2. Sejarah Fermentasi
Dahulu fermentasi disebut dengan perombakan
gula menjadi alkohol dan menghasilkan CO2
Reaksinya:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Banyak reaksi kimia yang terjadi tanpa
menggunakan gula sebagai substrat dan tanpa
menghasilkan CO2
3. Fermentasi adalah:
“proses yang memanfaatkan kemampuan mikroba untuk
menghasilkan metabolit primer dan metabolit sekunder dalam
suatu lingkungan yang dikendalikan”.
Fermentasi merupakan proses pengubahan bahan organik
menjadi bentuk lain yang lebih berguna dengan bantuan
mikroorganisme secara terkontrol. Mikroorganisme yang
terlibat diantaranya adalah bakteri, protozoa, jamur atau
kapang atau fungi dan, ragi atau yeast.
Contoh proses fermentasi adalah pembuatan tape, tempe,
kecap, oncom, roti, brem, keju, dan yogurt.
4. 3 hal yag diperlukan dalam fermentasi
1. Substrat atau Pangan
2. Mikroorganisme / Inokulum
3. Kondisi fermentasi
1. SUBSTRAT
Dapat Berupa Makanan Padat Dan Makanan Cair,
Yang Sudah Dimasak Maupun Bahan Makanan
Cocok Untuk Ditumbuhi Oleh Jenis
Mikroorganisme Tertentu
5. 2. Komponen substrat
air
sumber karbon
Contoh : Pati, Selulosa, Molase, Ekstrak malt
Minyak Nabati
sumber nitrogen
Contoh : corn steep liquor, yeast extract, pepton, soya
bean meal
mineral dan vitamin
6. Marudut, MPS 6
MIKROORGANISME DALAM
FERMENTASI
1.BAKTERI, contoh:
§ Pembuatan ikan asin (bakteri halofilik)
§ Pembuatan yoghurt (Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus)
§ Pembuatan yakult (Lactobacillus casei Shirota strain)
§ Pembuatan nata de coco (Acetobacter xylinum)
§ Pembuatan sawi asin (Leuconostoc)
§ Cuka (Acetobacter acetii)
7. KAPANG
a. Pembuatan tempe : Rhizopus oligosporus dan Rhizopus oryzae
b. Pembuatan oncom :
- Monilia sitophila (oncom merah)
- Rhizopus oligosphorus (oncom hitam)
c. Pembuatan keju: Penicillium requiforti dan Penicillium camemberti
d. Pembuatan angkak: Monascuss sp
a. Pembuatan anggur: Saccharomyces cerevisiae
b. Pembuatan brem: Saccharomyces cerevisiae
c. Pembuatan roti:Saccharomyces cerevisiae
Khamir
8. Marudut, MPS 8
3. KONDISI FERMENTASI
a. AEROBIK, MISALNYA:
- pembuatan asam cuka dari air kelapa
atau nira
- pembuatan ikan asin
- pembuatan tauco
- pembuatan peuyeum
b. SEMI ANAEROBIK, MISALNYA:
- pembuatan tape
- pembuatan tempe
- pembuatan roti
10. Manfaat Fermentasi :
Dapat menghilangkan atau mengurangi zat
antinutrisi
Dapat meningkatkan kandungan nutrisi
Dapat meningkatkan kecernaan
Dapat menaikkan tingkat kesehatan, lebih
menyehatkan,
Dapat menaikkan waktu simpan, tahan lama,
awet
Dapat memiliki nilai jual lebih tinggi
11. Fermentasi Pangan
Makanan fermentasi adalah makanan yg dibuat dg
bantuan mikrobia atau enzim sehingga mengalami
perubahan secara biokimiawi yg dikehendaki dan
dpt memberikan ciri spesifik mknan tsb.
Proses fermentasi lbh efisien dibanding
pengawetan lain krn meggunakan energi yg rendah.
12. Pertumbuhan Mikroba
§ Pertumbuhan pada organisme yang makro merupakan proses bertambahnya
ukuran atau subtansi atau masa zat suatu organisme,
Misal : bertambah tinggi, bertambah besar
§ Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan sebagai pertumbuhan
koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni yang semakin besar
§ Pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri.
13. Waktu generasi
Adalah : Selang waktu yang dibutuhkan sel untuk membelah
diri
Tiap spesies bakteri memiliki waktu generasi yang berbeda-
beda,
Contoh: Escherichia coli, bakteri umum yang dijumpai di
saluran pencernaan dan di tempat lain, memiliki waktu
generasi 15-20 menit
15. Tabel pembelahan biner bakteri setian 15
menit
Hubungan antara pertambahan sel dengan waktu
adalah berbentuk geometrik eksponensial dengan
rumus 2n
0’ 15’ 30’ 45’ 60’ 75’ 90’ 105’ 120’ 135’
1 sel 2 sel 4 sel 8 sel 16 sel 32 sel 64 sel 128 sel 256 sel 512 sel
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
16. Kurva pertumbuhan bakteri
Kurva tumbuh bakteri dibuat untuk menggambarkan
karakteristik pertumbuhan bakteri dalam suatu medium
Ada 4 fase, yaitu :
1. Fase lag
2. Fase log
(eksponensial)
3. Fase stasioner
4. Fase kematian
17. Kurva pertumbuhan bakteri
Fase Lag
Pada fase tidak terjadi penambahan jumlah sel, tetapi aktivitas
metabolisme sedang berlangsung untuk persiapan pembelahan sel.
Disebut juga sebagai fase adaptasi (penyesuaian)
Fase Log (Eksponensial)
Pola pertumbuhan yang seimbang dan cepat. Sel-sel bakteri
membelah secara teratur dengan laju yang konstan, tergantung pada
komposisi medium kultur dan kondisi inkubasi sampai nutrien habis.
18. Kurva pertumbuhan bakteri
Fase stasioner
Terjadi penumpukan racun akibat metabolisme sel dan
kandungan nutrien mulai habis, akibatnya terjadi kompetisi nutrisi
sehingga beberapa sel mati sedangkan yang lainnya tetap hidup.
Pada fase ini bakteri masih melakukan aktivitas memproduksi
metabolit sekunder seperti antibiotik.
Fase Kematian
Grafik menunjukkan penurunan secara tajam karena merupakan
akhir dari suatu individu yang kembali ke titik awal.
19. Temperatur optimum untuk
pertumbuhan mikroba
Psikropiles (dingin) : 0 C
- 20 C,
optimum 15 C
Mesopiles (moderat) : 20 C
- 40 C
Termopiles (panas) : 40 C
- 100 C
20. pH
pH berpengaruh terhadap sel dengan mempengaruhi metabolisme
Umumnya bakteri tumbuh pada pH 6,5 - pH 7,5
Sedikit bakteri yang hidup pada pH di bawah 4,0
a. Acidophiles, fungi, thiobacillus pH 2,0 – 5,0
b. Alkaliphilic, prokaryot, spesies bacillus, juga halophilic ,pH8,4 – 9,5
c. Neurofil, tumbuh pada pH 5,5 – 8,0
— Keberadaan mikroorganisme di lingkungan dapat dipengaruhi oleh kepekatan
suspensi/cairan di lingkungan.
— Bila kepekatan suspensi di lingkungan tinggi maka isi sel akan ke luar.
Sebaliknya kepekatan suspensi di lingkungan rendah maka akan terjadi
pergerakan massa cair ke dalam sel
Tekanan Osmotik
22. Faktor lingkungan yang menghambat
pertumbuhan mikroba
Kekurangan makanan, air, atau nutrisi
Populasi yang terlalu padat
Akumulasi metabolit yang tidak berguna
Kekurangan oksigen
Perubahan pH
Temperatur
23. Fermentasi Pangan
Mknan fermentasi adalah mknan yg dibuat
dg bantuan mikrobia atau enzim sehingga
mengalami perubahan secara biokimiawi yg
dikehendaki dan dpt memberikan ciri
spesifik mknan tsb.
Proses fermentasi lbh efisien dibanding
pengawetan lain krn mgnkan energi yg
25. Mikrobia yg digunakan utk proses
fermentasi tergantung pada :
Aktivitas air
pH
Suhu
Komposisi bahan dasar
Adanya zat-zat yang bersifat mendukung
26. Jenis mo yg dominan dlm fermentasi :
Jamur: Amylomyces, Aspergillus, Monascus,
Neurospora, Rhizopus, Mucor
Bakteri : gol BAL meliputi Pediococcus,
Leuconostoc, Lactobacillus, bakteri asam
asetat – Acetobacter, gol Bacillus
Yeast : Saccharomyces, Candida,
Endomycopsis, Torulopsis
27. Penggolongan makanan fermentasi
berdasarkan mo yg berperanan :
Homofermentasi à hanya 1 jenis spesies mo, cth tempe : Rhizopus
oligosporus
Heterofermentasi à lbh dari 1 jenis mo dari spesies yg berbeda,
cth pada ragi tdpt jamur Amylomyces, yeast Endomycopsis dan
Saccharomyces
Homomultifermentasi à 2 atau lbh strain dari spesies yg sama cth
yogurt kedelai perlu 2 strain L. acidophilus yg berbeda
peranannya.
Polifermentasi à dilakukan sejml mo dari strain & spesies yg
berbeda, mrpk tipe ferm mknan tradisional yg alami
28. Beberapa mknan fermentasi yang
tergolong homofermentatif
Oncom à ferm dari bungkil kcg tnh oleh
Neurospora intermedia
Shofu à tofu yg difermentasi jamur
Actinomucor elegans
Tempe à biji kedelai oleh jamur Rhizopus
oligosporus
29. Heterofermentatif
Tape à jamur Amylomyces, yeast Saccharomyces, Endomycopsis atau
Candida
Teh à yeast Saccharomyces bisporus, Candida sp, bakteri asam asetat
Kecap à Aspergillus oryzae atau A. sojae serta yeast dan bakteri sbg
pbtk flavor yg khas
Shoyu (soy sauce) : sama dg kecap hanya ditambah gandum
Tauco à A. oryzae
Miso à spt tauco tapi kedelai dihancurkan sblm difermentasi, A. sojae,
A. oryzae
Sake à beras ketan A. oryzae dan S. cerevisae
Sauerkraut & pickle à BAL, Leuconostoc mesenteroides, L.
plantarum, L. delbrueckii.
30. Penggolongan mknan fermentasi berdsrkan
bhn dsr yg digunakan (Campbell-Platt, 1987)
Minuman beralkohol : wine, bir, sake, brem cair
Mknan fermentasi dari serealia : roti, dll
Mknan fermentasi dari susu : keju, kefir, yogurt, dadih
Mknan fermentasi dari ikan : balacan (Phil), terasi
Mknan fermentasi dari sayuran dan buah : sauerkraut, pickle, kimchi,
tempoyak, asinan sawi
Mknan fermentasi dari kacangan : tempe, kecap, oncom, tauco, shoyu,
miso
Mknan fermentasi dari daging : salami (Aus), nham (Thai)
Mknan fermentasi dari bahan berpati : tape ketela, growol, gatot
Mknan fermentasi dari bahan lain : dage dari ampas kelapa, tempe
bongkrek dari ampas kelapa, nata de coco,
31. Penggolongan mknan fermentasi di negara2
Asia mnrt Steinkraus (1982)
Mknan ferm yg dihslkan berdsrkan proses proteolisis pada protein nabati oleh
aktivitas enzim mikrobia contoh : soy sauce dari China, Shoyu dan miso dari
Jepang, kecap dan tauco dari Ind
Mknan ferm yg dihslkan berdsrkan proses hidrolisis ikan/udang dlm lart garam
pekat misal petis, terasi
Mknan ferm yg dihslkan memp tekstur yg menyerupai daging dari bahan
serealia atau kacang2an sbg substrat misal tempe, oncom
Mknan ferm dg mempergunakan prinsip koji sbg inokulan misal soy sauce,
miso, kecap, tempe, oncom, tape, brem, sake
Mknan ferm yg dihslkan berdsrkan proses yg dpt menghasilkan asam2 organik
sbg hasil utamanya misal kimchi, tape
Mknan ferm yg dihslkan berdsrkan proses fermentasi alkohol misal sake, tape
ketan, tape ketela, brem
32. Penggolongan lain :
Proses fermentasi yang dapat menghasilkan flavor seperti daging dari protein nabati (soy sauce,
shoyu, kecap, miso/tauco)
Proses fermentasi yang dapat menghasilkan flavor spt daging dari protein hewani (saus ikan,
udang, pasta ikan)
Proses fermentasi yg dpt membentuk tekstur spt daging dari bahan serealia (tempe, oncom)
Proses fermentasi yang ditujukan untuk menaikkan kandungan protein dari bahan berpati (tape
ketan, tape ketela)
Proses fermentasi yg ditujukan untuk memperkaya produk dengan vitamin (tape, tempe, oncom)
Proses fermentasi yg ditujukan utk produksi roti dari bahan bukan gandum
Proses fermentasi yg ditujukan utk mengurangi waktu pemasakan dan bahan bakar yg
dipergunakan (tempe, oncom)
Proses fermentasi yg ditujukan sbg pengawetan dgn biaya yg relatif rendah (pickle, sauerkraut,
kimchi)
34. Tempe
Ciri-ciri : warna putih, tekstur kompak,
flavor spesifik
Warna putih disebabkan miselia jamur yg
tumbuh pada permukaan biji kedele
Jamur Rhizopus oligosporus
35. Sifat-sifat jamur R. oligosporus
Tidak dapat menggunakan sumber karbon dari KH biji kedele spt stakhiosa, rafinosa,
dan sukrosa, ttpi bisa mgnkan sumber C dari glukosa, fruktosa, galaktosa, dan maltosa
Memp aktivitas enzim lipase yg tinggi
Sbg sumber N digunakan garam amonium dan aa spt prolin, glisin, asam aspartat, dan
leusin
Memp aktivitas proteolitik yg tinggi
Tdk memp aktivitas pektinase
Dpt mensintesa komponen antioksidan yi isoflavon
Dpt menghslkan aroma dan flavor spesifik tempe
Dpt menghslkan komponen antibakteri
Dpt menghambat pertumbuhan, sporulasi, dan pembentukan aflatoksin oleh A. flavus
dan A. parasiticus
Dpt menghambat pbtkan toksin oleh Pseudomonas cocovenenans pada pembuatan
tempe bongkrek
40. Kecap
Kecap dalam masakan berperan sbg penguat flavor
Inokulan : A. oryzae dan A. sojae (dominan), BAL yg
bersifat homofermentatif terutama Pediococcus cerevisiae,
L. delbruekci, dan yeast yg toleran thd garam tinggi
Utk industri RT banyak yg mgnkan inokulan tempe
Yg pertama kali tumbuh adalah BAL (membtk aroma dan
flavor yg spesifik) à menghslkan asam à pH turun à
kondisi opt utk pertumbuhan yeast (menghslkan etanol,
komponen flavor)
41. Pembuatan kecap
Biji kedelai
Pencucian
Perebusan
Penirisan dan pendinginan
Fermentasi koji/jamur
Pengeringan dan penghilangan miselia jamur
Fermentasi moromi (dlm larutan garam) 2 mg-2 bl
Ekstraksi dan filtrasi
Perebusan, Penambahan gula kelapa dan bumbu
Pembotolan
Kecap
43. Pembuatan tauco
Biji kedelai
Pencucian
Perendaman 12 jam
Penghilangan kulit
Perebusan 1-2 jam
Penirisan dan pendinginan
Pencampuran tpg tapioka/beras 1:2
Inokulasi
Inkubasi 2-5 hari
Perendaman dlm lart garam 20%
Inkubasi 21-30 hari
Tauco mentah
Pemasakan dg penambahan bumbu
44. Fermentasi sayuran dan buah-buahan
Sayuran dan buah-buahan digarami terlebih
dahulu, kemudian dilanjutkan dg fermentasi
à asinan
Proses fermentasi berlangsung secara
spontan (tanpa starter)
Contoh :
n Tempoyak : fermentasi durian; asinan sawi
46. Yoghurt
Susu yg difermentasikan oleh L. bulgaricus
dan S. thermophilus yang memp rasa asam
yg segar dan tekstur semi padat
Mrpk produk khas Eropa akan tetapi di
negara2 lain dpt memp nama yg berbeda
mis jugurt à Turki, dahi à India, dadih à
Indonesia
48. Pembuatan yogurt
susu ultra low fat 90% (v/v), skim 2% (b/v), gula 10% (b/v), essence 0,3% (b/v)
dicampur
dipasteurisasi 85 o
C, 30 menit
didinginkan 40 o
C
diinokulasi dengan starter 10% (v/v)
tuang ke cup steril @ 50-60 ml
inkubasi 43 o
C, 6-7 jam
disimpan di cool room (4 o
C)
yogurt dingin
Keterangan :
starter dibuat dari campuran kultur L. bulgaricus : S. thermophilus = 1:1 atau
L. bulgaricus : Lactobacillus spp Dad13 : S. thermophilus = 1:1:2 atau
L. bulgaricus : Lactobacillus plantarum Mut7 : S. thermophilus = 1:1:2
49. Keju
Susu yg diinokulasi oleh mikrobia yg
membentuk asam laktat dan membentuk
curd/jendalan à dipress shg air hilang à
ripening/pematangan
Mikrobia yg digunakan gol bakteri asam
laktat dan jamur ttt misal P. roqueforti
50. ‘Soft’ cheeses
Possess an outer rind composed of hyphae of
Penicillium camemberti and yeast cells of
Geotrichum candidum.
Swiss cheeses
Propionobacter species produce propionic acid
giving these cheeses their distinctive flavour, whilst
the CO2 released makes the characteristic holes.
‘Blue’ cheeses
Veination in blue-cheese results from growth of
Penicillium species, most commonly P.roquefortii
and P.glaucum.
57. Fermentasi ketela pohon dan beras
ketan : Tape
Inokulum ragi : yeast & jamur amilolitik,
bakteri asam laktat (BAL)
Yeast & jamur amilolitik akan memecah
pati mjd gula sederhana, fermentasi
dilanjutkan yeast dan BAL
Fermentasi berlangsung 1-2 hari à tekstur
mjd lunak, berair, rasa dan aroma yang
58. Fermented plant products include:
Bread Saccharomyces cerevisiae converts sugars into
CO2 and ethanol. CO2 expands during baking,
giving an open structure. Amylase breaks down
starch. Proteases digest gluten, altering texture.
Alcohol Saccharomyces cerevisiae (or S.carlsbergensis)
is often used to ferment sugars to alcohol and
CO2 in beer, wine and spirit production.
* In the production of rice wines, filamentous
fungi such as Aspergillus (Saki) and Rhizopus
(Sonti) are used. Other moulds such as Botrytis
may alter the flavour of traditional wines.
