MIKROBIOLOGI INDUSTRI
I.
PENDAHULUAN Mikroba dapat dimanfaatkan untuk keperluan atau kebutuhan hidup
sehari-hari bagi manusia. Beberapa mikroba ada yang mampu mengubah bahan makanan yang susah dicerna menjadi bahan makanan yang mudah dicerna. Pengendalian jumlah mikroba dalam suatu media yang bertujuan untuk menghasilkan produk yang mempunyai nilai ekonomis tinggi, merupakan prinsip yang digunakan dalam aplikasi mikrobiologi industri. Mikrobiologi industri membahas perbanyakan mikroorganisme dalam jumlah besar, di bawah kondisi terkendali, yang bertujuan untuk menghasilkan produk bernilai ekonomi dan bermanfaat. Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk mikrobiologi industri adalah isolasi dan seleksi mikroorganisme; seleksi media yang sesuai dengan tujuan; sterilisasi semua bagian penting untuk mencegah kontamitasi oleh mikroba lain; dan evaluasi hasil. Penentuan produk industri menggunakan jasa mikroorganisme sangat tergantung dari sifat-sifat mikroorganisme yang dipilih. Mikroorganisme yang dipilih harus memenuhi kriteria-kriteria: memiliki sifat-sifat yang stabil; mampu tumbuh pesat; tidak patogenik; memiliki sifat potensial menjamin proses biotransformasi
berlangsung
sesuai
dengan
tujuan
yang
diharapkan.
Mikroorganisme yang terpilih ini berupa galur-galur unggul. Sedangkan penentuan media dan bagian pengendali proses lainnya disesuaikan dengan spesifikasi sifat mikroorganisme serta enzim-enzimnya. Macam-macam tipe produk industri dari mikroorganisme antara lain : sel-sel mikroorganisme itu sendiri sebagai produk .yang dikehendaki; enzim-enzim yang dihasilkan mikroorganisme; metabolit dari mikroorganisme. Selanjutnya pembahasan mikrobiologi industri meliputi beberapa contoh proses pembuatan produk industri menggunakan jasa mikroorganisme antara lain industri minuman beralkohol; industri sirup fruktosa tinggi; produksi asam amino;
produksi asam sitrat; produksi asam glutamat; produksi obat pengendali hama; produksi antibiotika; produksi vaksin rekombinan. Pada bagian terakhir disajikan tabel yang menunjukkan berbagai produk, tipe serta mikroorganisme yang potensial dalam produk industri. II.
MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dan tujuan dari praktikum kali ini adalah: 1.
Mengetahui proses fermentasi oleh bakteri dan jamur, pada susu, yoghurt serta tempe dalam aplikasi mikrobiologi industri.
III.
IDENTIFIKASI MASALAH 1. Apa fungsi pemanasan berulang-ulang pada susu dalam pembuatan yoghurt? 2. Sebutkan jenis-jenis bakteri yang berperan dalam pembuatan yoghurt! 3. Apa guna tepung tapioka yang ditambahkan dalam rebusan kedelai 4. Sebutkan kapang lain yang berperan dalam pembuatan tempe selain Rhizopus oryzae?
IV.
TINJAUAN PUSTAKA SUSU Susu biasanya berarti cairan bergizi yang dihasilkan oleh kelenjar susu
dari mamalia betina. Susu adalah sumber gizi utama bagi bayi sebelum mereka dapat mencerna makanan padat. Susu binatang (biasanya sapi) juga diolah menjadi berbagai produk seperti mentega, yoghurt, es krim, keju, susu kental manis, susu bubuk dan lain-lain untuk konsumsi manusia.Semua orang di dunia ini membutuhkan susu untuk menopang kehidupannya. Baik dari bayi sampai orang yang sudah lanjut usia. Dewasa ini, susu memiliki banyak fungsi dan manfaat.Untuk umur produktif, susu membantu pertumbuhan mereka.Sedangkan untuk orang lanjut
usia, susu membantu menopang tulang agar tidak keropos.Susu mengandung banyak vitamin dan protein. Oleh karena itu, setiap orang dianjurkan minum susu. Sekarang banyak susu yang dikemas dalam bentuk yang unik.Tujuan dari ini agar orang tertarik untuk membeli dan minum susu. Ada juga susu yang berbentuk fermentasi. Pada zaman dahulu, susu telah dipakai sebagai bahan pokok pangan manusia. Manusia mengambil susu dari hewan yang memiliki kelenjar susu, seperti Sapi dan Domba. Sapi dan domba mulai dijinakkan sejak 8000 SM untuk diambil daging, bulu dan susunya. Di Timur Tengah, susu bahkan terfermentasi menjadi keju oleh para pengembara gurun di sana. Diperkirakan susu mulai masuk ke dataran Eropa pada abad 5000 SM melewati daerah Anatolia. Sementara, susu mulai masuk ke Inggris pada periode Neolitik. Penggunaan keju dan susu dari Timur Tengah lewat Turki mulai dikenal oleh bangsa Eropa pada zaman Pertengahan. Kemudian, pada abad ke-15, para pelaut mulai membawa sapi perah untuk dipelihara dan diternakkan di dataran Eropa untuk konsumsi susu. Susu sapi sendiri baru dikenal oleh bangsa Indonesia lewat penjajahan Hindia Belanda pada abad ke 18. Komposisi susu banyak berbeda antara spesies kepada spesies; sebagai contoh kandungan susu lembu berlainan sama dangan susu kambing, yang mana seseorang yang merasa keduannya akan sedari. Faktor seperti kandungan laktosa, perbezaan kandungan dan saiz (globule) lepa lemak dan kekuatan (curd), dibentuk oleh enzim manusia menghadamkan susu, boleh berbeza antara mamalia dengan mamalia lain. Sebagai contoh: •
Susu manusia cair dan kaya dengan laktosa, kebanyakannya gula.
•
Susu lembu lebih rendah kandungan gula dan tinggi dalam protein, dan mengandungi sekitar 3.5% hingga 6.5% lemak susu, 4% hingga 8.5% pepejal susu dan sekitar 88% air. Protien utamanya (80%) merupakan kasein, sementara protein whey membentuk bakinya. Laktosa di dalam susu dihadamkan dengan bantuan enzim laktase
dihasilkan oleh tubuh bayi. Bagi manusia, penghasilan laktasa menurun kearah
dewasa (bergantung kepada gen seseorang), dalam kebanyakan kes sehingga tahap dimana laktosa tidak dapat dihadamkan, mendorong kepada ketidaktahanan laktosa, keadaan gastrointestinal yang terdapat kepada ramai orang. Susu penuh mempunyai sekitar 634 kalori setiap liter. Air susu yang masih di dalam kelenjar susu dapat dikatakan steril. Setelah keluar dari puting dapat terjadi kontamina
si, kontaminasi itu
dapat terjadi dari mana-mana, misalnya : •
Dari puting sapi Karena saluran-saluran susu bermuara pada pori kecil pada bagian puting,
scdang pori itu mudah sekali kemasukan bakteri, ma luar dapat mcngandung bakteri.
ka air susu yang akan ke
Adalah suatu kenyataan, bahwa kira-kira satu
sampai dua jam setelah pemerahan, jumlah bakteri dalam air susu berkurang hal ini mungkin disebabkan karena perubahan temperatur, mungkin juga karena timbulnya zat-zat pembunuh bakteri. Kemudian selain itu, jumlah bakteri terus ber-tambah,
kecuali
jika air susu itu disimpan dalam
temperatur yang rendah. •
Dari tubuh sapi Kita maklum, bahwa kulit sapi yang berbulu itu mudah sekali menjadi
sarang bakteri. Maka memotong bulu itu pendek-pendek merupakan usaha untuk mengurangi kemungkinan menempelnya debu dan kotoran-kotoran yang sudah barang tentu membawa bakteri. Usaha lain untuk mengurangi banyaknya bakteri ke dalam air susu ialah meng-gosok-gosok tubuh sapi terlebih dahulu dengan kain yang dibasahi dengan desinfektan. Sehabis digosok dan dipijit-pijit, air susu lebih cepat keluarnya dari puting, sehingga pemerahan dapat selesai dalam beberapa menit saja, hal yang demikian ini pastilah mengurangi kemungkinan terjadinya kontami •
nasi bakteri.
Dari debu di udara Jika keadaan sekitar sapi i
tu kering, maka angin ataupun
sapi dapat menghamburkan debu sehingga
gerakan ekor
air susu mudah kemasukan
bakteri. Oleh karena itulah kebersihan kandang sapi dan sekitarnya perlu diperhatikan benar-benar. •
Dari alat- alat yang tidak steril Ember dan alat-alat lain yang dipakai untuk menampung dan menyimpan susu mudah sekali menjadi sumber
kontaminasi. Sedangkan pemerahan yang
dilakukan dengan mesin saja masih belum sempurna kebersihannya, apalagi jika semua dikerjakan dengan tangan.
Mesin pemerah terdiri atas suatu
mangkuk kecil yang menutup puting. Dalam mangkuk ini disambung dengan suatu pipa yang menuju ke bejana,
jadi praktis susu ini tidak kena udara
sama sekali, Jadi kalau alat-alat tersebut bersih, maka kemungkinan kontaminasi dapat dikatakan tidak ada. Sekalipun pemerahan susu dilakukan dengan alat-alat mesin yang kebersihannya dapat dijamin, namun air susu yang 100% bebas mikroorganisme itu jarang atau sama sekali tidak ada. Bakteri yang hampir selalu ada di dalam air susu ialah bakteri penghasil asam kebanyakan
dari famili
L.actobacteriaceae.
susu, bakteri ini
Dari famili ini, terutama
Streptococcus lactis banyak kedapatan dalam jumlah yang besar. Spesies ini berkembang biak cepat sekali, sedang ia mudah menguraikan laktosa, hanya pada temperatur 37° sampai 50°C aktivitasnya tidak begitu
besar.
Sebenarnya Streptococcus lactis itu kalah hebat dalam menghasilkan asam susu daripada Lactobacillus lactis, akan tetapi jumlah yang sangat bcsar dari S. lactis menyebabkan susu lekas mencapai titik koagulasinya, yaitu proteinnya menggumpal. Beberapa spesies dari famili
Micrococcaceae sering keda patan juga di
dalam susu yang kurang terjaga kebersihan nya, spesies ini juga menyebabkan. asamnya air susu. Dari famili Enterobacteriaceae, terutama Escherichia coli dan Aero dieter aerogenes kerap kali kedapatan juga di da lam air susu, k edua spesies ini dapat mengadakan fermentasi menghasilkan karbondioksida,
terhadap laktosa. Mereka
hidrogen dan asam organik, hal ini tentulah
mengganggu mutu air susu. Dalam pembentukan asam, mereka kalah giat kalau dibanding dengan Streptococcus lactis.
Streptococcus lactis
Lactobacillus lactis
Bakteri saprofit Bakteri yang menghasilkan asam susu itu pada umumnya dipandang tidak mengganggu mutu susu, akan tetapi bak teri yang menguraikan protein itulah yang mengakibatkan busuknya air susu. Banyak spesies dari genus Bacillus, Clostridium, Sarcina
Proteus,
memegang peranan dalam pem busukan,
lebih-lebih ketiga genus yang pertama. Biasanya pertumbuhan spesiesspesies tersebut dihambat oleh asam susu yang timbul karena kegiatan bakteri yang lain. Sering kali kita jumpai air susu yang berlendir.
Benang-benang lendir itu
disebabkan oleh bakteri yang berlendir, di antaranya
Alcaligenes viscolactis
dan beberapa spesies yang biasa kedapatan di dalam usus tebal. Meskipun susu yang ketumbuhan spesies-spesies ter
sebut di atas itu
tidak berbahaya bagi kesehatan, akan tetapi keadaan yang demikian menyebabkan orang dengan sendirinya tidak menyukainya. Kadang-kadang timbul warna biru di dalam air
susu, hal ini disebabkan oleh Pseudomonas
syncyanea, spesies ini berbiak dengan cepat setelah air
susu mulai asam.
Bakteri patogen Air susu yang kemasukan bibit penyakit menular mudah sekali menjadi sumber epidemi. Maka perlu sekali adanya
pengawasan mengenai kesehatan
sapi dan kesehalan se tiap orang yang pekerjaannya ada sangkut-paut dengan pengusahaan air susu. Tuberkulosis, brusellosis dan lain-lain penyakit yang di sebabkan oleh Micrococcus, Streptococcus
mudah sekali menjalarnya dengan perantaraan
air susu yang kemasukan bibit penyakit tersebut.
Streptococcus agalactiae
dan Streptococcus pyogenes yang kedapatan pada puting sapi yang menderita mastitis kerap benar menjadi penyebab penyakit tenggorokan pada manusia, dan ternyata spesies-spesies itu masuknya kepada manusia dengan perantaraan air susu. Mycobacterium tuberculosis yang berasal dari sapi, dari pemerah atau dari pengantar air susu dapat pula menjalar ke mana-mana via air susu. Hal ini berlaku juga bagi Brucella abortus dan Brucetia melitensis. YOGHURT Yoghurt pertama kali ditemukan oleh warga Turki. Awalnya para penggembala domba menyimpan susu hasil perahannya pada kantung yang terbuat dari kulit domba. Setelah disimpan beberapa waktu, susu terfermentasi oleh bakteri sehingga menjadi asam, teksturnya mengental namun tidak basi. Hasil temuan inilah yang berkembang menjadi yoghurt seperti kita kenal sekarang. Dalam perkembanganya, yoghurt menjadi produk pangan yang diterima dengan baik bahkan menjadi salah satu bahan pangan favorit di seluruh belahan bumi, temasuk Indonesia. Mudahnya masyarakat menerima yoghurt karena cita rasanya khas, lembut, asam, segar dan banyak manfaatnya untuk kesehatan tubuh. Ditilik dari komposisi zat gizinya, yoghurt sangat tinggi kalsium dan zat besi, zat yang baik untuk mencegah keropos tulang . Berdasarkan sumber The Wellness Encyclopedia (1991) menyebutkan bahwa setiap 227 gr yoghurt mengandung 275 – 400 mg kalsium, angka yang cukup tinggi jika dibandingkan dengan sumber kalsium yang lain. Kandungan gizi lain adalahvitamin B-komplek untuk
kesehatan reproduksi, protein untuk pertumbuhan, mineral dan vitamin lain untuk menjaga dan memelihara kesehatan sel tubuh. Bagi para penderita lactose intolerance, yoghurt dapat menjadi pengganti susu karena laktosa sudah dirubah menjadi asam laktat sehingga aman untuk dikonsumsi. Lain halnya dengan penelitian Ellie Metchnikoff (pemenang nobel kedokteran 1908). Hasil penelitiannya yang dilakukan di Balkan menyimpulkan bahwa ada korelasi positif antara kosumsi yoghurt dengan panjang umur. Terbukti, penduduk Balkan yang banyak mengkonsumsi yoghurt mempunyai usia yang panjang (± 87 tahun). Menurut Ellie, kebiasaan mengkonsumsi yoghurt yang mengandung bakteri aktif bermanfaat untuk mencegah terjadinya keracunan akibat radikal bebas(penyebab kanker ) dan penuaan dini. Untuk manfaat maksimal, pilih yoghurt yang tanpa bahan pengawet, pemberi rasa dan warna. Plain yoghurt adalah pilihan yang baik, selain mengandung bakteri aktif yang baik untuk system pencernaan, jenis ini juga tanpa penambahan bahan-bahan kimia berbahaya. Jangan lupa untuk menyimpanya dalam suhu dingin karena yoghurt tinggi protein dan mengandung bakteri aktif yang mudah rusak jika disimpan pada suhu ruang. Pada pembuatan yoghurt, susu yang akan digunakan harus keadaan steril, maka dari itu dilakukan pemanasan secara berulang-ulang. Metode ini sebenarnya berdasarkan atas prinsip pasteurisasi. Fungsi dari pemanasan yang berulang-ulang pada susu dalam pembuatan yoghurt untuk mengendalikan populasi bakteri-bakteri yang terdapat pada susu. Dengan menjaga populasi bakteri tersebut maka susu tersebut akan mampu menghasilkan kualitas yang baik untuk pembuatan yoghurt tersebut. Bakteri-bakteri
yang
berperan
Lactobacillus
bulgaricus,
dalam
pembuatan
Lactobacillus
yoghurt
Acidophillus,
diantaranya Streptococcus
thermophylus Streptococcus lactis, dan Thermobacterium bulgaricum.
KETAN Tape atau uli (bahasa Betawi) adalah sejenis penganan yang dihasilkan
dari proses peragian (fermentasi). Tape bisa dibuat dari singkong (ubi kayu) dan
hasilnya dinamakan "tape singkong" atau peuyeum. Bila dibuat dari ketan hitam maupun ketan putih, hasilnya dinamakan "tape pulut" atau "tape ketan". Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang tinggi agar singkong atau ketan dapat menjadi lunak karena proses fermentasi yang baik. Ragi adalah bibit jamur yang digunakan untuk membuat tape. Agar pembuatan tape berhasil dengan baik alat-alat dan bahan-bahan harus bersih, terutama dari lemak atau minyak. Alat-alat yang berminyak jika digunakan untuk mengolah pembuatan tape bisa menyebabkan kegagalan fermentasi. Air juga harus bersih. Menggunakan air hujan juga bisa menyebabkan gagal fermentasi. Selain dimakan langsung, tape juga enak dijadikan olahan lain atau dicampur dengan makanan atau minuman lain. Seperti tape pulut sangat enak untuk campuran cendol atau es campur, bisa juga diolah kembali menjadi wajik atau dodol. Sedangkan tape singkong selain bisa dijadikan campuran cendol, es campur atau es doger, bisa juga dibuat makanan gorengan rondo royal (tape goreng), colenak, dan lain-lain. TEMPE Tempe adalah makanan yang dibuat dari fermentasi terhadap biji kedelai atau beberapa bahan lain yang menggunakan beberapa jenis kapang Rhizopus, seperti Rhizopus oligosporus, Rh. oryzae, Rh. stolonifer (kapang roti), atau Rh. arrhizus. Sediaan fermentasi ini secara umum dikenal sebagai "ragi tempe". Kapang yang tumbuh pada kedelai menghidrolisis senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana yang mudah dicerna oleh manusia. Tempe kaya akan serat pangan, kalsium, vitamin B dan zat besi. Berbagai macam kandungan dalam tempe mempunyai nilai obat, seperti antibiotika untuk menyembuhkan infeksi dan antioksidan pencegah penyakit degeneratif. Secara umum, tempe berwarna putih karena pertumbuhan miselia kapang yang merekatkan biji-biji kedelai sehingga terbentuk tekstur yang memadat. Degradasi komponen-komponen kedelai pada fermentasi membuat tempe memiliki rasa dan aroma khas. Berbeda dengan tahu, tempe terasa agak masam.
V.
ALAT DAN BAHAN
o ALAT 1. Plastik 2. Sendok o BAHAN 1. Kacang kedelai 2. Ketan Hitam 3. Ragi 4. Susu 5. Starter Youghurt o PROSEDUR Pembuatan Yoghurt Susu murni dipanaskan pada suhu 90°C selama 20 menit, lalu didinnginkan dalam panci tertutup. Proses tersebuut dulangi sekalli lagi hingga volume susu menjadi
2/3
atau ½
bagian dari asal Cairan susu yang telah didinginkan ditambah 2-5% starter ( bibit yoghurt ) dan diaduk merata. Campuran tersebut disimpan kedalam kantung plasti, lalu dieramkan pada suhu 41-45°C selama 4-6 jam Bila campuran tersebut disimpan pada suhu 30°C, waktu pengeraman antara 12-24 jam
Setelah yoghurt jadi, dapat ditambahkan esen atau sirup yang disukai serta simpan pada suhu 2°C untuk mencegah fermentasi berlanjut. Pembuatan Tape Ketan Hitam Sediakan ketan hitam, lalu timbang sebanyak 1kg Campurkan ragi secukupnya, lalu aduk rata Masukkan ke dalam wadah untuk dilakuan pengeraman dalam suhu kamar, dengan waktu 24-48 jam Pembuatan Tempe Kedelai yang berkualitas baik dipilih, dicuci kemudian direndam selama 24 jam. Kulit ari kedelai kemudian dibuang Kedelai dikelupas kemudian direbus hingga empuk dan dibiarkan mendidih selama 20 menit Rebusan kedelai kemudian ditiriskan dalam panci bersih Rebusan kedelai yang sudah dingin kemudian dicampur dengan tepung tapioka dan diaduk dengan bibit tempe hingga rata Kedelai kemudian dimasukkan ke dalam kantung plastik yang telah ditusuktusuk dengan jarum dan dieramkan selama 48-72 jam pada suhu kamar. VI.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Pembuatan Yoghurt Hasil pembuatan yoghurt terlihat jelas di permukaan terdapat gumpalangumpalan bentuk bulat tidak teratur, warna kuning atau putih. Yogurt terasa asam, karena terjadi fermentasi yang menghasilkan alkohol. Diperkirakan jenis bakteri yang terdapat pada medium adalah Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophylus, dan Streptococcus lactis. Lactobacillus bulgaricus adalah bakteri yang akan mengubah laktosa menjadi asam laktat. Bakteri ini bersifat termodurik dan homofermentatif, dengan
suhu optimum untuk pertumbuhannya sekitar 45C kondisi optimum untuk pertumbuhannya adalah sedikit asam atau sekitar pH 5.5. Streptococcus thermophillus adalah bakteri gram positif yang berbentuk bulat, sering juga berbentuk
rantai.
Bakteri
ini
dapat
diklasifikasikan
sebagai
bakteri
homofermentatif dan termodurik, dengan pH optimum pertumbuhannya sekitar 6,5. Sedangkan untuk Lactobacillus Acidophillus dan Streptococcus lactis merupakan bakteri yang berfungsi untuk mengubah laktosa menjadi asam laktat.
Hasil dan Pembahasan Pembuatan Tape Ketan Hitam Tape ketan hitam yang dibuat terasa masam, karena adanya kandungan alkohol hasil fermentasi dari ragi. Tape terasa lembek, karena kadar atau ragi yang digunakan terlalu banyak. Pembuatan tape memerlukan kecermatan dan kebersihan yang tinggi agar singkong atau ketan dapat menjadi lunak karena proses fermentasi yang baik. Ragi adalah bibit jamur yang digunakan untuk membuat tape. Agar pembuatan tape berhasil dengan baik alat-alat dan bahanbahan harus bersih, terutama dari lemak atau minyak. Alat-alat yang berminyak jika digunakan untuk mengolah pembuatan tape bisa menyebabkan kegagalan fermentasi. Hasil dan Pembahasan Pembuatan Tempe Ternyata hasil pembuatan tempe adalah kesemua tempe tersebut mengalami pembusukan (membusuk). Hal ini dikarenakan lingkungan pada saat pembuatan tempe terlalu lembab, sehingga jamur atau kapang tidak dapat tumbuh optimal. VII.
SIMPULAN 1.
Pemanasan berulang-ulang dimaksudkan
agar membunuh bakteri-bakteri patogen yang terdapat pada susu, dan mengendalikan pertumbuhan bakteri.
2.
Jenis bakteri yang digunakan untuk
memfermentasikan susu menjadi yoghurt adalah Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophylus, Streptococcus lactis, dan Thermobacterium bulgaricum. 3.
Fungsi dari tepung tapioka adalah untuk
menambah kadar protein pada tempe. 4.
Kapang lain
yang
berperan dalam
pembuatan tempe yaitu Rhizopus oligosporus,
DAFTAR PUSTAKA Brown, A.E. 2005. Benson’s Microbiological Appllications complete version: Laboratory Manual in General Microbiology, ninth edition. USA :
Mc
Graw Hill. Dwidjoseputro, D. 2003. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan. http://massofa.wordpress.com/2008/02/05/genetika-dan-pengendalianmikrobiologi/ http://ms.wikipedia.org/wiki/Susu http://id.wikipedia.org/wiki/Tape Pelczar, M.J., dan E.S.C. Chan. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi 2. Jakarta: UI-Perss. Safitri, R., Ida Indrawati, dkk.2005. Diktat Penuntun Praktikum Mikrobiologi Dasar. Jatinangor: Laboratorium Mikrobiologi – Jurusan Biologi, UNPAD. Subba Rao, N.S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman diterjemahkan oleh Herawati Susilo. Jakarta : UI-Perss.