Teknologi fermentasi dan aplikasinya dalam pengolahan produk pangan

1. Teknologi Fermentasi
Ditulis oleh: Cindy Mutiara Septani, ST, M.Sc., Ph.D.
10 September 2022

2. Fermentasi
• Berasal dari bahasa Latin “fervere” yang
berarti merebus (to boil).
• Arti kata tersebut dikaitkan dengan kondisi
cairan bergelembung atau mendidih akibat
aktivitas ragi pada ekstraksi buah-buahan
atau biji-bijian.
• Gelembung berasal dari CO2 yang
dihasilkan dari katabolisme anaerobik
terhadap kandungan gula.
• Kini, tidak hanya gula, fermentasi juga
meliputi perombakan protein dan lemak
oleh aktivitas mikroorganisme. Hasil fermentasi bir
(https://winning-homebrew.com/beer-fermentation.html)

3. Peran Mikroorganisme dalam Teknologi
Fermentasi
• Mikroorganisme yang berperan
penting dalam fermentasi
bahan pangan antara lain:
1. Bakteri pembentuk asam
laktat
2. Bakteri asam propionat
3. Bakteri asam asetat
4. Bakteri jenis khamir
penghasil alkohol

4. 1. Bakteri Asam Laktat
• Menghasilkan sejumlah asam laktat
sebagai hasil akhir dari metabolisme gula
(karbohidrat).
• Bakteri menghasilkan asam laktat yang
menurunkan nilai pH sehingga
menghambat pertumbuhan jenis
mikroorganisme lainnya.
• Bakteri asam laktat terbagi dalam 2
kelompok:
▫ Homofermentative (menghasilkan asam
laktat), cth:Steptococcus
▫ Heterofermentative (menghasilkan asam
laktat, alkohol, ester dan CO2), cth:
Lactobacillus.
Streptococcus lactis (produksi keju),
Lactobacillus bulgaricus
(produksi yogurt)

5. 2. Bakteri Asam Propionat
• Mampu memfermentasikan
karbohidrat dan juga asam
laktat dan menghasilkan
asam propionat, asetat, dan
CO2.
• Mayoritas merupakan jenis
Propionibacterium untuk
produksi keju Swiss Propionibacterium freudenreichii

6. 3. Bakteri Asam Asetat
• Bakteri asam asetat mampu
mengoksidasi alkohol dan
karbohidrat lainnya menjadi
asam asetat
• Mayoritas bersifat aerobik.
Acetobacter aceti untuk produksi
cuka
Acetobacter xylinum untuk produksi
nata de coco

7. 4. Khamir/Ragi
• Khamir digunakan dalam
fermentasi yang menghasilkan
alkohol/etanol.
• Saccharomyces cerevisiae adalah
jenis yang utama yang berperan
dalam produksi minuman
beralkohol seperti bir dan anggur
dan juga digunakan untuk
fermentasi adonan dalam
perusahaan roti. Saccharomyces cerevisiae

8. 5. Kapang/Jamur
• Beberapa jenis kapang digunakan
dalam fermentasi keju,
pembuatan tempe, oncom dan
kecap manis.
Rhizopus
oligosporus untuk
produksi tempe
Aspergillus wentii untuk
produksi kecap

9. Karakteristik Penting yang Harus Dimiliki
Mikroorganisme dalam Proses Fermentasi Pangan
1. Mampu tumbuh dengan cepat dalam lingkungan yang
sesuai.
2. Memiliki ketahanan fisiologi dan memilki enzim-enzim
esensial yang banyak untuk melakukan konversi
fermentasi secara kimia.
3. Mampu menghasilkan produk dengan maksimum
dalam kondisi yang sesuai.

10. Berdasarkan sumber mikroorganismenya,
fermentasi dibagi menjadi 2:
1. Fermentasi spontan: fermentasi terjadi tanpa
penambahan starter mikroorganisme. cth: sayur asin.
2. Fermentasi tidak spontan: fermentasi terjadi dengan
penambahan starter mikroorganisme. cth: fermentasi
tempe dengan penambahan ragi

11. Proses Fermentasi Kecap Manis
• Fermentasi kecap dilakukan melalui hidrolisis protein kedelai
(koji) oleh enzim protease dari jamur Aspergillus sp.

12. Faktor-Faktor Penting dalam Fermentasi Kecap
1. Waktu pemasakan yang
singkat dengan tekanan tinggi
meningkatkan aktivitas
hidrolisis.
2. Aerasi yang baik untuk
menghindari tumbuhnya jamur
anaerob.
3. Suhu fermentasi 30o C.
4. Kadar air dijaga 40-50%

13. Proses Fermentasi Tempe
• Fermentasi tempe melibatkan 2
tahap: fermentasi oleh bakteri
(selama perendaman) dan
fermentasi oleh jamur (selama
peragian).
• Fermentasi selama perendaman
meurunkan pH hingga 4.5-5.5 yang
nantinya mendukung pertumbuhan
jamur.
• Rhizopus oligosporus menghasilkan
enzim protease yang memecah
protein kedelai menjadi asam
amino.

14. Kondisi Fermentasi Tempe
• Perendaman sebaikanya
dilakukan semalam.
• Suhu optimum fermentasi
ialah 37o C.
• Waktu fermentasi berkisar
antara 24-72 jam.

15. Fermentasi Angkak
• Angkak adalah hasil fermentasi beras
menggunakan jamur Monascus
purpureus dengan enzim amilase dan
protease yang menghasilkan pigmen
merah dan kuning serta etanol.
• Produk ini digunakan untuk pewarna
alami pada ikan, rice wine, keju, kedelai,
acar dan daging asin.
• Selain itu angkak juga memiliki khasiat
dalam penyembuhan asma dan penyakit
kandung kemih.
Angkak
Monascus purpureus

16. Kondisi Optimum
• Suhu fermentasi optimum 20-
37oC.
• pH optimum 3-7.5
• Selain zat warna, proses
fermentasi juga menghasilkan
etanol dan aasam asam
organik.

17. Fermentasi Yogurt
• Yogurt merupakan hasil
fermentasi susu dengan bakteri
asam laktat Lactobacillus
bulgaricus dan Steptococcus
thermophilus.
• Suhu optimum untuk fermentasi
42-45oC.
• pH optimum untuk fermentasi 6

18. Fermentasi Asinan/Pikel
• Acar merupakan hasil pengolahan
sayuran dan buah secara fermentasi
degan larutan garam.
• Mikroorganisme yang berperan
merupakan bakteri asam laktat.
• Terbentuknya asam laktat berfungsi
dalam memperpanjang masa
simpan sayur dan buah.
• Contoh acar: kimchi, sayur asin,
acar.

19. Kondisi Fermentasi Asinan
• Perlakuan pendahuluan meliputi
pencucian dan perendaman
dengan klorin 50 ppm.
• Konsentrasi larutan garam 8%
dengan suhu 30oC.
• Kandungan gula optimum 5-20%
• Fermentasi dilakukan dalam
kondisi anaerob.

20. Fermentasi Nata de Coco
• Acetobacter xylinum mengubah gula
dalam air kelapa menjadi asam asetat.
• Fermentasi terjadi secara aerob shg
proses aerasi harus diperhatikan.
• pH optimum adalah 5-5.5 dan suhu
optimum 28-31oC.
• Konsentrasi glukosa optimum adalah
5-8%.
• Yeast ekstrak dan pepton dapat
digunakan sbg sumber nitrogen.