TUGAS ILMU TEKNOLOGI PANGAN FERMENTASI

Disusun oleh: 1. Alina Dzulchilda 2. Titien Indah S 3. Syifa Vaozia 4. Desy Restu 5. Devy Sukma 6. Utami Harjantini 7. Ruliansyah 22030111130043 22030111130044 22030111130045 22030111130047 22030111130048 22030111130048 220301111300

PROGRAM STUDI ILMU GIZI FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS DIPONEGORO 2012

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pengolahan bahan pangan secara tradisional sudah dikenal lama. Salah satu cara pengolahan yang dilakukan adalah dengan fermentasi. Fermentasi telah lama digunakan dan merupakan salah satu cara pemrosesan dan bentuk pengawetan makanan tertua. Fermentasi merupakan cara untuk memproduksi berbagai produk yang menggunakan biakan mikroba melalui aktivitas metabolisme baik secara aerob maupun anaerob. Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan akibat pemecahan kandungan bahan pangan tersebut sehingga memungkinkan makanan lebih bergizi, lebih mudah dicerna, lebih aman, dapat memberikan rasa yang lebih baik dan memberikan tekstur tertentu pada produk pangan. Fermentasi juga merupakan suatu cara yang efektif dengan biaya rendah untuk mengawetkan, menjaga kualitas dan keamanan makanan. Teknologi untuk meningkatkan mutu bahan pangan adalah dengan fermentasi. Secara umum semua produk akhir fermentasi biasanya mengandung senyawa yang lebih sederhana dan mudah dicerna daripada bahan asalnya sehingga dapat meningkatkan nilai gizinya. Fermentasi juga berfungsi sebagai salah satu cara pengolahan dalam rangka pengawetan bahan dan cara untuk mengurangi bahkan menghilangkan zat racun yang dikandung suatu bahan. Berbagai jenis mikroorganisme mempunyai kemampuan untuk mengkonversikan pati menjadi protein dengan penambahan nitrogen anorganik ini melalui fermentasi.

1.2

Rumusan Masalah 1.2.1. Bagaimana sejarah fermentasi? 1.2.2 1.2.3 Apa pengertian fermentasi? Apa saja macam fermentasi?

1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7

Bagaimana prinsip fermentasi? Apa saja factor yang mempengaruhi proses fermentasi? Apa saja produk dari fermentasi? Apa saja keuntungan dan kerugian dari fermentasi?

1.3

Tujuan 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 1.3.7 Mengetahui sejarah fermentasi Mengetahui pengertian fermentasi Mengetahui macam-macam fermentasi Mengetahui prinsip pengawetan dengan fermentasi Mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi Mengetahui produk-produk dari fermentasi Mengetahui kentungan dan kerugian fermentasi

1.4

Manfaat Mengetahui prinsip pengawetan dengan fermentasi dan produkproduk yang dihasilkan.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Fermentasi Fermentasi berasal dari bahasa latin ferfere yang artinya mendidihkan. Berdasarkan ilmu kimia berarti terbentuknya gas-gas dari suatu cairan kimia yang pengertiannya berbeda dengan air mendidih. Gas yang terbentuk tersebut di antaranya karbondioksida (CO2). Penemuan cara fermentasi ini diawali dengan pembuatan bir sekitar 6.000 tahun sebelum masehi. Pembuatan roti dengan bantuan khamir atau ragi sekira 4.000 tahun SM. Pembuatan produk fermentasi kecap dan tauco di Cina sejak 722 SM. Kira-kira abad ke-17 mulai berkembang fermentasi anggur menggunakan bakteri Acetobacter menghasilkan asam asetat (asam cuka). Tahun 1817, mulai diproduksi enzim dari tumbuhan dan jaringan hewan yang dapat memecah zat pati menjadi gula maltose (diastase). Tahun 1860, suatu enzim dari khamir dapat memecahkan sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Penelitian yang dilakukan para ahli melahirkan istilah baru fermentasi yaitu reaksi oksidasi-reduksi, di mana zat yang dioksidasi (pemberi elektron) maupun zat yang direduksi (penerima elektron) adalah zat organik dengan melibatkan mikroorganisme (bakteri, kapang dan ragi). Zat organik yang digunakan umumnya glukosa yang dipecah menjadi aldehida, alkohol atau asam.

2.2 Pengertian Fermentasi Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Pada awalnya fermentasi diartikan sebagai pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2. Pada saat ini fermentasi secara mudahnya dapat diartikan sebagai suatu proses pengolahan pangan dengan menggunakan jasa mikroorganisme untuk menghasilkan sifat-sifat produk sesuai yang diharapkan.

2.3 Macam-Macam Fermentasi 2.3.1 Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob. Fermentasi 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. Prosesnya: 1. Glikolisis Glukosa C6H12O6 asam piruvat 2C2H5OCOOH + Energi

2. Dehidrogenasi asam piruvat akan terbentuk asam laktat 2C2H3OCOOH + 2 NADH2 dehidrogenasa. Bakteri penghasil asam laktat seperti Streptococcus sp. Dan Lactobacillus sp. banyak dimanfaatkan manusia dalam industry fermentasi untuk makanan dan minuman. Contoh-contoh bakteri penghasil asam laktat antara lain : a. Streptococcus lactis dan Lactobacillus lactis merupakan bakteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam fermentasi pembuatan keju. Jenis dan kualitas keju ditentukan oleh lama pematangan, kualitas susu, dan jenis fermentor. b. Streptococcus thermiphilus dan Lactobacillus bulgaricus merupakan bakteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam fermentasi pembuatan yoghurt. Yoghurt memilki daya antibiotic yang dapat menghindarkan pembusukan dini dalam usus halus sehingga dapat menormalkan kesetimbangan dalam usus halus. Yoghurt lebih mudah dicerna dibandingkan susu asli. Yoghurt mengandung asam laktat lebih tinggi daripada hasil fermentasi yang lain. Yoghurt banyak mengandung vitamin B kompleks. 2C2H5OCOOH + 2NAD Piruvat

c.

Streptococcus lactis merupakan bakteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam fermentasi pembuatan mentega. Mentega adalah suatu emulsi antara lemak susu da air. Mentega yang terlalu banyak mengandung asam laktat akan lebih cepat rusak karena asam laktat akan mengoksidasi lemak.

d.

Lactobacillus casei merupakan bekteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam pembuatan susu fermentasi.

e.

Streptococcus lactis dan Lactobacillus lactis merupakan bakteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam fermentasi pembuatan keju. Jenis dan kualitas keju ditentukan oleh lama pematangan, kualitas susu, dan jenis fermentor.

f.

Streptococcus thermiphilus dan Lactobacillus bulgaricus merupakan bakteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam fermentasi pembuatan yoghurt. Yoghurt memilki daya antibiotic yang dapat menghindarkan pembusukan dini dalam usus halus sehingga dapat menormalkan kesetimbangan dalam usus halus. Yoghurt lebih mudah dicerna dibandingkan susu asli. Yoghurt mengandung asam laktat lebih tinggi daripada hasil fermentasi yang lain. Yoghurt banyak mengandung vitamin B kompleks.

g.

Streptococcus lactis merupakan bakteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam fermentasi pembuatan mentega. Mentega adalah suatu emulsi antara lemak susu da air. Mentega yang terlalu banyak mengandung asam laktat akan lebih cepat rusak karena asam laktat akan mengoksidasi lemak.

h.

Lactobacillus casei merupakan bekteri penghasil asam laktat yang biasa ditambahkan dalam pembuatan susu fermentasi.

2.3.2

Fermentasi alcoholPada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energy terlaksana karena asam

piruvat diubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya asam asetat diubah menjadi alcohol.

Dalam fermentasi alcohol, satu molekul glukosa hanya dapat

menghasilkan 2 molekul ATP. Bandingkan dengan respirasi aerob, dimana satu molekul glukosa akan menghasilkan 36 ATP sebagai hasil akhirnya.Lamanya proses fermentasi alcohol akan mempengaruhi jumlah alcohol yang dihasikan. Fermentasi alcohol yang dibiarkan terus menerus akan berubah menjadi fermentasi asam cuka (asetat).

2.3.3

Fermentasi Asam Cuka

Merupakan 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. Secara umum reaksi kimiayang terfasilitasi oleh bakteri ini adalah: C2H5OH + O2 > CH3COOH + H2O

2.4 Prinsip FermentasiPrinsip dari fermentasi adalah memperbanyak jumlah mikroorganisme dan menggiatkan metabolismenya dalam bahan pangan. Bahan baku yang paling banyak digunakan oleh mikroorganisme adalah karbohidrat dari glukosa tetapi mikroorganisme juga dapat menggunakan protein dan lemak. 2.4 Faktor- factor yang mempengaruhi proses fermentasi

2.4.1. Konsentrasi Garam Konsentrasi garam yang dianjurkan adalah 5-15% (20-600S). Garam berfungsi untuk menghambat pertumbuhan jenis-jenis mikroorganisme pembusuk yang tidak diinginkan selama proses fermentasi berlangsung. Prinsip kerja garam dalam proses fermentasi adalah untuk mengatur Aw (ketersediaan air untuk kebutuhan mikroorganisme). Mikroorganisme yang diinginkan untuk tumbuh adalah jenis-jenis bakteri penghasil asam. Selain mengatur Aw, garam juga berfungsi untuk menarik keluar cairan sel jaringan yang mengandung sakarida-sakarida, dimana sakarida tersebut merupakan nutrien untuk pertumbuhan mikroorganisme. Kadar garam selama fermentasi akan berubah karena cairan dalam sel-sel jaringan tertarik keluar sel, karena itu secara periodik harus diadakan penyesuaian kadar garam. 2.4.2. Suhu Suhu selama proses fermentasi sangat menentukan jenis mikroorganisme dominan yang akan tumbuh. Umumnya diperlukan suhu 300C untuk pertumbuhan mikroorganisme. Bila suhu kurang dari 300C pertumbuhan mikroorganisme penghasil asam akan lambat sehingga dapat terjadi pertumbuhan produk.

2.4.3. Oksigen Ketersediaaan oksigen harus diatur selama proses fermentasi. Hal ini berhubungan dengan sifat mikroorganisme yang digunakan. Contoh khamir dalam pembuatan anggur dan roti biasanya membutuhkan oksigen selama proses fermentasi berlangsung, sedangkan untuk bakteri-bakteri penghasil asam tidak membutuhkan oksigen selama proses fermentasi berlangsung. http://www.gogreen.web.id/2007/08/faktor-faktor-yangmempengaruhi.htmlDebby Sumanti, Ir., MS.

2.5 Produk Fermentasi 2.5.1 Tempe Tempe merupakan hasil fermentasi dari kedelai menggunakan jamur Rhizopus oryzae. Tempe selain dibuat dari kedelai dapat juga dibuat dari berbagai bahan nabati berprotein . Pada substrat kedelai, jamur selain berfungsi mengikat/menyatukan biji kedelai menjadi satu kesatuan produk yang kompak juga menghasilkan berbagai enzim yang dapat meningkatkan nilai cerna tempe saat dikonsumsi. 2.5.2 Tape Tape dibuat dari ubi kayu atau beras ketan dan merupakan makanan yang populer di Indonesia dan Malaysia. Dalam pembuatan tape setidaknya terlibat tiga kelompok mikroorganisme yaitu mikrobia perombak pati menjadi gula yang menjadikan tape pada awal fermentasi berasa manis. Mikrobia yang banyak dianggap penting dalam proses ini adalah Endomycopsis fibuliger serta beberapa jamur dalam jumlah kecil. Adanya gula menyebabkan mikrobia yang mengunakan sumber karbon gula mampu tumbuh dan menghasilkan alkohol. Yang masuk dalam kelompok ini adalah Saccharomyces dan Clambdida yang menyebabkan tape berubah menjadi alkoholik. Adanya alkohol juga memacu tumbuhnya bakteri pengoksidasi alkohol yaitu Acetobacter aceti yang mengubah alkohol menjadi asam asetat dan menyebakan rasa masam pada tape yang dihasilkan.

2.5.3 Yoghurt Produksi yogurt dimulai dengan kondisioning susu. Kandungan air pada susu mula-mula diturunkan hingga 25% dengan evaporasi vacuum dan ditambahkan 5% susu bubuk. Sebagai tahap akhir kondisioning, susu dipanaskan pada suhu 86 93C selama 30 60 menit. Hal ini akan menyebabkan beberapa

protein mengalami pemecahan dan mikrobia kontaminan akan terbunuh. Setelah itu didinginkan pada suhu 45C dan ditambahkan campuran Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus dalam perbandingan 1:1. 2.5.4 Vitamin Vitamin selain dapat diperoleh dari berbagai tumbuhan juga dapat dihasilkan secara fermentasi. Terutama vitamin B. Mikroorganisme yang teribat dalam produksi vitamin ini adalah kapang ascomisetes Eremothecium ashbyii dan Ashbya gossypii. Kapang (Candida flaeri,C. famata, dsb) dan bakteri dapat juga digunakan untuk produksi. Hasil yang dicapai dapat lebih dari 20 g riboflavin per liter kultur cair yang dilakukan secara steril dan kondisi aerob dengan medium yang mengandung molase atau minyak tumbuhan sebagai sumber karbon utama. 2.5.5 Kefir Kultur starter kefir disebut butiran kefir, mengandung mikrobia yang terdiri dari bakteri dan khamir yang masing-masing berperan dalam pembentukan cita rasa dan struktur kefir. Bakteri menyebabkan terjadinya asam sedangkan khamir menyebabkan terjadinya pembentukan alkohol dan CO2 pada proses fermentasi. Hal inilah yang membedakan rasa yoghurt dan kefir. Komposisi mikrobia dalam butiran kefir dapat bervariasi sehingga hasil akhir kefir kadang mempunyai aroma yang bervariasi. Spesies mikrobia dalam bibit kefir diantaranya Lactocococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus kefir,

Lactobacillus kefirgranum, Lactobacillus parakefir. Semua mikrobia yang tersebut tadi mempunyai fungsi dalam pembentukan asam laktat dari laktosa. Lactobacillus kefiranofaciens sebagai pembentuk lendir (matriks butiran kefir), Leuconostoc sp. membentuk diasetil dari sitrat dan Candida kefir pembentuk etanol dan karbondioksida dari laktosa. Selain itu juga ditemukan Lactobacillus brevis dan khamir (Torulopsis holmii dan Saccharomyces delbrueckii). 2.5.6 Keju Keju juga hasil fermentasi susu, tetapi dalam proses produksi yang lebih kompleks. Perbedaan bakteri yang berperan menyebabkan waktu fermentasi yang lebih lama dari yogurt. Keju sangat beragam, tedapat lebih dari 20 klas dan ratusan vaietas, namun awal prosesnya adalah sama. 2.5.7 Nata de coco

Nata de coco sebenarnya adalah selulosa murni produk kegiatan mikrobia Acetobacter xylinum. Mikrobia ini dapat merubah gula menjadi selulosa. Jalinan selulosa inilah yang membuat nata terlihat putih. Sebagai makanan berserat, nata de coco memiliki kandungan selulosa 2,5 % dan lebih dari 95 % kandungan air. Nata de coco memiliki kandungan serat kasar 2,75 %, protein 1,5 2,8 %, lemak 0,35 % dan sisanya air 2.6 keuntungan dan kerugian 2.6.1 Keuntungan

1. Beberapa hasil fermentasi (asam dan alkohol) dapat mencegah pertumbuhan mikroorganisme beracun. Contoh: Clostridium botulinum (pH 4,6 tidak dapat tumbuh dan tidak membentuk toksin). 2. Mempunyai nilai gizi yang lebih tinggi dari nilai gizi bahan asalnya (mikroorganisme bersifat katabolik, memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana sehingga mudah dicerna dan mensintesis vitamin kompleks dan faktor-faktor pertumbuhan badan lainnya) Contoh vitamin B12, riboflavin, provitamin A). 3. Dapat terjadi pemecahan bahan-bahan yang tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim tertentu, contohnya selulosa dan hemiselulosa dipecah menjadi gula sederhana. 2.6.2 Kerugian dari fermentasi di antaranya adalah dapat menyebabkan keracunan karena toksin yang terbentuk, sebagai contoh tempe bongkrek dapat menghasilkan racun, demikian juga dengan oncom.

2.6.3

Kerugian