128 PEMBUATAN ASAM CUKA DARI MANGGA DAGING SECARA FERMENTASI Narimo,Imroatin Jurusan Teknik Kimia,Universitas Setia Budi Jl.Letjen Sutoyo,Surakarta Telp.0271 852518,fax No.0271 853275 e-mail :
[email protected]
ABSTRAK Buah mangga mengandung kadar gula dan karbohidrat, sehingga memungkinkan untuk bisa digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan asam cuka, dengan cara fermentasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui adanya kemungkinan pembuatan asam cuka dari buah mangga daging secara fermentasi , mengetahui pengaruh waktu fermentasi dan pengaruh pH terhadap kadar asam cuka yang dihasilkan dalam fermentasi. Pembuatan asam cuka dari mangga daging melalui dua tahapan fermentasi yaitu : fermentasi pertama dengan mengatur variasi Ph 4,0 , 4,5 dan 5,0.Fermentasi kedua berlangsung dengan dengan variasi waktu 8,10,12 dan 14. Menitrasi larutan asam cuka dengan larutan NaOH 0,1 N untuk mengetahui kadar asam cuka yang dihasilkan. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa mangga daging dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan asam cuka dengan cara fermentasi. Proses fermentasi yang optimum,yaitu pada waktu fermentasi 12 hari dengan Ph 4, menghasilkan asam cuka dengan kadar 0,92 g / 100 ml. Kata kunci : Asam cuka,Mangga daging,fermentasi. ABSTRACT Mangoes contain high levels of sugar and carbohydrates , making it possible to be used as raw material in the manufacture of acetic acid , by fermentation . This study aims to investigate the possibility of the manufacture of acetic acid by fermentation of mango flesh , determine the effect of fermentation time and the effect of pH on the levels of aceti cacid produced in the fermentation . Making acetic acid from mango flesh through two fermentation stages , namely : The first fermentation by adjusting the pH variation of 4.0 , 4.5 and 5.0 . Fermentation takes place with both the time variation of 8,10,12 and 14 . Titrate solution of acetic acid with 0.1 N NaOH solution to determine the content of acetic acid produced . The results indicate that the mango flesh can be used as raw material for the manufacture of acetic acid by fermentation . Optimum fermentation process , namely the fermentation time of 12 days with Ph 4 , produce acetic acidgrading0.92g/100ml . Keywords : Acetic acid , Mango flesh , The fermentation .
129 1.
PENDAHULUAN
Mangga ( Mangifera ) adalah buah yang tidak asing bagi masyarakat Indonesia Mangga berasal dari bahasa Tamil India yaitu man-kay atau man-gas dalam bahasa botaninya disebut Mangifera Indica L, artinya artinya tanaman mangga berasal dari India [1]. Mangga terdiri dari 35 spesies dan 64 genus buah tropika,sedangkan buah mangga yang enak untuk dikonsumsi manusia hanya sekitar 16 spesies. Selama ini buah mangga dikonsumsi sebagai buah,manisan buah , sirup buah dan jam ( selai ),buah mangga mudah dicerna oleh usus, da]pat membantu menghentikan pendarahan dan menguatkan jantung. Mangga mengandung karbohidrat, protein,vitamin- vitamin dan gula, sehingga memungkinan untuk diolah atau dibuat menjadi asam cuka dengan melakukan fermentasi karbohidrat menggunakan khamir dan induk cuka (Acetobacter aceti ). Peneliti mencoba memanfaatkan Mangga daging untuk digunakan sebagai bahan pembuatan asam cuka. Asam cuka selain digunakan sebagai penyedap rasa pada makanan, juga biasa digunakan menghilangkan bau amis ikan pada proses pencucian ikan,
bahan pengawet,
pembuatan obat-obatan (aspirin), dan lain sebagainya [2].
Asam cuka dapat dibuat dari bahan – bahan yang mengandung karbohidrat, karena mangga daging mengandung karbohidrat, maka mangga daging dapat digunakan sebagai bahan pembuat Asam cuka. Dalam hal ini pemanfaatan buah mangga daging untuk pembuatan Asam cuka secara fermentasi perlu untuk diketahui, waktu fermentasi dan pH untuk mendapatkan hasil fermentasi yang optimum. Penelitian ini bertujuan untuk membuat Asam cuka dari mangga daging secara fermentasi dengan variabel waktu fermentasi dan pH. Manfaat hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai tolok ukur pemanfaatan dan pembuatan Asam cuka secara fermentasi.dengan bahan mangga daging. 2.
TINJAUAN PUSTAKA
Mangga Istilah mangga berasal dari bahasa Tamil di India,yaitu man-kay atau mangas,kemudian dalam bahasa botaninya disebut Mangifera Indica L,artinya tanaman yang asalnya dari India. Mangga terdiri dari 35 spesies dan 64 genus buah tropika,sedangkan yang enak dimakan hanya 16 spesies.
130 Tabel 1.Komposisi buah mangga per 100 gram adalah : Komponen
Jumlah
Protein
0,7 gram
Lemak
0,2 gram
Karbohidrat
11,2 gram
Kalori
44 Kalori
Kalsium
13 Mg
Fosfor
10 Mg
Besi
0,2 Mg
Vit.A
16400 SI
Vit.C
41 Mg
Vit.B1
0,08 Mg
Air
87,4 gram
Gula
10,5 gram
Sumber : [3] Buletin Teknopro holtikultura,2004 Buah mangga banyak dikonsumsi masyarakat sebagai buah segar, sari buah,sirup mangga,jam ( selai ). Buah mangga mudah dicerna oleh usus dapat membantu menghentikan pendarahan, menguatkan jantung. Buah mangga yang digunakan dalam penelitian ini adalah mangga daging, rasanya agak masam walaupun sudah masak, daging buah warnanya kuning, kulit buahnya hijau walaupun sudah masak, maka tidak banyak diminati oleh masyarakatuntuk dikonsumsi.Pohon manganya besar,tinggi, kira- kira 9 meter, sedikit sekali orang mengenali mangga ini. Taksonomi dari buah mangga daging : Varietas
: Mangga daging
Genus
:Mangifera
Famili
:Anacardiaceae
Ordo
:Sapindales
Kelas
:Dicotyledoneae
Sub-divisio
:Angiospermae
Divisi
:Spermatophyta
Fermentasi Cuka
131 Fermentasi
adalah
mikroorganisme
proses
pengolahan
yang
menggunakan
peranan
( jasad renik ),sehingga dihasilkan produk-produk yang
dikehendaki,air merupakan bagian yang penting supaya mikroorganisme dapat tumbuh,air dalam substrat juga dapat digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme yang
dinyatakan
dalam
istilah
“water
activity
“[4].Adapun
faktor-faktor
yang
mempengaruhi fermentasi adalah suhu,oksigen,substrat,air. Pembuatan cuka memerlukan dua proses fermentasi yaitu : 1.Perubahan gula menjadi alkohol oleh khamir 2.Perubahan alkohol menjadi asam cuka, dilakukan bakteri asam cuka. Salah satu penyebab utama kegagalan dalam pembuatan cuka, dan merupakan faktor yang sering kali tidak diperhitungkan ialah bahwa pembuatan cuka melibatkan 2 macam fermentasi, dimana fermentasi yang pertama harus diselesaikan sebelum fermentasi kedua dimulai. Tahap – tahap fermentasi cuka :
a. Fermentasi Alkohol Sel khamir yang biasa digunakan dalam fermentasi alkohol adalah galur – galur dari spesies Saccharomyces cereviceae. Proses fermentasi alkohol hampir tidak pernah bebas dari kontaminasi, kecuali bila dilakukan sanitasi yang memadai baik terhadap lingkungan maupun alat yang digunakan. Tahap fermentasi alkohol untuk memproduksi asam cuka dapat dilakukan tanpa memerlukan pengaturan suhu, terutama bila dilakukan dalam skala kecil, karena suhu lingkungan sesuai untuk pertumbuhan dan aktivitas sel khamir. [5] Reaksi yang terjadi adalah: C6H12O6+S.Cereviceae
C2H5OH + 2CO2
Glukosa
etanol
b. Fermentasi Asetifikasi (Asam Cuka) Asetifikasi adalah proses oksidasi etanol oleh bakteri menjadi asam asetat dan air. Golongan bakteri yang mengoksidasi etanol menjadi asam asetat disebut sebagai bakteri asam asetat. Bakteri yang biasa digunakan adalah Acetobacter aceti [3] Secara kimia proses oksidasi tersebut adalah : C2H5OH + O2 + Acetobacter aceti
CH3COOH + H2O
Etanol
As.Asetat
oksigen
Air
132 Asam cuka tidak boleh kontak dengan udara, sebab dapat teroksidasi lebih lanjut menjadi air dan karbondioksida. Oleh karena itu Asam cuka harus dalam keadaan tertutup rapat. Reaksinya menjadi: CH3COOH + 2O2
2H2O + 2CO2
Cuka Cuka adalah larutan encer asam asetat yang dihasilkan melalui dua tahap fermentasi, yaitu proses fermentasi gula menjadi etanol oleh sel khamir dan proses oksidasi etanol menjadi asam asetat oleh bakteri asam asetat. Cuka dapat dibuat dari berbagai jenis bahan yang menghasilkan larutan atau sari (juice) yang mengandung gula, terutama jenis gula yang dapat difermentasikan, antara lain buah – buahan. Selain itu bahan yang mengandung pati seperti serealia dan umbi – umbian juga dapat digunakan setelah terlebih dahulu dilakukan proses sakarifikasi, yaitu proses perubahan pati menjadi gula – gula sederhana. Untuk menghasilkan cuka dengan konsentrasi asam asetat yang diinginkan, substrat yang digunakan harus mengandung gula dalam jumlah yang cukup. Substrat dengan kandungan gula yang rendah dapat ditambah dengan gula dari bahan lain atau dipekatkan dengan penguapan. Cuka digunakan sebagai bahan penimbul rasa dan bahan pengawet. Daya pengawet cuka disebabkan karena kandungan asam asetatnya. Tiga jenis bahan baku yang dapat digunakan ,yaitu: Bahan berkadar gula rendah,
Bahan berkadar gula tinggi dan Bahan berkadar pati
tinggi Ragi ( Khamir ) Khamir adalah salah satu jenis mikroba yang sebenarnya banyak berperan dalam dunia pangan, tetapi kurang di kenal luas oleh masyarakat. Khamir berfungsi untuk mengubah karbohidrat (pati) menjadi gula dan alkohol. Morfologi dari Khamir yaitu berbentuk non filamentous tetapi uniseluler dan berbentuk bulat telur, khamir memperbanyak diri umumnya secara aseksual dengan membentuk tunas (budding). Tumbuh pada tempat yang lembab, lebih lembab dari kebutuhan untuk kapang. Temperatur yang terbaik antara 25 OC – 30 OC, artinya sama dengan untuk kebutuhan temperatur bagi kapang.
133 Fisiologis Khamir yaitu dapat berubah terutama pada true – yeast (pembentuk ascospore). Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan khamir :persediaan air, Suhu dan ph Saccharomyces cereviceae Khamir
banyak
digunakan
dalam
industri
termasuk
dalam
kelas
Ascomycetes,terutama Saccharomyces cereviceae merupakan spesies yang umum digunakan dalam industri makanan seperti pembuatan roti,alkohol,anggur,brem gliserol dan enzim invertase,adapun mofologi Saccharomyces cereviceae adalah :
1. Tubuh
uniseluler,sel-sel
berbentuk
peluru
hingga
elipsoida,panjang
8-9
μ,terisolasi atau tergabung dalam koloni-koloni kecil.Panjang sel-sel pembentuk spora 11-14 μ,tiap sel pada lazimnya berspora 3-4 buah per sel,bergaris tengah 4-5 μ.[6] 2. Memiliki kemampuan melakukan fermentasi,yaitu merubah karbohidrat menjadi alkohol,karbondioksida
dan ATP,
Saccharomyces cereviceae
merupakan
penghasil vitamin B Acetobacter aceti Bakteri pembentuk asam asetat melakukan oksidasi metil alkohol menjadi asam asetat dan mampu mengoksidasi komponen – komponen organik lain, termasuk asam asetat. Sifat bakteri ini adalah : dapat motil atau tidak motil, gram negatif sampai gram variable, asporogenous, berbentuk batang, aerobik, biasanya katalase positif. Sifat – sifat yang spesifik adalah mampu mengoksidasi etanol menjadi asam asetat, sehingga dapat dimanfaatkan untuk industri vinegar.[7]
3.
METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini variable perubah adalah waktu fermentasi : 8 hari,10 hari,12 hari ,14 hari dan ph : 4, 4,5 dan 5 Alat-alat yang digunakan 1.Cawan Petri 2.Timbangan elektrik
134 3.Oven 4.Desikator
Bahan
5.Erlenmeyer 250 ml
1. Ether
6.Gelas ukur 50 ml
2. Alkohol
7.Buret makrol
3. HCl 25 %
8.Blender
4. Larutan Luff Schoorl
9.Panci
5. H2SO4 4N
10.Kompor
6. KI 20 %
11.Kain saring
7. Larutan Na2S2O3 0,1 N
12.Botol 1 liter
8. Ca(OH)2
13.Tabung reaksi
9. Mangga daging
14.Botol 100 ml
10. .Gula Pasir
15.Labu takar 100 ml
11. Ragi
16.Corong
12. Induk Cuka
17.Pengaduk
13. NaOH 40 %
18.Ph meter
14. Indikatorphenolphtalein 1%
19. Statif dan klem
15. Aquades
20.Pembakar Spirtus
16. Acetobacter aceti diperoleh dari
21.Kaki tiga + kasa
PAU UGM.
22.Pengaduk
Cara kerja Buah mangga daging diperoleh dari pasar gede Surakarta. Dipilih buah mangga yang sudah matang dari pohonnya, kemudian dikupas dan diblender. Larutan atau sari buah mangga tersebut di gunakan sebagai bahan baku pembuatan asam cuka. A. Penetapan Kadar Air Bahan Baku 1. Menimbang bahan sebanyak 1 gram dalam cawan petri yang telah diketahui beratnya. 2. Kemudian memasukkan dalam oven pada suhu 1000C-1050C, selama 3-5 jam.
135 3.Kemudian mendinginkannya dalam desikator lalu menimbangnya, mengeringkan lagi dalam oven selama 30 menit, mendinginkan dalam desikator lalu menimbang. Perlakuan ini dilakukan sampai tercapai berat konstan. Perhitungan :
KadarAir= B.
berat bahan awal berat bahan kering x 100 % berat bahan awal
Penetapan Kadar Gula Reduksi
Bahan Baku 1.Menimbang bahan yang akan digunakan sebanyak 2,5 – 5 gram, memasukkan dalam labu takar 100 ml dam menambahkan aquades sampai tanda batas kemudian dihomogenkan. 2.Memipet larutan diatas sebanyak 10 ml kemudian larutan tersebut dimasukkan dalam erlenmeyer 250 ml. 3.Menambahkan 25 ml larutan Luff Schoorl. 4.Memanaskan selama 10 menit. 5.Mendinginkan dengan cepat dibawah air kran langsung. 6.Menambahkan 15 ml larutan KI 20% dan larutan asam sulfat 4 N sebanyak 30 ml secara perlahan-lahan. Menutup Erlenmeyer tersebut dengan plastik. 7.Menitrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N sampai warna kuning muda, menambahkan amylum 1% sebanyak 1 ml, titrasi dilanjutkan sampai warna biru hilang. 8.Melakukan titrasi blangko, seperti prosedur diatas hanya sampel diganti dengan aquades. Perhitungan : Kadar gula reduksi =
Kesetaraan ( mg GR ) x P(pengenceran) x 100 % Berat bahan ( mg )
Fermentasi Asam Cuka 1. Bahan baku sebanyak 1 kg dikupas dan diblender, lalu memasukkannya kedalam panci dan menambahkan air sebanyak 1,5 liter, selanjutnya campuran tersebut direbus sampai mendidih.
136 2.Menyaring campuran tersebut dengan kain saring, kemudian mengambil larutan sebanyak 1 liter, lalu memasukkan larutan tersebut kedalam botol kaca yang sebelumnya sudah dicuci dengan alkohol dan yang sudah dikeringkan 3. Menambahkan gula pasir sebanyak 100 gram kedalam larutan tersebut, kemudian mendinginkan larutan tersebut pada suhu kamar. 4.Menambahkan ragi roti sebanyak 10 gram.setelah larutan dingin. Fermentasi pertama mengubah larutan mangga menjadi larutan alkohol, fermentasi pertama dianggap sudah tidak berlangsung, jika gas CO2 yang dihasilkan sudah tidak ada, hal ini dapat dilihat jika air + Ca(OH)2 dalam tabung reaksi sudah tidak keruh lagi. Setelah itu fermentasi pertama dihentikan. 5.Memanaskan larutan alkohol sampai mendidih untuk mematikan ragi roti, selanjutnya hasil fermentasi pertama,
berupa larutan alkohol disaring dengan kain saring, lalu
mamasukkan larutan alkohol tersebut dengan volume larutan masing-masing 50 ml kedalam 12 botol kaca yang sudah dicuci dengan alkohol dan yang sudah dikeringkan. 6.Menambahkan larutan basa NaOH untuk mengatur variasi pH yaitu pH=4, pH=4,5, dan pH=5, kemudian menambahkan bakteri pebemtuk asam cuka yaitu acetobacter aceti, lalu botol kaca ditutup dengan kertas koran, dan membiarkan fermentasi berlangsung dengan variasi waktu fermentasi 8 hari, 10 hari, 12 hari, dan 14 hari. 7.Selanjutnya menitrasi larutan hasil fermentasi kedua dengan larutan NaOH 0,1 N untuk mengetahui kadar asam cuka yang dihasilkan. Analisa Hasil Menghitung Kadar Asam Cuka 1.Memipet 10 ml larutan asam cuka hasil fermentasi, kemudian dimasukkan kedalam Erlenmeyer dan ditambahkan 2 tetes indikator pp 1 %. 2.Selanjutnya menitrasi dengan larutan NaOH 0.1 N sampai terjadi perubahan warna merah jambu konstan. 3. Mengulangi titrasi sebanyak 3 kali. Perhitungan : Kadar asam cuka total dalam larutan:
( BxCxDx100%) E% Ax1000
137 Keterangan : A = Volume larutan yang di pipet (ml) B = Normalitas NaOH (N) C = BM CH3COOH (g/gmol) D = Volume NaOH untuk titrasi (ml) E = Hasil kadar asam cuka total dalam larutan (%) Basa yang ditambahkan untuk pengaturan pH: F=
a x b (g/100ml) = ….gr/100ml 100
Keterangan: α = Volume basa yang ditambahkan (ml) b = Kadar induk cuka (g/100ml) Kadar yang dihasilkan dari proses fermentasi ( E-F) = ....g /100 ml Keterangan : E=Kadar asam cuka total dalam larutan F=Cuka yang ditambahkan untuk pengaturan Ph.
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mangga daging yang digunakan pada proses penelitian ini adalah buah mangga yang telah masak dari pohonnya .Hasil dari analisis terhadap beberapa komponen buah mangga yaitu kadar air sebesar 84,37 % dan kadar gula reduksi 3,82 %. Untuk kadar asam cuka dilakukan pemeriksaan secara triplo terhadap 3 sampel dan hasil perhitungannya dirangkum pada tabel 3, sedang pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar asam cuka dengan parameter ph fermentasi digambarkan pada gambar 1. Berdasarkan data hasil penelitian seperti pada tabel 2,3 dan gambar 1, terlihat bahwa fermentasi berjalan pada berbagai kondisi pH yang berbeda ( Ph 4, Ph 5, Ph 6 ) memberikan model kurve yang sama yaitu eksponensial dengan titik maksimal dicapai pada lama waktu fermentasi 12 hari kemudian terjadi penurunan.Kadar asam cuka
138 tertinggi yang dicapai dalam penelitian ini pada proses fermentasi pada Ph 4 dan waktu fermentasi 12 hari sebesar gram /100ml Tabel 2. Volume NaOH yang dibutuhkan untuk titrasi larutan asam cuka hasil fermentasi Waktu fermentasi
Volume NaOH ( ml ) pH 4
pH 4,5
Ph 5
8 hari
13,80
9,35
7,15
10 hari
14,30
10,25
8,10
12 hari
16,00
12,86
9,30
14 hari
15,15
11,90
8,50
Tabel 3. Hubungan waktu fermentasi dengan kadar asam cuka yang dihasilkan untuk berbagai variasi Ph. Waktu
Kadar asam cuka (g/100ml
fermentasi ) pH 4
pH 4,5
Ph 5
8 hari
0,79
0,31
0,07
10 hari
0,82
0,36
0,12
12 hari
0,92
0,51
0,19
14 hari
0,87
0,45
0,14
139 Kadar asam cuka (g/100 ml_ 0.8 0.7 0.6 pH pH pH
0.5 0.4 0.3 0.2
4 4,5
5
pH
0.1 0 8
10
12
14
Waktu fermentasi (hari)
Gambar 1. Grafik Hubungan Waktu fermentasi melawan kadar asam cuka untuk berbagai perlakuan Ph.
5.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : variabel waktu dan pH berpengaruh nyata pada proses fermentasi pembuatan asam cuka dari buah mangga daging,pada kisaran waktu fermentasi 8 hari sampai 14 hari dan pada kisaran pH 4 sampai pH 5.Asam cuka terjadi dari dari dua tahapan proses fermentasi,yaitu gula menjadi alkohol dengan bantuan Saccharomyces cereviceae dan dilanjutkan dengan reaksi alkohol menjadi asam cuka dengan bantuan bakteri Acetobacter aceti. Kondisi optimum didapat pada waktu fermentasi 12 hari pH 4 yang memberikan hasil asam cuka dengan kadar 0,92 g/100ml.
DAFTAR PUSTAKA [1]Pracaya,1983,Bertanam mangga,PT.Penebar Swadaya,Jakarta. [2]Santosa, Hieronymus. Budi. 1995. Teknologi Tepat Guna. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Hal 17-25. [3]BPPHP.2004,Buletin Teknopro Holtikultura,edisi 67 [4]Suwaryono, Oyon. 1988. Fermentasi Bahan Makanan Tradisional.
Yogyakarta :
Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Universitas Gadjah Mada. Hal 15 - 20 [5]Rahman Ansori Djundjung Dauly. 1992. Teknologi Fermentasi Sayuran dan Buahbuahan Bogor : Pusat antar Universitas pangan dan gizi, Institut Pertanian Bogor. Hal 114 – 125.
140 [6]Heyney,K.,1987,Tumbuhan
Beguna
Indonesia
I,
hal
16,Badan
Litbang
Dep.Kes,Jakarta. [7]Rahayu, Ki. Dkk. 1989, Mikrobiologi Pangan, Yogyakarta: Pusat antar Universitas Pangan dan Gizi, Universitas Gadjah Mada. Hal 44 – 52.
