Laporan Mikrobiologi Fermentasi

FERMENTASI

A. PENDAHULUAN

Pada kalangan masyarakat awam, bakteri identik dengan sumber penyakit. Banyak yang  mengira bahwa bakteri adalah kuman yang merusak makanan, mengakibatkan keracunan, atau membuat kita sakit. Akan tetapi, bakteri yang berbahaya tersebut hanyalah satu sisi dari kehidupan bakteri.

Banyak dari mereka yang tidak berbahaya,dan beberapa manfaatnya memegang peranan penting dalam pengembangan bioteknologi pangan yaitu fermentasi.Fermentasi merupakan kegiatan mikrobia pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki. Mikrobia yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang.( J.Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XIX No. 2 Th. 2008)

Umbi-umbian merupakan komoditas pertanian yang tersebar luas di Indonesia. Umbi-umbian merupakan salah satu sumber utama karbohidrat. Umbi adalah akar tanaman yang telah termodifikasi menjadi organ penyimpan cadangan makanan. (Desrosier, 1988).

Salah satu macam umbi-umbian adalah singkong. Namun pada kenyataannya singkong kurang begitu dimanfaatkan. Untuk itu perlu adanya pemanfaatan singkong agar menjadi makanan yang memiliki nilai gizi yang cukup tinggi. Singkong dapat disajikan dalam bentuk tape melalui proses fermentasi, yaitu terjadinya perubahan bahan-bahan organik dari senyawa-senyawa komplek menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan kerja enzim (Keenan, 1986).

            Selain singkong, beberapa jenis kacang-kacangan juga dapat diolah menjadi bahan makanan dengan cara fermentasi. Tempe merupakan bahan makanan hasil fermentasi kacang kedelai atau jenis kacang-kacangan lainnya menggunakan jamur Rhizopus oligosporus dan Rhizopus oryzae. Di Indonesia pembuatan tempe sudah menjadi industri rakyat  (Francis F. J.,  2000  dalam  Suharyono A. S. dan Susilowati, 2006).

Beberapa  penelitian menunjukkanbahwa zat gizi  tempe  lebih mudah dicerna, diserap, dan dimanfaatkan  tubuh. Hal  ini  dikarenakan  kapang  yang  tumbuh  pada  kedelai  menghidrolisis

senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana yang mudah dicerna

oleh manusia (Kasmidjo, 1990).

B. TUJUAN

           Untuk mengetahui dan mampu melakukan proses fermentasi dari biji-bijian dan umbi-umbian.

C. TINJAUAN PUSTAKA

a. Fermentasi

            Menurut Buckle (1988), fermentasi adalah perubahan kimia dalam bahan pangan yang disebabkan oleh enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme atau telah ada dalam bahan pangan itu sendiri. Proses fermentasi tidak hanya menimbulkan efek pengawetan tetapi juga menyebabkan perubahan tekstur, cita rasa dan aroma bahan pangan yang membuat produk fermentasi lebih menarik, mudah dicerna dan bergizi .

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses fermentasi, antara lain adalah sebagai berikut :

a.    pH

Mikroba tertentu dapat tumbuh pada kisaran pH yang sesuai untuk pertumbuhannya. Khamir dapat hidup pada pH rendah yaitu antara 1-2.

b.      Suhu

Suhu yang digunakan dalam fermentasi akan mempengaruhi mikroba yang berperan dalam proses fermentasi. Suhu optimal pada proses fermentasi yaitu 35° C dan 40° C.

c.       Oksigen

Derajat an aerobiosis adalah merupakan faktor utama dalam pengendalian fermentasi. Bila tersedia O₂ dalam jumlah besar, maka produksi sel-sel khamir dipacu. Bila produksi alkohol yang dikehendaki, maka diperlukan suatu penyediaan O₂ yang sangat terbatas. Produk akhir dari suatu fermentasi sebagian dapat dikendalikan dengan tegangan O₂ substrat apabila faktor-faktor lainnya optimum.

d.      Substrat

Mikroba memerlukan substrat yang mengandung nutrisi sesuai dengan kebutuhan untuk pertumbuhannya.

Menurut Anshori (1989), proses fermentasi alkohol hanya dapat terjadi apabila terdapat sel-sel khamir. Fermentasi adalah aktivitas metabolisme mikroorganisme aerobik dan substrat organic yang cukup tinggi. Fermentasi gula oleh ragi misalnya Saccharomyces cerevisiae dapat menghasilkan alkohol dan karbondioksida pada tape.

            Menurut Wanto dan Arif Subagyo dalam Maimuna, S (2004) Khamir merupakan fungi  bersel tunggal sederhana, kebanyakan bersifat saprofitik dan biasanya terdapat dalam tumbuh-tumbuhan yang mengandung  karbohidrat.

Khamir mempunyai kemampuan untuk memecah pangan karbohidrat menjadi alcohol dan  karbondioksida. Proses ini diketahui sebagai fermentasi alkohol yaitu proses anaerob. Khamir  mempunyai sekumpulan enzim yang diketahui sebagai zymase yang berperan pada fermentasi senyawa gula, seperti glukosa menjadi etanol dan karbondioksida. Reaksi yang terjadi dalam  fermentasi alkohol sebagai berikut:  C₆H₁₂O₆          2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Jika pemberian oksigen berlebihan, sel khamir akan melakukan respirasi secara aerobik, dalam  keadaan ini enzim khamir dapat memecah senyewa gula lebih sempurna, dan akan  dihasilkan karbondioksida dan air. C₆H₁₂O₅ + 6 O₂         6 CO₂ + 6 H₂O

Jenis khamir yang biasa digunakan untuk fermentasi adalah Saccharomyces Cerevisiae.

b. Tempe

            Tempe terbuat dari kedelai rebus yang difermentasi oleh jamur Rhizopus. Selama fermentasi, biji-biji kedelai terperangkap dalam rajutan miselia jamur membentuk padatan yang kompak berwarna putih. Penyajian kedelai menjadi tempe adalah unik dibandingkan dengan berbagai bentuk penyajian sebagai pangan yang lain. Keunikan tersebut ialah karena sebagai  tempe, kedelai dikonsumsi utuh.

            Jamur Rhizopus oryzae merupakan jamur yang sering digunakan dalam pembuatan tempe (Soetrisno, 1996). Jamur Rhizopus oryzae aman dikonsumsi karena tidak menghasilkan toksin dan mampu menghasilkan asam laktat (Purwoko dan Pamudyanti, 2004). Jamur Rhizopus oryzae mempunyai kemampuan mengurai lemak kompleks menjadi trigliserida dan asam amino (Septiani, 2004). Selain itu jamur Rhizopus oryzae mampu menghasilkan protease (Margiono, 1992). Menurut Sorenson dan Hesseltine (1986), Rhizopus sp tumbuh baik pada kisaran pH 3,4-6. Pada penelitian semakin lama waktu fermentasi, pH tempe semakin meningkat sampai pH 8,4, sehinggajamur semakin menurun karena pH tinggi kurang sesuai untuk pertumbuhan jamur.

Secara umum jamur juga membutuhkan air untuk pertumbuhannya, tetapi kebutuhan air jamur lebih sedikit dibandingkan dengan bakteri. Selain pH dan kadar air yang kurang sesuai untuk pertumbuhan jamur, jumlah nutrien dalam bahan, juga dibutuhkan oleh jamur.

            Tempe merupakan makanan hasil fermentasi tradisional berbahan baku  kedelai dengan  bantuan jamur Rhizopus oligosporus. Mempunyai ciri-ciri berwarna putih, tekstur kompak dan  flavor spesifik. Warna putih disebabkan adanya miselia jamur yang tumbuh pada permukaan biji kedelai.

Tekstur yang kompak juga disebabkan oleh miselia-miselia jamur yang menghubungkan antara  biji-biji kedelai tersebut. Terjadinya degradasi komponen-komponen dalam kedelai dapat  menyebabkan terbentuknya flavor spesifik setelah fermentasi (Kasmidjo, 1990). 

Cahyadi (2006), melaporkan bahwa dalam tempe, kadar nitrogen totalnya sedikit bertambah, kadar abu meningkat, tetapi kadar lemak dan kadar nitrogen asal proteinnya berkurang.  

c. Tape

            Tape merupakan makanan hasil fermentasi yang dilakukan oleh mikroorganisme, terutama kapang dan khamir. Rasa manis tape sendiri disebabkan oleh kadar gula dari tape itu sendiri.

Dalam proses fermentasi, pati akan berubah menjadi gula oleh kapang jenis Chlamydomucor dan oleh mikroorganisme ragi Saccaromyces cereviceae dari gula diubah menjadi alkohol. Saccaromyces cereviceae yang biasanya dijual dipasar dalam bentuk ragi bercampur tepung beras. Ragi tape yang sering kita jumpai dipasar merupakan adonan khusus yang dibuat dengan mencampurkan biakan khamir, tepung beras dan berbagai macam bumbu(kayu manis, bawang putih, laos, dan jahe). Bumbu-bumbu ini dapat bersifat senyawa anti mikroba yang mampu mengurangi jumlah mikroba non khamir, sebagai sumber nutrien dan sebagai pembentuk rasa dan aroma pada produk tape. Kualitas tape sangat tergantung pada kondisi lingkungan yaitu suhu dan kondisi anaerob, jenis bahan yang digunakan dan lama fermentasi. Bahan dasar pembuatan tape biasanya digunakan ubi kayu atau beras ketan.

D. ALAT dan BAHAN

1. Alat

1)      Panci                                                                 9) Bunsen

2)      Pisau                                                                10) Korek api

3)      Timbangan                                                      11) Plastik

4)      Kompor                                                           12) Karet gelang

5)      Nampan                                                           13) Tusuk gigi

6)      Bekker Glass

7)      Spatula

8)      Timbangan Analitik

2. Bahan

1)      Singkong                                                         7) Ragi tape ( Saccaromices cereviceae)

2)      Kacang Kedelai kuning                                  8) Ragi tempe (Rhizopus sp)

3)      Kacang Kedelai hitam

4)      Kacang Hijau

5)      Kacang Tanah

6)      Kacang Tolo

E. CARA KERJA

1. Pembuatan Tape Singkong

Menimbang singkong sebanyak 500 gram

                                                                             

Mengupas dan mencuci singkong

Memotong singkong menjadi dadu

Mengukus singkong selama 20 menit

Mendinginkan singkong

Menimbang singkong sebanyak 250 gram

Meletakkan singkong pada nampan

Menginokulasi singkong dengan ragi tape sebanyak 0,5% b/b (1,25 gram)

Memindahkan singkong kedalam bekker glass

Menutupi bekker glass dengan plastic yang dilubangi dengan tusuk gigi

Menginkubasi selama 48 jam pada suhu kamar

Mengamati warna, aroma, rasa, dan tekstur tape singkong

2. Pembuatan Tempe

Menimbang kacang sebanyak 250 gram

Menyortasi dan mencuci kacang

Merendam kacang selama 12 jam, kemudian ditiriskan

Merebus kacang selama 15 menit

Menguliti dan mencuci kacang

Mengukus kacang selama 5 menit, kemudian mendinginkannya

Menimbang kacang sebanyak 250 gram

Menginokulasi kacang dengan biakan murni Rhizopus sebanyak 0,1% b/b (0,25 gram)

Memasukkan kacang ke dalam plastic kemudian melubangi plastic dengan tusuk gigi

Menginkubasi selama 24 jam pada sushu kamar

Mengamati warna, aroma, rasa, dan tekstur tempe

F. HASIL PENGAMATAN

1. Tape

Kel	Bahan	Gambar	Warna	Aroma	Rasa	Tekstur
1	Singkong		Kecoklatan	Tape	Agak masam	Empuk
2	Singkong		Putih kekuningan	Harum	Manis	Lembut /lunak dan berair
8	Singkong		Putih kecoklatan	Masam	Agak masam	Lembut
10	Singkong		Putih kecoklatan	Masam	Agak masam	Lembut

2. Tempe

Kel	Bahan	Gambar	Warna	Aroma	Rasa	Tekstur	Kenampakan
1	Kacang kedelai hitam		Kuning kehitaman	Tempe	Agak masam	Agak lembek	+ + +
2	Kacang kedelai kuning		kekuningan	aroma khas tempe	tawar	agak keras	+ + +
3	Kacang tanah		kecoklatan	kacang tanah	tawar	agak keras	+ +
4	Kacang hijau		hijau	agak kecut	asam	lembek	+ +
5	Kacang kedelai hitam		kuning kehitaman	tempe	tawar	agak keras	+ + +
6	Kacang kedelai kuning		kuning kehitaman	tempe	agak masam	agak lembek	+ + +
7	Kacang tolo		coklat kehitaman	busuk	terkontaminan, tidak diuji	pecah, tidak kompak	+
8	Kacang tanah		kecoklatan	kacang tanah	tawar	agak keras	+ +
9	Kacang tolo		coklat kehitaman	busuk	terkontaminan, tidak diuji	pecah, tidak kompak	+
10	Kacang hijau		hijau	tempe	agak pahit	empuk	+ +

Keterangan:

+ + +: miselium banyak/ kompak

+  +  : miselium agak banyak/ kurang kompak

+      : miselium sedikit/ tidak kompak

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini kami melakukan fermentasi pembuatan tempe dengan bahan kacang-kacangan dan pembuatan tape dengan bahan singkong. Kacang-kacangan yang shift kami gunakan untuk membuat tempe adalah kacang kedelai kuning, kacang kedelai hitam, kacang hijau, kacang tanah, dan kacang tolo. Kelompok kami mendapatkan bahan kacang kedelai kuning untuk dilakukan fermentasi. Pada awal fermentasi wujud tempe masih dalam bentuk kedelai. Setelah satu hari fermentasi mulai tumbuh miselia dan semakin lama miselia semakin memadat. Aromanya pun mulai berubah dan terbentuk embun di plastik pembungkus tempe. mengembunan menandakan bahwa miselia mulai berkembang. Oksigen dan suhu ruang fermentasi merupakan faktor penyebab terjadinya pengembunan.

Tempe yang kami hasilkan dari kacang kedelai kuning, memiliki warna kekuningan yang berasal dari warna dasar kedelai, aromanya khas aroma kedelai dan khas tempe, memiliki rasa tawar setelah digoreng, dan teksturnya agak keras.

Dari kelima bahan kacang-kacangan yang digunakan, kami mendapatkan hasil bahwa tempe berbahan dasar kedelai kuning memiliki tingkat kesukaan yang paling tinggi dan cocok untuk dijadikan lauk.

            Tempe berbahan dasar kacang hijau hasilnya berbau tidak sedap, rasanyapun agak pahit. Kacang hijau memiliki kandungan karbohidrat yang lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan proteinnya.

Dari bahan dasar kacang tanah, teksturnya agak keras dan miseliumnya kurang kompak. Kacang tanah lebih cocok untuk diolah menjadi oncom daripada dibuat menjadi tempe.

Dari bahan dasar kacang tolo aromanya busuk seperti amoniak dan tidak layak untuk dimakan. Kacang tolo lebih cocok untuk dicampur dalam masakan daripada dibuat menjadi tempe.

Gangguan pada pembuatan tempe diantaranya adalah tempe tetap basah, jamur tumbuh kurang baik, tempe berbau busuk, ada bercak hitam dipermukaan tempe, dan jamur hanya tumbuh baik di salah satu tempat.

            Praktek yang kedua adalah pembuatan tape singkong. Tape dibuat dari bahan dasar ubi/ singkong yang diinokulasikan dengan 0,5% b/b atau 1,25 gram ragi tape/ Saccharomices cerevisiae karena kami menggunakan 250 gram singkong. Pada 24 jam fermentasi singkong mulai beraroma etanol dan berair. Tape dari kelompok kami memiliki hasil yang paling baik dibandingkan dengan tape dari kelompok lain. Tape yang kami buat, memiliki warna putih kekuningan, aromanya harum, memiliki rasa yang manis, hal ini disebabkan oleh ragi (Saccharomyces Cereviceae) mengeluarkan enzim yang dapat memecah karbohidrat pada singkong menjadi gula yang lebih sederhana. Oleh karena itu, tape terasa manis apabila sudah matang walaupun tanpa diberi gula sebelumnya. dan teksturnya lembut/lunak.

Sedangkan pada kelompok lain warna tapenya berubah menjadi kuning gelap dan memiliki aroma yang tidak sedap atau telah terjadi kontaminan. Hal ini kemungkinan dapat terjadi karena bahan baku singkong yang digunakan terlalu matang/lembek.

Kegagalan dalam pembuatan tape, juga dapat disebabkan oleh:

1)      Ragi terlalu banyak.

2)      Wadah tidak tertutup rapat

3)      Singkong kurang bersih

I. KESIMPULAN

1. Tape dan tempe merupakan contoh dari produk fermentasi. Fermentasi pada tape dapat dilakukan dengan menginokulasikan ragi tape (Saccharomices Cerreviseae) dengan singkong, sedangkan pada tempe bahan baku (kedelai) diinokulasikan dengan ragi tempe (Rhizopus sp)

2. Dari hasil tape yang kami buat hasilnya paling baik bila dibandingkan dengan kelompok lain, tape yang kami buat memiliki rasa yang manis, aromanya harum, teksturnya lembut dan berair, serta memiliki warna putih kekuningan.

3. Dari hasil tempe yang kami buat, memiliki warna putih kekuningan, aromanya khas tempe, rasanya tawar, dan teksturnya agak keras karena terdapat beberapa biji kedelai yang masih utuh.

4. Setelah percobaan ternyata tidak semua jenis kacang-kacangan cocok untuk dijadikan bahan dasar pembuatan tempe. Kacang tolo lebih cocok untuk dijadikan masakan/campuran dalam sayuran. Kacang tanah lebih cocok difermentasikan menjadi oncom

J. DAFTAR PUSTAKA

Anshori, Rohman. 1989.  Pengantar Teknologi Fermentasi. Depdikbud Dirjen Perguruan

            Tinggi PAU Pangan dan Gizi. Bogor : IPB.

Buckle,  K.A., et.all, 1988, Ilmu  Pangan, Jakarta:  UI-Press.

Cahyadi, W. 2006. Kedelai Khasiat dan Teknologi. Bumi Aksara. Bandung.

Desrosier, N.W. 1987. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta : UI Press.

J.Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XIX No. 2 Th. 2008

Kasmidjo,R.B.,1990. TEMPE : Mikrobiologi dan Kimia Pengolahan serta Pemanfaatannya.         PAU Pangan dan Gizi UGM. Yogyakarta.

Keenan, Charles, W. 1986. Ilmu Kimia Universitas Edisi Keenam. Terjemahan Aloysius    Pudjaatmaka. Jakarta : Erlangga.

Maimuna, S. 2004. Pengaruh Interaksi Variasi Suhu dan Lama Fermentasi Terhadap Kadar         Glukosa dan Kadar Alkohol Tape Ketan Hitam. Malang: Skripsi tidak diterbitkan.          Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Malang.

Purwoko T, Pramudyanti IR. 2004. Pengaruh CaCO3 pada fermentasi asam laktat oleh    Rhizopus oryzae. J Mikrobiol Indon 9: 19-22.