Fermentasi pada makanan dan
minuman sudah dilakukan sejak zaman dahulu kala. Makanan dan minuman fermentasi
merupakan hasil dari proses perubahan biokimia oleh aktivitas mikroorganisme
pada bahan pangan sehingga dihasilkan perubahan atau modifikasi yang
diinginkan. Proses fermentasi dapat terjadi baik secara anaerob maupun aerob. Alkohol
dan asam-asam organik hasil dari proses fermentasi memiliki peran untuk
preservasi makanan, selain itu metabolit sekunder yang dihasilkan dari
metabolisme mikroba meningkatkan cita rasa, tekstur, dan aroma makanan.
Berdasarkan mikroba yang
terlibat dalam proses fermentasi makanan maka dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok,
yaitu :
1. Bakteri
a.
Bakteri asam
laktat
b.
Bakteri asam
asetat
c.
Bakteri alkali
2. Kapang
3. Jamur
Berikut
adalah tabel daftar mikroorganisme yang biasa digunakan dalam proses fermentasi
makanan dan minuman :
Tabel 1. Daftar kapang dan jamur
dalam proses fermentasi makanan dan minuman (Hui, et al. 2004).
Tabel 2. Daftar bakteri dalam proses fermentasi makanan dan minuman
(Hui, et al. 2004).
Terdapat enam faktor yang berperan penting dalam pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme
dalam pangan. Faktor-faktor tersebut adalah:
- Kelembaban
Air sangatlah
penting untuk perkembangan dan metabolisme sel. Jika berkurang atau
hilang, aktivitas sel akan menurun, seperti adanya proses pengeringan atau
pembekuan. Bentuk air yang terkandung di dalam pangan sangatlah berpengaruh
terhadap aktivitas mikroorganisme di dalamnya, dua tipe air adalah air bebas
dan air terikat. Air terikat berada di dalam jaringan dan penting untuk
aktivitas sel. Sedangkan air bebas penting untuk pertahanan dan aktivitas
mikroorganisme, sehingga dengan menghilangkannya dapat mengontrol aktivitas
mikrobial.
- Potensi Reduksi-Oksidasi
Mikroorganisme
dibagi menjadi dua grup dalam kebutuhan terhadap oksigen, aerob dan anaerob
maupun fakultatif. Kapang dan
khamir pada umumnya bersifat aerobik, sedangkan bakteri dapat bersifat aerobik
dan anaerobik. Dalam fermentasi menggunakan mikroba aerobik, aerasi selama proses
fermentasi sangat berpengaruh terhadap produk akhir yang dihasilkan. Setiap
bakteri mempunyai suatu enzim yang tergolong flavoprotein yang dapat bereaksi
dengan oksigen membentuk senyawa-senyawa beracun yaitu H2O2
dan suatu radikal bebas yaitu O2- .
- Temperatur
Tempertur mempengaruhi pertumbuhan serta
aktivitas semua sel hidup. Pada suhu tinggi, organisme pada umumnya akan
hancur, sedangkan pada suhu rendah, aktivitas akan menurun atau tertunda.
Mikroorganisme sendiri terbagi menjadi 3 kategori berbeda terhadap temperature
yang diperlukan, yaitu psikrofil, mesofil, dan termofil.
- Kebutuhan Nutrisi
Mayoritas organisme
tergantung pada nutrisi sebagai sumber energy dan tumbuh. Sumbernya bervariasi
mulai dari gula sederhana sampai karbohidrat kompleks dan protein. Energy yang
diperlukan mikroorganisme sangatlah tinggi. Membatasi jumlah suatu substrat
dapat mengurangi pertumbuhannya.
- Konsentrasi Hidrogen Ion (pH)
Nilai pH dari suatu substrat diukur berdasarkan
konsentrasi hidrogen ionnya. Bahan pangan dengan pH 4.6 atau kurang, yang
dikategorikan asam atau sangat asam, tidak akan membuat spora bakteri tumbuh,
sehingga membuat awet bahan pangan tersebut. Secara umum, pH optimum pertumbuhan mikroorganisme adalah 7.0 (netral),
beberapa toleran terhadap asam, seperti Lactobacillus, Streptococcus,
kapang, dan khamir.
Kebanyakan bakteri
mempunyai pH optimum sekitar pH 6.5 – 7.5. Dibawah 5.0 dan diatas 8.5 bakteri
tidak tumbuh dengan baik. Khamir menyukai pH 4 – 5 dan tumbuh pada kisaran pH 2.5
– 8.5. Oleh karena itu untuk menumbuhkan khamir biasanya dilakukan pada pH
rendah untuk mencegah kontaminasi bakteri. Kapang mempunyai pH optimum antara 5
dan 7 dan dapat tumbuh pada kisaran pH 3 – 8.5. Nilai pH untuk pertumbuhan
mikroba mempunyai hubungan dengan suhu pertumbuhannya. Jika suhu pertumbuhan
naik, pH optimum untuk pertumbuhan juga naik.
Dalam fermentasi, kontrol pH penting sekali dilakukan karena pH yang
optimum harus dipertahankan selama fermentasi . Perubahan pH dapat terjadi
selama fermentasi karena H dilepaskan selama konsumsi NH4+ dan
dikonsumsi selama metabolisme NO3- dan penggunaan asam amino sebagai
sumber karbon.
- Inhibitor
Terdapat berbagai
macam zat kimia yang mampu menghambat pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme.
Cara-caranya antara lain dengan menghambat metabolisme, mendenaturasi protein,
atau menghancurkan sel secara langsung. Hasil fermentasi dari suatu substrat
tertentu juga kadang dapat menghambat aktivitas mikroba.
Referensi :
Ø Kusnadi, 2005. Mikrobiologi
Pangan dan Industri. (http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._BIOLOGI/196805091994031
KUSNADI/KULIAH,MIKROBIOLOGI_PANGAN_DAN_INDUSTRI.pdf).
Ø Suprihatin. 2010. Teknologi
Fermentasi. UNESA Pers. (http://eprints.upnjatim.ac.id/3161/2/fermentasi.pdf).
Ø Stanbury, P. F., A. Whitaker, dan S. J. Hall. 2003. Principles of
Fermentation Technology. Butterworth Heinemann, Oxford.
Ø Hui, Y. H. et al. 2004. Handbook
of Food and Beverage Fermentation Technology. New York: Marcel Dekker Inc.
