Teknologi fermentasi dalam dunia pangan
fermentasi
Adalah proses terjadinya penguraian senyawa-senyawa organik untuk menghasilkan energi serta terjadi pengubahan substrat menjadi produk baru oleh mikroba.Proses fermentasi menggunakan aktivitas suatu mikroba tertentu atau campuran beberapa spesies mikroba.
media pertumbuhan mikroorganisme
Adalah suatu bahan yang terdiri atas campuran nutrisi (nutrient) yang digunakan oleh suatu mikroorganisme untuk tumbuh dan berkembangbiak pada media tersebut. Mikroorganisme memanfaatkan nutrisi pada media berupa molekul-molekul kecil yang dirakit untuk menyusun komponen sel-nya
Metode isolasi mikroorganisme
mengkarakterisasi isolat mikrobial,Skrining mikroorganisme unk Mendeteksi produk baru metabolit serta potensi kegunaan ekonomis lainnya Metode dalam isolasi mikroorganisme
Metode kualitatif (Pengamatan, Mikroskopi)
Metode kuantitatif (kecepatan pertumbuhan,kapasitas sporulasi)
Metode biokimiawi (kromatografi, uji enzimatis,analisis protein)
Metode molekular (Pcr, Sekuensing)
laju Pertumbuhan
laju pertumbuhan mikroorganisme bakteri, ragi, jamur, alga dapat ditentukan dengan cara
1. Penghitungan jumlah sel mis. hemasitometer
2. kerapatan optis pada 600 nm
3. cfu
4. berat kering sel
Isolasi Mikroorganisme
Isolasi mikroorganisme dilakukan untukmemperoleh kultur murni ataupuncampuran yang kemudian diu'i untukmenentukan isolat mana yangmenun'ukkan reaksi atau produk yangdiinginkan.
Dalam beberapa kasus, dimungkinkanpada tahap isolasi, mikroorganisme yangdiinginkan dapat dikenali.
Fermentasi yang dilakukan terhadap suatu bahan pangan mempunyai keungggulan antara lain memperkaya sumber nutrisi bagi manusia meliputi keragaman rasa, aroma, dan tekstur pada makanan, fermentasi dapat mengawetkan secara otomatis karena adanya asam laktat, asam asetat, fermentasi alkalin, dan fermentasi dengan kadar garam yang tinggi. Selain itu, makanan yang diolah secara fermentasi dapat meningkatkan nilai gizi, seperti vitamin, protein, dan asam amino esensial, dan beberapa mengalami detoksifikasi pada saat fermentasi dilakukan.
Fermentasi makanan dibagi menjadi beberapa kelas antara lain:
Fermentasi yang menghasilkan protein nabati (sayuran) tersubstitusi pada biji-bijian atau polong-polongan. Contohnya tempe dan oncom dari indonesia.
Fermentasi yang menggunakan kadar garam yang tinggi/fermentasi yang menghasilkan rasa gurih daging/asam amino/fermentasi peptida dan pasta. Contohnya terasi, tauco, dan kecap dari Indonesia, miso dari Jepang, inyu dari Taiwan, taosi dari Malaysia, dan jeotkal dari Korea.
Fermentasi asam laktat. Contohnya acar, tempoyak dari Malaysia, yogurts, kefir, dan kim-chi dari Korea.
Fermentasi alkohol. Contonhya grape wine, tape dari Indonesia, dan sake dari Jepang
Fermentasi cuka/asam asetat. Contohnya nata de coco, palm wine vinegar dari Afrika, dan coconut water vinegar
Fermentasi alkaline. Contohnya dawadawa dari Nigeria, soumbara dari Ivory Coast, dan iru dari Afrika.
Fermentasi ragi pada roti. Contohnya produk roti yang diolah dengan western yeast dan produk roti dari Timur Tengah.
Fermentasi flat-unleavened bread.
pengaplikasian teknik fementasi untuk produk modern dan tradisional bertujuan untuk mengawetkan makanan dan menciptakan produk baru dari suatu bahan.
Teknik fermentasi modern digunakan pada produksi metabolit primer seperti asam sitrat dan asam asetat, produksi metabolit sekunder seperti antibiotik, produksi enzim, antibodi monoklonal dan protein terapeutik seperti interferon dan interleukin.
Tiga fase pertumbuhan mikroorganisme dalam proses fermentasi, yaitu fase lag, fase eksponensial dan fase stasioner. Pada fase lag belum ada penambahan jumlah sel karena pada saat itu mikroorganisme sedang melakukan proses adaptasi. Fase eksponensial ditunjukkan dengan kurva yang mulai naik dan kemudian dilanjutkan dengan laju pertumbuhan yang sangat tinggi. Fase stationer menunjukkan jumlah sel tidak lagi mengalami peningkatan karena nutrien mulai berkurang, dan sebagian sel sudah mengalami kematian.
Fase pertumbuhan mikroorganisme
(1) fase lag (2) fase eksponensial (3) fase stasioner
Dalam proses fermentasi ada tiga teknik kultur yang digunakan yaitu kultur batch, kultur kontinyu dan kultur semi kontinyu.
Pada kultur batch, mikroorganisme ditumbuhkan sampai mencapai fase pertumbuhan maksimal kemudian dipanen produknya (berupa biomassa atau produk metabolitnya). Dalam industri bioteknologi yang menggunakan teknik kultur batch, pemanenan produk metabolit sekunder misalnya antibiotik biasanya dipanen pada fase eksponensial atau fase stasioner karena sintesis metabolit sekundernya berlangsung pada fase tersebut.
Pada kultur kontinyu, pertumbuhan mikroorganisme tidak pernah mencapai fase stasioner dan kondisi fisiologis selalu dalam keadaan optimum. Teknik kultur kontinyu digunakan dalam produksi metabolit sekunder seperti antibiotik, dan protein yang disintesis berdasarkan hasil ekspresi gen alami. Pada kultur semi kontinyu, nutrien ditambahkan ke dalam bioreaktor dalam jumlah tertentu hingga didapatkan produk secara optimal. Kultur ini merupakan gabungan dari kultur batch dan kultur continue.
Cara paling sederhana untuk melakukan fermentasi asam laktat adalah dengan mencuci makanan yang mengandung bakteri asam laktat alami, seperti kol atau mentimun, lalu merendamnya di dalam air garam. Setelah itu, makanan tersebut disimpan di dalam wadah bersih yang tertutup rapat.
Pembuatan asam asetat secara fermentasi dilakukan dalam dua tahap, yaitu fermentasi alcohol dan fermentasi asam asetat oleh bakteri asam asetat pada larutan yang mengandung alcohol. Fermentasi asam asetat sangat tergantung pada kadar alcohol substrat dan aerasi.
Fermentasi etanol, juga disebut sebagai fermentasi alkohol, adalah proses biologi di mana gula seperti glukosa, fruktosa, dan sukrosa diubah menjadi energi seluler dan juga menghasilkan etanol dan karbon dioksida sebagai produk sampingan.
Fermentasi alkalin biasa di pakai pada fermentasi basah pada kopi menggunakan larutan alkalin tujuan fermentasi ini memecah protein nabati
