PAPER MIKROBIOLOGI

FERMENTASI PERMUKAAN

OLEH

KELOMPOK IV GENAP

ANGGOTA :

1. DWIYANTO (1110421018)

2. CINTHYA LARASSATI (1110422010)

3. YOLI YULIALDI (1110423044)

4. DELLA FARADILA (121042 )

5. ELFIRAHMI (121042 )

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG, 2013

FERMENTASI PERMUKAAN

Fermentasi merupakan suatu disimilasi senyawa-senyawa organik yang disebabkan oleh aktifitas

mikroorganisme. Disimilasi merupakan reaksi kimia yang membebaskan energi melalui perombakan

nutrient. Pada proses disimilasi senyawa substrat yang merupakan sumber energi diubah menjadi

senyawa yang lebih sederhana. Mikroba yang banyak digunakan dalam proses fe rmentasi adalah

khamir, kapang dan bakteri. Secara komersial, fermentasi dibagi menjadi 4 tipe yaitu :

1. Fermentasi yang menghasilkan sel mikroba atau biomassa

2. Fermentasi yang menghasilkan enzim mikroba

3. Fermentasi yang menghasilkan metabolit mikroba baik primer maupun sekunder

4. Fermentasi yang memodifikasi bahan yang disebut pula dengan proses transformasi

Proses fermentasi jika ditinjau berdasarkan cara operasinya, maka dapat dibedakan menjadi

2 (Iman, 2008), diantaranya :

1. Fermentasi cair

2. Fermentasi padat

1. Fermentasi cair

Contoh produk: etanol, protein sel tunggal, antibiotic, pelarut organic, kultur starter,

dekomposisi selulosa, pengolahan limbah cair, beer, glukosa isomerase, dan lain sebagainya.

Pada proses fermentasi cair dapat dibedakan menjadi 2 (Bambang, 2010), diantaranya :

1. Fermentasi bawah permukaan (submerged fermentation)

Contoh produk : etanol, dan lain sebagainya.

2. Fermentasi permukaan (surface fermentation)

Contoh produk : tapai, oncom tempe, nata de coco, yoghurt dan lain sebagainya.

Fermentasi Permukaan dengan penggunaan mikroorganisme yang terdapat di permukaan

tetapi aktivitasnya sampai kedalam permukaan (enzim). Bagian fermentasi permukaan :

o medium padat

o medium semi padat

o medium cair

Contoh produk dari fermentasi permukaan yaitu;

1. Fermentasi tempe

2. Fermentasi oncom

3. Fermentasi tape

4. Fermentasi nata de coco dan sebagainya (Rahman, 1992).

1. Fermentasi Tempe

Jenis tempe sebenarnya sangat beragam, bergantung pada bahan dasarnya, namun yang

paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai. Untuk membuat tempe, selain diperlukan

bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme,

dalam hal ini kapang. Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis

kapang dari genus Rhizopus, antara lain :

a. Rhyzopus oligosporus

b. Rhyzopus stolonifer

c. Rhyzopus arrhizus

d. Rhyzopus oryzae

Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping biji kedelai dan

memfermentasikannya menjadi produk tempe. Proses fermentasi tersebut menyebabkan

terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. Perubahan tersebut

meningkatkan kadar protein tempe sampai 9x lipat (Pederson, 1971).

Gambar 1. Proses Pembuatan Tempe

Sumber : Pederson, 1971

Rhizopus sp.Rhizopus sudah banyak dimanfaatkan oleh masyarakat Indonesia dalam pembuatan

tempe. Sporangiosporenya kering dan sangat mudah ditiup angin sehingga dapat dengan

mudah mencemari laboratorium. Spesies-spesies dari Rhizopus sering ditemukan pada tanah,

buah yang busuk, dan tanaman. Miselium Rhizopus terdiri dari dua jenis, satu tertanam dalam

lapisan dan yang lainnya seperti antena membentuk stolon. Sporangiophore yang dibentuk

biasanya dalam grup-grup dua, tiga, atau lebih tetapi bisa juga hanya satu. Sporangia

berbentuk sama, bundar atau hampir bundar dengan bagian tengah yang agak rata, pertama-

tama berwarna putih, kemudian saat dewasa berubah menjadi hitam kebiruan. Spesies-spesies

Rhizopus yang dikenal antara lain R. nigricans, R. oryzae, R. arrhizus, R. cohnii, R. nodosus,

R. oligosporus, dan R. stolonifer (Alexopaulos, 1979).

Gambar 2. Rhizopus oligosporus

2. Fermentasi Oncom

Oncom merupakan sumber gizi yang potensial untuk masyarakat, karena dengan adanya

proses fermentasi, maka struktur kimia bahan-bahan yang tadinya bersifat kompleks, akan

terurai menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana sehingga lebih mudah dicerna dan

dimanfaatkan oleh tubuh (Hesseltine, 1961).

Saat ini dikenal dua jenis oncom, yaitu merah dan hitam. Perbedaan kedua jenis

oncom tersebut terletak pada jenis kapang. Oncom merah dihasilkan oleh kapang Neurospora

sitophila yang mempunyai strain jingga, merah, merah muda, dan warna peach. Sedangkan

oncom hitam dihasilkan oleh kapang Rhizopus oligosporus. Jadi, warna merah atau hitam

pada oncom ditentukan oleh warna pigmen yang dihasilkan oleh kapang yang digunakan

dalam proses fermentasi. Oncom dapat dibuat dari kacang kedelai dan kacang tanah. Bahan

baku lainnya yang diperlukan dalam pembuatan oncom adalah kapang. Kapang oncom dapat

mengeluarkan enzim lipase dan protease yang aktif selama proses fermentasi dan memegang

peranan penting dalam penguraian pati menjadi gula, penguraian bahan-bahan dinding sel

kacang, dan penguraian lemak, serta pembentukan sedikit alkohol dan berbagai ester yang

berbau sedap dan harum (James M. Jay, 2000).

Proses fermentasi oleh kapang Neurospora sitophila dan Rhizopus oligosporus dapat

mencegah terjadinya efek flatulensi (kembung perut). Selama proses fermentasi oncom,

kapang akan menghasilkan enzim alpha-galaktosidase yang dapat menguraikan rafinosa dan

stakhiosa kedelai sampai pada level yang sangat rendah, sehingga tidak berdampak pada

terbentuknya gas. Pada saat pembuatan oncom, sangat penting untuk memperhatikan masalah

sanitasi dan higiene untuk mencegah timbulnya pencemaran dari mikroba-mikroba lain,

terutama kapang Aspergillus flavus yang mampu memproduksi racun aflatoksin. Kapang

Aspergillus flavus juga biasanya tumbuh pada kacang-kacangan dan biji-bijian yang sudah

jelek mutunya sehingga sangat dianjurkan menggunakan bahan baku yang baik mutunya

untuk mencegah terbentuknya racun aflatoksin. Akan tetapi kita tidak perlu terlalu khawatir

dengan racun aflatoksin, karena kapang Neurospora sitophila dan Rhizopus oligosporus

mampu berperan sebagai penekan produksi aflatoksin (James M. Jay, 2000).

Oncom segar yang baru jadi hanya dapat bertahan selama 1 – 2 hari pada suhu ruang,

setelah itu oncom akan rusak. Kerusakan tersebut disebabkan oleh enzim proteolitik yang

mendegradasi protein seingga terbentuk ammonia, yang menyebabkan oncom tidak layak lagi

dikonsumsi (Sarwono, 2005).

Ragi yang digunakan dalam pembuatan oncom merupakan ragi jenis campuran

fungi/mixed culture. Penggunaan ragi yang baik sangat penting sehingga akan dihasilkan

oncom dengan kualitas baik. Ragi mixed culture yang digunakan dalam fermentasi oncom

terdiri dari campuran kelompok mikroba Neurospora sitophila, Penicillium, Mucor, dan

Rhizopus. Jenis kapang yang berperan penting dalam pembuatan oncom adalah Neurospora

sithophila (James M. Jay, 2000).

Neurospora sitophila

Neurospora sitophila (Neuron : urat saraf atau berurat loreng-loreng, spora, sitos : makanan,

dan philos : menyukai) merupakan salah satu spesies dari genus Neurospora yang memiliki

spora berbentuk seperti urat saraf berloreng-loreng. Neurospora sitophila sering terdapat

pada produk-produk bakeri dan menyebabkan kerusakan sehingga biasanya disebut bakery

mold atau red bread-mold. Neurospora sithophila juga dikenal sebagai jamur oncom. Dalam

proses fermentasi Neurospora sitophila berkembang biak dan menjadikan makanan menjadi

berwarna kuning-kemerahan. Jika Neurospora sitophila menyerang laboratorium mycology

atau bakteriologi sebagai kontaminan, maka dapat menimbulkan bahaya pada kultur dan

sangat sulit untuk dihilangkan karena banyaknya jumlah konidia yang mudah menyebar yang

diproduksi dan karena pertumbuhannya yang sangat cepat (Gilman, 1957).

Dua spesies lain dari Neurospora sitophila adalah Neurospora crassa dan Neurospora

tetrasperma. Sebelumnya Neurospora sithophila dinamakan Monilia sithophila. Hal ini

disebabkan oleh belum diketahuinya alat perkembangbiakan dari Neurospora sithophila.

Sebelum diketahui alat perkembangbiakannya, jamur ini tergolong kelas Deuteromycetes.

Nama ilmiahnya adalah Monilia sitophila (monile = manik-manik kalung, sitos = makanan,

philos = menyukai). Setelah diketahui alat perkembangbiakannya, maka kapang ini

digolongkan ke dalam kelas Ascomycetes lalu nama spesies ini diganti menjadi Neurospora

sitophila (Alexopaulos, 1979). Hifa aerial Neurospora sitophila yang membentuk sejumlah

miselium dapat dikenali dengan mudah dari sejumlah massa berwarna pink dan konidia oval

yang terdapat pada rantai di conidiophores yang bercabang. Jamur ini dapat menggandakan

dirinya secara tidak terbatas dengan cara aseksual (Dube, 1990).

Neurospora, seperti kebanyakan anggota Sordariaceae lainnya, adalah organisme

yang pertumbuhannya sangat cepat tetapi askosporanya membutuhkan perlakuan khusus

untuk tumbuh sebagaimana dilakukan pada Sordariaceae lainnya. Sel hifanya memiliki inti

banyak (multinucleate). Miseliumnya berpigmen dengan jumlah pigmen bervariasi

tergantung substratumnya (Gilman, 1957).

Neurospora sitophila dan Neurospora crassa bersifat octosporous, hermaphrodit dan

heterothallic. Unsur betinanya diwakili oleh protoperithecia, dimana setiap multinucleate

askogonium ditempelkan. Askogonia menghasilkan cabang hifa panjang yang berfungsi

sebagai trichogynes. Antheridia tidak dihasilkan. Unsur jantan diwakili oleh mikrokonidia

yang diproduksi dalam rantai di microconidiophores; sejenis konidia, yang juga dapat

menyalurkan nuclei ke receptive trichogynes. Dalam spesies ini, ditemukan bahwa peran

organ seks jantan tidak terlalu besar dan fungsi seksual dikerjakan oleh bagian khusus dari

thallus (Alexopaulos, 1979).

Gambar 3. Neurospora sitophila

3. Fermentasi Tape

Tape adalah produk yang dihasilkan dari proses fermentasi dimana terjadi suatu perombakan

bahan – bahan yang tidak sederhana. Zat pati yang ada dalam singkong diubah menjadi

bentuk yang sederhana yaitu gula engan bantuan suatu organisme yang disebut ragi.Tape

mempunyai tekstur yang lunak, rasa yang asam manis dan sedikit mengandung alkohol.

Selama fermentasi, tape mengalami perubahanperubahan biokimia akibat aktivitas

mikroorganisme. Pada dasarnya semua bahan pangan yang kaya akan karbohidrat dapat

diolah menjadi tape. Berdasarkan bahan bakunya, dikenal berbagai jenis tape yaitu tape

ketan, tape singkong, tape beras, tape sorgum, tape pisang, tape ubi jalar dan tape sukun, akan

tetapi dewasa ini yang paling populer adalah tape singkong dan tape ketan (Buckle , 1988).

Tabel 1. Peranan Mikroba dalam ragi tape

Proses fermentasi tape :

Merupakan fermentasi yang komplek, tidak boleh anaerob dan aerob

Kerja amilase merobak pati menjadi gula

Gula asam laktat

Alkohol asam asetat

(Fardiaz, 1993).

Gambar 4. Produk Tape

Sumber : Fardiaz, 1993

4. Fermentasi Nata de Coco

Nata De Coco merupakan produk hasil proses fermentasi air kelapa dengan bantuan aktivitas

Acetobacter xylinum. Nata berasal dari bahasa spanyol yang artinya terapung. Ini sesuai

dengan sifatnya yaitu sejak diamati dari proses awal terbentuknya nata merupakan suatu

lapisan tipis yang terapung pada permukaan yang semakin lama akan semakin tebal.

Pembuatan Nata de Coco yaitu pemanfaatan sumber gula sebagai sumber tenaga, sebagian

gula disintetis menjadi selulosa atau Nata, sebagian gula diuraikan menjadi asam cuka yang

menurunkan derajat keasaman (pH) medium sampai 3.0 – 2.5 sehingga medium semakin

asam. Untuk dapat menghasilkan masa yang kokoh, kenyal, tebal putih, dan tembus pandang,

diperlukan suhu inkubasi (pemeraman) komposisi, dan derajat keasaman (pH) media

(Fardiaz, 1993).

Tahapan pembuatan nata de coco :

Pemeliharaan Kultur Murni Acetobacter xylinum

Persiapan Substrat

Penyiapan Starter

Fermentasi

Gambar 5. Produk Nata de coco

Sumber : Fardiaz, 1993

5. Fermentasi Yogurt

Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar

lemak dibuang. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu

Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. (Lactobacillus bulgaricus lebih

berperan pada pembentukan aroma, sedangkan Streptococcus thermophilus lebih berperan

pada pembentukan cita rasa yoghurt.) Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan

jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan selama ± 5 jam pada temperatur 45oC. Selama

penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam

laktat (Rahman, A. 1992)

Proses fermentasi yoghurt berlangsung melalui penguraian protein susu. Sel-sel

bakteri menggunakan laktosa dari susu untuk mendapatkan karbon dan energi dan memecah

laktosa tersebut menjadi gula sederhana yaitu glukosa dan galaktosa dengan bantuan enzim β-

galaktosidase. Proses fermentasi akhirnya akan mengubah glukosa menjadi produk akhir

asam laktat. Laktosa → Glukosa+Galaktosa →Asam piruvat → Asam laktat+CO2+H2O.

Adanya asam laktat memberikan rasa asam pada yoghurt. Hasil fermentasi susu ini

merubah tekstur susu menjadi kental. Hal ini dikarenakan protein susu terkoagulasi pada

suasana asam, sehingga terbentuk gumpalan. Proses ini memakan waktu 1-3 hari yang

merupakan waktu tumbuh kedua bakteri, dan bekerja menjadi 2 fasa, kental dan bening encer

dan rasanya asam (Fardiaz, 1993).

Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat

bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri

pembuatan yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan

bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam. Asam

laktat yang dihasilkan oleh bakteri tersebut dapat mengubah susu menjadi yogurt yang

melalui proses fermentasi (Fardiaz, 1993).

Gambar 5. Produk Nata de coco

Sumber : Fardiaz, 1993

DAFTAR PUSTAKA

Alexopaulos. 1979.

Buckle, Edward, dan Fleed, Watton. 1988. Ilmu Pangan. UI Press : Jakarta

Dube. 1990.

Fardiaz, S.1993. Analisis Mikrobiologi Pangan. PT Raja Grafindo Persada : Jakarta

Gilman. 1957.

Hesseltine. 1961.

Iman. 2008.

James M. Jay. 2000.

Pederson, C. S. 1971. Microbiology of Food Fermentations. The Avi Publishing Co., Inc,

Westport, Connecticut, 1 – 246

Rahman, A. 1992. Teknologi Fermentasi. Penerbit Arcan : Jakarta, 33 – 35, 149 –162

Sarwono. 2005.