A. PENGERTIAN FERMENTASI

Saat ini banyak sekali para ilmuan dan para ahli yang telah mendefisikan arti kata dari fermentasi. Pengertian dari fermentasi bisa berbeda-beda tergantung pada pengaplikasiannya. Kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin fervere yang berarti merebus (to boil). Arti kata dari Bahasa Latin tersebut dapat dikaitkan dengan kondisi cairan bergelembung atau mendidih. Keadaan ini disebabkan adanya aktivitas ragi pada ekstraksi buah-buahan atau biji-bijian. Gelembung-gelembung karbondioksida dihasilkan dari katabolisme anaerobik terhadap kandungan gula. Perubahan arti kata fermentasi sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh para ahli. Arti kata fermentasi berubah pada saat Gay Lussac berhasil melakukan penelitian yang menunjukkan penguraian gula menjadi alkohol dan karbondioksida. Selanjutnya Pasteur melakukan penelitian mengenai penyebab perubahan sifat bahan yang difermentasi, sehingga dihubungkan dengan mikroorganisme dan akhirnya dengan enzim. Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik. Pada bidang biokimia, fermentasi adalah pembangkitan energi oleh katabolisme senyawa organik. Pada bidang mikrobiologi industri, fermentasi mempunyai arti yang lebih luas, yang menggambarkan setiap proses untuk menghasilkan produk dari pembiakan mikroorganisme. Biasanya proses fermentasi memerlukan karbohidrat sebagai nutrisi untuk mikroorganisme. Padahal pengertian fermentasi tersebut lebih luas lagi, menyangkut juga perombakan protein dan lemak oleh aktivitas mikroorganisme. Jadi, Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik. Untuk hidup semua mikroorganisme membutuhkan sumber energi yang diperoleh dari metabolisme bahan pangan dimana mikroorganisme berada di dalamnya. Bahan baku energi yang paling banyak digunakan oleh mikroorganisme adalah glukosa. Dengan adanya oksigen beberapa mikroorganisme mencerna glukosa dan menghasilkan air, karbondioksida, dan sejumlah besar energi (ATP) yang digunakan untuk tumbuh. Ini adalah metabolisme tipe aerobik. Beberapa mikroorganisme dapat mencerna bahan baku energinya tanpa adanya oksigen dan sebagai hasilnya bahan baku energi ini hanya sebagian yang dipecah. Bukan air, karbondioksida, dan sejumlah besar energi yang dihasilkan, tetapi hanya sejumlah kecil energi, karbondioksida, air, dan produk akhir metabolik organik lain yang dihasilkan. Zat-zat produk akhir ini termasuk sejumlah besar asam laktat, asam asetat, dan etanol, serta sejumlah kecil asam organik volatil lainnya, alkohol dan ester dari alkohol tersebut. Pertumbuhan yang terjadi tanpa adanya oksigen sering dikenal sebagai fermentasi.

B. JENIS-JENIS FERMENTASI1. Fermentasi alkoholFermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbondioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras. Reaksi Kimia:C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2+ 2 ATP2. Fermentasi asam laktatFermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak tercukupi akibat bekerja terlalu berat. Di dalam sel otot asam laktat dapat menyebabkan gejala kram dan kelelahan. Laktat yang terakumulasi sebagai produk limbah dapat menyebabkan otot letih dan nyeri, namun secara perlahan diangkut oleh darah ke hati untuk diubah kembali menjadi piruvat.3. Fermentasi asam cukaMerupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.

C. PERANAN MIKROORGANISME DALAM PROSES FERMENTASI

Seperti yang telah kita ketahui, dalam proses fermentasi kita memerlukan mikroorganisme atau jamur untuk melakukan proses fermentasi. Fermentasi bahan pangan adalah sebagai hasil kegiatan beberapa jenis mikroorganisme baik bakteri, khamir, dan kapang. Mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan dapat menghasilkan perubahan yang menguntungkan (produk-produk fermentasi yang diinginkan) dan perubahan yang merugikan (kerusakan bahan pangan). Dari mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan, yang paling penting adalah bakteri pembentuk asam laktat, asam asetat, dan jenis khamir penghasil alkohol. Jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam teknologi fermentasi adalah :

1. Bakteri asam laktatDari kelompok ini termasuk bakteri yang menghasilkan sejumlah besar asam laktat sebagai hasil akhir dari metabolisme gula (karbohidrat). Asam laktat yang dihasilkan dengan cara tersebut akan menurunkan nilai pH dari lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. Contohnya adalah : Streptococcus thermophilus, Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum, Pediococcus cerevisae, Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii

2. Bakteri Asam asetatBakteri ini berbentuk batang, gram negatif dan ditemukan dalam golongan Acetobacter sebagai contoh Acetobacter aceti. Metabolismenya lebih bersifat aerobik (tidak seperti spesies tersebut di atas), tetapi peranannya yang utama dalam fermentasi bahan pangan adalah kemampuannya dalam mengoksidasi alkohol dan karbohidrat lainnya menjadi asam asetat dan dipergunakan dalam pabrik cuka.

3. KhamirKhamir sejak dulu berperan dalam fermentasi yang bersifat alkohol dimana produk utama dari metabolismenya adalah etanol. Contoh dari jenis bakteri ini adalah Aspergillus, Rhizopus, dan Penicillium. Berdasarkan sumber mikroorganisme, proses fermentasi dibagi 2 (dua) yaitu:a. fermentasi spontan, adalah fermentasi bahan pangan dimana dalam pembuatannya tidak ditambahkan mikroorganisme dalam bentuk starter atau ragi, tetapi mikroorganisme yang berperan aktif dalam proses fermentasib. fermentasi tidak spontan adalah fermentasi yang terjadi dalam bahan pangan yang dalam pembuatannya ditambahkan mikrorganisme dalam bentuk starter atau ragi, dimana mikroorganisme tersebut akan tumbuh dan berkembangbiak secara aktif merubah bahan yang difermentasi menjadi produk yang diinginkan.

Hal-hal yang dapat mempengaruhi kecepatan pertumbuhan mikroba.1. Pengaruh Nutrien2. Pengaruh Suhu3. Pengaruh Ph4. Pengaruh oksigen5. Pengaruh aktivitas air

D. SUBSTRAT FERMENTASIPemilihan SubstratDalam industri fermentasi diperlukan substrat yang murah, mudah tersedia dan efisien penggunaannya. Usaha selalu dilakukan untuk menemukan substrat baru yang lebih murah dan lebih baik, tetapi kadang-kadang timbul masalah baru dalam hal cara penyimpanannya, kemudahannya untuk disterilisasi atau komposisi yang berbeda. Dalam industri fermentasi dimana produk-produknya juga dapat dihasilkan secara sintetis atau dengan cara lainnya, pemilihan substrat merupakan hal yang kritis. Sebagai contoh misalnya produksi asam-asam amino (glutamat, lisin, metiamin, dan sebagainya) serta PST (Protein Sel Tunggal).Pemilihan substrat untuk fermentasi produk-produk tersebut harus sedemikian rupa sehingga harga produknya dapat bersaing dengan harga produk yang diproduksi dengan cara lain.

Persyaratan Umum Substrat FermentasiBeberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan substrat untuk fermentasi adalah :1. Tersedia dan mudah didapat.2. Sifat fermentasi.3. Harga dan faktor harga.Substrat Sumber Karbon1. Molase2. Pati dan dextrin3. Limbah sulfit4. Selulosa5. Minyak nabati6. MetanolSubstrat Sumber Nitrogen1. Corn steep liquor2. Ekstrak khamir3. Pepton

E. PRODUK FERMENTASIBanyak sekali produk yang dihasilkan dari proses fermentasi, diantaranya :1. Nata de coco2. Yogurt3. Kecap4. Tauco5. Tempe6. Tape7. Etanol8. Wine