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 75-80oF 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 16oC-28oC 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
ijin share yah kak makasih yah
BalasHapustruk scania terbaru