MIKROBIOLOGIPERAN MIKROBA DALAM PROSES FERMENTASI

Disusun oleh:Agriani D.B Sowa (2010-21-001)Dora Megawati Hutabarat (2010-21-003)Yuliana Sarnasi (2010-21- 015)

Program Studi S1 Ilmu GiziSekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Sint CarolusJakarta 2012Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan manusia terhadap sandang dan pangan makin meningkat bersamaan dengan meningkatnya populasi manusi dan menyempitnya lahan yang digunakan untuk pertanian atau peternakan. Untuk memenuhi kebutuhan bersebut, manusia berlomba-lomba melakukan berbagai penelitian guna eningkatkan kualitas dan kuantitasnya. Bioteknologi telah lama dikenal dan dikembangkan oleh masyarakat, seperti pembuatan tempe, oncom, dan kecap. Dengan berkembangnya teknologi maka bioteknologi juga semakin beragam dari hasilnya, seperti yoghurt, keju, antibiotik, dan lainnya. Bagaimanakah prinsip dasar bioteknologi tersebut?

A. Definisi Bioteknologi Bioteknologi merupakan cabang ilmu ilmu biologi yang mempelajari pemanfaatan mahkluk hidup (seperti bakteri, fungi dan virus) maupun produk dari mahkluk hidup (enzim dan alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.Bioteknologi meliputi penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika yang dipadukan dengan teknologi yang sedang berkembang untuk menghasilkan barang atau jasa bagi kepentingan manusia.Bioteknologi merupakan teknologi yang menggunakan beberapa atau seluruh bagian dari organisme/mahkluk hidup dalam proses atau sistem untuk menghasilkan produk pada bidang pertanian, pangan, kedokteran dan proses industri lainnya.B. Peran Mikroorganisme dalam Proses FermentasiSumber agen biologi dalam proses bioteknologi yang cukup banyak digunakan pada saat ini adalah mikroorganisme. Oleh ilmu pengetahuan dan teknik pengembangbiakkan mikroorganisme merupakan hal yang sangat penting. Mikroorganisme melakukan proses-proses metabolisme yang dapat memberikan keuntungan bagi manusia dengan menghasilkan produk biteknologi. Sebagai contoh, bakteri Lactobacilus bulgaricus yang ditambahkan ke dalam susu akan memfermentasi susu tersebut sehingga dihasilkan produk olahan yang bernama yoghurt. Dalam proses fermentasi protein susu (kasein) diubah menjadi asam laktat oleh bakteri sehingga menimbulkan rasa asam, namu ssu menjadi lebih mudah dicerna.Mikroba atau mikroorganisme adalah kelompok jasad hidup berukuran kecil dengan kisaran ukuran sel sekitar 0, 0-10 um (1 xm = 10^m), meskipun namibiensis. Mikroba berbeda dengan jasad tingkat tinggi karena satu sel mikroba adalah satu inidividu, sedangkan pada jasad tingkat tinggi (manusia, hewan, dan tumbuhan) satu individu terdiri atas banyak sekali sel. Mikroba dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok besar, yaitu:1. Prokaryot;2. Eukaryot3. ArchaeaDalam bidang bioteknologi, pada umumnya yang banyak digunakan adalah kelompok prokaryot dan mikroba eukaryot, misalnya bakteri Escherichiacoli (prokaryot) dan khamir Saccharomyces cerevisiae (mikroba eukaryot). Mikroba telah lama digunakan sebagai agen hidup untuk menghasilkan berbagai macam produk yang dimanfaatkan oleh manusia. Ribuan tahun yang silam peradaban Mesin kuno sudah mengenal prinsip fermentasi alkohol belum diketahui.Mikroba juga tidak hanya digunakan untuk menghasilkan produk yang dikunsumsi secara langsung, tetapi juga digunakan untuk kepentingan lain, mislanya sebagai pupuk hayati dan pestisida hayati. Bahkan, banyak produk.Pernahkah kamu mengkonsumsi roti, tempe, atu keju? Jika jawabannya ya, berarti kamu telah menggunakan beberapa produk bioteknologi. Meskipun bioteknologi tampak seperti ilmu yang sangat maju, beberapa contoh penerapannya telah lama dilakukan.Pemanfaatan mikroorganisme untuk mengubah bahan baku menjadi suatu produk atau jasa merupakan salah satu contoh penerapan bioteknologi. Mikroorganisme atau mikroba atau makhluk hidup satu sel yang tidak dapat dilihat secara kasat mata. Dapat berupa bakteri, jamur, atau alga satu sel.

Peranan Mikroba dalam Proses FermentasiSebenarnya pemanfaatan mikroorganisme dalam meningkatkan produksi pangan sudah lama dikenal. Sekitar 6000 tahun SM, manusia telah memanfaatkan mikroorganisme dalam pembuatan minuman anggur. Di Indonesia, mikroorganisme sudah digunakan untuk membuat tape. Tape dibuat dari bahan beras ketan atau umbi singkong memlalui proses peragian atau fementasi. Makanan lain yang diperoleh dengan memanfaatkan mikroorganisme, yaitu roti, tempe, kecap, tauco, mentega dan keju. Selain makanan, berbagai jenis minuman seperti yoghurt, anggur dan sari buah, juga diperoleh melalui proses peragian oleh mikroorganisme. Jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam produk makanan tersebut umumnya berasal dari kelompok jamur dan bakteri.Bagaimanakah peran mikroorganisme tersebut dalam meningkatkan produksi makanan tersebut? Mikroorganisme tersebut menghasilkan enzim pada saat proses peragian. Enzim inilah yang akan mengubah bahan pangan menjadi jenis lain yang dapat memberikan nilai tambah.Jenis-Jenis Mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk meningkatkan Produksi PanganNo.Bahan Pangan MikroorganismeGolonganProduk

1SusuLaktobacillus bulgaricusStreptococcus termophillusStreptococcus lactisPenicillium requifortiPropioni bacteriumLactobacillus casel

BakteriBakteriBakteriJamurBakteriBakteriYoghurtYoghurtMentegaKejuKeju swissSusu asam

2KedelaiRhizopus oligosporusRhizopus stoloniferusRhizopus oryzaeAspergillius oryzaeJamurJamurJamurJamur TempeTempeTempeKecap

3Kacang TanahNeurospora sitophyiaJamurOncom

4BerasSaccharomyces cereviceaeEndymycopsis fibulegeraJamurJamurTape ketan

5SingkongSaccharomyces elipsoidesEndomycopsis fibulegeraJamurJamurTape singkong

6Air KelapaAcetobacter xylinumBakteriNata de coco

7Tepung GandumSaccharomyces cereviceaeJamurRoti

8Kubis/KolEnterobacter sp.BakteriAsinan

9Padi-padian atau Umbi-umbianSaccharomyces cereviceaeSaccharomyces caelsbergensisJamurMinumanberalkohol

10MikroorganismeSpirulinaChlorellaAlga bersel satuProtein sel tunggal

a. RotiRoti atau kue donat yang sering kamu makan adalah hasil dari proses bioteknologi. Secara sederhana, roti dan kue donat dibuat dari adonan yang terdiri atas tepung terigu, air, gula, garam, dan ragi. Adapun ragi roti yang digunakan adalah Saccharomyces cereviceae. Ragi ini dapat dibeli di toko kue dalam bentuk instan (siap pakai). Semua adonan dicampur dan diaduk. Kemudian, campuran adonan didiamkan dan ditutup selama beberapa waktu pada suhu kamar (25C-40C). Selam didiamkan, glukosa dan tepung terigu mengalami fermentasi anaerobik sehingga menghaislkan gas karbon dioksida. Adanya gas karbon dioksida ini menyebabkan adonan mengembang.b. TempeTempe merupakan makanan khas Indonesia yang bergizi tinggi. Sebanyak 100 gram tempe mengandung 18,3 21 gram protein, 129 mg kalsium, 12,7 gram karbohidrat, dan vitamin B 12 . Tempe terbuat dari kaang kedelai yang difermentasi oleh sejenis jamur. Jamur yang digunakan untuk fermentasi tempe, yaitu jenis Rhzopus oryzae, Rhizopus oligosporus, dan Rhizopus stoliniferus. Miselium Rhizopus akan mengikat keping-keping biji kedelai dan memfermentasinya menjadi tempe. Proses fermentasi tersebut menyebabkan adanya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. Prubahan ini meningkatkan kadar protein tempe hingga sembilan kali. Tempe segar tampak bersih dan berbau jamur. Jika digoreng, mempunyai aroma yang menimbulkan selera. Oleh karena kadar proteinnya yang tinggi, biasanya tempe digunakan sebagai lauk pauk pengganti daging.c. OncomOncom adalah produk bioteknologi sederhana yang mirip dengan tempe. Jenis makanan ini sangat terkenal di Jawa Barat. Seperti halnya tempe, oncom dihidangkan dalam bentuk gorengan atau di masak menjadi sayur. Oncom dibuat dari bungkil kacang tanah. Bungkil kacang tanah yang telah dipotong-potong, direndam dalam air sampai lunak. Bungkil yang sudah lunak dicampur dengan parutan ketela atau ampas tahu. Kemudian, dikukus selama 1-2 jam, lalu dimasukkan ke dalam cetakan. Setelah dingin, taburi jamur oncom (Neurospora sitophyla) dari bubukan oncom sebelumnya untuk difermentasi menjadi oncom yang berwarna jingga. d. KecapKecap merupakan hasil bioteknologi sederhana dari Asia yang paling banyak dikonsumsi untuk masak-memasak. Kecap berwujud cairan berwarna cokelat kehitam-hitaman dengan ras manis atau asin, serta beraroma khas yang menyenangkan. Kecap terbuat dari campuran kedelai dan gandum yang difermentasi oleh jamur Aspergilus oryzae. Hasil fermentasi di Indonesia dikenal dengan nama kecap, di Cina chiang-yu, di Korea kanjang, di Thailand see-eiw, di Jepang namanya shoyu, dan di Amerika dinamakan soy-saurce.

e. Tauco (Miso)Tauco adalah suatu produk fermentasi kedelai oleh kapang atau jamur. Di Jepang, tauco dikenal dengan nama miso. Tauco memiliki kekentalan seperta pasta, berwarna kuning sampai cokelat kemerah-merahan. Tauco ada yang halus dan ada pula yang berbentuk bongkahan. Tauco mempunyai aroma mirip kecap, berasa asinan sedikit asam, bahkan ada yang agak asin. Seperti halnya kecap, tauco digunakan sebagai bumbu masak atau penyedap hidangan masakan.

f. KejuKeju merupakan bahan makanan yang berasal dari protein susu (kasein) yang digumpalkan dan dicetak. Keju merupakan salah satu bentuk peningkatan nilai gizi susu. Keju mempunyai dua kandungan pokok, yaitu protein susu (kasein) dan lemak susu. Bakteri asam laktat memrupakan mikroorganisme yang dapat menghasilkan asam laktat. Pemberian asam laktat ke dalam susu akan menyebabkan kasein menggumpal dan menimbulkan cita ras aroma keju. Selain itu, penambahan asam laktat pada proses pembuatan keju dapat mencegah tumbuhnya mikroorganisme lain yang tidak diinginkan.Keju biasanya dikelompokkan berdasarkan kadar airnya. Berdasarkan kadar airnya, keju dikelompokkan menjadi keju lunak, keju setengah lunak, keju keras, dan keju sangat keras. Selain karena kadar airnya, kepadatan keju juga ditentukan oleh jenis mikroorganisme yang berperan dalam proses pembuatannya. Sebagai contoh, keju keras atau keju swiss dibantu oleh bakteri Propioni bacterium. Bakteri ini dapat menghasilkan gas karbon dioksida sehingga menyebabkan keju berlubang-lubang. Adapun keju lunak dan keju setengah lunak dibantu oleh jamur Penincillium camemberti dan Penincillium requiforti.

g. YoghurtYoghurt merupakan jenis minuman asam yang terbuat dari susu. Susu yang dapat dibuat menjadi yoghurt adalah susu murni dengan kadar lemak rendah. Sumber susu dapat pula diganti oleh susu skim yang telah dipekatkan dengan cara menguapkan sebagian kadar airnya. Dengan menambahkan bakteri asam laktat, misalnya jenis Lactobacillus thermophillus atau Streptococcus thermophillus, susu akan menggumpal sehingga tampak kental. Di samping itu, kehadiran bakteri ini juga meningkatkan cita ras dan aroma yoghurt. Fungsi asam laktat bagi kesehatan adalah sebagai antiseptik dan membantu penyerapan kalsium dan fosfor produk susu.

h. Nata de CocoNata de coco merupakan sejenis makanan hasil fermentasi oleh bakteri Acetobacter xylinum. Nata de coco berbentuk padat, kenyal, berwarna putih transparan dengan cita rasa mirip kolang-kaling. Produk ini sangat digemari masyarakat. Biasanya, digunakan sebagai campuran dalam es krim, koktail buah, sirup, dan makanan ringan lainnya. Makanan ini berasal dari Filipina, dan di Indonesia mulai populer sejak tahun 1980-an. Nata de coco terbuat dari air kelapa. Air kelapa tersebut diolah dengan cara difermentasi menjadi produk komersial dengan nama nata de coco. Indonesia merupakan negara kepulauan, yang sepanjang pesisir pantainya banyak ditumbuhi pohon kelapa. Dengan demikian, produk nata de coco ini sangat mungkin dikembangkan di Indonesia.

i. Minuman BeralkoholMinuman barakohol dibuat dengan cara memfermentasi bahan yang mengandung gula sehingga menjadi alkohol (etanol) dan karbon dioksida. Secara alami, gula terdapat dalam buah-buahan, misalnya dalam anggur. Gula juga dapat dihasilkan dari pati dalam padi-padian dan umbi-umbian. Fermentasi minuman beralkohol dilakukan oleh jamur jenis Saccharomyces cerevisiae (jenis utama) dan beberapat jenis lainnya seperti Saccharomyces anamensis. Oleh karena itu pembuatan alkohok diperlukann kondisi asam (pH yang rendah), perlu ditambahkan asam. Asam yang ditambahkan selama proses pembuatan alkohol ini adalah asam sulfat. Adapun suhu yang dibutuhkannya berkisar antara 300C-370C. Contoh minuman beralkohol yang diproses dengan cara fermentasi adalah anggur dan bir. Beberapa jenis minuman beralkohol lainnya, selain dibuat melalui fermentasi juga melalui proses penyulingan. Dengan penyulingan, kadar alkohol yang dihasilkan akan lebih tinggi.

j. Asam CukaCuka digunakan untuk mengasamkan makanan. Cuka terbuat dari alkohol yang difermentasi oleh bakteri asam cuka. Di samping bersifat asam, cuka memiliki sifat lain yang berfungsi sebagai pengawet. Oleh karena itu, cuka dapat digunakan untuk mengawetkan makanan. Makanan apakah yang dapat diawetkan oleh cuka? Masih banyak jenis makan lain yang dihasilkan atas jasa mikoroorganisme. Pemanfaatkan mikroorganisme tidak hanya digunakan dalam meningkatkan kualitas makanan. Saat ini, beberapa mikroorganisme telah dijadikan sebagai sumber makanan alternatif yang berprotein tinggi Spirulina dan Chlorella adalah dua jenis ganggang bersel satu yang telah dikembangkan menjadi protein sel tunggal (PST). Protein sel tungal adalah bahan makanan yang berkadar protein tinggi berasal dari mikroorganisme.SUMBER: 1. BUKU BIOLOGI Kelompok Pertanian dan Kesehatan

Penerbit:Grafindo Media Pratama

Pengarang:

Deden Abdurahman

Tahun 2006

2. BUKU IPA TERPADU (Biologi, Kimia, Fisika)Penerbit:Grafindo Media PratamaPengarang:Djoko Ariswora dan YusaTahun 2006

BIRDalam industri minuman (beverages), mikroorganisme paling banyak dimanfaatkan untuk fermentasi bir dan minuman anggur (wine). Bir atau beer (inggris, berasal dari bahasa Latin bibere yang artinya minum) telah dikenal orang sejak ratusan tahun. Minuman ini dihasilkan dengan melakukan fermentasi produk pertanian, misalnya barley dan hop, menggunakan mikroorganisme yang melakukan fermentasi etanol, misalnya khamir Saccharromyces cerevistae.Secara prinsip, bir dihasilkan dengan proses yang relatif sederhana, yaitu khamir ditambahkan dalam medium yang mengandung nutrien (wort). Selanjutnya, sel-sel khamir akan menyerap nutrien dan menggunakannya untuk pertumbuhan sel sekaligus menghasilkan produk metabolit yang disektresikan ke luar dari sel, misalnya etanol, karbon dioksida, dan produk-produk metabolit minor lainnya. Setelah sel-sel khamir dihilangkan, cairan hasil fermentsi tersebut menghasilkan produk bir yang mengandung etanol, wort, dan produk-produk volatil maupun non-volatil sebagai hasil metabolisme sel.