Buletin Mikrobiologi Edisi Maret 2011

isi buletin edisi kali ini adalah:

1. Fermentasi jagung sebagai pangan fungsional

2. teknik isolasi jamur dari produk komersial

buletin dapat di download di:

http://permi.or.id atau di

http://www.ziddu.com/download/14508070/permi04032011.pdf.html

selamat membaca, kami menunggu artikel populer tentang mikrobiologi dari para pembaca blog ini untuk kami muat di buletin

salam

nur hidayat

Pentingnya Perendaman pada Pembuatan Tempe

Selama ini factor yang paling sering diperhatikan dalam pembuatan tempe adalah optimasi pertumbuhan kapang karena tempe identik dengan tumbuhnya kapang pada substrat (kedelai). Kapang yang digunakan di Indonesia umumnya diproduksi secara tradisional (daun waru) atau menggunakan tempe, meskipun kini telah ada yangn diproduksi menggunakan inokulum murni (LIPI). Inokulum tempe tradisonal banyak yang terkontaminasi oleh bakteri baik pada saat pembuatan ataupun saat pemasaran.

Keberadaan bakteri pathogen pada inokulum akan mengurangi kualitas tempe karena ikut tumbuh, bahkan dapat pula menyebabkan penyakit. Untungnlah ada kearifan ilmu dari nenek moyang kita sehingga pada pembuatan tempe didahului dengan proses perendaman. Perendaman selain memperlunak biji kedelai dan menambah beratnya juga mampu untuk menghasilkan vitamin dan mencegah perkembangnan bakteri pathogen.

Selama perendaman akan tumbuh bakteri-bakteri asam laktat. Salah satu contohnya adalah Lactobacillus plantarum yang mampu menghambat pertumbuhan Salmonella infantis, Enterobacter aerogenes, Escherichia coli dan Listeria monocytogenes. Bakteri asam laktat (BAL) juga menghasilkan bacteriocin yang mampu menghambat bakteri Gram-positif seperti Staphylococcus aureus, Bacillus cereus dan Clostridia.

Jumlah BAL pada bahan baku (kedelai) kurang dari 200 cfu/g dan jumlah bakteri aerob mencapai sekitar 5 juta per g. setelah perendaman selama semalam maka jumlah BAL pada air rendaman akan meningkat menjadi 8 hingga 9 juta per gram sedang bakteri aerob juga dalam jumlah yang relative sama pada biji kedelai juga menunjukkan tren yangn sama. Tingginya BAL menjadikan pH biji kedelai turun sehingga memberikan kondisi yangn baik bagi pertumbuhan jamur.

Penggunaan BAL yang diinokulasikan pada perendaman atau disertakan pada inokulum jamur akan dapat mengurangi pertumbuhan bakteri pathogen.

Menghitung Biaya produksi dan Pemasaran Jamur Tiram Segar

Dalam budidaya jamur tiram, maka fakto pemasaran dan penentuan harga jual produk menjadi penting untuk diperhatikan. Berapa harga yang harus ditentukan agar kita tidak rugi. Berapa persentase tiap komponen yang perlu diperhitungkan agar layak tidaknya usaha kita dapat diperkirakan. Disini akan kami coba paparkan secara sederhana perhitungan biaya produksi dengan contoh rupiah dan persentase. Contoh rupiah untuk memudahkan. Namun karena harga bahan baku ataupun yang lain serta harga pasar berfluktuasi maka angka persen diharapkan akan mempermudah perhitungan. Angka-angka yang ada akan mudah dikembangkan jika diolah dengan worksheet seperti excel dsb. Komponen yang dilibatkan jug dapat ditambah, persentase dapt diubah dan sebagainya sesuai kondisi yang ada.
Pada tulisan ini dibuat singkat karena terbatasnya ruang. Silahkan dikembangkan sendiri.
Diasumsikan(berdasar hitungan yang dilakukan oleh usaha yang sedang dijalankan) biaya produksi per kg jamur adalah Rp 4.460,-. Perajin/Petani dapat mengambil untung sebesar (60 %) yaitu Rp 2.740,- sehingga harga jual per kg jamur adalah Rp 7.200,- Ingat harga ini adalah harga ditingkat petani atau harga tangan pertama yaitu di tempat panen. Untuk mencapai harga sebenarnya masih banyak yang harus diperhitungkan.
Biaya produksi ditingkat petani (Rp 4.460,-) dihitung berdasarkan biaya tidak tetap (82,20%) dari total biaya produksi dan biaya tetap 13,70%. Biaya tidak tetap mencakup: jerami, bekatul, kapur, pembibitan, polibag, pupuk, kompos dan sebagainya yang umum digunakan. Biaya tetap mencakup depresiasi alat dan kombong serta tenaga kerja. Tenaga kerja dapat dihitung sebagai biaya tetap atau tidak tetap tergantung pelaksanaan di temapt usaha. Pada industry kecil sering masuk biaya tidak tetap karena mereka bekerja sesuai pekerjaan saat proses produksi yang dibayar harian.
Hitung total biaya produksi anda (misal Rp 7.045.200,-), hitung total pendapatan anda yaitu jumlah jamur yang dihasilkan dikalikan harga jual tingkat petani (missal Rp 11.376.000,-), lalu bagilah total biaya produksi dengan total pendapatan jika diperoleh 1: 1,61 (0,62 atau lebih besar dari 0,60) maka usaha anda ini layak untuk dilakukan. Jika kurang harap diperhitungkan kembali beberapa factor biaya dan juga harga jual yang anda tetapkan.
Pada penjualan jamur segar petani dapat menggunakan penjualan sendiri namun cara ini kurang efektif jika hasil cukup banyak dan semakin besar sehingga mau tidak mau kiat menggunakan jasa pedagang grosir atau pedagang eceran dalam bentuk pasar, rook atau supermarket. Tentunya masing-masing tingkat pedagang ingin memperoleh keuntungan. Semakin panjang rantai penjualan sampai ke konsumen maka beda dengan harga jual di tingkat petani akan semakin besar. Biaya yang dikeluarkan harus diperhitungkan pula dengan pajak dan transportasi. Umumnya harga jual ditingkat petani adalah 60% dari harga jual ke konsumen. Artinya harga jual yang kita tetapkan maksimum adalah 60 % dari harga yang berlaku di pasar.
Penambahan biaya sebesar 40 % meliputi: biaya pemasaran sampai ke tingkat pedagang eceran sebesar 8,33% (besar kecilnya ini tergantung daerah dan panjang pendeknya jalur) sehingga harga sampi ke pengecer menajdi Rp 8.100,-. Pengecer harus mengambil untuk untuk penjualananya (biasanya sebesar 20 %, disini dianggap mengambil untung 31,67%) maka harga di tingkat pengecer menjadi Rp 12.000,- per kg. apakah harga ini dapat anda capai. Harga jual ke konsumen sebesar Rp 12.000,- adalah harga perkiraan anda untuk melihat apakah lebih tinggi atau lebih rendah dari harga yang sesungguhnya ada. Agar anda tahu untung tidak usaha yang akan kita lakukan jika menggunakan jasa orang lain (rantai distribusi). Biasanya setiap rantai menentukan biaya sendiri sehingga persentase yang ditulis bukanlah harga mati jadi dapat diubah sesuai dengan situasi di sekitar tempat usaha.
Produk jamur tiran yang dijual di pasar sering telah mengalami proses lebih lanjut missal pengemasan dan pendinginan. Penjualan dengan cara ini jug akan menambah biaya dn harga jualnya. Macam kemasan akan mempengaruhi harga jualnya. Jika produk ini yang anda pakai maka ada penambahan biaya lagi harga ditingkat petani bisa tidak lagi 60% tapi dapat turun sampai menjadi 20% jika produk dikemas dalam kaleng dan sebaginya.
Jadi saat anda menentukan harga jual maka lihat harga jual di tingkat konsumen, kemudian tarik mundur apakah harga yang anda tetapkan dapat bersaing. Jug untuk menentukan harga minimal yang harus anda tetapkan apabila produk anda akan dibeli oleh distributor (apakah anada harus mengantar produk ke distributor atau distributor yang akan mengambil sendiri)
Selamat mencoba menghitung usaha anda, agar anda tidak rugi dalam melakukan usaha budidaya jamur. Semoga sukses selalu menyertai anda. Amiin.

Cara MEMBUAT YOGHURT

Pengarang : NN

sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/1803963-cara-membuat-yoghurt/

1.Ambil susu segar beku, yang sesuai standart diatas
2.Perendaman susu (Tawhing)

Susu beku direndam dalam bak dengan air mengalir sampai cair selama 1,5 – 2jam sampai cair, perendaman tidak boleh lebih dari 3 jam karena akan mengakibatkan susu rusak

3.Pembukaan kemasan susu
Pastikan kondisi susu tidak menggumpal
Bersihkan dulu kemasan sampai bersih dan kering
Sebelum dipanaskan tes susu tersebut dengan alkohol dengan perbandingan 1 : 1 cc
Saring susu dengan saringan teh yang bersih

3. Pasteurisasi (pemanasan susu)
- cara memanaskannya sama dengan diatas, setelah mencapai 80 derajat dinginkan sampai susu susu turun menjadi 40 derajat.

4.Penyiapan bakteri
-Siapkan 2 jenis bakteri, yaitu bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Strephtillus thermopillus. Bakteri ini bisa didapatkan di Balai Besar Peternakan

5. Pencampuran bakteri dengan susu
Susu disiapkan dalam panci, siapkan bakteri dan tuangkan dengan perbandingan 3 liter susu dengan 1 sendok makan masing-2 bakteri.selama proses pencampuran harus ada api (lilin/lampu spirtus) didekat antara bakteri dan susu. Ini fungsinya untuk membunuh dan menjauhkan bakteri perusak.

6. Inkubasi
Setelah pencampuran susu dimasukkan kedalam wadah inkubator dengan lampu listrik 25 watt selama 4 jam.Inkubator bisa dibuat sendiri dari kardus/streoformbox

7. Penyimpanan
Masukkan yogurt kedalam pendingin sampai membeku

8.siap saji

Yoghurt lebih enak jika dimakan dengan buah manis

Menilik Kampung Jamu Para Lansia, Minum Kefir Setiap Hari, Lever Slamet Membaik

Tuesday, 10 June 2008 SURABAYA-Para lansia di kompleks Perumahan Kosagrha patut berbangga. Lewat Karang Werda Kosagrha, mereka berhasil memproduksi minuman kefir, hasil fermentasi susu rendah lemak. Minuman ini cocok bagi penderita sejumlah penyakit, termasuk lever dan maag.
Yang pertama kali memopulerkan minuman kefir di Perumahan Kosagrha adalah pasutri Slamet Sastroamidjojo-Ny Soedjatni.
Pada awal 1985 itu Slamet sudah 17 tahun menderita penyakit lever. Kondisi kesehatannya tak kunjung membaik.

Lewat brosur minuman kefir yang diberikan anaknya yang kuliah di IPB Bogor, Slamet yang juga mantan Kasek SMA Kepanjen mencoba membuat kefir. Ternyata berhasil. Sampai kini, sudah 23 tahun mereka memproduksi kefir. Resep minuman ini sudah ditularkan kepada warga sekitar.
Tepat pada HUT Kota Surabaya ke 715 ini, pasangan Slamet-Ny Soedjatni mendapat penghargaan dari pemkot atas jasa kepeduliannya terhadap lansia.

Cara membuat kefir mudah. “Awalnya saya memperoleh satu sendok bibit fermentasi dari besan. Bibit itu dicampur satu sendok makan susu skim (susu rendah lemak) dan setengah liter air putih,” jelas Soedjatni, 73, pensiunan guru bahasa Inggris SMPN 1 Surabaya.

Selanjutnya, botol ditutup rapat dan didiamkan selama 20-24 jam. Gumpalan yang mengapung di atasnya itulah yang menjadi bibit untuk pembuatan berikutnya. Sedangkan cairan di bawahnya itu yang diminum.

Minuman ini biasa disebut jamu kefir, lantaran berkhasiat menyembuhkan sederet penyakit kaum lansia, termasuk radang lever, kuning, maag, diabetes, hipertensi, anemia, dan sejenisnya.

“Lever saya membaik, setelah minum susu kefir setiap hari satu liter. Selain itu, tentunya juga saya juga menjaga pola makan,” sambung Slamet, pria kelahiran Nganjuk 79 tahun lalu ini.
Minuman kefir, kata ayah enam anak ini, sejatinya memiliki nilai ekonomi lumayan. Per liter dijual seharga Rp 15.000. Tiap warga lansia bisa memproduksi 3-4 liter per hari.

Kalau banyak permintaan, produksi ditingkatkan menjadi 5-6 liter saja per hari. Terbatasnya jumlah warga lansia di Kosagrha membuat produk kefir hanya bisa dinikmati warga setempat.
Menurut Ny Soedjatni, siapa saja bisa membuat kefir asal ada bibit fermentasinya. “Tipsnya, saat membuat harus memakai peralatan nonlogam karena sifat susu ini kan asam. Botolnya bisa keramik atau plastik,” ungkap perempuan kelahiran Blitar ini.

Ny Soedjatni mengaku menganjurkan warga yang rutin mengonsumsi minuman kefir untuk memproduksi sendiri. Sebab, bahannya mudah didapat. Susu skim eceran yang dibeli di supermarket seharga Rp 60.000/kg bisa diolah menjadi 20 liter jamu kefir.

“Kalau disimpan dalam lemari es bisa tahan sampai 10 hari. Lebih lama dari itu rasanya semakin masam,” tambah warga Medayu Selatan IV/17 Kompleks Perumahan Kosagrha, Rungkut, ini.
Berdasarkan penelitian di IPB, minuman kefir mengandung tiga macam mikroorganisme, yakni bacillius caucasicus, schizomycetea, dan sacharimycetea carvisiae. Selain itu, juga kaya protein, karbohidrat, kalsium, magnesium, vitamin B1, B12, dan K.

Jamur kefir banyak mengandung asam amino bersifat mengendurkan saraf. Ukuran dadih kefir juga lebih kecil dibandingkan yang ada pada yogurt, itu sebabnya lebih mudah dicerna semua orang (segala usia) yang mengalami gangguan pencernaan./DWI PRAMESTI

SUMBER:

http://www.surya.co.id/web/index.php?option=com_content&task=view&id=47051&Itemid=78

Fermentasi dan mikrobia yang terlibat

Ragam produk fermentasi sangatlah banyak dan beragam baik yang berasal dari Indonesia ataupun dari berbagai negara. Tiap prduk melibatkan satu atau lebih mikroorganisme.  Apabila lebih dari satu mikrobia maka akan terjadi suatu kondisi yang saling mendukung untuk menghasilkan produk yang sesuai dengan kebutuhan manusia. Produk fermentasi ada yang telah diketahui macam dan fungsi mikrobianya adapulan yang belum diketahui secara pasti. Beriktu beberapa produk fermentasi dan mikroorganisme yang terlibat di dalamnya dengan beberapa peran yang tela diketahui.

  • 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.

  • 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.

  • 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. 

  • 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.

  • 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

  • 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

  • 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.

  • 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. 

  • 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.

  • Fermentasi Kefir

Kultur starter kefir disebut butiran kefir, mengandung mikrobia yang terdiri dari bakteri dan khamir yang masing-masing berperan dalam pembentukan cita rasa dan struktur kefir. Bakteri menyebabkan terjadinya asam sedangkan khamir menyebabkan terjadinya pembentukan alkohol dan CO2 pada proses fermentasi. Hal inilah yang membedakan rasa yoghurt dan kefir. Komposisi mikrobia dalam butiran kefir dapat bervariasi sehingga hasil akhir kefir kadang mempunyai aroma yang bervariasi. Spesies mikrobia dalam bibit kefir diantaranya Lactocococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus kefir, Lactobacillus kefirgranum, Lactobacillus parakefir. Semua mikrobia yang tersebut tadi mempunyai fungsi dalam pembentukan asam laktat dari laktosa. Lactobacillus kefiranofaciens sebagai pembentuk lender (matriks butiran kefir), Leuconostoc sp. Membentuk diasetil dari sitrat dan Candida kefir pembentuk etanol dan karbondioksida dari laktosa. Selain itu juga ditemukan Lactobacillus brevis dan khamir (Torulopsis holmii dan Saccharomyces delbrueckii).

  • 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.

  • Fermentasi Nata deCoco

Nata de coco sebenarnya adalah selulosa murni produk kegiatan mikrobia Acetobacter xylinum. Mikrobia ini dapat merubah gula menjadi selulosa. Jalinan selulosa inilah yang membuat nata terlihat putih. Sebagai makanan berserat, nata de coco memiliki kandungan selulosa ± 2,5 % dan lebih dari lebih dari 95 % kandungan air. Nata de coco memiliki kandungan serat kasar 2,75 %, protein 1,5 – 2,8 %, lemak 0,35 % dan sisanya air

  • Fermentasi Kombucha

Kombucha tea (teh kombucha) merupakan produk minuman tradisional hasil fermentasi larutan teh dan gula dengan menggunakan starter mikrobia kombucha  (Acetobacter xylinum dan beberapa jenis khamir) dan difermentasi selama 8 – 12 hari. 

Proses fermentasi kombucha dimulai ketika kultur mengubah glukosa menjadi alkohol dan CO2, kemudian bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Glukosa berasal dari inversi sukrosa oleh khamir menghasilkan glukosa dan fruktosa. Acetobacter sebagai bakteri utama dalam kultur kombucha mengoksidasi etanol menjadi asetaldehid lalu kemudia menjadi asam asetat. Aktifitas biokimia yang kedua dari bakteri Acetobacter adalah pembentukan asam glukonat yang berasal dari oksidasi glukosa. Sukrosa dipecah menjadi glukosa dan fruktosa oleh khamir. Pada pembuatan etanol oleh khamir dan selulosa oleh Acetobacter xylinum, glukosa dikonversi menjadi asam glukonat melalui jalur fosfat pentosa oleh bakteri asam asetat, sebagian besar fruktosa dimetabolisme menjadi asam asetat dan sejumlah kecil asam glukonat. Bakteri asam laktat juga menggunakan glukosa untuk mensintesis selulosa mikrobia. Fruktosa masih tertinggal sebagian dalam media fermentasi dan diubah menjadi bentuk yang lebih sederhana oleh mikroorganisme sehingga dapat digunakan sebagai substrat fermentasi. Kultur dalam waktu bersamaan juga menghasilkan asam-asam organik lainnya. Bakteri Acetobacter xylinum mengubah gula menjadi selulosa yang disebut nata/partikel dan melayang di permukaan medium. Jika nutrisi dalam medium telah habis dikonsumsi, kultur akan berhenti tumbuh tetapi tidak mati. Kultur akan aktif lagi jika memperoleh nutrisi kembali. Bakteri asam asetat memanfaatkan etanol untuk tumbuh dan memproduksi asam asetat. Adanya asam asetat akan menstimulasi khamir untuk memproduksi etanol kembali. Interaksi simbiosis ini ditemukan pada Glukonobacter dan Saccharomyces cerevisiae. Konsentrasi asam asetat dalam kombucha hanya meningkat sampai batas tertentu lalu mengalami penurunan. Hal ini terjadi karena pemanfaatan asam asetat lebih lanjut oleh Acetobacter xylinum ketika jumlah gula dalam media teh mulai habis. Penurunan kadar asam ini juga dikarenakan fermentasi etanol oleh khamir juga mengalami penurunan dikarenakan pH yang sangat rendah serta mulai habisnya gula dalam larutan.

  • Fermentasi Sauerkraut

Sauerkraut adalah fermentasi kobis menggunakan bakteri asam laktat sehingga beras masam. Kobis dibersihkan dari bagian yang hijau, rusak dan kotor, dicuci kemudian diiris kecil-kecil selebar + 1 mm. Irisan kobis ini kemudian  dimasukkan ke dalam tangki atau wadah kemudian ditambahkan larutan garam 2,25% dan diaduk serata mungkin. Bakteri yang memulai fermentasi adalah Leuconostoc mesenteroides dan dilanjutkan oleh Lacotabacillus brevis, Lb. plantarum dan Pediococcus cerevisiae. Suhu optimal untuk fermentasi ini adalah 25 – 300C dengan waktu 2 – 3 minggu. Suhu di atas 300C mengakibatkan produksi asam berlebihan sedang jika suhu kurang dari 250C sering muncul flavor dan warna yang tidak diharapkan serta waktu fermentasi menjadi sangat lama.

  • Fermentasi Kecap

Kecap dibuat melalui proses fermentasi kedelai. 

Tahap pertama, kedelai dan gandum dicampur kemudian diinokulasi dengan kapang Aspergillus dan diinkubasi selama 3 hari, hasilnya disebut koji pada tahap ini akan terjadi perubahan-perubahan biokimiawi dimana enzim protease yang dihasilkan oleh mikrobia akan menghidrolisis protein kedelai. Protein akan diubah menjadi bentuk protein terlarut, peptida, pepton dan asam-asam amino sedangkan karbohidrat diubah oleh aktivitas enzim amilolitik menjadi gula reduksi.

Tahap kedua, koji dipindah ke tangki fermentasi dicampur dengan larutan garam dan disebut moromi. Fermentasi ini berlangsung selama lebih dari 6 bulan. Pada tahap ini konsentrasi garam berpengaruh terhadap hidrolisis protein dan kecepatan pembentukan asam laktat serta alkohol. Pada tahap ini tumbuh khamir yang halotoleran. Asam-asam amino, terutama asam glutamat merupakan komponen pendukung flavor. Komponen flavor lainnya adalah asam lemak (seperti palmitat), alkohol (seperti amil alkohol) dan senyawa-senyawa organik lainnya (seperti pirazin, aldehid, keton, ester). Nilai pH yang rendah pada fermentasi moromi menstimulasi pertumbuhan khamir halotoleran seperti S. rouxii, Z. major, Z. sulsus dan Z. japonicus. Khamir dapat menghasilkan etanol dan komponen-komponen aroma dan flavor yang spesifik. Pada kondisi aerob, S. rouxii dapat mengubah glukosa menjadi gliserol yang merupakan komponen flavor yang penting. Beberapa jenis khamir dapat menghasilkan komponen furfural yang merupakan flavor kecap yang spesifik.

Mikrobiologi Pada Fermentasi Kakao

Biji kakao agar dpat kita nikmati menjadi coklat, umumnya memalui tahap fermentasi dan pengeringan kemudian penyangraian untuk menghasilkan flavor coklat. Fermentasi dan pengeringan umumnya dilakukan di dekat kebun. Setelah buah di panen, kulit buah dibuka dengan palu dari kayu, kemudian isinya dikeluarkan. biji diselubungi oleh pulp. Biji ini kemudian dimasukkan dalam kotak fermentasi. Pada proses tradisional seringn hanya ditumpuk dan ditutupi daun pisang. Selama fermentasi akan terjadi perubahan kimia.

Perubahan biokimia selama fermentasi dilakukan oleh mikroorganisme. Pada 24 jam pertama enzim akan menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Mikrobia tumbuh pada gula ini dan suhu akan naik menjadi 4- 50 C dan terjadilah perubahan warna pada biji kakao. Berbagai mikroorganisme akan tumbuh disini.

Pulp mengandung air dengan gula 10 – 15%. kandungan gula yang tinggi dalam pulp akan memacu pertumbuhan khamir yang mengubah gula menjadi alkohol dalam suasana anaerob. Spesies khamir yang sering ada adalah: Caccharomyces cerevisiae, Candida rugosa dan Kluyveromyces marxianus. Selain menghasilkan alkohol juga menghidrolisis pektin yang menutuppi biji.

Khamir akan mati oleh alkohol yangn dihasilkan dan juga oleh suhu yang makin tinggi. bakteri asam laktat seperti Lactobacillus dan Streptococcus akan tumbuh. Pulp diaduk  untuk aerasi. Adanya oksigen dann Ph rendah menjadikan bakteri asam asetat tumbuh (Acetobactyer dan gluconobacter). setelah 5 hari masa fermentasi dapat mengandung mikrobia 100 juta per gramnya. Biji kemudian dikerinngkan. selama pengeringan dapat tumbuh jamur Geotrichum yang akan mengoksidasi asam asetat menjadi asam suksinat.

JIka fermentasi dilanjutkan terus akan muncul bau yang tidak diharapkan karena pertumbuhan bacillus dan kapang (Aspergillus, Penicillium, dan Mucor) yang menghidrolisis lipid dalam biji dan menghasilkan asam lemak rantai pendek. pH menjadi sekitar 7 dan tumbuhlah Pseudomonas, Enterobacter atau Escherichia coli yang menghasilkan bau dan rasa tidak enak.

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

Fermentasi Asam Glukonat

Asam glukonat terutama bentuk garamnya seperti sodium glokonat memiliki banyak kegunaan dalam bidang kimia, farmasi (misal defisiensi besi dan kalsium), makanan, minuman, tekstile dan industri lainnya. Asam glukonat juga dipakai untuk melarutkan fosfat dan aditif pada semen yang digunakan dalam industri konstruksi agar tahan terhadap kondisi cuaca yang ekstrim. Lebih dari 50.000 ton asam glukonat dihasilkan per tahunnya menggunakan Aspergillus niger yang ditumbuhkan pada glukosa atau corn steep liquor secara aerob dengan suhu 300C pH 6 – 7 selama 20 jam dengan hasil mencapai 90%.Pada mulanya proses fermentasi asam glukonat menggunakan kapang Penicillium. Kemudian digunakan strain Aspergillus niger yang telah diperbaiki dengan siklus ulang miselia atau menggunakan Gluconobacter suboxidans dalam fermentasi diskontinyu. Pembentukan asam glukonat juga dapat menggunakan khamir Aureobasidium (semula Dematium atau Pullularia) pullulans dengan berbagai sumber karbon. Akhir-akhir ini produksi asam glukonat menggunakan A. pullulans juga mulai dikembangkan.Sejumlah metode telah dikembangkan untuk produksi asam glukonat, termasuk secara kimia dan katalisis elektrokimia, biokatalis enzimatik dalam bioreaktor enzim, produksi dengan mikrobia yang diamobilisasikan dari Gluconobacter oxydans atau Aspergillus niger. Amabilisasai sel utuh atau enzim glukosa oksidase dengan berbagai metode sudah sering dilaporkan untuk memperbaiki produksinya. Fluidized bed reactor sering digunakan untuk beberapa aplikasi fermentasi terutama proses anaerob. Pemisahan biokatalis selalu dikaitkan dengan biaya yang tinggi yang secara ekonomi mempengaruhi proses fermentasi. Amobilisasi sel secara ekonomis akan lebih efisien untuk produksi asam glukonat secara batch ataupun kontinyu. Sankpal dan Kulkami (2002) telah melakukan fermentasi asam glukonat menggunakan sel amobil dari A. niger pada media selulosa dengan porositas yang tinggi. Tertahannya biomass dalam media amobil akan mempercepat produksi asam glukonat secara kontinyu dan memaksimalkan konsentrasi produk.

Produksi asam glukonat juga dapat menggunakan Aerobasididum pullulans. Medium Yeast malt extract agar (YME) diinokulasi dengan Aureobasidium pullulans dan inkubasi 2 – 3hari kemudian disimpan pada suhu 40C. Inokulum (10%) dibuat dengan memindahkan sel dri agar plate ke dalam erlenmeyer 500 ml yang mengandung (g/l): Glucosa, 30 g/l, NH4Cl 3 g/l, KH2PO4 1.4 g/l, MgSO4. 7H2O 0.35 g/l, MnSO4.4H2O 5 mM, FeSO4.7H2O 1 mM, CuSO4 x 5 H2O 4 μM (1 mg/l), ZnSO4.7H2O 0.01 g/l, CoSO4.7H2O 4 mg/l, H3BO3 0.04 g/l, CaCl2 0.1 g/l, NaCl 0.1 g/l, citric acid 2.5 g/l, Na2MoO4.2H2O 0.2 mg/l, thiamine-HCl 2 mg/l, biotin 0.25 g/l, pyridoxine-HCl 0.625 mg/l, Ca-D-pantothenate 0.625 mg/l, nicotinic acid 0.5 mg/l. medium ii juga digunakan untuk kondisi kultur di fermentor. Fermentasi berlangsung pada suhu 300C dan pH 6,5 yang diatur dengan menambahkan NaOH 45%. Medium fermentasi secara kontinyu dimasukkan dalam fermentor. Anti buih diberikan tiap 1,5 jam. Fermentor bekerja berdasar prinsip kemostat dengan pengaturan suhu, suplai oksigen dan pengeluaran gas (Gambar 1).

glukonat1.jpg

Pada produksi asam glukonat secara kontinyu ini biomass ditahan oleh filter yang dihubungan dengan fermentor (Gambar 1). Fermentor, médium dan larutan NaOH disterilkan secara eksternal dalam autoklaf besar.Selain dengan menggunakan filter, penahanan sel dapat dilakukan menggunakan teknik amobilisasi. Amobilisasi biomass dilakukan dalam fluidized bed reactor yang bekerja pada volume 0,9 liter (Gambar 2). Untuk amobilisasi biomass, sekitar 350 g porous sinter glass beads ditambahkan dalam fluidized bed reactor. glukonat2.jpg Gambar2 Fermentai glukonat secara kontinyu dengan A. pullulans pada kondisi optimum (pH 6,5 suhu 300C, kejenuhan udara 120 – 180%) menggunakan médium yang telah dioptimasi dihasilkan lebih dri 220g/l pada kondisi steady state. Dengan glukosa 450g/l dalam médium yang dimasukkan dan kejenuhan udara 155% dihasilkan 315 g/l asam glukonat dengan waktu tinggal 21 jam dn biomass 6,8 g/l yang terbentuk. Produksi asam glukonat secara kontinyu dengan waktu tinggal 25 jam mencapai steady state sekitar 170 jam setelah inokulasi. Konversi produk adalah 82,5% untuk waktu retensi 21 jam dan 92% untuk waktu retensi 25 jam.Produksi metabolit mikrobial baik primer ataupun sekunder biasanya terjadi pada kondisi stress. Komposisi médium memainkan peran penting untuk keberhasilan produksi metabolit. Parameter fermentasi seperti pH, oksigen, suhu dan komposisi médium mempengaruhi produksi asam glukonat. Dalam kultur kemostat konvensional tidak terdapat penahanan biomass, pertumbuhan dan produksi terjadi secara simultan. Alternatif baru untuk produksi secara kontinyu adalah menggunakan sel yang tidak tumbuh atau penahanan biomass menggunakan A. pullulans Penahanan biomas dengan amobilisasi atau dengan filter dapat digunakan untuk mengoptimalkan proses fermentasi kontinyu pada waktu yang sangat pendek yang apabila dilakukan secara normal akan menyebabkan sel ikut keluar (wash out) dari fermentor. Jadi laju pertumbuhan spesifik produk dapat dikendalikan, pembentukan produk tidak terkait dengan laju pertumbuhan. Beberapa penelitian menunjukkan perkembangan fermentasi asam glukonat. Produksi asam glukonat secara kontinyu dengan sel yang tidak tumbuh dari A. niger dan Penicillium ataupunorganisme lain tanpa adanya penahanan biomass. Asam glukonat sebanyak 260 g/l dihasilkan secara kontinyu dari A. pullulans dengan kondiri waktu tinggal 15,3 jam, sekitar 305 – 315 g/l bila waktu tinggal 21 jam, 370 g/l pada 21 jam dan dalam percobaan fed-batch dapat dicapai 504 g/l dalam waktu tinggal 19 jam. Pada miselia A. niger teramobilkan dapat dihasilkan asam glukonat 120 – 140 g/l, hasil dapat lebih tinggi pada ferd-batch, namun produksi tidak dapat mecapai lebih dari 220 g/l. produk metabolit juga sering menjadi faktor penghambat umpan balik dlam fermentasi. Konsentrasi asam glukonat 250 g/l adalah konsentrasi batas bagi A. pullulan dan 300 g/l untuk A. niger. A. niger sulit ditangani karena sering menyebabkan penyumbatan selama fermentasi dan tidak stabil untuk operasi kontinyu. Gluconobacter menghasilkan cukup banyak asam keto selama produksi asam glukonat jadi menyulitkan dalam isolasi asam glujkonatnya. Peningkatan kadar glukosa yang lebih tinggi dari 0.56 M juga menurunkan konversi glukosa pada Gluconobacter oxydans. Daftar PustakaAnastassiadis, S and Hans-Jürgen Rehm. 2006. Continuous gluconic acid production by Aureobasidium pullulans with and without biomass retention. Electronic Journal of Biotechnology. Vol.9 No.5, Issue of October 15.Waites, M.J., N.L. Morgan., J.S. Rockey and G. Higton. 2005. Industrial Microbiology. An Introduction. Blackwell Publishing Co. Oxford.

Jurnal Terkait yang dapat di download

1. Gluconic assay procedur

2. Continuous gluconic acid production

Fermentasi Asam Glukoronat dan Glukonat

  1. Glukoronat sebagai substrat bagi Lactobacillus brevis

Garam sodium dari asam glukoronat dibuat dari g-lakton. Lakton (1%) dihidroliis dengan NaOH 0,2 N pada 450C selama 3 jam dengan pH 6,8. Medium basal mengandung sodium glukoronat atau glukosa yang disetrilkan dengan filter membran. Setelah 24 jam inkubasi pada 320C, sel di panen dan dicuci tiga kali dengan aquades dan disuspensikan dalam bufer fosfat 0,25M (pH 6,0). Lacobacillus brevis mampu tumbuh pada glukoronat dengan menghasilkan CO2, asam asetat dan laktat namun inaktif dalam sumber karbon glukosa.

Sumber:

Stammer, J.R and B.O. Stoyla. 1968. Fermentation of Glucoronic Acid by Lactobacillus brevis.Appl. Microbiol 16: 536 – 537