Peran mikrobia dalam industri makanan fermentasi
Peran mikrobia dalam industri teknologi fermentasi1Fermentasi
PanganMknan fermentasi adalah mknan yg dibuat dg bantuan mikrobia
atau enzim sehingga mengalami perubahan secara biokimiawi yg
dikehendaki dan dpt memberikan ciri spesifik mknan tsb.Proses
fermentasi lbh efisien dibanding pengawetan lain krn mgnkan energi
yg rendah.2Manfaat fermentasi makananMakanan akan lebih
bergiziLebih mudah dicernaLebih amanMemberikan flavor yang lebih
baik
3Mikrobia yg digunakan utk proses fermentasi tgt pada :Aktivitas
airpHSuhuKomposisi bahan dasarAdanya zat-zat yang bersifat
mendukung4Jenis mo yg dominan dlm fermentasi :Jamur: Amylomyces,
Aspergillus, Monascus, Neurospora, Rhizopus, MucorBakteri : gol BAL
meliputi Pediococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, bakteri asam
asetat Acetobacter, gol BacillusYeast : Saccharomyces, Candida,
Endomycopsis, Torulopsis5Penggolongan mknan fermentasi berdasarkan
mo yg berperanan :Homofermentasi hanya 1 jenis spesies mo, cth
tempe : Rhizopus oligosporusHeterofermentasi lbh dari 1 jenis mo
dari spesies yg berbeda, cth pada ragi tdpt jamur Amylomyces, yeast
Endomycopsis dan SaccharomycesHomomultifermentasi 2 atau lbh strain
dari spesies yg sama cth yogurt kedelai perlu 2 strain L.
acidophilus yg berbeda peranannya.Polifermentasi dilakukan sejml mo
dari strain & spesies yg berbeda, mrpk tipe ferm mknan
tradisional yg alami6Beberapa mknan fermentasi yang tergolong
homofermentatifOncom ferm dari bungkil kcg tnh oleh Neurospora
intermediaShofu tofu yg difermentasi jamur Actinomucor elegansTempe
biji kedelai oleh jamur Rhizopus oligosporus
7HeterofermentatifTape jamur Amylomyces, yeast Saccharomyces,
Endomycopsis atau CandidaTeh yeast Saccharomyces bisporus, Candida
sp, bakteri asam asetatKecap Aspergillus oryzae atau A. sojae serta
yeast dan bakteri sbg pbtk flavor yg khasShoyu (soy sauce) : sama
dg kecap hanya ditambah gandumTauco A. oryzaeMiso spt tauco tapi
kedelai dihancurkan sblm difermentasi, A. sojae, A. oryzaeSake
beras ketan A. oryzae dan S. cerevisaeSauerkraut & pickle BAL,
Leuconostoc mesenteroides, L. plantarum, L. delbrueckii.
8Penggolongan mknan fermentasi berdsrkan bhn dsr yg digunakan
(Campbell-Platt, 1987)Minuman beralkohol : wine, bir, sake, brem
cairMknan fermentasi dari serealia : roti, dllMknan fermentasi dari
susu : keju, kefir, yogurt, dadihMknan fermentasi dari ikan :
balacan (Phil), terasiMknan fermentasi dari sayuran dan buah :
sauerkraut, pickle, kimchi, tempoyak, asinan sawiMknan fermentasi
dari kacangan : tempe, kecap, oncom, tauco, shoyu, misoMknan
fermentasi dari daging : salami (Aus), nham (Thai)Mknan fermentasi
dari bahan berpati : tape ketela, growol, gatotMknan fermentasi
dari bahan lain : dage dari ampas kelapa, tempe bongkrek dari ampas
kelapa, nata de coco, 9Penggolongan mknan fermentasi di negara2
Asia mnrt Steinkraus (1982)Mknan ferm yg dihslkan berdsrkan proses
proteolisis pada protein nabati oleh aktivitas enzim mikrobia
contoh : soy sauce dari China, Shoyu dan miso dari Jepang, kecap
dan tauco dari IndMknan ferm yg dihslkan berdsrkan proses
hidrolisis ikan/udang dlm lart garam pekat misal petis, terasiMknan
ferm yg dihslkan memp tekstur yg menyerupai daging dari bahan
serealia atau kacang2an sbg substrat misal tempe, oncomMknan ferm
dg mempergunakan prinsip koji sbg inokulan misal soy sauce, miso,
kecap, tempe, oncom, tape, brem, sakeMknan ferm yg dihslkan
berdsrkan proses yg dpt menghasilkan asam2 organik sbg hasil
utamanya misal kimchi, tapeMknan ferm yg dihslkan berdsrkan proses
fermentasi alkohol misal sake, tape ketan, tape ketela,
brem10Penggolongan lain :Proses fermentasi yang dapat menghasilkan
flavor seperti daging dari protein nabati (soy sauce, shoyu, kecap,
miso/tauco)Proses fermentasi yang dapat menghasilkan flavor spt
daging dari protein hewani (saus ikan, udang, pasta ikan)Proses
fermentasi yg dpt membentuk tekstur spt daging dari bahan serealia
(tempe, oncom)Proses fermentasi yang ditujukan untuk menaikkan
kandungan protein dari bahan berpati (tape ketan, tape
ketela)Proses fermentasi yg ditujukan untuk memperkaya produk
dengan vitamin (tape, tempe, oncom)Proses fermentasi yg ditujukan
utk produksi roti dari bahan bukan gandumProses fermentasi yg
ditujukan utk mengurangi waktu pemasakan dan bahan bakar yg
dipergunakan (tempe, oncom)Proses fermentasi yg ditujukan sbg
pengawetan dgn biaya yg relatif rendah (pickle, sauerkraut,
kimchi)11Fermentasi Pangan dari Bahan Protein
Nabati12TempeCiri-ciri : warna putih, tekstur kompak, flavor
spesifikWarna putih disebabkan miselia jamur yg tumbuh pada
permukaan biji kedeleJamur Rhizopus oligosporus
13Sifat-sifat jamur R. oligosporusTidak dapat menggunakan sumber
karbon dari KH biji kedele spt stakhiosa, rafinosa, dan sukrosa,
ttpi bisa mgnkan sumber C dari glukosa, fruktosa, galaktosa, dan
maltosaMemp aktivitas enzim lipase yg tinggiSbg sumber N digunakan
garam amonium dan aa spt prolin, glisin, asam aspartat, dan
leusinMemp aktivitas proteolitik yg tinggi Tdk memp aktivitas
pektinaseDpt mensintesa komponen antioksidan yi isoflavonDpt
menghslkan aroma dan flavor spesifik tempeDpt menghslkan komponen
antibakteriDpt menghambat pertumbuhan, sporulasi, dan pembentukan
aflatoksin oleh A. flavus dan A. parasiticusDpt menghambat pbtkan
toksin oleh Pseudomonas cocovenenans pada pembuatan tempe
bongkrek14Proses pembuatanKedelePencucianPerendaman dlm air 24 jam,
smp pH 4,5-5,0Perebusan 1 jamPenghilangan kulitPendinginan sambil
dikeringanginkanInokulasiPembungkusanFermentasi 24 jamTempe15Tempe
1
Bak perendamBoiler/pemanasPerebusan
16
Peragian Pengemasan
17
Tempe 2
18KecapKecap dalam masakan berperan sbg penguat flavorInokulan :
A. oryzae dan A. sojae (dominan), BAL yg bersifat homofermentatif
terutama Pediococcus cerevisiae, L. delbruekci, dan yeast yg
toleran thd garam tinggiUtk industri RT banyak yg mgnkan inokulan
tempeYg pertama kali tumbuh adalah BAL (membtk aroma dan flavor yg
spesifik) menghslkan asam pH turun kondisi opt utk pertumbuhan
yeast (menghslkan etanol, komponen flavor)19Pembuatan kecapBiji
kedelaiPencucianPerebusanPenirisan dan pendinginanFermentasi
koji/jamurPengeringan dan penghilangan miselia jamurFermentasi
moromi (dlm larutan garam) 2 mg-2 blEkstraksi dan
filtrasiPerebusan, Penambahan gula kelapa dan
bumbuPembotolanKecap20Pembuatan Kecap
21Pembuatan taucoBiji kedelaiPencucianPerendaman 12
jamPenghilangan kulitPerebusan 1-2 jamPenirisan dan
pendinginanPencampuran tpg tapioka/beras 1:2InokulasiInkubasi 2-5
hariPerendaman dlm lart garam 20%Inkubasi 21-30 hariTauco
mentahPemasakan dg penambahan bumbuPembotolan22Fermentasi sayuran
dan buah-buahanSayuran dan buah-buahan digarami terlebih dahulu,
kemudian dilanjutkan dg fermentasi asinanProses fermentasi
berlangsung secara spontan (tanpa starter)Contoh :Tempoyak :
fermentasi durian; asinan sawiDi LN : sauerkraut,
kimchi23Fermentasi Pangan dari Bahan Protein Hewani24YoghurtSusu yg
difermentasikan oleh L. bulgaricus dan S. thermophilus yang memp
rasa asam yg segar dan tekstur semi padatMrpk produk khas Eropa
akan tetapi di negara2 lain dpt memp nama yg berbeda mis jugurt
Turki, dahi India, dadih Indonesia25Pembuatan yogurt scr
tradisionalSusuHomogenisasi 2000-2500 psiPasteurisasi 90 oC, 5-15
menitPendinginan suhu 40-45 oCInokulasiInkubasi 40-45 oC smp
menggumpalyoghurt26
27KejuSusu yg diinokulasi oleh mikrobia yg membentuk asam laktat
dan membentuk curd/jendalan dipress shg air hilang
ripening/pematangan Mikrobia yg digunakan gol bakteri asam laktat
dan jamur ttt misal P. roqueforti28Soft cheeses Possess an outer
rind composed of hyphae of Penicillium camemberti and yeast cells
of Geotrichum candidum.
Swiss cheesesPropionobacter species produce propionic acid
giving these cheeses their distinctive flavour, whilst the CO2
released makes the characteristic holes.
Blue cheesesVeination in blue-cheese results from growth of
Penicillium species, most commonly P.roquefortii and P.glaucum.
29
30
31
32
33
34Fermentasi Pangan dari Bahan Berpati35Fermentasi ketela pohon
dan beras ketan : TapeInokulum ragi : yeast & jamur amilolitik,
bakteri asam laktat (BAL)Yeast & jamur amilolitik akan memecah
pati mjd gula sederhana, fermentasi dilanjutkan yeast dan
BALFermentasi berlangsung 1-2 hari tekstur mjd lunak, berair, rasa
dan aroma yang asam beralkohol36 Fermented plant products
include:
BreadSaccharomyces cerevisiae converts sugars into CO2 and
ethanol. CO2 expands during baking, giving an open structure.
Amylase breaks down starch. Proteases digest gluten, altering
texture.
AlcoholSaccharomyces cerevisiae (or S.carlsbergensis) is often
used to ferment sugars to alcohol and CO2 in beer, wine and spirit
production.
* In the production of rice wines, filamentous fungi such as
Aspergillus (Saki) and Rhizopus (Sonti) are used. Other moulds such
as Botrytis may alter the flavour of traditional wines.
37Requirements for Good Starter CulturesActivityStable
MetabolismNo Objectionable Characteristics38ActivityRelative Rage
of producing desired change in foodWant change in shortest amount
of time
MetobolismWant same end products produced each time
No Objectionable CharacteristicsA. NON-toxicB. No undesirable
metobolitesE. coli also produces lactic acid, but also produces
acetic, methanol and objectional odors and flavorsC. No Disposal
ProblemTypes of Starter CulturesSingle StrainOne strain of one
speciesMixed or Multiple StrainsMore then one strain of 1
SpeciesMultiple Species39SingleAdvantage only have to deal with one
performing properly
MixedUsually based on bacteriophage types
Strain AB Have phage B and A still left to grow and produce
product
Multiple SpeciesMore than 1 species, may be more than 1 strain
of eachOne species alone does not produce changeUse of Starter
CulturesButter, Buttermilk, Sour CreamYogurtKefirAcidophilus
MilkCheeses40Start with Fresh Cream Inoculate with Starter, hold
until desired pH is met
Yogurt 1;1 of Lactobacillus delbruckii subsp. Bulgaricus and S.
thermophilus Coccus grows faster than rod and produces initial acid
Lactobacillus grows later and produces acetaldehyde (chief flavor
component)
Kefir grains with Lactobacillus and yeast alcohol produced
Acidophilus milk NOT fermented L. acidophilus added to milk for
health benefits
Cheese milk inoculated lactic acid produced and curd forms,
water removed and curd pressed together for ripening, mixed
organisms produce characteristic flavors in cheesesNo Starter
CultureSauerkrautPicklesChocolateSome CheesesSourdough Bread
41Bread bakers barm natural biotia yeast and LABPembuatan
yogurt
susu ultra low fat 90% (v/v), skim 2% (b/v), gula 10% (b/v),
essence 0,3% (b/v)
dicampur
dipasteurisasi 85 oC, 30 menit
didinginkan 40 oC
diinokulasi dengan starter 10% (v/v)
tuang ke cup steril @ 50-60 ml
inkubasi 43 oC, 6-7 jam
disimpan di cool room (4 oC)
yogurt dingin
Keterangan :
starter dibuat dari campuran kultur L. bulgaricus : S.
thermophilus = 1:1 atau
L. bulgaricus : Lactobacillus spp Dad13 : S. thermophilus =
1:1:2 atau
L. bulgaricus : Lactobacillus plantarum Mut7 : S. thermophilus =
1:1:2
