Makalah Mikrobiologi (Isi)
-
Upload
faisal-muhamad-rizal -
Category
Documents
-
view
350 -
download
29
description
Transcript of Makalah Mikrobiologi (Isi)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Penulisan makalah ini merupakan pemaparan mengenai peran bakteri – bakteri
yang dapat membantu dalam proses fermentasi susu untuk membuat yoghurt.
Bakteri yang terdapat di dalam yoghurt yaitu Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus. Bakteri-bakteri tersebut yang akan memicu proses
fermentasi dari susu, mengubah laktosa pada susu menjadi asam laktat. Hal itu
akan meningkatkan keasaman sehingga menyebabkan protein susu menyusut
menjadi masa yang padat atau kental. Peningkatan keasaman (pH 4-5) juga
mencegah proliferasi (perbanyakan sel) dari bakteri patogen lainnya. Karena
kultur yoghurt mengandung enzim-enzim yang dapat memecah laktosa, beberapa
individu yang menderita lactose intolerant dapat menikmati yoghurt tanpa efek
yang merugikan. Secara nutrisi, yoghurt memang kaya akan protein dan beberapa
vitamin B serta mineral penting lainnya.
1.2 Tujuan Penulisan Makalah
1. Mengetahui klasifikasi bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus
thermophilus.
2. Mengetahui mekanisme kerja bakteri Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus dalam proses pembuatan yoghurt.
3. Mengetahui optimalisasi dari bakteri Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus.
1
BAB II
PEMBAHASAN MATERI
2.1 Klasifikasi dan Nomenklatur Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus
Lactobacillus bulgaricus adalah bakteri yang membantu dalam proses
fermentasi yoghurt. Bakteri ini pertama kali diidentifikasi oleh seorang dokter
yang bernama Stamen Grigorov pada tahun 1905 asal Bulgaria. Bakteri ini
mengubah laktosa menjadi asam laktat. Asam ini sekaligus dapat mengawetkan
susu dan mendegradasi laktosa sehingga orang yang toleran terhadap susu murni
dapat mengkonsumsi yoghurt tanpa mendapat masalah kesehatan.
Lactobacillus bulgaricus adalah salah satu mikroorganisme simbiotik yang
dapat mengecilkan atau memperbanyak dalam lingkungan lapisan mukosa saluran
gastro-intestinal, juga disebut "mukosa usus." Lingkungan ini dijelaskan dalam
jurnal medis sebagai antarmuka antara penyerapan nutrisi yang dibutuhkan dan
pengalihan mikroba dan racun berbahaya. Lactobacillus bulgaricus memiliki
beberapa peran penting di saluran pencernaan.Mekanisme ini termasuk
mengurangi infeksi usus dengan mengeluarkan akhir produkmetabolismeseperti
asam yang mengubah pH saluran pencernaan. Lactobacillus bulgaricus juga
merupakan antibiotik alami, yang dapat memiliki spektrum yang luas dari fungsi
kekebalan. Membantu mekanisme probiotik lainnya termasuk pemblokiran situs
adhesi patogen dalam lapisan mukosa usus. Lactobacillus bulgaricus
menunjukkan kemampuan yang terbukti untuk menarik diri racun dan
mengalahkan bakteri berbahaya, sementara menjajah mukosa usus dalam
simbiosis yang menguntungkan.
2
Klasifikasi bakteri Lactobacillus bulgaricus adalah sebagai berikut :
Kingdom : Monera
Divisio : Schizophyta
Ordo : Eubacteriales
Familia : Lactobacillaceae
Genus : Lactobacillus Gambar 1. Lactobacillus bulgaricus
Spesies : Lactobacillus bulgaricus
Klasifikasi bakteri asam laktat menjadi genus yang berbeda secara garis
besar didasarkan pada morfologi, sifat fermentasi glukosa, tumbuh pada
temperatur yang berbeda-beda, konfigurasi asam laktat yang diproduksi,
kemampuan tumbuh pada konsentrasi garam tinggi, dan toleransi terhadap asam
atau alkali.
Nama Streptococcus berasal dari kata Yunani yang berarti "berry
memutar" itu terlihat di bawah mikroskop sebagai rantai yang menyerupai untaian
manik-manik. Thermo berarti panas, dan philus berarti teman atau cinta.
Thermophilus yaitu panas mencintai atau dalam istilah Yunani yang berarti
menyukai suhu panas atau hangat, mengacu pada organisme yang tahan dengan
suhu panas. Streptococcus thermophilus di anggap sama dengan Streptococcus
yang bersifat patogen, namun Orla-Jensen (1919) adalah orang pertama yang
membedakan dan menjelaskan Streptococcus thermophilus berbeda dengan
Streptococcus patogenik.
3
Klasifikasi Streptococcus thermophilus adalah sebagai berikut:
Kingdom : Monera
Filum : Firmicutes
Classis : Basil Tahan
Ordo : Lactobacillales
Familia : Streptococcaceae
Genus : Streptococcus Gambar 2. Streptococcus thermophilus
Spesies : Streptococcus thermophilus
Streptococcus thermophilus merupakan bakteri gram-positif yang bersifat
anaerob, karena termasuk filum firmicutes. Dinding selnya terdiri dari N -
asetilglukosamin (NAG) dan asam N-acetylmuranic (NAM), yang merupakan
obligasi dengan ikatan eter. Struktur yang unik ini memungkinkan Streptococcus
thermophilus untuk bertahan suhu tinggi, yang berguna bagi banyak fermentasi
susu industri yang membutuhkan proses susu pada suhu yang lebih tinggi. Ini
adalah non-motil, terdiri dari coccus (melingkar) struktur sel, tidak menghasilkan
spora, dan tinggal di pasang atau rantai (ukuran rantai bervariasi). Streptococcus
thermophilus adalah anaerob fakultatif, yang merupakan organisme yang mampu
menghasilkan ATP melalui kedua respirasi aerobik dan fermentasi (tergantung
pada ada atau tidak adanya oksigen).
4
2.2 Mekanisme Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus
dalam Fermentasi Yoghurt
Yoghurt merupakan salah satu hasil olahan susu yang mengalami
fermentasi akibat dari aktivitas enzim yang dihasilkan oleh bakteri Streptococcus
thermophilus dan Lactobacillus
bulgaricus. Yoghurt biasanya digunakan
sebagai sajian bagi orang-orang yang
ingin melangsingkan tubuh. Sajian yang
dihasilkan dari susu fermentasi ini
diduga ditemukan
Gambar 3. Yoghurt
semenjak dihasilkannya susu domba di Mesopotamia sekitar 5000 tahun SM yang
disimpan dalam suatu ruangan yang hangat dan kemudian terbentuk gumpalan
susu.
Yoghurt merupakan minuman hasil kerjasama dengan mikroorganisme.
Tidak sembarangan mikroorganisme yang dapat membantu proses pembuatan
yoghurt, terdapat dua bakteri utama sebagai starter yang membantu proses
fermentasi yoghurt yaitu diantaranya adalah Streptococcus thermophilus dan
Lactobacillus bulgaricus. Pada dasarnya kerja kedua bakteri ini yaitu
menghasilkan asam laktat sehingga rasa dari yoghurt tersebut menjadi asam.
Asam laktat ini dapat membantu menjaga keseimbangan mikroflora pada usus.
Tingkat keasaman yang dihasilkan mampu menghambat bakteri penyebab yang
pada umumnya tidak tahan terhadap asam.
Fermentasi adalah proses yang berlangsung dalam keadaan anaerob,
dimana dalam proses ini tidak melibatkan serangkaian transfer elektron yang
dikatalisis oleh enzim yang terdapat dalam membran sel. Yoghurt berasal dari
susu yang kemudian ditambahkan dengan bakteri yang akan membentuk asam
laktat. Bakteri yang biasa digunakan dalam proses pembuatan yoghurt adalah
bakteri Bifidobacterium sp., Lactobacillus sp., atau Streptococcus thermophilus
dan Lactobacillus bulgaricus. Bakteri-bakteri tersebut yang akan memicu proses
fermentasi dari susu, mengubah laktosa pada susu menjadi asam laktat. Efek lain
5
dari proses fermentasi adalah pecahnya protein pada susu yang menyebabkan susu
menjadi kental. Hasil akhirnya susu akan terasa asam dan kental, inilah bentuk
yoghurt dasar yang telah jadi.
Streptococcus thermophilus dan
Lactobacillus bulgaricus dapat
menghasilkan enzim yang mejadikan
susu memiliki tingkat keasaman yang
rendah. Kerja dari kultur tersebut saling
melengkapi antara
bakteri Lactobacillus
bulgaricusdengan Streptococcus
thermophilus. Kultur ditambahkan
setelah susu dipanaskan pada suhu
90OC selama 15-30 menit dan
kemudian didinginkan hingga suhu 43 OC.
Gambar 4. Proses Pembuatan Yoghurt
Fermentasi dimulai ketika aktivitas dari bakteri Streptococcus
thermophilus merubah laktosa (gula susu) menjadi asam laktat dan menurunkan
keasaman susu hingga 5-5,5. Pada saat itu juga kecenderungan untuk terjadinya
reaksi-reaksi kimia yang dapat merugikan pada produk akhir mulai dihambat.
Bakteri Lactobacillus bulgaricus mulai beraktifitas mensekresikan enzimnya
untuk menurunkan keasaman hingga 3,8-4,4 dan menciptakan cita rasa khas
yoghurt setelah keasaman mencapai 5-5,5.Cita rasa khas yoghurt ditentukan dari
terbentuknya asam laktat, asetaldehid, asam asetat dan asetil. Keberadaan ke dua
bakteri tersebut sangat penting. Bakteri Streptococcus thermophilus membantu
menciptakan kondisi lingkungan yang lebih baik bagi bakteri Lactobacillus
bulgaricus untuk menghasilkan enzimnya. Sementara itu bakteri Lactobacillus
bulgaricus menghasilkan asetaldehid sehingga cita rasa yang khas pada yoghurt
dapat tercapai. Perbadingan yang baik antara kedua bakteri ini sehingga
menghasilkan yoghurt yang baik adalah 1:1.
6
Dapat dibayangkan apabila pembuatan yoghurt hanya menggunakan satu
jenis bakteri saja. Apabila hanya Streptococcus thermophilus saja maka keasaman
dan cita rasa yang dihasilkan tidak maksimal karena tidak dihasilkan asetaldehid
serta keasaman yang dihasilkan sekitar 5-5,5. Begitu juga apabila hanya
menggunakan Lactobacillus bulgaricus saja akibatnya enzim yang dihasilkannya
untuk membentuk asetaldehid akan terganggu karena kondisi lingkungan yang
terbentuk kurang baik. Oleh karena itu hubungan simbiotik antara kedua bakteri
ini sangat penting agar dihasilkan yoghurt dengan kualitas yang baik.
2.3 Optimasi Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus
dalam Fermentasi Yoghurt
Hal-hal yang perlu diperhatikan agar fermentasi yang melibatkan
Lactobacillus bulgaricus dengan Streptococcus thermophilus dapat berjalan
dengan optimal, maka harus memperhatikan faktor-faktor berikut ini:
1. Aseptis: terbebas dari kontaminan bahan yang di gunakan untuk
fermentasi yogurt harus steril.
2. Volume kultur relatif konstan (tidak bocor atau menguap). Kultur ini dapat
menghasilkan enzim yang mejadikan yogurt memiliki tingkat keasaman
yang rendah. Kerja dari kultur tersebut saling melengkapi antara bakteri
Lactobacillus bulgaricus dengan Streptococcus thermophilus.
3. Kadar oksigen harus memenuhi standar kadar Lactobacillus bulgaricus
jika tidak memenuhi standar maka produksi yogurt akan mengalami
kegagalan.
4. Kondisi lingkungan seperti suhu, pH harus terkontrol. Kultur ditambahkan
setelah susu dipanaskan pada suhu 90OC selama 15-30 menit dan
kemudian didinginkan hingga suhu 43 OC. Keasaman yogurt meningkat
(pH=4-5) juga menghindari proliferasi bakteri patogen yang potensial.
5. Komposisi medium pertumbuhan Medium sebagai tempat tumbuh dan
berkembang harus menjamin ketersediaan dan kebutuhan Lactobacillus
bulgaricus. Untuk hidup dan tumbuh berkembang medium biasa disebut
substrat. Medium harus mengandung nutrien dan oksigen yang dibutuhkan
7
mikroba. Mikroba berada dalam medium yang mengandung nutrien
sebagai substrat untuk tumbuh dan berkembang bercampur dengan
produk-produk yang dihasilkan yogurt. Medium kebanyakan berasal dari
tumbuhan dan sedikit dari produk hewani. harus mencukupi kebutuhan
Lactobacillus bulgaricus . Cita rasa khas yoghurt ditentukan dari
terbentuknya asam laktat, asetaldehid, asam asetat dan asetil. Keberadaan
ke dua bakteri tersebut sangat penting.
6. Penyiapan inokulum harus murni. Inokulum. Inokulum adalah agen hayati
(living thing) meliputi organism dan komponen subselulernya
Lactobacillus bulgaricus memiliki sifat khas yogurt sehingga dapat
digunakan sebagai agen untuk memproduksi bahan-bahan yang diperlukan
bermanfaat oleh manusia. Mikroba memiliki kemampuan mensintesis
berbagai senyawa di alam dan juga dapat menghasilkan berbagai jenis
enzim yang dapat dimanfaatkan dalam industri pengolahan makanan,
bahan kimia, dan/atau bahan farmasi. Enzim yang dihasilkan merupakan
katalisator yang mendorong terjadinya proses sintesis dan perombakan
bahan baku. Mikroba dapat digolongkan menjadi: (1) kelompok bakteri:
Bacillus sp., Lactobacillus sp., Streptococcus sp.Eschericia sp. (2)
kelompok jamur: Aspergillus sp. Penicillium sp. (3) kelompok khamir
(yeast): Saccharomyces sp.
7. Sifat fermentasi yoghurt merupakan salah satu hasil olahan susu yang
mengalami fermentasi akibat dari aktivitas enzim yang dihasilkan oleh
bakteri Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus.
8. Prinsip kultivasi mikroba dalam sistem cair bakteri asam laktat yang di
hasilkan Lactobacillus bulgaricus memiliki efisiensi yang tinggi karena
mampu beradaptasi dengan berbagai kondisi lingkungan. Yoghurt
biasanya digunakan sebagai sajian bagi orang-orang yang ingin
melangsingkan tubuh. Sajian yang dihasilkan dari susu fermentasi ini
diduga ditemukan semenjak dihasilkannya susu domba di Mesopotamia
sekitar 5000 tahun SM yang disimpan dalam suatu ruangan yang hangat
dan kemudian terbentuk gumpalan susu.
8
9. Desain bioreaktor (fermenter) kontaminasi. Istilah fermenter (bioreaktor)
digunakan untuk tempat berlangsungnya proses fermentasi. Pada
prinsipnya fermenter harus menjamin pertumbuhan mikroba dan produk
dari Lactobacillus bulgaricus di dalam fermenter. Semua bagian di dalam
fermenter pada kondisi yang sama dan semua nutrien termasuk oksigen
harus tersedia merata pada setiap bagian dalam fermenter dan produk
limbah seperti; panas, CO2, dan metabolit harus dapat dikeluarkan
(remove). Fermenter sebagai wadah harus dapat memberikan kondisi
lingkungan fisik yang cocok bagi katalis sehingga dapat berinteraksi
secaran optimal dengan substrat. Oleh karena itu, wadah perlu didesain
sedemikian rupa sehingga proses dalam wadah dapat dimonitor dan
dikontrol.
10. Desain medium medium sebagai tempat tumbuh dan berkembang harus
menjamin ketersediaan dan kebutuhan mikroba untuk hidup dan tumbuh
berkembang. Medium biasa disebut substrat. Medium harus mengandung
nutrien dan oksigen yang dibutuhkan Lactobacillus bulgaricus berada
dalam medium yang mengandung nutrien sebagai substrat untuk tumbuh
dan berkembang bercampur dengan produk-produk yang dihasilkan
termasuk limbah. Medium kebanyakan berasal dari tumbuhan dan sedikit
dari produk hewani. Sebagai contoh; biji-bijian (grain), susu (milk).
Natural raw material berasal dari hasil pertanian dan hutan. Karbohidrat;
gula, pati (tepung), selulosa, hemiselulosa, dan lignin.
11. Instrumentasi dan pengendalian proses dalam bioreactor Perbadingan yang
baik antara ke dua bakteri ini sehingga menghasilkan yoghurt yang baik
adalah 1:1. Dapat dibayangkan apabila pembuatan yoghurt hanya
menggunakan satu jenis bakteri saja. Apabila hanya Streptococcus
thermophilus saja maka keasaman dan cita rasa yang dihasilkan tidak
maksimal karena tidak dihasilkan asetaldehid serta keasaman yang
dihasilkan sekitar 5-5,5. Begitu juga apabila hanya menggunakan
Lactobacillus bulgaricus saja akibatnya enzim yang dihasilkannya untuk
membentuk asetaldehid akan terganggu karena kondisi lingkungan yang
terbentuk kurang baik. Oleh karena itu hubungan simbiotik antara kedua
9
bakteri ini sangat penting agar dihasilkan yoghurt dengan kualitas yang
baik.
12. Tenik pengukuran fermentasi dimulai ketika aktifitas dari bakteri
Streptococcus thermophilus merubah laktosa (gula susu) menjadi asam
laktat dan menurunkan keasaman susu hingga 5-5,5. Pada saat itu juga
kecenderungan untuk terjadinya reaksi-reaksi kimia yang dapat merugikan
pada produk akhir mulai dihambat. Bakteri Lactobacillus bulgaricus mulai
beraktifitas mensekresikan enzimnya untuk menurunkan keasaman hingga
3,8-4,4 dan menciptakan cita rasa khas yoghurt setelah keasaman
mencapai 5-5,5.
13. Pemindahan massa dan energy yoghurt di produksi dengan cara
memfermentasi air susu dengan bakteri bukan khamir. Biasanya
menggunakan campuran Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus
thermophilus. Pada pembuatan yoghurt air susu dipasteurisasi pada suhu
73oC selama 15 detik. Kemudian ditambahkan kultur starter bakteri.
Fermentasi pada suhu 40oC selama 2,5 -3,5 jam sampai susu
menggumpal, dan asam laktat dihasilkan. Bakteri mengubah gula susu
(laktosa) pada kondisi anaerobic. Lactose diubah menjadi asam laktat yang
bersifat menggumpalkan casein (protein susu). Dihasilkan krem yoghurt
tebal dengan rasa sedikit asam. Yoghurt sebaiknya disimpan pada suhu
4oC untuk mengurangi aktivitas mikroba.
14. Peningkatan skala Bakteri Streptococcus thermophilus membatu
meningkatkan kondisi lingkungan yang lebih baik bagi bakteri
Lactobacillus bulgaricus untuk menghasilkan enzimnya. Sementara itu
bakteri Lactobacillus bulgaricus menghasilkan asetaldehid sehingga cita
rasa yang khas pada yoghurt dapat tercapai.
15. Fermentasi substrat padat Substrat padat sebagai contoh media yang
digunakan untuk produksi tempe, oncom, susu yogurt, kecap, kompos dsb.
Solid substrate fermentation (SSF), melibatkan jamur berfilamen, yeast
atau Streptomyces.
10
16. Kultur biakan murni (isolat) proses pembuatan sajian yang memiliki rasa
yang asam ini biasanya menggunakan kultur campuran antara bakteri
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus sebagai starter.
Sumber mikroba industri: sumber alami atau lembaga koleksi kultur
Sumber alami: tanah, air, sayuran segar/busuk, tanaman/hewan, limbah
dll jumlah dan jenis mikroba sangat beragam.
Tahap pertama dalam seleksi mikroba yang akan digunakan untuk
industri : isolasi mikroba, sehingga diperoleh kultur murni (semua sel
dlm populasi identik & berasal dari sel induk yang sama sifat
morfologi & fisiologi seragam).
Setelah itu dilakukan seleksi sehingga diperoleh galur dengan kinerja
terbaik.
Terakhir baru dilakukan identifikasi dengan menggunakan kunci-kunci
yang sesuai, sehingga diketahui nama (klasifikasi) mikroba tersebut.
Mikroba yang telah diperoleh harus disimpan dengan teknik
penyimpana yang baik, sehingga kemurniannya terpelihara dalam
jangka waktu yang panjang.
11
BAB III
RINGKASAN
Klasifikasi bakteri asam laktat menjadi genus yang berbeda yang
diantaranya adalah Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus
secara garis besar didasarkan pada morfologi, sifat fermentasi glukosa, tumbuh
pada temperatur yang berbeda-beda, konfigurasi asam laktat yang diproduksi,
kemampuan tumbuh pada konsentrasi garam tinggi, dan toleransi terhadap asam
atau alkali. Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus sangat
berperan dalam pembuatan yoghurt karena bakteri tersebut bekerja sama untuk
dapat menghasilkan enzim yang mejadikan susu memiliki tingkat keasaman yang
rendah. Agar fermentasi yang melibatkan Lactobacillus bulgaricus dengan
Streptococcus thermophilus dapat berjalan dengan optimal, maka harus aseptis,
volume kultur relatif konstan, kadar oksigen harus memenuhi standar, kondisi
lingkungan seperti suhu, pH harus terkontrol, komposisi medium pertumbuhan
Medium sebagai tempat tumbuh dan berkembang harus menjamin ketersediaan
dan kebutuhannya, dan penyiapan inokulum harus murni.
12
DAFTAR PUSTAKA
Sneath, P.H.A, N.S. Mair, M.E. Sharpe, J.G. Holt. 1986. Bergey’s Manual of
Systematic Bacteriology. Vol 2. Williams and Wilkins. Baltimore.
Hess, S.J., R.F. Robert, and G. R. Ziegler. 1997. Rheological properties on
nonfat yoghurt stabilized using Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus
producing exopolysaccharide or using commercial stabilizer systems.
Journal of Dairy Science, 80 : 252 – 263.
http://www.bacterio.net/streptococcus.html&prev=search (diakses pada hari sabtu,
tanggal 11 April 2015 pukul 15.30)
www.iosrjournals.orge-ISSN: 2278-3008, p-ISSN: 2319-7676.Volume 9, Issue 3
Ver.II (Mei -Jun. 2014), PP 52-58 (diakses pada hari sabtu, tanggal 11
April 2015 pukul 15.57)
https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Streptococcus_thermophilus (diakses
pada hari Sabtu, tanggal 11 April 2015 pukul 16.27)
http://sukasains.com/materi/klasifikasi-lima-kingdom/ (diakses pada hari sabtu,
tanggal 11 April 2015 pukul 18.26)
Krisno, Agus. 2011. Kontribusi Penting Bakteri Lactobaccilus bulgaricus pada
Yoghurt untuk Kesejahteraan Manusia . Tersedia di:
https://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/11/kontribusi-penting
bakteri lactobaccilus-bulgaricus-pada-yogurt-untuk-kesejahteraan
manusia/ [diakses: 11 April 2015, pukul 14.17 WIB].
Mitra Agrobisnis Dan Agroindustri. 2012. Aneka Produk Olahan Bioteknologi.
Tersedia di:
http://www.agrotekno.net/2013/10/aneka-produk-olahan
bioteknologi.html [diakses: 11 April 2015, pukul 14.17 WIB].
https://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/11/02/optimalisasi-peran
lactobacillus-bulgaricus-dalam-proses-produksi-yogurt/ (diakses : 12 April
2015, pukul 20.30 WIB)
13