21
TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu Singkong yang juga dikenal sebagai ketela pohon atau ubi kayu adalah pohonan tahunan tropika dan subtropika dari keluarga Euphorbiaceae. Umbinya dikenal luas sebagai makanan pokok penghasil karbohidrat dan daunnya sebagai sayuran. Umbi akar singkong banyak mengandung glukosa dan dapat dimakan mentah. Umbi yang rasanya manis menghasilkan paling sedikit 20 mg HCN per kilogram umbi akar yang masih segar (PTP, 2008). Ubi kayu (Manihot utilissima) menghasilkan umbi setelah tanaman berumur 6 bulan. Setelah tanaman berumur 12 bulan dapat menghasilkan umbi basah sampai 30 ton/ha. Kerusakan yang biasa timbul pada ubi kayu adalah warna hitam yang disebabkan oleh aktivitas enzim polyphenolase atau biasa disebut dengan kepoyoan (Syarief dan Irawati, 1988). Akar-akaran dan umbi-umbian kandungan patinya tinggi dan kenyataannya bahwa ditanam secara melimpah, akar-akaran dan umbi-umbian merupakan salah satu pangan pokok atau yang utama yang dimakan diberbagai bagian Asia Tenggara. Di samping sayuran akar-akaran semacam itu seperti singkong, talas, kentang, ubi jalar dan uwi, buah-buahan yang berpati seperti pisang untuk dimasak, sukun dan nangka dimasukkkan dalam golongan pangan di atas. Pangan tersebut merupakan sumber energi yang baik (Harper, et al, 1987). Makanan pokok umbi-umbian, antara lain singkong atau cassava yang biasa disebut dengan ubi kayu atau ketela pohon, ubi rambat, kentang kuning, Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

TINJAUAN PUSTAKA

Ubi Kayu

Singkong yang juga dikenal sebagai ketela pohon atau ubi kayu adalah

pohonan tahunan tropika dan subtropika dari keluarga Euphorbiaceae.

Umbinya dikenal luas sebagai makanan pokok penghasil karbohidrat dan

daunnya sebagai sayuran. Umbi akar singkong banyak mengandung glukosa

dan dapat dimakan mentah. Umbi yang rasanya manis menghasilkan paling

sedikit 20 mg HCN per kilogram umbi akar yang masih segar (PTP, 2008).

Ubi kayu (Manihot utilissima) menghasilkan umbi setelah tanaman

berumur 6 bulan. Setelah tanaman berumur 12 bulan dapat menghasilkan umbi

basah sampai 30 ton/ha. Kerusakan yang biasa timbul pada ubi kayu adalah

warna hitam yang disebabkan oleh aktivitas enzim polyphenolase atau biasa

disebut dengan kepoyoan (Syarief dan Irawati, 1988).

Akar-akaran dan umbi-umbian kandungan patinya tinggi dan

kenyataannya bahwa ditanam secara melimpah, akar-akaran dan umbi-umbian

merupakan salah satu pangan pokok atau yang utama yang dimakan diberbagai

bagian Asia Tenggara. Di samping sayuran akar-akaran semacam itu seperti

singkong, talas, kentang, ubi jalar dan uwi, buah-buahan yang berpati seperti

pisang untuk dimasak, sukun dan nangka dimasukkkan dalam golongan pangan

di atas. Pangan tersebut merupakan sumber energi yang baik

(Harper, et al, 1987).

Makanan pokok umbi-umbian, antara lain singkong atau cassava yang

biasa disebut dengan ubi kayu atau ketela pohon, ubi rambat, kentang kuning,

Universitas Sumatera Utara

Page 2: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

kentang bentuk ukuran kecil-kecilan, tales, uwi, gembili, kimpul, suweg dan

ganyong. Singkong merupakan jenis umbi yang paling banyak dikonsumsi

masyarakat (Tarwotjo, 1998).

Makanan pokok adalah jenis makanan yang merupakan makanan utama

suatu menu yang biasanya dihidangkan dalam jumlah banyak. Makanan pokok

kita adalah nasi. Di samping bahan makanan pokok beras, di Indonesia dikenal

bahan makanan pokok lain, yaitu jagung, singkong, ubi, pisang dan sagu

(Marwanti, 2000).

Ketela pohon atau lebih dikenal dengan nama ubi kayu banyak ditanam

di Indonesia. Pada daerah tertentu ubi kayu merupakan makanan pokok. Pada

dasarnya ketela pohon yang banyak ditanam dapat dibedakan menjadi dua

macam yaitu jenis ubi pahit dan manis. Jenis yang pahit biasanya digunakan

untuk membuat pati (aci). Umur pohon untuk dipanen berkisar antara 7 – 12

bulan (Hadiwiyoto dan Soehardi, 1981)

Beberapa varietas tanaman ubi kayu yang banyak memberikan hasil

dari pertanamannya dapat dikemukakan sebagai berikut :

a. Jenis Mangi : hasil umbi yang diberikan dalam pertanaman seluas 1 hektar

adalah 200 kuintal, umbi-umbinya panjang bertangkai, kadar zat tepung

sekitar 37 %, bila direbus rasanya manis.

b. Jenis Valenca : memberikan hasil untuk pertanamannya seluas 1 hektar

sekitar 200 kuintal umbi, keadaan umbi dari sedang sampai gemuk dan

bertangkai, kadar zat tepung sekitar 33,1 %, bila direbus rasanya manis.

Universitas Sumatera Utara

Page 3: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

c. Jenis Betawi : hasil umbi dari pertanaman seluas 1 hektar adalah sekitar

300 kuintal, umbi-umbinya gemuk tidak bertangkai, kadar zat tepung 34,4

%, bila direbus rasanya manis.

d. Jenis Bogor : hendaknya diperhatikan agar umbinya tidak perlu dimakan

karena rasanya pahit dan beracun, hanya baik dibuat untuk tepung kanji.

Umbinya memang gemuk-gemuk, bertangkai dengan kadar zat tepung yang

dikandungnya sekitar 30,9 %. Hasil pertanaman 1 hektar sekitar 400

kuintal.

e. Jenis Basiorao : juga umbinya beracun, rasanya pahit, keadaan umbi agak

gemuk dan bertangkai pendek, kadar zat tepung sekitar 31,2 %. Hasil umbi

yang diperoleh untuk penanaman seluas 1 hektar adalah sekitar 300 kuintal,

sebagai bahan untuk industri tepung kanji.

f. Jenis Sao Pedro Petro : keadaan umbi seperti jenis Basiorao dengan kadar

zat tepung 35,4 %, hasil umbi 1 hektar sekitar 400 kuintal.

g. Jenis Muara : hasil umbinya gemuk-gemuk, tetapi sangat beracun, kadar

zat tepung 26,9 %, hasil 1 hektar sekitar 400 kuintal

(Kartasapoetra, 1994).

Ubi kayu (Manihot utilissima) termasuk tumbuhan berbatang pohon

lunak atau getas (mudah patah). Ubi kayu berbatang bulat dan bergerigi yang

terjadi dari bekas pangkal tangkai daun, bagian tengahnya bergabus dan

termasuk tumbuhan yang tinggi. Ubi kayu bisa mencapai ketinggian 1 – 4

meter. Daun ubi kayu memiliki tangkai panjang dan helaian daunnya

menyerupai telapak tangan dan tiap tangkai mempunyai daun sekitar 3-8

Universitas Sumatera Utara

Page 4: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

lembar. Tangkai daun tersebut berwarna kuning, hijau atau merah

(Iptek, 2009a).

Adapun komposisi kimia ubi kayu atau singkong dapat dilihat dari tabel

berikut ini :

Tabel 1. Daftar Komposisi Kimia Ubi Kayu (Singkong)/ 100 gr bahan

Komponen Kadar

Kalori (kal) 146 Protein (gr) 1,2 Lemak (gr) 0,3 Karbohidrat (gr) 34,7 Kalsium (mg) 33 Fosfor (mg) 40 Besi (mg) 0,7 Vitamin A (S.I) 0 Vitamin B1 (mg) 0,06 Vitamin C (mg) 30 Air (gr) 62,5 BDD (%) 75 Sumber : Departemen Kesehatan R.I, (1992). Secara alami ada 3 jenis karbohidrat, yaitu monosakarida, oligosakarida

dan polisakarida. Bentuk yang paling umum dari oligosakarida yaitu disakarida

yang terdiri dari 2 monosakarida. Contoh yang paling umum dari disakarida

yaitu sukrosa. Bahan monosakarida yang terdapat diperdagangan umumnya

dibuat melalui proses hidrolisa bahan polisakarida. Bahan monosakarida untuk

makanan dan obat-obatan seperti glukosa dan fruktosa sering dibuat dari

jagung, ketela pohon, ubi jalar dan lainnya (Sudarmadji, et al., 1989).

Universitas Sumatera Utara

Page 5: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Gaplek

Gaplek adalah produk olahan bahan pangan yang diperoleh dengan cara

pengeringan, baik dengan matahari ataupun dengan alat seperti oven. Pada

pengeringan ketela pohon (gaplek) sering terjadi perubahan warna menjadi

hitam. Perubahan warna tersebut kemungkinan disebabkan oleh enzim

poliphenolase yaitu suatu oksidase yang terdapat pada lendir ketela pohon yang

kontak dengan udara mengubah senyawa polifenol (tanin) menjadi senyawa

yang berwarna hitam. Pencegahan dapat dilakukan dengan mencuci lendir yang

terdapat diantara kulit dan daging ketela segera setelah ketela dikupas atau

dipotong. Ketela pohon biasanya dikeringkan sampai kadar air 14 – 15 %

(Winarno, 1993).

Singkong setelah dikupas, dipotong-potong tipis, dijemur sampai kering

disebut gaplek. Bila gaplek ditumbuk halus disebut tepung gaplek. Tepung

gaplek dapat dimasak menjadi makanan yang disebut ketiwul atau tiwul. Dapat

dimakan sebagai makanan pokok makanan selingan (Tarwotjo, 1998).

Produksi gaplek terbesar di Indonesia adalah di Jawa. Gaplek ini

merupakan makanan pokok bagi mereka. Dalam teknologi ada 4 macam

gaplek, yaitu :

a. Gaplek gelondong yaitu gaplek yang berbentuk memanjang.

b. Gaplek chips mempunyai ukuran kecil 3 cm.

c. Gaplek pellet mempunyai bentuk silindris dengan panjang 2 cm dan

diameter 1 cm.

d. Gaplek butiran (tepung) dengan ukuran 100 mesh

(Rusmarilin dan Purba, 2007).

9

Universitas Sumatera Utara

Page 6: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Gaplek adalah bahan makanan yang diolah dari umbi ketela pohon atau

singkong. Prosesnya sangat mudah, umbi singkong yang telah dipanen

kemudian dikupas dan dikeringkan. Gaplek yang telah kering kemudian bisa

ditumbuk sebagai tepung tapioka yang bisa dibuat bermacam-macam kue.

Tepung tapioka dari gaplek selanjutnya bisa dibuat menjadi nasi tiwul yang

gurih. Nasi tiwul sangat populer di masyarakat yang hidup di pegunungan

sampai kawasan Pacitan (Iptek, 2009b).

Serealia dan umbi-umbian banyak tumbuh di Indonesia. Disamping

serealia, umbi-umbian juga merupakan bahan pangan substitusi (pengganti)

beras yang banyak dihasilkan di Indonesia. Tanaman dengan kadar karbohidrat

tinggi seperti halnya serealia dan umbi-umbian pada umumnya tahan terhadap

suhu tinggi. Serealia dan umbi-umbian sering dihidangkan dalam bentuk segar,

rebusan atau kukusan, hal ini tergantung dari selera. Bentuk olahan dapat

berupa tepung, gaplek, tapai, keripik dan lainnya (Radiyati dan Agusto, 2009).

Gaplek adalah ketela yang dikupas lalu dijemur sampai kering. Salah

satu hasil olahan dari gaplek adalah makanan gatot. Gatot asalnya dari gaplek

lalu ditanak, diberi gula agar manis, lalu setelah matang dihidangkan dan diberi

parutan kelapa dengan diberi garam secukupnya, jadilah gatot yang berasa

manis (Hadiyanta, 2009).

Pengeringan bahan-bahan gaplek dapat dilakukan dengan cara

penjemuran pada teriknya sinar matahari atau dengan menggunakan alat

pengering mekanis (ruang pengering yang dapat diatur temperaturnya sekitar

60 – 65o C). Pengeringan diakhiri setelah kadar air semula 70 % turun menjadi

Universitas Sumatera Utara

Page 7: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

sekitar 12 – 14 % atau dilakukan pengontrolan lewat pematahan apabila contoh

mudah dipatahkan itu tandanya gaplek telah kering (Kartasapoetra, 1994).

Tepung gaplek diperoleh dengan cara menggiling gaplek dan kemudian

diayak dengan menggunakan saringan 60 mesh atau 80 mesh. Gaplek dibuat

dengan mengiris daging ubi kayu dan dikeringkan hingga kadar air 12 – 13 %.

Tapioka dan gaplek merupakan bahan untuk industri selanjutnya

(Syarief dan Irawati, 1988).

Adapun komposisi kimia dari gaplek dapat dilihat dari tabel yang ada di

bawah ini :

Tabel 2. Daftar Komposisi Kimia Gaplek/ 100 gr bahan

Komponen Kadar

Kalori (kal) 338 Protein (gr) 15 Lemak (gr) 0,7 Karbohidrat (gr) 81,3 Kalsium (mg) 80 Fosfor (mg) 60 Besi (mg) 1,9 Vitamin A (S.I) 0 Vitamin B1 (mg) 0,04 Vitamin C (mg) 0 Air (gr) 14,5 BDD (%) 100 Sumber : Departemen Kesehatan R.I, (1992). Gaplek dapat dibuat dengan cara mengeringkan bahan, baik dengan

matahari maupun dengan menggunakan alat. Gaplek yang dikeringkan dengan

matahari biasanya berwarna kekuning-kuningan dibandingkan dengan dengan

menggunakan oven. Hal ini disebabkan karena pada saat pengeringan dengan

matahari suhu tidak teratur dan tingkat sanitasi juga kurang terjamin.

Sedangkan dengan oven suhu dapat diatur dan sanitasi juga sangat terjaga.

Universitas Sumatera Utara

Page 8: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Parameter penentu bahwa gaplek tersebut telah kering adalah apabila gaplek

tersebut telah dapat dipatahkan (Setyawan, 2008a)

Ragi Tape

Ragi tape atau ragi pasar adalah inokulum campuran kapang, khamir

dan bakteri. Mikroorganisme yang terdapat dalam ragi tape antara lain adalah

kapang Amylomyces rouxii, Mucor sp dan Rhizopus sp. Khamir

Saccharomycopsis fibuligera, Saccharomycopsis malanga, Pichia burtonii,

Saccharomyces cereviceae dan Candida utilis serta bakteri Pediococcus sp,

dan Bacillus sp. Kedua kelompok mikroorganisme tersebut bekerja sama dalam

menghasilkan tape (Milmi, 2008).

Ragi tape dapat dibuat sendiri dari bahan-bahan yang terdiri dari tepung

ketan putih, bawang putih, merica, lengkuas, cabai untuk jamu dan air perasan

tebu secukupnya dengan memanfaatkan peralatan sederhana seperti alat

penumbuk, tampah, jerami, baskom dan daun pisang (Setyawan, 2008a).

Ragi yang mengandung mikroflora seperti kapang, khamir dan bakteri

dapat berfungsi sebagai starter fermentasi. Selain itu juga kaya akan protein

yakni sekitar 40 – 50 %, jumlah protein ragi tersebut tergantung dari jenis

bahan penyusunnya (Susanto dan Saneto, 1994).

Starter yang digunakan untuk produksi tape disebut ragi, yang

umumnya berbentuk bulat pipih dengan diameter 4 – 6 cm dan ketebalan 0,5

cm. Tidak diperlukan peralatan khusus untuk produksi ragi, tetapi formulasi

bahan yang digunakan umumnya tetap menjadi rahasia setiap pengusaha ragi.

Tepung beras yang bersih dicampur dengan air untuk membentuk pasta dan

dibentuk pipih dengan tangan, kemudian diletakkan di atas nyiru yang

Universitas Sumatera Utara

Page 9: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

dilambari dengan merang dan ditutup dengan kain saring. Organisme akan

tumbuh secara alami pada pasta ini pada suhu ruang dalam waktu 2 – 5 hari.

Penambahan rempah-rempah atau bumbu untuk mendukung pertumbuhan

mikroorganisme yang diharapkan. Penambahan sari tebu juga dilakukan untuk

menambah gula. Ragi dipanen setelah 2 – 5 hari tergantung dari suhu dan

kelembapan (Hidayat, 2007e).

Ragi tape adalah starter yang digunakan untuk produksi tape. Ragi tape

berbentuk pipih kering dan dapat disimpan dalam waktu lama. Tidak ada

faktor-faktor lingkungan yang dikendalikan. Mikroorganisme yang diharapkan

maupun kontaminan dapat tumbuh bersama-sama. Pada lingkungan pabrik

ragi, mikroflora yang ada telah didominasi mikroba ragi. Namun demikian, ragi

yang dibuat pada musim hujan akan dijumpai Mucor sp dan Rhizopus sp dalam

jumlah yang lebih banyak dan dibutuhkan waktu pengeringan yang lebih lama

(Laboratorium Bioindustri TIP, 2008).

Ragi adalah tablet yang merupakan starter mikroorganisme untuk

membuat tape atau wine. Tepung beras yang bersih dicampur dengan air,

diaduk dengan tangan dan dicetak berbentuk bola pipih. Ragi tersebut

diletakkan di atas tampah bambu dan ditutup dengan kain saring dan diikuti

dengan fermentasi dan ditempatkan dengan suhu kamar selama 2 – 5 hari.

Campuran dari rempah-rempah akan menyeleksi pertumbuhan mikroorganisme

(ASAIHL, 1985).

Pada proses perombakan pati dibutuhkan suatu bahan dasar tambahan

yaitu ragi tape. Ragi tape adalah suatu produk inokulum campuran yang terdiri

dari mikroba, jamur (kapang), Aspergillus oryzae, Rhyzopus sp, dan khamir

Universitas Sumatera Utara

Page 10: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

atau yeast Saccharomyces cereviseae, Candida sp dan bakteri asam laktat

Lactobacillus sp heterofermentatif dan homofermentatif. Disamping itu sel

mikroba dan khamir selalu memberi kontribusi senyawa fungsional bioaktif

(Setyawan, 2009).

Tape

Tape adalah sejenis penganan yang dihasilkan dari proses peragian

(fermentasi). Tape bisa dibuat dari ubi kayu dan hasilnya dinamakan tape

singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang tinggi

agar singkong atau ketan dapat menjadi lunak karena proses fermentasi yang

baik. Ragi adalah bibit jamur yang digunakan untuk membuat tape ubi kayu,

tape ketan dan tape beras dan tape yang lain(Iptek, 2009c).

Tape adalah hasil fermentasi dengan Saccharomyces pastorianus,

Saccaharomyces heterogenicus, Endomycopsis sp, Chlamydomucor sp,

Rhizopus sp dan Bacillus sp. Semua mikroorganisme tersebut diinokulasi

dengan ragi. Tape terbuat dari tepung beras (tepung Oryza sativa) atau tapioka

(Manihot esculanta). Sumber karbohidrat tersebut dimasak sepenuhnya

sebelum diinokulasikan. Setelah fermentasi 2 – 3 hari, karbohidrat tersebut

menjadi cairan semi padat atau kental yang merupakan campuran dari gula,

alkohol, aldehid dan asam, dimana akan memberikan rasa dan aroma yang

berbeda pada produk (ASAIHL, 1985).

Universitas Sumatera Utara

Page 11: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Adapun komposisi kimia dari tape singkong dapat dilihat dari tabel :

Tabel 3. Daftar Komposisi Kimia Tape Singkong Komponen Kadar Kalori (kal) 173 Protein (gr) 0,5 Lemak (gr) 0,1 Karbohidrat (gr) 42,5 Kalsium (mg) 30 Fosfor (mg) 30 Besi (mg) 0 Vitamin A (S.I) 0 Vitamin B1 (mg) 0,07 Vitamin C (mg) 0 Air (gr) 56,1 BDD (%) 100 Sumber : Departemen Kesehatan R.I, (1992).

Tape merupakan makanan fermentasi tradisional yang sudah tidak asing

lagi. Tape dibuat dari beras, beras ketan, atau dari singkong (ketela pohon).

Berbeda dengan makanan-makanan fermentasi lain yang hanya melibatkan satu

mikroorganisme yang berperan utama, seperti tempe, atau minuman alkohol,

pembuatan tape melibatkan banyak mikroorganisme (Milmi, 2008).

Tape dihasilkan dengan cara fermentasi ragi yang merupakan inokulum

biakan dari khamir, kapang dan bakteri. Mikroorganisme tersebut akan

menghasilkan panas dalam keadaan anaerob sehingga akan menghasilkan

enzim yang dapat merombak karbohidrat menjadi komponen yang lebih

sederhana sehingga akan lebih mudah untuk dicerna. Jika tape dikonsumsi

dalam jumlah yang banyak akan menimbulkan rasa panas dalam perut karena

kadar alkohol tinggi (Hidayat, et al., 2006)

Universitas Sumatera Utara

Page 12: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Fermentasi

Fermentasi adalah suatu proses biokimia yang diakibatkan oleh

aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme yang terdapat dalam

bahan. Mikroorganisme fermentatif ini umumnya adalah bakteri asam laktat,

yaitu bakteri yang mampu mengubah zat gula dalam bahan menjadi asam,

alkohol, dan karbondioksida. Dengan terjadinya fermentasi ini maka bahan

mengalami perubahan rasa, aroma, tekstur dan warna (Novary, 1999).

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan

anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk

respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat defenisi yang lebih jelas yang

mendefenisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik

dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Gula adalah bahan umum dalam

fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat

(Hidayat, 2007a).

Fermentasi juga dapat berfungsi untuk mengawetkan bahan pangan,

peningkatan nilai gizi, perbaikan cita rasa atau pembuatan minuman yang

merangsang telah dilakukan mungkin sejak zaman prasejarah oleh manusia dan

hampir semua peradaban. Praktek fermentasi pada masa mendatang akan

menjadi cara yang semakin penting untuk membuat pengaya pangan dan bahan

baru, di samping itu untuk maksud pengawetan yang bertambah nyata

(Harris and Karmas, 1989).

Dalam proses fermentasi, mikroorganisme akan merombak karbohidrat,

kemudian protein dan kemudian lemak. Namun perombakan karbohidrat

melalui beberapa tahapan yaitu gula, kemudian alkohol dan setelah itu asam.

Universitas Sumatera Utara

Page 13: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Fermentasi adalah perubahan gradula oleh enzim beberapa bakteri, khamir dan

kapang (Hidayat, 2007a).

Produk fermentasi terdiri dari minuman beralkohol seperti bir, sake,

brem, wine. Produk fermentasi dengan bahan susu seperti keju dan yoghurt.

Produk fermentasi sayuran seperti sourkrout (acar kubis), pikel (acar timun).

Produk fermentasi dengan bahan serealia seperti tape ketan hitam dan ketan

putih. Produk fermentasi dengan bahan kacang kedelai adalah tempe, tauco,

oncom dan kecap. Makanan fermentasi merupakan makanan yang digunakan

dalam menu sehari-hari. Banyak keuntungan yang bisa diambil dari produk

makanan fermentasi baik secara organoleptik (inderawi) maupun dalam

peningkatan nilai gizi. Keunggulannya antara lain memberi penampakan dan

cita rasa yang khas, misalnya pada tempe, tauco dan oncom berbeda dengan

rasa aslinya. Mempunyai aroma yang khas dengan terbentuknya asam, alkohol,

ester dan senyawa lainnya. Fermentasi juga menurunkan senyawa beracun

lainnya seperti tirosin pada kedelai. Fermentasi juga dapat meningkatkan nilai

gizi karena dapat memecah senyawa kompleks menjadi lebih sederhana

sehingga lebih mudah untuk dicerna (Afrianti, 2008).

Kadang-kadang bahan pangan difermentasikan dalam keadaan ada

udara, seperti pada pembuatan susu asam (yoghurt). Fermentasi menghasilkan

asam lemah yang bekerja sebagai zat pengwet. Proses fermentasi (pengasaman)

mempunyai pengaruh kecil pada nilai gizi pangan. Akan tetapi proses itu pada

dasarnya mengurangi jumlah bakteri yang berbahaya (Harper, et al., 1987).

Universitas Sumatera Utara

Page 14: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Beberapa produk hasil metabolit hasil pemecahan asam amino antara

lain :

a. Terbentuk karena dekarboksilasi : lisin menjadi kadaverin, ornitin menjadi

putresin, glutamat menjadi aminobutirat, valin menjadi isobitilamin, tirosin

menjadi tiramin, triptofan menjadi triptamin.

b. Terbentuk karena deaminasi : alanin menjadi piruvat, isoleusin menjadi

β-Metil-α-ketovalerat, triptofan menjadi indol, glutamat menjadi

α-ketoglutarat, aspartat menjadi fumarat, serin menjadi piruvat, treonin

menjadi α-ketobutirat, dan sistein menjadi piruvat dan hidrogen sulfit.

c. Terbentuk karena reaksi Strickland : alanin menjadi asetat, valin menjadi

isobutirat, leusin menjadi isovalerat, isoleusin menjadi α-metilbutirat,

prolin menjadi δ-amino valerat, dan hidroksiprolin menjadi

δ-amino-α-hidroksi valerat.

Karbohidrat yang bermolekul besar (polisakarida) mula-mula akan

mengalami proses perombakan menjadi glukosa (monosakarida) atau maltosa

(disakarida) dengan bantuan enzim selulase dan amilase yang dihasilkan oleh

Bacilli, Streptomyces, Penicillia dan Aspergilli. Perombakan karbohidrat

tersebut menyebabkan komponen yang kompleks menjadi komponen yang

lebih sederhana sehingga akan lebih mudah untuk dicerna oleh tubuh dan

penyerapannya juga akan maksimal. Perombakan tersebut dapat juga disebut

dengan fermentasi. Selain memcah komponen kompleks, fermentasi juga dapat

menurunkan racun dalam bahan pangan. Contohnya tirosin pada kacang

kedelai dalam pembuatan tempe (Hidayat, et al., 2006).

Universitas Sumatera Utara

Page 15: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Mikroorganisme dari kelompok kapang akan menghasilkan enzim-

enzim amilolitik yang akan memecah amilum pada bahan dasar menjadi gula-

gula yang lebih sederhana (disakarida dan monosakarida). Proses tersebut

sering dinamakan sakarifikasi (saccharification). Kemudian khamir akan

merubah sebagian gula-gula sederhana tersebut menjadi alkohol. Inilah yang

menyebabkan aroma alkoholis pada tape. Semakin lama tape tersebut dibuat,

semakin tinggi pula kadar alkoholnya (Milmi, 2008).

Proses fermentasi dikenal juga dengan proses perombakan karbohidrat.

Di mana dalam proses ini polisakarida akan dirombak atau dipecah menjadi

disakarida dengan menggunakan panas. Panas yang dihasilkan berasal dari ragi

tape tersebut. Kemudian disakarida akan dipecah menjadi glukosa dan fruktosa

dengan bantuan enzim amilase yang berasal dari kapang. Jika ragi semakin

banyak maka enzim amilase juga akan semakin banyak sehingga glukosa dan

fruktosa juga akan semakin banyak dan rasanya akan semakin manis. Dalam

proses selanjutnya glukosa akan dirombak menjadi alkohol dan CO2 oleh

bantuan invertase yang berasal dari khamir atau bekteri. Semakin banyak

jumlah glukosa maka akan semakin banyak juga alkohol yang dihasilkan.

Apabila fermentasi anaerob berlangsung lebih lama maka produksi alkohol

juga akan semakin banyak. Dan jika dilanjutkan dengan fermentasi aerob

dalam waktu yang cukup lama maka produksi asam asetat atau juga asam laktat

juga akan meningkat. Dan sebaliknya jika fermentasi aerob sangat singkat

maka produksi asam juga akan sedikit (Hidayat, 2007b).

Universitas Sumatera Utara

Page 16: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Fermentasi Anaerob

Pada proses fermentasi anaerob, bahan dasar yang digunakan adalah

bahan pangan yang banyak mengandung karbohidrat. Bahan dasar umbi-

umbian dapat berupa, ubi kayu, ubi rambat ataupun ubi jalar. Sedangkan bahan

dasar serealia dapat berupa beras biasa atau beras ketan (Desrosier, 1998).

Fermentasi anaerob merupakan fermentasi awal dari suatu bahan yang

difermentasikan yang mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh

tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau

akseptor elektron lainnya. Fermentasi ini menghasilkan 2 molekul ATP per

molekul glukosa (Hidayat, 2007b).

Saccharomyces cereviceae memiliki daya konversi gula menjadi etanol

yang sangat tinggi. Mikroba tersebut menghasilkan enzim zimase dan

invertase. Enzim zimase berfungsi memecah sukrosa menjadi glukosa dan

fruktosa. Enzim invertase mengubah glukosa menjadi etanol pada fermentasi

anaerob (Judoamidjojo, et al., 1992).

Etanol yang memiliki nama lain alkohol, etanolum dan alkohol

merupakan cairan yang bening, tidak berwarna, mudah mengalir, mudah

menguap, serta mudah terbakar dengan api biru tanpa asap. Etanol dapat juga

larut dalam air, kloroform, eter, gliserol dan hampir dapat larut dalam semua

jenis pelarut organik (Martin, et al., 1983).

Fermentasi anaerob adalah salah satu fermentasi yang pada prosesnya

tidak memerlukan oksigen. Mikroba yang ada dapat mencerna bahan energinya

tanpa oksigen. Adapun reaksi fermentasi anaerob dapat dilihat sebagai berikut :

C6H12O6 S. cereviceae 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + Energi

Universitas Sumatera Utara

Page 17: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Fermentasi asam laktat juga merupakan fermentasi anaerob dengan

menggunakan Lactobacillus sp untuk menghasilkan asam laktat. Fermentasi

asam laktat ada dua yaitu :

a. Homofermentatif, yaitu fermentasi asam laktat untuk menghasilkan asam

laktat sebagai produk akhir metabolisme gula atau glukosa. Adapun

reaksinya dapat dilihat sebagai berikut :

C6H12O6 Lactobacillus sp 2 C2H3OH + 2 CO2 + Energi

Atau

C6H12O6 + 2NAD + 2ADP + Pi 2CH3COCOOH + 2NADH +

2ATP + H+

b. Heterofermentatif, yaitu fermentasi asam laktat dengan menggunakan

dehidrogenasi asam piruvat untuk menghasilkan asam laktat. Adapun

reaksinya dapat dilihat sebagai berikut :

2C2H3OH + 2CO2 + 2NADH2 Piruvat dehidrogenasi 2C2H5OCOOH + 2NAD

Atau

CH3COCOOH + NADH + H+ CH3CH2OCOOH + NAD+

c. Ester organik atau ethyl acetat yaitu suatu produk yang dihasilkan dengan

mereaksikan etanol dengan asam asetat sehingga akan menghasilkan

senyawa ester dan air dan dibantu oleh Hansenula anomala. Adapun

reaksinya dapat dilihat sebagai berikut :

2C2H5OH + 2CH3COOH Hansenula anomala 2CH3COOC2H5 + 2H2O

(Hidayat, et al., 2006).

Universitas Sumatera Utara

Page 18: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Fermentasi Aerob

Fermentasi aerob adalah fermentasi yang pada prosesnya memerlukan

oksigen. Semua mikroorganisme yang ada memperoleh energi dari oksigen.

Bahan energi yang paling banyak digunakan adalah glukosa. Fermentasi aerob

adalah fermentasi asam asetat atau asam cuka yang dibantu oleh bakteri

Acetobacter aceti dengan menggunakan substrat etanol. Adapun reaksinya

dapat dilihat sebagai berikut :

2 CH3CH2OH + 2 O2 A.aceti 2 CH3COOH + 2 H2O + Energi

(Hidayat, et al., 2006).

Bakteri asam asetat seperti Acetobacter aceti melakukan metabolisme

yang bersifat aerobik. Peranan utamanya dalam fermentasi bahan pangan

adalah mengoksidasi alkohol menjadi asam asetat. Khamir berperan dalam

fermentasi alkohol dengan produk utamanya yaitu etanol (Buckle, et al., 1987).

Pada proses fermentasi akan dihasilkan asam-asam mudah menguap

seperti asam asetat, asam formiat, asam laktat, dan asam propionat. Asam

asetat lebih banyak diproduksi pada konversi gula yang tinggi, sedangkan asam

butirat, asam formiat dan asam propionat dijumpai dalam jumlah kecil. Jumlah

asam asetat yang diperoleh tergantung jenis dan kondisi fermentasi

(Desrosier, 1998).

Fermentasi aerob merupakan fermentasi yang memerlukan adanya

oksigen sebagai energi untuk merombak substrat alkohol yang dihasilkan pada

fermentasi anaerob. Pada fermentasi aerob akan dihasilkan asam asetat atau

asam cuka, air dan energi 36 ATP. Fermentasi ini dibantu oleh bakteri

Universitas Sumatera Utara

Page 19: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Acetobakter aceti. Fermentasi aerob ini juga merupakan oksidasi alkohol

primer (Buckle, et al., 1987).

Peuyeum Peuyeum adalah makanan yang berasal dari Jawa Barat (daerah Sunda)

dan dibuat dari singkong yang difermentasikan. Makanan ini mirip dengan tape

yang berasal dari Jawa Tengah dan Jawa Timur. Perbedaan utamanya ialah

bahwa peuyeum kering dan tape sedikit agak basah. Sebab pada pembuatan

dan penyimpanannya peuyeum digantung sedangkan tape ditumpuk

(Hidayat, 2007d).

Peuyeum merupakan makanan yang terbuat dari ubi di mana cara

pembuatannya hampir sama dengan pembuatan tape. Namun pada pembuatan

peuyeum, ubi terlebih dulu dicuci kemudian dikukus sampai matang. Setelah

matang ubi tersebut didinginkan dan ditaburi dengan ragi tape sesuai

konsentrasi. Kemudian dibungkus dengan daun pisang dan difermentasikan

secara anaerob selama 1 malam kemudian digantung pada suhu kamar selama 2

hari (Iptek, 2009d).

Pada dasarnya umbi-umbian merupakan bahan pangan yang banyak

mengandung pati. Salah satu contohnya adalah ubi kayu. Hal ini sangat

mendukung terciptanya berbagai jenis bahan pangan. Salah satu contoh adalah

bahan pangan hasil fermentasi, seperti tape dan peuyeum. Dari segi teksturnya,

tape dan peuyeum memang berbeda di mana tekstur peuyeum lebih keras

dibandingkan dengan tekstur tape. Hal tersebut menyebabkan peuyeum

tersebut dapat digantung. Sedangkan tape teksturnya sangat lunak dan berair

sehingga tidak memungkinkan untuk digantung (Setyawan, 2008b).

Universitas Sumatera Utara

Page 20: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Peuyeum merupakan produk pangan fungsional yang difermentasikan

di mana teksturnya agak keras. Rasa dari peuyeum adalah agak manis. Hal ini

dipengaruhi oleh konsentrasi ragi dan lama fermentasi. Fermentasi dalam

pembuatan peuyeum melalui dua tahap yaitu fermentasi anaerob selama 1

malam dan aerob selama 2 malam. Hal inilah yang menyebabkan tekstur

peuyeum tersebut agak keras dan rasanya manis. Selain itu alkohol yang

dihasilkan juga sangat rendah sehingga banyak disukai oleh konsumen

(Dian, 2009).

Konsentrasi ragi yang digunakan sangat menentukan tekstur dan rasa

dari peuyeum yang dihasilkan. Semakin tinggi konsentrasi yang digunakan

maka tekstur juga akan semakin lunak dan rasa akan semakin manis. Tapi tidak

menutup kemungkinan jumlah alkohol yang dihasilkan juga akan semakin

tinggi. Di mana semakin banyak jumlah glukosa maka jumlah alkohol juga

akan semakin tinggi. Oleh karena itu dalam pembuatan peuyeum hanya

dibutuhkan fermentasi anaerob selama 1 malam untuk mencegah proses

perombakan glukosa menjadi alkohol yang berlebih. Dan dilanjutkan dengan

fermentasi aerob selama 2 malam (Retno, 2009).

Peuyeum adalah salah satu produk pangan hasil fermentasi dengan

memanfaatkan ragi tape atau ragi pasar yang merupakan inokulum kapang,

khamir dan bakteri. Peuyeum dihasilkan dengan cara fermentasi anaerob

selama 1 malam dan fermentasi aerob selama 2 malam. Pertama-tama bahan

dikukus selama 30 menit, kemudian didinginkan dan ditambah ragi tape. Lalu

dibungkus dengan daun pisang dan difermentasikan (Hidayat, 2007d).

Universitas Sumatera Utara

Page 21: TINJAUAN PUSTAKA Ubi Kayu - repository.usu.ac.idrepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23925/5/Chapter II.pdf · singkong. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang

Peuyeum adalah sejenis produk pangan fungsional yang dihasilkan dari

bahan ubi kayu. Proses pembuatannya hampir sama dengan proses pembuatan

tape ubi kayu dengan menggunakan ragi tape atau ragi pasar. Peuyeum

mempunyai tekstur agak keras dan manis sedangkan tape teksturnya lunak dan

asam. Kadar alkohol tape juga lebih tinggi daripada peuyeum (Retno, 2009).

Universitas Sumatera Utara