< Previous 175 (5) pH (Eksponen Hidrogen) Kebanyakan khamir lebih lebih menyukai keadaan asam, yaitu pada pH 4-4,4 dan tidak dapat tumbuh baik pada suasana basa, kecuali bila khamir tersebut sudah beadaptasi. Pada pembuatan roti, pH adonan biasanya sekitar 6,0 kemudian setelah mengalami fermentasi pH turun menjadi 4,5. (6) Zat Penghambat. Dalam proses fermentasi adanya senyawa penghambat harus dihindari, agar proses fermentasi dapat berjalan lancar, dan hasil sesuai dengan yang diharapkan. Senyawa penghambat dapat berasal dari aktivitas mikroba lainnya yang tidak diinginkan atau dapat juga dari bahan yang ditambahkan, seperti gula, garam dan asam yang melebihi dosis, atau adanya bahan pengawet seperti benzoat dan propionat. c) Khamir (ragi/yeast) yang Berperan dalam Proses Fermentasi. Khamir yang digunakan dalam industri fermentasi umumnya termasuk kelas Ascomycetes, terutama genus Saccharomyces. Dalam industri yang memanfaatkan fermentasi khamir, dikenal istilah khamir liar, yaitu khamir yang tidak diinginkan tumbuh dalam suatu fermentasi. Beberapa jenis Khamir yang penting dalam mikrobiologi pangan dan industri yaitu: Saccharomyces, Zygosaccharomyces, Hansenula, Candida. (1) Saccharomyces Species yang umum digunakan dalam industri makanan adalah Saccharomyces cereviceae, yaitu dalam pembuatan roti, pembuatan tape singkong dan tape ketan, serta produksi alkohol, Commented [RH86]: dimiringkan 176 anggur dan bir. Dalam industri alkohol dan anggur digunakan khamir yang disebut khamir permukaan yaitu kahmir yang bersifat fermentasi kuat dan tumbuh dengan cepat pada suhu 200 C. Khamir ini tumbuh secara menggerombol dan melepas CO2 dengan cepat, menyebabkan sel khamir terapung di permukaan. Kelompok khamir lainnya disebut khamir dasar, tumbuh di dasar tabung, sifat pertumbuhannya lambat. Khamir ini mempunyai suhu optimum 10-150C, contoh khamir dasar adalah Saccharomyces carlbergensis yang digunakan di industri bir. Saccharomyces cereviceae varietas Ellipsoides adalah galur yang memproduksi alkohol dalam jumlah tinggi sehingga sering digunakan dalam produksi alkohol dan anggur. Saccharomyces fragilis dan Saccharomyces lactis dapat melakukan fermentasi terhadap laktosa, sehingga khamir ini penting dalam industri susu atau produk-produk susu. Gambar 55. Contoh produk fermentasi dengan Saccharomyces cereviceae. (2) Zygosaccharomyces Jenis khamir ini penting karena dapat tumbuh pada konsentrasi gula tinggi, yaitu bersifat osmophilik dan sering tumbuh serta menyebabkan kerusakan pada madu dan sirup. 177 (3) Hansenula Khamir ini bersifat fermentatif, bersama jenis khamir lainnya berperanan dalam proses fermentasi tape dan brem. (4) Candida Kebanyakan spesies candida pertumbuhannya membentuk film pada permukaan dan sering merusak makanan-makanan yang mengandung garam dan asam dalam jumlah tinggi. Candida krusei digunakan dalam industri pembuatan protein sel tunggal, juga sering ditambahkan pada kultur laktat untuk mempertahankan aktivitas bakteri asam laktat. 2) Fermentasi Dengan Bakteri Bakteri banyak digunakan pada proses fermentasi industri pangan maupun kimia. Fermentasi menggunakan bakteri dapat berlangung secara spontan, misalnya dalam fermentasi sayur asin dan pikel, atau dengan cara menambahkan kultur murni bakteri, misalnya dalam fermentasi yoghurt, nata de coco, nata de soya dan keju. a) Prinsip Fermentasi dengan Bakteri Menurut ilmu biokimia, fermentasi adalah perubahan kimia yang terjadi pada bahan organik (bahan pangan) oleh enzim. Enzim tersebut dapat dihasilkan oleh mikroba atau oleh enzim yang ada pada bahan pangan tersebut. Sedangkan menurut ilmu teknologi pangan, fermentasi dapat diartikan sebagai suatu proses pengawetan bahan pangan, karena beberapa jenis fermentasi akan memproduksi alkohol dan asam yang dapat menghambat pertumbuhan beberapa jenis mikroba kontaminan (pencemar). 178 Bakteri merupakan mikroba yang sangat penting dalam industri pengolahan hasil pertanian. Proses fermentasi dengan bakteri dapat berlangsung secara spontan, artinya dalam proses tersebut tidak memerlukan penambahan kultur murni bakteri, tetapi bakteri yang diharapkan dapat melakukan aktivitas fermentasi, secara alami sudah ada pada bahan atau lingkungan di sekitarnya. Pada prinsipnya semua proses fermentasi dengan bakteri adalah sama, yaitu proses perubahan/peruraian kimia yang terjadi pada bahan. Setiap jenis bakteri hanya dapat tumbuh pada media (bahan) tertentu saja dan hasil fermentasinya juga tertentu (spesifik). Pada tabel 8. disajikan hubungan antara bahan dasar, bakteri yang berperan, hasil fermentasi dan perubahan yang terjadi. Tabel 8. Hubungan antara bahan dasar, bakteri yang berperan, hasil fermentasi dan perubahan yang terjadi. No. Bahan Dasar Bakteri Yang Berperan Hasil Fermentasi Perubahan Yang Terjadi 1. 2. 3. 4. Sawi/Kobis Air kelapa/ limbah air tahu Susu Susu - Enterobacter aerogenes - Erwinia herbicola - Leuconostoc mesenteroides - Lactobacillus plantarum - Acetobacter xylinum - Streptococcus thermophilus - Lactobacillus bulgaricus - Streptococcus lactis - Lactobacillus bulgaricus Sayur Asin (asinan) Nata de Coco/ Nata de Soya Yoghurt Kefir Gula menjadi asam laktat Gula menjadi selulosa Laktosa menjadi asam laktat Laktosa menjadi asam laktat * Pelezar et al (1977) Commented [RH87]: Commented [RH88]: di cek lagi no tabel 179 b) Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi dengan bakteri Bakteri sebagai mikroba memerlukan kondisi tertentu untuk aktivitasnya. Proses fermentasi dapat berlangsung secara optimal jika persyaratan hidup dari masing-masing bakteri yang berperan dalam fermentasi dapat terpenuhi dengan baik. Proses fermentasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya air, zat makanan (substrat), suhu oksigen, pH dan senyawa penghambat. Uraian dari faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut: (1) Air Bakteri tidak akan tumbuh tanpa adanya air. Air pada bahan yang digunakan untuk pertumbuhan bakteri dinyatakan dengan istilah ”water activity” (aW), yaitu perbandingan antara tekanan uap air murni dengan tekanan uap air dari larutan atau subtrat pada suhu yang sama. Setiap mikroba mempunyai aW optimum, minimum dan maksimum untuk pertumbuhannya. Pada umumnya bakteri membutuhkan air yang lebih banyak dibandingkan kapang dan khamir. Sebagian besar bakteri dapat tumbuh dengan baik pada aW mendekati 1,00, hal ini menunjukkan bahwa bakteri dapat tumbuh baik pada konsentrasi gula dan garam yang rendah, kecuali beberapa jenis bakteri yang toleran terhadap konsentrasi gula dan garam tinggi. Bakteri halofilik (tahan garam) mempunyai aW minimum 0,75 (Bone, dalam FG Winarno dkk, 1981). 180 (2) Zat Makanan (Subtrat) Setiap jenis bakteri memerlukan subtrat yang berbeda-beda, ada yang memerlukan subtrat sederhana dan ada yang memerlukan subtrat komplek. Beberapa jenis bakteri untuk pertumbuhannya dapat menggunakan senyawa karbon seperti senyawa karbon dari asam organik, alkanol dan ester. Bakteri jenis lainnya dapat menghidrolisa karbohidrat komplek. Kebutuhan nitrogen bagi bakteri Pseudomonas sp. cukup dengan hanya memanfaatkan senyawa amonium atau nitrat, sedangkan bakteri asam laktat membutuhkan senyawa nitrogen yang lebih komplek misalnya asam amino, peptida dan protein. Kebutuhan vitamin untuk pertumbuhan bakteri sangat bervariasi. Bakteri Pseudomonas dan Eschericia coli dapat mensintesa seluruh kebutuhan vitaminnya, bakteri Staphylococus aureus dapat mensintesa sebagai kebutuhan vitaminnya dan bakteri asam laktat tidak dapat mensintesa sama sekali, sehingga vitamin yang dibutuhkan harus ditambahkan ke dalam subtrat pertumbuhannya. (3) Suhu Setiap bakteri mempunyai suhu pertumbuhan yang berbeda. Bakteri yang tergolong bakteri psychrophylik (tahan suhu rendah) dapat tumbuh baik pada suhu di bawah 20oC, bakteri mesophylik (tumbuh pada suhu sedang) dapat tumbuh pada suhu 20oC-45oC dan bakteri thermophylik (tahan suhu tinggi) dapat tumbuh optimum di atas 45oC. Setiap bakteri mempunyai suhu pertumbuhan minimum, optimum dan maksimum. Sebagai contoh jenis bakteri asam 181 laktat pada pembuatan sayur asin mempunyai suhu fermentasi optimal 21,1-23,9oC, minimal 15,6oC dan maksimal 26,7oC. (4) Oksigen Berdasarkan kebutuhan oksigen di dalam proses respirasinya, bakteri dibagi menjadi 4 golongan yaitu aerobik, anaerobik, fakultatif, dan mikroaerofilik. Bakteri yang memerlukan oksigen bebas untuk pertumbuhannya termasuk dalam golongan aerobik, golongan anaerobik tidak memerlukan oksigen bebas, sedangkan golongan fakultatif dapat tumbuh dengan atau tanpa adanya oksigen bebas dan mikroaerofilik sedikit memerlukan oksigen bebas dalam pertumbuhannya. (5) pH (Eksponen Hidrogen) Masing-masing mikroba mempunyai ketahanan yang berbeda-beda terhadap asam basa. Pada umumnya pH optimum pada bakteri antara 6,5-7,5 atau mendekati netral, sedangkan pH minimal sekitar 4 dan maksimal 9. (6) Zat Penghambat Bahan makanan (buah-buahan) secara alami kadang-kadang mengandung zat yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba, seperti zat tanin yang terdapat pada kulit buah dan asam organik yang terdapat di dalam buah. Zat penghambat yang ditambahkan pada proses pengolahan seperti asam benzoat dan propionat dapat menghambat pertumbuhan bakteri dan kapang dengan kata lain asam benzoat dan propionat berfungsi sebagai pengawet. 182 Senyawa penghambat yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat dan bakteri asam asetat sedikit demi sedikit akan menghentikan pertumbuhannya sendiri atau dapat menghambat pertumbuhan bakteri lainnya. c) Bakteri yang Berperan dalam Proses Fermentasi Pengelompokan bakteri berdasarkan sifat pertumbuhannya lebih mudah dipelajari daripada pengelompokkan bakteri berdasarkan sifat-sifat lainnya. Dengan pengelompokkan ini maka perubahan-perubahan yang terjadi akan lebih mudah diamati/diukur. Jenis bakteri yang penting berdasarkan sifat pertumbuhannya yaitu bakteri asam laktat, bakteri asam asetat, bakteri asam propionat, bakteri proteolitik dan bakteri lipolitik. Uraian untuk setiap jenis bakteri tersebut adalah sebaga berikut: (1) Bakteri asam laktat Sifat yang penting dari bakteri asam laktat adalah kemampuannya untuk memfermentasi gula menjadi asam laktat. Asam laktat yang dihasilkan akan menurunkan nilai derajat keasaman (pH) dari lingkungan pertumbuhannya dan juga menimbulkan rasa asam. Hal ini akan menghambat pertumbuhan dari beberapa jenis mikroorganisme lainnya. Beberapa jenis bakteri asam laktat yang penting adalah: (a) Streptococcus thermophillus, S. lactis, bakteri-bakteri ini penting dalan fermentasi susu. (b) Lactobacillus lactis, L. acidophillus, L. bulgaricus, L. plantarum, dan L. delbrucckii. Jenis ini umumnya lebih tahan terhadap keadaaan asam daripada jenis Streptococcus dan Pediococcus, sehingga bakteri tersebut kebanyakan berperanan pada tahap akhir dari fermentasi asam laktat. Bakteri-bakteri ini penting dalam fermentasi susu dan sayur. 183 (c) Pedicoccus seriviseae, walaupun jenis bakteri ini dikenal sebagai perusak bir dan anggur, tetapi mempunyai peranan penting dalam fermentasi daging dan sayuran. (d) Leuconostoc mesenteroides, L. dextranicum. Bakteri ini berperanan dalam perusak larutan gula, namun demikian bakteri ini merupakan jenis penting dalam permulaan fermentasi sayur, sari buah dan anggur. Gambar 56. Contoh produk fermentasi dengan bakteri asam laktat. (2) Bakteri Asam Asetat Jenis bakteri asam asetat yang penting yaitu Acetobacter dan Gluconobacter. Kedua jenis bakteri ini dapat mengoksidasi alkohol menjadi asam asetat tetapi untuk Acetobacter, dalam fermentasi lebih lanjut dapat mengoksidasi asam asetat menjadi karbon dioksida. Spesies yang sering digunakan dalam industri fermentasi asam asetat yaitu A .aceti. (3) Bakteri Asam Propionat Jenis bakteri asam propionat yang penting yaitu Propionibacterium, bakteri ini penting karena kemampuannya memfermentasi karbohidrat dan asam laktat menjadi asam propionat, asam asetat dan karbondioksida. Jenis ini penting pada fermentasi keju Swiss. 184 (4) Bakteri Proteolitik Bakteri proteolitik adalah bakteri yang memproduksi enzim proteinase ekstra seluler, yaitu enzim pemecah protein yang diproduksi di dalam sel kemudian dilepas keluar sel. Bakteri lainya adalah bakteri proteolitik asam yaitu bakteri yang dapat memecah protein sekaligus memfermentasi asam, misalnya Streptococcus faecallis var liqnefaciens dan Micrococcus caseolyticus. (5) Bakteri Lipolitik Bakteri lipolitik dapat memproduksi enzim lipase, yaitu enzim yang mengkatalisis hidrolisa lemak menjadi asam-asam lemak dan gliserol. Jenis bakteri ini contohnya Pseudomonas, Alcaligenes, Serratia dan Micrococcus. 3) Fermentasi Dengan Kapang Fermentasi dengan kapang merupakan kegiatan mikroorganisme jenis kapang pada bahan hasil pertanian. Beberapa jenis kapang telah banyak dimanfaatkan dalam pengolahan pangan antara lain : jenis Rhizopus oligosporus, Rhizopus oryzae yang berperan dalam pembuatan tempe, Neurospora sithophila yang menghasilkan miselium dengan pigmen orange pada oncom, dan jenis-jenis yang lain. Gambar 57. Contoh produk fermentasi dengan bakteri asam asetat. Next >