PERAN MIKROORGANISME PADA FERMENTASI PRO

TUGAS TERSTRUKTUR MATA KULIAH BIOLOGI

TOPIK BIOTEKNOLOGI

PERAN MIKROORGANISME PADA FERMENTASI PRODUK

YOGHURT

Oleh:

Fenny Rosanti

125100101111004

Betaria Yunita

125100101111006

Irma Dian Maghfiroh

125100101111008

Rahma Affriyanti

125100101111010

Wahyu Erwin Firmansyah

125100101111014

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

BAB I

bioteknologi terbagi menjadi 3, yaitu bioteknologi menggunakan mikroorganisme, kultur jaringan, dan rekayasa genetika. Bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme (seperti bakteri, khamir/yeast, dan kapang) antara lain penemuan dan penyelesaian masalah pangan, obat-obatan, pembasmi hama tanaman, pencemaran, dan pemisahan logam dari bijih logam. Salah satu contoh bioteknologi yaitu fermentasi. Produksi makanan fermentasi adalah salah satu teknologi pengolahan makanan tertua yang dikenal manusia. Proses fermentasi sering diartikan sebagai pemecahan karbohidrat dan asam amino secara anaerobik, yaitu tanpa memerlukan oksigen. Secara umum proses itu, berhubungan dengan reaksi biokimia, aktivitas mikroorganisme dalam enzimnya. Bahan makanan merupakan medium pertumbuhan yang baik bagi berbagai macam mikroorganisme (Hadiwiyoto, 2004).

disimpan, mutu lebih unggul dan adanya senyawa baru yang menentukan flavour (Rukmana, 2001).

Peran dari proses fermentasi dalam mediasi antibiosis dalam makanan fermentasi akan diperiksa. Ini akan fokus hampir sepenuhnya pada bakteri asam laktat yang beraktivitas dalam makanan fermentasi. Fermentasi dapat meningkatkan kualitas gizi makanan dengan meningkatkan daya cerna seperti dalam fermentasi susu menjadi yogurt. Hal ini tidak hanya mencakup kegiatan tradisional seperti pengiriman bakteri probiotik dalam produk seperti susu fermentasi, kemungkinan besar diperluas ke generasi komponen fungsional seperti vitamin, antioksidan dan senyawa lain dalam berbagai makanan fermentasi yang berbeda. Oleh karena itu, proses fermentasi ini sangat memiliki banyak keuntungan, baik untuk industri maupun bahan pangan yang difermentasi. Itulah sebabnya kami membuat makalah tentang proses pengawetan fermentasi susu menjadi yogurt.

1.2 Tujuan Penulisan Makalah

Tujuan penulisan makalah yang berjudul fermentasi susu pada yogurt adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui proses pembuatan pada yoghurt.

2. Mengetahui peran bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermopillus dalam yoghurt.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Fermentasi

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 (Rukmana, 2001).

2.2 Pengawetan pangan

Pengawetan pangan biasanya menggunakan prinsip mencegah pertumbuhan bakteri, jamur (seperti ragi), dan mikroorganisme serta memperlambat oksidasi lemak yang menyebabkan ketengikan.Pengawetan makanan juga dapat mencakup proses yang menghambat kerusakan visual, seperti reaksi pencoklatan enzimatis dalam apel setelah dipotong. Ada beberapa metode pengawetan makanan seperi mengawetkan buah dengan mengubahnya menjadi selai, blanching, sugaring untuk mencegah pertumbuhan miroba dan bakteri dan penyegelan dalam sebuah tabung kedap udara untuk mencegah kontaminasi udara. Tujuan dari pengawetan pangan itu endiri adalah mempertahankan atau menciptakan nilai gizi, tekstur dan rasa merupakan aspek penting dari pengawetan makanan, meskipun ada beberapa metode yang mengubah karakter makanan yang diawetkan (Rukmana, 2001).

2.3 Fermentasi pangan

kering, kimchi, dan yogurt, dan dalam pengawetan makanan dengan cuka (asam asetat) (Planck, 2007).

2.4 Bakteri Asam Laktat

Bakteri asam laktat (BAL) adalah kelompok bakteri gram positif yang tidak membentuk spora dan dapat memfermentasikan karbohidrat untuk menghasilkan asam laktat. Berdasarkan taksonomi, terdapat sekitar 20 genus bakteri yang termasuk BAL. Beberapa BAL yang sering digunakan dalam pengolahan pangan adalah Aerococcus, Bifidobacterium, Carnobacterium, Enterococcus,

Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus,

2.5 Antibiosis

Antibiosis adalah interaksi biologis antara dua atau lebih organisme yang merugikan setidaknya salah satu dari organisme tau hubungan antagonistik antara organisme dan zat metabolik yang dihasilkan oleh orang lain. Hubungan umum antara antibiotik dan organisme merupakan salah satu antibiosis. Kata ini mengacu ada sebuah asosiasi dari dua organisme dimana yang dirugikan atau dibunuh oleh yang lain. Hubungan antara manusia dan penyebab penyakit patogen merupakan salah satu antibiosis. Antibiosis umumnya ditemukan dan diteliti antara tanaman inang dan serangga yang memberi makan kepada mereka (Arthur, 2007).

2.6 Bakteriosin

Bakteriosin adalah protein racun yang dihasilkan oleh bakteri untuk menghambat pertumbuhan strain bakteri yang sama. Bakteriosin biasanya dianggap sebagai antibiotik spektrum sempit. Bakteriosin pertama kali ditemukan oleh A.Gratiapada tahun 1925 (Ronald, 2002).

2.7 Starter

b. Streptococcus

Streptococcus adalah bakteri spheris gram positif yang khasnya berpasangan atau membentuk rantai selama pertumbuhannya. Beberapa kelompok streptococcus adalah flora normal manusia. Streptococcus menghasilkan berbagai enzim dan substansi ekstraseluler. Streptococcus merupakan kelompok bakteri yang heterogen, dan tidak ada sistem yang dapat mengklasifikasikannya. Dua puluh spesies, termasuk Streptococcus pyogenes (Grup A), Streptococcus agalactie (Grup B), dan Enterococci (Grup D) memiliki ciri-ciri dengan kombinasi gambaran: sifat pertumbuhan koloni, pola hemolisis pada agar darah (α hemolisis, β hemolisis, atau tidak ada hemolisis), komposisi antigenik pada substansi dinding sel grup-spesifik, dan reaksi biokimia. Tipe Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan komposisi antigenik polisakarida kapsuler (Quelung Tes) ( Lund, 2000).

2.8 Jenis kultur starter

Beberapa penulis telah menghasilkan definisi permulaan yang termasuk Lawrence (1976). Yang terakhir telah mengklasifikasikan tiga jenis utama starter digunakan secara komersial di Australia, Selandia Baru, Inggris dan Amerika Utara sebagai berikut:

a. Single-regangan pemula: strain tunggal Streptococcus cremoris dan kurang umum Streptococcus lactis. Ini telah digunakan di pasang di beberapa pabrik di Selandia Baru dan di Skotlandia, tetapi juga tunggal di Australia (Rumana, 2001).

b. Multi-regangan pemula: campuran didefinisikan dari tiga atau lebih strain tunggal Streptococcus cremoris dan atau Streptococcus lactis. Leuconostoc dan Streptococcus diacetylactis juga dapat digunakan. Beberapa galur-pemula sering disebut sebagai campuran-regangan starter di Amerika Serikat (Rumana, 2001).

c. Mixed-regangan pemula: campuran strain Streptococcus cremoris, Streptococcus lactis, Streptococcus diacetylactis dan leuconostocs. Identitas strain komponen sering tidak diketahui pengguna dan komposisi mereka mungkin bervariasi pada subkultur (Rumana, 2001).

MATERIAL dan METODOLOGI

3.1 MATERIAL 3.1.1 Alat

Alat-alat yang dibutuhkan dalam pembuatan yoghurt meliputi: 1. Panci

2. Pemanas (kompor) 3. Pengaduk

4. Thermometer 5. Incubator

6. Cup atau panic beserta penutupnya. 3.1.2 Bahan

Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan yoghurt meliputi: 1. Susu segar

2. Biakan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. 3. Gula dan essence (perasa), bila dikehendaki.

3.2 METODOLOGI

Dalam pembuatan yoghurt, terdapat beberapa tahapan antara lain : 1. Standarisasi susu (lemak dan kadar protein)

Standardisasi susu sering dicampur dengan susu bubuk skim (MSK) untuk standarisasi kandungan lemak ke tingkat yang diinginkan. Susu ini memiliki padatan total berkisar 96,81%, protein 34,11%, kadar lemak 1,33% dan kadar air 3,19% (Hadiwiyoto, 2004).

2. Homogenisasi

Homogenisasi dasar susu penting dalam pengolahan yoghurt yang mengandung lemak. Penggunaan homogenisasi dapat mencegah pemisahan lemak selama fermentasi atau penyimpanan, mengurangi pemisahan air dadih atau gumpalan susu, meningkatkan keputihan dan meningkatkan konsistensi yoghurt (Vedamuthu, 1991).

Pemanasan ini dilakukan pada suhu 800_{C selama 10 menit. Pemanasan} ini dilakukan untuk untuk menghancurkan mikroorganisme yang tidak diinginkan.

4. Pendinginan susu yang telah dipanaskan sampai 420_C. 5. Inokulasi biakan atau starter

Pada tahap ini akan diinokulasi bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus sebanyak 2-3% dari jumlah susu yang akan difermentasikan.

6. Pemrosesan starter dalam Rheometer tabung U

Setelah diinokulasi susu dimasukkan dalam Rheometer tabung U. Pada tahap ini ditambahkan asam untuk menghambat pertumbuhan mikroba yang tidak berperan dalam pembuatan yoghurt sehingga yoghurt dapat awet. Rheometer tabung U didasarkan pada modulus kekakuan gel yang dapat ditentukan dengan menerapkan tekanan sampel dan mengukur deformasi.

Pada interval waktu yang teratur (5 menit) pengukuran penyimpanan modulus G, kehilangan modulus G”, tanδ, suhu inkubasi dan pH diukur serta dicatat secara otomatis melalui Rheometer ini. Modulus G tersebut merupakan variable tekanan yang mempengaruhi proses gelasi pada yoghurt.

7. Inkubasi

Susu yang telah diinokulasi disimpan dalam ruangan yang bersuhu sekitar 450_{C selama tiga jam atau sampai tercapai keasaman sebesar} 0,85-0,90% asam laktat dengan pH 4.

8. Pendinginan

Yoghurt yang telah jadi disimpan dalam lemari pendingin dengan suhu berkisar antara 5-100_{C agar yoghurt tahan lama.}

BAB IV

PEMBAHASAN

Susu merupakan media yang cocok untuk pertumbuhan kultur bakteri. Kultur starter memegang peranan penting dalam pembuatan yoghurt. Beberapa aspek penting pada kultur yaitu bebas dari kontaminasi, menghasilkan flavor yang khas serta tekstur dan bentuk yang bagus. Perbandingan yang sesuai pada kultur bakteri sangat diperlukan dalam pembantukan flavor dan tekstur yoghurt (Rahman, 1992).

Gambar 1: Bagan pembentukan asam laktat dari laktosa oleh biakan yoghurt (Rukmana, 2001).

Kultur starter yoghurt pada umumnya terdiri dari bakteri asam laktat Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus yang merupakan pasangan bakteri utama dalam pembuatan yoghurt. Bergabungnya kedua bakteri ini akan menghasilkan nilai organoleptik yang lebih tinggi dibandingkan dengan

Laktosa

Glukosa dan

Galaktosa

Glukosa dan

Galaktosa 6-fosfat

Glukosa

Piruvat

CH

₃

COCOOH

Glikolisis

Asam Laktat

CH

₃

CHOHCOOH

Asetaldehid

+ CO

₂

penggunaan kultur tunggalnya. Keadaan ini disebabkan oleh adanya simbiosis antara Lactobacillus bulgaricus dengan Streptococcus Thermophillus yang saling menguntungkan, karena bakteri yang satu akan mensintesis dan membebaskan senyawa yang saling menguntungkan atau menstimulasi bakteri lainnya. Starter yoghurt terkadang ditambah dengan bakteri jenis probiotik, seperti misalnya Bifidobacterium bifidum.

4.2 Lactobacillus bulgaricus

Menurut Buchanan (1975), LacyBulgaricus dikelompokkan ke dalam dunia Prokariota, divisi Bacteria, dan filum Firmicutes. Kelas yang dimiliki oleh Lactobacillus bulgaricus adalah Bacilli, ordo Lactobacilles, famili Lactobacillaceae, genus Lactobacillus dan spesies Lactobacillus delbrueckii subs bulgaricus. Pada pembuatan yoghurt, Lactobacillus bulgaricus berperan dalam penurunan pH sampai sekitar 4. Selain itu, Lactobacillus bulgaricus juga memberi kontribusi terhadap flavor yoghurt melalui produksi asam laktat, asetaldehid, asam asetat, dan diasetil (Winarno, 2003).

Lactobacillus bulgaricus di dalam susu lebih bersifat proteolitik yang berkontribusi pada tekstur dan aroma produk susu fermentasi, yaitu dengan membebaskan valin, histidin, dan glisin yang diperlukan oleh Steptococcus thermophillus selama pertumbuhannya. Bakteri penghasil asam laktat seperti Lactobacillus bulgaricus ini dapat ditumbuhkan dalam media umum, seperti Media Ragosa Sharped (MRS), Tripton Glukosa Yeast Ekstrak (TGE), dan Pepton Glukosa Yeast Ekstrak (PGY) (Winarno, 2003).

4.3 Streptococcus thermophillus

Bakteri Steptococcus thermophillus dapat membentuk asam sehingga menurunkan pH dan mensintesis asam format yang dapat menstimulasi pertumbuhan Lactobacillus Bulgaricus. Spesies Steptococcusthermophillus yang merupakan bakteri penghasil asam laktat dapat ditumbuhkan pada medium umum yang sama seperti Lactobacillus bulgaricus (Helferich dan Westhoff, 1980).

4.4 Manfaat yoghurt

tubuh. Selain untuk tujuan kesehatan, yoghurt juga sering dikonsumsi untuk tujuan diet. Yoghurt yang dikonsumsi secara teratur dapat menyeimbangkan mikroflora usus sehingga bakteri-bakteri yang merugikan dapat ditekan jumlahnya dan sebaliknya usus akan didominasi oleh bakteri yang menguntungkan (Silvia, 2002).

Tabel 1. Kandungan Gizi dalam Tiap 100 g Yogurt (Rukmana, 2001).

No.

Kandungan

_Gizi

Proporsi

1

Kalori

52,00 kal.

2

Protein

3,30 g

3

Lemak

2,50 g

4

Karbohidrat

4,00 g

5

Kalsium

120,00 mg

6

Fosfor

90,00 mg

7

Zat Besi

0,10 mg

8

Vitamin A

73,00 SI

9

Vitamin B1

0,05 mg

10

Air

88,00 g

Yoghurt pada umumnya digunakan sebagai bahan pencegah penyakit saluran pencernaan sepeti diare. Khususnya pada bayi yang mengalami lactose intolerance, gastroenteritis, dan pengobatan konstipasi. Bagi penderita lactose intolerance, yoghurt sangat bermanfaat karena bakteri asam laktat akan mengubah laktosa menjadi asam laktat (Deeth dan Tamime, 1981).

BAB V

PENUTUP

Gambar 2: Proses Gelasi yoghurt menggunakan budaya YC-350 pemula diinkubasi pada 42 ° C (Vlahavasa, 2011).

Gambar 4: Prinsip analisa komponen (Vlahavasa, 2011).

Proses gelasi dan pengasaman pada yogurt dipengaruhi oleh karakteristik kultur starter. Kultur starter ditentukan oleh jenis starter yang digunakan. Karakteristik bakteri asam laktat termasuk tingkat pengasaman, aroma, rasa, dan tekstur. Bakteri asam laktat dapat memproduksi eksopolisakarida pada sifat reologi yogurt yang digunakan untuk meningkatkan viskositas produk yogurt. Peningkatan tekanan pada proses fermentasi dapat mempengaruhi karakteristik fermentasi dan kemampuan untuk meningkatkan jumlah eksopolisakarida. Sehingga peningkatan tekanan berkaitan dengan tingkat pengasaman yang lebih cepat dengan kultur tertentu.

BAB V

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pembahasan, dapat ditarik kesimpulan bahwa yoghurt merupakan produk fermentasi susu dengan menggunakan biakan Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Aktivitas fermentasi dari kedua spesies bakteri tersebut dapat menurunkan pH susu sapi sehingga dapat menghambat aktivitas bakteri proteilitik yang bersifat tidak asam. Lactobacillus bulgaricus ini hidup dari memakan laktosa dan mengeluarkan asam laktat. Asam ini sekaligus mengawetkan susu dan mendegradasi laktosa atau gula susu.

Biakan (starter) pada fermentasi susu yoghurt berfungsi sebagai bahan pengawet. Terbentuknya asam laktat dari hasil fermentasi laktosa, menyebabkan pertumbuhan beberapa bakteri tercegah, terutama bakteri putreaktif karena bakteri ini kurang toleran terhadap asam.

Yoghurt memberikan banyak manfaat bagi kesehatan tubuh karena kandungan nilai gizi yang baik dan mudah dicerna oleh tubuh. Selain itu, yoghurt juga sering dikonsumsi untuk diet. Yoghurt pada umumnya digunakan sebagai bahan pencegah penyakit saluran pencernaan. Bahkan yoghurt memiliki fungsi sebagai antimikroba, antikanker, dan meningkatkan imunitas atau kesehatan tubuh.

Arthur L. Koch.2007. The Bacteria: Their Origin, Structure, Function and Anhibiosis. Springer: Netherlands.

Buchanan RE, Gibbons. 1975. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. 8th edition. Baltimore,Wovely: USA.

Gilliand SE, Kim HS. 1984. Effect of Viable Starter Culture Bacteria in Yoghurt on Lactose Utilization in Humans.JDairy Sci 67:1-6.

Hadiwiyoto, S.2004. Teori dan Prosedur Mutu Susu Hasil Olahan. Liberty: Yogyakarta.

Helfrich W, Westhoff DC. 1980. All About Yoghurt. Prentice Hall: New York. Kalz, Sandor Elli. 2003. Fermentation. Chelsea Green Publishing Company.

USA.

Kamana, Oman. 2008. Biologi. Grafindo Media Pratama. Jakarta.

Lund, Barbara. 2000. The Microbiological Safety and Quality of Food. An Aspen Publication:USA.

Planck, Nina.2007. Real Food. Yogyakarta: B-First. Rahman A. 1992. Teknologi Fermentasi.Jakarta: Arcan.

Ronald. 2002. Tinjauan Klinis Hasil Pemeriksaan Laboratorium. Buku Kedokteran EGC: Jakarta

Rukmana, Rahmat.2001. Yogurt dan Karamel. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Salji. 1991. Concentrated Yoghurt. J Food Sci. 5:18-19.

Silvia. 2002. Pembuatan Yoghurt Kedelai (soygurt) dengan Menggunakan Kultur Campuran Bifidobacterium bifidum dan Streptococcus thermophillus. skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Tamime AY, Deeth HC. 1980. Yoghurt Technology and Biochemistr. Journal of Food Protection 43:939-77.

Whiley, Jhon, & Sons.2007. Hand Book of Products Manufacturing: Health, Meat, Milk. Y.H.Hui: Canada.

Winarno FG. 2002. Flavor bagi Industri Pangan. Mbrio Press : Bogor.

Vedamuthu, E. R. 1991, The Yogurt, Tory-part, Present and Future. Diary Food Environ. Sanitation. 7: 371-374.