Post on 09-Aug-2020
28/06/2018
1
PRODUK FERMENTASI
Capaian Pembelajaran :
Mahasiswa mampu menjelaskan proses pengolahan produk industri fermentasi pangan dan non pangan
ProdukProdukProdukProduk MikrobaMikrobaMikrobaMikroba
Roti, bir, wine Saccharomyces cerevisae
Yoghurt, kefir, probiotik Bakteri Asam Laktat
Kecap Aspergillus oryzae, Zygosaccharomyces rouxii
Tempe Rhizopus sp
Tapai Hansenulla, Saccharomyces
Asam Cuka Acetobacter acetii
Asam Sitrat Aspergillus niger
Asam Laktat Lactobacillus delbueckii
Nata Acetobacter xylinum
Acar, asinan Bakteri Asam Laktat
Asam Glutamat Corynobacterium glutamicum
Lisin Brevibacterium lactofermentum
Penisilin Penicillium chrysogenum
Tabel 1. Contoh produk fermentasi dan mikroba
yang menghasilkannya
28/06/2018
2
Tabel 1. Senyawa penimbul bau sedap (fragrance) asal mikroba
Mikroba Fragrance Rumus KimiaAscoidea hylacoeti
Fruity, rose β-phenyletanol, furan-2-carboxylate
Ceratocytis moniliformis
Fruity, banana, peach, pear, rose
3-Methylbutyl acetate. δ,γ-degalactone, geraniol, citronellol, nerol, linalool, α-terpinol
C.variaspora Fragrant, geranium Citronellol, citronellyl, acetate, geranial, neral, geraniol, linalool, geranyl acetate.
C.virescens Rose, fruity 6-methyl-5-heptan-2-olacetat, citronellol, linalool, feraniol, geranyl acetate
Inocybe corydalina
Fruity, jasmine Cinnamic acid methyl ester.
K;uyveromyces lactis
Fruity, rose Citronellol, linalool, geraniol.
28/06/2018
3
Tabel 1…………
Mikroba Fragrance Rumus Kimia
Mycoacia uda Fruity, grassy, almond P-Methylacetophenone, p-tolyl1-
ethanol, p-tolyaldehyde
Penicillum
decumbens
Pine, rose, apple,
mushrooms
Thujopsene, 3-octanone, 1-acten-3-
ol, nerolidol, βphenylethanol, δ-
decalactone
Phellinus sp Fruity, rose,
wintergreen
Methyl benzoate, methyl salicylate,
β-phenylethanol, -decalactone
Streptomyces
odorifer
Earthy, camphor Trans-1, 10 dimethyl-trans-9-
decalol, 2-exohydroxy-2-methyl-
bornae.
Trametes
odorata
Honey, rose, fruity,
anise
Methyl phenylacetate, geraniol,
nerol, citronellol.
Trichoderma
viridae
Coconut 6-Pentyl-2-pyrone
KLASIFIKASI PRODUK PANGAN FERMENTASI
� Berdasarkan pada perubahan yang terjadi pada karbohidrat sebagai akibat dari aktivitas mikroorganisme, maka dibedakan atas, fermentasi yang mengubah karbohidrat menjadi :
1. asam-asam organik
2. alkohol dan karbondioksida
� Secara komersial produk fermentasi yang penting dibedakan atas fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol
28/06/2018
4
Produk Fermentasi
• Indigenous Fermentations (Produk fermentasi
tradisional)
• Technological Fermentations (Produk
fermentasi moderen)
28/06/2018
5
Fermentasi yang menghasilkan produk makanan dan minuman
Keju — fungi (kapang)
Anggur — yeast
Dll??
Beberapa produk diproduksi secara komersial dalam jumlah
terbatas untuk pasar khusus, atau belum dikomersialisasi �
produk indigenous, menggunakan mikroba lokal
Tempe, Tape, kefir, kim-chi, sauerkraut,
yoghurt, San Francisco sourdough bread…
Beberapa produk sudah distandarisasi dan dikomersialisasi
INDIGENOUS FERMENTATIONS
Produk Fermentasi Di Indonesia
Tempe, Oncom
Tapai, Peuyeum
Tempoyak Dadih
Terasi Pliek U Tauco Kecap
28/06/2018
6
Produk Fermentasi Susu
� Yoghurt
� Cheese
� Kefir
� Buttermilk
� Sour cream
� Acidophilus milk
Produk Pangan Fermentasi Lainnya
� Roti
� Idly � sejenis roti di India
� Sauerkraut
� Kimchi
� Natto � fermentasi kedelai di Jepang
� Fermented meat products
� Sour-dough bread
� Miso
� Wine
� Bir
� Sake
28/06/2018
7
Penggolongan maknan fermentasi berdasarkan
Mikroorganisme yang Berperan :
� Homofermentasi � hanya 1 jenis spesies mo, contoh tempe : Rhizopus oligosporus
� Heterofermentasi � lebih dari 1 jenis mo darispesies yg berbeda, contoh pada ragi terdapatjamur Amylomyces, yeast Endomycopsis danSaccharomyces
� Homomultifermentasi � 2 atau lebih strain darispesies yg sama contoh yogurt kedelai perlu 2 strain L. acidophilus yang berbeda peranannya.
� Polifermentasi � dilakukan sejumlah mo daristrain dan spesies yang berbeda � tipe fermentasimakanan tradisional yang alami
Contoh Produk Fermentasi yang Tergolong
Homofermentatif
� Oncom � fermentasi dari bungkil kacang tanah olehNeurospora intermedia
� Shofu � tofu yg difermentasi jamur Actinomucor elegans
� Tempe � biji kedelai oleh jamur Rhizopus oligosporus
28/06/2018
8
Heterofermentatif
� Tape � jamur Amylomyces, yeast Saccharomyces, Endomycopsis atau Candida
� Teh � yeast Saccharomyces bisporus, Candida sp, bakteriasam asetat
� Kecap � Aspergillus oryzae atau A. sojae serta yeast danbakteri sbg pbtk flavor yg khas
� Shoyu (soy sauce) : sama dg kecap hanya ditambah gandum
� Tauco � A. oryzae
� Miso � seperti tauco tapi kedelai dihancurkan sebelum difermentasi, A. sojae, A. oryzae
� Sake � beras ketan A. oryzae dan S. cerevisae
� Sauerkraut & pickle � BAL, Leuconostoc mesenteroides, L. plantarum, L. delbrueckii.
Penggolongan makanan fermentasi berdasarkan
Bahan Dasar yang digunakan (Campbell-Platt, 1987)
� Minuman beralkohol : wine, bir, sake, brem cair� Makanan fermentasi dari serealia : roti, dll� Makanan fermentasi dari susu : keju, kefir, yogurt, dadih� Makanan fermentasi dari ikan : balacan (Phil), terasi� Makanan fermentasi dari sayuran dan buah : sauerkraut,
pickle, kimchi, tempoyak, asinan sawi� Makanan fermentasi dari kacangan : tempe, kecap, oncom,
tauco, shoyu, miso� Makanan fermentasi dari daging : salami (Aus), nham (Thai)� Makanan fermentasi dari bahan berpati : tape ketela,
growol, gatot� Makanan fermentasi dari bahan lain : dage dari ampas
kelapa, tempe bongkrek dari ampas kelapa, nata de coco,
28/06/2018
9
Penggolongan makanan fermentasi di
negara2 Asia menurut Steinkraus (1982)
� Makanan fermentasi yang dihasilkan berdasarkan proses proteolisis padaprotein nabati oleh aktivitas enzim mikrobia contoh : soy sauce dariChina, Shoyu dan miso dari Jepang, kecap dan tauco dari Ind
� Makanan fermentasi yang dihasilkan berdasarkan proses hidrolisisikan/udang dalam larutan garam pekat misal petis, terasi
� Makanan fermentasi yang dihasilkan mempunyai tekstur yang menyerupaidaging dari bahan serealia atau kacang2an sebagai substrat misal tempe, oncom
� Makanan fermentasi dengan mempergunakan prinsip koji sebagaiinokulan misal soy sauce, miso, kecap, tempe, oncom, tape, brem, sake
� Makanan fermentasi yang dihasilkan berdasarkan proses yang dapat menghasilkan asam2 organik sebagai hasil utamanya misal kimchi, tape
� Makanan fermentasi yang dihasilkan berdasarkan proses fermentasialkohol misal sake, tape ketan, tape ketela, brem
Penggolongan lain :
� Proses fermentasi yang dapat menghasilkan flavor seperti daging dari protein nabati (soy sauce, shoyu, kecap, miso/tauco)
� Proses fermentasi yang dapat menghasilkan flavor spt daging dari protein hewani (saus ikan, udang, pasta ikan)
� Proses fermentasi yg dpt membentuk tekstur spt daging dari bahan serealia (tempe, oncom)
� Proses fermentasi yang ditujukan untuk menaikkan kandungan protein dari bahan berpati (tape ketan, tape ketela)
� Proses fermentasi yg ditujukan untuk memperkaya produk dengan vitamin (tape, tempe, oncom)
� Proses fermentasi yg ditujukan utk produksi roti dari bahan bukan gandum
� Proses fermentasi yg ditujukan utk mengurangi waktu pemasakan dan bahan bakar yg dipergunakan (tempe, oncom)
� Proses fermentasi yg ditujukan sbg pengawetan dgn biaya yg relatif rendah (pickle, sauerkraut, kimchi)
28/06/2018
10
Keuntungan Produk Indigenous
Kelemahan Produk Indigenous
Profil Flavor yang unik
Umur simpan > panjang
Quality control—sangat beragam,
kemungkinan terkontaminasi
Sulit untuk diproduksi secara masssal
Keuntungan Fermentasi
KeuntunganBahan Baku Produk Fermentasi
Pengawetan Susu Yoghurt, cheese
Meningkatkan Keamanan
Produksi Asam
Produksi Asam dan Alkohol
Produksi bakteriosin
Menghilangkan toksik
Buah
Barley
Anggur
Daging
Ubi Kayu
Kedelai
Vinegar
Beer
Wine
Salami
Tapai,Gari, polviho azedo
Soy sauce
Meningkatkan Nilai Gizi
Memperbaiki daya cerna
Retensi mikronutrien
Meningkatkan kandungan serat
Mensintesa komponen probiotik
Gandum
Sayuran daun.
Kelapa
Susu
Bread
Kimchi, sauerkraut
Nata de coco
Bifidus milk, Yakult,
Acidophilus yoghurt
Meningkatkan Flavor Biji Kopi
Anggur
Kopi
Wine
28/06/2018
11
Produk Kimia Hasil Teknologi Fermentasi
• Produk fermentasi klasik sebelum tahun
1950 � molekul organik dengan ≤ 6
• Produk fermentasi moderen � asam-asam
organik, asam amino, protein (insulin),
HGH (Human Growth Hormone),
polisakarida
22
Beberapa Produk Industri Fermentasi yang Penting
Produk Mikroba Penggunaan
Ethanol Saccharomyces
cerevisiae
Pelarut, beverages
Glycerol Saccharomyces
cerevisiae
Produksi bahan
peledak
Lactic acid Lactobacillus
bulgaricus
Pangan dan
pharmaceutical
Acetone and
butanol
Clostridium
acetobutylicum
Pelarut
α-amylase Bacillus subtilis Hidrolisis Pati
28/06/2018
12
23
Beberapa Produk Fermentasi yang Penting
Teknologi Fermentasi Untuk Produk Komersial
• Kondisi terkontrol
• Mikroba yang digunakan strain (galur) murni
• Produk yang dihasilkan murni
• Reaktor skala besar
• Menggunakan mikroba hasil rekayasa genetika
untuk menghasilkan beberapa produk alami
seperti insulin, hormon, dan enzim
28/06/2018
13
PRODUK FERMENTASI NABATI
Tempe
� Ciri-ciri : warna putih, tekstur kompak, flavor spesifik
� Warna putih disebabkan miselia jamur yang tumbuh padapermukaan biji kedele
� Jamur Rhizopus oligosporus
28/06/2018
14
Sifat-sifat jamur R. oligosporus
� Tidak dapat menggunakan sumber karbon dari KH biji kedele seperti stakhiosa,rafinosa, dan sukrosa, ttpi bisa mgnkan sumber C dari glukosa, fruktosa,galaktosa, dan maltosa
� Mempunyai aktivitas enzim lipase yang tinggi
� Sebagai sumber N digunakan garam amonium dan asam amino seperti prolin,glisin, asam aspartat, dan leusin
� Mempunyai aktivitas proteolitik yang tinggi
� Tidak memp aktivitas pektinase
� Dapat mensintesa komponen antioksidan yaitu isoflavon
� Dapat menghslkan aroma dan flavor spesifik tempe
� Dapat menghslkan komponen antibakteri
� Dapat menghambat pertumbuhan, sporulasi, dan pembentukan aflatoksin oleh A.flavus dan A. parasiticus
� Dapat menghambat pembentukan toksin oleh Pseudomonas cocovenenans padapembuatan tempe bongkrek
Proses pembuatan
Kedele
Pencucian
Perendaman dalam air 24 jam, sampai pH 4,5-5,0
Perebusan 1 jam
Penghilangan kulit
Pendinginan sambil dikeringanginkan
Inokulasi
Pembungkusan
Fermentasi 24 jam
Tempe
28/06/2018
15
Kecap
� Kecap dalam masakan berperan sebagai penguatflavor
� Inokulan : A. oryzae dan A. sojae (dominan), BALyang bersifat homofermentatif terutamaPediococcus cerevisiae, L. delbruekci, dan yeast yangtoleran terhadap garam tinggi
� Untuk industri RT banyak yang menggunakaninokulan tempe
� Yang pertama kali tumbuh adalah BAL (membtkaroma dan flavor yang spesifik) � menghasilkanasam � pH turun � kondisi optimum untukpertumbuhan yeast (menghasilkan etanol,komponen flavor)
Pembuatan kecap
Biji kedelai
Pencucian
Perebusan
Penirisan dan pendinginan
Fermentasi koji/ jamur
Pengeringan dan penghilangan miselia jamur
Fermentasi moromi (dalam larutan garam) 2 minggu-2 bulan
Ekstraksi dan filtrasi
Perebusan, Penambahan gula kelapa dan bumbu
Pembotolan
Kecap
28/06/2018
16
Pembuatan tauco
Biji kedelai
Pencucian
Perendaman 12 jam
Penghilangan kulit
Perebusan 1-2 jam
Penirisan dan pendinginan
Pencampuran tepung tapioka/beras 1:2
Inokulasi
Inkubasi 2-5 hari
Perendaman dalam larutan garam 20%
Inkubasi 21-30 hari
Tauco mentah
Pemasakan dengan penambahan bumbu
Pembotolan
Fermentasi sayuran dan buah-buahan
� Sayuran dan buah-buahan digarami terlebih dahulu,kemudian dilanjutkan dengan fermentasi � asinan
� Proses fermentasi berlangsung secara spontan (tanpastarter)
� Contoh :� Tempoyak : fermentasi durian; asinan sawi
� Di LN : sauerkraut, kimchi
28/06/2018
17
Contoh Pembuatan Probiotik dari Sari
Buah
� Kultur yang digunakan adalah kultur liofilisasi yaitu kulturbakteri asam laktat yang diisolasi dari berbagai bahan panganyang mengalami fermentasi asam laktat seperti pikel sauerkraut, yoghurt, dadih, yakult atau tempoyak .
� Kultur liofilisasi dipindahkan ke dalam tabung berisi media MRS broth (de Mann Rogosa Sharpe)
� Kultur ini kemudian disimpan pada media MRS agar yang ditambah 0.1% (b/v) CaCO3 dengan menggunakan metodetusuk.
� Kultur diinkubasikan pada suhu 37oC selama 48 jam � kultur stok(disimpan di dalam refrigerator suhu 4oC) , disegarkan kembaliminimal sebulan sekali. Inokulum yang akan ditambahkan ke dalamminuman sari buah dibuat dalam bentuk kultur kerja.
� Kultur kerja dibuat dengan menggunakan media sari buah dan sususkim.
� Kultur induk sebanyak 0.1% di tumbuhkan pada media sari buah yang mengandung susu skim 10% dan diinkubasikan pada suhu 37oC selama 48 jam, sehingga dihasilkan koloni sebanyak 1.0-4.0 x 109
koloni/ml dengan kadar asam laktat kurang lebih 2.7%.
� Selanjutnya kultur ditambahkan lagi sebanyak 0.5% dalam media sari buah yang ditambah susu skim 10% dan glukosa 3%, dandiinkubasikan selama 24 jam pada suhu 37oC.
� Kultur induk perlu diperbaharui setiap minggu dengan caramenumbuhkannya ke dalam media sari buah dan susu skim 10%.
28/06/2018
18
Kultur → MRS Broth → Agar MRS Liofilisasi (48-72 jam 37oC) Kultur stok
Sari buah + Susu skim 10% Kultur induk (48 jam, 37oC)
Sari buah + susu skim 10% Kultur antara (48 jam, 37oC)
Sari buah + susu skim 10% + 3% glukosa
Kultur kerja (24 jam, 37oC)
Tahap-tahap persiapan inokulum bakteri dalam pembuatan minuman sari buah dengan probiotik.
Fermentasi Pangan dari Bahan
Protein Hewani
28/06/2018
19
Yoghurt
� Susu yg difermentasikan oleh L. bulgaricus dan S. thermophilus yang memp rasa asam yg segar dan tekstursemi padat
� Merupakan produk khas Eropa akan tetapi di negara2 lain dapat mempunyai nama yang berbeda misal jugurt �Turki, dahi � India, dadih � Indonesia
Pembuatan yogurt secara tradisional
Susu
Homogenisasi 2000-2500 psi
Pasteurisasi 90 oC, 5-15 menit
Pendinginan suhu 40-45 oC
Inokulasi
Inkubasi 40-45 oC sampai menggumpal
yoghurt
28/06/2018
20
Pembuatan yogurt
susu low fat 90% (v/v), skim 2% (b/v), gula 10% (b/v), essence 0,3% (b/v)
dicampur
dipasteurisasi 85 oC, 30 menit
didinginkan 40 oC
diinokulasi dengan starter 10% (v/v)
tuang ke cup steril @ 50-60 ml
inkubasi 43 oC, 6-7 jam
disimpan di cool room (4 oC)
yogurt dingin
Keterangan : starter dibuat dari campuran kultur L. bulgaricus : S. thermophilus = 1:1 atau L. bulgaricus : Lactobacillus spp Dad13 : S. thermophilus = 1:1:2 atau L. bulgaricus : Lactobacillus plantarum Mut7 : S. thermophilus = 1:1:2
Keju
� Susu yang diinokulasi oleh mikrobia yang membentukasam laktat dan membentuk curd/jendalan � dipresssehingga air hilang � ripening/pematangan
� Mikrobia yang digunakan golongan bakteri asam laktat danjamur tertentu misal P. roqueforti
28/06/2018
21
‘Soft’ cheeses
Memiliki kulit di bagian luar yang merupakan hifadari Penicillium camemberti dan sel khamirGeotrichum candidum.
Swiss cheeses
Species Propionobacter menghasilkan asampropionat sehingga keju ini memiliki flavor yangkhas, dan CO2 yang dikeluarkan akan membentuklubang pada keju.
‘Blue’ cheeses
Dicirikan dengan adanya “urat- urat” sebagaiakibat dari pertumbuhan Penicillium species,terutama P.roquefortii dan P.glaucum.
Produk Fermentasi Daging
� Sosis fermentasi � salami, pepperoni dan bologna
� Diproduksi dari campuran daging yang halus, rempah-rempah, garam kiuring (sodium nitrit/nitrat), garam dan gula.
� Daging tersebut dimasukkan dalam selongsong sosis (sausage casing), kemudaian difermentasi dan akhirnya dipasteurisasi pada suhu 65 – 68oC selama 4-8 jam, dikeringkan dan kemudian disimpan pada suhu rendah (4-7oC).
� Proses fermentasi menghasilkan produk sosis yang awet.
28/06/2018
22
� Keawetan sosis fermentasi diperoleh karena :
• Adanya aktivitas anti mikroorganisme dari nitrit dan garam-garam lain.
• Terbentuk asam laktat (sekitar 0,8-1,2%) selama proses fermentasi.
• Adanya pengaruh pemanasan, terutama pada saat pasteurisasi dan pengeringan.
• Turunnya aktivitas dan ketersediaan air (Aw) karena adanya penambahan garam-garam dan proses pengeringan.
• Penyimpanan pada suhu rendah
Fermentasi Pangan dari Bahan
Berpati/Karbohidrat
28/06/2018
23
Fermentasi Tape
� Inokulum ragi : yeast dan jamur amilolitik, bakteri asamlaktat (BAL)
� Yeast dan jamur amilolitik akan memecah pati menjadigula sederhana, fermentasi dilanjutkan yeast dan BAL
� Fermentasi berlangsung 1-2 hari � tekstur menjadi lunak,berair, rasa dan aroma yang asam beralkohol
Ubi Kayu
� Ubi kayu segar mengandung cyanhydric acid(HCN) yang harus dihilangkan agar amanuntuk dikonsumsi manusia. Contoh : Garimengandung 20 mg / kg HCN – sedangkanpada ubi kayu segar 43 mg / kg
� Gari adalah produk fermentasi, dari ubi kayudibentuk menjadi gel, dan dikeringkan.Populer di negara Nigeria, Benin, Togo, Ghanadan negara-negara Afrika lain.
� Polvilho adalah pati ubi kayu yang diasamkan� dijumpai di Brazilia dan negara-negaraAmerika Latin
28/06/2018
24
Nata de Coco
� Desert dari air kelapa yang berasal dari Filipina
� Mengandung serat tinggi dan “zero fat”
� Tekstur kenyal, transparan, dan diproduksi dengan cara fermentasi pada air kelapa
Tahapan Pembuatan Nata De Coco