribuan rantai serat atau selulosa. Dari jutaan renik yang tumbuh pada air kelapa tersbeut, akan dihasilkan jutaan lembar benang-benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan, yang disebut sebagai nata.

Nata yang dihasilkan tentunya bisa beragam kualitasnya. Kualitas yang baik akan terpenuhi apabila air kelapa yang digunakan memenuhi standar kualitas bahan nata, dan prosesnya dikendalikan dengan cara yang benar berdasarkan pada factor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas Acetobacter xylinum yang digunakan. Apabila rasio antara karbon dan nitrogen diatur secara optimal, dan prosesnya terkontrol dengan baik, maka semua cairan akan berubah menjadi nata tanpa meninggalkan residu sedikitpun. Oleh sebab itu, definisi nata yang terapung di atas caian setelah proses fermentasi selesai, tidak berlaku lagi.

Air kelapa yang digunakan dalam pembuatan nata harus berasal dari kelapa yang masak optimal, tidak terlalu tua atau terlalu muda. Bahan tambahan yang diperlukan oleh bakteri antara lain karbohidrat sederhana, sumber nitrogen, dan asam asetat. Pada ummumnya senyawa karbohidrat sederhana dapat digunakan sebagai suplemen pembuatan anta de coco, diantaranya adalah senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, laktosa, fruktosa dan manosa. Dari beberapa senyawa karbohidrat sederhana itu sukrosa merupakan senyawa yang paling ekonomis digunakan dan paling baik bagi pertumbuhan dan perkembangan bibit nata. Adapun dari segi warna yang paling baik digunakan adalah sukrosa putih. Sukrosa coklat akan mempengaruhi kenampakan nata sehingga kurang menarik. Sumber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organic, seperti misalnya protein dan ekstrak yeast, maupun Nitrogen an organic seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium slfat. Namun, sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika dibandingkan dengan sumber nitrogen organic. Bahkan diantara sumber nitrogen anorganik ada yang mempunyai sifat lebih yaitu ammonium sulfat. Kelebihan yang dimaksud adalah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain.

Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkatkan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glacial (99,8%). Asam asetat dengan konsentrasi rendah dapat digunakan, namun untuk mencapai tingkat keasaman yang diinginkan yaitu pH 4,5 – 5,5 dibutuhkan dalam jumlah banyak. Selain asan asetat, asam-asam organic dan anorganik lain bias digunakan.

Acetobacter Xylinum merupakan bakteri berbentuk batang pendek, yang mempunyai panjang 2 mikron dan lebar , micron, dengan permukaan dinding yang berlendir. Bakteri ini bias membentuk rantai pendek dengan satuan 6-8 sel. Bersifat ninmotil dan dengan pewarnaan Gram menunjukkan Gram negative.

Bakteri ini tidka membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan. Koloni yang sudah tua membentuk lapisan menyerupai gelatin yang kokoh menutupi sel koloninya. Pertumbuhan koloni pada medium cair setelah 48 jam inokulasi akan membentuk lapisan pelikel dan dapat dengan mudah diambil dengan jarum oase.

Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil alcohol, dan propel alcohol, tidak membentuk indol dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat menjadi CO2 dan H2O. sifat yang paling menonjol dari bakteri itu adalah memiliki kemampuan untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa. Selanjutnya selulosa tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. Factor lain yang dominant mempengaruhi sifat fisiologi dalam pembentukan nata adalah ketersediaan nutrisi, derajat keasaman, temperature, dan ketersediaan oksigen.

Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan sel. Pertumbuhan sel didefinisikan sebagai pertumbuhan secara teratur semua komponen di dalam sel hidup. Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu fase adaptasi, fase pertumbuhan awal, fase pertumbuhan eksponensial, fase pertumbuhan lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian, dan fase kematian.

Factor-faktor yang mempengaruhi Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan adalah nutrisi, sumber karbon, sumber nitrogen, serta tingkat keasaman media temperature, dan udara (oksigen. Senyawa karbon yang dibutuhkan dalam fermentasi nata berasal dari monosakarida dan disakarida. Sumber dari karbon ini yang paling banyak digunakan adalah gula. Sumber nitrogen bias berasal dari bahan organic seperti ZA, urea. Meskipun bakteri Acetobacter Xylinum dapat tumbuh pada pH 3,5 – 7,5, namun akan tumbuh optimal bila pH nya 4,3. sedangkan suhu ideal bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum pada suhu 28 – 31 0 C. bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Sehingga dalam fermentasi tidak perlu ditutup rapat namun hanya ditutup untuk mencegah kotoran masuk kedalam media yang dapat mengakibatkan kontaminasi.

Sejarah Pembuatan Nata                                                                                  

 Dalam sejarahnya, industri pembuatan nata diawali di tingkat rumah tangga, yaitu dengan menggunakan sari buah nanas sebagai bahan bakunya. Produk yang dihasilkan diberi nama nata de pina. Oleh karena nanas bersifat musiman, industri pembuatan nata de pina tidak dapat berlangsung sepanjang tahun. Untuk mengatasi hal tersebut, dicari alternatif penggunaan bahan lain yang bisa tersedia dengan mudah sepanjang tahun dan murah harganya. Pilihan tersebut kemudian jatuh pada air kelapa, yaitu limbah dari industri pembuatan kopra atau minyak goreng. Nata yang dihasilkan dari air kelapa disebut nata de coco.                        

 Di Indonesia, nata de coco mulai dicoba pada tahun 1973 dan mulai diperkenalkan pada 1975. Produk ini mulai dikenal luas di pasaran sejak tahun 1981. Dengan semakin digemarinya nata de coco di Indonesia, mulailah bermunculan beberapa industri pengolah nata de coco di Tanah Air. Selanjutnya nata de coco dapat dikembangkan sebagai salah satu komoditas ekspor ke berbagai negara nontropis, seperti Jepang, Amerika Serikat, dan negara-negara di Eropa. Permintaan nata de coco akan meningkat tajam pada saat menjelang hari raya Natal, Lebaran, Tahun baru, dan peristiwa-peristiwa penting lainnya

Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi nata

Untuk menghasilkan produksi nata yang maksimal perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut.                                                                                     

1.                  Temperatur ruang inkubasi                                                                       

Temperatur ruang inkubasi harus diperhatikan karena berkaitan dengan pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum dapat tumbuh dan berkembang secara optimal. Pada umumnya suhu fermentasi untuk pembuatan nata adalah pada suhu kamar (280C). Suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi akan mengganggu pertumbuhan bakteri pembentuk nata, yang akhirnya juga menghambat produksi nata.  (Budiyanto, 2004).     

2. Jenis dan konsentrasi Medium

Medium fermentasi ini harus banyak mengandung karbohidrat (gula) di samping vitamin dan mineral, karena pada hakekatnya nata tersebut adalah slime (menyerupai lendir) dari sel bakteri yang kaya selulosa yang diproduksi dari glukosa oleh bakteri Acetobacter Xylinum. Bakteri ini dalam kondisi yang optimum memiliki kemampuan yang luar biasa untuk memproduksi slime sehingga slime tersebut terlepas dari sel vegetatif bakteri dan terapung-apung di permukaan medium. Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula yang kemudian digabungkan dengan asam lemak membentuk precursor (penciri nata) pada membran sel. Prekursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan bersama enzim mempolimerisasi glukosa menjadi selulosa yang merupakan bahan dasar pembentukan slime. Kadar karbohidrat optimum untuk berlangsungnya produksi nata adalah 10%. (Palungkun, 1992).

3. Jenis dan konsentrasi stater

Pada umumnya Acetobacter Xylinum merupakan stater yang lebih produktif dari jenis stater lainnya, sedang konsentrasi 5-10% merupakan konsentrasi yang ideal(Rahman, 1992).

4. Kebersihan alat

Alat-alat yang tidak steril dapat menghambat pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum. Sedangkan alat-alat yang steril dapat mendukung pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum.

5. Waktu fermentasi

Waktu fermentasi yang digunakan dalam pembuatan nata umumnya 2-4 minggu. Minggu ke-4 dari waktu fermentasi merupakan waktu yang maksimal produksi nata, yang berarti lebih dari 4 minggu, maka kualitas nata yang diproduksi akan menurun.

6. pH fermentasi

Derajat keasaman yang dibutuhkan dalam pembuatan nata adalah 3-5 atau dalam suasana asam. Pada kedua kondisi pH optimum, aktifitas enzim seringkali menurun tajam. Suatu perubahan  kecil pada pH dapat menimbulkan perbedaan besar pada kecepatan beberapa reaksi enzimatis yang amat penting bagi organisme.

7. Tempat fermentasi

Tempat fermentasi sebaiknya tidak terbuat dari logam karena mudah korosif yang dapat mengganggu pertumbuhan mikroorganisme pembentuk nata. Di samping itu tempat fermentasi sebaiknya tidak terkena cahaya matahari langsung, jauh dari sumber panas, dan harus berada dalam kondisi steril. Selain itu, dalam pembuatan nata juga harus diperhatikan bahwa selama proses pembentukan nata langsung harus dihindari gerakan atau goncangan ini akan menenggelamkan lapisan nata yang telah terbentuk dan menyebabkan terbentuknya lapisan nata yang baru yang terpisah dari nata yang pertama. Hal ini menyebabkan ketebalan produksi nata tidak standar. (Budiyanto, 2004).

Kandungan Gizi Nata

Dilihat dari zat gizinya, nata tidak berarti apa-apa karena produk ini sangat miskin zat gizi. Karena kandungan zat gizi (khusunya energi) yang sangat rendah, produk ini aman untuk dimakan siapa saja. Produk ini tidak akan menyebabkan kegemukan, sehingga sangat dianjurkan bagi mereka yang sedang diet rendah kalori. Keunggulan lain dari produk ini adalah kandungan seratnya yang cukup tinggi terutama selulosa. Peran utama serat dalam makanan adalah pada kemampuannya mengikat air yang dapat melunakkan feses.

Makanan dengan kandungan serat kasar yang tinggi dapat mengurangi berat badan. Serat  makanan akan tinggal dalam saluran pencernaan dalam waktu yang relative singkat sehingga absorpsi zat makanan berkurang. Selain itu, makanan yang mengandung serat yang relative tinggi akan memberikan rasa kenyang karena komposisi karbohidrat kompleks yang menghentikan nafsu makan sehingga mengakibatkan turunnya konsumsi makanan. Makanan dengan kandungan serat kasar relative tinggi biasanya mengandung kalori rendah, kadar gula, dan lemak rendah yang dapat membantu mengurangi terjadinya obesitas dan penyakit jantung.

Pengolahan Limbah Pangan menjadi Produk Pangan

Apa itu limbah pangan?

 

Secara garis besar, limbah dapat dibedakan menjadi tiga jenis, pertama limbah organik, terdiri dari bahan-bahan penyusun tumbuhan dan hewan yang diambil dari alam atau dihasilkan dari kegiatan pertanian, perikanan, peternakan, rumah tangga, industri dll., yang secara alami mudah terurai (oleh aktivitas mikroorganisme). Kedua, limbah anorganik, berasal dari  umber daya alam tak terbarui seperti mineral dan minyak bumi, atau hasil samping proses industri. Limbah anorganik tidak mudah hancur/lapuk. Sebagian zat anorganik secara keseluruhan bahkan tidak dapat diuraikan oleh alam, sedang sebagian lainnya hanya dapat diuraikan dalam waktu yang sangat lama. Ketiga, limbah bahan berbahaya dan beracun (B3), merupakan sisa suatu usaha yang mengandung bahan berbahaya/beracun, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat merusak atau mencemarkan dan  embahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia, serta makhluk hidup lainnya. (http://www.sinarharapan.co.id)

Pengelolaan limbah dapat dilakukan dengan cara pengurangan sumber  source reduction), penggunaan kembali, pemanfaatan (recycling), pengolahan (treatment) dan pembuangan. Banyak jenis limbah dapat dimanfaatkan kembali melalui daur ulang atau dikonversikan ke produk lain yang berguna. Limbah yang dapat dikonversikan ke produk lain, misalnya limbah dari industri pangan. Limbah tersebut biasanya masih mengandung: serat, karbohidrat, protein, lemak, asam organik, dan mineral, sehingga dapat mengalami perubahan secara s dan dapat dikonversikan ke produk lain seperti: energi, pangan, pakan, dan lain-lain. (http://www.menlh.go.id).

Limbah industri menjadi salah satu bagian lingkungan yang paling dekat dengan kehidupan kita sehari-hari, apalagi limbah industri rumah tangga yang secara umum belum dikelola dengan baik. Jika penanganan limbah yang dihasilkan industri seperti industri rumah tangga tidak tepat, maka limbah dapat menurunkan kualitas dari lingkungan sekitarnya dan akhirnya dapat merugikan ekosistem. Oleh karena itulah maka pengelolaan limbah industri rumah tangga menjadi suatu kewajiban yang harus dilakukan dan tidak bisa dihindari oleh para pemilik dan pengelola industri. Pada dasarnya, limbah adalah bahan yang terbuang atau dibuang dari hasil aktivitas manusia maupun proses alam yang belum memiliki nilai ekonomis Tingginya produksi limbah industri terjadi akibat perkembangan industrialisasi.

Perkembangan industri di Indonesia saat ini menunjukkan terjadinya kemajuan pesat dibidang ekonomi. Perkembangan ini tidak hanya terjadi di skala industri besar tetapi juga terus merambah sampai di tingkat industri kecil seperti industri rumah tangga (home industry). Dampak yang ditimbulkan pun beragam mulai dari dampak positif seperti peningkatan pendapatan keluarga dan penyerapan tenaga kerja, serta dampak negative berupa meningkatnya jumlah limbah. Salah satu limbah industri rumah tangga bidang pangan yang banyak ditemukan adalah limbah pengolahan tahu. limbah tahu berkorelasi dengan kebiasaan makan masyarakat Indonesia yang mengandalkan sumber protein nabati dari kacang-kacangan terutama kedele dan hasil olahnya seperti tahu dan tempe yang sama-sama menghasilkan limbah pangan.

2. Jenis Limbah Tahu

 

1)      Limbah Padat

Limbah padat (ampas tahu) merupakan hasil sisa perasan bubur kedelai. Ampas ini mempunyai sifat cepat basi dan berbau tidak sedap kalau tidak segera ditangani dengan cepat. Ampas tahu akan mulai menimbulkan bau yang tidak sedap 12 jam setelah dihasilkan. (Lies Suprapti, 2005). Limbah padat atau disebut ampas yang dihasilkan belum dirasakan memberikan dampak negatif terhadap lingkungan karena dapat dimanfaatkan untuk makanan ternak sapi, serta dibuat produk makanan yang bermanfaat meskipun masih sangat terbatas yaitu menjadi tempe gembus. Pemanfaatan menjadi tempe gembus dapat dilakukan karena limbah tahu termasuk dalam limbah s yang merupakan sumber bahan organik terutama karbon, dalam bentuk karbohidrat dan bahan berguna lainnya yaitu protein, lemak, vitamin dan mineral (Kasmidjo, 1991). Ampas tahu masih layak dijadikan bahan pangan karena masih mengandung protein sekitar 5%. Oleh karena itu pemanfaatan ampas tahu menjadi produk pangan masih terus dikembangkan, diantaranya adalah pembuatan kecap ampas tahu yang diperoleh melalui proses fermentasi ampas tahu. (Pusbangtepa, 1989).

2)      Limbah Cair

Limbah cair tahu adalah limbah yang ditimbulkan dalam proses pembuatan tahu dan berbentuk cairan. Limbah cair mengandung padatan tersuspensi maupun terlarut yang akan mengalami perubahan fisika, kimia dan s yang akan menghasilkan zat beracun atau menciptakan media untuk tumbuhnya kuman dimana kuman tersebut dapat berupa kuman penyakit ataupun kuman yang merugikan baik pada tahu sendiri maupun tubuh manusia. Selain itu, limbah cair yang berasaldari industri tahu merupakan masalah serius dalam pencemaran lingkungan, karena menimbulkan bau busuk dan pencemaran sumber air. Limbah cair akan mengakibatkan bau busuk dan bila dibuang disungai akan menyebabkan tercemarnya sungai tersebut. Limbah cair : sisa air tahu yang tidak menggumpal, potongan tahu yang hancur pada saat proses karena kurang sempurnanya proses penggumpalan. Limbah cair yang dihasilkan mengandung padatan tersuspensi maupun terlarut, akan mengalami perubahan fisika, kimia dan . (www.menlh.go.id).

3. Cara memanfaatkan limbah tahu

 

Kerusakan bahan pangan dan upaya memperpanjang daya simpan pangan dan produknya dapat dilakukan dengan teknologi pengawetan. Upaya ini dilakukan ketika suatu bahan pangan diproduksi berlimpah, misal saat panen raya maupun ketika bahan pangan mudah rusak. Pengawetan juga dapat dilakukan pada bahan hasil samping produksi suatu pangan seperti bekatul, limbah tahu, limbah tempe, kulit pisang dan sebagainya. Teknologi pengawetan dibedakan menjadi: teknologi sederhana (subsistence technology), teknologi menengah (intermediate technology) dan teknologi maju (advanced technology) (FG Winarno, 1993). Indonesia telah beratus tahun lalu mengenal teknologi sederhana di bidang pangan, yaitu: pengasapan, pengeringan dan penggaraman.

Teknologi pengawetan dapat diterapkan pada tahu dan limbahnya, yaitu:

1) Pembekuan, yaitu penyimpanan bahan pangan dalam keadaan beku untuk mempertahankan kualitas dan memperbaiki penampilan makanan. Suhu pembekuan yang digunakan adalah -24 sampai -40 derajat celcius.

2) Pengeringan, yaitu suatu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan melalui penggunaan energi panas baik alami (sinar matahari) maupun buatan (cabinet dryer). Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih awet dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga menguntungkan dalam penyimpanan, pengepakan dan tranportasi.

3) Fermentasi, yaitu teknologi pengolahan menggunakan bantuan bahan lain berupa mikroorganisme baik jamur maupun bakteri. Pangan hasil fermentasi telah memiliki sifat yang berbeda dengan bahan asalnya dan hal ini menguntungkan karena meningkatkan beberapa zat gizi dan zat bermanfaat lain. Di Indonesia, fermentasi telah lama dilakukan dalam pembuatan tempe, kecap, tauco, ikan pindang dan tape.