Fermentasi Adalah

Selamat datang di Dosen.co.id, web digital berbagi ilmu pengetahuan. Kali ini PakDosen akan membahas tentang Fermentasi? Mungkin anda pernah mendengar kata Fermentasi? Disini PakDosen membahas secara rinci tentang pengertian, sejarah, jenis, ciri, reaksi, produk, manfaat, faktor, proses, keuntungan, kerugiaan dan cara. Simak Penjelasan berikut secara seksama, jangan sampai ketinggalan.

Pengertian Fermentasi

Fermentasi ialah proses pembuatan stamina dalam organ dalam kondisi tanpa oksigen. Secara umum, definisi fermentasi ialah salah satu bentuk pernapasan anaerobi, tetapi fermentasi juga diartikan sebagai pernapasan dalam lingkungan anaerobik tanpa penerima partikel eksternal. Bahan yang biasanya dipakai dalam fermentasi yakni gula Fermentasi kadang kala dilakukan pada makanan, proses fermentasi pada makanan yang kadang kala dilakukan diantaranya prosedur pembuatan tape, tempe, yoghurt, tahu dan lain-lainnya.

Sejarah Fermentasi

Seorang pakar kimia berasal dari Perancis yang bernama Louis Pasteur ialah seorang zymologist pertama mencampur ragi dengan fermentasi pada tahun 1857. Ia menafsirkan fermentasi sebagai pernapasan tanpa udara. Ia juga menyelengarakan penelitian secara cermat dan merumuskan “Saya berprinsip bahwa fermentasi alkohol tidak berlangsung tanpa terdapat organisasi, pertumbuhan dan perbanyakan organ-organ secara bersama-sama … Apabila ditanya, macam mana prosedur kimia sampai menimbulkan penguraian dari gula tersebut … Saya sungguh-sungguh tidak tahu”.

Jenis-Jenis Fermentasi

Berikut ini terdapat 3 jenis jenis dari fermentasi, yakni sebagai berikut:

• Fermentasi Alkohol

Fermentasi alkohol ialah suatu hasil perubahan glukosa menjadi etanol dan karbon dioksida. Makhluk hidup yang berfungsi dalam fermentasi alkohol tersebut yakni ragi untuk produksi roti, tape maupun minuman keras. Berikut persesuaian bentuk fermentasi alkohol:

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Lebih komplitnya, pada fermentasi alkohol, asam piruvat diganti menjadi etanol melewati dua fase bentuk. Fase pertama, pelepasan CO₂ dari asam piruvat yang kemudian diganti berupa asetaldehida. Fase kedua, bentuk pengurangan asetaldehida oleh NADH berupa etanol. NAD yang terjadi akan difungsikan untuk glikolisis. Organ ragi dan bakteri memulai pernapasan secara anaerob. Pada fermentasi tersebut, stamina(ATP) yang diperoleh dari 1 partikel glukosa terdapat 2 partikel ATP, berlainan dengan prosedur pernapasan aerob yang berganti 1 partikel glukosa berupa 34 ATP. Hasil fermentasi alkohol menjadi CO₂ dalam pembuatan roti difungsikan untuk meningkatkan adonan roti sehingga roti berliang roma.

• Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat ialah pernapasan yang berlangsung pada organ hewan maupun manusia, pada saat diperlukan oksigen tidak terlakasna efek dari bekerja sangat berat. Di dalam organ otot, asam laktat bisa menimbulkan gelagat kram dan kecapean. Laktat yang terhimpun sebagai hasil limbah yang dapat menimbulkan organ otot penat dan linu, namun secara ringan dapat dibawa oleh darah ke hati untuk diganti kembali berupa piruvat. Glukosa dibelah menjadi 2 partikel asam piruvat melewati glikolisis, mencipta 2 ATP dan 2 NADH.

• Fermentasi Asam Cuka

Fermentasi asam cuka ialah contoh fermentasi yang terjadi dalam kondisi aerob. Jenis fermentasi tersebut dilakukan oleh mikroba asam cuka dengan substrat etanol. Stamina yang diperoleh 5 kali lebih besar dari stamina yang diperoleh oleh fermentasi alkohol secara anaerob.

Ciri-Ciri Fermentasi

Ciri-ciri dari Fermentasi adalah :

1. Terjadi pada organisme yang tidak membutuhkan oksigen bebas
2. Terjadi proses glikolisis
3. Tidak terjadi penyaluran elektron ke Siklus Krebs dan Transpor Elektron
4. Energi (ATP) yang terbentuk lebih sedikit jika dibandingkan dengan Respirasi aerob

Reaksi Fermentasi

Reaksi dalam fermentasi berlainan bergantung pada jenis gula yang dipakai dan dibuat yang diperoleh. Secara ringkas, glukosa ialah gula paling normal, melewati fermentasi akan memperoleh etanol. Reaksi fermentasi tersebut dilakukan oleh ragi dan dipakai pada pembuatan makanan. Berikut persesuaian reaksi kimia:

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 ATP

Alur biokimia yang berlangsung, aktualnya beraneka ragam bergantung jenis gula yang dibuat, namun biasanya menyertakan alur glikolisis, yang menjadi bagian dari fase awal pernapasan aerobik pada sebagian besar makhluk hidup. Alur terakhir akan beraneka ragam bergantung pembuatan akhir yang diperoleh.

Produk-Produk Fermentasi

Beriktu beberapa produk fermentasi dan mikroorganisme yang terlibat di dalamnya dengan beberapa peran yang tela diketahui, yaitu:

1. Fermentasi Tempe

Tempe merupakan hasil fermentasi dari kedelai menggunakan jamur Rhizopus oryzae. Tempe selain dibuat dari kedelai dapat juga dibuat dari berbagai bahan nabati berprotein . Pada substrat kedelai jamur selain berfungsi mengikat/menyatukan biji kedelai sehingga menjadi satu kesatuan produk yang kompak juga menghasilkan berbagai enzim yang dapat meningkatkan nilai cerna tempe saat dikonsumsi.

2. Fermentasi Tape

Tape dibuat dari ubi kayu ataupun beras ketan dan merupakan makanan yang populer di Indonesia dan Malaysia. Dalam pembuatan tape setidaknya terlibat tiga kelompok mikroorganisme yaitu mikrobia perombak pati menjadi gula yang menjadikan tape pada awal fermentasi berasa manis. Mikrobia yang banyak dianggap penting dalam proses ini adalah Endomycopsis fibuliger sertaeberapa jamur dalam jumlah kecil. Adanya gula menyebabkan mikrobia yang mengunakan sumber karbon gula mampu tumbuh dan menghasilkan alkohol. Yang masuk dalam kelompok ini adalah Saccharomyces dan Cabdida yang menybabkan tape berubah menjadi alkoholik. Adanay alkohol juga memacu tumbuhnya bakteri pengoksidasi alkohol yaitu Acetobacter aceti yang mengubah alkohol menjadi asam asetat dan menyebakan rasa masam pada tape yang dihasilkan.

3. Fermentasi Alkohol

Produk beralkohol sangatlah beragam mulai dari pangan hingga energi. Produk pangan yang paling lama dikenal adalah wine dan bir. Mikroorganisme yang terlibat terutama adalah khamir dari genus Saccharomyces sp. Saccharomyces yang paling banyak digunakan adalah S. cerevisiae dan S. carlbergensis. Khamir ini akan mengubah gula pada substrat menjadi alkohol pada kondisi aerob. Jika khamir ini ditumbuhkan pada suasan aerob maka akan dihasilkan sel lebih banyak daripada metabolitnya dan ini dimanfaatkan untuk produksi ragi roti.

4. Fermentasi Asam Asetat

Bakteri Acetobacter aceti merupakan baktei yang mula pertama diketahui sebagai penghasil asam asetat dan merupakan jasad kontaminan pada pembuatan wine. Saat ini bakeri Acetobacter aceti digunakan pada produksi asam asetat karena kemampuanya mengoksidasi alkohol menjadi asam asetat.

5. Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat banyak terjadi pada susu. Jasada yang paling berperan dalam fermentasi ini adalah Lacobacillus sp. Laktosa diubah menjadi asam laktat. Kini asam laktat juga digunakan untuk produksi plastik dalam bentuk PLA

6. Fermentasi Asam Sitrat

Asam sitrat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan jamur Aspergillus niger. Meskipun beberapa bakteri mampu melakukan, namun yang paling umum digunakan adalah jamur ini. Pada kondisi aerob jamur ini mengubah gula atau pati menjadi asm sitrat melalui pengubahan pada TCA

7. Fermentasi Asam Glutamat

Asam glutamat digunakan untuk penyedap makanan sebagai penegas rasa. Mula pertama dikembangkan di Jepang. Organisme yang kini banyak digunakan adalah mutan dari Corynebacterium glutamicum.

8. Fermentasi Vitamin

Vitamin selain dapat diperoleh dari berbagai tumbuhan juga dapat dihasilkan secara fermentasi. Teruatam vitamin B. Mikroorganisme yang teribat dalam produksi vitamin ini adalah kapang askomisetes Eremothecium ashbyii dan  Ashbya gossypii. Kapang (Candida flaeri,C. famata, dsb) dan bakteri dapat juga digunakan untuk produksi. Hasil yang dicapai dapat lebih dari 20 g riboflavin per liter kultur cair yang dilakukan secara steril dan kondisi aerob dengan medium yang mengandung molase atau minyak tumbuhan sebagai sumber karbon utama.

9. Fermentasi Yogurt

Produksi yogurt dimulai dengan kondisioning susu. Kandungan air pada susu mula pertama diturunkan hingga 25% dengan evaporasi vacuum dan ditambahkan 5% susu bubuk. Sebagai tahap akhir kondisioning, susu dipanaskan pada suhu 86 – 93⁰C selama 30 – 60 menit. Hal ini akan menyebabkan beberapa protein mengalami pemecahan dan mikrobia kontaminan akan terbunuh. Setelah itu didinginkan pada suhu 45⁰C dan ditambahkan campuran Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus dalam perbandingan 1:1.

10. Fermentasi Keju

Keju juga hasil fermentasi susu, tetapi dalam proses produksi yang lebih kompleks. Perbedaan bakteri  yang berperan menyebabkan waktu fermentasi yang lebih lama dari yogurt. Keju sangta beragam, tedapat lebih dari 20 klas dan ratusan vaietas, namun awal prosesnya adalah sama.

Manfaat Fermentasi

Berikut ini adalah manfaat dari fermentasi yaitu:

1. Kekuatan Probiotik

2. Kesehatan jantung

3. Meningkatkan sistem imun

4. Meningkatkan Kesehatan Pencernaan

5. Makanan lebih mudah dicerna

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi

Faktor- faktor yang mempengaruhi fermentasi yaitu jumlah mikroba, lama fermentasi, pH (keasaman), substrat (medium), suhu, alkohol, oksigen, garam dan air, berikut penjelasannya.

• Mikroba

Fermentasi dilakukan dengan menggunakan kultur murni atau starter. Banyaknya mikroba (starter/inokulum) yang ditambahkan berkisar antara 3–10 % dari volume medium fermentasi. Penggunaan inokulum yang bervariasi ini dapat menyebabkan proses fermentasi dan mutu produk selalu berubah-ubah. Inokulum adalah kultur mikroba yang diinokulasikan ke dalam medium fermentasi pada saat kultur mikroba tersebut berada pada fase pertumbuhan eksponensial.
Kriteria untuk kultur mikroba agar dapat digunakan sebagai inokulum dalam proses fermentasi adalah :

1. Sehat dan berada dalam keadaan aktif sehingga dapat mempersingkat fase adaptasi
2. Tersedia cukup sehingga dapat menghasilkan inokulum dalam takaran yang optimum .
3. berada dalam bentuk morfologi yang sesuai
4. Bebas kontaminasi
5. Dapat mempertahankan kemampuannya membentuk produk Rachman,1989).

• Lama Fermentasi

Menurut Buckle et al., (1985) bila suatu sel mikroorganisme diinokulasikan pada media nutrien agar, pertumbuhan yang terlihat mula mula adalah suatu pembesaran ukuran, volume dan berat sel. Ketika ukurannya telah mencapai kira-kira dua kali dari besar sel normal, sel tersebut membelah dan menghasilkan dua sel. Sel-sel tersebut kemudian tumbuh dan membelah diri menghasilkan empat sel. Selama kondisi memungkinkan, pertumbuhan dan pembelahan sel berlangsung terus sampai sejumlah besar populasi sel terbentuk.

Waktu antara masing-masing pembelahan sel berbeda-beda tergantung dari spesies dan kondisi lingkungannya, tetapi untuk kebanyakan bakteri waktu ini berkisar antara 10 – 60 menit. Tipe pertumbuhan yang cepat ini disebut pertumbuhan logaritmis atau eksponensial karena bila log jumlah sel digambarkan terhadap waktu dalam grafik akan menunjukkan garis lurus. Tetapi pada kenyataannya tipe pertumbuhan eksponensial ini tidak langsung terjadi pada saat sel dipindahkan ke medium pertumbuhan dan tidak terjadi secara terus menerus (Rachman, 1989).

• pH (keasaman)

Makanan yang mengandung asam biasanya tahan lama, tetapi jika oksigen cukup jumlahnya dan kapang dapat tumbuh serta fermentasi berlangsung terus, maka daya awet dari asam tersebut akan hilang. Pada keadaan ini mikroba proteolitik dan lipolitik dapat berkembang biak. Sebagai contoh misalnya susu segar pada umumnya akan ditumbuhi dengan beberapa macam mikroba, mula-mula adalah Streptococcus lactis akan menghasilkan asam laktat. Tetapi pertumbuhan selanjutnya dari bakteri ini akan terhambat oleh keasaman yang dihasilkannya sendiri.

Selanjutnya bakteri menjadi inaktif sehingga akan tumbuh bakteri jenis Lactobacillus yang Iebih toleran terhadap asam. Lactobacillus juga akan menghasilkan asam lebih banyak lagi sampai jumlah tertentu yang dapat menghambat pertumbuhannya. Selama pembentukan asam tersebut pH susu akan turun sehingga terbentuk “curd” susu. Pada keasaman yang tinggi Lactobacillus akan mati dan kemudian tumbuh ragi dan kapang yang lebih toleran terhadap asam. Kapang akan mengoksidasi asam sedangkan ragi akan menghasilkan hasil-hasil akhir yang bersifat basa dari reaksi proteolisis,sehingga keduanya akan menurunkan asam sampai titik di mana bakteri pembusuk proteolitik dan lipolitik akan mencerna “curd” dan menghasilkan gas serta bau busuk.

• Suhu

Tiap-tiap mikroorganisme memiliki suhu pertumbuhan maksimal, minimal dan optimal yaitu suhu yang memberikan pertumbuhan terbaik dan perbanyakan diri tercepat. Mikroorganisme dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok berdasarkan suhu pertumbuhan yang diperlukannya yaitu golongan psikrofil, tumbuh pada suhu dingin dengan suhu optimal 10 – 20°C, golongan mesofil tumbuh pada suhu sedang dengan suhu optimal 20 – 45°C dan golongan termofil tumbuh pada suhu tinggi dengan suhu optimal 50 – 60°C (Gaman and Sherrington, 1992).
Suhu fermentasi sangat menentukan macam mikroba yang dominan selama fermentasi.

Bakteri bervariasi dalam hal suhu optimum untuk pertumbuhan dan pembentukan asam. Kebanyakan bakteri dalam kultur laktat mempunyai suhu optimum 30°C, tetapi beberapa kultur dapat membentuk asam dengan kecepatan yang sama pada suhu 37°C maupun 30°C. Suhu yang lebih tinggi dari 40°C pada umumnya menurunkan kecepatan pertumbuhan dan pembentukan asam oleh bakteri asam laktat, kecuali kultur yang digunakan dalam pembuatan yoghurt yaitu L.bulgaricus dan S.thermophilus memiliki suhu optimum 40 – 45°C (Rahman et al., 1992).
Inkubasi dengan suhu 43°C selama 4 jam terjadi peningkatan produksi berbagai enzim dari L.bulgaricus dan S.thermophilus antara lain enzim laktase dan 8 orthonitrophenol ß-d-galaktopyranosid.

• Oksigen

Tersedianya oksigen dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Jamur bersifat aerobik (memerlukan oksigen) sedangkan khamir dapat bersifat aerobik atau anaerobik tergantung pada kondisinya.
Bakteri diklasifikasikan menjadi empat kelompok yaitu aerob obligat (tumbuh jika persediaan oksigen banyak), aerob fakultatif (tumbuh jika oksigen cukup, juga dapat tumbuh secara anaerob), anaerob obligat (tumbuh jika tidak ada oksigen) dan anaerob fakultatif (tumbuh jika tidak ada oksigen juga dapat tumbuh secara aerob) (Gaman and Sherrington, 1992).

Proses Fermentasi

Berikut ini adalah proses fermentasi yaitu:

1. Fermentasi cara cair

Contoh produk : etanol, protein sel tunggal, antibiotic, pelarut organic, kultur starter, dekomposisi selulosa, pengolahan limbah cair, beer, glukosa isomerase, dan lain sebagainya.

2. Fermentasi padat (solid state fermentation)

Contoh produk : tape, oncom, koji dan lain sebagainya.

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

• Fermentasi bawah permukaan (submerged fermentation)

Contoh produk : etanol, dan lain sebagainya.

• Fermentasi Fermentasi permukaan (surface fermentation)

Contoh produk : nata de coco, dan lain sebagainya.

Keuntungan dan Kerugian Fermentasi

Berikut ini adalah keuntungan dan kerugian fermentasi yaitu:

1. Keuntungan fermentasi

1. Nilai gizi lebih baik daripada bahan asalnya, karena terjadi pemecahan zat makanan yang tidak dapat dicerna oleh manusia, misalnya serat akan diuraikan oleh enzim yang dihasilkan oleh kapang. Mikroba akan memecah senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana.
2. Makanan hasil fermentasi lebih mudah dikonsumsi
3. Makanan hasilk fermentasi mempunyai citarasa yang lebih baik.
4. Beberapa hasil fermentasi seperti alcohol dan asam dapat menghambat pertumbuhan mikroba patogen di dalam makanan.

2. Kerugian fermentasi

Cara Fermentasi

Berikut ini adalah cara membuat fermentasi jerami sistem silo, yaitu:

1. Sediakan silo dari bis beton disusun dua atau tiga, bila memakai drum bagian dalam supaya dicat agar tidak berkarat
2. Jerami kering atau bahan-bahan kering yang telah ada dipotong-potong dengan ukuran kurang lebih 25 cm sejumlah isi silo yang ada
3. Larutkan tetes dan urea serta Satarbio dengan air menjadi satu sesuai perbandingan bahan-bahan di atas.
4. Siapkan terpal plastik untuk alas menjcampur antara jerami dengan campuran tets starbio dan air.
5. Jerami yang sudah dipotong ditaruh di atas terpal sedikit demi sedikit sambil disiram larutan air tetes dan starbio sesuai perbandingan di atas sampai merata dan jerami kelihatan basah.
6. Setelah jarami benar-benar telah disiram rata dengan larutan tersebut, jerami dimasukkan ke dalam silo sedikit demi sedikit sambil dimampatkan/diinjak-injak supaya padat.
7. Setelah mampat (padat) silo ditutup hingga rapat betul.
8. Setelah 7 hari jerami tersebut baru dapat mulai diberikan pada ternak sesuai dengan kebutuhan dan selama bahan tersebut belum habis setelah mengambil bahan dari silo supaya ditutup kembali dengan rapat.
9. Penempatan silo supaya terhindar dari genangan air, terhindar dariterik matahari dan air hujan tidak boleh masuk ke dalam silo.

Demikian Penjelasan Materi Tentang Fermentasi Adalah: Pengertian, Sejarah, Jenis, Ciri, Reaksi, Produk, Manfaat, Faktor, Proses, Keuntungan, Kerugiaan dan Cara Semoga Materinya Bermanfaat Bagi Siswa-Siswi.