Mikroorganisme dalam Fermentasi Makanan Minuman

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:

1. 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. 

2. 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 O^2- .

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.