BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar belakang
Biologi merupakan suatu ilmu yang berdekatan dengan
kehidupan kita sehari-hari dan biologi merupakan suatu penghubung dari semua ilmu
alam dan juga sebagai ilmu yang mempertemukan ilmu alam dengan ilmu sosial.
Salah satu pokok pembahasan di dalam ilmu biologi
adalah Pengantar bioteknologi. Dimana bioteknologi disini dibagi ke dalam
bioteknologi modern dan bioteknologi konvensional. Salah satu contoh
bioteknologi konvensional adalah pembuatan Tape. Dimana dalam pembuatan tape
beralngsung proses fermentasi. Tape dibuat tidak hanya sehari langsung jadi,
tetapi diperlukan waktu berhari-hari untuk proses fermentasinya.
Proses pembuatan tape ketan berkaitan dengan
pembelajaran biologi dimana semua akan melakukan pembuatan tape ketan.
Kontribusi bioteknologi ini akan meningkatkan keterampilan proses Sain siswa.
B.
Rumusan Masalah
1.
Bagaimana proses pembuatan tape ketan ?
2.
Bagaimana proses terjadinya fermentasi ?
C.
Tujuan
Adapun tujuan-tujuan dilaksanakannya penelitian bioteknologi fermentasi
ini, diantaranya :
1.
Mengetahui proses pembuatan tape ketan
2.
Mengetahui proses terjadinya fermentasi
BAB
II
PEMBUATAN
TAPE KETAN
Bioteknologi berasal dari kata latin yaitu bio (hidup), teknos (teknologi
= penerapan) dan logos (ilmu). Bioteknologi adalah cabang biologi yang
mempelajari pemanfaatan prinsip ilmiah dan rekayasa terhadap organisme, proses
biologis untuk meningkatkan potensi organisme maupun menghasilkan produk dan
jasa bagi kepentingan manusia.bisa diartikan juga,Bioteknologi adalah
penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayas genetika secara terpadu untuk
menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia.
Bioteknologi dibagi ke dalam 2 bagian, yaitu bioteknologi modern dan
bioteknologi konvensional. Salah satu contoh dari bioeknologi konvensional
adalah pembuatan tape ini. Dan salah satu contoh dari bioteknologi modern
adalah rekayasa genetika.
Ciri-ciri utama bioteknologi adalah adnya benda biologi berupa benda
mikro organisme tumbuhan atau hewan, adanya pendayagunaan secara teknologi dan
industri, dan produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian.
Generasi pertama adalah bioteknologi sederhana yaitu penggunaan mikroba
yang masih secara tradisional dalam produksi makanan dan tanaman ataupun
pengawetan makanan, sebagai contoh yaitu pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain. Generasi
kedua adalah proses berlangsung dalam keadaan tidak steril, sebagai contoh
pembuatan kompos dan produksi bahan kimia. Generasi ketiga adalah proses dalam
keadaan tidak steril, sebagai contoh produkasi antibiotic dan hormon. Generasi
keempat adalah generasi bioteknologi baru, sebagai contoh produksi insulin.
Tape merupakan makanan tradisional yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat
Indonesia.
Proses pembuatan tape melibatkan proses fermentasi yang dilakukan oleh jamur Saccharomyces
cerivisiae. Jamur ini memiliki kemampuan dalam mengubah karbohidrat
(fruktosa dan glukosa) menjadi alcohol dan karbondioksida. Selain Saccharomyces
cerivisiae, dalam proses pembuatan tape ini terlibat pula mikrorganisme
lainnya, yaitu Mucor chlamidosporus dan Endomycopsis fibuligera.
Kedua mikroorganisme ini turut membantu dalam mengubah pati menjadi gula
sederhana (glukosa).
Ketan berasal dari beras. Beras adalah 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.
Ø Anatomi Beras
o
Beras
sendiri secara biologi adalah bagian biji padi yang terdiri dari
o
aleuron,
lapis terluar yang sering kali ikut terbuang dalam proses pemisahan kulit.
o
endosperma, tempat sebagian besar pati
dan protein beras berada, dan
o
embrio, yang merupakan calon tanaman baru (dalam beras tidak
dapat tumbuh lagi, kecuali dengan bantuan teknik kultur jaringan). Dalam bahasa sehari-hari,
embrio disebut sebagai mata beras.
Ø 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:
o
amilosa, pati dengan struktur tidak bercabang
o
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.
Ø Macam-macam Warna Beras
Warna beras yang berbeda-beda
diatur secara genetik, akibat perbedaan gen
yang mengatur warna aleuron, warna endospermia, dan komposisi pati pada
endospermia.
o
Beras
"biasa" yang berwarna putih agak
transparan karena hanya memiliki sedikit aleuron, dan kandungan amilosa umumnya
sekitar 20%. Beras ini mendominasi pasar beras.
o
Beras
merah, akibat aleuronnya mengandung gen
yang memproduksi antosianin yang merupakan sumber warna merah atau ungu.
o
Beras
hitam, sangat langka, disebabkan aleuron
dan endospermia memproduksi antosianin dengan intensitas tinggi sehingga
berwarna ungu pekat mendekati hitam.
o
Ketan (atau beras ketan), berwarna putih, tidak transparan,
seluruh atau hampir seluruh patinya merupakan amilopektin.
o
Ketan
hitam, merupakan versi ketan dari beras
hitam.
Beberapa jenis beras
mengeluarkan aroma wangi bila ditanak (misalnya 'Cianjur Pandanwangi' atau
'Rajalele'). Bau ini disebabkan beras melepaskan senyawa aromatik yang
memberikan efek wangi. Sifat ini diatur secara genetik dan menjadi objek rekayasa genetika beras.
Ø Aspek Pangan
Beras dimanfaatkan terutama
untuk diolah menjadi nasi, makanan pokok terpenting warga dunia. Beras juga
digunakan sebagai bahan pembuat berbagai macam penganan dan kue-kue, utamanya
dari ketan, termasuk pula untuk dijadikan tapai.
Selain itu, beras merupakan komponen penting bagi jamu
beras kencur dan param.
Minuman yang populer dari olahan beras adalah arak
dan air tajin.
Dalam bidang industri
pangan, beras diolah menjadi tepung beras. Sosohan beras (lapisan aleuron),
yang memiliki kandungan gizi tinggi, diolah menjadi tepung bekatul (rice bran). Bagian embrio juga diolah menjadi suplemen
makanan dengan sebutan tepung mata beras.
Untuk kepentingan diet,
beras dijadikan sebagai salah satu sumber pangan bebas gluten dalam bentuk berondong.
Di antara berbagai jenis
beras yang ada di Indonesia,
beras yang berwarna merah atau beras merah diyakini memiliki khasiat sebagai
obat. Beras merah yang telah dikenal sejak tahun 2.800 SM ini, oleh para tabib saat itu dipercaya memiliki nilai
nilai medis yang dapat memulihkan kembali rasa tenang dan damai. Meski,
dibandingkan dengan beras putih, kandungan karbohidrat beras merah lebih rendah
(78,9 gr : 75,7 gr), tetapi hasil analisis Nio (1992) menunjukkan nilai
energi yang dihasilkan beras merah justru di atas beras putih (349 kal :
353 kal). Selain lebih kaya protein (6,8 gr : 8,2 gr), hal tersebut
mungkin disebabkan kandungan tiaminnya yang lebih tinggi
(0,12 mg : 0,31 mg).
Kekurangan tiamin bisa
mengganggu sistem saraf dan jantung, dalam keadaan berat dinamakan
beri-beri, dengan gejala awal nafsu makan berkurang, gangguan pencernaan, sembelit,
mudah lelah, kesemutan, jantung berdebar, dan refleks berkurang.
Unsur gizi lain yang
terdapat pada beras merah adalah fosfor (243 mg per 100 gr
bahan) dan selenium. Selenium merupakan elemen kelumit (trace
element) yang merupakan bagian esensial dari enzim
glutation peroksidase. Enzim ini berperan sebagai katalisator dalam pemecahan peroksida menjadi
ikatan yang tidak bersifat toksik.
Peroksida dapat berubah menjadi radikal bebas yang mampu mengoksidasi asam lemak tidak jenuh dalam membran sel hingga
merusak membran tersebut, menyebabkan kanker, dan penyakit degeneratif
lainnya. Karena kemampuannya itulah banyak pakar mengatakan bahan ini mempunyai
potensi untuk mencegah penyakit kanker dan penyakit degeneratif lain.
A.
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. Ragi
dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman
beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot
mamalia selama
kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat
dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai
produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam
menyebabkan rasa kelelahan pada otot.
Gbr ;
Fermentasi sedang berlangsung
Reaksi dalam fermentasi
berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang
dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6)
yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini
dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.
Persamaan Reaksi Kimia
C6H12O6 → 2C2H5OH
+ 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)
Dijabarkan sebagai Berikut :
Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP).
Jalur biokimia yang terjadi,
sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya
melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan
bagian dari tahap awal respirasi
aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan
bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan.
Fermentasi diperkirakan
menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen
berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga
fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel.
Produk fermentasi mengandung
energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami
metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih
highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan).
Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang
effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat
teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul
ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi
aerobik.
"Glikolisis
aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi
energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan
rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan
"glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk
menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative
phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan
intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu
lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia,
fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2
menit.
Tahap akhir dari fermentasi
adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini
tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap
ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+),
yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena
glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik.
A.
Saccharaomyces cerevisiae
Saccharaomyces cerevisiae adalah nama spesies yang termasuk dalam khamir
berbentuk oval.
·
Saccharomyces cerevisiae
mempunyai mikrostruktur yang terdiri dari :
1.
Kapsul
2.
Dinding Sel Dinding sel khamir pada
sel-sel yang muda sangat tipis, namun semakin lama semakin menebal seiring
dengan waktu. Pada dinding sel terdapat struktur yang disebut bekas lahir
(bekas yang timbul dari pembentukan oleh sel induk) dan bekas tunas (bekas yang
timbul akibat pembentukan anak sel). Setiap sel hanya dapat memiliki satu bekas
lahir, namun bisa membentuk banyak bekas tunas. Saccharomyces cerevisiae dapat
membentuk 9 sampai 43 tunas dengan rata-rata 24 tunas per sel, dan paling banyak
lahir pada kedua ujung sel yang memanjang. Dinding sel khamir terdiri dari
komponen-komponen sebagai berikut:
>Glukan Khamir (30-35% berat kering dinding sel)
>Mannan (30% dari berat kering dinding khamir)
>Protein (6% berat kering dinding sel)
>Kitin (1-2 %)
>Lipid (8.5-13.5 %)
3.
Membran Sitoplasma
4.
Nukleus
5.
Vakuola
6.
Mitokondria
7.
Globula Lipid Saccharomyces cerevisiae
mengandung lipid dalam jumlah sangat sedikit. Lipid ini disimpan dalam bentuk
globula yang dapat dilihat dengan mikroskop setelah diberi pewarna lemak
seperti Hitam Sudan atau
Merah Sudan.
8.
Sitoplasma
·
Saccharomyces cerevisiae
berkembang biak dengan cara berikut:
1.
Pertunasan multipolar, dimana tunas
muncul dari sekitar ujung sel
2.
Pembelahan tunas, yaitu gabungan antara
pertunasan dan pembelahan. Pada proses ini mula-mula terbentuk tunas, tetapi
tempat melekatnya tunas pada sel induk relatif besar, kemudian terbentuk septa
yang memisahkan tunas dari induk selnya. Pada Saccharomyces, areal tempat
melekatnya tunas pada induk sedemikian kecilnya sehingga seolah tidak pernah
terbentuk septa (tidak dapat dilihat oleh mikroskop biasa).
3.
Pembentukan askospora. Pada khamir
diploid seperti Saccharomyces cerevisiae, meiosis dapat terjadi langsung dari
sel vegetatif. Spora berbentuk bulat atau oval dengan permukaan halus.
·
Fungsi Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae berfungsi dalam pembuatan
roti dan bir, dan tape karena Saccharomyces bersifat fermentatif (melakukan
fermentasi, yaitu memcah glukosa menjadi karbon dioksida dan alkohol) kuat.
Namun, dengan adanya oksigen, Saccharomyces juga dapat melakukan respirasi
yaitu mengoksidasi gula menjadi karbon dioksida dan air.
B.
Pembuatan Tape Ketan
Untuk membuat tape ketan di butuhkan alat-alat dan bahan-bahan sebagai
berikut :
- Alat Dan Bahan
o
Pengukus nasi (langseng) 1 buah
o
Panci atau baskom 1 buah
o
Tampah 1 buah
o
Cukil kayu 1 buah
o
Kipas 1 buah
o
Keler/daun pisang/plastic
o
Beras ketan hitam atau ketan putih
o
Ragi tape
2.
Prosedur Kerja
o
Cuci bersih semua peralatan yang
akan digunakan, lalu keringkan
o
Cuci bersih beras ketan yang akan
digunakan
o
Rendamlah beras ketan tersebut
selama 12 jam
o
Setelah direndam selama 12 jam,
angkat beras ketan tersebut lalu bilas dengan air beberapa kali.
o
Kukus beras ketan tersebut sampai
matang
o
Angkat beras ketan yang telah
matang, lalu letakkan di atas tampah atau baskom, dinginkan dengan cara
mengipasinya.
o
Setelah
dingin campurkan ragi yang telah dihaluskan dan aduk sampai merata
o
Bungkus ketan yang tela dicampur
ragi dengan daun pisang atau plastik, atau masukkan ke dalam keler (stoples)
o
Simpan selama 2-3 hari.
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.
BAB
III
KESIMPULAN
Tape merupakan makanan tradisional
yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Proses pembuatan tape
melibatkan proses fermentasi yang dilakukan oleh jamur Saccharomyces
cerivisiae. Jamur ini memiliki kemampuan dalam mengubah karbohidrat
(fruktosa dan glukosa) menjadi alcohol dan karbondioksida.
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.
Saccharaomyces cerevisiae adalah nama spesies yang termasuk dalam khamir
berbentuk oval. Jamur ini berperan dalam proses fermentasi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar