Fermentasi – Pengertian, Sifat, Faktor, Tujuan, Tahapan, Manfaat, Asam Laktat, Contoh

Diposting pada

Fermentasi – Pengertian, Sifat, Faktor, Tujuan, Tahapan, Manfaat, Asam Laktat, Contoh : Fermentasi dapat digolongkan kedalam salah satu bioteknologi dalam bidang pangan. Pengolahan makanan dan bahan makanan mealui bioteknologi menghasilkan aneka macam pangan dan bahan pangan hasil fermentasi yang digunakan secara luas. Arti kata fermentasi selama ini berubah-ubah. Kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin “fervere” yang berarti merebus. Fermentasi merupakan suatu cara untuk mengubah substrat menjadi produk tertentu yang dikehendaki dengan menggunakan bantuan mikroba.


Pengertian Fermentasi

Kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin “fervere” yang berarti merebus. Fermentasi adalah proses yang memanfaatkan kemampuan mikroba untuk menghasilkan metabolit primer dan metabolit sekunder dalam suatu lingkungan yang dikendalikan. Fermentasi merupakan bentuk penerapan atau aplikasi tertua dari bidang bioteknologi.  Pada mulanya istilah fermentasi digunakan untuk menunjukkan proses pengubahan glukosa menjadi alkohol yang berlangsung secara anaerob.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Asam, Basa, Dan Garam


Fermentasi merupakan suatu cara untuk mengubah substrat menjadi produk tertentu yang dikehendaki dengan menggunakan bantuan mikroba. Produk-produk tersebut biasanya dimanfatkan sebagai minuman atau makanan. Fermentasi suatu cara telah dikenal dan digunakan sejak lama sejak jaman kuno.


Sebagai suatu proses fermentasi memerlukan:

  • Mikroba sebagai inokulum
  • Tempat (wadah) untuk menjamin proses fermentasi berlangsung dengan optimal.
  • Substrat sebagai tempat tumbuh (medium) dan sumber nutrisi bagi mikroba.


Sifat Fermentasi

Fermentasi mempunyai sifat, sifat fermentasi terbagi dua tipe  yaitu aerobik ( oksigen ) dan anaerobik ( tanpa oksigen ).

  • Tipe Fermentasi Aerobik

Fermentasi aerobik adalah fermentasi yang pada prosesnya memerlukan oksigen. Semua organisme untuk hidupnya memerlukan sumber energi yang diperoleh dari hasil metabolisme bahan pangan, dimana organism itu berada. Mikroorganisme adalah organisme yang memerlukan energi tersebut. 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. Fermentasi yang terdapat pada  tipe fermentasai aerobik, yaitu :


    • Fermentasi asam cuka

Merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. 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


  • Tipe Fermentasi Anaerobik

Fermentasi anaerobik adalah fermentasi yang pada prosesnya tidak memerlukan oksigen. Beberapa 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. Pada fermentasi, substrat hanya dioksidasi sebagian dan oleh karena itu hanya sedikit energi yang bisa dihasilkan.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Termokimia : Pengertian, Persaman, Reaksi, Rumus Dan Contoh Soal


  • 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

Secara umum, fermentasi asam laktat perlu melalui dua tahapan, antara lain:


  1. Proses fermentasi Homolactic

Pada proses ini terjadi perubahan glukosa mnjadi piruvat. Lalu terbentuklah 2 molekul asam laktat. Proses ini menggunakan enzim laktat Dehidrogenase.


  1. Proses Fermentasi Heterofermentatif

Proses inin menggunakan piruvat sebagai penghasil asam laktat, etanol dan karbon dioksida sebagai hasil bawa bentuan enzim dehidrogenanse laktat dan piruvat dekarboksilase


  • 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


Faktor yang Mempengaruhi Proses Fermentasi

Fermentasi bahan pangan merupakan hasil kegiatan beberapa mikroorganisme. Agar proses fermentasi dapat berjalan dengan baik, tentunya beberapa faktor yang mempengaruhi kegiatan dari mikroorganisme perlu pula diperhatikan. Sehingga apabila kita berbicara mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi, tentunya tidak lepas dari kegiatan mikroorganisme itu sendiri. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi proses fermentasi meliputi suhu, oksigen, substrat dan air.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Perbedaan Antara Senyawa Ionik Dan Senyawa Molekul


  • Suhu

Suhu sebagai salah satu faktor lingkungan terpenting yang mempengaruhi dan menentukan macam organisme yang dominan selama fermentasi. Beberapa hal sehubungan dengan suhu untuk setiap mikroorganisme dapat digolongkan sebagai berikut :

    1. Suhu minimum, di bawah suhu itu pertumbuhan mikroorganisme tidak terjadi lagi.
    2. Suhu optimum, sebagai suhu yang memungkinkan pertumbuhan mikroorganisme paling cepat.
    3. Suhu maksimum, di atas suhu itu pertumbuhan mikroorganisme tidak mungkin terjadi lagi.

  • 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.


  • Substrat

Seperti halnya makhluk lain, 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. Hal itu karena beberapa mikroorganisme ada yang memiliki sistem enzim ( katalis biologis ) yang dapat mencerna senyawa-senyawa yang tidak dapat dilakukan oleh mikro organisme lain. Komposisi kimia hasil pertanian yang terpenting adalah ptotein, karbohidrat dan lemak. Pada pH 7,0 protein mudah sekali digunakan oleh bakteri sebagai substrat. Karbohidrat seperti pektin, pati dan lainnya merupakan substrat yang baik bagi kapang dan beberapa khamir.


  • 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.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : √ Pengertian Mikrobiologi Dalam Biologi Dan Faktor Beserta Mekanismenya


Contoh Produk yang Mengalami Prose Fermentasi

  • Bir

Bir adalah salah satu contoh terbaik hasil fermentasi. Minuman ini terbuat dari biji-bijian seperti gandum, barley, dll.

  1. Gandum dikeringkan dan kemudian dihaluskan kemudian dicampur dengan air panas.
  2. Campuran ini lantas disimpan dalam bejana fermentasi dan ditambahkan ragi serta dibiarkan selama beberapa minggu dalam kondisi anaerobik.
  3. Dalam kondisi ini, ragi akan memakan gula atau karbohidrat dan membentuk alkohol.
  4. Setelah disimpan dalam waktu yang cukup, bir kemudian disaring dan dikemas dalam botol.

  • Anggur

Anggur merupakan minuman beralkohol yang biasanya terbuat dari buah anggur yang difermentasi.  Keseimbangan sifat alami yang terkandung pada buah anggur, menyebabkan buah tersebut dapat difermentasi tanpa penambahan gula, asam, enzim, ataupun nutrisi lain. Anggur  dibuat dengan cara memfermentasi jus buah anggur menggunakan khamir dari tipe tertentu. Ragi  tersebut akan mengkonsumsi kandungan gula yang ada pada buah anggur dan mengubahnya menjadi alkohol.


cara pembuatan nata de coco sebagai berikut:

  • Pertama kali, buah anggur segar dihancurkan sampai terbentuk seperti bubur.
  • Bubur anggur kemudian dibiarkan selama beberapa hari sehingga sari buahnya keluar dan kulit terkelupas dari daging buah.
  • Bubur anggur lantas disaring untuk memisahkan kulitnya. Ragi lantas ditambahkan dan dibiarkan selama beberapa minggu dalam kondisi anaerobik.
  • Setelah periode waktu tertentu, cairan anggur kemudian dipisahkan dalam berbagai wadah yang berbeda dan dibiarkan mengalami fermentasi lambat.
  • Terakhir, anggur kemudian dikemas dalam botol dan siap dikonsumsi.

Minuman anggur atau wine dibedakan menjadi beberapakelompok, anggur merah, anggur putih, dan lain-lain.  Beberapa jenis anggur merah yang terkenal di kalangan peminum wine di Indonesia adalah merlot, cabernet sauvignon, syrah/shiraz, dan pinot noir.


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : 6 Perbedaan Senyawa Polar Dengan Non Polar


  • Tahu

Tahu merupakan makanan yang terbuat dari bahan baku kedelai, dan prosesnya masih sederhana dan terbatas pada skala rumah tangga. Suryanto (dalam Hartaty, 1994) menyatakan bahwa yang dimaksud dengan tahu adalah makanan padat yang dicetak dari sari kedelai (Glycine spp) dengan proses pengendapan protein pada titik isoelektriknya, tanpa atau dengan penambahan zat lain yang diizinkan.


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).


Secara umum tahapan proses pembuatan tahu adalah sebagai berikut :

  • Kedelai yang telah dipilih dibersihkan dan disortasi. Pembersihan dilakukan dengan menggunakan alat pembersih.
  • Perendaman dalam air bersih agar kedelai dapat mengembang dan cukup lunak untuk digiling. Lama perendaman berkisar 4 – 10 jam.
  • Pencucian dengan air bersih. Jumlah air yang digunakan tergantung pada besarnya atau jumlah kedelai yang digunakan.
  • Penggilingan kedelai menjadi bubur kedelai dengan mesin giling. Untuk memperlancar penggilingan perlu ditambahkan air dengan jumlah yang sebanding dengan jumlah kedelai.

  • Pemasakan kedelai dilakukan di atas tungku dan dididihkan selama 5 menit. Selama pemasakan ini dijaga agar tidak berbuih, dengan cara menambahkan air dan diaduk.
  • Penyaringan bubur kedelai dilakukan dengan kain penyaring. Ampas yang diperoleh diperas dan dibilas dengan air hangat. Jumlah ampas basah kurang lebih 70% sampai 90% dari bobot kering kedelai.

  • Setelah itu dilakukan penggumpalan dengan menggunakan air asam, pada suhu 50oC, kemudian didiamkan sampai terbentuk gumpalan besar. Selanjutnya air di atas endapan dibuang dan sebagian digunakan untuk proses penggumpalan kembali.
  • Langkah terakhir adalah pengepresan dan pencetakan yang dilapisi dengan kain penyaring sampai padat. Setelah air tinggal sedikit, maka cetakan dibuka dan diangin-anginkan.

Tujuan Fermentasi

Tujuan fermentasi manjadikan 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.

Contoh fermentasi keju

Tahapan Proses Fermentasi

  1. Formulasi medium yang  dipakai untuk menumbuhkan mikroorganisme, baik pada pengkayaan ataupun Proses Produksi
  2. Sterilisasi Medium, Fermentor dan Perlengkapannya
  3. Produksi kultur murni atau campuran yang cukup untuk menginokulasi pada tahap produksi
  4. Optimasi produksi pada tahap Fermentasi produk dengan kondisi Optimum
  5. Ekstraksi dan Purifikasi
  6. Pembuangan limbah medium yang  dihasilkan pada saat produksi

Manfaat Fermentasi

  • Memperkaya variasi makanan dengan mengubah rasa, aroma serta tekstur makanan
  • Mengawetkan makanan agar menghasilkan asam laktat, alkohol, dan asam asetat dalam jumlah yang cukup banyak
  • Memperkaya nutrisi makanan dengan menambahkan sejumlah vitamin, asam amino dan protein
  • Mengeliminasi senyawa anti nutrien
  • Mengurangi waktu dan sumber daya yang diperlukan dalam memproses makanan

    Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Senyawa Polifenol pada Tanaman