Fermentasi Buah Anggur Segar Dengan Pemanfaatan Saccharomyces cerevisae

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fermentasi adalah salah satu reaksi oksidasi reduksi di dalam system biologi yang menghasilkan energy,dimana sebagai donor dan akseptor elektron adalah senyawa organik. Makanan yang dibuat secara fermentasi telah diketahui sejak berabad-abad yang lalu di Negara-negara Timur Tengah. Ternyata makanan yang dibuat dengan fermentasi mampu memeperpanjang daya simpan suatu produk. Tape singkong adalah produk yang dihasilkan dari proses fermentasi ,dimana terjadi suatu perombakaan bahan-bahan yang tidak sederhana,sebagai contoh zat pati dalam singkong diubah menjadi bentuk yang sederhana dengan bantuan suatu mikroorganisme yang disebut ragi atau khamir.

Ahli kimia Perancis,Louis Pasteur adalah seorang zymologist pertama ketika di tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai “respirasi (pernafasan) tanpa udara”. Pasteur melakukan penelitian secara hati-hati dan menyimpulkan,bahwa fermentasi alcohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi,pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel secara simultan. Fermentasi berasal dari bahasa latin ferfere yang artinya mendidihkan,yaitu berdasarkan ilmu kimia terbentuknya gas-gas dari suatu cairan kimia yang pengertiannya berbeda dengan air mendidih. Gas yang terbentuk adalah karbondioksida.

Penemuan cara fermentasi ini diawali dengan pembuatan bir sekitar 6.000 tahun sebelum Masehi. Pada pembuatan roti dengan bantuan khamir atau ragi sekitar 4.000 sebelum masehi. Pembuatan kecap dan tauco di Cina sejak 722 SM. Fermentasi berkembang kira-kira abad ke-17 dimana fermentasi anggur menggunakan bakteri Acetobacter menghasilkan asam asetat (asam cuka). Thun 1817,mulai di produksi enzim dari tumbuhan dan jaringan hewan yan dapat memecah zat pati menjadi gula maltose (diatase). Tahun 1860,suatu enzim dari khamir dapat memecahkan sukrosa menjadi glikosa dan fruktosa. Ahli kimia Jerman,Eduard Buchner,pemenang Nobel Kimia tahun 1907,berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekresi dari ragi yang ia sebut zymase.  

Berkat banyaknya penelitian yang dilakukan para ahli maka fermentasi adlah reaksi oksidasi-reduksi,dimana zat yang dioksidasi (pemberi elektron) maupun zat yang direduksi (penerima elektron) adalah zat organik dengan melibatkan mikroorganisme seperti bakteri,kapang dan ragi. Zat organic yang digunakan umumnya glukosa yang dipecah menjadi aldehyde,alcohol atau asam. Makanan fermentasi adalah suatu produk makanan yang dibuat dengan bantuan mikroorganisme tertentu. Mikroba menggunakan komponenen pada bahan sebagai subtract untuk menghasilkan energi,membangun komponene sel,dan menghasilkan metabolit produk. Akibat aktifitas mikroba,makanan akan mengalami serangkaian perubahan biokimia yang dikhendaki dan memeberikan ciri spesifik makanan tersebut. Untuk melakukan metabolisme,meikroorganisme tersebut membutuhkan sumber energi berupa karbohidrat,protein,mineral dan zat-zat gizi yang terdapat dlam bahan pangan. Dalam proses mokroorganisme pertama kali akan menyerang karbohidrat,kemudian protein dan selanjutnya lemak. Bahkan terjadi tingkatan penyerangan terhadap karbohidart yaitu terhadap gula,kemuddian alcohol,selanjutnya terhadap asam.

Banyak keuntungan dari pangan fermentasi bahkan dari sfat-sifat organoleptic atau inderawi,peningkatan nilai gizi dan sanitasi. Keuntungan makanan dari hasil fermentasi antara lain memberikan penampakan,dan cita rasa yang khas,seperti tempe,oncom,tauco yang berbeda dengan penampakan atau rasanya dengan bahan aslinya yaitu kedelai. Selain itu mempunyai aroma yang lebih disukai dengan terbentuknya asam,alcohol,ester dan senyawa pembentuk aroma lainnya pada bir,youghurt,keju,kecap,anggur,acar,tape,,tauco,brem danlainnya. Mkanana hasil fermentasi akan menjadi lebih awet,lebih aman,nilai cerna lebih meningkat,serta memberikan flavor yang lebih baik.

Berbagai bahan baku antara lain susu,daging,ikanbuah dan sayur,serealia,kacang-kacangan dan biji-bijian dapat difermentasikan secara sendiri-sendiri maupun kombinasi dengan berbagai mikroba antara lain bakteri,yeast,jamur maupun bakteri. Bermacam-macam produk fermentasi yang dikenal antara lain youghurt,sosis,kecap,pikel,bire,wine dan sebagainya.

Proses fermentasi dapat dilakukan secara alami,dimana mikroba yang secara alami yang terdapat pada bahan dibiarkan berkembang dengan pengaturan faktor lingkungan yang sesuai untuk mikroba yang diinginkan. Fermentasi dengan menggunakan kultur murni menghasilkan produk yang lebih seragam. Fermentasi pangan kan berhasil bila dilakukan pengaturan terhadap pertumbuhan mikroba,antara lain suhu,kelembaban,Aw,Ph,jenis dan komposisi bahan baku yang sesuai untuk pertumbuhan mikroba yang diinginkan. Setiap mikroba memiliki karakteristik yang berbeda-beda,sehingga untuk menghasilkan suatu produk yang diinginkan,pengetahuan terhadap karakteristik mikroba serta faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pertumbuhannya sangat diperlukan untuk menghasilkan suatu produk fermentasi yang diinginkan dan aman untuk di konsumsi.

Prinsip pengawetan dengan fermentasi, fermentasi merupakan proses perubahan karbohidrat menjadi alcohol. Zat-zat yang bekerja pada proses ini ialah enzim Yng dibuat oleh sel-sel ragi. Lamanya proses peragian tergantung dari bahan yang akan diragikan. Fermentasi terbagi dua tipe, tipe berdasarkan tipe kebutuhan akan oksigen yaitu tipe aerobic Tu butuh oksigen dan anaerobic atau tanpa oksigen. Tipe aerobik adalah fermentasi yang padaa prosesnya memerlukan oksigen.

Secara umum,fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobic,akan tetapi,terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Hasil-hasil fermentasi tergantung pada jenis banahn pangan yang dikenal dengan sitilah substrat,macam mikroba,dan kondisi disekelilingnya yang mempengaruhi pertumbuhan dan metabolism mikroba tersebut.

Semua organisme untuk hidupnya memerlukan sumber energy yang diperoleh dari hasil metabolism bahan pangan,dimana mikroorganisme itu berada. Bahan energy yang banyak digunakan mmikroorganisme untuk tumbuh adalah gula berupa glukosa. Dengan adanya oksigen maka mikroorganisme dapat mencerna glukosa menghasilkan air,karbondioksida dan sejumlah besar energy. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol,asam laktat,dan hydrogen. Akan tetapi beberapa kompnen lain dapa juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirtat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dan minuman beralkohol lainnya.

Sedangkan tipe anaerobik adalah fermentasi yang pada prosesnya tidak memerlukan oksigen. Beberapa mikroorganisme dapat mencerna bahan energinya tanpa adanya oksigen. Jadi hanya sebagian bahan energy itu diprcah,yang dihasilkan adalah sebagian dari energy,karbondioksida dan air,termasuk sejumlah asam laktat,etanol,asam volatile dan ester.

Pada tipe-tipe tersebut harus diperhatikan perubahan secara mikrobiologi dalam makanan,dimana mikroba yang bersifat fermentatif dapat mengubah karbohidrat dan turunannya menjadi alcohol,asam dan karbondioksida.

Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat,glukosa dengan senyawa kimia C₆H₁₂O₆ yang merupakan gula paling sederhana,melalui fermentasi akan menghasilakn etanol dengan senyawa kimia C₂H₅OH. Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi,dan digunakan pada produksi makanan. Seperti ditunjukan pada persamaan reaksi di bawah ini.

Persamaan fermentasi diatas dapat dinyatakan sebagai berikut : Gula (glukosa,frukiosa,atau sukrosa)→Alkohol (etanol)+ Karbondioksia+  Energi (ATP)

Jalur biokima yang terjadi,sebenarnya bervariasi tergantung jenisgula yang terlibat,tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis,yang merupakan bagaian dari tahap awal respirasi aerobic pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan.

Selain gula protein dapat dipecah oleh mikroba proteolitik yang dapat memecah protein dan komponene nitrogen lainnya,sehingga menghasilkan bau busuk yang tidak diinginkan. Misalnya Proteus vulgaris atau mikroba lain yang menghasilkan komponene yang mengandung nitrogen dan memeberikan bau busuk pda makanan,seperti NH₃. Pemecahan protein yang mengandung asam amino tryptophan di dalam perut besar dipecah menjadi senyawa indol dan skatol yang berbau busuk. Sedangkan mikroba lipolitik misalnya Alakaligenes lipolyticus atau mikroba lainnya yang menghasilkan asam-asam lemak,akan menghidrolisa lemak,fosfolipid dan turunannya yang menghasilkan bau tengik. Bila alcohol dan asam yang dihasilkan mikroba cukup tinggi,maka pertumbuhan mikroba proteoliti dan lipolitik dapat dihambat.

Pada kebanyakaan tumbuhan dan hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob,namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal,maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energy tanpa adanya oksigen,nama lainnya adalah respirasi anaerob. Dari hasil akhir fermentasi,dibedakan menjadi fermentasi aksam laktat/asam susu dan fermentasi alkohol

Fermentasi alkohol, pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energy terlaksana karena asam virufat diubah menjadi asam asetat+CO2 selanjutnya asam asetat dirubah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol,satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP,bandingkan dengan respirasi aerob,satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.

Reaksi :

1.       Gula (C₆H₁₂0₆)→Asam piruvat (glikolisis)

2.       Dekarbeksilasi asam piruvat.

Asampiruvat→asetaldehid + CO₂ piruvat dekarboksilase (CH₃CHO)

3.       Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol).

2 CH₃CHO + 2 NADH₂ → 2 C₂H₅OH+ 2 NAD.

Ringkasan reaksi :

C₆H₁₂O₆→2 C₂H₅OH+2 CO₂+2 NADH₂+Energi

Fermentasi merupakan kegiatan mikrobia pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikhendaki. Mikrobia yang umumnya terlibat dalam fermetasi adalah bakteri,khamir dan kapang. Contoh bakteri yang digunakan dala fermentasi adalah Acetobacter xylinum pada pembuatan natadecoco, Acetobaacter aceti padapembuatan asamasetat,khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cervisiae digunakan pada pembuatan alkohol,dan kapang adalah rhizopus sp digunakan pada pembuatan tempe,Monascus purpureus pada pembuatan angkak dan sebagainya. Fermentasi dapat dilakukan menggunakan kultur murni ataupun alami serta dengan kultur tunggal ataupun kultur campuran. Feermentasi menggunakan kultur alami umumnya dilakukan pada proses fermentasi tradisional yang memanfaatkan mikroorganisme yang ada di lingkungan. Salah satu contoh produk pangan yang dihasilkan dengan fermentasi alami adalah growol yang dibuat dari singkong. Tape merupakan produk fermentasi tradisional yang diinokulasi dengan kultur campuran dengan jumlah dan jenis yang tidak diketahui sehingga hasilnya sering tidak stabi. Ragi tape yang bagus harus dikembangkan dari kultur murni. Kultur murni adalah mikroorganisme yang akan digunakan dalam fermentasi dengan sifat dan karakteristik yang diketahui dengan pasti sehinnga produk yang dihasilkan memiliki stabilitas kualitas yang jelas. Dalam proses fermentasi kultur murni dapat digunakan secar tunggal ataupun secara campuran. Contoh penggunaan kultur murni tunggal adalah Lactobacillus casei pada fermentasi susu sedang pada contoh campuran kultur murni adalah pada fermentasi kecap,yang menggunakan aspergillus oryzae pada saat fermentasi kapang dan saat fermentasi garam digunakan bakteri Pediococcus sp dan khamir Saccharomyces rouxii.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba, pertumbuhan mikroba diartikan sebagai penambahan massa, ukuran, maupun jumlah sel jazadd. Jazad renik itu sendiri terbagi dalam jazad yang uniselluler dan jazad yang multiselluler. Sel pada jazad yang uniselluler merupakan satu kesatuan hidup, dimana seluruh fungsi hidup dikerjakan oleh hanya satu sel itu, sehingga sel mempunyai fungsi hidup yang sangat kompleks. Sel yang menyusun jasad hidup multiselluler pada jazad tingkat tinggi, hanya melakukan fungsi dari jaringan yang disusun oleh sel tersebut, hingga fungsinya tidak sekompleks jazad yang uniselluluer.

Pada mikroba multiselluler, dimana belum ada diferensiasi jaringan, sel yang menyusunnya masih dianggap sebagai satu kesatuan hidup yang bisa melakukan fungsi fisiologis keseluruhan jazad secara umum. Berbagai faktor, baik faktor dari dalam maupun faktor lingkungan akan mempengaruhi kemampuan hidup, pertumbuhan dan perkembangan jazad renik tersebut. Beberapa faktor yang penting yang mempengaruhi pertumbuhan jazad renik dalam pengolahan pangan antara lain ketersediaan zat gizi atau nutrisi, suhu, kelembaban relative, aktifitas air, nilai pH, kondisi atmosfer, faktor kimia dan penyinaran. Pertumbuhan jazad renik, terutama bakteri dapat digambarkan seperti tampak pada Gambar 1.

Gambar 1. Grafik pertumbuhan mikroba

A – B : fase permulaan (initial phase)

B – C : fase pertumbuhan dipercepat (phase of accelerated growth)

C – D : fase lagaritma (logarithmic phase)

D – E : fase pertumbuhan diperlambat (phase of negative accelerated growth phase)

E – F : fase stationer maksimum (maximum stationery phase)

F – G : fase kematian dipercepat (accelerated death phase)

G – H : fase kematian logaritma (logarithmic death phase)

Periode awal yang tampaknya tanpa pertumbuhan diikuti oleh suatu periode pertumbuhan yang cepat, kemudian mendatar, dan akhirnya diikuti oleh penurunan populasi sel-sel hidup. Diantara setiap fase ini ada suatu periode peralihan merupakan bagian yang lengkung. Ini menunjukan lamanya waktu yang berlalu sebelum semua sel memasuki fase yang baru.

Faktor-faktor yang penting untuk pertumbuhan mikroba sebagai berikut :

1. Persediaan Zat Gizi

Komposisi kimiawi dari bahan pangan dapat ikut menentukan mikroorganisme mana yang dominan di dalamnya, Karena hal ini menentukan jumlah zat-zat gizi yang tersedia untuk perkembangan mikroorganisme. Mikroorganisme membutuhkan makanan untuk sumber energy dan berbagai unsur kimia untuk pertumbuhan sel. Untuk pertumbuhan diperlukan makanan yang menyediakan unsur-unsur kimia untuk pertumbuhan sel. Unsur-unsur dasar seperti karbon dan energy digunakan untuk pertumbuhan yang berhubungan dengan bahan pangan, diperoleh dari sumber-sumber anorganik seperti asam-asam amino dan protein. Disamping itu ada unsur kimia dasar lainnya seperti hydrogen, oksigen, sulfur, fosfor, magnesium, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Mineral-mineral tertentu yang diperlukan seperti Mg, Cu, Co, Mn, Zn sangat penting bagi kehidupan sel, walaupun dalam jumlah sedikit unsur-unsur tersebut berfungsi sebagai molekul kunci dalam enzim dan vitamin tertentu.

Senyawa kompleks lainnya seperti polisakharida, lemak dan protein harus dipecah terlebih dulu menjadi senyawa yang lebih sederhana, supaya dapat masuk dalam sel dan dapat dimanfaatkan.

2. Suhu

Suhu sangat berperanan untuk pertumbuhan untuk pertumbuhan jazad renik. Apabila suhu naik, kecepatan metabolism dan pertumbuhan dipercepat, apabila suhu turun, kecepatan metabolisme juga turun dan pertumbuhan diperlambat. Tetapi apabila suhu naik turun maka tingkat pertumbuhan mungkin terhenti, komponen sel menjadi tidak aktif dan sel-sel dapat mati.

Pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme berdasarkan hubungan suhu dan pertumbuhan, mikrobia dikelompokan sebagai psikrotrofik, psikrotrofik, mesofilik, termofilik dan termotrofik seperti pada Tabel 1.

Tebel 1. Kelompok mikroorganisme menurut suhu pertumbuhan

Kelompok	Suhu pertumbuhan (oC)
	Minimum	Optimum	Maksimum
Psikrofilik	-15	10	20
Psikrotrofilik	-5	25	35
Mesofilik	15-10	30-37	45
Termofilik	40	45-55	60-80
Termotrofilik	15	42-46	50

Sumber : Buckle (1978)

Setiap mikroorganisme di bawah suhu minimum pertumbuhannya tidak terjadi lagi, tetapi pada suhu optimum akan terjadi pertumbuhan paling cepat dan di atas suhu maksimum pertumbuhan paling cepat dan di atas suhu maksimum pertumbuhan mikroorganisme tak mungkin terjadi. Berdasarkan ketahanan hidup mikroorganisme terhadap suhu tinggi, untuk semua sel mikroorganisme rusak bila pada suhu 60 C selama 10-20 menit disebut peka terhadap panas tetapi jika untuk mematikan sel dipilih suhu 100 C selama 10 menit untuk mematikan sel, tetapi umumnya mikroorganisme tahan terhadap suhu rendah sampai suhu pembekuan.

Bahan pangan yang disimpan pada suhu lemari es akan dirusak oleh spesies dari kelompok psikrofilik dan psiktrotrofik. Apabila bahan pangan disimpan pada suhu yang cukup tinggi sekitar 50oC-55oC untuk waktu yang cukup lama, mikrobia thermofilik dan thermothrofik berkembang secara selektif.

3. Aktifitas Air (Aw)

Aktifitas air (Aw) adalah jumlah air bebas dalam bahan pangan yang dapat digunakan mikrobia untuk hidup. Selain air bebas dalam bahan pangan juga terdapat air terikat, sebagai senyawa pembentuk struktur bahan pangan. Makin tinggi nilai Aw maka resiko bahan pangan tersebut akan semakin besar, sebab jenis dan peluang kerusakan akibat aktivitas mikroba meningkat. Aktifitas air (Aw) untuk pertumbuhan jazad renik seperti pada Tabel2.

Tabel 2. Akifitas air (Aw) untuk pertumbuhan jazad renik

Mikroorganisme	Aw Minimum
Bakteri	0.90
Khamir	0.80
Kapang	0.80
Bakteri Halofilik	0.75
Kapang Serofilik	0.65
Khamir Osmofilik	0.60

Sumber : Rizal haryadi (1933)

4. Nilai pH

Lingkungan hidup untuk setiap mikroorganisme/jenis jazad renik untuk pertumbuhannya diperlukan kondisi pH tertentu. Kebanyakan bahan pangan segar alami yang dikonsumsi manusia sebagai bahan pangan asam. Kondisi pH bahan panagan dapat dimanfaatkan sebagai pembatasan untuk perkembangan mikroorganisme/jazad renik. Umumnya nilai pH bahan pangan berkisar antara 3.0 – 8.0, seperti nila pH untuk sayuran antara nilai pH 4.6-6.5 dan buah-buahan antara 3.0-4.5. daging hewan yang baru dipotong mempunyai pH netral yaitu 7.2, tetapi bila dibiarkan akan merubah menjadi 6, dan susu memiliki nilai pH 6.4. kebanyakan mikroorganisme tumbuh pada pH sekitar 5.0-8.0, maka hanya jenis-jenis tertentu saja ditemukan pada bahan pangan yang mempunyai nilai pH rendah. Nilai pH dapat menduga jenis mikroorganisme yang ada pada bahan pangan tertentu.

Lingkungan hidup untuk ragiatau khamir adalah suasana asam dengan kisaran nilai pH optimum untuk Saccharomyces cerevisiae adalah 4.5-5.0. khamir dan bakteri asam laktat tumbuh baik pada kisaran nilai pH 3.0-6.0. Nilai pH di luar 2.0-10.0 umumnya bersifat merusak.

5. Penyediaan oksigen dan kondisi lingkungan atmosfer

Komposisi oksigen dan tekanan oksigen mempengaruhi kehidupan mikroorganisme atau jasad renik. Hal ini penting dalam mengambangkan berbagai system penyimpanan dan pengemasan, khususnya dengan teknik pengendalian atmosfir, hipobarik atau kemas hampa.

Ketersediaan oksigen dalam jumlah yang besar akan menyebabkan produksi sel-sel khamir diapcu. Berdasarkan sifat mokroorganisme terhadap kebutuhan oksigen untuk metabolismenya dinedakan atas :

a. Aerobik, dimana jazad renik membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya

b. Anaerobik, jazad renik tidak dapat tumbuh dengan adanya oksigen, bahkan adanya oksigen dapat meracuni mikroorganisme tersebut.

c. Anaerob fakultaif, di mana jazad renik akan menggunakkan oksigen apabila tersedia, dan jika tidak ada oksigen jazad renik tetap dapat tumbuh dalam kondisi anaerobic.

d. Mikrofilik, yaitu mikroorganisme yang lebih menyukai kadar oksigen yang lebh rendah dari pada kadar oksigen dalam atmosfer.

6. Faktor kimia dan penyinaran

Berbagai zat kimia dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh mikriirganisme atau jazad renik. Sifat-sifat bahan kimia tersebut dikenal dengan istilah bakteriostatik atau fungistatik yaitu bahan kimia yang digunakan untuk menghambat pertumbuhan bakteriatau kapang, yang disebut juga dengan istilah bakterisidal dan fungisidal. Garam dapat berperan sebagai penyeleksi organisme yang diperlukan tumbuh. Jumlah garam yang ditambahkan berpengaruh pada populasi mikroorganisme, sehingga diketahui mikroorganisme yang mana dapat tumbuh dan tidak dapt tumbuh dan jenis apa yang akan tumbuh, sehingga kadar garam dapat digunakan untuk mengendalikan aktivitas fermentasi.

Daya kerja dari senyawa kimia terhadap mikroorganisme atau jazad renik umumnya spesifik untuk jenis mikroorganisme tertentu. Sebagai contoh antibiotika penisilin dan tetrasiklin hanya dapat membunuh bakteri, tetapi tidak dapat membunuh kapang dan khamir.

Untuk sinar ultra violet dengan panjang gelombang tertentu dan radiasi ionisasi seperti sinar X dan sinar gamma dapat mengganggu metabolism dan mematikan sel mikroorganisme atau jazad renik. Karena sinar gamma banyak digunakan untuk sterilisasi radiasi bahan makanan.

Mikroba yang berperan pada proses fermentasi, pembentukan alkohol dari gula dilakukan oleh khamir penghasil alkohol dan khamir terbaik adalah Saccharomyces ellipsoids. Perubahan yang terjadi dinyatakan dalam persamaan berikut : C₆H₁₂O₆            2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 NADH₂ + Energi

Selain gula yang sebagaian besar merupakan padatan cider, substansi yang dinyatakan oleh kesamaan dan abu sangat diperlukan oleh khamir untuk melaukan fermentasi. Kandungan asam dari cider yang utama adalah asam malat, dna asam tersebut berperan tuntuk melindungi cider dari perkembangan bakteri yang tidak dikehendaki. Mineral dalam abu adalah penting untuk pertumbuhan khamir tersebut.

Cassharomyces cerevisiae varm allipsoides merupakan jenis khamir yang termasuk dalam kelompok “top years” yaitu merupakan jenis yang melakukan fermentasi dipermukaan cairan dalam bentuk penggumpalan.

Proses pembuatan fermentasi alcohol, pembentukan alkohol dari gula dilaksanakan oleh khamir penghasil alcohol. Khamir yang digunakan adalah Saccharomyces  ellipsoideus. Perubahannya terjadi sebagai berikut :

C₆H₁₂O₆            2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 NADH₂ + Energi

Suhu 75-80^oF merupakan suhu yang harus dipertahankan selama fermentasi berlangsung. Fermentasi alcohol dapat terjadi secara alami dengan pertumbuhan dan akhivitas khamir yang ada dalam cider. Fermentasi alami ini sukar sekali dikendalikan dan biasanya hanya pembuangan gula dan cuka yang dihasilkan mempunyai kualitas yang bervariasi. Yang terbaik dengan menambahkan “starter” kahmir. Cita rasa yang dihassilkan dapat diperbaiki dengan menggunakan suatu kultur khamir anggur yang murni yang sudah dibudidayakan secara khusus untuk produksi vinegar.

Sari buah dibiarkan mengalami fermentasi sampai semua gula praktik diubah menjadi alkohol dan karbondioksida. Sesudah fermentasi alkohol, sari buah harus dibebaskan dari khamir, ampas dan endapan dengan jalan pengendapan atau dengan jalan penyaringan sebelum dimulainya fermentasi asetat. Bila masih terdapat dalam cider, endapan tersebut akan memberikan cita rasa yang tidak enak dan mempengaruhi proses fermentasi asetat.

1.2 Tujuan dan Masalah

Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui pemanfaatan mikroba dalam aplikasi pembuatan wine dan mengetahui bagaimana reaksi kimia pada saat terjadi proses fermentasi wine.

Masalah yang terjadi pada fermentasi anggur dengan hasil produk wine adalah karusakan wine itu sendiri terlihat dari faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi wine dan indikator kerusakan wine.

Fermentasi alkohol/wine (anggur) dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya:

a. Spesies sel khamir

Pemilihan mikroorganisme biasanya didasarkan pada jenis karbohidrat yang digunakan sebagai medium, sebagai contoh untuk memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan Sacharomyces cerevisiae sedangkan untuk laktosa dari “whey” menggunakan Candida pseudotropicalis. Seleksi tersebut bertujuan agar didapatkan mikroorganisme yang mampu tumbuh dengan cepat dan toleransi terhadap konsentrasi yang tinggi, mampu mengahasilkan alkohol dalam jumlah banyak dan tahan terhadap alkohol tersebut (Soeharto, 1986).

b. Jumlah sel khamir

Inokulum yaitu kultur mikroba yang diinokulasikan kedalam medium fermentasi. Tipe dan kosentrasi mikroorganisme yang diinokulasikan merupakan “critical factor” yang mempengaruhi (wood, 1998). Menurut Soeharto (1986), jumlah “starter” optimum pada fermentasi alkohol adalah 2-5% serta jumlah khamir yang harus tersedia dalam jumlah yang cukup dengan jumlah sel berkisar  2-5 . 10⁶ sel per ml.

c. Derajat keasaman(pH)

Derajat keasaman optimum untuk pertumbuhan khamir yang digunakan pada fermentasi etanol adalah 4,5 – 5,5 (Prescott and Dunn, 2002). Sedangkan menurut Daulay dan Rahman (1992), pada umumnya sel khamir dapat tumbuh dan memproduksi etanol secara efisien pada pH 3,5 – 6,0.

d. Suhu

Khamir mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap suhu untuk pembentukan selnya, optimum untuk khamir adalah 25 – 30 ^oC serta khamir dapat tumbuh secara efesien pada suhu 28 – 35 ^oC. Peningkatan suhu sampai 40 ^oC dapat mempertinggi kecepatan awal produksi etanol, tetapi produktivitas fermentasi secara keseluruhan menurun karena meningkatnya pengaruh penghambatan oleh etanol terhadap pertumbuhan sel khamir (Daulay dan Rahman, 1992).

e. Oksigen

Selama fermentasi alkohol berlangsung, diperlukan sedikit oksigen yaitu sekitar 0,05-0,10 mmHg tekanan oksigen, yang diperlukan sel khamir untuk biosintesa lemak tak jenuh dan lipid. Jumlah oksigen yang lebih tinggi dapat merangsang pertumbuhan sel khamir, sehingga produktivitasnya alkohol menjadi lebih rendah. Menurut Daulay dan Rahman (1992), persediaan oksigen yang besar penting untuk kecepatan perkembangbiakan sel khamir dan permulaan fermentasi, namun produksi alkohol terbaik pada kondisi an aerob.

Menurut Handoyo (2007), Kerusakan wine secara organoleptik dapat dideteksi dari warna, rasa, dan bau. Penyebab kerusakan tersebut dikarenakan cara pembuatan yang kurang baik, penyimpanan, dan penyajian yang keliru. Wine yang disimpan pada temperatur tinggi dapat menyebabkan wine terasa seperti dimasak atau dipanaskan, dimana karakter freshnessnya sudah hilang dan aromanya terasa seperti buah-buahan yang telah dimasak. Sedangkan kerusakan karena penyajian dapat menyebabkan oksidasi wine menjadi asam cuka (tersedia oksigenyang cukup).  Oksidasi juga bisa disebakan karena sumbat botol (cork) yang dipakai mempunyai kualitas yang kurang bagus, sehingga memungkinkan udara masuk kedalam botol.

Beberapa karakter aroma lain yang dapat dijadikan indikator kerusakan wine adalah bau sayuran busuk, bau belerang, bau apel busuk, bau telur busuk, dan bau apek.

Kerussakan wine secara mikrobiologi dapat disebabkan oleh Bakteri Asam Laktat (BAL) dari jenis Leuconostoc, pediococcus, dan Lactobacillus.  Bakteri jenis ini dapat memetabolisme gula, asam, dan unsur lain yang ada dianggur menghasilkan beberapa senyawa yang menyebabkan pembusukan.  Setelah fermentasi alkohol selesai, maka secara alami akan terjadi proses MLF (Malolactic Fermentasi) yang dilakukan oleh BAL. Reaksi ini mengubah dekarboksilasi L-malic acid menjadi L-lactic acid dengan menurunkan kadar keasaman wine dan menaikkan pH antara 0,3 sampai 0,5.  Setelah proses MLF selesai, maka kehidupan dari BAL tergantung pada komposisi wine dan bagaimana wine ditangani.  Jika wine memiliki pH tinggi (> 3,5) dan SO₂ tidak memadai, maka bakteri BAL dapat tumbuh dan merusak wine atau penyebab kebusukan (Murli, 2007).

1.3 Manfaat

Manfaat penulisan makalah ini adalah menambah pengetahuan bagaimana proses permentasi anggur. Manfaat wine bagi kesehatan, wine mampu menjaga kesehatan hati dan jantung serta memperkuat kekebalan tubuh, hingga mencegah hilangnya nutrisi tulang, bila diminum teratur dengan takaran pas. Tingginya kandungan antioksidan pada red wine bisa mencegah perkembangan sel-sel kanker, seperti kanker payudara dan kanker ovarian. Minum wine juga membuat pikiran menjadi lebih rileks, selain membantu memelihara memori dalam hidup.

 

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Proses Pembuatan Minuman Anggur (Wine)

Tata cara pembuatan minuman anggur (wine) adalah sebagia berikut :

a. Pilih buah anggur yang bermutu baik dan cocok untuk diolah menjadi minuman,seperti Delaware,Isabella atau concord dari golongan v. labrusca. Buah anggur yang cacat (pecah,kisut,berjamur,dll) dipisahkan untuk tidak diolah.

b. Hancurkan buah anggur dengan alat penghancur khusus (tipe blender),kemudian masukan kedalam wadah yang terbuat dari kayu,plastic,atau bejana anti karat. Khusus untuk membuat anggur putih,hancuran buah (juice) tadi harus dipisahkan dari kulit buahnya dengan alat pengepres.

c. Tambahakan SO₂ sebanyak 100 ppm berupa garam sulfit,yaitu Na₂S₂O₂5 atau K₂S₂O₅S0₂,yang berfungsi untuk mencegah terjadinya jeast yang tidak dikehendaki atau perubahan warna karena reaksi browning.

d. Ukur kadar gula juice anggur dengan alat refraktometer. Kadar gula yang ideal adalah 22⁰ Brix untuk menghasilkan alkohol 12%. Bila kadar gula kurang dari 22⁰ Brix,perlu ditambah gula lagi.

e. Tambhakan biakan jeast murni strain Sacharomyces cereviceaevar.ellipsoides sebanyak 5 gram untuk setiap 20 liter juice. Penambahan jeast bertujuan untuk meningkatkan kemangkusan fermentasi.

f.  Masukan juice anggur tadi ke dalam botol atau bejana plastic atau tong dari kayu hingga mencapai 2/3 bagian,kemudian di tutup dengan kain saring dan di ikat erat-erat. Biarkan jus anggur di fermentasi selama 2-3 minggu. Apabila gelembung udara bergerak makin lambat sampai tidak ada,pertanda fermentasi sudah selesai.

g. Pindahkan endapan sel-sel yang telah mati atau kulit anggur yang terdapat pada dasar wadah fermentasi. Proses pemisahan endapan disebut “racking”. Pekerjaan racking dilakukan berkali-kali. Jernihkan juice murni dengan bahan penjernih,seperti bentonite,enzim pekat atau sparkolloid sebanyak 1 g-2 g tiap 4 iter wine.

h. Simpan wine diruang bersuhu 16^oC-28^oC agar terbentuk flavor dan aroma yang khas dan kuat. Makin lama wine disimpan akan makin tinggi mutunya.

i.   Masukan wine ke dalam botol yang bersih dan steril sampai cukup penuh (1 cm- 5 cm) di bawah tutup botol). Hasil diperoleh minuman anggur (wine)

2.2 Produk

Wine merupakan minuman beralkohol yang biasanya terbuat dari jus anggur yang difermentasi.  Keseimbangan sifat alami yang terkandung pada buah anggur, menyebabkan buah tersebut dapat difermentasi tanpa penambahan gula, asam, enzyme, ataupun nutrisi lain. Wine dibuat dengan cara memfermentasi jus buah anggur menggunakan khamir dari type tertentu. Yeast tersebut akan mengkonsumsi kandungan gula yang ada pada buah anggur dan mengubahnya menjadi alcohol.  Perbedaan varietas anggur dan strain khamir yang digunakan, tergantung pada type dari wine yang akan diproduksi (Johnson, 1989).

Teknologi pengolahan anggur menjadi wine pertama kali dikembangkan oleh orang Mesir pada tahun 2500 sebelum Masehi.  Dari mesir budidaya dan teknologi pengolahan anggur masuk ke Yunani dan menyebar ke daerah Laut Hitam sampai ke Spanyol, Jerman, Prancis, dan Austria.  Sejalan dengan perjalanan Columbus teknologi pengolahan dan budidaya anggur mulai menyebar ke Mexico, Amerika Selatan, Afrika Selatan, Asia termasuk Indonesia, dan Australia.  Penyebaran ini juga menjadikan anggur mempunyai beberapa sebutan, seperti grape di Amerika dan Eropa, putao di China, dan Anggur di Indonesia (Wahyu, 2004).

Selain menggunakan buah anggur, minuman wine juga dapat dibuat dari buah-buahan lain yang banyak mengandung gula, seperti apel, berry, lengkeng, ataupun nenas.  Penamaan minuman anggur atau wine yang dibuat dari selain buah anggur biasanya menyertakan nama buah yang digunakan, seperti wine apel, ataupun wine berry dan secara umum disebut dengan Fruity wine.  Sedangkan jika wine terbuat dari bahan pangan yang mengandung pati, seperti beras dan gandum, maka wine tersebut lebih dikenal dengan istilah minuman Sake (barley wine atau rice wine).  Minuman wine yang dibuat dari bahan baku jahe dikenal dengan sebutan Brandy (Allen, 2008).

Minuman anggur atau wine dapat dibedakan menjadi enam kelompok, yaitu Red Wine, White Wine, Rose Wine, Sparkling Wine, Sweet Wine, dan Fortified Wine. Red Wine adalah wine yang dibuat dari anggur merah (red grapes).  Beberapa jenis anggur merah yang terkenal di kalangan peminum wine di Indonesia adalah merlot, cabernet sauvignon, syrah/shiraz, dan pinot noir. White Wine adalah wine yang dibuat dari anggur putih (white grape). Beberapa jenis anggur hijau yang terkenal di kalangan peminum wine di Indonesia adalah chardonnay, sauvignon blanc, semillon, riesling, dan chenin blanc. Rose Wine adalah wine yang berwarna merah muda atau merah jambu yang dibuat dari anggur merah namun dengan proses ekstraksi warna yang lebih singkat dibandingkan dengan proses pembuatan Red Wine. Di daerah Champagne, kata Rose Wine mengacu pada campuran antara White Wine dan Red Wine. Sparkling Wine adalah wine yang mengandung cukup banyak gelembung karbon dioksida di dalamnya. Sparkling Wine yang paling terkenal adalah Champagne dari Prancis. Hanya Sparkling Wine yang dibuat dari anggur yang tumbuh di desa Champagne dan diproduksi di desa Champagne yang boleh disebut dan diberi label Champagne. Sweet Wine adalah wine yang masih banyak mengandung gula sisa hasil fermentasi (residual sugar) sehingga membuat rasanya menjadi manis. Fortified Wine adalah wine yang mengandung alkohol lebih tinggi dibandingkan dengan wine biasa (antara 15% hingga 20.5%). Kadar alkohol yang tinggi ini adalah hasil dari penambahan spirit pada proses pembuatannya.

BAB III

PENUTUP

3.1   Kesimpulan

a.       Fermentasi alkohol/wine (anggur) dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya spesiel sel khamir, jumlah sel khamir, derajat keasaman, suhu oksigen,

b.       Proses pembuatan wine merah adalah pemberian SO₂, pengukuran kadar gula, penambahan kadar gula, penambahan biakan murni, fermentasi, racking, penjernihan, penyimpanan, dan pembotolan.

c.       Proses pembuatan wine putih adalah pemisahan juice dan kulit, pemberian SO₂, pengukuran kadar gula, penambahan gula dan SO₂ penambahan biakan murni, fermentasi, racking, penjernihan, penyimpanan, dan pembotolan.

d.       Khamir Saccharomyces cerevisae merupakan starteryang paling banyak digunakan dalam pembuatan wine.

Daftar Pustaka