Pengertian, Faktor, Manfaat, Asam Laktat,Contoh

Fermentasi – Pengertian, Sifat, Faktor, Tujuan, Tahapan, Manfaat, Asam Laktat, Contoh : Fermentasi dapat digolongkan sebagai salah satu bioteknologi dalam bidang pangan. Pengolahan makanan dan bahan makanan melalui bioteknologi menghasilkan berbagai macam makanan fermentasi dan bahan makanan yang banyak digunakan. Arti kata fermentasi telah berubah. Kata fermentasi berasal dari bahasa latin “fervere” yang artinya mendidih. Fermentasi merupakan cara mengubah substrat menjadi produk yang diinginkan dengan bantuan mikroba.

Pengertian fermentasi

Kata fermentasi berasal dari bahasa latin “fervere” yang artinya mendidih. Fermentasi adalah proses yang memanfaatkan kemampuan mikroba untuk menghasilkan metabolit primer dan metabolit sekunder dalam lingkungan yang terkendali. Fermentasi merupakan bentuk penerapan atau penerapan tertua dalam bidang bioteknologi. Awalnya, istilah fermentasi digunakan untuk menunjukkan proses pengubahan glukosa menjadi alkohol yang terjadi secara anaerob.

Baca juga artikel terkait: Memahami asam, basa, dan garam

Fermentasi merupakan cara mengubah substrat menjadi produk yang diinginkan dengan bantuan mikroba. Produk ini biasanya digunakan sebagai minuman atau makanan. Fermentasi telah dikenal dan digunakan sejak zaman kuno.

Jika proses fermentasi membutuhkan:

• Mikroba sebagai inokulum
• Tempat (wadah) untuk memastikan proses fermentasi berlangsung secara optimal.
• Substrat sebagai tempat tumbuh (medium) dan sumber nutrisi bagi mikroba.
  

  ---

Sifat fermentasi

Fermentasi memiliki karakteristik, sifat fermentasi terbagi menjadi dua jenis yaitu aerob (oksigen) dan anaerob (tanpa oksigen).

Fermentasi aerobik adalah proses fermentasi yang membutuhkan oksigen. Semua organisme membutuhkan sumber energi untuk hidupnya yang diperoleh dari hasil metabolisme makanan, tempat organisme itu berada. Mikroorganisme adalah organisme yang membutuhkan energi ini. Bahan energi yang paling banyak digunakan mikroorganisme untuk tumbuh adalah glukosa. Di hadapan oksigen, mikroorganisme dapat mencerna glukosa untuk menghasilkan air, karbon dioksida, dan energi dalam jumlah besar. Fermentasi terdapat pada jenis fermentasi aerob, yaitu:

Merupakan contoh fermentasi yang terjadi dalam kondisi aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam asetat (acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol anaerobik. Reaksi kimia:

CH₁₂Oh₆ à 2C₂H₅OH à 2CH₃COOH + H₂O+116 kkal

• Jenis fermentasi anaerobik

Fermentasi anaerob adalah proses fermentasi yang tidak membutuhkan oksigen. Beberapa mikroorganisme dapat mencerna bahan energinya tanpa adanya oksigen, sehingga hanya sebagian dari bahan energi tersebut yang terurai, yang dihasilkan adalah sebagian energi, karbondioksida dan air, termasuk sejumlah asam laktat, cuka, etanol, volatil. asam, alkohol dan ester.

Dalam fermentasi anaerob, zat organik dikatabolisme tanpa kehadiran oksigen, yang berarti tidak ada akseptor elektron eksternal, tetapi melalui reaksi reduksi oksidasi internal yang seimbang. Produk dihasilkan selama proses penerimaan elektron yang dilepaskan selama penguraian zat organik. Oleh karena itu, zat organik ini bertindak sebagai akseptor dan donor elektron. Dalam fermentasi, substrat hanya teroksidasi sebagian dan oleh karena itu hanya sedikit energi yang dapat dihasilkan.

Baca juga artikel terkait: Termokimia: Pengertian, Persamaan, Reaksi, Rumus dan Contoh Soal

Fermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak terpenuhi karena terlalu banyak bekerja. Peristiwa ini dapat terjadi pada otot dalam kondisi anaerobik. Reaksi kimia:

C6H12O6 –> 2CH3CH(OH)COOH + 2ATP

Secara umum, fermentasi asam laktat harus melalui dua tahap, antara lain:

1. Proses fermentasi homolaktik

Dalam proses ini, glukosa diubah menjadi piruvat. Kemudian 2 molekul asam laktat terbentuk. Proses ini menggunakan enzim laktat dehidrogenase.

2. Proses fermentasi heterofermentatif

Proses ini menggunakan piruvat sebagai penghasil asam laktat, etanol dan karbon dioksida karena membawa enzim laktat dehidrogenase dan piruvat dekarboksilase.

Fermentasi alkohol adalah reaksi yang mengubah glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbon dioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman.

Reaksi kimia: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP

Faktor yang mempengaruhi proses fermentasi

Fermentasi makanan adalah hasil dari aktivitas berbagai mikroorganisme. Agar proses fermentasi berjalan dengan baik, beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas mikroorganisme tentunya harus diperhatikan. Jadi jika kita berbicara tentang faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi tentunya tidak lepas dari aktivitas mikroorganisme itu sendiri. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi proses fermentasi antara lain suhu, oksigen, substrat dan air.

Baca juga artikel terkait: Perbedaan antara senyawa ionik dan senyawa molekuler

Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan terpenting yang mempengaruhi dan menentukan jenis organisme yang dominan selama fermentasi. Beberapa hal yang berkaitan dengan suhu untuk masing-masing mikroorganisme dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. 1. Suhu minimum, di bawahnya pertumbuhan mikroorganisme tidak lagi terjadi.
   2. Suhu optimal, sebagai suhu yang memungkinkan pertumbuhan mikroorganisme paling cepat.
   3. Suhu maksimum, di atasnya pertumbuhan mikroorganisme tidak mungkin lagi.
      

      ---

Udara atau oksigen selama proses fermentasi harus diatur sebaik mungkin untuk meningkatkan atau menghambat pertumbuhan mikroba tertentu. Setiap mikroba membutuhkan jumlah oksigen yang berbeda untuk pertumbuhan atau pembentukan sel baru dan untuk fermentasi.

Seperti makhluk lainnya, mikroorganisme juga membutuhkan suplai makanan yang akan menjadi sumber energi dan menyediakan unsur kimia dasar untuk pertumbuhan sel. Substrat (makanan) yang dibutuhkan mikroba untuk kelangsungan hidupnya berkaitan erat dengan komposisi kimianya. Kebutuhan mikroorganisme akan substrat juga bervariasi.

Beberapa membutuhkan substrat yang lengkap dan beberapa tumbuh subur di substrat yang sangat sederhana. Hal ini dikarenakan beberapa mikroorganisme memiliki sistem enzim (katalisator biologis) yang dapat mencerna senyawa yang tidak dapat dicerna oleh mikroorganisme lain. Komposisi kimia yang paling penting dari produk pertanian adalah protein, karbohidrat dan lemak. Pada pH 7,0, protein siap digunakan oleh bakteri sebagai substrat. Karbohidrat seperti pektin, pati dan lainnya adalah substrat yang baik untuk jamur dan beberapa ragi.

Mikroorganisme tidak dapat tumbuh tanpa adanya air. Air dalam substrat yang digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme dinyatakan dalam istilah aktivitas air atau aktivitas air = aw, yaitu perbandingan antara tekanan uap larutan (P) dan tekanan uap air murni (Po) pada suhu yang sama.

Baca juga artikel terkait: √ Pengertian mikrobiologi dalam biologi beserta faktor dan mekanismenya

Contoh produk yang mengalami proses fermentasi

Bir adalah salah satu contoh fermentasi terbaik. Minuman ini terbuat dari biji-bijian seperti gandum, barley, dll.

1. Gandum tersebut dikeringkan kemudian digiling lalu dicampur dengan air panas.
2. Campuran ini kemudian disimpan dalam bejana fermentasi dengan penambahan ragi dan dibiarkan dalam kondisi anaerobik selama beberapa minggu.
3. Dalam kondisi tersebut, ragi akan memakan gula atau karbohidrat dan membentuk alkohol.
4. Setelah disimpan cukup lama, bir kemudian disaring dan dibotolkan.
   

   ---

Anggur adalah minuman beralkohol yang biasanya terbuat dari anggur yang difermentasi. Keseimbangan sifat alami yang terdapat pada buah anggur menyebabkan buah difermentasi tanpa penambahan gula, asam, enzim atau nutrisi lainnya. Anggur dibuat dengan memfermentasi jus anggur dengan jenis ragi tertentu. Ragi akan mencerna kandungan gula pada buah anggur dan mengubahnya menjadi alkohol.

cara membuat nata de coco sebagai berikut :

• Pertama kali, buah anggur segar dihancurkan hingga menjadi bubur.
• Daging buah anggur kemudian didiamkan selama beberapa hari agar sari buahnya keluar dan mengelupas kulit buahnya.
• Daging buah anggur kemudian disaring untuk memisahkan kulitnya. Ragi kemudian ditambahkan dan dibiarkan dalam kondisi anaerobik selama beberapa minggu.
• Setelah beberapa waktu, anggur cair kemudian dipisahkan ke dalam wadah yang berbeda dan dibiarkan berfermentasi perlahan.
• Terakhir, anggur kemudian dibotolkan dan siap dikonsumsi.

Anggur atau wine terbagi menjadi beberapa golongan, red wine, white wine dan lain-lain. Beberapa jenis red wine yang populer di kalangan peminum wine di Indonesia adalah merlot, cabernet sauvignon, syrah/shiraz dan pinot noir.

Baca juga artikel terkait: 6 Perbedaan antara senyawa polar dan non-polar

Tahu merupakan makanan yang terbuat dari kacang kedelai, dan proses pembuatannya masih sederhana dan terbatas pada skala rumah tangga. Suryanto (dalam Hartaty, 1994) mengatakan bahwa yang dimaksud dengan tahu adalah makanan padat yang terbuat dari sari kedelai (Glisin spp) dengan proses pengendapan protein pada titik isoelektriknya, tanpa atau dengan penambahan zat lain yang diperbolehkan.

Pada dasarnya tahu dibuat dengan cara mengekstraksi protein kemudian dikumpulkan menjadi padatan protein. Cara mengentalkan susu kedelai biasanya dilakukan dengan menambahkan koagulan berupa asam. Caking agent yang biasa digunakan adalah asam asetat (CH3COOH), tahu batu (CaSO4nH2O) dan larutan biji tahu (larutan sari tahu yang didiamkan semalaman).

Secara umum tahapan proses pembuatan tahu adalah sebagai berikut :

• Kedelai terpilih dibersihkan dan disortir. Pembersihan dilakukan dengan bantuan bahan pembersih.
• Rendam dalam air bersih agar kedelai mengembang dan cukup lunak untuk digiling. Waktu mingguan bervariasi dari 4 – 10 jam.
• Cuci dengan air bersih. Banyaknya air yang digunakan tergantung dari ukuran atau jumlah kacang kedelai yang digunakan.
• Giling kedelai menjadi bubur kedelai menggunakan penggiling. Untuk memudahkan penggilingan, perlu ditambahkan air dalam jumlah yang sebanding dengan jumlah kedelai.
  

  ---

• Pemasakan kedelai dilakukan di atas kompor dan direbus selama 5 menit. Jaga agar tidak berbusa saat dimasak dengan menambahkan air dan diaduk.
• Penyaringan ampas kedelai dilakukan dengan kain saring. Tetesan yang diperoleh diperas dan dibilas dengan air hangat. Jumlah tetesan basah sekitar 70% sampai 90% dari berat kering kedelai.
  

  ---

• Kemudian dilakukan koagulasi dengan air asam, pada suhu 50^OhC, lalu didiamkan hingga terbentuk gumpalan besar. Selanjutnya air yang berada di atas endapan dibuang dan sebagian digunakan untuk proses rekoagulasi.
• Langkah terakhir adalah pengepresan dan pengepresan yang ditutup dengan kain saring hingga padat. Setelah air tersisa sedikit, cetakan dibuka dan diangin-anginkan.

Tujuan Fermentasi

Fermentasi bertujuan agar makanan lebih tahan lama. Mengawetkan makanan dengan memproduksi asam laktat, asam asetat, dan alkohol dalam jumlah besar. Perkaya nutrisi makanan dengan menambahkan beberapa asam amino, protein dan vitamin.

Tahapan proses fermentasi

1. Formulasi medium digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme, baik dalam proses pengayaan maupun produksi
2. Sterilisasi media, fermentor dan peralatan
3. Produksi biakan murni atau campuran yang cukup untuk diinokulasi pada tahap produksi
4. Optimalisasi produksi pada tahap fermentasi produk dengan kondisi optimal
5. Ekstraksi dan pemurnian
6. Pembuangan limbah menengah yang dihasilkan selama produksi

Manfaat Fermentasi