TEKNOLOGI FERMENTASI TITIS SARI KUSUMA

FERMENTASI Proses oksidasi anaerobik atau parsial anaerobik karbohidrat yang menghasilkan alkohol serta beberapa asam

FERMENTASI Pengolahan makanan atau bahan makanan memanfaatkan pertumbuhan bakteri sebagai proses produksi

Keuntungan Fermentasi pH dan suhu yang diatur Pengaruh ke nilai gizi produk Karakteristik sensori makanan produk Rasa dan tekstur khas (metode lain tidak bisa) Rendah energi, karena pH dan suhu diatur Modal bahan baku dan operasi rendah Teknologi sederhana

Faktor utama pengendali fermentasi Ada sumber carbon dan nitrogen, zat gizi spesifik pH substrat Suhu inkubasi Kadar air Potensial redoks Fase pertumbuhan bakteri Adanya kompetisi dengan bakteri lain

FERMENTASI Aktifitas metabolisme selama fermentasi Memperpanjang masa simpan Mengubah rasa dan tekstur produk menjadi produk yang diharapkan (misal : mengandung alkohol) Meningkatkan nilai gizi produk

FERMENTASI Organisme yang berperan Khamir Kapang Bakteri

Proses Fermentasi

Cara Operasi Fermentasi Fermentasi cair : etanol, protein sel tunggal, antibiotic, pelarut organic, kultur starter, dekomposisi selulosa, pengolahan limbah cair, beer, glukosa isomerase, dan lain sebagainya. Fermentasi padat tape, oncom, koji dan lain sebagainya.

Fermentasi Cair Etanol Nata de coco Fermentasi Bawah Permukaan (submerged fermentation) Etanol Fermentasi atas permukaan (surface fermentation) Nata de coco

submerged fermentation Batch culture Continuous culture Gabungan system batch dan kontinyu (Fed-Batch Process)

Batch Culture memasukan media dan inokulum secara bersamaan ke dalam bioreactor pengambilan produk dilakukan pada akhir fermentasi

Batch Culture

Continuous Culture pengaliran subtrat dan pengambilan produk dilakukan secara terus menerus (sinambung) setiap saat setelah diperoleh konsentrasi produk maksimal atau subtract pembatasnya mencapai konsentrasi yang hampir tetap (Rusmana, 2008). subtrat dan inokulum dapat ditambahkan bersama-sama secara terus menerus sehingga fase eksponensial dapat diperpanjang.

Continuous fermentation

Fed – batch

Fed – batch sistem yang tambahkan media baru secara teratur pada kultur tertutup, tanpa mengeluarkan cairan kultur yang ada di dalam fermentor sehingga volume kultur makin lama makin bertambah Tri Widjaja (2010) Rusmana (2008), memasukan sebagian sumber nutrisi (sumber C, N dan lain-lain) ke dalam bioreactor dengan volume tertentu hingga diperoleh produk yang mendekati maksimal, akan tetapi konsentrasi sumber nutrisi dibuat konstan

Controlled fermentation Proses Traditional fermentation Controlled fermentation VS Create conditions to inhibit undesirable fermentation yet allow desirable fermentation Deliberately add microorganisms to ensure desired fermentation

Traditional Fermentation Incubation under specific conditions Raw material with indigenous microflora Final product = desirable m/o’s = undesirable (pathogen or spoilage) m/o’s Relies on m/o naturally found in the raw material. Have been going on for thousands of years. Long before we knew what bacteria and fungi are. Conditions adjusted so that desirable microorganisms grow. Disadvantage: Process and product are unpredictable depending on source of raw material, season, cleanliness of facility, etc. Advantage: Some flavors unique to a region or product may only be attained this way.

Controlled Fermentation Add starter culture Final product Incubation under specific conditions Raw material Large numbers of desirable m/o’s are added to the raw material. This is a starter culture. It helps if raw material is sterile or has reduced natural microflora, so that the added m/o’s dominate quickly. Conditions adjusted so that desirable (starter culture) m/o’s grow. Advantage: – uniformity, efficient, more control of process and product   Disadvantage: Isolating the right strain(s) to inoculate is not always easy. Complexity of flavors may decrease.

starter culture types : to inoculate the raw material Pure microbial cultures “Backslop” method prepared specifically for a particular food fermentation Using some of the product from a previous successful fermentation to inoculate the next batch of raw material

Controlled Fermentation: pure cultures Raw material Pure culture Add pure microbial culture Final product Incubation under specific conditions Provides most control First used in the 1890s.

Controlled Fermentation: “backslop” method Raw material Final product from a previous fermentation (traditional or controlled) Add product (or byproduct) from a recent successful fermentation Final product Incubation under specific conditions Can pass on undesirable organisms too. Balance of live organisms may change in final product. Used in the old days. Not common now on an industrial scale because of the risk of contamination.

FERMENTASI Tergantung dari tujuan atau hasil yang ingin dicapai Jenis mikroba tertentu yang akan digunakan untuk melakukan perombakan secara kimia atau fisik Bentuk, tekstur, flavour pada hasil akhir

BIOKIMIA FERMENTASI Hasil fermentasi : hasil metabolisme mikroba dalam kondisi anaerob Mikroba butuh energi : glukosa Aerob Ubah glukosa jadi air, CO2, dan Energi (ATP) Anaerob Hanya beberapa mikroba Hasil : substrat setengah terurai

BIOKIMIA FERMENTASI Anaerob Hasil : Energi, CO2, air, sejumlah asam organik (asam laktat, asam asetat, etanol, bahan mudah menguap : alkohol, ester, dll) Contoh BAL : asam asetat hasil penguraian KH Anaerob : Khamir uraikan KH menghasilkan etanol

MIKROBA PELAKU FERMENTASI Bakteri Asam Laktat Menguraikan glukosa menghasilkan asam laktat, menurunkan pH serta menimbulkan rasa asam Dua golongan Homofermentatif : menghasilkan asam laktat Heterofermentatif : asam laktat, CO2, asam organik, alkohol, ester

Efek pada makanan Mengurangi rasa manis dan rasa asam meningkat Fermentasi menguraikan gula Meningkatkan rasa asin Mengurangi rasa pahit Ada proses penguraian rasa pahir oleh enzim

Aroma khas fermentasi Senyawa volatil Amina, asam lemak, aldehid, ester, keton Interaksi senyawa tersebut selama fermentasi dan pematangan

Vitamin

Perubahan nilai gizi Perubahan kompleks komposisi protein, lemak, karbohidrat, vitamin MO menyerap : asam lemak, asam amino, gula, dan vitamin Produk khusus : tempe dan keju MO menghasilkan vitamin untuk meningkatkan nilai gizi

tugas Setiap mahasiswa mengkaji 1 produk fermentasi. Berilah keterangan proses fermentasinya Bacth, kontinu, atau fed-batch Jenis fermentasi Asam laktat, alkohol, mix asam-alkohol Nilai gizi produk Disertakan gambar, referensi Waktu 1 minggu

TERIMAKASIH