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).