6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Umum

2.1.1. Pupuk

Pupuk adalah bahan yang ditambahkan ke dalam tanah untuk menyediakan

zat esensial bagi pertumbuhan tanaman. Pupuk juga merupakan vitamin bagi

tanah yang dapat membuat tanah lebih gembur dan subur. dengan tanah yang

gembur dan subur itulah, maka tanaman dapat tumbuh dan menghasilkan buah

dan daun yang besar, sehat, dan dalam jumlah banyak.

Tujuan dari pemupukan ialah memberikan zat hara kedalam tanah untuk

memenuhi kebutuhan tanaman, agar diperoleh produksi seperti yang kita

harapkan.

Pada tahun anggaran 2007, BPTP Jakarta melakukan kajian mengenai

pemanfaatan limbah sayuran dan buahan. Pelaksanaan pengkajian ini memiliki

dua pendekatan, yakni pendekatan laboratorium dan lapangan. Pendekatan

laboratorium diarahkan pada pengujian kualitas produk yang dikaji, meliputi

pupuk organik cair dan bahan pakan, sedangkan pengkajian lapangan ditujukan

untuk menguji kelayakan teknis dan ekonomis teknologi yang dikaji. Pelaksanaan

pengkajian di lapangan dilakukan secara partisipatif dengan melibatkan enam

petani sebagai pelaksana atau kooperator. Paket teknologi yang dikaji diatur

menggunakan metode petak berpasangan, masing-masing petani sebagai ulangan.

Rincian teknologi yang dikaji, meliputi: 1) Paket teknologi BPTP, yaitu pupuk

7

organik cair berbahan baku saripati perasan limbah sayuran dan buah yang telah

difermentasi dan diperkaya dengan unsur mineral dan mikroba, paket teknologi

petani, yaitu pemupukan menggunakan pupuk kandang sapi sebanyak 4 ton/ha

dan urea sebanyak 10 kg/ha.

Kegiatan pengkajian dilaksanakan sebanyak dua tahap, yaitu tahap

pertama meliputi pengujian laboratorium dan tahap kedua melakukan pengujian

teknis pupuk di lapangan.

2.1.2. Macam-Macam Pupuk dan Fungsinya

Pupuk yang biasa digunakan dapat digolongkan dalam dua golongan

besar, yaitu pupuk buatan (pupuk anorganik) dan pupuk alam (pupuk organik).

1. Pupuk Anorganik atau Pupuk Buatan

Pupuk anorganik atau pupuk buatan adalah jenis pupuk yang dibuat oleh

pabrik dengan cara meramu berbagai bahan kimia sehingga memiliki persentase

kandungan hara yang tinggi. Contoh pupuk anorganik adalah urea, TSP, dan

Gandasil.

Menurut cara aplikasinya, pupuk buatan dibedakan menjadi dua, yakni

pupuk daun dan pupuk akar. Pupuk daun diberikan lewat penyemprotan pada

daun tanaman. Contoh pupuk daun adalah Gnadasil B dan D, GrowMore,

Virabloom. Pupuk akar diserap tanaman lewat akar dengan cara lewat akar

denagan acara penebaran di tanah. Contoh pupuk akar adlah urea, NPK, dan

Dolomit.

Menurut cara melepaskan unsur hara, pupuk akar dibedakan menjadi dua,

yakni pupuk fast release dan pupuk slow release. Jika pupuk fast release

8

ditebarkan ke tanah, dalam waktu singkat, unsur hara yang di kandungnya dapat

dimanfaatkan oleh tanaman. Kelemahan pupuk ini adalah terlalu cepat habis,

bukan hanya di serap oleh tanaman tetapi juga menguap atau tercuci air. Yang

termasu pupuk fast release antara lain urea, ZA, KCl.

Pupuk slow release atau yang sering disebut dengan pupuk lepas

terkendali (controlled release) akan melepaskan unsur hara yang dikangnya

sedikit demi sedikit sesuai dengan kebutuhan tanaman. Dengan demikian, manfaat

yang dirasakan dari satu kali aplikasi lebih lama dibandingkan dengan pupuk fast

release. Mekanisme ini dapat terjadi karena unsur hara yang dikandung pupuk

slow release dilindungi secara kimia dan mekanis. Perlindungan secara mekanis

berupa pembungkus bahan pupuk dengan selaput polimer atau selaput yang mirip

dengan bahan pembungkus kapsul. Contoh: polymer coated urea dan sulfur

coated urea. Perlindungan secara kimia dilakukan dengan cara mencampu bahan

pupuk dengan zat kimia, sehingga bahan pupuk tersebut lepas terkendali. Contoh:

Methylin Urea, Urea Formaldehide, Isobutyliden Diurea. Pupuk jenis ini sangat

mahal sehingga digunakan untuk tanaman-tanaman yang bernilai ekonomi tinggi.

2. Pupuk Organik atau Pupuk Alam

Pupuk organik atau pupuk alam adalah pupuk yang terbuat dari sisa-sisa

makhluk hidup yang diolah melalui proses pembusukkan (dekomposisi) oleh

bakteri pengurai. Contohnya adalah pupuk kompos dan pupuk kandang. Pupuk

kompos berasal dari sisa-sisa tanaman, dan pupuk kandang berasal dari kotoran

ternak. Pupuk organik mempunyai kandungan unsur hara yang lengkap, tetapi

9

jumlah tiap jenis unsur hara tersebut rendah. Susunan unsur hara rata-rata untuk

pupuk kandang sekitar 0,5 % N, 0,25 % P2O5, sdan 2,5 % K2O (Novizan, 2002).

2.1.3. Pengolahan Limbah Buah-buahan Sebagai Pupuk Organik Cair

Sampah masih menjadi masalah di hampir semua kota di Indonesia. Mulai

dari kota kecil sampai kota metropolitan sekalipun. Berbagai alternatif

penyelesaian sampah telah diusahakan oleh berbagai pihak, tetapi tampaknya

belum memberikan hasil yang memuaskan. Oleh karena keprihatinan inilah, maka

melalui menerapan suatu teknologi konvensional agar mendapatkan suatu teknik

pengolahan sampah yang benar-benar sempurna, bermanfaat, dan berguna.

Seperti dalam lingkungan tempat tinggal kita merupakan sumber

kehidupan yang harus kita jaga dan lestarikan. Pencemaran lingkungan yang

terjadi dapat membahayakan makhluk hidup yang bernaung di dalamnya. Salah

satu penyebabnya adalah penumpukan limbah buah-buahan yang sangat banyak

didapati di pasar-pasar tradisional.

Pendaurulangan limbah buah-buahan yang difermentasikan oleh

mikroorganisme lokal (MOL) sebagai dekomposer yang berada dalam buah-

buahan itu sendiri, dapat mengubah sifat fisik dan kimia tanah serta populasi

mikroba tanah yang telah melakukan sistem pertanian organik dengan pola SRI

(System of Rice Intensification) dibandingkan dengan pengunaan pupuk kimia

serta menunjukkan bahwa pemberian MOL berpengaruh sangat nyata pada taraf

1% meningkatkan ketersediaan unsur hara tanah yaitu kadar karbon, N total tanah,

P-tersedia tanah, kalium, natrium, kalsium, magnesium tukar dan total kation

tukar dan kapasitas tukar kation tanah. Pemberian pupuk MOL berpengaruh nyata

10

pada taraf 5% terhadap peningkatan pH tanah, C/N tanah dan kejenuhan basa ada

pola SRI. Sehingga pola pertanian organik mampu meningkatkan hasil produksi

pertanian (www.library.usu.ac.id).

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Pengertian Pupuk Organik

Pupuk organik adalah pupuk yang berasal atau terbuat dari bahan tumbuh-

tumbuhan dan hewan seperti sampah dapur, tumbuh-tumbuhan, daun, kotoran

hewan dan yang lainnya yang bersifat alami. Pupuk organik merupakan vitamin

bagi tanah yang dapat membuat tanah lebih gembur dan subur. Dengan tanah yang

gembur dan subur itulah, maka tanaman dapat tumbuh dan menghasilkan buah

dan daun yang besar, sehat, dan dalam jumlah banyak. Pupuk organik memang

sangat penting, karena pupuk organik bisa memperbaiki unsur hara yang sudah

rusak, berbeda dengan pupuk kimia, kalau pupuk kimia bukannya memperbaiki,

tetapi membunuh bibit-bibit unsur hara. Dan adapun macam-macam dari pupuk

organik adalah:

Pupuk hijau merupakan pembenaman tanaman atau bagian-bagian

tanaman yang masih muda dengan cara membenamkannya kedalam tanah dengan

maksud untuk menambahkan bahan organik dan unsur hara terutama nitrogen (N)

kedalam tanah yang bertujuan untuk meningkatkan hasil produksi tanaman.

Tanaman yang dijadikan pupuk hijau adalah tanaman dari berbagai jenis tanaman

leguminosa (kacang-kacangan) karena memiliki kandungan N lebih tinggi

dibandingkan tanaman yang lain, karena tanaman legum mampu memfiksasi N

11

bebas dari udara melalui simbiosis antara perakanya dengan beberapa bakteri

terutama dari Rhizobium, Sp.

Pupuk kandang adalah pupuk organik yang berasal dari kotoran ternak,

baik berupa padatan (feses) yang bercampur sisa makanan, ataupun air kencing

(urine). Walaupun demikian sepertinya orang-orang sepertinya enggan

membicarakan kotoran cair yang berupa urine ternak. Dalam hal ini

mengumpulkan kotoran padat memang jauh lebih praktis dibanding urin ternak.

Padahal dari segi kadar haranya, urine jauh lebih tinggi dibanding feses.

Kadar hara kotoran ternak berbeda-beda karena masing-masing ternak

mempunyai sifat khas tersendiri dan makanan masing-masing ternak berbeda-

beda. Padahal makanan inilah yang menentukan kadar hara. Jika makanan yang

diberikan banyak mengandung hara N, P dan K maka kotorannya akan kaya

dengan zat-zat tersebut.

Selain jenis makanan, usia ternak juga menentukan kadar hara dalam

kotorannya. Ternak muda akan menghasilkan feses dan urine yang kadar harannya

rendah terutama N, karena ternak muda memerlukan sangat banyak zat hara N dan

beberapa macam mineral dalam pembentukan jaringan tubuhnya.

Kompos berarti hasil penguraian parsial (tidak lengkap) dari campuran

bahan-bahan organik yang dapat dipercepat secara artifisial oleh populasi berbagai

macam mikroba dalam kondisi lingkungan yang hangat, lembab dan aerobik atau

anaerobik (www.id.wikipedia.org).

Pupuk Organik Cair adalah jenis pupuk yang berbentuk cair tidak padat

yang mudah sekali larut pada tanah dan membawa unsur-unsur penting guna

12

kesuburan tanah perkarangan atau tanah pertanian. Selain itu, pupuk organik cair

adalah pupuk yang dapat memberikan hara yang sesuai dengan kebutuhan

tanaman pada tanah, karena bentuknya yang cair, maka jika terjadi kelebihan

kapasitas pupuk pada tanah maka dengan sendirinya tanaman akan mudah

mengatur penyerapan komposisi pupuk yang dibutuhkan.

Pupuk organik cair dalam pemupukan jelas lebih merata, tidak akan terjadi

penumpukan konsentrasi pupuk pada satu tempat, oleh sebab itu pupuk ini 100%

larut dan merata.

Pupuk organik cair ini mempunyai kelebihan dapat secara cepat mengatasi

defisiensi unsur hara dan tidak merusak humus tanah walaupun seringkali

digunakan. Selain itu pupuk ini juga memiliki zat pengikat larutan hingga bisa

langsung digunakan pada tanah tidak butuh interval waktu untuk dapat menanam

tanaman.

Berdasarkan hasil kajian secara laboratoris, pupuk organik cair yang

berasal dari saripati limbah sayuran dan buah-buahan memenuhi syarat sebagai

pupuk, baik sebagai sumber unsur makro maupun mikro. Kandungan unsur

makro yang meliputi N, P, K, Ca, Mg, dan S berkisar 101-3.771 mg, sedangkan

unsur hara mikro meliputi Fe, Mn, Cu, dan Zn berkisar antara 0,2-0,62 mg.

Demikian juga halnya dengan tepung ampas perasan limbah, juga layak untuk

dimanfaatkan sebagai bahan pakan ternak (unggas dan ruminansia). Karakteristik

kimiawi bahan pakan, meliputi kandungan protein kasar (11,79-14,35), lemak

kasar (2,15-3,45), Beta-N (35,86-38,84), fosfor (0,31-0,39), kalsium (1,32-1,47)

13

dan serat kasar (9,41-14,35); bahan kering (66,57-76,38); dan energi bruto (2.805-

3.753).

Hasil pengujian di lapangan menunjukkan bahwa pupuk organik cair

berbahan baku saripati limbah sayuran dan buahan memiliki kemangkusan yang

hampir sama dengan pupuk kandang 5 ton/ha ditambah urea 10 kg/Ha. Hasil

bayam per petak 100 m2 pada kedua cara pemupukan tersebut, masing-masing

mencapai 562 kg dan 465 kg, sedangkan hasil kangkung mencapai 433 kg dan

420 kg (www.matoa.org).

2.2.2. Pemanfaatan Pupuk Organik

Sekarang ini petani tidak mau menggunakan pupuk organik karena di rasa

tidak efesien, tidak praktis, menggunakan pupuk organik memang memerlukan

jumlah yang lebih banyak ketimbang menggunakan pupuk kimia dan petani

sekarang tidak serius dalam menangani tanamannya, mungkin karena malas atau

bagaimana saya tidak tahu, yang jelas petani sekarang inginnya yang efesien,

praktis, mudah dan cepat, belum tentu yang praktis-praktis hasilnya bagus. Di

samping itu, menggunakan pupuk organi sedikit sulit untuk mendapatkannya bagi

petani yang tidak ulet atau sabar dan tidak berpengalaman, sulit mendapatkan

pupuk organik, mungkin karena tidak bisa membuat pupuk organik sendiri atau

karena jumlah yang dibutuhkan relatif lebih banyak daripada pupuk kimia.

Salah satu upaya untuk membudayakan petani menggunakan pupuk

organik adalah memberikan bagaimana cara untuk membuat pupuk organik

sendiri, tanpa membeli pupuk petani bisa menggunakan pupuk. Mungkin perlunya

14

penyuluhan bagaimana cara membuat pupuk organik dengan harga murah, ini

juga bisa meningkatkan penghasilan petani, dengan membuat pupuk sendiri bisa

mengurangi biaya produksi. Ada beberapa jenis pupuk organik di antaranya ada

yang bentuk cair, ada yang bukan cair.

Manfaat pupuk organik cair adalah (www.petanidesa.wordpress.com):

2. Meskipun dalam jumlah yang jauh lebih kecil, pupuk organik mampu

menyediakan unsur hara makro dan mikro

3. Memperbaiki granulasi tanah berpasir dan tanah padat sehingga dapat

meningkatkan kualitas aerasi, memperbaiki drainase tanah, dan

meningkatkan kemampuan tanah dalam menyimpan air.

4. Mengandung asam humat (humus) yang mampu meningkatkan kapasitas

tukar kation tanah.

5. Penambahan pupuk organik cair dapat meningkatkan aktifitas

mikroorganisme tanah.

6. Pada tanah asam, penambahan pupuk organik dapat membantu meningkatkan

pH tanah.

7. Penggunaan pupuk organik cair tidak menyebabkan polusi tanah dan polusi

air.

2.2.4. Fungsi Unsur Hara Tanaman

Unsur hara yang diserap oleh tanaman dari dalam tanah terdiri dari 13

unsur mineral atau sering disebut dengan unsur hara esensial. Unsur itu adalah

nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), magnesium (Mg), sulfur (S), kalsium (Ca),

boron (B), besi (Fe), tembaga (Cu), mangan (Mn), seng (Zn) molibdenum (Mo)

15

dan klor (Cl). Setiap unsur memiliki pengaruh penting dalam pertumbuhan

tanaman. Kebutuhan tanaman akan masing-masing unsur berlainan. Tergantung

pada umur, jenis dan lingkungan.

1. Unsur Hara Makro Primer

Unsur hara makro berisi hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah

banyak namun, tidak berarti jumlah yang diberikan tak terbatas. Ada ambang

tertentu yang ditoleransi tanaman. Melebihi batas itu, tanaman mengalami

keracunan yang bisa berlanjut hingga mati.

a. Nitrogen (N)

Nitrogen berperan dalam pembentukan sel, jaringan, dan organ tanaman.

Nitrogen berfungsi sebagai sebagai bahan sintetis klorofil, protein dan asam

amino. Karena itu kehadirannya dibutuhkan dalam jumlah besar, terutama saat

pertumbuhan vegetatif. Bersama fosfor (P) , nitrogen digunakan untuk mengatur

pertumbuhan tanaman secara keseluruhan.

Gejala kekurangan unsur N dikenali dari daun bagian bawah. Daun itu

menguning karena kekurangan klorofil. Lebih lanjut mengering dan rontok.

Tulang-tulang di bawah permukaan daun muda tampak pucat. Pertumbuhan

tanaman lambat, kerdil dan lemah. Produksi bunga dan biji rendah.

Sedangkan kelebihan unsur ini menyebabkan warna daun terlalu hijau,

tanaman rimbun dengan daun sehingga menyebabkan rentan serangan cendawan

dan penyakit, dan mudah roboh. Produksi bunga menurun.

16

b. Fosfor (P)

Fosfor berperan pada pertumbuhan benih, akar, bunga, buah dan

menentukan sifat genetik tanaman. Dengan membaiknya struktur perakaran

sehingga daya serap nutrisi pun lebih baik. Bersama denga kalium, fosfor dipakai

untuk merangsang pembungaan.

c. Kalium (K)

Kalium berperan sebagai pengatur proses fisiologi tanaman seperti

fotosintetis, akumulasi, translokasi, transportasi karbohidrat, membuka

menutupnya stomata, atau mengatur distribusi air dalam jaringan dan sel.

Kekurangan unsur ini menyebabkan daun seperti terbakar dan akhirnya

gugur. Kekurangan K terlihat dari daun paling bawah yang kering atau ada bercak

hangus. Bunga mudah rontok. Tepi daun hangus, daun menggulung ke bawah,

dan rentan terhadap serangan penyakit.

Kelebihan K menyebabkan penyerapan Ca dan Mg terganggu.

Pertumbuhan tanaman terhambat. sehingga tanaman mengalami defisiensi.

2. Unsur Hara Makro Sekunder

a. Magnesium (Mg)

Magnesium adalah aktivator yang berperan dalam transportasi energi

beberapa enzim di dalam tanaman. Unsur ini sangat dominan keberadaannya di

daun , terutama untuk ketersediaan klorofil. Jadi kecukupan magnesium sangat

diperlukan untuk memperlancar proses fotosintesis. Unsur itu juga merupakan

komponen inti pembentukan klorofil dan enzim di berbagai proses sintesis

protein.

17

Kekurangan Mg gejalanya adalah muncul bercak-bercak kuning di

permukaan daun tua, karena Mg diangkut ke daun muda. Daun tua menjadi lemah

dan akhirnya mudah terserang penyakit, terutama embun tepung (powdery

mildew). Kelebihan Mg tidak menimbulkan gejala ekstrim.

b. Kalsium (Ca)

Unsur ini yang paling berperan adalah pertumbuhan sel. Ia komponen

yang menguatkan, dan mengatur daya tembus, serta merawat dinding sel.

Perannya sangat penting pada titik tumbuh akar. Gejala kekurangan kalsium yaitu

titik tumbuh lemah, terjadi perubahan bentuk daun, mengeriting, kecil, dan

akhirnya rontok. Kalsium menyebabkan tanaman tinggi tetapi tidak kekar. Karena

berefek langsung pada titik tumbuh maka kekurangan unsur ini menyebabkan

produksi bunga terhambat. Bunga gugur juga efek kekurangan kalsium.

c. Sulfur (S)

Tanaman menyerap sulphur dalam bentuk ion sulfat (SO42-

) yang tidak

banyak terdapat didalam tanah mineral. Sebagian besar sulfur didalam tanah

berasal dari bahan organik yang telah mengalami dekomposisi. Jika jumlah sulfur

organik berkurang diperlukan pupuk dan perlukan perlakuan khusus untuk

memperbaikinya.

3. Unsur Mikro

Unsur mikro adalah unsur yang diperlukan tanaman dalam jumlah sedikit .

Walaupun hanya diserap dalam jumlah kecil, tetapi amat penting untuk

menunjang keberhasilan proses-proses dalam tumbuhan. Tanpa unsur mikro ,

18

bunga adenium tidak tampil prima. Bunga akan lunglai, dll. Unsur mikro itu ,

adalah: boron, besi, tembaga, mangan, seng, dan molibdenum.

a. Boron (B)

Boron memiliki kaitan erat dengan proses pembentukan, pembelahan dan

diferensiasi serta pembagian tugas sel. Hal ini terkait dengan perannya dalam

sintetis RNA, bahan dasar pembentukan sel. Boron diangkut dari akar ke tajuk

tanaman melalui pembuluh xylem. Di dalam tanah boron tersedia dalam jumlah

terbatas dan mudah tercuci. Kekurangan unsur B menyebabkan daun berwarna

lebih gelap dibanding daun normal, tebal dan mengkerut. Kelebihannya adalah

ujung daun kuning dan mengalami nekrosis.

b. Tembaga (Cu)

Fungsi penting tembaga adalah aktivator dan membawa beberapa enzim.

Dia juga berperan membantu kelancaran proses fotosintesis. Pembentuk klorofil,

dan berperan dalam fungsi reproduksi.

c. Seng (Zn)

Hampir mirip dengan Mn dan Mg, sangat berperan dalam aktivator enzim,

pembentukan klorofil dan membantu proses fotosintesis. Kekurangan biasanya

terjadi pada media yang sudah lama digunakan. Kekurangannya adalah

pertumbuhan lambat, jarak antar buku pendek, daun kerdil, mengkerut, atau

menggulung di satu sisi lalu disusul dengan kerontokan. Bakal buah menguning,

terbuka dan akhirnya gugur. Buah pun akan lebih lemas dan sehingga buah yang

seharusnya lurus membengkok. Kelebihan seng tidak menunjukkan dampak

nyata.

19

d. Besi (Fe)

Besi (Fe) berperan dalam proses pembentukan protein, sebagai katalisator

pembentukan klorofil. Fe berperan sebagai pembawa elektron pada proses

fotosintetis dan respirasi, sekaligus menjadi aktivator beberapa enzim. Unsur Fe

tidak mudah bergerak sehigga bila terjadi kekurangan sulit diperbaiki.

Kekurangan Fe ditunjukkan dengan gejala klorosis dan daun menguning atau

nekrosa, daun muda tampak putih karena kurang klorofil dan terjadi kerusakan

akar. Pemberian pupuk dengan kandungan Fe tinggi menyebabkan nekrosis yang

ditandai dengan munculnya bintik-bintik hitam pada daun.

e. Molibdenum (Mo)

Mo bertugas sebagai pembawa elektron untuk mengubah nitrat menjadi

enzim. Kekurangan Mo ditunjukkan dengan munculnya klorosis di daun tua,

kemudian menjalar ke daun muda.

f. Klor (Cl)

Klor diserap tanaman dalam bentuk ion Cl- yang dibutuhkan dalam proses

fotosintesis dan berfungsi sebagai pengaturan tekanan osmosis di dalam sel

tanaman. Kebutuhan Cl lebih sedikit dibandingkan unsure hara mikro yang lain.

Kekurangn Cl sangat jarang karena unsure ini banyak tersedia secara alami

ditanah. Kekurangan Cl menyebabkan pertumbuhan akar yang tertekan, daun layu

dan berwarna kuning serta muncul bercak-bercak kuning dipermukaannya.

2.2.5. Mikroorganisme

Mikroorganisme adalah sebuah organisme kehidupan yang terlalu kecil

untuk dilihat dengan mata telanjang. Ukuran yang digunakan untuk

20

mikroorganisme adalah mikrometer (µ m); 1 µ m = 0.001 milimeter; 1 nanometer

(nm) = 0.001 µ m. Mikroorganisme dapat ditemukan dimana mana dan sangat

berperan dalam semua kehidupan di muka bumi. Kaitannya dengan makanan,

mereka dapat menyebabkan atau mencegah pembusukan, atau bahkan

menyebabkan kita sakit. Mikroorganisme dapat dibagi menjadi beberapa kelas,

diantaranya adalah bakteri, fungi dan virus.

Ada beberapa faktor yang berhubungan dengan daya hidup dan

pertumbuhan dari mikroorganisme pada sebuah bahan makanan (faktor intrinsik),

diantaranya adalah: 1. kandungan nutrisi 2. kandungan air 3. derajat keasaman

(pH) 4. kandungan oksigen 5. struktur biologi 6. kandungan antimikrobial

Sedangkan faktor ekstrinsik yang berpengaruh terutama yang berkaitan dengan

lingkungan tempat bahan makanan tersebut disimpan, yaitu suhu, kelembaban

relatif, dan kandungan gas yang ada disekitar bahan makanan. Secara umum,

menurut suhu, mikroorganisme dapat dibedakan menjadi 4 jenis utama

(Dwidjoseputro, 2001):

1. Mikroorganisme Psycrophillic, tumbuh optimum pada suhu antara 20 sampai

30°C. Masih dapat tumbuh pada suhu dibawah 7°C. Dibagi dua kelompok

lagi, Obligate Psychrophillic (0 – 15° C) dan Facultative Psychrophillic (0 –

40° C). Pada umumnya organisme inilah yang bertanggung jawab terhadap

pembusukan dalam suhu ruang pendingin.

2. Mikroorganisme Mesophillic, tumbuh optimum pada suhu 30°C sampai

40°C. Mikroorganisme mesofilik cenderung tidak tumbuh pada suhu dalam

ruang pendingin (refrigerator).

21

3. Mikroorganisme Thermophillic, tumbuh optimum pada suhu 55 and 65° C.

4. Mikroorganisme Hyperthermophillic, yang hidup dengan baik pada suhu

sangat tinggi (sampai 110 ° C, bahkan dalam percobaan, ada yang tahan pada

suhu 130° C selama 2 jam).

Untuk setiap kelompok, tingkat pertumbuhan meningkat pesat sampai

mencapai temperatur optimum, setelah itu pertumbuhan kembali menurun.

fakultative anaerob.

MOL (MikroOrganisme Lokal) adalah kumpulan mikroorganisme yang

bisa “diternakkan”, fungsinya dalam konsep “zero waste” adalah untuk “starter”

pembuatan kompos organik. Dengan MOL ini maka fermentasi bisa selesai dalam

waktu 2-3 minggu. MOL dapat dibuat dari bahan sampah dapur yang mudah

membusuk, sayur kemarin yang basi. Bisa juga dari bahan lain misalnya keong

sawah yang ditumbuk, buah nenas yang busuk. MOL bisa juga dipakai untuk

“pupuk cair” dengan cara diencerkan terlebih dahulu, 1 bagian MOL dicampur 15

bagian air (www.clearwaste.blogspot.com).

2.2.6. 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 (www.id.wikipedia.org).

Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil

fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa

22

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 (www.id.wikipedia.org).

Dalam proses fermentasi, mikroorganisme harus mempunyai 3 (tiga)

karakteristik penting yaitu:

1. Mikroorganisme harus mampu tumbuh dengan cepat dalam suatu substrat dan

lingkungan yang cocok untuk memperbanyak diri.

2. Mikroorganisme harus memiliki kemampuan untuk mengatur ketahanan

fisiologi dan memilki enzim-enzim esensial yang mudah dan banyak supaya

perubahan-perubahan kimia yang dikehendaki dapat terjadi.

3. Kondisi lingkungan yang diperlukan bagi pertumbuhan harus sesuai supaya

produksi maksimum.

Berdasarkan sumber mikroorganisme, proses fermentasi dibagi 2 (dua) yaitu:

1. Fermentasi spontan: fermentasi bahan pangan dimana dalam pembuatannya

tidak ditambahkan mikroorganisme dalam bentuk starter atau ragi, tetapi

mikroorganisme yang berperan aktif dalam proses fermentasi berkembang

biak secara spontan karena lingkungan hidupnya dibuat sesuai untuk

pertumbuhannya.

2. Fermentasi tidak spontan adalah fermentasi yang terjadi dalam bahan pangan

yang dalam pembuatannya ditambahkan mikrorganisme dalam bentuk starter

23

atau ragi, dimana mikroorganisme tersebut akan tumbuh dan berkembang biak

secara aktif mengubah bahan yang difermentasi menjadi produk yang

diinginkan. (Materi Teknologi Fermentasi dalam Pelatihan Teknologi

Pengolahan Hasil Pertanian Oleh : Debby Sumanti, Ir., MS).

2.2.7. Peranan Bakteri dalam Proses Fermentasi

Mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan dapat menghasilkan

perubahan yang menguntungkan (produk-produk fermentasi yang diinginkan) dan

perubahan yang merugikan (kerusakan bahan pangan). Dari mikroorganisme yang

memfermentasi bahan pangan, yang paling penting adalah bakteri pembentuk

asam laktat, asam asetat, dan beberapa jenis khamir penghasil alkohol. Jenis-jenis

mikroorganisme yang berperan dalam teknologi fermentasi adalah

(Dwidjoseputro, 2001):

1. Bakteri Asam Laktat

Dari kelompok ini termasuk bakteri yang menghasilkan sejumlah besar

asam laktat sebagai hasil akhir dari metabolisme gula (karbohidrat). Asam laktat

yang dihasilkan dengan cara tersebut akan menurunkan nilai pH dari lingkungan

pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. Ini juga menghambat pertumbuhan

dari beberapa jenis mikroorganisme lainnya. Dua kelompok kecil mikroorganisme

dikenal dari kelompok ini yaitu organisme-organisme yang bersifat

homofermentative dan heterofermentative. Jenis-jenis homofermentatif yang

terpenting hanya menghasilkan asam laktat dari metabolisme gula, sedangkan

jenis-jenis heterofermentatif menghasilkan karbondioksida dan sedikit asam-asam

24

volatil lainnya, alkohol, dan ester disamping asam laktat. Beberapa jenis yang

penting dalam kelompok ini:

a. Streptococcus thermophilus, Streptococcus lactis dan Streptococcus cremoris.

Semuanya ini adalah bakteri gram positif, berbentuk bulat (coccus) yang

terdapat sebagai rantai dan semuanya mempunyai nilai ekonomis penting

dalam industri susu.

b. Pediococcus cerevisae. Bakteri ini adalah gram positif berbentuk bulat,

khususnya terdapat berpasangan atau berempat (tetrads). Walaupun jenis ini

tercatat sebagai perusak bir dan anggur, bakteri ini berperan penting dalam

fermentasi daging dan sayuran.

c. Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum. Bakteri ini adalah

gram positif berbentuk bulat yang terdapat secara berpasangan atau rantai

pendek. Bakteri-bakteri ini berperanan dalam perusakan larutan gula dengan

produksi pertumbuhan dekstran berlendir. Walaupun demikian, bakteri-

bakteri ini merupakan jenis yang penting dalam permulaan fermentasi

sayuran dan juga ditemukan dalam sari buah, anggur, dan bahan pangan

lainnya.

d. Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus,

Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii. Organisme-organisme ini

adalah bakteri berbentuk batang, gram positif dan sering berbentuk pasangan

dan rantai dari sel-selnya. Jenis ini umumnya lebih tahan terhadap keadaan

asam dari pada jenis-jenis Pediococcus atau Streptococcus dan oleh

karenanya menjadi lebih banyak terdapat pada tahapan terakhir dari

25

fermentasi tipe asam laktat. Bakteri-bakteri ini penting sekali dalam

fermentasi susu dan sayuran.

2. Bakteri Asam Propionat

Jenis-jenis yang termasuk kelompok ini ditemukan dalam golongan

Propionibacterium, berbentuk batang dan merupakan gram positif. Bakteri ini

penting dalam fermentasi bahan pangan karena kamampuannya memfermentasi

karbohidrat dan juga asam laktat dan menghasilkan asam-asam propionat, asetat,

dan karbondioksida. Jenis-jenis ini penting dalam fermentasi keju Swiss.

3. Bakteri Asam asetat

Bakteri ini berbentuk batang, gram negatif dan ditemukan dalam golongan

Acetobacter sebagai contoh Acetobacter aceti. Metabolismenya lebih bersifat

aerobik (tidak seperti spesies tersebut di atas), tetapi peranannya yang utama

dalam fermentasi bahan pangan adalah kemampuannya dalam mengoksidasi

alkohol dan karbohidrat lainnya menjadi asam asetat dan dipergunakan dalam

pabrik cuka.

4. Khamir/Ragi

Khamir sejak dulu berperan dalam fermentasi yang bersifat alkohol

dimana produk utama dari metabolismenya adalah etanol. Saccharomyces

cerevisiae adalah jenis yang utama yang berperan dalam produksi minuman

beralkohol seperti bir dan anggur dan juga digunakan untuk fermentasi adonan

dalam perusahaan roti.

26

5. Kapang/Jamur

Kapang jenis-jenis tertentu digunakan dalam fermentasi bahan pangan.

Jenis-jenis yang termasuk golongan Aspergillus, Rhizopus, dan Penicillium sangat

penting dalam kegiatan tersebut.

2.2.8. Proses Fermentasi pada Buah-Buahan

Hampir semua jenis buah-buahan yang bersifat seperti sayuran misalnya

ketimun, tomat, olive dapat difermentasi oleh bakteri asam laktat. Kandungan gula

dan zat-zat gizi digunkan untuk pertumbuhan bakteri asam laktat. Faktor-faktor

lingkungan yang penting dalam fermentasi adalah:

1. Terciptanya keadaan anaerobik.

2. Pengunaan garam yang sesuai yang berfungsi untuk menyerap keluar cairan

dan zat-zat gizi dari sayur.

3. Pengaturan suhu yang sesuai untuk fermentasi.

4. Tersedianya bakteri asam laktat yang sesuai.

Jenis mikroorganisme yang berperan terutama adalah bakteri asam laktat.

Bakteri asam laktat secara alami terdapat dalam buah-buahan, misalnya

Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc plantarum dan Leuconostoc brevis,

memfermentasi gula-gula yang terdapat dalam buah-buahan menjadi asam,

terutama asam laktat. Kadar asam yang dihasilkan berkisar antara 0,8 – 1,5%

(dinyatakan sebagai asam laktat). Lama proses fermentasi berkisar antara 1 hari

(fermentasi sehari), beberapa hari (fermentasi pendek), sampai beberapa bulan

(fermentasi panjang). Kadar garam yang terlalu rendah (kurang dari 5%),

27

mengakibatkan tumbuhnya bakteri proteolitik (bakteri yang menguraikan protein),

sedangkan konsentrasi garam lebih dari 15% akan memungkinkan tumbuhnya

bakteri halofilik (bakteri yang menyenangi kadar garam tinggi). Oleh karena itu

kadar garam harus dipertahankan sekitar 10% selama proses fermentasi. Karena

garam menarik air dari jaringan sayuran, maka selama proses fermentasi harus

secara periodik ditambahkan garam pada medium fermentasi.

Agar fermentasi berlangsung dengan baik suhu ruangan harus kira-kira

30C. Bila suhunya lebih rendah pertumbuhan bakteri asam laktat berlangsung

lambat sehingga tidak cukup banyak yang dihasilkan dan akibatnya produk

menjadi busuk (Buckle, 1978).