BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian Hasil penelitian adalah berupa pupuk cair yang berwarna kuning pucat. Sebelum terjadi proses fermentasi, larutan berwarna kuning oranye yang menunjukkan adanya senyawa beta-karoten. Selain itu, terjadi perubahan aroma yang semula aroma buah-buahan menjadi cairan yang beraroma menyengat seperti tape dan ada aroma lain yang tidak enak. Ringkasan hasil pengamatan selama 15 hari dapat dilihat pada Tabel 1. Pupuk cair yang dibuat adalah pupuk cair dengan mengandalkan mikroorganisme lokal dalam buah-buahan dan adanya proses fermentasi alami yang tergantung dari kandungan bahan-bahan yang terdapat dalam buah-buahan tersebut. Bahan-bahan yang terkandung dalam buah-buahan tersebut misalnya karbohidrat, protein, lemak, berbagai mineral dan beberapa mikroba yang sudah ada karena buah yang digunakan adalah buah yang terlalu masak dan hampir membusuk. Berikut akan dibahas beberapa kandungan bahan yang terdapat pada buah-buahan yang digunakan dalam penelitian ini dan juga proses fermentasi yang terjadi. Kandungan karbohidrat dan lemak dalam bahan baku pembuatan pupuk cair diharapkan mampu menyediakan unsur hara berupa C, H, dan O.
31
Tabel 1. Hasil Pengamatan Proses Pembuatan Pupuk Organik Cair Warna
Suhu (C)
Timbulnya Gas
Pengamatan Lewat ke-
Lewat Segar
matang Oranye
matang
Segar matang
Oranye
1. bening
bening
Oranye
Oranye
2.
3.
Lewat Segar
bening
bening
Bening
Bening
agak
kekuningan
30
30
Ada
Ada
29
29,5
Ada
Ada
28
28,5
Ada
Ada
26,5
27
Ada
Ada
25
26
Ada
Ada
25
25,5
Ada
Ada
25
25
Ada
Ada
kuning
4.
5.
6.
7.
Bening
Bening
agak
agak
kuning
kuning
Bening
Bening
agak
agak
kuning
kuning
Bening
Bening
agak
agak
kuning
kuning
Bening
Bening
agak
agak
kuning
kuning
32
Sedangkan kandungan protein diharapkan mampu menyediakan unsur nitrogen yang sangat diperlukan oleh tanaman. Pada pengamatan kedua sampai kelima, dihasilkan tekanan gas yang besar dalam wadah atau tempat fermentasi. Sedangkan pada pengamatan kelima, terlihat adanya pengendapan dan terbentuk seperti dua lapisan. Di samping itu mulai tampak adanya bintik-bintik warna putih seperti jamur pada lapisan atas. Sedangkan hasil pengukuran pH mulai pengamatan pertama sampai ketujuh menunjukkan kisaran pH = 3 – 4. Pupuk cair dari hasil penelitian ini mampu bertahan dalam kondisi tertutup selama kurang lebih 6 bulan.
4.2. Pembahasan 4.2.1. Kandungan Kimia pada Buah-Buahan Buah-buahan merupakan media fermentasi bagi mikroorganisme, yang menyediakan bahan-bahan yang dibutuhkan bagi kehidupan mikroorganisme. Secara umum kandungan gizi pada buah-buahan dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Kandungan Gizi pada Buah-Buahan No
Bahan
Karbohidrat
Protein
Lemak
Air
1.
Pepaya
4,9%
2,1%
0,1%
92,3 %
2.
Pisang
0.23%
2,3%
0,13%
0.75%
3.
Tomat
0.042%
0.01%
0.003% 97%
4.
Nanas
0.137%
0.004%
0.002% 18-25%
Sumber: Berbagai Referensi
33
Sedangkan kandungan kimia dalam buah-buahan yang menjadi dasar pengambilan jenis buah-buahan adalah adanya mikroorganisme yang terkandung dalam tiap buah-buahan yang dapat diuraikan sebagai berikut: 1.
Pepaya (Carica papaya L.) Daun: enzim papain, alkaloid karpaina, pseudo-karpaina, glikosid,
karposid dan saponin, sakarosa, dektrosa, levulosa, alkaloid karpaina mempunyai efek seperti digitalis. Buah : beta-karoten, pektin, d-galaktosa, l-arabinosa, papain, papayotimin papain, fitokinase. Biji : Glucoside cacirin, karpain, berkhasiat sebagai obat cacing, peluruh haid (emenagog, peluruh kentut). Getah: papain kemokapain, lisosim, lipase, glutamine, suklotransferase. Getah pepaya yang terdapat pada buah mengandung enzim papain, semacam
protease,
yang
dapat
mengubah
konformasi
protein
lainnya
(www.id.wikipedia.org/wiki/Pepaya). Papain bisa memecah protein menjadi arginin. Bila enzim papain terlibat dalam proses konformasi protein, secara alami sebagian protein dapat diubah menjadi arginin. Proses pembentukan arginin dengan papain ini turut mempengaruhi produksi hormon mampu mengurangi penumpukan lemak (www.andri.cisco.or.id/blogs/ 2006/07/15/manfaat-pepaya/). 2.
Nanas (Ananas comosus) Buah ini banyak mengandung vitamin A dan C sebagai antioksidan. Juga
mengandung kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium, dekstrosa, sukrosa, dan enzim bromelain. Manfaat nanas dalam proses fermentasi berprinsip pada kemampuan bonggol nanas untuk membuat suasana asam yang sesuai bagi pertumbuhan
34
jamur. Suasana asam atau pH yang sesuai bagi pertumbuhan jamur sangat penting diperhatikan(www.f4jar.multiply.com). 3.
Tomat (Solanase) Buah mengandung alkaloid solanin (0,007%), saponin, asam folat, asam
malat, asam sitrat, bioflavonoid (termasuk rutin), protein, lemak, gula (glukosa, fruktosa), adenine, trigonelin, kholin, tomating, mineral (Ca, Mg, P, K, Na, Fe, sulfur, chlorine), vitamin (B1, B2, B6, C, E, likopen, niasin), dan histamine. Likopen adalah pigmen kuning beta-karoten pada tomat, yang dapat mengawali perombakan kulit dan daging buah. Pembusukan buah tomat akibat tercemar Aspergillus menyebabkan anthosianin dalam sari buah tomat terhidrolisis oleh enzim yang dihasilkan oleh Aspergillus menjadi aglyconus yang tidak berwarna. Pada proses fermentasi tersebut asam dan gula dalam buah tomat bereaksi membentuk hydroxymethyl furfural yang berwarna cokelat. Hal ini memungkinkan limbah tomat dapat digunakan sebagai media biakan (inokulan) bagi mikrobia tertentu yang mampu mendegradasi bahan-bahan organik. Dengan demikian limbah tomat yang terkontaminasi atau ditumbuhi mikroba tertentu dapat digunakan sebagai pengganti EM-4.
4.2.2. Proses Fermentasi pada Pembuatan Pupuk Cair Proses fermentasi yang terjadi dalam pembuatan pupuk cair ini adalah proses
fermentasi
alami
yang
dihasilkan
oleh
kegiatan
beribu-ribu
mikroorganisme seperti jamur, bakteri dan ragi yang terdapat dalam buah-buahan
35
yang telah masak tersebut. Dari mikroorganisme tersebut yang paling penting adalah bakteri pembentuk asam laktat, bakteri pembentuk asam asetat dan beberapa jenis jamur penghasil alkohol seperti Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus, Penicillium yang menguraikan bahan organik secara cepat. Bakteri asam laktat yang bekerja pada proses fermentasi buah-buahan adalah Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum yaitu jenis bakteri yang berperan pada permulaan fermentasi. Dalam pembongkaran zat makanan terdapat dua enzim yang berperan yaitu enzim luar sel (ekso-enzim) dan enzim dalam sel (endo-enzim) ini berperan dalam pengubahan karbohidrat, lemak, protein, dan beberapa zat lainnya yang terdapat dalam medium sehingga zat-zat tersebut dapat diresap oleh bakteri. Sedangkan endo-enzim adalah enzim yang memegang peranan dalam proses pencernaan dan pembongkaran zat makanan yang telah ada dalam sel. Dalam proses fermentasi buah-buahan ini enzim-enzim yang berperan adalah Karbohidrase, Proteinase, Esterase dan Karboksilase. Karbohidrase adalah enzim yang memecah karbohidrat menjadi gula sederhana, contoh enzim sukrase yang mengubah sukrosa menjadi glukosa dan sukrosa. Enzim estrase adalah enzim yang menguraikan lemak-lemak menjadi gliserol dan lemak atau senyawa ester. Proteinase adalah enzim yang mengubah protein menjadi protein sederhana seperti asam amino. Enzim tersebut adalah peptidase, transsaminase. Enzim transaminase adalah enzim yang memindahkan gugusan amino dari suatu asam amino ke suatu asam organik.
36
Proses fermentasi limbah buah-buahan adalah jenis fermentasi anaerob yaitu dilakukan dalam kondisi tanpa oksigen (botol tertutup rapat). Pernapasan anaerob dapat terlaksana secara antarmolekul atau secara intramolekul. Pernapasan antarmolekul itu hampir serupa dengan pernapasan aerob bedanya adalah bahwa pada pernapasan antar molekul itu oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasikan substrat, tidak diperoleh dari udara bebas melainkan dari suatu senyawa, begitu pula yang direduksikan. Penerima hidrogen dapat berupa zat-zat seperti nitrat, nitrit, karbonat atau sulfat. Energi yang ditimbulkan di dalam proses ini tidak banyak sebagai contoh dapat dilihat pada reaksi berikut: 2 H2O + 5 S + 6 HNO3 N2 + 5 H2SO4 + energi Belerang (S) dioksidasi menjadi SO4 sedang HNO3 direduksikan menjadi N2. Di dalam pernapasan intramolekul terjadi pengubahan suatu molekul tanpa oksidasi sama sekali; sebagian dari molekul kehilangan atom-atom H, sedang bagian yang lain dari molekul tersebut mendapat tambahan atom-atom H. Sebagai contoh, alkoholisasi oleh sel-sel Saccharomyces dengan glukosa sebagai substrat: C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 Buah-buahan yang merupakan bahan baku pada pembuatan pupuk cair mengandung kadar air yang cukup banyak. Di samping itu juga mengandung karbohidrat yang merupakan sumber makanan bagi bakteri anaerob. Ketersediaan sumber makanan yang cukup banyak diharapkan mampu menyuplai kebutuhan hidup bakteri anaerob, sehingga proses fermentasi berlangsung terus-menerus.
37
Gas-gas yang timbul sebagai hasil pembongkaran (fermentasi, respirasi) oleh bakteri dapat berupa karbondioksida (CO2), hidrogen (H2), metana (CH4), hidrogen sulfida (H2S), nitrogen (N2), amoniak (NH3). A. Karbondioksida (CO2) Gas yang timbul dari hasil fermentasi buah-buahan yang lewat matang berupa CO2. Jika CO2 yang timbul itu sedikit, maka akan larut dalam cairan tersebut.Terlepasnya CO2 dari senyawa tersebut menambah konsentrasi CO2 di udara. Gas ini juga berguna bagi penentuan keasaman, sebab CO2 dan H2O merupakan senyawa asam karbonat yang mudah terurai menjadi ion-ion H+ dan HCO3. Ion-ion H+ menentukan pH. CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 Asam karbonat
B. Hidrogen (H2) Hidrogen timbul bersama-sama dengan CO2 sebagai hasil penguraian karbohidrat atau asam amino. C. Metana (CH4) Methanobacterium omelianskii dalam keadaan anaerob menghasilkan metan. Sebagai subtrat digunakan asam cuka, persamaan reaksi: CH3COOH CH4 + CO2 D. Nitrogen (N2) Gas ini dapat timbul dari hasil penguraian nitrat maupun nitrit ketika botol tertutup yang disebut dengan proses denitrifikasi. Contoh bakteri denitrifikasi adalah Thiobacillus denitrificans.
38
E. Amoniak (NH3) Hasil penguraian protein dan senyawa-senyawa lain yang mengandung nitrogenitu dapat berupa amoniak. Enzim urease dimiliki oleh beberapa spesies dan dengan enzim ini urea dapat di uraikan menjadi amonium karbonat sedangkan amonium karbonat ini mudah sekali terurai menjadi amoniak, karbondioksida, dan air. Proses penguraian urea ditulis sebagai berikut NH2
NH4 C=O
+ 2 H2O
NH2
CO3
2 NH3 + CO2 + H2O
NH4
Pereduksian nitrat dilakukan oleh bakteri denitrifikan. Nitrat disusutnya menjadi nitrit, dan nitrit direduksikan lagi sehingga timbul amoniak. Amoniak yang dihasilkan kadang-kadang digunakan oleh jamur, atau dilepaskan ke udara bebas sehingga oleh air hujan dapat dikembalikan ke dalam tanah dalam bentuk amonium hidroksida. Dengan reaksi sebagai berikut: NH3 + H2O NH4OH (amonium hidroksida) Produksi gas-gas tersebut menyebabkan tekanan dalam wadah atau tempat fermentasi menjadi cukup besar sehingga diperlukan pembukaan tutup wadah setiap 2 hari sekali dengan sagat hati-hati untuk menghindari terjadinya penyemburan. Bahkan setelah sekitar seminggu diperlukan pembukaan tiap 1 hari sekali. Asam-asam yang dihasilkan oleh bakteri yang menyebabkan keasaman pada pupuk yang dihasilkan antara lain:
39
A. Asam Sulfat (H2SO4) Bakteri belerang dapat mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi unsur S bebas atau menjadi asam sulfat. Terjadinya asam sulfat sebagai berikut: 2 H2S + O2 2 H2O + 2 S 2 S + 2 H2O + 3 O2 2 H2SO4 Proses seperti yang ditulis dapat dilakukan dengan jalan kemosintetik maupun dengan fotosintetik oleh bakteri didalam tanah yang banyak mengandung hidrogen sulfida atau belerang yaitu Thiobacillus thiooxxidans dapat hidup disuatu linhkungan yang memepunya pH kurang daripada 0,5; akan tetapi pH yang optimum baginya ialah antara 2 sampai 3,5. B. Asam Nitrat (HNO3) Terbentuk karena kegiatan bakteri nitrifikan. Amoniak dioksidasikan kemudian menjadi nitrit oleh Nitrosococcus atau oleh nitrosomonas, kemudian nitrit diteruskan pengoksidasiannya oleh Nitrobacter hingga terjadilah asam nitrat. Peristiwa nitrifikasi ini menambah kesuburan tanah, karena tanaman tinggi umumnya mengambil unsur N dalam bentuk nitrat. C. Asam Laktat (CH3CHOH.COOH) Fermentasi karbohidrat, terutama gula, oleh bakteri asam susu, menghasilkan asam susu. Gula laktosa yang yang terdapat di dalam susu merupakan subtrat yang paling baik bagi Streptococcus lactis dan Lactobacillus. Yang pertama menghasilkan 1% asam susu sebelum mencapai pHyang menekannya, yang kedua menghasilkan asam susu sampai 4%.
40
D. Asam Cuka (CH3COOH) Bahwa alkohol jika di biarkan terkena udara, akan berubah menjadi asam. Hal ini di sebabkan oleh asam cuka yang timbul sebagai hasil kegiatan bakteri dari genus Acetobacter, yang termasuk bakteri aerob. Beberapa di antaranya dapat menghasilkan 6% sampai 100% asam cuka, proses kimianya sebagai berikut: CH3CH2OH + O2 CH3COOH + H2O + energi Untuk mempercepat terbentuknya asam cuka, maka dalam pembuatan asam cuka perlu ada pengudaraan yang baik. E. Asam Lemak (CxH2x + 1COOH) Beberapa macam asam lemak yang di hasilkan oleh bakteri ialah asam propionat, asam butirat, asam valerat, asam kaproat, asam kaprilat. Asam propionat (C2H5COOH) dihasilkan oleh Propionibacterium. Asam butirst (C3H7COOH) dihasilkan oleh beberapa spesies dari genus Clostridium dan beberapa genus lainnya. Asam ini penting untuk menghasilkan butil alkohol, aseton, isopropil alkohol. Asam lemak dengan jumlah atom C yang lebih banyak seperti asam valerat (C4H9COOH), asam kaproat (C5H11COOH), asam kaaprilat (C7H15COOH) juga dapat dihasilkan oleh beberapa spesies bakteri. Bahan bahan asam tersebut merupakan pengkondisi keasaman bagi kelangsungan hidup mikroorganisme (pH = 3 – 6). Bahkan sebagian menjadi bahan dasar bagi pembentukan senyawa-senyawa yang mampu merangsang pembungaan. Sehingga pupuk organik cair ini lebih sesuai digunakan pada saat tanaman akan menghasilkan bunga.
41
Dari warna yang diperoleh yaitu bening kekuning-kuningan, maka pupuk cair
ini
sudah
memenuhi
standar
yang
disyaratkan
oleh
Permentan
02/Pert./HK.060/ 2/2006 (Tabel 4 pada Lampiran).
4.2.3 Cara Penggunaan Pupuk Organik Cair Limbah Buah-Buahan Untuk penggunaan pupuk cair ini tentu diperlukan alat penyemprot sebagai sarana penyebaran pupuk, dan alat penyemprot ini tidak jauh beda dengan alat penyemprot lainnya. Dari segi penggunaan pupuk cair ini juga mudah digunakan dan tidak perlu mengeluarkan tenaga besar untuk membawa ke tempat pertanian. Sedangkan dosis pemakaian cukuplah efisien yaitu tiap 400 mL dapat diencerkan menjadi 14 liter larutan yang siap digunakan untuk penyemprotan lahan sekitar 150 m2.
4.2.4 Manajemen Pengolahan Limbah Buah-Buahan Dalam melakukan sebuah usaha tidak lepas dari manajeman analisa usaha, untuk mengetahu penimgkatan usaha yang dikelolanya. Dengan mengetahui analisa produksi usaha yang dikembangkan ,maka dapat diketahui apakah usaha tersebut layak untuk dikembangkan atau justru mengalami kerugian jika diteruskan. Dalam hal ini diperlukan strategi untuk mengantisipasi terjadinya kebangkrutan dalam sebuah usaha.
42
4.2.4.1 Hasil Analisa Usaha Tabel 3. Hasil Analisa Usaha Produksi Pupuk Cair Organik/hari No
Uraian
1
Bahan-bahan :
Pengeluaran
Pemasukkan
2,5 kg pepaya, 0,5 kg nanas, 1 kg tomat, 1 kg pisang
Rp 7.500,00
Air cucian beras 10 liter
Rp10.000,00
1 kg gula pasir
Rp 8.500,00
Alat-Alat :
2
Sewa blender
Rp
500,00
Listrik
Rp
200,00
Tenaga Kerja 2 orang/ hari @ Rp30.000,00
Rp 60.000,00
3
Pengemasan
Rp 15.000,00
4
Biaya Produksi
Rp101.700,00
5
Hasil Penjualan 15 liter
Rp225.000,00
@Rp15.000,00 6
Laba
Rp123.300,00
Jumlah
Rp225.000,00 Rp225.000,00
Berdasarkan data pada Tabel 3. menunjukkan bahwa dalam memproduksi 15 liter pupuk organik cair diperlukan biaya sebesar Rp 101.700,00 dan harga penjualan Rp 15.000,00/liter, maka dapat diperoleh laba secara keseluruhan
43
sebesar Rp 123.300,00. Jika dibandingkan dengan harga jual di pasaran yaitu berkisar Rp 30.000,00 sampai Rp 45.000,00 maka pupuk organik ini bisa menghemat biaya pengolahan pertanian untuk tiap liter pupuk sebesar Rp 15.000,00 sampai Rp 30.000,00. Dari data tersebut juga dapat dijelaskan bahwa pupuk organik cair ini tidak memerlukan modal yang cukup besar dan hasilnya juga menguntungkan. Hanya dengan modal awal sebesar Rp 101.700,00; kita dapat memulai usaha ini dengan laba yang relatif besar.
4.2.5 Efektifitas dan Efisiensi Penggunaan Pupuk Organik Cair Berbahan Dasar Limbah Buah-Buahan Kelebihan
pupuk
organik
cair
dengan
mengandalkan
MOL
(mikroorganisme lokal) adalah lebih ekonomis dikarenakan mudah proses pembuatannya, lebih ramah lingkungan karena terbuat dari bahan-bahan alami yang langsung dari alam, tidak mengandung bahan karsinogen (bahan penyebab kanker), efektif untuk pertumbuhan tanaman, tidak meninggalkan zat sisa di area pemakaian. Pupuk organik cair juga dapat disimpan dalam waktu yang lama, yaitu sekitar 6 bulan tanpa penambahan bahan-bahan dasar pembuatan. Sedangkan apabila ditambah dengan penambahan bahan-bahan dasar pembuatan, maka penyimpanan dapat bertahan lebih lama lagi.
44
