Proses Pembuatan Anggur (Wine) dengan Proses Fermentasi Berbagai Jenis Buah

Proses Pembuatan Anggur (Wine) dengan Proses Fermentasi Berbagai Jenis Buah

Tienditha Sembiring

(4113210026)

Kimia Nondik 2011, Universitas Negeri Medan

 

Pendahuluan

Anggur atau wine merupakan minuman beralkohol yang biasanya terbuat dari buah-buahan lain yang difermentasi.  Tetapi sebagian masyarakat konsumen baik di negara-negara lainnya menetapkan secara ketat definisi wine merupakan minuman hasil fermentasi sari buah anggur. Keseimbangan sifat alami yang terkandung pada buah anggur, menyebabkan buah tersebut dapat difermentasi tanpa penambahan gula, asam, enzyme, ataupun nutrisi lain. Anggur dibuat dengan cara memfermentasi jus buah anggur menggunakan khamir dari type tertentu. Yeast tersebut akan mengkonsumsi kandungan gula yang ada pada buah anggur dan mengubahnya menjadi alkohol.  Perbedaan varietas anggur dan strain khamir yang digunakan, tergantung pada type dari anggur yang akan diproduksi. Perbedaan varietas anggur dan strain khamir yang digunakan, tergantung pada type dari anggur yang akan diproduksi . Sehingga tak jarang sekali anggur selalu menjadi bahan dasar pembuatan anggur (minuman).

Padahal seperti yang kita ketahui bahwa buah anggur merupakan buah yang mempunyai nilai jual tinggi. Serta hanya varietas anggur tertentu yang menghasilkan minuman anggur bermutu tinggi, hanya beberapa negara saja diantara negara-negara penghasil anggur yang sekaligus menpunyai industri wine yang terkenal dikarenakan anggur hanya tumbuh pada iklim tertentu saja.

Unsur keberadaannya di tanah air juga bisa dikatakan tak semudah mencari buah-buahan yang lainnya, seperti : apel, pepaya, nanas, mangga, rambutan, dll. Sebagian besar pedagang buah mengimpor buah anggur untuk bisa mendapatkannya. Padahal buah impor biasanya identik dengan banyaknya pengawet yang ditemukan untuk menambah jangka waktu penyimpanan. Jadi kurang baik untuk dikonsumsi secara terus menerus. Sedangkan buah-buahan diatas tersebut merupakan tanaman pangan yang tersebar di Indonesia. Tanaman ini mudah tumbuh di berbagai jenis tanah dan iklim.

Secara umum jenis-jenis wine dikelompokkan ke dalam 5 kelas, yaitu Red table Wine, White table Wine, Appetizer wine, Dessert wine dan Sparking wine. Diantara sekian banyak jenis-jenis wine, berikut ini hanya akan diuraikan jenis-jenis wne secara umum. Secara garis besar wine dikelompokkan ke dalam 5 kelas, yaitu Red table Wine, White table Wine, Appetizer wine, Dessert wine dan Sparking wine.  Sebagian besar jenis-jenis wine merupakan still wine, yaitu jenis wine dimana gas CO2 yang terbentuk selama proses fermentasi, dikeluarkan. Sedangkan Sparkling wine mengandung CO2 dalam konsentrasi tertentu yang terbentuk melalui proses fermentasi kedua atau melalui proses karbonasi.

 Dry wine adalah jenis wine yang mengandung sedikit atau tidak mengandung gula sama sekali (unfermented sugar). Sedangkan Sweet wine masih mengandung gula yang tidak terfermentasi atau sengaja ditambahkan setelah proses fermentasi selesai.  Fortified wine adalah jenis wine yang ditambah distilat wine (Wine spirit atau brandy), sehingga mengandung alcohol sekitar 19-21 persen. Table wine adalah jenis wine yang  kandungan alkoholnya rendah (9-14 persen), sedikit atau tanpa gula. Sedangkan dessert wine adalah fortified wine yang mengandung gula (sweet wine). Appartizer wine adalah jenis wine dengan kandungan gula  yang bervariasi antara dry wine sampai semisweet wine. Kandungan  alkoholnya berkisar antara 15-20 persen.    

FERMENTASI WINE

Secara garis besar tahap-tahap produksi wine adalah buah anggur dipetik pada tingkat kematangan yang optimum, agar supaya diperoleh musts dengan flavor, kandungan gula dan keasaman yang optimum.  Buah-buah anggur dihancurkan dengan hati-hati agar supaya biji tangkai yang mengandung komponen dengan rasa pahit (tannin, tidak ikut hancur. Sebelumm disaring ke dalam musts  ditambahkan sulfite atau sulfur dioksida (SO2). Penambahan bahan pengawet ini bertujuan menekan pertumbuhan  dan aktifitas berbagai  mikroorganisme termasuk khamir dan bakteri yang terdapat  secara alami pada buah anggur.

Sebagian besar mikroba pembusuk bersifat sensitive terhadap SO2. Sedangkan khamir wine (wine yeast) tidak dipengaruhi.  Untuk memproduksi red wine, fermentasi musts dilakukan  lengkap dengan kulit, tangkai dan biji. Sehingga pigmen merah yang terdapat pada bagian-bagian buah tersebut akan terekstraksi selama  proses fermentasi. Cara ini adalah memanaskan musts pada suhu sekitar 40-44°C selama 8-16 jam, kemudian didinginkan dan disaring dengan tekanan. Cairan yang diperoleh  selanjutnya difermentasi. Selain dari kedua cara ini wine yang dihasilkan tidak berwarna merah, tetapi merah muda dan dipasarkan sebagai rose wine. Selama fermentasi kandungan tannin dalam kulit buah juga terektraksi, sehingga red wine mengandung tannin lebih tinggi daripada white wine dan rose wine. 

Metodologi Penelitian

Alat dan Bahan

1. Alat

Adapun alat yang dapat digunakan untuk melakukan penelitian ini adalah:

·         Oven

·         Blender

·         Termometer

·         Buret

·         Beaker Gelas

·         Erlenmeyer

·         pH meter

·         botol kemasan

2. Bahan

Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

·         Bahan Baku (Buah-buahan)

·         Ragi roti (yeast instan)

·         Aquades

·         Amonium Phospat

·         Amonium Sulfat

·         HCl

·         NaOH

·         Larutan Gula

·         KOH

Prosedur Percobaan

1. Membuat Starter

Starter dibuat berdasarkan yang telah dilakukan oleh Muljohardjo (1984) yaitu ke dalam 1000 ml sari buah ditambahkan 1%, 2%, dan 4% ragi roti (sesuai dengan perlakuan masing-masing), kemudian dimasukkan aktivator 0,33 gram (NH4)SO4 dan 0,05 gram (NH4)3PO4. Setelah itu diinkubasi selama 24 jam atau kalau jumlah selnya sudah mencapai 106-108 / ml (Amerine, Berg, Ku 982). 2.3.2. Penentuan berat ragi (Saccharomyces cerevisiae) yang digunakan.  Berat ragi yang dibutuhkan dalam tiap variasi konsentrasi ditentukan dengan cara:

 Berat ragi roti =  % ragi roti x berat sampel  

                                100% - % ragi roti 

2. Pengamatan jumlah sel khamir

Jumlah sel khamir ditentukan pada awal dan setiap hari fermentasi dengan menggunakan hemositometer. Sebelum sel-sel khamir dihitung, maka terlebih dahulu dilakukan pengenceran sampai konsentrasi 10-4. Suspensi dengan konsentrasi 10-4 iniamati di diteteskan pada alat hemositometer dan ditutup dengan gelas penutup, kemudian diamati di bawah mikroskop. Untuk menentukan jumlah sel khamir Saccharomyces cerevisiae dalam 1 ml sampel dipakai rumus :

Y = X. 50. P. 10³

Dimana:

Y = Jumlah sel khamir dalam 1 ml

X = Jumlah sel khamir yang dihitung pada lima buah petak ruang kecil

P = Pengenceran

3. Penyediaan Sampel untuk Fermentasi

Buah sampel dipilih yang sudah matang, lalu dikupas dan dihancurkan atau diblender dengan penambahan air sebanyak 40%, lalu disaring dan diambil sarinya. Kemudian diatur pH nya 4,0-4,5 lalu ditambahkan amonium posfat sebanyak 0,25 g/l lalu diparteurisasi pada suhu 80^oC selama 15 menit. Kemudian didinginkan (suhu sekitar 20^oC – 25^oC) dan secara aseptis dimasukkan ke dalam botol fermentasi sebanyak 100 ml. Lalu ditambahkan starter saccharomyces cerevisiae sebanyak 10 ml pada masing-masing botol fermentasi. Fermentasi dilakukan sampai tujuh hari sesuai perlakuan.

Hasil dan Pembahasan

Fermentasi wine adalah proses dimana juice anggur atau buah lainnya bersama-sama dengan bahan yang lain yang diubah secara reaksi biokimia oleh khamir dan menghasilkan wine. Bahan untuk proses fermentasi adalah gula ditambah khamir yang akan menghasilkan alkohol dan CO₂. CO₂ akan dilepaskan dari campuran wine menuju udara dan alkohol akan tetap tinggal di fermentor. Jika semua gula buah sudah diubah menjadi alkohol atau alkohol telan mencapai sekitar 15% biasanya fermentasi telah selesai atau dihentikan. Selama fermentasi sering ditambahkan nitrogen dan mikro nutrien guna mencegah produksi gas H₂S. Jika gas ini muncul akan menyebabkan bau yang tidak enak.

Selama fermentasi, cairan yang dihasilkan disebut “must”. Guna mencegah tumbuhnya bakteri pada must maka dilakukan pengadukan. Must mulai bergelembung pada jam ke 8 – 20. Tahap awal proses fermentasi ini pada red wine adalah 5 – 10 hari, white wine 10 – 15 hari. Setelah tahap awal ini dilanjutkan tahap kedua. Dalam tahap kedua fermentasi, wine dipindahkan ke fermentor yang tidak boleh adanya oksigen asuk. Pada tahap ini akan dihasilkan alkohol dalam kadar yang lebih tinggi. Tergantung dari bahan yang digunakan, wine dapat berasa lebih manis atau alkohol dan ini akan mempengaruhi pada harga di pasar.

Sesungguhnya, hampir semua juice buah dapat digunakan, tetapi sejauh ini sebagian besar wine dibuat dari juice anggur. Buah yang baik untuk digunakan dalam pembuatan wine apabila mengandung asam-asam seperti asam tartart, malat dan sitrat. Asam tartart adalah antioksidan dan menghasilkan rasa asam. Asam malat juga dikenal sebagai asam buah terutama pada apel. Asam sitrat adalah pengawet alami dan juga memberi rasa asam.

Khamir (ragi) adalah mikrooorganisme yang melakukan fementasi juice buah menjadi wine. Khamir yang umum digunakan dalam fermentasi adalah Saccharomyces sp. Khamir ini akan mengubah gula menjadi alkohol dan CO₂. Dalam perombakan ini diperlukan pula nutrien yang mendukung pertumbuhan khamir, jika tidak tersedia pada bahan baku. Bahan yang umum dtambahkan adalah amonium fosfat sebagai sumber nitrogen.

Jika proses fermentasi telah selesai, maka dilakukan proses penjernihan. Dalam proses penjernihan umumnya ditambahan tanin. Tanin akan membantu pembentukan flavor. Proses penambahan tanin ini disbut aging karena setelah ditambahkan wine dibiarkan beberapa lama (dapat sampai berbulan-bulan). Tanin umumnya ditambahkan pada pembuatan red wine. Red wine dibuat dari anggur hitam dan kulitnya tidak dipisahkan dalam proses pembuatanya. Tanin terdapat pada kulit buah, tangkai dan biji.

Selama fermentasi minuman beralkohol, senyawa-senyawa volatil juga dihasilkan dengan berbagai konsentrasi. Senyawa-senyawa ini mempunyai peran penting dalam sifat-sifat flavor dan sensoris.

Penumbuhan Khamir

Saccharomyces cerevisiae ditumbuhkan pada Yeast extract dan malt extract (YM) broth dalam shaker inkubator dengan suhu 30⁰C selama 18 jam pada 100 rpm. Sel kemudian dipanen dan dicuci dengan sentrifugasi untuk amobilisasi.

Amobilisasi Sel

Sel khamir diamobilisasi dengan kalsium alginat 3 mm (sodium alginat 2% dan CaCl₂ 0,1 M)manik-manik alginat khamir ini kemudian ditumbuhkan dalam medium produksi etanol selama 24 jam.

Medium produksi etanol

Medium tersusun atas (g/l): yeast extract 3; pepton 5; glukosa 150; MgSO₄.7H₂O 0,025; KH₂PO₄ 0,5; CaCL₂.2H₂O 0,1; (NH₄)₂PO₄ 1; MnSO₄.6H₂O 0,5; dan Zn(NO₃)₂ 0,2. pH diatur 4,5 dengan menambahkan asam tartart 0,1M sebelum disetrilkan pada 110⁰C 20 menit

Senyawa volatil pada fermentasi wine mangga

Aroma wine adalah hasil dari kombinasi kompleks banyak komponen terutama senyawa-senyawa volatil yang menjadi penciri wine. Pada wine mangga setidaknya ada 18 senyawa volatil dengan berbagai konsentrasi. Ada 8 senyawa yang potensial sebagai aroma yaitu: asetaldehida, dietil suksinat, atil asetat, etil butirat, isoamil alkohol, l-heksanol, etil dekanoat dan asam kaproat.

Pada percobaan ini terdapat beberapa fase yakni terdapat fase permulaan pada khamir dengan konsentrasi 4% terjadi beberapa jam setelah pencampuran starter ke dalam medium sehingga dihasilkan kadar alkohol yang lebih tinggi dibandingkan khamir 1% dan 2%. Hal ini terjadi karena lebih banyaknya sel saccharomyces cerevisiae/ml pada khamir 4% yaitu 493,7 x 105/ml dibandingkan jumlah sel khamir 1% yaitu 90,1 x 105/ml dan 2% yaitu 264,2 x 105/ml.

Selanjutnya terdapat fase pertumbuhan logaritma yang terjadi pada hari pertama sampai kedua, dimana pada fase ini kecepatan pembelahan paling tinggi pada khamir melakukan metabolisme sangat pesat. Keadaan ini berlangsung terus sampai salah satu atau beberapa nutrien habis atau sampai terjadi penimbunan hasil-hasil metabolisme yang bersifat racun yang menyebabkan terhambatnya pertumbuhan dan perkembangbiakan saccharomyces cerevisiae. Sedangkan hari katiga merupakan kondisi konversi (penguraian ) substrat maksimum.

Kemudian terdapat fase pertumbuhan yang terhambat, dimana kecepatan pembelahan khamir akan berkurang pada selang hari kedua sampai hari ketiga. Hal ini mungkin disebabkan oleh penimbunan hasil ekskresi khamir atau berkurangnya nutrien sehingga mengganggu pertumbuhan khamir tersebut. Akibatnya konversi larutan gula membentuk alkohol (etanol dan metanol) akan menurun dibandingkan fase sebelumnya.

Selanjutnya adalah fase kematian yang terjadi pada hari ketiga sampai ketujuh. Pada fase ini jumlah khamir yang mati akan semakin banyak dan melebihi jumlah yang membelah diri. Kecepatan kematian khamir meningkat secara terus-menerus sedangkan perkembangbiakannya semakin berkurang dan menjadi nol sehingga kemampuan khamir mengkonversi gula menjadi alkohol (etanol dan metanol) akan menurun dan semakin sedikit sehingga dapat diabaikan. Pengaturan suhu fermentasi ke arah suhu pertumbuhan optimum 30^oC akan meningkatkan pertumbuhan khamir yang diikuti pula dengan peningkatan kadar alkohol yang dihasilkan. Terlihat bahwa dengan konsentrasi khamir 4% suhu 30^oC lama fermentasi 3 hari dan tanpa penambahan gula diperoleh etanol maksimum 3,05 %.

Dengan meningkatnya pertumbuhan khamir dan pembentukan produk diikuti pula dengan meningkatnya evolusi panas ( reaksi eksoterm), sehingga suhu medium dapat mencapai  37⁰C. Dalam keadaan demikian alkohol yang dihasilkan dapat hilang melalui penguapan dan terikut keluar dengan keluarnya karbondioksida. Penurunan alkohol juga terjadi karena etanol dan metanol yang dihasilkan teroksidasi menjadi asetaldehid dan oksidasi lanjut akan menghasilkan asam asetat. Oksidasi ini dapat terjadi karena kondisi fakultatif anaerob. Asam asetat yang dihasilkan akan menambah keasaman medium yang berakibat tidak baik bagi kehidupan khamir saccharomyces cerevisiae. Jika kondisi ini berlangsung lebih lama maka akan semakin banyak etanol dan metanol yang terkonversi menjadi  asetaldehid yang dengan demikian persentasi alkohol semakin menurun dan konsentrasi asam asetat  akan semakin meningkat.

Konsentrasi khamir 4% adalah penghasil asam asetat terbanyak dimana kadar alkohol rata-ratanya lebih besar dibandingkan kadar alkohol yang dihasilkan khamir 1% dan 2%. Hal ini dapat terjadi karena banyaknya alkohol (etanol dan metanol) yang teroksidasi dalam jumlah yang besar. Maka dapat disimpulkan pembentukan asam asetat dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi alkohol yang teroksidasi. Bila alkohol yang teroksidasi semakin besar jumlahnya maka jumlah asam asetat yang dihasilkan semakin besar pula dan akan memperburuk kualitas minimum anggur yang dihasilkan.

Kesimpulan

Jadi dapat disimpulkan bahwa

·         Minuman wine /anggur selama ini hanya identik dengan fermentasi buah anggur saja. Akan tetapi wine juga bisa dibuat dengan menggunakan fermentasi dari buah-buahan lain. Seperti: rambutan, nanas, pepaya, apel, mangga, dll.

·          Bahan untuk proses fermentasi adalah gula ditambah khamir yang akan menghasilkan alkohol dan CO₂. CO₂ akan dilepaskan dari campuran wine menuju udara dan alkohol akan tetap tinggal di fermentor. Jika semua gula buah sudah diubah menjadi alkohol atau alkohol telan mencapai sekitar 15% biasanya fermentasi telah selesai atau dihentikan.

·          Selama fermentasi, cairan yang dihasilkan disebut “must”. Guna mencegah tumbuhnya bakteri pada must maka dilakukan pengadukan. Must mulai bergelembung pada jam ke 8 – 20. Tahap awal proses fermentasi ini pada red wine adalah 5 – 10 hari, white wine 10 – 15 hari. Setelah tahap awal ini dilanjutkan tahap kedua.

·         Pada prose pembuatan wine/anggur ini terdapat beberapa fase tentang khamir ( mikroorganisme) dalam fermentasinya menggunakan saccharomyces cerevisiae yaitu fase permulaan, fase pertumbuhan, fase pertumbuhan yang terhambat, dan fase kematian.

Daftar Pustaka

Anonim. 2014.http://cybermed.cbn.net.id

Anonim. 2014..http://id.wikipedia.org.

Anonim. 2013.http://ptp2007.wordpress.com.

Aprilianti, Roselina Dwi. 2012. Jurnal Pengaruh Kadar Glukosa pada Pembuatan Anggur dari Nanas. Semarang: UNDIP.

Departemen Perindustrian.1993. Mutu dan Cara Uji Minuman Beralkohol. Jakarta: Standar Industri.

Sritrakul, N., P. Laoparboon., P. Danviruati and L. Laoparboon. 2007. Continuous Manggo Wine Fermentation in a Packed-bed Bioreactors Using Immobilized Yeasts, System Stability and Volatile by Products. Thai Journal of Biotechnology 8(1): 5 – 10.

Winarno,F.G. dan Fardiaz.1992. Biofermentasi dan Biosintesa Protein. Bandung: Angkasa.

Hhtp://wikipedia.org/wiki/Fermentasi.