Aktivitas Mikrobia Dalam Fermentasi.docx

AKTIVITAS MIKROBIA DALAM FERMENTASI Mas’arisaldy Khairul Barkatullah1, Della Adventaria1, Witiyasti Imaningsih2 1. Program studi S1 Biologi, FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat, Jalan Jendral Ahmad Yani Km 36, Banjarbaru, 70713, lndonesia 2. Laboratorium Mikrobiologi, FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat, Jalan Jendral Ahmad Yani Km 35,8 Banjarbaru, 70713, lndonesia Email: [email protected] Abstrak

Fermentasi didefinisikan sebagai dekomposisi enzimatik dan penggunaan bahan makanan, khususnya karbohidrat oleh mikrobia. Mandai adalah sebutan bagi hasil fermentasi kulit cempedak (Artocarpus integer). Teknik fermentasi yang menghasilkan mandai adalah menggunakan garam dan didiamkan beberapa hari. Yogurt, yoghurt, atau yoghourt adalah makanan yang dihasilkan dari fermentasi susu oleh bakteri. Fermentasi laktosa oleh bakteri membentuk asam laktat yang bekerja pada protein susu yang memberikan yogurt tekstur serta rasa yang khas. Hasil yang didapat pada percobaan pembuatan mandai menunjukkan bahwa kadar garam yang tepat agar pertumbuhan bakteri yang melakukan fermentasi terhadap cempedak sehingga membentuk mandai tumbuh adalah 100 gram/50mL air. Sementara, pada pembuatan yogurt didapatkan bahwa susu segar jauh lebih mudah ditumbuhi bakteri fermentatif. Kata kunci: Fermentasi, Mandai, Yogurt

1. PENDAHULUAN Fermentasi didefinisikan sebagai dekomposisi enzimatik dan penggunaan bahan makanan, khususnya karbohidrat oleh mikrobia. Fermentasi terjadi pada seluruh sistem gastrointestinal hewan, namun intensitas fermentasi bergantung pada jumlah mikroba dalam perut hewan tersebut. Maka, usus besar secara kuantitatif adalah tempat fermentasi paling penting terkecuali pada spesies dengan ruminansi. Lebih dari itu, terdapat perbedaan besar pada kontribusi fermentasi terhadap produksi energi tiap spesies, pada karnivora dan omnivora fermentasi tidak menghasilkan kalori yang banyak, namun pada herbivora fermentasi sangat penting [1]. Selain fotosintesis dan respirasi aerobik, fermentasi adalah cara ekstraksi energi dari molekul, namun fermentasi adalah satu-satunya cara ekstraksi yang umum terdapat pada semua bakteri dan eukariot. Oleh karena itu, fermentasi dianggap sebagai jalan metabolisme tertua yang sesuai pada lingkungan yang miskin oksigen. Yeast, suatu jenis fungi, terdapat pada hampir semua lingkungan yang dapat menunjang keberadaan mikroba dari kulit buah hingga perut insekta dan lautan dalam, mereka juga memanen material yang kaya akan gula untuk memproduksi etanol dan karbon dioksida [2, 3]. Bakteri fermentatif memiliki peran penting dalam produksi metana pada habitat dari rumen hingga sedimen air tawar. Hasil produksi bakteri fermentatif antara lain hidrogen, karbon dioksida, format, asetat, dan asam karboksilat, serta

konsorsium mikroba yang mengkonversi karbon dioksida dan asetat menjadi metana. Bakteri asetogenik mengoksidasi asam, membentuk lebih banyak asetat dan hidrogen atau format. Metanogen mengkonversi asetat menjadi metana [4]. Mandai adalah sebutan bagi hasil fermentasi kulit cempedak (Artocarpus integer). Teknik fermentasi yang menghasilkan mandai adalah menggunakan garam dan didiamkan beberapa hari. Kandungan gizi pada mandai berupa protein, karbohidrat. Vitamin E, posfor, kalsium, zat besi, vitamin A, vitamin C, dan sebagainya [5]. Yogurt, yoghurt, atau yoghourt adalah makanan yang dihasilkan dari fermentasi susu oleh bakteri. Fermentasi laktosa oleh bakteri membentuk asam laktat yang bekerja pada protein susu yang memberikan yogurt tekstur serta rasa yang khas. Susu yang digunakan untuk membuat yogurt lazimnya adalah susu sapi. Kultur bakteri yang digunakan untuk membentuk yogurt adalah Lactobacillus debrueckii subsp. bulgaricus dan Streptococcus thermophilus serta Lactobacilli dan Bifidobacteria lainnya yang mungkin ditambahkan saat melakukan kulturasi yogurt [6, 7]. 2. METODE PENELITIAN Produksi Mandai. Dikupas buah cempedak, ditimbang sebanyak 250 gram. Dimasukkan masing-masing ke dalam tiga buah toples dengan catatan: toples 1 dicampur garam 50 gr/50 mL air, toples 2 sebanyak 100 gram/50mL air dan toples 3 150 gram/50mL air garam. Diamat tekstur, rasa dan aroma. Produksi Yoghurt. Pertama, susu yang akan dibuat yogurt dipindahkan ke gelas beaker dan kemudian dipanaskan dalam suhu 80ºC selama 40 menit disertai pengadukan hingga mendidih lalu ditaruh pada suatu kontainer. Kedua, yogurt komersil disiapkan lalu diinokulasikan ke dalam kontainer berisi susu. Ketiga, campuran antara susu dan yogurt komersil tadi diinkubasi dalam suhu 45ºC selama 1–18 jam. Terakhir, setelah masa inkubasi selesai, yogurt diamati rasa, tekstur, dan warnanya. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1. Cempedak Sebelum Fermentasi Jumlah Tekstur Aroma Warna Garam 50 gr, Keras Bau Kuning 100 gr, cempedak keputihan dan 150 gr

Tabel 2. Cempedak Setelah Fermentasi (Mandai) Jumlah Tekstur Aroma Rasa Warna

Gambar

Gambar

Garam 50 gr

Keras

Bau cempedak

Sedikit asin

Kecoklatan

100 gr

Lunak

Asam, bau cempedak

Asin

Jingga kecoklatan

150 gr

Keras

Manis, bau cempedak

Sangat asin

Jingga kecoklatan

Mandai sebagai hasil fermentasi asam laktat memiliki tekstur lunak atau lembek, warna kecoklatan, dan aroma asam namun masih seperti cempedak. Penggunaan garam sebanyak 50 gram menghasilkan tekstur yang keras, tanpa aroma asam, rasa sedikit asin dan warna kecoklatan, hasil ini menunjukkan bahwa penggunaan garam 50 gr/50 mL air terlalu sedikit jika ingin mendapatkan mandai yang optimal. Penggunaan garam sebanyak 100 gram/50mL air menghasilkan tekstur lunak, aroma asam, rasa asin, dan warna jingga kecoklatan, jika dibandingkan dengan literatur maka dapat disimpulkan bahwa penggunaan garam sebanyak 100 gram/50mL air adalah jumlah yang tepat untuk menghasilkan mandai yang optimal. Penggunaan garam sebanyak 150 gram/50mL air menghasilkan tekstur keras, aroma manis, rasa sangat asin, dan warna jingga kecokelatan, hasil ini menunjukkan bahwa garam 150 gram/50mL air terlalu banyak untuk menghasilkan mandai yang optimal [8]. Fermentasi menggunakan garam menerapkan prinsip suksesi mikroba. Prinsip suksesi mikroba ini sama seperti yang digunakan dalam pembuatan saeujeot atau kuliner udang garam. Jika parameter keberadaan mikroba adalah pada terbentuknya mandai yang lunak dan beraroma asam, maka diduga bahwa konsentrasi garam 50 gr/50 mL air terlalu sedikit untuk aktivasi bakteria,

sementara konsentrasi garam 150 gram/50mL air terlalu halofil untuk menyokong keberadaan bakteri fermentatif. Hal ini sesuai literatur bahwa populasi bakteri fermentatif jauh lebih berpengaruh dalam fermentasi garam dibanding archaea [9]. Tabel 3. Susu sebelum fermentasi Jenis susu Tekstur Aroma Susu segar 1, Cair Susu Susu segar 2

Susu kemasan 1, Susu kemasan 2

Cair

Susu

Tabel 4. Susu setelah fermentasi Jenis susu Tekstur Aroma Susu segar 1 Kental Susu

Rasa Susu

Gambar

Susu

Rasa Sedikit asam dan pahit

Susu segar 2

Menggumpal

Susu

Tidak ada rasa asam (rasa susu)

Susu kemasan 1

Tidak menggumpal

Manis

Rasa susu

Susu kemasan 2

Tidak menggumpal

Manis

Rasa susu

Gambar

Yogurt adalah hasil fermentasi menggunakan susu. Produksi yogurt dihasilkan dari laktosa yang difermentasi bakteri membentuk asam laktat yang bereaksi dengan protein susu. Yogurt diproduksi menggunakan kultur

Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus reuteri dan Streptococcus thermophilus. Pada hasil ditemukan bahwa susu segar 1 menghasilkan tekstur yang kental dan rasa sedikit asam dan pahit, diduga rasa asam ini oleh asam laktat yang bereaksi pada protein. Susu segar 2 menghasilkan tekstur menggumpal dan tidak ada rasa asam atau rasanya tetap rasa susu maka diduga susu segar 2 tidak berhasil menjadi yogurt. Sementara, susu kemasan tidak menunjukkan aktivitas penggumpalan tekstur maupun perubahan rasa [10, 11]. Mekanisme perubahan susu menjadi yogurt tidak lepas dari bakteri aktivasi, yang dalam hal ini berupa yogurt komersil yang ditambahkan ke susu yang akan diamati. Peran yogurt komersil adalah untuk mengaktivasi enzim laktoperoksidase (LP) pada bakteri yang kemudian membentuk asam laktat pada susu. Diduga pada susu segar 1 enzim LP teraktivasi dengan optimal sehingga terjadi perubahan tekstur dan rasa namun pada susu segar 2 enzim LP tidak teraktivasi secara optimal namun aktivitas mikrobia tetap terlihat ditandai dengan menggumpalnya susu, dibandingkan dengan keadaan pada susu kemasan yang nampak tidak terjadi aktivasi. Susu kemasan komersil diduga telah mengalami sterilisasi wajib sebelum dikemas dan dijual sehingga bakteri sulit untuk berkembang. Ketidaksesuaian hasil ini diduga juga dipengaruhi oleh waktu inkubasi yang tidak sesuai dengan literatur yakni 5 hingga 12 jam, waktu inkubasi yang dilakukan terlalu lama [12, 13, 14]. 4. KESIMPULAN Hasil yang didapat pada percobaan pembuatan mandai menunjukkan bahwa kadar garam yang tepat agar pertumbuhan bakteri yang melakukan fermentasi terhadap cempedak sehingga membentuk mandai tumbuh adalah 100 gram/50mL air karena jika kadar garam terlalu sedikit maka bakteri yang tumbuh akan sedikit pula namun ketika terlalu banyak maka yang tumbuh kemungkinan bukan bakteri fermentatif. Sementara, pada pembuatan yogurt didapatkan bahwa susu segar jauh lebih mudah ditumbuhi bakteri fermentatif yang kemudian diaktivasi enzim LP-nya dibanding susu kemasan komersil karena diduga perbedaan kondisi sterilisasi kedua jenis susu di mana susu segar tidak mengalami proses sterilisasi. DAFTAR PUSTAKA [1]

Kuila, A., & V. Sharma. 2018. Principles and Applications of Fermentation Technology. Scrivener, London.

[2]

Grumezescu, A. M., & A. M. Holban. 2017. Handbook of Food Bioengineering, Volume 3: Soft Chemistry and Food Fermentation. Academic Press, New York.

[3]

Trzcinski, A. P. 2018. Biofuels from Food Waste: Applications of Saccharification using Fungal Solid State Fermentation. CRC, London.

[4]

Paramithiotis, S. 2017. Lactic Acid Fermentation of Fruits and Vegetables. CRC, London.

[5]

Kimuyu, P. 2017. Food Bioprocessing: Solid State Fermentation. CRC, London.

[6]

Shah, N. P. 2017. Yogurt in Health and Disease Prevention. Academic Press, New York.

[7]

Ameen, S. M., & G. Caruso. 2017. Lactic Acid in the Food Industry. Springer, New York.

[8]

Siregar, M. T. P., E. Kusdiyantini, & MG. I. Rukmi. 2014. Isolasi dan karakterisasi bakteri asam laktat pada pangan fermentasi mandai. Jurnal Biologi 3(2): 40–48.

[9]

Lee, S. H., J. Y. Jung, & C. O. Jeon. 2014. Microbial successions and metabolite changes during fermentation of salted shrimp (saeu-jeot) with different salt concentrations. PLOS ONE 9(2): 1–12.

[10] Turner, T. L., E. Kim, C. H. Hwang, G. C. Zhang, J. J. Liu, & Y. S. Jin. 2017. Short communication: Conversion of lactose and whey into lactic acid by engineered yeast. Journal of Dairy Science 100(1): 124–128. [11] Yılmaz, C. & V. Gökmen. 2017. Formation of tyramine in yoghurt during fermentation–Interaction between yoghurt starter bacteria and Lactobacillus plantarum. Food Research International 97: 288-295. [12] Ay, M. & K. Bostan. 2017. Effects of activated lactoperoxidase system on microbiological quality of raw milk. Kafkas Univ Vet Fak Derg 23: 131-136. [13] Ziane, M., O. Couvert, P. Le Chevalier, B. Moussa-Boudjemaa & I. Leguerinel. 2016. Identification and characterization of aerobic spore forming bacteria isolated from commercial camel’s milk in south of Algeria. Small Ruminant Research 137: 59-64. [14] Helweg, R. 2010. The Complete Guide to Making Cheese, Butter, and Yogurt at Home. Atlantic Publishing, Florida