BAB I PROSES DAN PRODUK FERMENTASIPANGAN 12 Apr 1. A. PENDAHULUAN Proses fermentasi dalam pengolahan pangan adalah proses pengolahan pangan dengan menggunakan aktivitas mikroorganisme secara terkontrol untuk meningkatkan keawetan pangan dengan diproduksinya asam dan/atau alkohol, untuk menghasilkan produk dengan karakteristik flavor dan aroma yang khas, atau untuk menghasilkan pangan dengan mutu dan nilai yang lebih baik. Contoh-contoh produk pangan fermentasi ini bermacam-macam; mulai dari produk tradisional (misalnya tempe, tauco, tape, dll) sampai kepada produk yang modern (misalnya salami dan yoghurt).Proses fermentasi dalam pengolahan pangan mempunyai beberapa keuntungan-keuntungan, antara lain :- Proses fermentasi dapat dilakukan pada kondisi pH dan suhu normal, sehingga tetap mempertahankan (atau sering bahkan meningkatkan) nilai gizi dan organoleptik produk pangan,- Karakteristik flavor dan aroma produk yang dihasilkan bersifat khas, tidak dapat diproduksi dengan teknik/metoda pengolahan lainnya.- Memerlukan konsumsi energi yang relatif rendah karena dilakukan pada kisaran suhu normal,- Modal dan biaya operasi untuk proses fermentasi umumnya rendah, dan- Teknologi fermentasi umumnya telah dikuasi secara turun temurun dengan baik.1. B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PROSES FERMENTASIIndustri fermentasi dalam pelaksanaan proses dipengaruhi oleh beberapa faktor:1. 1. mikrobiaSebagaimana dikemukakan bahwa proses fermentasi adalah proses yang memanfaatkan jasa mikroorganisme, maka pengendalian proses fermentasi pada dasarnya adalah pengendalian pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme tersebut. Faktor utama yang mengendalikan pertumbuhan mikroorganisme pada bahan pangan adalah :- Ketersediaan sumber-sumber karbon dan nitrogen yang akan digunakan oleh mikroorganisme tersebut untuk tumbuh dan berkembang-biak,- Ketersediaan zat gizi khusus tertentu yang merupakan persyaratan karakteristik bagi mikroorganisme tertentu untuk tumbuh dengan baik,- Nilai pH produk pangan,- Suhu inkubasi,- Kadar air, dan- Ada/tidaknya kompetisi dengan mikroorganisme lainnya.Dan mikrobia dalam industri fermentasi merupakan faktor utama, sehingga harus memenuhi syarat-syarat tertentu yaitu:1. MurniDalam proses-proses tertentu harus menggunakan biakan murni (dari satu strain tertentu) yang telah diketahui sifat-sifatnya. Untuk menjaga agar biakan tetap murni dalam proses maka kondisi lingkungan harus dijaga tetap steril. Penggunaan kultur tunggal mempunyai resiko yang tinggi karena kondisi harus optimum. Untuk mengurangi kegagalan dapat digunakan biakan campuran. Keuntungan penggunaan biakan campuran adalah mengurangi resiko apabila mikrobia yang lain tidak aktif melakukan fermentasi. Dalam bidang pangan penggunaan biakan campuran dapat menghasilkan aroma yang spesifik.Dalam proses-proses tertentu harus menggunakan biakan murni (dari satu strain tertentu) yang telah diketahui sifat-sifatnya. Untuk menjaga agar biakan tetap murni dalam proses maka kondisi lingkungan harus dijaga tetap steril. Penggunaan kultur tunggal mempunyai resiko yang tinggi karena kondisi harus optimum. Untuk mengurangi kegagalan dapat digunakan biakan campuran. Keuntungan penggunaan biakan campuran adalah mengurangi resiko apabila mikrobia yang lain tidak aktif melakukan fermentasi. Dalam bidang pangan penggunaan biakan campuran dapat menghasilkan aroma yang spesifik.Pengembangan inokulum yang terdiri campuran biakan murni belum berkembang di Indonesia. Sebagai contoh, inokulum tempe yang dibuat LIPI masih merupakan inokulum kultur tunggal sehingga produsen tempe sering mencampur inokulum murni dengan inokulum tradisional dengan maksud memperoleh hasil yang baik.Inokulum tape (ragi tape) juga belum berkembang. Di Malaysia, telah dikembangkan campuran kultur murni untuk membuat tape rendah alkohol. Ini merupakan upaya untuk memenuhi tuntutan masyarakat yang sebagian besar muslim. Isolatnya sendiri diperoleh dari ragi yang telah ada di pasaran. Penggunaan inokulum campuran harus memperhatikan kebutuhan nutrisi mikroorganismenya. Kultur campuran yang baik adalah model suksesi sehingga antar organisme tidak bersaing namun saling mendukung untuk pembentukan produk.1. UnggulPada kondisi fermentasi yang diberikan, mikrobia harus mampu menghasilkan perubahan-perubahan yang dikehendaki secara cepat dan hasil yang besar. Sifat unggul yang ada harus dapat dipertahankan. Hal ini berkaitan dengan kondisi proses yang diharapkan. Proses rekayasa genetik dapat dilakukan untuk memperbaiki sifat jasad dengan maksud mempertinggi produk yang diharapkan dan mengurangi produk-produk ikutan.1. StabilPada kondisi yang diberikan, mikrobia harus mempunyai sifat-sifat yang tetap, tidak mengalami perubahan karena mutasi atau lingkungan.1. Bukan pathogenMikrobia yang digunakan adalah bukan patogen bagi manusia maupun hewan, kecuali untuk produksi bahan kimia tertentu. Jika digunakan mikrobia patogen harus dijaga, agar tidak menimbulkan akibat samping pada lingkungan.1. 2. Bahan dasarBahan dasar untuk kepentingan fermentasi dapat berasal dari hasil-hasil pertanian, perkebunan maupun limbah industri. Bahan dasar yang umum digunakan di negara berkembang adalah:1. molase, karena banyak tebu2. jerami3. dedak4. kulit kopi, kulit coklat, sabut kelapa5. ampas tebu, ampas biji-bijian yang telah diambil minyaknya6. kotoran binatang7. air limbah8. sampah sebagai komponen pupuk9. sisa pabrik kertas, pabrik susu dan sebagainya.Bahan dasar harus mempunyai syarat-syarat:1. mudah didapat2. jumlah besar3. murah harganya4. bila diperlukan ada penggantinya.1. 3. Sifat-Sifat ProsesSifat-sifat proses harus disesuaikan dengan kondisi yang dibutuhkan oleh mikrobia dalam melakukan metabolisme. Kondisi yang dibutuhkan dapat aerob ataupun anaerob, sedang bentuk medium dapat cair ataupun padat. Dalam proses produksi dapat digunakan proses tertutup ataupun kontinyu. Perbedaan kondisi yang dibutuhkan oleh mikrobia dalam proses industry juga akan menentukan :1. tipe fermentor2. optimasi lingkungan: pH, aerasi, suhu. kadar nutrien3. Macam alat bantu: sumber air, listrik, kompresor dan sebagainya4. cara pengunduhan hasil, sterilisasi.4. Pilot-PlantPilot plant adalah semacam laboratorium tetapi di atas skala laboratorium dan di bawah skala perusahaan. Jika dalam pilot plant sudah menunjukkan hasil baik, dapat dibawa ke skala industri, karena dalam skala industri sudah terkait modal sehingga diperhitungkan kegagalan. Dengan pilot plant kegagalan dikurangi 75% daripada langsung dari laboratorium.1. C. MENGENAL PRODUK FERMENTASI KHAS INDONESIA Jenis produk fermentasi sangat beragam. Jika dilihat dari mekanisme kerja mikrobanya, maka produk fermentasi khas Indonesia secara umum dapat dimasukkan dalam beberapa kelompok sebagai berikut : Fermentasi yang secara enzimatis menghidrolisis protein dari ikan, udang dan produk-produk laut lainnya pada lingkungan dengan konsentrasi garam yang relatif tinggi menghasilkan produk dengan tekstur seperti saos atau pasta dengan flavor seperti daging. Contoh produknya adalah terasi, yang digunakan sebagai bahan penyedap makanan. Terasi dibuat dari udang atau ikan berukuran kecil yang bernilai ekonomis rendah jika dijual dalam bentuk segarnya. Bagan Siapi Api merupakan daerah penghasil terasi yang terkenal, tetapi walau demikian produk ini juga banyak diproduksi di daerah sepanjang pesisir pulau Jawa. Fermentasi yang menghasilkan tekstur seperti pada substrat sereal, biji-bijian, ataupun kacang-kacangan, karena pembentukan miselium kapang yang berfungsi sebagai pengikat antar butir-butir serealia, biji-bijian ataupun kacang-kacangan. Contoh produknya tempe dan oncom. Tempe dibuat dari kedelai dengan bantuan kapang Rhizopus (ragi tempe), sementara oncom dibuat dari ampas tahu (oncom merah) dan bungkil kacang tanah (oncom hitam) menggunakan kapang Neurospora sitophila dan Rhizopus oligosporus. Perbedaan warna pada oncom merah dan hitam disebabkan oleh perbedaan pigmen yang dihasilkan oleh kapang yang digunakan dalam fermentasi. Tempe umum dijumpai di daerah Jawa bahkan juga diberbagai daerah di luar Jawa, sementara oncom populer terutama hanya di daerah Jawa Barat. Fermentasi yang melibatkan prinsip koji, dimana mikroba starter ditumbuhkan pada substrat (kacang-kacangan atau serealia) untuk menghasilkan koji atau konsentrat enzim yang bisa digunakan untuk menghidrolisis komponen tertentu dalam suatu proses fermentasi. Contoh produknya adalah kecap, tauco, tempe, oncom dan tape. Kecap merupakan produk seasoning dan kondimen serbaguna, dibuat dari kedelai terutama kedelai hitam. Penampakan kecap seperti pasta, dengan citarasa manis atau asin. Penambahan gula aren dalam produksi kecap manis menyebabkan teksturnya menjadi lebih kental dengan warna yang lebih gelap dibandingkan kecap asin. Tauco berbentuk pasta, berwarna kuning, citarasa asin dan konsistensi seperti bubur dengan flavor seperti daging; merupakan produk fermentasi kedelai oleh kapang, kamir dan bakteri. Kecap dan tauco terutama digemari oleh masyarakat Jawa. Fermentasi yang menghasilkan asam organik sebagai produk utamanya. Yang masuk dalam kelompok ini contohnya dadih, dangke, acar, tempoyak, urutan dan tape. Tempe juga dapat dimasukkan dalam kategori ini karena proses pengasaman terjadi pada saat perendaman kedelai di awal proses pengolahan. Dadih adalah susu kerbau fermentasi, dijumpai di daerah Sumatera Barat. Proses fermentasinya dilakukan secara spontan oleh bakteri asam laktat yang terdapat didalam tabung bambu yang digunakan sebagai wadah fermentasinya. Dadih memiliki tekstur seperti gel dengan citarasa yang asam. Dangke adalah sejenis keju lunak yang dibuat oleh masyarakat Enrekang, Sulawesi Selatan dengan menggunakan susu kerbau sebagai bahan bakunya. Acar atau produk fermentasi sayuran, umum dijumpai di berbagai daerah Indonesia. Tempoyak yang bercita rasa asam dengan sedikit rasa manis dan asin merupakan produk fermentasi daging durian yang sudah lewat matang (over ripe). Berkembang di Palembang (Sumatera Selatan) dan beberapa daerah di Kalimantan, produk ini biasa digunakan sebagai kondimen untuk beberapa produk olahan ikan dan sayur. Urutan merupakan produk sosis fermentasi lokal, yang berasal dari daerah Bali dan menggunakan daging babi sebagai bahan bakunya. Proses fermentasinya dilakukan bersama-sama dengan proses pengeringan. Fermentasi yang menghasilkan alkohol (etanol) sebagai produk utama. Contoh produknya adalah tape ketan dan brem. Tape ketan memiliki citarasa manis/asam. Kapang Amylomyces rouxii dan kamir Endomycopsis burtonii menghidrolisis nasi ketan menjadi maltosa dan glukosa lalu fermentasi lebih lanjutnya memecah gula menjadi etanol dan asam organik. Jus dari tape ketan bisa digunakan untuk memproduksi brem. Ada tiga tipe brem: brem Madiun berwarna putih kekuningan, dengan citararasa asam-manis dan berbentuk balok berukuran 0.5 x 5 7 cm; brem Wonogiri berwarna putih, rasa manis, sangat mudah larut dan dibuat dalam bentuk balok bundar tipis berdiameter sekitar 5 cm; dan brem Bali merupakan minuman keras terkenal di daerah Bali. Selain tape ketan, juga dikenal tape singkong. Tape singkong populer diberbagai daerah di Indonesia, teksturnya lunak dan berair. Pengecualian dijumpai pada tape singkong di daerah Jawa Barat: tape singkongnya walaupun lunak, tapi tidak berair dan dikenal dengan nama peuyem.