PENGOLAHAN BIOLOGI TIM DOSEN TPPHP

PENGOLAHAN

BIOLOGI

TIM DOSEN TPPHP

UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2013

Mahluk hidup utuh:

FERMENTASI

Enzim:

ENZIMATIS

FERMENTASI SUDAH DIKENAL

BERABAD-ABAD  MUDAH, MURAH, PRAKTIS, AMAN, DAN AWET

Contoh: susu asam, sari buah beralkohol

PENDAHULUAN

PERAN FERMENTASI DI NEGARA MAJU

DULU

PENGAWETAN MAKANAN

SEKARANG

METODE TUJUAN 1. REFRIGERASI 2. PENGERINGAN 3. PROSES TERMAL 4. IRADIASI 5. PENAMBAHAN BAHAN PENGAWET 6. FERMENTASI

• Mengurangi populasi m.o

• Menghambat pertambahan m.o

• Memperbanyak populasi m.o • Menggiatkan metabolisme m.o METODE-METODE PENGAWETAN PANGAN

WORLDWIDE PRODUCTION OF SOME

FERMENTED FOODS

Food Quantity (t) Beverage _{Quantity (hl)}

Cheese Yoghurt Mushrooms Fish sauce Dried stockfish 15 million 3 million 1.5 million 300 000 250 000 Beer Wine 1000 million 350 million

INDIVIDUAL CONSUMPTION OF SOME FERMENTED FOODS: AVERAGE PER PERSON PER YEAR

Food Country Annual

consumption Beer (I) Wine (I) Yoghurt (I) Kimchi (kg) Tempeh (kg) Soy sauce (I) Cheese (kg) Miso (kg) Germany Italy, Portugal Argentina Finland Netherlands Korea Indonesia Japan UK Japan 130 90 70 40 25 22 18 10 10 7

PENGOLAHAN DENGAN MENGGUNAKAN AKTIVITAS M.O BIASANYA ANAEROB SUBSTRAT SESUAI KONDISI: -TERKONTROL: INDUSTRI

-TIDAK TERKONTROL: ALAMI

KARAKTERISTIK PRODUK TERTENTU:

- lebih stabil - mudah dicerna - lebih bergizi - lebih aman

- lebih enak - flavor lebih baik

PERUBAHAN SECARA BIOKIMIA DIKEHENDAKI  m.o & enzim dr m.o

- ciri spesifik

SAAT INI: industrialisasi, terkontrol

TUJUAN

MAKANAN

FERMENTASI

MAKANAN YG DIBUAT DENGAN BANTUAN MIKROORGANISME SEHINGGA MENGALAMI PERUBAHAN YG SECARA BIOKIMIA DIKEHENDAKI

DAN DAPAT MEMBERIKAN

CIRI SPESIFIK MAKANAN TERSEBUT  LEBIH EFISIEN

MIKROORGANISME

Tergantung dari

aktivitas air, pH, suhu, komposisi substrat, zat pendukung

Jenis m.o. tertentu

a) Kapang b) Khamir c) Bakteri

d) Campuran Kapang + Khamir Atau Kapang + Bakteri Atau Bakteri + Kapang Atau Bakteri + Khamir

JENIS CONTOH PERANAN GENUS BAKTERI Perombakan Alhokol Menjadi Asam Acetobacter, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus, Propionibacterium KHAMIR Perombakan Glukosa Menjadi Alkohol

Saccharomyces, Candida, Torula

KAPANG

Perombakan Struktur Polimer Kompleks dengan Pertolongan Enzim

Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Mucor

YANG DIGUNAKAN

DALAM PENGOLAHAN

JENIS-JENIS

FERMENTASI

FERMENTASI

SATU JENIS KULTUR

Satu jenis mikroba

Substrat dan kondisi fermentasi harus steril

Contoh: anggur, bir, roti, milk fermentation

FERMENTASI

KULTUR MURNI CAMPURAN

KOMBINASI BEBERAPA M,O SUBSTRAT DAN KONDISI FERMENTASI STERIL CONTOH: yoghurt, keju

Makanan tradisional

Interaksi kompleks

Resiko kontaminasi

Contoh: tape, tempe

FERMENTASI

KULTUR MURNI CAMPURAN

PERUBAHAN SELAMA

FERMENTASI

PATI: gula  enzim amilase

DISAKARIDA: monosakarida  enzim maltase / invertase

GULA: etanol, asam laktat, asam asetat

PROTEIN: polipeptida, peptida, asam amino 

PERUBAHAN: DEGRADASI KOMPONEN DASAR

PEMBENTUKAN KOMPONEN BARU

INTERAKSI ANTARA

KOMPONEN BARU DENGAN KOMPONEN DALAM BAHAN DASAR

HASIL: KARAKTERISTIK PRODUK SPESIFIK

PERUBAHAN SELAMA

FERMENTASI

SIFAT DAN KUALITAS BAHAN DASAR PERUBAHAN YG TERJADI AKIBAT

AKTIVITAS ENZIM DLM BAHAN DASAR

PERUBAHAN AKIBAT AKTIVITAS M.O

INTERAKSI  HASIL DEGRADASI OLEH ENZIM + KOMPONEN BAHAN DASAR

SIFAT MAKANAN

FERMENTASI

PENGGOLONGAN

MAKANAN

FERMENTASI

 BAHAN SUSU: KEJU, KEFIR, KOUMISS, YOGHURT, DADIH  MINUMAN BERALKOHOL:

ANGGUR, SAKE, BREM CAIR  BAHAN SEREALIA: ROTI

 SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN: PICKLE,

SAUERKRAUT

 KACANG-KACANGAN: TEMPE, ONCOM, TAUCO, NATO, HANA NATO, MISO, SHOYU, KECAP. DLL

BERDASARKAN JENIS SUBSTRAT/BAHAN

ATAU KOMPONEN SPESIFIK YANG

DIHASILKAN

PENYIAPAN STARTER INOKULASI INKUBASI + AGEING PENGOLAHAN AKHIR PENYIAPAN SUBSTRAT

TAHAPAN PEMBUATAN MAKANAN FERMENTASI

KULTUR CAMPURAN  Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus

thermophillus

SUSU  Laktosa  as. Laktat

 Kasein  pembentukan gel

FLAVOR : asetaldehida, asetoin, aseton, diasetil

WINE

Produk fermentasi buah-buahan (anggur, apel, pir, dll)

KULTUR TUNGGAL  Saccharomyces cerevisiae

ANAEROB, 2-6 minggu

PENJERNIHAN  bentonit, gelatin, kasein

ROTI

PRODUK FERMENTASI TERIGU

KULTUR TUNGGAL  Saccharomyces cerevisiae

FERMENTASI : Gula  CO2 yang terperangkap dalam adonan

PEMANGGANGAN : Pengembangan gas yg

TEMPE

KULTUR ALAMI CAMPURAN



Rhizopus oligosporus, R. stolonifer, R.formosensis, R.achlamydosporus, R.arrhizus

INKUBASI  25-37°C, 36-48 jam  suhu, kelembaban, oksigen

PERUBAHAN :

1. Lemak  asam lemak

2. Karbohidrat  gula, sumber energi m.o. 3. Protein  as amino

4. Vitamin  riboflavin, niasin, vit B.12,

BAHAN : serealia (beras ketan) & ubi kayu

PRINSIP : degradasi pati  dekstrin + gula  alkohol / asam

KULTUR : amilolitik  ragi (Amylomyces rouxii)

PERUBAHAN :

1. Pati  maltosa & glukosa  manis 2. Gula  alkohol & as. Organik

FLAVOR : isobutanol, amil alkohol, isoamil  kultur campuran

When conditions are right bacteria can double in number every 20 minutes

PENGOLAHAN

ENZIMATIS

ENZIM

Protein yang mempunyai

sifat

Katalitik

Bersifat

Spesifik

KECEPATAN REAKSI

DIPENGARUHI

:

suhu, pH, substrat, inhibitor

SUMBER

:

tanaman, hewan, mikroba

JENIS ENZIM DAN

SUBSTRATNYA

Pemecah pati Terdiri dari  Amilase  amilase Glukoamilase Pullulanase Isoamilase Amiloglukosidase

AMILASE

SELULASE

Hidrolisis selulosa menjadi glukosa

DEKSTRAN SUKRASE

Sintesis dekstran dari sukrosa dan polimer glukosa

INVERTASE

LAKTASE

Hidrolisis laktosa

TANNASE

Hidrolisis tanin menjadi monomer penyusunnya Monomer: asam tanat, asam gallotanat

PENTOSANASE

NARINGINASE

Mengubah naringin menjadi naringenin

ENZIM-ENZIM PEKTIN

Sekelompok enzim untuk substrat pektin

Nama sesuai substrat dan mekanisme reaksi Misal: pektin metil esterase, galakturonase

GLUKOSA OKSIDASE

Mengoksidasi glukosa menjadi glukonolakton dan peroksida

KATALASE

Mengubah hidroperoksida menjadi air dan oksigen

PROTEASE

Merupakan sekelompok enzim

Mengubah protein menjadi polipeptida, peptida, asam amino

FOSFATASE

Hidrolisis gugus fosfat

Substrat: senyawa yang mengandung fosfat

NUKLEASE

Mengubah asam ribonukleat atau asam deoksiribonukleat menjadi nukleotida

JENIS ENZIM DAN

SUMBERNYA

ENZIM SUMBER PENGGUNAAN

 Amilase Malt barley, jamur, bakteri

Pengolahan pati, roti, bir

 Amilase Malt barley Pengolahan pati, roti, bir

Katalase Hati kerbau, bakteri, jamur

Menghilangkan peroksida

Selulase Jamur Meningkatkan daya cerna

 Glukanase Bakteri, jamur Bir

Glukoamilase Jamur Pengolahan pati Glukooksidase Jamur Minuman, telur,

sari buah, wine

Glukosa isomerase _{Bakteri, jamur} Sirup fruktosa dari glukosa

ENZIM SUMBER PENGGUNAAN Invertase Khamir Roti, permen

Laktase Khamir, bakteri Susu, whey Lipoksigenase Kedelai Pemutih Lisozim Putih telur Susu

Lipase Jamur Flavor produk susu Koagulan susu Abomosum sapi,

jamur Keju

Papain Getah pepaya Pengempuk daging Pektinase Jamur Sari buah, wine

Pepsin Perut babi,

abomosum kerbau Keju

Protease Bakteri, jamur Daging, flavor keju Rennet Usus sapi muda _Keju

ENZIM DAN

PENGGUNAANNYA

DI INDUSTRI

AMILASE

PEMBUATAN ROTI: proses fermentasi dan memperbaiki tekstur

MAKANAN BAYI: meningkatkan daya cerna

INDUSTRI PATI TERMODIFIKASI

INDUSTRI GULA DARI BAHAN BERPATI INDUSTRI SARI BUAH: penjernihan

INDUSTRI BIR: mengubah pati menjadi gula

PENGOLAHAN SEREAL: rasa lebih manis

INDUSTRI COKLAT: liquifikasi pati

INDUSTRI PERMEN: rekoveri Proses ekstraksi pektin

SELULASE

PENGOLAHAN SAYURAN: memperlunak tekstur

MAKANAN BAYI: meningkatkan daya cerna

SARI BUAH: penjernihan

KOPI INSTAN: penjernihan

BIR: meningkatkan kadar gula

BAHAN PENYEDAP: membentu proses ekstraksi

PEKTINASE

INDUSTRI SARI BUAH: penjernihan

PENGOLAHAN SAYURAN: memperlunak tekstur

INDUSTRI BAHAN PENYEDAP: membantu proses ekstraksi

INDUSTRI

WINE

: penjernihan

KOPI DAN KAKAO: penghilangan lendir pada proses fermentasi

DEKSTRAN SUKRASE

INDUSTRI ES KRIM DAN SIRUP: mengentalkan

TANNASE

INDUSTRI BIR: penjernihan

LAKTASE

INDUSTRI ES KRIM: memperhalus tekstur

INVERTASE

INDUSTRI GULA INVERT: mengubah glukosa menjadi fruktosa

INDUSTRI PERMEN: meningkatkan rasa manis

DEKSTRANASE

INDUSTRI SUKROSA: dekstran menjadi sukrosa

PENTOSANASE

NUKLEASE

PENYEDAP RASA: menghasilkan nukleotida dari nukleosida

PULLULANASE

INDUSTRI BIR: meningkatkan kadar gula

RENIN

GLUKOSA OKSIDASE

Pemisahan glukosa

Telur bubuk:

mencegah pembentukan

warna gelap

Sari buah:

mencegah perubahan warna

Menurunkan kadar oksigen: pencegahan

pertumbuhan mikroba aerob

PROTEASE

Memperlunak adonan roti Memperkuat adonan biskuit

Industri bir dan anggur: klarifikasi

Industri sereal dan telur bubuk: membantu proses pengeringan

Industri keju: membantu proses pemeraman Indsutri perikanan: rekoveri protein

AMINO ASILASE

Industri asam amino

RIBONUKLEASE

Hidrolisis RNA menjadi nukleotida

LIPASE

Hidrolisis lemak

Pembentukan flavor pada pemeraman keju jenis tertentu

KATALASE

Menghilangkan hidroperoksida dari aktivitas enzim glukosaoksidase

NARINGINASE

Industri jeruk: menghilangkan pahit

FOSFATASE

TUGAS TUTORIAL

CARA PEMBUATAN PRODUK

MENGGUNAKAN PROSES FERMENTASI

(SATU PRODUK)

CONTOH: YOGHURT, KEFIR, TEMPE,

ROTI, ONCOM, KEJU DLL