Rangkuman JurnalMichael Edbert Suryanto 2011-080-101

A REVIEWTempe fermentation, innovation and functionality: update into the third millennium

INTRODUCTIONPada zaman sekarang, makanan fermentasi sudah banyak diciptakan baik dari bahan hewan maupun tanaman. Hal yang perlu diperhatikan dari makanan fermentasi adalah mengenai rasa dan nutrisinya. Salah satu contoh produk makanan fermentasi yang berhasil dikembangkan adalah tempe. Tempe merupakan makanan tradisional Indonesia yang berasal dari Pulau Jawa yang dibuat dari proses fermentasi kacang kedelai. Proses fermentasi tempe dilakukan dengan bantuan kapang dan umumnya kapang yang digunakan adalah Rhizopus sp. Tempe pertama kali diperkenalkan pada awal abad ke-19 dan kehadirannya banyak diminati oleh masyarakat sebagai pengganti daging. Tempe dikenal memilki cita rasa yang lezat, bernutrisi tinggi, mudah dicerna, dan juga menyehatkan. Selain itu, tempe juga hanya mengandung sedikit lemak, memiliki tekstur yang lembut, dan mengandung protein yang tinggi (40-50%). Rata-rata tempe setiap harinya dikonsumsi sebanyak 19 hingga 34 gram per orang. Tempe tidak dikonsumsi secara mentah, tetapi harus dimasak terlebih dahulu bisa dengan cara digoreng, ditumis, dan direbus. Berdasarkan aktivitas enzimatik mikrobial, tempe memiliki masa simpan yang terbatas. Selama masa penyimpanan, tempe dapat berubah warna menjadi coklat, tekstur menjadi lembek, dan dapat menimbulkan bau amonia. Karena itu, perlu diperhatikan dan dikembangkannya lebih lagi cara pemeliharaan (preservation) tempe. Di Indonesia, tempe menjadi komoditas yang sangat menguntungkan. Pada skala kecil, dari 30-50 kg kacang kedelai dapat diolah menjadi 50-80 kg tempe. Selain itu, tempe juga memiliki rasa seperti daging dan biaya produksi tempe jauh lebih murah daripada harga daging. Tempe sudah berhasil berkembang di dalam dan hingga luar benua, seperti Asia, Amerika, Afrika, dan Eropa. Akan tetapi, yang menjadi masalah adalah kurangnya pemahaman masyarakat luar dalam memanfaatkan tempe sebagai hidangan makanan. Kebanyakan tempe hanya dihidangkan sebagai makanan ringan atau cemilan, seperti keripik dan gorengan. Oleh karena itu, perlu sumber informasi secara spesifik mengenai proses pembuatan dengan fermentasi, pengolahan dan pemanfaatan, serta nutrisi dan fungsi tempe bagi kesehatan.

MANUFACTURING PROCESSKacang kedelai pertama-tama direndam ke dalam air. Proses perendaman tersebut berguna untuk memisahkan kulit dari biji kedelai (dehulling), meningkatkan kelembaban kedelai, memungkinkan terjadinya aktivitas mikrobial selama fermentasi, dan untuk ekstraksi alami senyawa antimikrob (saponin). Setelah itu, air perendaman dibuang dan kedelai kemudian direbus dalam air panas. Setelah direbus, kedelai didiamkan hingga dingin dan dikeringkan supaya mencegah terjadinya pembusukan. Kedelai yang sudah dingin dan kering diinokulasi dengan 104 CFU/g koloni starter yang mengandung sporangiospora, biasanya Rhizopus oligosporus atau Rhizopus oryzae. Selanjutnya, diinkubasi selama 1-2 hari pada suhu 30C untuk membiarkan terjadinya germinasi spora dan pertumbuhan miselium. Hasil yang diperoleh akan berupa tempe berwarna putih dengan sedikit warna abu-abu yang disebabkan oleh pigmen sporangiospora.Inovasi terbaru pada tempe telah menggantikan beberapa metode tradisional, seperti penggunaan mesin untuk pemisahan kulit dan biji kedelai, pemakaian plastik untuk menggantikan daun pisang, dan bubuk kultur starter yang telah dijual secara komersial. Selain itu, juga telah digunakan penambahan laktat dan asetat pada proses perebusan untuk mengurangi kontaminasi mikrobial. Pada beberapa pabrik juga telah dilakukan perendaman dengan menggunakan bakteri asam laktat untuk meningkatkan komposisi pertumbuhan fungi dan kepadatan tempe. Beberapa industri, juga telah menggunakan kipas untuk mendinginkan kacang kedelai yang telah direbus.

MICROBIOLOGICAL ASPECTSPerkembangan dan komposisi mikrob sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, baik dari lingkungan maupun dari proses-proses yang berlangsung. Mulai dari proses perendaman, dimana mikroflora dari kacang kedelai sudah mulai bertumbuh dan juga adanya penambahan bakteri asam laktat. Selain itu, proses pengeringan yang dapat menyebabkan adanya kontaminasi dari luar, serta kondisi inkubasi dan tempat penyimpanan juga ikut mempengaruhi. Berdasarkan penelitian, penambahan bakteri asam laktat pada proses perendaman dapat mengurangi mikroorganisme patogen dan mencegah terjadinya pembusukan pada tempe. Bakteri asam laktat yang dapat digunakan antara lain, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, dll. Proses asidifikasi oleh bakteri asam laktat dapat menekan pertumbuhan mikroflora seperti koliform, Klebsiella pneumonia dan khamir sehingga dapat meningkatkan masa umur tempe. Bakteri asam laktat juga menghasilkan bacteriocin yang terbukti berperan untuk menghambat mikroorganisme patogen, seperti Enterobacteria, Bacillus cereus, Listeria monocytegenes, dll.Rhizopus sp. bersifat aerobik namun dapat tumbuh pada konsentrasi oksigen yang rendah (0-2%), aw > 0.98, memiliki suhu optimum 37C, dan adanya konsentrasi karbon dioksida (5-10%) dapat menghambat pertumbuhan Rhizopus sp.

CHEMICAL AND NUTRITIONAL CHANGESProses fermentasi kacang kedelai menjadi tempe memberikan nilai lebih dalam kualitas rasa dan nilai nutrisi. Hasil proses fermentasi tempe menghilangkan rasa pahit dari kacang kedelai, memberikan rasa baru dan aroma yang khas, tekstur dan penampilan yang unik, serta meningkatkan nilai nutrisi dan daya cerna. Selama proses fermentasi, protease, lipase, karbohidrat, dan fitase diproduksi yang akan berperan dalam degradasi dan melarutkan makromolekul menjadi senyawa berukuran lebih kecil. Pada kacang kedelai ditemukan mengandung protein yang tinggi yaitu glycinin dan conglycinin. Dalam proses pertumbuhan miselium, protein tersebut dihidrolisis dan tersisa 25% dari protein awal. Dari protein yang telah dihidrolisis ini, diperkirakan bahwa 65% tetap berada di tempe sebagai asam amino dan peptida, 25% telah berasimilasi untuk biomassa kapang, dan 10% dioksidasi.Pada tahap awal proses fermentasi terjadi aktivitas lipase yang menghidrolisis tri-gliserida menjadi asam lemak bebas yang berukuran kecil. Asam lemak bebas yang dihasilkan adalah oleic, linoleic, dan linolenic. Pada produk akhir, ditunjukkan bahwa sebesar 30% lipid telah berhasil dihidrolisis dan total asam lemak bebas yang dihasilkan meningkat.Pada kacang kedelai, ditemukan -galaktosida dalam jumlah tinggi yaitu rafinosa dan stakiosa. Oligosakarida tersebut dapat menyebabkan produksi gas intestinal (flatulensi), selain itu juga tidak dapat digunakan oleh Rhizopus sebagai sumber karbon dan energi. Oligosakarida tersebut dapat dihilangkan dengan cara perendaman dan perebusan kacang kedelai. Pada tempe terkandung enzim karbohidrase seperti poligalakturonase, endoselulase, xylanase, dan arabinase. Kemudian, pada reaksi enzimatik tersebut terjadi proses pelarutan fraksi arabinogalaktan dan pektin dari kacang kedelai. Hal tersebut menyebabkan meningkatnya serat makanan (fiber) dari 3.7% hingga 5.8% dikarenakan oleh pertumbuhan miselium kapang.Fermentasi tempe juga mengurangi trypsin inhibitor dan asam fitat yang merupakan antinutritional factors (ANF) yang terdapat pada kacang kedelai mentah secara signifikan. Penurunan asam fitat sangat penting karena asam fitat dapat menghambat ketersediaan mineral. Penurunan asam fitat menyebabkan terjadinya peningkatan pada jumlah kalsium, zink, dan zat besi. Meskipun, trypsin inhibitor dan asam fitat bersifat antinutrisional, senyawa tersebut dapat memberikan efek positif dalam penekanan zat karsinogenik.Aktivitas metabolik kapang dan bakteri juga menyebabkan peningkatan vitamin B, khususnya riboflavin, niacin, vitamin B6, dan vitamin B12. Berdasarkan uji pengukuran yang telah dilakukan, vitamin B12 yang terkandung pada tempe adalah berkisar 2-40 ng/g. Selain itu, pada proses fermentasi juga terbentuk karotenoid dalam jumlah kecil. Pada tempe yang difermentasi selama 34 jam juga ditemukan ergosterol dengan konsentrasi mencapai 750 g/g. Selama fermentasi, jumlah total vitamin E tetap konstan, tetapi tokoferol mengalami penurunan, dan jumlah vitamin K1 yang berasal dari kacang kedelai tidak terlalu dipengaruhi. Selama proses perendaman dan perebusan terjadi penurunan pada beberapa vitamin, tetapi kemudian mengalami peningkatan kembali setelah proses fermentasi kecuali untuk tiamin.Hal yang paling menarik dari tempe adalah kandungan isoflavon yang merupakan senyawa antioksidan dan antiradikal yang berperan baik bagi kesehatan. Senyawa polihidroksilat isoflavon dibentuk dari biochenin A dan genistein dengan bantuan aktivitas mikrobial bakteri seperti Microccus dan Arthrobacter sp. Selain itu juga terdapat 3-hydroxyanthranilic acid (HAA) yang dibentuk dari flavonoid pada kacang kedelai dengan bantuan aktivitas fungi. Spesies Rhizopus juga ditemukan memetabolisme 5-hydroxyisoavones (genistein, biochanin A) dan 5-deoxyisoavones (daidzein, formononetin).

FUNCTIONALITY AND SAFETY OF SOYABEAN TEMPETempe memiliki daya cerna yang tinggi dibandingkan dengan bahan bakunya, kacang kedelai. Kemampuan tersebut dipengaruhi oleh reaksi enzimatik yang mendegradasi senyawa polimerik sehingga menghasilkan senyawa bernitrogen yang larut dalam air. Makromolekul didegradasi menjadi oligomerik dan unit yang lebih kecil sehingga meningkatkan daya cerna tempe. Selain itu, daya cerna kacang kedelai juga ditingkatkan oleh proses fermentasi dan perebusan. Perebusan meningkatkan daya cerna kacang kedelai dari 37% menjadi 45%. Dalam proses fermentasi, daya cerna dipengaruhi oleh strain kapang yang digunakan dan waktu fermentasi. Proses fermentasi tersebut dapat meningkatkan daya cerna sebesar 3%. Percobaan lebih lanjut yang dilakukan pada mencit dan babi, menunjukkan kemajuan dalam proses pertumbuhannya. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa proses fermentasi tempe dari bahan campuran biji jagung dan kedelai meningkatkan daya cerna, efisiensi, dan pemanfaatan protein, nutrisi dan mineral.Tempe juga dilaporkan memiliki senyawa antibakterial yang dapat menghambat beberapa jenis bakteri Gram positif. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa tempe dapat melindungi dari serangan infeksi Escherichia coli dengan menghambat proses adhesi E. coli ke membran intestinal. Percobaan dilakukan terhadap kelinci yang terinfeksi oleh entheropathogenic E. coli. Kelinci tersebut diberi makan tempe selama 4 minggu, hasilnya menunjukkan bahwa tidak ditemukan keberadaan E. coli pada usus kecil dan pemeriksaan histopatologi juga menunjukkan tidak adanya gejala radang usus. Hasil juga menunjukkan bahwa terjadi penurunan penyakit diare pada kelinci yang diberi makan tempe (36% terkena diare) dibandingkan dengan yang tidak diberi makan tempe (50-64% terkena diare). Tempe dibandingkan dengan kacang kedelai mengandung tinggi senyawa yang mudah dicerna seperti asam amino bebas dan peptida yang dapat mempengaruhi pertumbuhan usus dan proliferasi sel. Kacang kedelai mengandung antioksidan alami, seperti tokoferol, fosfatida, dan isoflavon. Tiga isoflavon utama yang terkandung adalah genistin, daidzin, dan glycitin. Fermentasi kedelai membantu meningkatkan senyawa antioksidan melalui aktivitas glukosidase dan glukuronidase, sehingga menghasilkan senyawa antioksidan yang diperoleh dari perubahan flavonoid. Selain ketiga isoflavon tersebut, tempe juga ditemukan mengandung factor 2 (6,7,4-trihydroxyisoavone) dan HAA. Protein pada tempe (soya) memiliki peran penting dalam pencegahan dan pengobatan penyakit kronis, seperti kanker, serangan jantung, osteoporosis, dan menopause. Hal ini dikarenakan tempe mengandung isoflavon sebagai antioksidan dan protein soya yang memiliki efek hypocholesterolaemic. Soya mampu menurunkan tingkat kolesterol dalam darah dan protektif terhadap penyakit kardiovaskular. Dalam percobaan medis, ditemukan bahwa total kolesterol dan LDL mengalami penurunan sedangkan HDL mengalami peningkatan. Hal ini menunjukkan bahwa tempe memiliki karakteristik anti-aterogenik dan efek hypocholesterolaemic karena kandungan tempe seperti protein, serat, karotenoid, sitosterol, isoflavon, kalsium, lesitin, niacin, dan asam lemak tidak jenuh. Kandungan HAA pada tempe juga diketahui memiliki efek sitosidal yang dapat menginduksi apoptosis pada sel hepatoma (kanker hati) manusia. Selain itu, juga telah dilakukan uji pada mencit, bahwa kandungan glukolipid pada tempe telah diuji dapat menghambat proliferasi sel tumor, kemudian juga dapat meningkatkan aktivitas superoksida dismutase (SOD) di dalam serum dan hati, dan juga tempe mengandung Gamma-aminobutyric acid (GABA) yang memiliki efek anti-hipertensif.

CONCLUSIONHasil fermentasi tempe dari kacang kedelai menunjukkan peningkatan dalam nutrisi dan manfaatnya bagi kesehatan. Proses pembuatan tempe sangatlah dipengaruhi oleh mikroorganisme yang terlibat dalam proses fermentasi. Mikroorganisme tersebut menghasilkan enzim yang menghidrolisis bahan substrat dan juga ikut berperan dalam pembentukan tekstur, rasa, dan aroma pada produk. Proses fermentasi tempe mengurangi ANF, namun meningkatkan nilai nutrisi dan daya cerna. Produk tempe memberikan banyak dampak positif bagi kesehatan, antara lain mencegah serta mengurangi penyakit diare dan malnutrisi. Hasil lebih lanjut juga menunjukkan bahwa tempe memiliki kemampuan untuk mencegah dan mengobati penyakit kronis seperti kanker dan penyakit jantung.