LAPORAN SEMENTARA

PRAKTIKUM TEKNIK BIOPROSES

IDENTITAS PRAKTIKAN

Nama : Elisabeth Sonisora Wau

NIM : 03101003025

Kelompok : Lima (5) / Jumat Jam 08.00-10.00

I. JUDUL PERCOBAAN : PEMBUATAN CUKA APEL

II. TUJUAN PERCOBAAN :

1. Mengetahui cara pembuatan cuka apel dengan proses fermentasi

2. Mengetahui manfaat apel dan cuka apel

3. Mengetahui mikroba dalam fermentasi cuka apel

III. DASAR TEORI

3.1. Cuka

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 fermentasi yang 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 adalah bentuk tertua dari bioteknologi minuman beralkohol

(bir, anggur, tuak). Makanan fermentasi (keju, yoghurt, tape, tempe, petis, terasi).

Orang Somaria dan Babilon kuno sudah minum bir sejak 6000 th sebelum

Masehi. Orang Mesir sudah 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).

Vinegar (cuka) 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 à. (Apple 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.   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 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).

3.2. Cuka Apel

Buah apel sangat efektif membunuh virus. Kandungan asam klorogenik,

vitamin C, pectin dan sorbitol (zat pencahar) di dalamnya dapat menghalangi

pembentukan sel-sel kanker. Kandungan potasium didalam apel efektif

memelihara kesehatan tulang. Selain itu, zat sorbitol pada apel membantu

pembuangan zat yang tidak berguna pada tubuh, sehingga memperlancar buang

air besar.

Kita juga mengenal adanya cuka apel atau Apple Cider. Khasiat cuka apel

juga besar karena kandungan maltic acid (suatu komponen alami dalam apel),

membantu menstimulasi proses pencernaan. Karena bahan ini dibuat lewat proses

fermentasi, cuka apel juga kaya kalium, yaitu mineral yang mampu menciptakan

antiseptik dalam sel tubuh yang penuh lemak. Hal ini menyebabkan ia dapat

memperkuat metabolisme alami dan mempercepat proses oksidasi.

Meminum segelas air dicampur cuka apel dan sedikit madu setiap hari

dapat membantu menghancurkan dan melepaskan deposit lemak yang menumpuk

didalam tubuh. Sehingga, cuka apel sangat efektif untuk diet. Pembuatan cuka

apel merupakan usaha sampingan pada industri pengepakan apel dengan

memanfaatkan apel-apel sisa sortiran. Cuka buah atau cuka organik dapat

dgunakan sebagai cuka meja atau sebagai bahan untuk membuat acar, saos tomat,

saos cabai dan saos yang digunakan dalam pengalengan ikan. Cuka dapat dibuat

dari bahan makanan yang mengandung gula atau pati dengan cara fermentasi

alkohol, diikuti dengan fermentasi asam cuka. Setiap buah yang mengandung gula

lebih dari 9 % dapat dikonversi menjadi cuka yang mengandung lebih dari 4 gram

asam cuka per 100 ml larutan.

Minuman khas AS ini cocok diminum panas ataupun dingin. Dibuat

dengan memfermentasikan cairan dari jenis buah apel dalam dua tahap. Pertama,

gula dari cairan apel ini dirubah oleh ragi yang biasa dipakai untuk membuat

sampanye, menjadi minuman beralkohol dengan kadar kira-kira 5 %. Mula-mula

rasanya manis, lalu sedikit getir, kemudian aroma buahnya muncul sempurna.

Kadar cider ini dipakai sebagai ganti minuman anggur dalam berbagai resep.

Kalau tetap ingin menjadi Cider, pasteurisasikan minuman ini secara cepat

pada suhu 77oC dan simpan dalam kulkas. Tapi kalau ingin menjadikan cuka,

biarkan saja cider ini pada suhu 21oC selama 5 minggu. Bakteri Acetobacter akan

merubah minuman ini menjadi cuka. Cuka apel ini produk serba guna, biasa

dipakai untuk pengawet makanan, atau dipakai dalam resep dressing sampai

dessert.

Gula terlibat dalam pengawetan dan pembuatan aneka ragam produk-

produk makanan. Beberapa diantaranya yang biasa dijumpai termasuk selai, jeli,

marmalade, sari buah pekat, sirup buah-buahan, buah-buahan bergula, umbi dan

kulit, buah-buahan beku dalam sirup, acar manis, chutney, susu kental manis,

madu.

Kadar gula yang tinggi bersama dengan kadar asam yang tinggi (pH

rendah), perlakuan dengan pasteurisasi secara pemanasan, penyimpanan pada

suhu rendah, dehidrasi dan bahan-bahan pengawet kimia (seperti belerang

dioksida, asam benzoat) merupakan teknik-teknik pengawetan pangan yang

penting. Apabila gula ditambahkan ke dalam bahan pangan dalam konsentrasi

yang tinggi (paling sedikit 40 % padatan terlarut) sebagian dari air yang ada

menjadi tidak tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas air (aw)

dari bahan pangan berkurang.

Walaupun demikian, pengaruh konsentrasi gula pada aw bukan merupakan

faktor satu-satunya yang mengendalikan pertumbuhan berbagai mikroorganisme

karena bahan-bahan dasar yang mengandung komponen yang berbeda-beda tetapi

dengan nilai aw yang sama dapat menunjukkan ketahanan yang berbeda-beda

terhadap kerusakan karena mikroorganisme. Produk-produk pangan berkadar gula

yang tinggi cederung rusak oleh khamir dan kapang, yaitu kelompok

mikroorganisme yang relatif mudah dirusak oleh panas (seperti dalam

pasteurisasi) atau dihambat oleh hal-hal lain.

Pada dasarnya cuka apel adalah suatu zat dibuat dari senyawa-senyawa

yang berada dalam buah apel yang kemudian difermentasi oleh mikroba, dan

beberapa jenis dari mikroba yang bisa merubah sari buah apel menjadi cuka apel

adalah Saccharomyces cerevisiae dan Zymomonas mobilis. Yang dimaksud cuka

dalam bahasa kimia adalah sejenis asam asetat yang sering digunakan oleh para

ibu-ibu untuk memasak, namun dalam hal ini cuka yang digunakan oleh ibu-ibu

adalah merupakan cuka campuran dengan komposisi 70% air cuka dan 30%

adalah air.

Alkohol, etanol khususnya, dapat dibuat dari berbagai hasil pertanian.

Secara umum bahan-bahan tersebut dapat dibagi dalam 3 golongan yaitu :

a. bahan yang mengandung turunan gula, antara lain: molase, gula tebu, gula bit

dari buah yang biasanya adalah sari buah anggur

b. bahan-bahan yang mengandung pati, antara lain: biji-bijian (gandum

misalnya), kentang, tapioka

c. bahan yang mengandung selulosa, antara lain: kayu dan beberapa limbah

pertanian.

Bahan-bahan yang mengandung monosakarida (C6H12O6 sebagai glukosa)

langsung dapat difermentasi, akan tetapi disakarida, pati ataupun karbohidrat

kompleks harus dihidrolisa terlebih dahulu menjadi komponen sederhana,

monosakarida . Oleh karena itu agar proses fermentasi berjalan dengan optimal,

bahan-bahan tersebut di atas harus mengalami perlakuan pendahuluan sebelum

masuk ke dalam proses fermentasi. Disakarida seperti gula pasir (C12H22O11) harus

dihidrolisis menjadi glukosa.

Secara kimiawi prosesnya dapat ditulis sbb :

C12H22O11 + 6H2O → 2C6H12O6

Pati merupakan komponen yang lebih kompleks daripada disakarida . oleh

karena itu proses pendahuluannya tidak sesederhana disakarida. Tahap pertama

adalah pemecahan dengan menggunakan enzim amilase (banyak terdapat dalam

gandum yang berkecambah) menjadi komponen disakarida yaitu maltosa.

(C6H12O6)n + 1/2n H2O → 1/2n C12H22O11

dengan menggunakan enzim lain yaitu maltase, maltosa akan dihidrolisa menjadi

glukosa .

1/2n C12H22O11 + 1/2n H2O → 1/2n C6H12O6

Terbentuknya glukosa berarti proses pendahuluan telah berakhir dan bahan

selanjutnya siap untuk difermentasi. Bila digunakan selulosa sebagai bahan baku

(kayu misalnya) maka bahan tersebut harus dimaserasi dengan asam terlebih

dahulu agar bahan selulosa dihidrolisa menjadi disakarida. Kemudian dengan

suatu enzim, disakarida kembali diubah menjadi monosakarida.

Fermentasi adalah proses pemecahan senyawa yang kompleks menjadi

senyawa yang lebih sederhana secara anaerob. Bahan makanan yang difermentasi

biasanya menghasilkan suatu produk baru yang lebih mudah dicerna, aroma yang

baik serta rasa yang lebih sedap. Dalam proses mikrobiologi fermentasi ini

dilakukan oleh mikroba tertentu yang menghasilkan atau mempunyai enzim yang

sesuai dengan proses tersebut.

Proses fermentasi ada dua :

1. Fermentasi non-alkoholis

Yaitu fermentasi yang tidak menghasilkan alkohol sebagai produk akhir

selain bahan lainnya. Misal: antibiotik, SCP, tempe, dan lain-lain.

2. Fermentasi alkoholis

Yaitu fermentasi yang menghasilkan alkohol sebagai produk akhir disamping

produk lainnya. Misal: pembuatan wine, cider, tape, dan lain-lain.

Proses fermentasi menjadi cuka adalah suatu proses yang panjang yang

diawali oleh senyawa berbahan dasar jenis gula (karbohidrat) melalui proses yang

disebut dengan glikolisis yang kemudian diubah menjadi produk akhir adalah :

Piruvat → asetalaldehid → alkohol → cuka

Kandungan Gizi apel :

1. Provitamin A, Vit. B dan Vit. C

2. Mineral besi, kalsium, fosfor dan potassium (kalium)

3. Zat anti kanker

4. Pektin

5. Serat

Manfaat apel:

1. Menuruntkan kadar kolesterol

2. Menurunkan tekanan darah

3. Menstabilkan gula darah

4. Membunuh virus infeksi

5. Melancarkan pencernaan

6. Merawat kulit, rambut dan kuku

7. mencegah kanker usus

Secara kimiawi, reaksi dalam fermentasi ini berjalan cukup panjang, karena

terjadi suatu deret reaksi yang masing-masing dipengaruhi oleh enzim khusus.

Tetapi secara sederhana dapat diikhtisarkan dengan reaksi sbb :

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

Hasil fermentasi sangat dipengaruhi oleh teknologi produksi yang dipakai.

Pertimbangan yang digunakan untuk memilih suatu teknik, biasanya berdasarkan

suatu kondisi ekonomi saat itu, skala produksi yang dipakai dan kemantapan

teknik itu sendiri. Skala produksi yang besar dengan sistem sinambung tahap-

tahap operasinya dapat lebih sederhana, kebutuhan tenaga kerja kan lebih sedikit

dan pengaturan energinya lebih efisien dan lebih baik.

Pemilihan mikroorganisme biasanya didasarkan pada jenis karbohidrat

yang digunakan sebagai medium. Sebagai contoh untuk memproduksi alkohol

dari pati dan gula digunakan Saccaromyces cerevisiae dan kadang-kadang

digunakan juga Saccaromyces ellipsoides sedangkan untuk bahan-bahan laktosa

dari Whey (air yang tertinggal setelah susu dibuat keju) menggunakan Candida

pseudotropicalis. Seleksi tersebut bertujuan agar didapatkan mikroorganisme

yang mampu tumbuh dengan cepat dan mempunyai toleransi terhadap konsentrasi

gula yang tinggi, mampu menghasilkan alkohol dalam jumlah banyak dan tahan

terhadap alkohol tersebut.

Tahap pertama pada operasi fermentasi secara komersil adalah persiapan

persiapan starter. Sejumlah sampel yang kecil dan mengandung sedikit kultur

khamir digunakan untuk inokulasi suatu batch kecil yang terdiri dari campuran

molase yang berisi nutrisi, dan kontrol pH seperti amonium sulfat dan asam sulfat.

Untuk batch yang lebih besar, tahap ini diulang-ulang sehingga dicapai jumlah

khamir yang besar untuk campuran dalam tanki fermentasi. Tahap terakhir adalah

memasukkannya ke dalam tanki fermentasi yang biasanya terbuat dari baja tahan

karat dan volumenya 50.000 galon (per batch). Untuk satu batch fermentasi yang

sempurna diperlukan waktu 48 jam.

Untuk membuat alkohol mutlak, yaitu etanol 100% air yang 4,5% dapat

diikat dengan CaO. Cara yang lebih maju adalah penyulingan azeotrop. Pada

alkohol 95,5% ditambahkan benzena dan disuling. Mula-mula menuling

campuran alkohol, benzena dan air (64,85 C) kemudian benzena dan alkohol pada

suhu 68,25 C dan terakhir alkohol mutlak pada suhu 78,3 C. Alkohol mempunyai

bermacam-macam kegunaan, salah satu diantaranya adalah bahan baku dalam

pembuatan senyawa-senyawa organik lain seperti asam asetat. Alkohol juga

digunakan dalam minuman seperti bir 4%, anggur (12-15%), whisky 30%, brendi

60%, arak, brem. Dalam dunia kedokteran alkohol digunakan sebagai bahan anti

beku dan disenfektan.

Alkohol merupakan pelarut pada pembuatan pernis, juga pelarut bagi

bahan organik lainnya seprti minyak wangi iodium tnetur, kamper spirtus, brand

spirtus. Di laboratorium digunakan untuk melarutkan senyawa yang bersifat polar

tetapi tidak diharapkan terjadinya hidrolisa. Kegunaan lainnya adalah sebagai

bahan bakar, setelah terlebih dahulu didenaturasikan yaitu ditambahkan metanol

yang racun dan piridina yang baunya busuk serta suatu zat pewarna, sehingga

alkohol tersebut tidak dapat diminum dan harganya menajdi lebih ekonomis.

3.3. Gula

Gula adalah suatu istilah umum yang sering diartikan bagi setiap

karbohidrat yang digunakan sebagai pemanis, tetapi dalam industri pangan

biasanya digunakan untuk menyatakan sukrosa, gula yang diperoleh dari bit/tebu .

Pemanis lain yang digunakan dalam industri pangan termasuk :

1. Madu , suatu produk yang dibuat dari madu tanaman oleh lebah madu,

2. Sirup glukosa yang dibuat melalui hidrolisa pati,

3. Glukosa kristal,

4. Fruktosa,

5. Maltosa yang terdapat dalam sirup glukosa,

6. Gula invert yang dibuat melaui hidrolisa sukrosa,

7. Sorbitol, manitol,

8. Laktosa, yang terdapat dalam susu,

9. Gliserin,

10. Pemanis buatan, siklamat dan sakarin

3.4. Fungsi Gula

Meskipun rasa manis adalah ciri gula yang paling bayak dikenal ,

penggunaanya yang luas dalam industri pangan juga tergantung pada sifat-sifat

lain. Bagaimanapun juga rasa manis selalu ada pada produk yang mengandung

gula dan akan mempunyai pengaruh yang paling berarti pada penerimaan dari

produk tersebut. Gula banyak digunakan dalam pengawetan buah-buahan dan

sayuran dan sebagai bumbu untuk produk-produk daging. Penggunaannya untuk

tujuan diatas termasuk bahan pangan setengah kering , produk yang dilapisi gula

dan sirup untuk produk-produk dalam kaleng. Sukrosa, glukosa, gula invert dan

madu semuanya dapat dipakai dalam berbagai teknik pengawetan bahan pangan.

Daya larut yang tinggi dari gula , kemampuan mengurangi keseimbangan

kelembapan relatif (ERH) dan mengikat air adalah sifat-sifat yang menyebabkan

gula dipakai dalam pengawetan bahan pangan.

Gula terlibat dalam pengawetan dan pembuatan aneka ragam produk-

produk makanan . Beberapa diantaranya yang biasa dijumpai termasuk selai, jeli,

marmalade, sari buah pekat, sirup buah-buahan, buah-buahan bergula, umbi dan

kulit, buah-buahan beku dalam sirup, acar manis, chutney, susu kental manis,

madu . Walaupun gula sendiri mampu memberi stabilitas mikroorganisme pada

suatu produk makanan jika diberikan dalam konsentrasi yang cukup (di atas 70%

padatan terlarut biasanya dibutuhkan), ini pun umum bagi gula untuk dipakai

sebagai salah satu kombinasi dari teknik pengawetan bahan pangan. Kadar gula

yang tinggi bersama dengan kadar asam yang tinggi (pH rendah), perlakuan

dengan pasteurisasi secara pemanasan, penyimpanan pada suhu rendah, dehidrasi

dan bahan-bahan pengawet kimia (seperti belerang dioksida, asam benzoat)

merupakan teknik-teknik pengawetan pangan yang penting.

Apabila gula ditambahkan ke dalam bahan pangan dalam konsentrasi yang

tinggi (paling sedikit 40 % padatan terlarut) sebagian dari air yang ada menjadi

tidak tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas air (aw) dari

bahan pangan berkurang. Walaupun demikian, pengaruh konsentrasi gula pada aw

bukan merupakan faktor satu-satunya yang mengendalikan pertumbuhan berbagai

mikroorganisme karena bahan-bahan dasar yang mengandung komponen yang

berbeda-beda tetapi dengan nilai aw yang sama dapat menunjukkan ketahanan

yang berbeda-beda terhadap kerusakan karena mikroorganisme.

Produk-produk pangan berkadar gula yang tinggi cenderung rusak oleh

khamir dan kapang , yaitu kelompok mikroorganisme yang relatif mudah dirusak

oleh panas (seperti dalam pasteurisasi) atau dihambat oleh hal-hal lain.

Monosakarida lebih efektif dalam menurunkan aw bahan pangan dibanding dengan

disakarida atau polisakarida pada konsentrasi yang sama, dan digunakan dengan

sukrosa dalam beberapa produk seperti selai. Bahan-bahan kimia adalah satu

kelompok dari sejumlah besar bahan-bahan kimia yang baik ditambahkan dengan

sengaja ke dalam bahan pangan atau ada dalam bahan pangan sebagai akibat dari

perlakuan prapengolahan, pengolahan atau penyimpanan .

IV. ALAT DAN BAHAN

4.1. Alat :

1. Pisau

2. Kompor

3. Panci

4. Kain saring

5. Baskom

6. Pisau / cutter

4.2. Bahan:

1. Apel ½ kg

2. Gula 125 gr

3. Air 1,5 liter

4. Yeast (ragi) / Fermipan

V. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Apel dicuci bersih kemudian diiris tipis-tipis.

2. Rebus irisan apel tersebut dengan air sampai mendidih.

3. Kecilkan api kompor kemudian tambahkan gula. Biarkan selama 30 menit

agar aroma buah apel keluar.

4. Pisahkan sari apel dari buahnya lalu setelah dingin sari apel dimasukkan

kedalam botol.

5. Masukkan ragi / yeast kedalam sari apel tersebut. Tutup dengan kain saring.

Fermentasi sari apel selama 1-2 minggu akan membentuk alkohol