AKTIVITAS MIKROBIA DALAM FERMENTASI

BAB I

PENDAHULUAN

1. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari aktivitas mikrobia dalam makanan fermentasi.

2. Dasar Teori

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi (Poni, 2011).

Pada mulanya istilah fermentasi digunakan untuk menunjukkan proses pengubahan glukosa menjadi alkohol yang berlangsung secara anaerob. Namun, kemudian istilah fermentasi berkembang lagi menjadi seluruh perombakan senyawa organik yang dilakukan mikroorganisme yang melibatkan enzim yang dihasilkannya. Dengan kata lain, fermentasi adalah perubahan struktur kimia dari bahan-bahan organik dengan memanfaatkan agen-agen biologis terutama enzim sebagai biokatalis (Fardiaz, 1992). Fermentasi diberi nama sesuai dengan  jenis senyawa  akhir yang dihasilkan.  Berdasarkan  senyawa atau jenis zat yang dihasilkan, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol,  fermentasi asam cuka, dan lain-lain (Lim, 1998).

Bahan-bahan yang dihasilkan melalui fermentasi merupakan hasil-hasil metabolit sel mikroba, misalnya antibiotik, asam-asam organik, aldehid, alkohol, fussel oil, dan sebagainya. Di samping hasil-hasil metabolit tersebut, fermentasi juga dapat diterapkan untuk menghasilkan biomassa sel mikroba seperti ragi roti (baker yeast) yang digunakan dalam pembuatan roti. Pada pross pembentukan balao-balao, kelompok bakteri asam laktat termasuk bakteri yang menghasilkan sejumlah besar  asam laktat sebagai hasil akhir dari metabolisme gula (karbohidrat). Asam laktat yang dihasilkan dengan cara tersebut akan menurunkan nilai pH dari lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. Ini juga menghambat pertumbuhan dari beberapa jenis mikroorganisme lainnya (Gaman & Sherrington, 1994). 

Makanan fermentasi umumnya lebih tahan disimpan, mutu lebih unggul, dan adanya senyawa baru yang menentukan flavour. Mikrobia yang terlibat dalam proses fermentasi meliputi kumpulan fungi, yeast, dan bakteri. Akan tetapi berdasarkan produk akhir yang dibentuk, mikrobia fermenter dibagi menjadi mikrobia homofermentatif dan mikrobia heterofermentatif (Gaman & Sherrington, 1994). Jenis-jenis homofermentatif yang penting menghasilkan hanya asam laktat dari metabolisme gula sedang jenis-jenis heterofermentatif menghasilkan karbondioksida dan sedikit asam-asam volatile lainnya. Alkohol dan ester di samping asam laktat (Buckle, 1987).

Lama fermentasi berpengaruh terhadap aktivitas antibakteri, karena semakin lama fermentasi, bakteri semakin aktif, semakin banyak jumlahnya, sehingga mempunyai kemampuan untuk memecah substrat semakin besar. Asam laktat yang tinggi dan pH yang rendah mempunyai fungsi sebagai antibakteri yaitu menghambat pertumbuhan bakteri patogen. E. coli digunakan sebagai efek penghambatan karena merupakan bakteri patogen yang tumbuh optimum pada pH 6 -7. Konsentrasi glukosa berpengaruh terhadap aktivitas antibakteri, karena glukosa merupakan substrat yang mudah dicerna dan dimanfaatkan untuk pertumbuhan Lactobacillus bulgaricus dalam menghasilkan metabolit sekunder berupa aktivitas antibakteri. Hal ini sesuai dengan penelitian  yang dilakukan oleh Todorov dan Dick (2007), bahwa aktivitas antibakteri  yang dihasilkan oleh Lactobacillus pentosus ST71BZ optimum dengan media yang ditambahkan 20-40 gram/liter glukosa (Kunaepah, 2009).

Pemanfaatan mikroorganisme dalam bahan makanan biasa dikenal dengan produk fermentasi. Fermentasi secara umum merupakan dengan reaksi biokimia, aktivitas mikroorganisme dan enzimnya. Proses fermentasi membawa dampak pengawetan bahan pangan disamping peningkatan mutu. Makanan fermentasi umumnya lebih tahan disimpan, mutu lebih unggul, dan adanya senyawa baru yang menentukan flavour (rasa). Pola fermentasi mikrobia mempunyai kisaran luas dalam aplikasi industri, misalnya saja produk beer, anggur, produk susu, monosodium glutamat dan asam-asam organik lainnya (Penn, 1991).

Fermentasi bahan pangan adalah sebagai hasil kegiatan beberapa jenis mikroorganisme baik bakteri, khamir, dan kapang. Mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan dapat menghasilkan perubahan yang menguntungkan (produk-produk fermentasi yang diinginkan) dan perubahan yang merugikan (kerusakan bahan pangan). Dari mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan, yang paling penting adalah bakteri pembentuk asam laktat, asam asetat, dan beberapa jenis khamir penghasil alkohol (Anshari, 2009).

Bakteri ada yang bernafas secara aerob, ada juga yag secara anaerob.  Sebagai contoh yaitu, Streptococcus lactis merupakan bakteri yang tidak dapat memanfaatkan O2 bebas karena tidak mempunyai enzim untuk mereduksikan oksigen tersebut. Pernafasan anaerob dapat terlaksana secara antarmolekul atau secara intramolekul. Pernafasan intramolekul ini dikenal juga dengan nama fermentasi. Persiapan atau pengawetan bahan pangan dengan proses fermentasi bergantung pada produksi oleh mikroorganisme tertentu, perubahan-perubahan kimia dan fisik yang mengubah rupa, bentuk dan flavor dari bahan pangan aslinya. Perubahan-perubahan ini dapat memperbaiki gizi dari produk dan umumnya menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang tidak diinginkan  (Dwidjoseputro, 2003).

  

BAB II

METODE PRAKTIKUM

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa tanggal 1 April 2013 pukul 09.00-12.00 WITA. Bertempat di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lambung Mangkurat,  Banjarbaru.

2.  Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah kantung, toples ukuran sedang, neraca analitik, pisau, gelas objek, kaca penutup, dan mikroskop.

Bahan yang digunakan adalah sawi putih, kol, kedondong, air yang sudah direbus, garam konsentrasi 15%, 30%, 50%.

3. Cara Kerja

Cara kerja pada praktikum ini adalah :

1. Memotong-potong sawi putih dan kol kemudian dibuang hatinya, sedangkan kedondong di kupas kulitnya

2. Memasukkan di dalam toples berukuran sedang lapisan sawi putih, kol, atau kedondong yang telah dipotong-potong.

3. Memasukkan garam pada toples pertama ditaburi garam dengan kadar 15%, toples kedua 30%, dan toples ketiga 50%.

4. Menutup toples dengan tutup toples dan isolasi/perekat.

5. Menginkubasi pada suhu kamar.

6. Mengamati pada hari pertama, hari ketiga dan hari ketujuh.

7. Membuat preparat ulasan cairan fermentasi dengan cara meneteskan cairan keatas gelas benda.

8. Mengamati morfologi mikrob yang tumbuh dengan mikroskop.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

Hasil yang diperoleh dari pengamatan dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 1. Hasil Pengamatan Aktivitas Mikroba Dalam Fermentasi Hari Ke-0 

No	Sampel	Konsentrasi	Pengamatan Organoleptik
			Warna	Aroma	Rasa	Tekstur	Gambar
1.	Sawi	15%	Putih kekuningan	Segar	Asin	Keras
		30%	Putih kekuningan	Segar	Asin	Keras
		50%	Putih kekuningan	Segar	Asin	Keras
2.	Kol	15%	Putih kehijauan	Segar	Asin	Keras
		30%	Putih kehijauan	Segar	Asin	Keras
		50%	Putih kehijauan	Segar	Asin	Keras
3.	Kedondong	15%	Hijau kekuningan	Segar	Asin	Keras
		30%	Hijau kekuningan	Segar	Asin	Lembek
		50%	Hijau kekuningan	Segar	Sangat asin	Keras

Tabel 2. Hasil Pengamatan Aktivitas Mikroba Dalam Fermentasi Hari Ke-3

No	Sampel	Konsentrasi	Pengamatan Organoleptik
			Warna	Aroma	Rasa	Tekstur	Gambar
1.	Sawi	15%	Putih Krim	Menyengat	Lebih asin	Lembek
		30%	Putih kecoklatan	Menyengat	Lebih asin dari 15%	Lebih lembek
		50%	Putih	Menyengat	Sangat asin	Lembek
2.	Kol	15%	Putih	Menyengat	Asin	Agak lembek
		30%	Putih	Agak menyengat	Asin	Agak lembek
		50%	Putih	Sangat menyengat	Asin	Agak lembek
3.	Kedondong	15%	Kuning pucat	Wangi	Asin	Renyah
		30%	Kuning pucat	Lebih wangi	Lebih asin	Renyah
		50%	Kuning pucat	Sangat Wangi	Sangat asin	Renyah

Tabel 3. Hasil Pengamatan Aktivitas Mikroba Dalam Fermentasi Hari Ke-7

No	Sampel	Konsentrasi	Pengamatan Organoleptik
			Warna	Aroma	Rasa	Tekstur	Gambar
1.	Sawi	15%	Putih kecoklatan	Busuk menyengat	Lebih asin dari hari ke-3	Lembek
		30%	Putih kecoklatan	Menyengat	Sangat asin	Lembek
		50%	Krim	Menyengat	Sangat asin	Lembek
2.	Kol	15%	Putih kecoklatan	Sangat menyengat	Sangat asin	Lembek
		30%	Putih kecoklatan	Menyengat	Sangat asin	Lembek
		50%	Putih kecoklatan	Menyengat	Sangat asin	Lembek
3.	Kedondong	15%	Kuning pucat	Menyengat	Lebih asin	Keras
		30%	Kuning pucat	Agak menyengat	Lebih asin dari 15%	Keras
		50%	Kuning pucat	Sangat Wangi	Sangat asin	Lembek

Tabel 3. Hasil Pengamatan Aktivitas Mikroba Dalam Fermentasi Hari Ke-7

No	Sampel	Konsentrasi	Pengamatan Organoleptik
			Warna	Aroma	Rasa	Tekstur	Gambar
1.	Sawi	15%	Putih kecoklatan	Busuk menyengat	Lebih asin dari hari ke-3	Lembek
		30%	Putih kecoklatan	Menyengat	Sangat asin	Lembek
		50%	Krim	Menyengat	Sangat asin	Lembek
2.	Kol	15%	Putih kecoklatan	Sangat menyengat	Sangat asin	Lembek
		30%	Putih kecoklatan	Menyengat	Sangat asin	Lembek
		50%	Putih kecoklatan	Menyengat	Sangat asin	Lembek
3.	Kedondong	15%	Kuning pucat	Menyengat	Lebih asin	Keras
		30%	Kuning pucat	Agak menyengat	Lebih asin dari 15%	Keras
		50%	Kuning pucat	Sangat Wangi	Sangat asin	Lembek

Tabel 4. Hasil Identifikasi

No	Sampel	Identifikasi	Gambar
1	Sawi	Konsentrasi 15% Ambrosiozyma platypodis	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
		Konsentrasi 30% Ambrosiozyma philentoma	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
		Konsentrasi 50% Ambrosiozyma philentoma	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
2	Kol	Konsentrasi 15% Rhodosporidium kratochvilovae	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
		Konsentrasi 30% Ambrosiozyma philentoma	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
		Konsentrasi 50% Ambrosiozyma philentoma	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
3	Kedondong	Konsentrasi 15% Candida solani	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
		Konsentrasi 30% Candida sojae	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding
		Konsentrasi 50% Candida silvae	Gambar hasil pengamatan Gambar pembanding

3.2 Pembahasan 

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempelajari aktivitas mikrobia dalam makanan fermentasi. Pada praktikum ini kami melakukan percobaan tentang bagaimana aktivitas mikrobia dalam fermentasi. Fermentasi merupakan suatu proses yang berkaitan dengan reaksi biokimia dan aktivitas mikrobia yang membuat perubahan struktur kimia dari bahan-bahan organik dengan memanfaatkan agen-agen biologis terutama enzim sebagai biokatalis. dan enzimnya membawa dampak pengawetan bahan pangan disamping juga peningkatan mutu. Pada praktikum ini kami menggunakan kol, kedondong dan sawi putih sebagai bahan percobaan dengan melakukan penggaraman yang berbeda-beda kadarnya mulai dari 15%, 30% dan 50%. Garam dalam percobaan fermentasi ini berperan sebagai penseleksi organisme yang diperlukan tubuh. Jumlah garam yang ditambahkan berpengaruh terhadap populasi organisme. Garam dalam larutan suatu substrat bahan pangan dapat menekan kegiatan  pertumbuhan mikrobia tertentu yang berperan dalam membatasi air yang tersedia, dapat mengeringkan protoplasma dan menyebabkan plasmolisis (Desrosier, 1988).

Adapun hasil yang didapat pada hari pertama kondisi Sawi, Kedondong dan Kol setelah ditambah garam 15%, 30%, dan 50%. Pada hari ke-0 untuk  masih dalam keadaan segar, warna, aroma, tekstur. Pada pengamatan hari ke-3 sudah mulai terjadi perubahan aroma, rasa, dan tekstur masih seperti semula tidak terjadi perubahan. hampir rata-rata sampel ditambah garam 15%, 30%, dan 50% memiliki aroma tidak terlalu menyengat bentuk yang keras. Pengamatan hari ketiga mulai terjadi perubahan pada aroma yang awalnya tidak terlalu menyengat menjadi agak menyengat, bentuk lembek dan warna menjadi mulai berubah. Seperti pada sawi, kol pada konsentrasi 15% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa lebih asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma wangi, rasa asin dan tekstur renyah. Pada konsentrasi 30% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma lebih wangi, rasa  asin dan tekstur renyah. Pada konsentrasi 50% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma lebih sangat wangi, rasa lebih sangat asin dan tekstur lembek.

Pengamatan hari ke-7  lebih terjadi perubahan aroma, rasa, dan tekstur yang sangat berubah. Pada sawi, kol pada konsentrasi 15% yaitu : warna putih kecoklatan, aroma sangat menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat, aroma menyengat, rasa lebih asin dan tekstur keras. Pada konsentrasi 30% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma agak menyengat, rasa  lebih asin dan tekstur keras. Pada konsentrasi 50% yaitu : warna putih kecoklatan, aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma sangat wangi, rasa sangat asin dan tekstur lembek. 

Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan diketahui bahwa semakin lama asinan direndam dalam air garam asinan akan berubah warna menjadi kuning dan asinan akan berbau amis. Hal ini disebabkan adanya aktivitas mikrobia pada makanan tersebut dan adanya bakteri asam laktat yang memproduksi enzim yang dapat menguraikan karbohidrat dari bahan yang difermentasi menjadi asam, alkohol, dan gas. Perbedaan perubahan yang terjadi pada tiap sampel disebabkan perbedaan konsentrasi garam yang diberikan. Dalam proses fermentasi dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan yaitu pH, kadar air, suhu, dan lain-lain. Pada percobaan dapat kita lihat bahwa jumlah garam yang ditambahkan mempengaruhi jumlah populasi organisme yang tumbuh di asinan. 

Jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam teknologi fermentasi adalah : 

1. Bakteri Asam Laktat, dari kelompok ini termasuk bakteri yang menghasilkan sejumlah besar asam laktat sebagai hasil akhir dari metabolisme gula (karbohidrat). Asam laktat yang dihasilkan dengan cara tersebut akan menurunkan nilai pH dari lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. Ini juga menghambat pertumbuhan dari beberapa jenis mikroorganisme lainnya. Dua kelompok kecil mikroorganisme dikenal dari kelompok ini yaitu organisme-organisme yang bersifat homofermentative dan heterofermentative. Jenis-jenis homofermentatif yang terpenting hanya menghasilkan asam laktat dari metabolisme gula, sedangkan jenis-jenis heterofermentatif menghasilkan karbondioksida dan sedikit asam-asam volatil lainnya, alkohol, dan ester disamping asam laktat.

2. Bakteri Asam Propionat, jenis-jenis yang termasuk kelompok ini ditemukan dalam golongan Propionibacterium, berbentuk batang dan merupakan gram positif. Bakteri ini penting dalam fermentasi bahan pangan karena kamampuannya memfermentasi karbohidrat dan juga asam laktat dan menghasilkan asam-asam propionat, asetat, dan karbondioksida. Jenis-jenis ini penting dalam fermentasi keju Swiss. 

3. Bakteri Asam asetat, bakteri ini berbentuk batang, gram negatif dan ditemukan dalam golongan Acetobacter sebagai contoh Acetobacter aceti. Metabolismenya lebih bersifat aerobik (tidak seperti spesies tersebut di atas), tetapi peranannya yang utama dalam fermentasi bahan pangan adalah kemampuannya dalam mengoksidasi alkohol dan karbohidrat lainnya menjadi asam asetat dan dipergunakan dalam pabrik cuka.

4. Khamir, khamir sejak dulu berperan dalam fermentasi yang bersifat alkohol dimana produk utama dari metabolismenya adalah etanol. Saccharomyces cerevisiae adalah jenis yang utama yang berperan dalam produksi minuman beralkohol seperti bir dan anggur dan juga digunakan untuk fermentasi adonan dalam perusahaan roti. 

5. Kapang, kapang jenis-jenis tertentu digunakan dalam persiapan pembuatan beberapa macam keju dan beberapa fermentasi bahan pangan Asia seperti kecap dan tempe. Jenis-jenis yang termasuk golongan Aspergillus, Rhizopus, dan Penicillium sangat penting dalam kegiatan tersebut (Anshari, 2009).

BAB IV

PENUTUP

4.1    Kesimpulan 

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 

1. Pada hari ke-0 untuk  masih dalam keadaan segar, warna, aroma, tekstur. Pada pengamatan hari ke-3 sudah mulai terjadi perubahan aroma, rasa, dan tekstur masih seperti semula tidak terjadi perubahan. hampir rata-rata sampel ditambah garam 15%, 30%, dan 50% memiliki aroma tidak terlalu menyengat bentuk yang keras.

2. Pengamatan hari ke-3 pada sawi, kol pada konsentrasi 15% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa lebih asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma wangi, rasa asin dan tekstur renyah. Pada konsentrasi 30% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma lebih wangi, rasa  asin dan tekstur renyah. Pada konsentrasi 50% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma lebih sangat wangi, rasa lebih sangat asin dan tekstur lembek.

3. Pada pengamatan hari ke-7  lebih terjadi perubahan aroma, rasa, dan tekstur yang sangat berubah. Pada sawi, kol pada konsentrasi 15% yaitu : warna putih kecoklatan, aroma sangat menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat, aroma menyengat, rasa lebih asin dan tekstur keras. Pada konsentrasi 30% yaitu : warna putih kecoklatan,aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma agak menyengat, rasa  lebih asin dan tekstur keras. Pada konsentrasi 50% yaitu : warna putih kecoklatan, aroma menyengat, rasa sangat asin dan tekstur lembek dan pada kedondong warna kuning pucat ,aroma sangat wangi, rasa sangat asin dan tekstur lembek. 

4.2  Saran 

Sebelum melakukan praktikum, seharusnya praktikan terlebih dahulu telah mempelajari dan menguasai  materi yang akan dipraktikumkan. 

DAFTAR PUSTAKA

Anshari, A. 2009. Mikroorganisme dalam Fermentasi.

http://pocongkesurupan.blogspot.com/2009/11/mikroorganisme-dalam-fermentasi.html

Diakses pada tanggal 24 April  2013.

Buckle, K. A. 1987. Ilmu Pangan. UI- Press, Jakarta.

Desrosier, N.W. 1988. Teknologi Pengawetan Pangan. UI-Press, Jakarta.

Dwidjoseputro, D. 2003. Dasar-dasar Mikrobiologi. Djambatan, Jakarta

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan 1. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Gaman, P.M. & Shernington, K. B. 1994. Ilmu Pangan dan Pengantar Ilmu Pangan Nutrisi dan Mikrobiologi. UGM, Jakarta.

Kunaepah, U. 2009. Pengaruh Lama Fermentasi dan Konsentrasi Gukosa Terhadap Aktivitas  Antibakteri, Polifenol Total  dan Mutu Kimia Kefir Susu Kacang Merah. Media Gizi Pangan, Vol. VII, Edisi I. Hal : 13-15.

Lim, D. 1998. Microbiology. WCB McGraw-Hill, Missouri.

Poni, P. 2011. Fermentasi 

http://id.shvoong.com/exact-sciences/1663623-fermentasi/

Diakses pada tanggal 02 Mei 2011

Penn, C. 1991. Handling Laboratory Microorganism. Open University, Milton Keynes. Philadelphia