Free: Tugas fermentasi inokulum bakteri

INOKULUM BAKTERI

Tujuan utama pembuatan inokulum untuk fermentasi menggunakan bakteri ialah menyediakan inokulum yang berada dalam keadaan aktif sehingga dapat mempersingkat fase adaptasi pada waktu fermentasi.

Kondisi Inokulum

Lamanya fase adaptasi dipengaruhi oleh volume inokulum dan kondisi fisiologinya. Untuk bakteri pembentuk spora, inokulum juga dipengaruhi oleh lamanya fase adaptasi. Karena itu, inokulum bakteri sebaiknya diinokulasikan ke dalam medium fermentasi pada saat sel aktif melakukan metabolisme. Fase adaptasi dapat dikurangi sampai serendah-rendahnya jika komposisi medium inokulum yang digunakan sama dengan komposisi medium fermentasi.

Penggunaan Inokulum

Dalam proses fermentasi untuk memproduksi vinegar, penggunaan inokulum yang berada dalam keadaan sangat aktif merupakan faktor yang menentukan. Bakteri asam asetat yang digunakan dalam proses produksi vinegar bersifat aerob yang sangat sensitif terhadap kekurangan oksigen. Untuk menghindari adanya gangguan selama proses fermentasi, sel-sel bakteri pada akhir proses fermentasi digunakan sebagai inokulum dalam proses fermentasi berikutnya.

Fase adaptasi dalam proses fermentasi untuk memproduksi enzim yang dihasilkan oleh bakteri juga perlu dikurangi sampai serendah mungkin. Aunstrup (1974), membuat inokulum Bacillus subtilis untuk memproduksi enzim protease, melalui dua tahap, yaitu pada tahap pertama inokulum ditumbuhkan pada medium padat atau cair selama 1-2 hari. Kemudian dipindahkan ke dalam fermentor inokulum dan dibiarkan tumbuh sampai sepuluh (10) generasi sebelum diinokulasikan ke dalam fermentor produksi. Sedangkan Beech (1952), membuat inokulum Clostridium acetobutylicum, yaitu galur bakteri anaerob yang digunakan untuk memproduksi aseton dan butanol.

Kinerja ensilase limbah sayuran pasar dapat optimal di dukung oleh inokulum Lactobacillus collinoides, Lactobacillus delbrueckii dan inokulumcampuran. Inokulum Lactobacillus delbrueckii paling efektif untuk mengkondisikan silase pada pH rendah, suhu rendah kandungan asam butirat rendah dan kandungan asam laktat tinggi. Serta efektif untuk menghambat penurunan kandungan BK, BO dan PK silase. Sebagai alternative mendapatkan silase limbah sayuran pasar yang baik disarankan menggunakan inokulum Lactobacillus delbrueckii.

Macam-macam Fermentasi

Dalam keadaan normal, organisme melakukan pembongkaran zat den

gan cara oksidasi biologi atau respirasi aerob, yaitu respirasi yang memerlukan oksigen bebas. Akan tetapi, pada saat kadar oksigen terlalu rendah, oksidasi biologi tidak dapat berlangsung. Misalnya, pada tumbuhan darat yang tanahnya tergenang air sehingga akar tidak dapat melakukan respirasi aerob karena kadar oksigen dalam rongga tanah sangat rendah.

Pada manusia, kekurangan oksigen sering terjadi pada atlet-atlet yang berlari jarah jauh dengan kencang. Atlet tersebut membutuhkan kadar oksigen yang lebih banyak daripada yang diambil dari pernafasan. Dengan kurangnya oksigen dalam tubuh, maka proses pembongkaran zat dilakukan dengan cara anaerob, yang disebut dengan fermentasi. Fermentasi tidak harus selalu dalam keadaan anaerob. Beberapa jenis mikroorganisme mampu melakukan fermentasi dalam keadaan aerob, misalnya pada fermentasi asam cuka.

Jika dibandingkan dengan respirasi, sebenarnya fermentasi ini sangat merugikan sel karena dua alasan:
1. Sering dihasilkan senyawa yang merusak sel, misalnya alkohol.
2. Dari jumlah mol zat yang sama akan dihasilkan jumlah energi yang lebih rendah/lebih sedikit.
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, dan fermentasi asam cuka.

Fermentasi Asam Laktat

Pada sel hewan tingkat tinggi dan manusia, jika bekerja terlalu berat dan kebutuhan oksigen untuk melakukan respirasi sel tidak cukup, maka senyawa asam piruvat dalam sel otot akan direduksi menjadi asam laktat (asam lelah). Asam laktat adalah suatu senyawa yang dapat menurunkan pH sampai pada suatu titik yang mengakibatkan gangguan serius pada fungsi sel. Salah satu gangguan yang ditimbulkannya adalah kelelahan, sehingga asam laktat sering disebut juga asam lelah.

Proses glikolisis menghasilkan asam piruvat. Jika cukup oksigen, glikolisis akan dilanjutkan dengan siklus Krebs. Bila kondisi anaerob (kurang oksigen) yang terjadi, asam piruvat akan diubah menjadi asam laktat. Akibatnya, rantai transpor elektron tidak terjadi karena tidak lagi menerima elektron dari NADH dan FADH2 yang dalam keadaan aerob dihasilkan oleh siklus Krebs. Karena tidak terjadi penyaluran elektron, maka NAD+ dan FAD yang mutlak diperlukan dalam siklus Krebs juga tidak terbentuk sehingga daur Krebs terhenti. Reaksi ini merupakan suatu pemborosan, karena hanya 7% dari energi yang terdapat pada asam piruvat yang dibebaskan. Meskipun fermentasi asam laktat menghasilkan senyawa yang merugikan otot, tetapi poses ini menghasilkan ATP bagi sel yang tidak dapat melakukan respirasi secara aerob. Pada fermentasi asam laktat ini, dari satu molekul glukosa dihasilkan ATP sebanyak 2 molekul. Secara sederhana, fermentasi asam laktat berlangsung sebagai berikut.
Persamaan Reaksi Fermentasi Asam Laktat
Mungkin Anda heran mengapa didalam fermentasi asam laktat dapat dihasilkan energi. Sebab kalau dipikir, molekul asam piruvat tidak lebih teroksidasi daripada molekul glukosa. Jika rumus molekulnya diperhatikan, C3H4O3, maka seakan-akan apa yang terjadi pada glikolisis hanyalah pemecahan molekul glukosa, (C6H12O6), menjadi dua bagian (C3H6O3), yang kemudian kehilangan 2 elektronnya dalam bentuk 2 atom hidrogen. Hal ini memang benar. Tetapi, penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa apa yang terjadi bukan sekedar itu. Satu ujung dari molekul asam piruvat (–CH3) sekarang lebih tereduksi daripada yang terdapat pada glukosa, sedangkan pada ujung lainnya (–COOH) lebih teroksidasi. Reaksi reduksi dan oksidasi inilah yang kemudian membebaskan energi yang sedikit tersebut.

Fermentasi Alkohol

Beberapa organisme seperti Saccharomyces dapat hidup, baik dalam kondisi lingkungan cukup oksigen maupun kurang oksigen. Organisme yang demikian disebut aerob fakultatif. Dalam keadaan cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam keadaan lingkungan kurang oksigen Saccharomyces akan melakukan fermentasi.

Dalam keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+. Dengan terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol ini, dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP. Fermentasi alkohol, secara sederhana, berlangsung sebagai berikut.
Persamaan Reaksi Fermentasi Alkohol
Sebagaimana halnya fermentasi asam laktat, reaksi ini merupakan suatu pemborosan. Sebagian besar dari energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat di dalam etanol, karena itu etanol sering dipakai sebagai bahan bakar mesin. Reaksi ini, seperti fermentasi asam laktat, juga berbahaya. Ragi dapat meracuni dirinya sendiri jika konsentrasi etanol mencapai 13% (Hal ini menjelaskan kadar maksimum alkohol pada minuman hasil fermentasi seperti anggur).

Fermentasi Asam Cuka

Fermentasi asam cuka merupakan satu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini biasa dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter) dengan substrat etanol. Jika diberikan oksigen yang cukup, bakteri-bakteri ini dapat memproduksi cuka dari bermacam-macam bahan makanan yang beralkohol. Bahan makanan yang biasa digunakan yaitu sari buah apel, anggur, biji-bijian fermentasi, malt, beras, atau bubur kentang. Dari proses fermentasi asam cuka, energi yang dihasilkan lima kali lebih besar daripada energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol. Secara umum reaksi kimia yang terfasilitasi oleh bakteri ini adalah:
C2H5OH + O2 —> CH3COOH + H2O

Etimologi 'yoghurt'

Kata diambil dari bahasa Turki yoğurt (pengucapan: [jɔˈurt]) diambil dari kata sifat ‘yoğun’, yang berarti “padat” dan “tebal”, atau dari kata kerja yoğurmak, yang berarti “memijat” dan kemungkinan berarti “membuat padat” aslinya.

Yoghurt dibuat dengan memasukkan bakteri spesifik ke dalam susu di bawah temperatur yang dikontrol dan kondisi lingkungan, terutama dalam produksi industri. Bakteri merombak gula susu alami dan melepaskan asam laktat sebagai produk sisa. Keasaman meningkat menyebabkan protein susu untuk membuatnya padat. Keasaman meningkat (pH=4-5) juga menghindari proliferasi bakteri patogen yang potensial. Di Amerika Serikat, untuk dinamai yoghurt, produk harus berisi bakteri Streptococcus salivarius subsp. thermophilus dan Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.
Pada kebanyakan negara, produk mungkin disebut yoghurt hanya jika bakteri hidup ada di produk akhir. Produk yang telah dipasteurisasi, yang tidak punya bakteri hidup, disebut susu fermentasi (minuman).
Yoghurt yang telah dipasteurisasi memiliki rentang hidup yang panjang dan tidak membutuhkan kulkas.
Yoghurt kaya akan protein, beberapa vitamin B, dan mineral yang penting. Yoghurt memiliki lemak sebanyak susu darimana ia dibuat.
Karena struktur laktosa yoghurt dirusak, maka yoghurt bisa dikonsumsi orang yang alergi terhadap susu. Yoghurt kaya dengan vitamin B.

Jenis yoghurt

Yoghurt Dahi

Yoghurt Dahi dari subkontinen India dikenal dengan rasanya yang unik. Istilah Inggris untuk yoghurt spesifik di Bangladesh, India, dan Pakistan adalah curd.

Dadiah atau Dadih

Dadiah atau Dadih adalah yoghurt tradisional dari Sumatera Barat yang dibuat dari susu kerbau. Dadiah difermentasi dalam tabung bambu.

Labneh atau Labaneh

Yoghurt Labneh dari Lebanon adalah yoghurt yang telah dipadatkan yang digunakan untuk sandwich. Minyak olive, potongan mentimun, olive, dan berbagai macam herba hijau kadang-kadang ditambahkan. Labneh dapat ditebalkan lagi dan digulung membentuk bola, lalu diawetkan dalam minyak olive, dan difermentasi untuk beberapa minggu. Terkadang digunakan beserta bawang bombay, daging, dan kacang untuk Lebanese pie atau Kebbeh كبة balls.

Bulgarian ("Кисело мляко")

Yoghurt Bulgaria, umumnya dikonsumsi apa adanya, populer karena rasa, aroma dan kualitasnya. Kualitas muncul dari Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus strain yang digunakan di Bulgaria dan Macedonia. Produsen yoghurt Bulgaria mengambil langkah untuk melindungi trademark yoghurt Bulgaria di Eropa dan untuk membedakannya dengan produk lain yang tidak mengandung bakteri hidup.
Yoghurt Bulgaria dan Macedonia seringkali disaring dengan cara menggantungnya pada pakaian untuk beberapa jam untuk mengurangi kadar air. Hasil yoghurtnya lebih creamy, kaya dan lembut pada rasanya karena peningkatan lemak. Menggantungnya semalaman menghasilkan yoghurt yang terkonsentrasi mirip dengan keju krim. Yoghurt juga digunakan untuk menyiapkan salad susu Bulgaria. Versi komerial yoghurt saringan ada.
Sup dingin populer yang dibuat dBulgarian ("Кисело мляко") === Yoghurt Bulgaria, umumnya dikonsumsi apa adanya, populer karena rasa, aroma dan kualitasnya. Kualitas muncul dari Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus strain yang digunari yoghurt populer pada musim panas di Bulgaria, Macedonia, dan Turki. Disebut tarator dan cacık, berturut-turut, dibuat dengan Ayran, mentimun, bawang putih, dan kenari tanah di Bulgaria dan umumnya tidak memakai kenari di Turki.

Minuman yoghurt

Lassi adalah semacam minuman berbasis yoghurt yang asal mulanya dari subkontinen India (seperti India, Pakistan dan Bangladesh), biasanya dibuat asin atau manis. Lassi asin biasanya diberi rasa cumin yang dibakar dalam tanah dan cile pepper; sedangkan rasa manis dengan rosewater, lemon, mangga atau jus buah lainnya. Minuman berbasis yoghurt lainnya, minuman asin yang disebut ayran, populer di Azerbaijan, Turki, Bulgaria, Macedonia, Kazakhstan dan Kyrgystan. Dibuat dengan cara mencampur yoghurt dengan air dan menambah garam. Minuman sama yang dikenal tan di Armenia dan "Laban Ayran" di Syria. Minuman yang mirip, Doogh, populer di Timur Tengah antara Lebanon dan Iran; berbeda dari ayran karena menambah herb, biasanya mint, dan dikarbonisasi, biasanya dengan air seltzer??. Di AS, minuman berbasis yoghurt seringkali dijual dalam nama seperi "yoghurt smoothie" atau "drinkable yoghurt".
Minuman yoghurt yang populer di Kanada, Inggris, dan Irlandia, disebut Yop yang dijual di supermarket dan toko-toko tertentu.

Kefir

Kefir adalah minuman susu fermentasi berasal di Kaukasus. Beberapa peternakan Amerika menawarkan minuman yang disebut "kefir" untuk beberapa tahun dengan rasa buah tapi tanpa karbonisasi atau alkohol. Hingga 2002, bernama seperti "drinkable yoghurt" dan "yoghurt smoothie" telah diperkenalkan.