< Previous 195 Lembar Kerja FERMENTASI DENGAN KAPANG Tujuan Setelah menyelesaikan praktik ini, peserta didik diharapkan mampu memahami konsep fermentasi dengan kapang dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Alat dan Bahan Alat: 1) Panci 2) Timbangan 3) Kompor 4) Irig/ayakan bambu 5) Pengaduk kayu 6) Kulkas Bahan: a. Kacang kedele b. Laru tempe c. Daun pisang d. Kantong plastik e. Garam f. Minyak goreng Langkah Kerja: 1) Kacang kedele dicuci bersih dan direndam semalam. 2) Rebus kacang kedele yang sudah direndam, kemudian kupas kulitnya. 3) Kukus kacang kedele selama 30 menit, kemudian tiriskan dan masukkan ke dalam ayakan bambu, lalu biarkan dingin. 4) Tambahkan laru tempe sebanyak 1 g/kg kacang kadele matang, aduk dengan pengaduk kayu sampai tercampur rata. 5) Bagi kacang kedele yang sudah dicampur ragi menjadi 10 bagian, kemudian beri perlakuan sebagai berikut: g. 2 bagian dibungkus dengan daun pisang, simpan di suhu ruang dan kulkas. h. 2 bagian dibungkus dengan kantong plastik berlubang, simpan di suhu ruang dan kulkas. 196 i. 1 bagian dibungkus dengan kantong plastik tanpa lubang, simpan di suhu ruang. j. 2 bagian ditambah garam ± ½ sendok teh, campur rata, dibungkus dengan daun pisang dan kantong plastik berlubang, simpan di suhu ruang. k. 2 bagian ditambah minyak goreng ± 1 sendok teh, campur rata, dibungkus dengan daun pisang dan kantong plastik berlubang, simpan di suhu ruang. l. 1 bagian dimasukkan ke dalam cawan petri, simpan di suhu ruang. m. Amati semua perlakuan setelah disimpan selama 2 hari. n. Buat kesimpulan dan diskusikan dengan teman-teman Anda. 197 PENGAMATAN No. Perlakuan Kenampakan Warna Tekstur 1. Bungkus daun, disimpan di suhu ruang 2. Bungkus daun, disimpan di kulkas 3. Bungkus kantong plastik berlubang, disimpan di suhu ruang 4. Bungkus kantong plastik berlubang, disimpan di kulkas 5 Bungkus kantong plastik tanpa lubang, disimpan di suhu ruang 6 Ditambah garam dan dibungkus daun, disimpan di suhu ruang 7 Ditambah garam dan dibungkus kantong plastik berlubang, disimpan di suhu ruang 8 Ditambah minyak goreng dan dibungkus daun, disimpan di suhu ruang 9 Ditambah minyak goreng dan dibungkus kantong plastik berlubang, disimpan di suhu ruang 10 Dimasukkan ke dalam cawan petri, disimpan di suhu ruang 198 b. Enzimatis Pengolahan dan pengawetan secara biokimia umumnya menggunakan enzim sebagai bahan yang ditambahkan saat proses pengolahan. Keefektifan enzim alamiah pada bahan pangan telah diketahui sejak lama sekali, secara tidak disadari enzim-enzim tersebut telah terlibat dan digunakan dalam produksi bier, wine, serta minuman beralkohol. Demikian pula dalam pembuatan keju, roti serta proses pengolahan daging seperti sosis, pengempukan daging dan lain-lain. Penggunaan enzim dalam pengolahan pangan terutama dilakukan pada peningkatan mutu produk, pemanfaatan hasil samping industri pangan, pengembangan pangan sintetik, peningkatan cita rasa dan aroma, pemantapan (stabilitas) mutu, serta nilai gizi bahan pangan. 1) Pengertian Enzim Enzyme atau enzim berasal dari bahasa Yunani yang arti harfiahnya “di dalam sel”. Selain kata enzim, dikenal juga kata fermen yang berarti ragi atau cairan ragi; istilah ini pada literatur Jerman dan Perancis masih digunakan sebagai sinonim istilah enzim. Reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis selalu melibatkan katalis. Katalis yang terlibat biasanya merupakan protein yang sangat spesifik yang disebut enzim. Enzim merupakan katalis biokimia yang hanya dapat beraksi dengan satu atau sejumlah kecil reaksi. Beberapa enzim hanya mengkatalis satu reaksi kimia saja dan tidak dapat untuk lainnya. Sedangkan enzim lainnya, disamping dapat mengkatalis hanya reaksi kimia tertentu, juga dapat mengkatalis beberapa substrat lainnya. 199 2) Enzim dan lingkungan yang mempengaruhinya a) Pengaruh Suhu Tinggi Pada umumnya semakin tinggi suhu, semakin naik laju reaksi kimia, baik yang dikatalisis maupun yang tidak dikatalisis oleh enzim. Tetapi enzim merupakan protein, dimana semakin tinggi suhu, proses inaktifasi enzim juga meningkat. Kedua sifat ini mempengaruhi laju reaksi enzimatik secara keseluruhan. Pada umumnya, enzim-enzim bekerja lambat pada suhu di bawah titik beku, dan keaktifannya meningkat sampai suhu 45°C. hampir semua enzim mempunyai aktivitas optimal pada suhu 30°C-40°C, dan denaturasi mulai terjadi pada suhu 45°C. Penginaktifan enzim-enzim tertentu kadang-kadang berguna pada proses pengolahan. Sebagai contoh pada proses pasteurisasi susu yang dilakukan pada suhu 63°C selama 30 menit akan mematikan bakteri patogen dan menginaktifasi enzim fosfatase alkali. Contoh lainnya pada proses blansing buah-buahan atau sayuran dengan air panas atau uap panas. Proses blansing akan menginaktifkan enzim-enzim lipase, fenolase, lipoksigenase, katalase, peroksidase, dan asam askorbat oksidase. Proses blansing dianggap cukup apabila enzim yang tahan panas, yaitu peroksidase, sudah tidak aktif lagi. b) Pengaruh Suhu Pembekuan Beberapa enzim dapat terdenaturasi pada suhu pembekuan, tetapi sebagian enzim masih tahan dalam proses pembekuan maupun proses thawing. Selama proses pembekuan, pada bagian yang belum membeku masih terdapat air. Pada bagian tersebut larutan akan mengumpul dan mengental, sehingga konsentrasi elektrolit meningkat, pH berubah, dimana kondisi ini akan mempengaruhi aktivitas enzim, akibatnya terjadi kerusakan bahan pangan. 200 Beberapa enzim dapat dirusak apabila dibiarkan pada suhu rendah bukan beku (chilling). Keadaan tersebut dikenal dengan istilah denaturasi dingin, misalnya pada enzim laktosa dehidrogenase (LDH), katalase, dan glutamate dehidrogenase. c) Pengaruh pH Pada umumnya enzim bersifat amfolitik, yaitu dapat bereaksi baik dengan asam maupun basa. Diperkirakan perubahan keaktifan enzim akibat perubahan pH lingkungan disebabkan terjadinya perubahan ionosasi enzim, substrat, atau kompleks enzim substrat. Enzim menunjukkan aktivitas maksimum pada suatu kisaran pH optimum, yang umumnya berkisar antara 4,5 – 8,0. Suatu enzim tertentu mempunyai kisaran pH optimum yang sempit, dimana pada pH optimum enzim mempunyai stabilitas yang tinggi. Pengendalian pH yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim sangat diperlukan dalam teknologi pangan. Dalam industri pangan dimana penggunaan enzim memegang peranan penting, pengaturan pH harus diperhatikan agar mendapatkan keaktifan enzim yang maksimal. Sebaliknya dalam proses pengolahan pangan, keaktifan enzim tertentu tidak dikehendaki, sehingga harus dicegah atau dihambat. Terjadinya browning enzimatis akibat enzim fenolase dapat dihambat dengan menurunkan pH larutan sampai 3,0 sebab pH optimal fenolase 6,5. Hal ini dapat dilakukan dengan menambahkan bahan alami seperti asam sitrat, asam malat atau asam fosfat. d) Pengaruh Kadar Air dan Aw Kadar air bahan sangat mempengaruhi laju reaksi enzimatik. Pada kadar air bebas yang rendah, keaktifan enzim akan terhambat,dalam 201 sistem reaksi enzim, kadar air mutlak bukan merupakan faktor yang penting, tetapi jenis keterikatan air justru lebih penting terhadap keaktifan enzim. Karena itu pada makanan kering, keaktifan enzim lebih banyak dipengaruhi oleh water activity (Aw) bahan, dan dapat juga dipengaruhi oleh kelembaban udara di sekitarnya (Winarno dkk, 1980, dalam Winarno, 2010). Pada Aw rendah, hanya sebagian kecil substrat terlarut dalam air bebas. Setelah substrat tersebut habis dihidrolisis, maka reaksinya terhenti. Pada saat kelembaban udara meningkat, jumlah air bebas akan meningkat dan dapat melarutkan substrat baru, sehingga reaksi dimulai lagi. e) Pengaruh Garam Kadar elektrolit yang tinggi umumnya mempengaruhi kelarutan protein. Karena itu larutan garam sering digunakan untuk melarutkan beberapa jenis protein. Peristiwa tersebut dikenal dengan istilah salting in. Sebaliknya beberapa jenis larutan garam lain digunakan untuk membuat protein atau enzim menjadi tidak larut. Proses ini disebut salting out, yang sering dimanfaatkan untuk mengisolasi enzim. Garam amonium fosfat sering digunakan untuk fraksinasi dan isolasi enzim, karena sifat kelarutannya dalam air yang tinggi dan tidak mengganggu bentuk dan fungsi enzim. 3) Penggolongan Enzim Penggolongan enzim pangan berdasar pada substrat yang dirombaknya. Penggolongan enzim pangan terdiri atas: a) Enzim yang menghidrolisis karbohidrat, b) Enzim yang bekerja pada lemak dan minyak, dan c) Enzim pengurai protein. 202 a) Enzim Yang Menghidrolisis Karbohidrat Ada beberapa enzim yang banyak peranannya dalam industri pengolahan pangan, yaitu enzim-enzim pemecah pati seperti amilase, invertase, laktase, selulase, serta enzim pemecah pektin seperti poligalakturonase dan pektin metal esterase. (1) Amilase Amilase merupakan enzim yang berfungsi memecah pati atau glikogen. Senyawa ini banyak terdapat dalam hasil tanaman dan hewan. Amilase dikelompokkan menjadi 3 golongan, yaitu α-Amilase, β-Amilase dan Glukoamilase. (a) α-Amilase Enzim α-amilase terdapat pada tanaman, jaringan mamalia, dan mikroba. α-Amilase murni dapat diperoleh dari malt (barley), ludah manusia, dan pankreas. Dapat juga diisolasi dari Aspergillus oryzae dan Bacillus subtilis. Cara kerja α-amilase pada molekul amilosa terjadi melalui 2 tahap. Tahap pertama degradasi amilosa menjadi maltose dan maltotriosa, tahap kedua pembentukan glukosa dan maltose sebagai hasil akhir. Kerja α-amilase pada molekul amilopektin akan menghasilkan glukosa, maltose dan oligosakarida. (b) β-Amilase β-Amilase terdapat pada berbagai hasil tanaman, tetapi tidak terdapat pada mamalia dan mikroba. Secara murni dapat diisolasi dari kecambah barley, ubi jalar, dan kacang kedelai. Enzim β-amilase aktif pada pH 5,0-6,0. β-Amilase yang berasal dari barley lebih tahan panas daripada α-amilase. 203 (c) Glukoamilase Glukoamilase memecah pati menghasilkan glukosa. Secara komersial diproduksi dari Aspergilus dan Rhizopus. Suhu optimal 50-60°C, dan pH optimal 4,0-5,0. (2) Invertase Enzim invertase menghidrolisis sukrosa pada gula bukan pereduksi saja. Hasil hidrolisis menghasilkan gula pereduksi yang rasanya lebih manis daripada sukrosa karena terbentuknya fruktosa yang sangat manis. Enzim ini disebut invertase karena pada hasil hidrolisis terjadi invertasi, yaitu perubahan arah putaran optik. Nama-nama lain dari invertase adalah invertin, sakarase, dan sukrase. Invertase penting untuk industri pengolahan pangan, khususnya industri sirup. Hidrolisis larutan sukrosa pekat akan menghasilkan sirup yang lebih manis dengan kandungan padatan terlarut lebih tinggi. Titik didih sirup gula invert lebih tinggi dan titik bekunya lebih rendah. Glukosa dan fruktosa lebih larut daripada sukrosa sehingga tidak mudah mengkristal pada konsentrasi tinggi. (3) Laktase Laktase adalah enzim yang dapat menghidrolisis gula susu (laktosa). Hidrolisis satu molekul laktosa menghasilkan satu molekul galaktosa dan satu molekul glukosa. Laktase terdapat dalam tanaman misalnya peach dan apel, juga terdapat pada bakteri (Escherichia coli), kapang (Aspergillus oryzae), dan hewan pada saluran pencernaannya. 204 Laktase merupakan enzim penting karena dapat mengubah gula susu yang sukar larut dan dengan kemanisan rendah menjadi gula yang mudah larut, tidak mudah mengkristal, dan rasanya lebih manis oleh adanya glukosa dan galaktosa. Penambahan enzim laktase pada roti yang pembuatannya memakai susu akan lebih menguntungkan, karena laktosa yang tidak dapat dihidrolisis oleh ragi dapat dipecah oleh enzim laktase menghasilkan glukosa yang dapat difermentasi oleh ragi. (4) Selulase Istilah selulase mula-mula digunakan khusus untuk enzim yang dapat memecah selulosa kapas saja. Sekarang penggunaannya lebih luas lagi, yaitu dapat memecahkan ikatan glikosidik β-1,4. Pada hewan, terutama dalam lambung hewan memamah biak, banyak terdapat mikroba anaerobik yang menghasilkan enzim selulase yang mampu mencerna selulosa dari rumput dan bahan makanan lain. Penggunaan enzim selulase dalam industri pangan sangat terbatas. (5) Aktivitas Enzim pada Pektin Pektin pada umumnya terdiri dari berbagai senyawa karbohidrat. Senyawa utamanya poligalakturonat yang terdiri dari unit asam galakturonat. Pektin terdapat dalam jaringan tanaman, terutama sayuran dan buah-buahan, letak pektin mula-mula pada dinding sel primer kemudian menempati ruang antar sel yang disebut middle lamella. Pada mulanya pektin terdapat dalam bentuk protopektin yang tidak larut dalam air dan saat sel menjadi dewasa, protopektin berubah menjadi pektin yang larut dalam air. Next >