FERMENTASI DAN MIKROORGANISME YANG TERLIBAT

Ragam produk fermentasi sangatlah banyak dan beragam baik yang berasal dari Indonesia ataupun dari berbagai negara. Tiap prduk melibatkan satu atau lebih mikroorganisme.  Apabila lebih dari satu mikrobia maka akan terjadi suatu kondisi yang saling mendukung untuk menghasilkan produk yang sesuai dengan kebutuhan manusia. Produk fermentasi ada yang telah diketahui macam dan fungsi mikrobianya adapulan yang belum diketahui secara pasti. Beriktu beberapa produk fermentasi dan mikroorganisme yang terlibat di dalamnya dengan beberapa peran yang tela diketahui.

  • 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.

  • 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 sertaeberapa 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. Adanay alkohol juga memacu tumbuhnya bakteri pengoksidasi alkohol yaitu Acetobacter aceti yang mengubah alkohol menjadi asam asetat dan menyebakan rasa masam pada tape yang dihasilkan.

  • 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.

  • 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.

  • Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat banyak terjadi pada susu. Jasada 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

  • 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

  • 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.

  • 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.

  • Fermentasi Yogurt

Produksi yogurt dimulai dengan kondisioning susu. Kandungan air pada susu mula pertama diturunkan hingga 25% dengan evaporasi vacuum 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.

  • 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 brevis dan khamir (Torulopsis holmii dan Saccharomyces delbrueckii).

  • Fermentasi Keju

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

  • 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

  • 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. Acetobacter sebagai bakteri utama dalam kultur kombucha mengoksidasi etanol menjadi asetaldehid lalu kemudia menjadi asam asetat. Aktifitas biokimia yang kedua dari bakteri Acetobacter 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.

  • 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.

  • 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.

Tags: ,

44 Responses to FERMENTASI DAN MIKROORGANISME YANG TERLIBAT

  1. fitri says:

    Assalamualaikum,
    Pak saya mau tanya tentang bakteri corynebacterium glutamicum dalam perananya untuk pembuatan L-lisin dengan media molasses.

    1. Apakah media yang dibutuhkan corynebacterium proses pembuatan L-lisin dan msg itu sama ?
    2. apakah saja komposisi yang terkandung dari media miring corynebacterium dan media staternya? yang saya tahu hanya sebatas sumber carbon tetes tebu sedangkan sumber nitrogen urea namuan secara detil saya tidak tahu.
    3. Dimana saya bisa membeli bakteri corynebacterium glutamicum
    atas perhatiannya saya ucapkan terima kasih pak.

  2. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    1. medium sama hanya mikrobia yang digunakan sudah mengalami perbaikan genetis.
    2. nanti saay buatkan artikelnya
    3. di Pusat studi pangan dan gizi ugm hubungi pak joko sutrianto (laboran) atau bu ratna (admonistrasi)

  3. blablabla says:

    ass. wr. wb.

    pak, kalo tingkat fermentasi kompos itu gimana??

  4. fredy says:

    asw, pak hidayat sy fredy, mhsw kimia undip semarang. sy sedang menyelesaikan TA ttg bioethanol, tp sy sdg mengalami kesulitan. sy mau ty medium apa yang plg baik untuk pertumbuhan s.cerevisiae jd etanol? pakai YM medium, PDA ato apa? tlg ptjknya. bls ke sini dan ping2x_chemo@yahoo.com

  5. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    sama baiknya Sc gampang hidupkok jadimpilih saja mana yang murah, sayapun kadang bikin sendiri dari ekstrak kentang. kalo untuk bikin etanol ya pakai medium yang murah dengan tambahan nutrii

  6. nur hidayat says:

    apa yang dimaksuds tingkat fermentasi?
    apa tahap fermentasi?

  7. abadi says:

    ass pak nur,
    Saya ingin menanyakan bakteri atau jamur yang dapat mengubah selulosa menjadi gula itu apa ya pak? kalau mengubah gula menjadi selulosa kan contohnya Acetobacter xylinum pada nata de coco. Kalau sebaliknya? mohon panjenengan balas ke email saya rs_abadi@yahoo.com

  8. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    keblikannya justru lebih banyak misalnya Celulomonas dsb

  9. bella says:

    pak, kalo proses sulfuring pada pembuatan wine/cider buah tuh pake natrium sulfit ato natrium bisulfit?

    makasih..

  10. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    pakai natrium metabisulfit

  11. leysya says:

    pak…saya ada tugas mencari 10 jenis khamir beserta ciri2 dan gambar serta proses kehidupannya.tolong beri info ya Pak.terimakasih sebelumnya

  12. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    akan saya usahakan tapi gambar? ini yang agak repot karena memuat banyak memori

  13. sabiha says:

    bagaimana catra fermentasi untuk bioetanol dari kentang?
    saya butuh segera untuk bahan laporan saya!
    terimakasih

  14. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    prinsipnya sama untuk setiap fermentasi alkohol. jika bahan berpati maka umumnya didahului proses sakarifikasi dilanjutkan fermentasi. pati harus diubah terlebih dahulu menjadi gula kemudian gula difermentasi. tapi apa ga rugi ya kalau dari kentang. kentang kan komuditas pangan yang penting?

  15. hanny says:

    Pak, saya guru pembimbing KIR di skul, fermentasi untuk pembuatan minyak yang paling baik menggunakan biakan mikroba apa Pak

  16. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    minyak dalam bahan nabati umumnya terikat oleh protein sehingga dapat larut pada air, misalnya minyak kelapa ada pada santan, sehingga minyak yang harusnya tidak bercmpur dengan air jadi bercampur karena protein berfungsi sebagi emulsifier. untuk memisahkan minyaknya maka kita harus menghancurkan proteinnya, misal dengan pemanasan maka protein menggumpal (blondo) dan minyakterpisah air diuapkan. jika fermentasi maka yang dipilih adalah mikrobia yang mempunyai atau menghasilkan protease yang fungsinya memecah protein, misal jamur pada ragi tempe, mikrobia pada ragi tape dsb yang dapat pula kita isolasi sendiri.
    pada fermentasi ini jika protein dipecah maka lemak akan terpisah dari air sehingga terbentuk tiga lapisan yaotu air, protein dan minyak.
    semoga bermanfaat

  17. KrisBelucci says:

    Hi, good post. I have been wondering about this issue,so thanks for posting.

  18. Siradj says:

    pak, bagaimana cara mengisolasi Acetobacter acety, saya mau fermentasi cuka rosela nih. makasih ya pak sebelumnya

  19. Hi, good post. I have been woondering about this issue,so thanks for posting. I’ll definitely be coming back to your site.

  20. zhee says:

    pak mau nany ne dalam pembuatan etanol, pemakaian dosis kayak kebutuhan nitrogenny ma raginy berapa % klo larutanny dalam 1 L dan kadar glukosany sekitar 14%???
    matur nuwun y pak,,,,

  21. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    nitrogen sangat sdikit ya. kalau pakai amoniumsulfat paling hanya 0,25%. ragi biasanya diperbanak duludalam mediacair kemudian digunakan maksimum 10% (sebagai starter)

  22. Fadil says:

    Assalamu’alaikum Wr. Wb.
    Pak Nur Hidayat, saya mau tanya, untuk membuat gula cair atau pun bioetanol dari singkong, jagung dll, dibutuhkan enzim untuk memecah pati menjadi gula. Berhubung ada kendala pada enzim alfa dan gluko amilase (sulit dicari, harga mahal dan tidak bisa beli sedikit), apakah kecambah/tauge dari kacang kedele atau kacang hijau dapat dipakai sebagai alternatif sumber enzim alfa amilase? Terima kasih sebelumnya.
    wassalamu’alaikum Wr. Wb.

  23. yhan's says:

    Ass..
    pak maf ganggu..
    sya siswi SMA,, mw tny klo mmbwt studi kasus tuc sma ngga kya bwt makalah ?
    sya mnglami ksulitan t’utma mslh urutan penulisanx bgaimna, apa mnggunakn kata pengantar,daftar isi yg sprti itu??sya mndpt tgas untuk mmbuat mkalah hasil penerapan Bioteknologi sperti pembuatan nata de coco,kira2 pmbhasanx apa z y pak? trimkasih sblumnya pak.. n tlong balas ke loved_diary@rocketmail.com

  24. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    setahu saay beda, tapi tergantung pihak penyelenggara, karena urutan dan isi diatur oleh penyelenggara.
    Pembahasan yang baik apabila kita dapat mencemati sumber daya lokal yang ada dan dikaitkan dengan produk yang akandihasilkan.adakah inovasi produk yang dapat dilakukan? sehinggaada daya tarik meski hanya merupakan gabungan dari artikel dan bukan penelitian (kan makalah saja)
    misal: Potensi limbah cair …… sebagai sumber bahan baku kertas melalui fermentasi nata dan mencegah kerusakan hutan akibat permintaan kertas yang terus meningkat.
    maka yang dibahas adalah
    1, kebutuhan kertas dunia atau indonesia
    2. kerusakan hutan akibat penebangan pohon untuk pulp
    3. adanya selulosa dari mikrobia (nata) yang dapat digunakan untuk kertas
    4. nata dapat dihasilkan dari limbah
    5. dst

  25. nunu says:

    bgus

  26. The article is usefull for me. I’ll be coming back to your blog.

  27. GarykPatton says:

    You know so many interesting infomation. You might be very wise. I like such people. Don’t top writing.

  28. memel says:

    bagaimana cara fermentasi vitamin

  29. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    saya coba masukkan satu jurnal tentang produksi riboflavin. seilahkan dibaca sndiri pada kolom kiri bagian jurnal lalu di download

  30. CrisBetewsky says:

    It’s a masterpiece. I have never thought people can have such ideas and thoughts. You are great.

  31. ada g’ hal yang berhubungan didalam fermentasi dengan vitamin ??

    jk ada tlg kasih tau’ yah…

    lwat email j..
    pleas. . .

  32. nurhidayat says:

    ada tentang fermentasi riboflavin, silahkan dilihat di bar sebelah kiri pada jurnal. dan dapat di download,kecuali butuh yang lain nanti saya tambahkan

  33. mkasih y pa’…

    jadi saya udah tau bhwa fermentasi juga terjadi pada vitamin

    boleh kan saya ntr nanya’2 lagi. . .

    thank be4…

  34. Dicky says:

    saya sudau dapat banyak dari artikel anda…

    tapi ada lagi yang kuarang sepertinya,,,

    fermentasi pada roti, bir atau wine, asam cuka, acar, asinan, lisin. dan penisilin belum ada…

  35. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    akan coba saya tambahkan.tunggu ya. masih banyak liburan jadi belum konsentrasi

  36. paul says:

    bisa nga buah mangga dibuat minuman probiotik,.?

  37. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    bisasilahkan coba

  38. gabriela says:

    pak, saya ela siswi sma yang kemaren rabu sempat bertemu dengan bapak di LPPT UGM.
    saya sudah mem posting pertanyaan saya berkenaan dengna fermentasi singkong yang saya lakukan di blog bapak yang di ptp2007.
    mohon kesediaan bapak untuk membalasnya ke email saya di gabriela.1992@yahoo.com
    karena ini sangat saya butuhkan. terima kasih .
    bapak di jogja samapi kapan ya ?

  39. erin says:

    aslkm! pak saya mau tanya jenis mikroba apa saja (jamur,bakteri,ragi) yang mampu menghidrolisis lemak/minyak??????

  40. aurel says:

    Pa, asya mau tanya, kalau fermentasi tempe reaksinya bagaimana y Pa? Trimakasih

  41. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    reaksi yang mana.?
    pada tempe setelah diinokulasi jamur akan tumbuh pada permukaan biji kedelai atau substrat dan mengeluarkan enzim untuk membantu metabolismenya.dalam proses ini kedelai akan diselubungi hifa menjadi bahan yang kompak dan protein tercerna meningkat sehingga protein tempe lebih baik drpd kedelai.

  42. praba says:

    pak mau tanya pengaruh lama fermentasi padaa asam asetat dan pengaruh penambahan urea pada fermentasi asetat??

  43. Avatar of nurhidayat nurhidayat says:

    untuk erin bakteri dan mikrobia yang menghidrolisis lemak sangat banyak silahkan cari di http://aem.asm.org akan dijumpai puluhan dan gratis kok.
    untuk praba waktu fermentasi sangatlah berpengaruh terhadap kadar yang dihasilkan krean semakin lama ermentasi maka hasil metabolisme makin banyakasal nutrisi masih ada dan metabolit tidak menghambat pertumbuhan.
    pengaruh urea? tidak begitu penting sebatas sebagai sumber nitrogen. mungkin ada yang lain juga

  44. Dewi says:

    ass..
    mf pak sy mw nanya..
    jenis jamur yg berperan dalam pembuatan keju apa saja ya?
    kalo penicillium camembertii apakah menghasilkan warna biru pada keju?
    trima kasih

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *


*

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>