Aspergillus pada makanan

Kapang Aspergillus sp tidak sepopuler Rhizopus sp. Hal ini disebabkan Rhizopus sp langsung dapat dilihat oleh konsumen pada makanan yang dikonsumsi misalnya tempe juga Neurospora pada oncom. Aspergillus sebenranya lebih banyak dimanfaatkan namun produk yang dikonsumsi tidak melibatkan jamurnya.

Aspergillus oryzae yang digunakan dalam pembuatan kecap, sangatlah berperan pada perombakan protein kedelai sehingga meningkatkan protein terlarut pada kecap yang dihasilkan. Perombakan karbohidrat yang dilakukan oleh enzim amilase dari Aspergillus juga penting bagi pertumbuhan bakteri dan khamir ketika kedelai mengalami fermentasi dalam larutan garam.

Aspergillus niger penting pda produksi asam sitrat yang banyak digunakan pada berbagai makanan dan minuman ataupun sebagai pengawet dan peningkat citarasa. Asam sitrat harus dimurnikan dari substrat fermentasi sehingga keterlibatan jamur tidak lagi nampak. A. niger juga dapat mengkontaminasi makananmisalnya pada roti tawar, pada jagung yang disimpan dan sebagainya.

Aspergillus flavus merupakan kapang yang menghasilkan aflatoksin yaitu toksin yang dapat mematikan manusia dan ternak tergantung tipenya. Jamur ini banyak mengkontaminasi kedelai dan kacang tanah.

Aspergillus fumigatus digunakan untuk produksi enzim amilase yang dipakai pada berbagai industri termasuk industri makanan

Dan masih banyak lagi pemanfaatan atau kontaminan Aspergillus pada makanan. Semoga informasi singkat ini dapat menambah wawasan pada kita bahwa jamur ada yang dapat kita manfaatkan ataupun kita waspadai keberadaannya.

Fermentasi Asam Sitrat

1.1.         Pendahuluan

Asam sitrat merupakan asam organic yang larut dalam air dengan citarasa yang menyenangkan dan  banyak digunakan dalam industry pangan. Kebutuhan dunia akan asam sitrta terus meningkat dari tahun ke tahun dan produksi asam sitrat tiap tahun meningkat 2 – 3%. Hingga sampai tahun 1920, semua asam sitrat dihasilkan dari lemon dan jus jeruk. Namun kini asam sitrat juga dapat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan mikroorganisme Aspergillus niger, yaitu jamur yang digunakan secara komersial pertama kali pada tahun 1923. Guna memenuhi permintaan yang terus meningkat, maka efisiensi proses ferementasi terus dipelajari. Pengukuran kesetimbangan massa dipelajari agar dpat ditentukan banyaknya substrat yang digunakan dan jumlah produk yang dihasilkan.

Proses fermentasi asam sitrat terdiri dari dua tahap. Pertma fase pertumbuhan miselium dan kedua fase fermentasi pembentukan produk. Keduanya dikarakteristikkan oleh laju penyerapan karbohidrat. Pada fase pertama digunakan untuk pembentukan miselium dan pada tahap kedua karbohidrat diubah menjadi asam sitrat.

1.2.         Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi  asam sitrat secara fermentasi

Selain mikrobia sebagai komponen utama dalam fermentasi, factor-faktor pendukung yang perlu diperhatikan adalah komposisi nutrisi media, Mangan dan logam lainnya, pH, kondisi lingkungan, tipe dan konsentrasi gula, pengaruh senyawa pengkhelat terhadap ion logam, ammonium nitrat dan aerasi.

1.2.1.     Mikrobia

Saat ini produksi asam sitrat secara komersial menggunakan mutan Aspergillus niger, dan ada pula yang menggunakan Saccharomyces lipolytica, Penicillium simplicissimum, dan A. foeitidus.

Untuk meningkatkan kemampuan produksi sering dilakukan proses mutasi. Mutasi yang umum dilakukan adalah dengan iradiasi ultraviolet (1,6 X 102 J/m2/dt) dan nitrosamine (100 mg/ml) selama 5 – 45 menit. Kultur dipelihara dalam medium PDA.

1.2.2.     Komposisi Nutrisi Media

Media fermentasi untuk biosintesis asam sitrat terdiri dari substrat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroorganisme, terutama terdiri dari substrat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroorgaisme terutama sumber karbon, nitrogen dan fosfor. Selain itu air dan udara dapat pula dimasukkan sebagai substrat fermentasi

a.      Sumber Karbon

Media yang sering digunakan sebagai sumber karbon adalah berbagai karbohidrat dan limbah selulosa, inulin, kurma, molase tebu (digunakan dalam fermentasi kultur cair teraduk), whey kedelai, whey keju, sukrosa, glukosa, fruktosa, methanol.

Whey dari industry pengolahan susu sering digunakan sebagai medium dasar. Whey dapat ditambah sukrosa, glukosa atau fruktosa sekitar 5 – 10 % (b/v). Jika ditambah methanol berkisar 1 – 5 %.  Riboflavin dapat ditambahkan sebesar 10 – 50 mg/L.

Molase yang digunakan untuk substrat fermentasi biasanya mengandung air 20%, gula 62 %, non-gula 10 % dan garam an-organik (abu) 8 %. Abu mengandung ion-ion seperti Mg, Mn, Al, Fe dan Zn dalam jumlah yang bervariasi. Karena kandungan gula cukup tinggi maka perlu diencerkan sehingga mengandung gula 25%. Larutan molase kemudian ditambah H2SO4 1N sebanyak 35 ml/L dan direbus selama ½ jam kemudian didinginkan, dinetralkan dengan air kapur (CaO) dan dijernihkan semalam. Cairan supernatant yang jernih diencerkan hingga kdar gula mencapai 15%. Selama fermentasi 144 jam dihasilkan asam sitrat sekitar 85 g/l, berat sel kering 20 g/l dan gula yang dikonsumsi 91 g/l.

b.     Sumber Nitrogen

Nitrogen jug mempengaruhi pembentukan asam sitrat karena nitrogen tidak hanya penting untuk laju metabolit dalam sel tetapi jug bagi pembentukan protein sel. Jumlah produksi asam sitrat mencapai maksimum jika konsentrasi ammonium nitrat sebesar 0,2%. Peningkatan konsentrasi justru menurunkan jumlah asam yang dihasilkan dan jamur tumbuh menyebar.

c.      Sumber Fofor

Sumber fosfat yang digunakan adalah triklasium fosfat.

d.     Konsentrasi ion Ferosianida

Konsentrasi ferosianida berpengaruh terhadap produksi asam sitrat. Penambahan ferosianida dilakukan 24 jam setelah inokulasi sebanyak 200 ppm. Jumlah sel yang dihasilkan berkurang dengan naikknya jumlah ferosianida.

e.      Vitamin

Vitamin yang sering ditambahkan adalah riboflavin.

 

1.2.3.     Proses Fermentasi

a.      Fermentor

Dalam percobaan skala laboratorium sebaiknya digunakan Erlenmeyer 500 ml yang diisi 100 ml medium. Masing-masing Erlenmeyer diinokulasi dengan suspensi spora dan diinkubasi selama 20 hari pada suhu 300C.

Fermentor stainless stell berkapasitas 15 liter diisi medium 9 liter untuk pembuatan asam sitrat.

 

b.     Persiapan Kultur

Jika digunakan kultur stok A. niger maka kultur harus direaktivasi dan dikultivasi dengan cara goresan pada petridish menggunakan mediam padat PDA (Potato Dextrose Agar) yang telah diasamkan dengan asam tartart 10% dan diinkubasi selama 5 hari pada suhu 250C. Konidia yang dibentuk kemudian dicuci dua kali dengan air destilat steril. Suspensi konidia yang akan digunakan sebagai inokulum dalam proses fermentasi harus mengandung 108 spora/ml.

Untuk menumbuhkan konidia Aspergillus digunakan medium molase 100 ml (gula 15%, pH 6,0) dalam Erlenmeyer 1 liter yang bersisi glass bads dan telah disterilkan. 1 ml suspensi konidia dari agar miring dipindahkan secara aseptis, kemudian diinkubasi pada 300 + 10C dalam incubator dengan kecepatan gojogan 200 rpm selama 24 jam.

c.      Jumlah Inokulum

Jumlah inokulum yang digunakan jug merupakan factor yang penting untuk diperhatikan. Jumlah inokulum sebesar 1% cukup baik untuk fermentasi dalam fermentor teraduk.

d.     Fermentasi

Inokulum yang telah dibuat dimaukkan dalam fermentor produksi sebanyak 5% (v/v). inkubasi dilakukan pada suhu 300 + 10C selama 144 jam. Kecepatan agitasi adalah 200 rpm dengan laju aerasi 1,0 – 4,0 vvm. Untuk mengendalikan terbentuknya buih secara berkala dilakukan penambahan minyak silikom steril.

e.      Waktu Fermentasi

Waktu fermentasi yang maksimum untuk fermentasi asam sitrat tergantung kondisi fermentasi dan organism yang digunakan. Penggunaan A. niger dengan substrat molase embutuhkan waktu 144 jam setelah inokulasi.

 

f.        Suhu

Suhu medium fermentasi merupakan salad satu factor yang penting dalam produksi asam sitrat. Suhu 300C adalah suhu yang paling baik. Jika suhu medium rendah, aktivitas enzim jug rendah sehingga mempengaruhi produksi asam tetapi jika suhu meningkat di atas 300C, biosintesis asam sitrat akan menurun dan terjadi akumulasi produk samping seperti asam oksalat.

g.     pH

Pengaturan pH penting bagi keberhasilan proses fermentasi. Untuk fermentasi asam sitrat pH optimum adalah 6,0. Penurunan pH menyebabkan produksi asam sitrat berkurang. Hal ini disebabkan pada pH rendah ion ferosinida lebih toksik bagi pertumbuhan miselium. Pada pH yang tinggi terjadi akumulasi asam oksalat.

 

 

Daftar Pustaka

 

Ali, S., Ikram-ul-Haq., M.A. Qadeer, and J. Iqbal. 2002.  Production of Citric Acid by Aspergillus niger Using Cane Molasses in a Stirred Fermentor.  Electronic Journal of Biotechnology Vol 5 No 3.

 

Murad A. El-Holi and Khalaf S. Al-Delaimy. 2003.Citric acid production from whey with sugars and additives by Aspergillus niger. African Journal of Biotechnology Vol. 2 (10), pp. 356-359.

HILDEGARD KIEL,* RUMIA GUVRIN, AND YIGAL HENIS. 1981. Citric Acid Fermentation by Aspergillus niger on Low Sugar Concentrations and Cotton Waste. APPLED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, JUly 1981, p. 1-4