Pelayananpublik.id- Fermentasi adalah istilah populer dalam mengolah makanan dan minuman dengan bantuan mikroba.
Teknik ini bisa dikategorikan dalam salah satu bioteknologi dalam bidang pangan. Pengolahan makanan dan bahan makanan melalui bioteknologi menghasilkan aneka macam pangan.
Mikroba yang digunakan juga beragam sesuai dengan kebutuhan. Namun sebelum membahas lebih jauh, mari simak dulu apa itu fermentasi dan sejarahnya.
Secara etimologis,kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin “fervere” yang artinya merebus.
Pengertian fermentasi adalah proses yang memanfaatkan kemampuan mikroba untuk menghasilkan metabolit primer dan metabolit sekunder dalam suatu lingkungan yang dikendalikan.
Fermentasi juga berarti bentuk penerapan atau aplikasi tertua dari bidang bioteknologi.
Pendapat lain mengatakan fermentasi adalah suatu cara untuk mengubah substrat menjadi produk tertentu yang dikehendaki dengan menggunakan bantuan mikroba. Produk-produk tersebut biasanya dimanfatkan sebagai minuman atau makanan.
Sejarah Fermentasi
Fermentasi suatu cara telah dikenal dan digunakan sejak lama sejak jaman kuno. Dan fermentasi sudah mengalami perjalanan panjang sejarah.
Proses fermentasi sudah dikenal sejak masa 7000-6000 tahun SM. Pada buku Food Biotechnology dituliskan jejak fermentasi tertua yaitu fermentasi minuman beralkohol yang dibuat dari buah-buahan, beras, madu sekitar tahun 7000-6600 SM. Saat itu, bangsa Irak membuat keju dari susu sapi atau kambing melalui proses fermentasi tersebut.
Jejak lain adalah berupa kendi berusia 7000 tahun berisi sisa minuman anggur ditemukan di Pegunungan Zagros, Iran dan sekarang disimpan di Universitas Pennsylvania.
Menurut catatan sejarah, bangsa Babilonia memfermentasikan minuman sejak tahun 3000 SM, Mesir Kuno sekitar 3150 SM, Meksiko Kuno sekitar 2000 SM, dan Sudan sekitar 1500 SM.
Lalu sekitar tahun 4000 SM bangsa Mesir Kuno mulai mengenal dan memanfaatkan ragi (Yeast) sebagai bahan untuk membuat roti lebih mengembang dan membuat minuman wine.
Bahkan Bangsa Sumeria pada 1750 SM telah melakukan fermentasi pada barley untuk membuat bir.
Sedangkan di benua Asia bangsa Cina menggunakan dadih dari kacang kedelai yang telah berjamur dan memanfaatkannya sebagai antibiotik untuk pengobatan.
Sementara itu, sejarah fermentasi modern diawali dengan melonjaknya kebutuhan pasar akan minuman beralkohol dan cuka (vinegar).
Pada sekitar tahun 1700 Negara-negara di Arab sudah memulai fermentasi dalam skala besar.
Pada masa ini Louis Pasteur mungkin adalah orang yang paling terkenal karena berhasil menemukan hubungan antara Khamir (Yeast) dengan proses fermentasi.
Pada sekitar tahun 1856, Pasteur yang saat itu sedang mempelajari perubahan gula menjadi alkohol oleh Yeast, berhasil menyimpulkan bahwa proses fermentasi didukung oleh semacam katalis yang dihasilkan oleh sel-sel Yeast yang hidup.
Itulah sejarah singkat bagaimana fermentasi dilakukan dan akhirnya terus dikembangkan hingga saat ini.
Unsur Fermentasi
Seperti yang sudah dijelaskan di atas, proses fermentasi melibatkan mikroba sebagai inokukumnya. Berikut ini adalah beberapa unsur yang harus ada dalam proses fermentasi.
– Mikroba sebagai inokulum
– Tempat (wadah) untuk menjamin proses fermentasi berlangsung dengan optimal.
– Substrat sebagai tempat tumbuh (medium) dan sumber nutrisi bagi mikroba.
Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi
1. Suhu
Salahsatu faktor yang akan mempengaruhi fermentasi adalah suhu. Dengan suhu yang sesuai maka mikroorganisme akan bertumbuh dengan baik dan fermentasipun berhasil.
Misalnya saat kita membuat donat dengan yeast, jika suhu ruangan dingin maka donat itu akan lama mengembang dikarenakan raginya tumbuh dengan lamban.
2. Oksigen
Udara atau oksigen selama proses fermentasi harus diatur sebaik mungkin untuk memperbanyak atau menghambat pertumbuhan mikroba tertentu. Setiap mikroba membutuhkan oksigen yang berbeda jumlahnya untuk pertumbuhan atau membentuk sel-sel baru dan untuk fermentasi.
3. Substrat
Mikroorganisme juga membutuhkan suplai makanan yang akan menjadi sumber energi, dan menyediakan unsur-unsur kimia dasar untuk pertumbuhan sel. Substrat ( makanan ) yang dibutuhkan oleh mikroba untuk kelangsungan hidupnya berhubungan erat dengan komposisi kimianya. Kebutuhan mikroorganisme akan substrat juga berbeda-beda.
Ada yang memerlukan substrat lengkap dan ada pula yang tumbuh subur dengan substrat yang sangat sederhana.
Tujuan Fermentasi
– Menjadikan suatu makanan lebih tahan lama.
– Mengawetkan makanan dengan menghasilkan beberapa asam laktat, asam asetat dan alkohol dalam jumlah yang cukup banyak.
– Memperkaya nutrisi makanan dengan menambahkan beberapa asam amino, protein dan vitamin.
Tahapan Proses Fermentasi
Formulasi medium yang dipakai untuk menumbuhkan mikroorganisme, baik pada pengkayaan ataupun Proses Produksi
Sterilisasi Medium, Fermentor dan Perlengkapannya
Produksi kultur murni atau campuran yang cukup untuk menginokulasi pada tahap produksi
Optimasi produksi pada tahap Fermentasi produk dengan kondisi Optimum
Ekstraksi dan Purifikasi
Pembuangan limbah medium yang dihasilkan pada saat produksi
4. Air
Mikroorganisme tidak dapat tumbuh tanpa adanya air. Air dalam substrat yang digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme dinyatakan dalam istilah water activity atau aktivitas air = aw, yaitu perbandingan antara tekanan uap dari larutan (P) dengan tekanan uap air murni (Po) pada suhu yang sama.
Jenis Fermentasi
Fermentasi mempunyai sifat yaitu aerobik ( oksigen ) dan anaerobik ( tanpa oksigen).
1. Fermentasi Aerob
Fermentasi aerobik merupakan jenis fermentasi yang selama prosesnya memerlukan oksigen. Itu karena mikroba yang digunakan hidup dengan oksigen dan zat untuk dimakan.
Bahan energi yang paling banyak digunakan mikroorganisme untuk tumbuh adalah glukosa. Dengan adanya oksigen maka mikroorganisme dapat mencerna glukosa menghasilkan air, karbondioksida, dan sejumlah besar energi.
Contoh fermentasi yang terdapat aerobik, yaitu fermentasi asam cuka. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka ( acetobacter aceti ) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob. Reaksi Kimia :
CH12O6 à 2C2H5OH à 2CH3COOH +H2O+116 kkal
2. Tipe Fermentasi Anaerob
Jika fermentasi aerob memerlukan oksigen makan Anaerob tidak. Sebagian mikro organisme dapat mencerna bahan energinya tanpa adanya oksigen jadi hanya sebagian bahan energi itu dipecah, yang dihasilkan adalah sebagian dari energi, karbondioksida dan air , termasuk sejumlah asam laktat , asetat, etanol, asam volatile ,alkohol, dan ester.
Pada fermentasi anaerob, zat-zat organik dikatabolisme tanpa kehadiran oksigen yang berarti tidak adanya akseptor elektron eksternal melainkan melalui keseimbangan reaksi oksidasi-reduksi internal.
Produk dihasilkan selama proses penerimaan elektron yang dilepaskan saat pemecahan zar-zat organik. Oleh karenanya zat-zat organik tersebut berperan sebagai akseptor dan donor elektron.
3. Fermentasi asam laktat
Fermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak tercukupi akibat bekerja terlalu berat. Peristiwa ini dapat terjadi diotot dalam kondisi anaerob. Reaksi Kimia :
C6H12O6 –> 2CH3CH(OH)COOH + 2ATP
4. Fermentasi alkohol
Fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol ( etil alkohol ) dan karbon dioksida. Organisme yang berperan yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan tape, roti atau minuman keras.
Reaksi Kimia: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP
Contoh Fermentasi
– Bir, merupakan contoh terbaik hasil fermentasi. Minuman ini terbuat dari biji-bijian seperti gandum, barley, dll. Gandum dikeringkan dan kemudian dihaluskan kemudian dicampur dengan air panas lalu disimpan dalam bejana fermentasi dan ditambahkan ragi serta dibiarkan selama beberapa minggu dalam kondisi anaerobik. Dalam kondisi ini, ragi akan memakan gula atau karbohidrat dan membentuk alkohol.
– Tahu, adalah contoh fermentasi sederhana dan terbatas pada skala rumah tangga. Pembuatan tahu pada prinsipnya dibuat dengan mengekstrak protein, kemudian mengumpulkannya, sehingga terbentuk padatan protein. Cara penggumpalan susu kedelai umumnya dilakukan dengan cara penambahan bahan penggumpal berupa asam. Bahan penggumpal yang biasa digunakan adalah asam cuka (CH3COOH), batu tahu (CaSO4nH 2O) dan larutan bibit tahu (larutan perasan tahu yang telah diendapkan satu malam).
– Yoghurt, jenis minuman yang terbuat dari susu dan melalui proses fermentasi. Minumaan ini biasa digunakan untuk menjaga kesehatan perut.
Demikian ulasan mengenai apa itu fermentasi, jenis, unsur, sejarah, manfaat hingga contohnya.Semoga bermanfaat. (*)