Tugas

TEKNOLOGI FERMENTASI“Mikroorganisme yang Berperan Dalam Produk Fermentasi”

Oleh

NAMA : DARWIN HAMENTE

STAMBUK : D1C1 13 092

KELAS : TPG-B/2013

JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2015

MIKROORGANISME YANG BERPERAN DALAM FERMENTASI

Rhizopus oryzae (Fermentasi Tempe)

Tempe merupakan hasil fermentasi dari kedelai menggunakan jamur Rhizopus oryzae.

Tempe selain dibuat dari kedelai dapat juga dibuat dari berbagai bahan nabati berprotein .

Pada substrat kedelai jamur selain berfungsi mengikat/menyatukan biji kedelai sehingga

menjadi satu kesatuan produk yang kompak juga menghasilkan berbagai enzim yang dapat

meningkatkan nilai cerna tempe saat dikonsumsi.

Endomycopsis fibuliger  (Fermentasi Tape)

Tape dibuat dari ubi kayu ataupun beras ketan dan merupakan makanan yang populer

di Indonesia dan Malaysia. Dalam pembuatan tape setidaknya terlibat tiga kelompok

mikroorganisme yaitu mikrobia perombak pati menjadi gula yang menjadikan tape pada awal

fermentasi berasa manis. Mikrobia yang banyak dianggap penting dalam proses ini

adalah Endomycopsis fibuliger serta beberapa jamur dalam jumlah kecil. Adanya gula

menyebabkan mikrobia yang mengunakan sumber karbon gula mampu tumbuh dan

menghasilkan alkohol. Yang masuk dalam kelompok ini adalah

Saccharomyces dan Cabdida yang menybabkan tape berubah menjadi alkoholik. Adanya

alkohol juga memacu tumbuhnya bakteri pengoksidasi alkohol yaitu Acetobacter aceti yang

mengubah alkohol menjadi asam asetat dan menyebakan rasa masam pada tape yang

dihasilkan.

Saccharomyces sp. (Fermentasi Alkohol)

Produk beralkohol sangatlah beragam mulai dari pangan hingga energi. Produk

pangan yang paling lama dikenal adalah wine dan bir. Mikroorganisme yang terlibat terutama

adalah khamir dari genus Saccharomyces sp. Saccharomyces yang paling banyak digunakan

adalah S. cerevisiae dan S. carlbergensis. Khamir ini akan mengubah gula pada substrat

menjadi alkohol pada kondisi aerob. Jika khamir ini ditumbuhkan pada suasan aerob maka

akan dihasilkan sel lebih banyak daripada metabolitnya dan ini dimanfaatkan untuk produksi

ragi roti.

Acetobacter aceti  (Fermentasi Asam Asetat)

Bakteri Acetobacter aceti merupakan baktei yang mula pertama diketahui sebagai

penghasil asam asetat dan merupakan jasad kontaminan pada pembuatan wine. Saat ini

bakeri Acetobacter aceti digunakan pada produksi asam asetat karena kemampuanya

mengoksidasi alkohol menjadi asam asetat.

Lacobacillus sp. (Fermentasi Asam Laktat)

Fermentasi asam laktat banyak terjadi pada susu. Jasad yang paling berperan dalam

fermentasi ini adalah Lacobacillus sp. Laktosa diubah menjadi asam laktat. Kini asam laktat

juga digunakan untuk produksi plastik dalam bentuk PLA

Aspergillus niger (Fermentasi Asam Sitrat)

Asam sitrat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan jamur Aspergillus niger.

Meskipun beberapa bakteri mampu melakukan, namun yang paling umum digunakan adalah

jamur ini. Pada kondisi aerob jamur ini mengubah gula atau pati menjadi asm sitrat melalui

pengubahan pada TCA

Corynebacterium glutamicum (Fermentasi Asam Glutamat)

Asam glutamat digunakan untuk penyedap makanan sebagai penegas rasa. Mula

pertama dikembangkan di Jepang. Organisme yang kini banyak digunakan adalah mutan

dari Corynebacterium glutamicum.

Askomisetes Eremothecium ashbyii dan  Ashbya gossypii (Fermentasi Vitamin)

Vitamin selain dapat diperoleh dari berbagai tumbuhan juga dapat dihasilkan secara

fermentasi. Teruatam vitamin B. Mikroorganisme yang teribat dalam produksi vitamin ini

adalah kapang askomisetes Eremothecium ashbyii dan  Ashbya gossypii. Kapang (Candida

flaeri,C. famata, dsb) dan bakteri dapat juga digunakan untuk produksi. Hasil yang dicapai

dapat lebih dari 20 g riboflavin per liter kultur cair yang dilakukan secara steril dan kondisi

aerob dengan medium yang mengandung molase atau minyak tumbuhan sebagai sumber

karbon utama.

Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus  (Fermentasi Yogurt)

Produksi yogurt dimulai dengan kondisioning susu. Kandungan air pada susu mula

pertama diturunkan hingga 25% dengan evaporasi vacum dan ditambahkan 5% susu bubuk.

Sebagai tahap akhir kondisioning, susu dipanaskan pada suhu 86 – 930C selama 30 – 60

menit. Hal ini akan menyebabkan beberapa protein mengalami pemecahan dan mikrobia

kontaminan akan terbunuh. Setelah itu didinginkan pada suhu 450C dan ditambahkan

campuran Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus dalam perbandingan 1:1.

Lactocococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus kefir, Lactobacillus

kefirgranum, Lactobacillus parakefir (Fermentasi Kefir)

Kultur starter kefir disebut butiran kefir, mengandung mikrobia yang terdiri dari

bakteri dan khamir yang masing-masing berperan dalam pembentukan cita rasa dan struktur

kefir. Bakteri menyebabkan terjadinya asam sedangkan khamir menyebabkan terjadinya

pembentukan alkohol dan CO2 pada proses fermentasi. Hal inilah yang membedakan rasa

yoghurt dan kefir. Komposisi mikrobia dalam butiran kefir dapat bervariasi sehingga hasil

akhir kefir kadang mempunyai aroma yang bervariasi. Spesies mikrobia dalam bibit kefir

diantaranya Lactocococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus

kefir, Lactobacillus kefirgranum, Lactobacillus parakefir. Semua mikrobia yang tersebut tadi

mempunyai fungsi dalam pembentukan asam laktat dari laktosa. Lactobacillus

kefiranofaciens sebagai pembentuk lender (matriks butiran kefir), Leuconostoc sp.

Membentuk diasetil dari sitrat dan Candida kefir pembentuk etanol dan karbondioksida dari

laktosa. Selain itu juga ditemukan Lactobacillus brevisdan khamir (Torulopsis

holmii dan Saccharomyces delbrueckii).

Lactobacillus bulgaris dan Streptococcus thermophiles (Fermentasi Keju)

Keju juga hasil fermentasi susu, tetapi dalam proses produksi yang lebih kompleks.

Mikroba yang berperan dalam produk ini adalah Lactobacillus bulgaris sebagai pemberi rasa

dan aroma dan Streptococcus thermophiles sebagai penambah keasaman. Perbedaan bakteri 

yang berperan menyebabkan waktu fermentasi yang lebih lama dari yogurt. Keju sangta

beragam, tedapat lebih dari 20 klas dan ratusan vaietas, namun awal prosesnya adalah sama.

Acetobacter xylinum (Fermentasi Nata deCoco)

Nata de coco sebenarnya adalah selulosa murni produk kegiatan

mikrobia Acetobacter xylinum. Mikrobia ini dapat merubah gula menjadi selulosa. Jalinan

selulosa inilah yang membuat nata terlihat putih. Sebagai makanan berserat, nata de coco

memiliki kandungan selulosa ± 2,5 % dan lebih dari lebih dari 95 % kandungan air. Nata de

coco memiliki kandungan serat kasar 2,75 %, protein 1,5 – 2,8 %, lemak 0,35 % dan sisanya

air

Acetobacter xylinum  (Fermentasi Kombucha)

Kombucha tea (teh kombucha) merupakan produk minuman tradisional hasil

fermentasi larutan teh dan gula dengan menggunakan starter mikrobia kombucha 

(Acetobacter xylinum dan beberapa jenis khamir) dan difermentasi selama 8 – 12 hari.

Proses fermentasi kombucha dimulai ketika kultur mengubah glukosa menjadi alkohol dan

CO2, kemudian bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Glukosa berasal dari inversi

sukrosa oleh khamir menghasilkan glukosa dan fruktosa. Acetobactersebagai bakteri utama

dalam kultur kombucha mengoksidasi etanol menjadi asetaldehid lalu kemudia menjadi asam

asetat. Aktifitas biokimia yang kedua dari bakteriAcetobacter adalah pembentukan asam

glukonat yang berasal dari oksidasi glukosa. Sukrosa dipecah menjadi glukosa dan fruktosa

oleh khamir. Pada pembuatan etanol oleh khamir dan selulosa oleh Acetobacter xylinum,

glukosa dikonversi menjadi asam glukonat melalui jalur fosfat pentosa oleh bakteri asam

asetat, sebagian besar fruktosa dimetabolisme menjadi asam asetat dan sejumlah kecil asam

glukonat. Bakteri asam laktat juga menggunakan glukosa untuk mensintesis selulosa

mikrobia. Fruktosa masih tertinggal sebagian dalam media fermentasi dan diubah menjadi

bentuk yang lebih sederhana oleh mikroorganisme sehingga dapat digunakan sebagai substrat

fermentasi. Kultur dalam waktu bersamaan juga menghasilkan asam-asam organik lainnya.

Bakteri Acetobacter xylinum mengubah gula menjadi selulosa yang disebut nata/partikel dan

melayang di permukaan medium. Jika nutrisi dalam medium telah habis dikonsumsi, kultur

akan berhenti tumbuh tetapi tidak mati. Kultur akan aktif lagi jika memperoleh nutrisi

kembali. Bakteri asam asetat memanfaatkan etanol untuk tumbuh dan memproduksi asam

asetat. Adanya asam asetat akan menstimulasi khamir untuk memproduksi etanol kembali.

Interaksi simbiosis ini ditemukan pada Glukonobacter dan Saccharomyces cerevisiae.

Konsentrasi asam asetat dalam kombucha hanya meningkat sampai batas tertentu lalu

mengalami penurunan. Hal ini terjadi karena pemanfaatan asam asetat lebih lanjut

oleh Acetobacter xylinum ketika jumlah gula dalam media teh mulai habis. Penurunan kadar

asam ini juga dikarenakan fermentasi etanol oleh khamir juga mengalami penurunan

dikarenakan pH yang sangat rendah serta mulai habisnya gula dalam larutan.

Leuconostoc mesenteroides, Lacotabacillus brevis, Lb. plantarum dan Pediococcus

cerevisiae (Fermentasi Sauerkraut)

Sauerkraut adalah fermentasi kobis menggunakan bakteri asam laktat sehingga beras

masam. Kobis dibersihkan dari bagian yang hijau, rusak dan kotor, dicuci kemudian diiris

kecil-kecil selebar + 1 mm. Irisan kobis ini kemudian  dimasukkan ke dalam tangki atau

wadah kemudian ditambahkan larutan garam 2,25% dan diaduk serata mungkin. Bakteri yang

memulai fermentasi adalah Leuconostoc mesenteroides dan dilanjutkan oleh Lacotabacillus

brevis, Lb. plantarum dan Pediococcus cerevisiae. Suhu optimal untuk fermentasi ini adalah

25 – 300C dengan waktu 2 – 3 minggu. Suhu di atas 300C mengakibatkan produksi asam

berlebihan sedang jika suhu kurang dari 250C sering muncul flavor dan warna yang tidak

diharapkan serta waktu fermentasi menjadi sangat lama.

Aspergillus  (Fermentasi Kecap)

Kecap dibuat melalui proses fermentasi kedelai.

Tahap pertama, kedelai dan gandum dicampur kemudian diinokulasi dengan kapang

Aspergillus dan diinkubasi selama 3 hari, hasilnya disebut koji pada tahap ini akan terjadi

perubahan-perubahan biokimiawi dimana enzim protease yang dihasilkan oleh mikrobia akan

menghidrolisis protein kedelai. Protein akan diubah menjadi bentuk protein terlarut, peptida,

pepton dan asam-asam amino sedangkan karbohidrat diubah oleh aktivitas enzim amilolitik

menjadi gula reduksi.

Tahap kedua, koji dipindah ke tangki fermentasi dicampur dengan larutan garam dan

disebut moromi. Fermentasi ini berlangsung selama lebih dari 6 bulan. Pada tahap ini

konsentrasi garam berpengaruh terhadap hidrolisis protein dan kecepatan pembentukan asam

laktat serta alkohol. Pada tahap ini tumbuh khamir yang halotoleran. Asam-asam amino,

terutama asam glutamat merupakan komponen pendukung flavor. Komponen flavor lainnya

adalah asam lemak (seperti palmitat), alkohol (seperti amil alkohol) dan senyawa-senyawa

organik lainnya (seperti pirazin, aldehid, keton, ester). Nilai pH yang rendah pada fermentasi

moromi menstimulasi pertumbuhan khamir halotoleran seperti S. rouxii, Z. major, Z.

sulsus dan Z. japonicus. Khamir dapat menghasilkan etanol dan komponen-komponen aroma

dan flavor yang spesifik. Pada kondisi aerob, S. rouxii dapat mengubah glukosa menjadi

gliserol yang merupakan komponen flavor yang penting. Beberapa jenis khamir dapat

menghasilkan komponen furfural yang merupakan flavor kecap yang spesifik.