KEJU - ilmu dan teknologi hasil ternak

TEKNOLOGI HASIL TERNAK
KULIAH‐5‐6: SUSU FERMENTASI DAN KEJU
Juni Sumarmono
Laboratorium Teknologi Hasil Ternak
Fakultas Peternakan UNSOED
http://panganhewani.blog.unsoed.ac.id
CONTOH PRODUK SUSU FERMENTASI ANEKA YOGURT
• Yogurt merupakan contoh klasik susu fermentasi atau susu asam. Disajikan dan
dikonsumsi dengan berbagai cara, rasa dan kemasan
• Contoh susu fermentasi yang lain adalah kefir, susu acidophilus, susu bifidus
Dadih tradisional Sumatera Barat
Dadih modifikasi dalam kemasan
Dadih merupakan yogurt tradisional yang dibuat dari susu kerbau; mengandalkan proses fermentasi dengan bakteri yang ada secara
spontan (alamiah) pada wadah bambu.
CONTOH PRODUK KEJU
KEJU SEGAR (FRESH CHEESE)
KEJU KERAS (HARD CHEESE)
KEJU BIRU (BLUE CHEESE)
KEJU PUTIH LUNAK (SOFT WHITE CHEESE)
Terdapat ribuan jenis keju dengan nama/pengelompokan berdasarkan
daerah/negara, tekstur, kadar air, cara pembuatan dll.
KEJU PRODUK LOKAL
Keju buatan dalam negeri (lokal) masih terbatas, namun menunjukan
perkembangan yang nyata dari tahun ke tahun
TEKNOLOGI PROSES
SUSU SEGAR
STANDARISASI
PASTEURISASI
+ Kultur starter (bakteri asam laktat)
•Asam
+
•Rennet
Fermentasi
YOGURT
+ rennet
Koagulasi/Penggumpalan
whey
Curd/dadih
KEJU Segar konsumsi
(fresh)
Pemeraman
(Ripening)
KEJU peram
(aged/ripened)
Berdasarkan metode pengasaman, proses pembuatan keju dapat
dikelompokan menjadi 2:
PENGASAMAN LANGSUNG (DIRECT ACIDIFICATION)
•
•
•
•
•
•
Tanpa proses fermentasi (penambahan starter)
Pengasaman dilakukan dengan menambahkan bahan yang sifatnya asam, misalnya asam asetat, asam sitrat, asam laktat, jus buah dll
Penambahan rennet dilakukan untuk menyempurnakan
penggumpalan
Keju yang dihasilkan biasanya langsung dikonsumsi dalam keadaan
segar
Karakteristik unggul: keju mulur dan mudah meleleh
Contoh: keju putih (queso blancho, kesong puti), richota, quark, cottage dll
FERMENTASI (STARTER CULTURE FERMENTATION)
•
•
•
•
•
Pengasaman dilakukan dengan menambahkan bakteri yang akan
melakukan proses fermentasi sehingga dihasilkan asam laktat dan
susu menjadi asam
Selalu diikuti dengan penambahan rennet untuk menggumpalkan
kasein
Keju yang dihasilkan bisa langsung dikonsumsi dalam keadaan
segar atau diperam (ripening)
Karakteristik unggul: citarasa, aroma, kandungan senyawa bioaktif
Contoh: keju parmesan, cheddar, edam, brie, gouda dll
PROSES FERMENTASI
Laktosa
Bakteri asam laktat
Asam Laktat
(Lactic Acid)
pH susu turun
(lebih asam)
LAKTOSA
 Karbohidrat atau gula pada susu, sekitar 4.8% pada susu sapi
 Merupakan di‐sakarida (terdiri dari 2 molekul mono‐sakarida), yaitu
glukosa dan galaktosa
 Merupakan bahan dasar pada proses pembentukan asam laktat oleh
bakteri pada proses fermentasi.
Fermentasi asam laktat
C6H12O6
ASAM LAKTAT + ENERGI
bakteri
Fermentasi alkohol
C6H12O6
ALKOHOL + CO2 + ENERGI
Ragi (yeast/khamir)
PERAN MIKROBA (BAKTERI/STARTER) PADA PEMBUATAN KEJU
•
Menghasilkan asam laktat dengan bahan dasar karbohidrat melalui
proses fermentasi; sehingga pH susu turun (keasaman meningkat)
•
Membentuk lubang‐lubang (eyes) pada beberapa jenis keju dengan
dihasilkannya gas CO2
•
Menghasilkan metabolit (produk proses metabolisme) yang mempengaruhi citarasa dan aroma keju; terutama pada proses
pemeraman (ripening)
•
Memecah makromolekul terutama protein, karbohidrat dan lemak
sehingga terbentuk senyawa‐senyawa sederhana, seperti asam‐asam
amino dan asam lemak, sehingga lebih mudah dicerna/diserap oleh
saluran pencernaan
•
Memecah polipeptida (protein) dan melepaskan peptida bioaktif yang bermanfaat bagi kesehatan
Terbentuknya lubang‐lubang (eyes) pada beberapa jenis keju
(misalnya keju Swiss, Edam, Gouda) merupakan akibat dari
terbentunya gas CO2 oleh bakteri, misalnya Propionibacterium freudenreichii
TIPE BAKTERI STARTER
A. STARTER MESOPHILIC
• Suhu optimum untuk tumbuh 26‐30C
• Bakteri: Leuconostoc lactis subsp lactis; Leuconostoc lactis subsp cremoris (biasa
disebut starter tipe O pada pembuatan keju Cheddar); Leuconostoc
mesenteroides subsp cremoris
B. STARTER THERMOPHILIC
• Suhu optimum untuk tumbuh 42C
• Bakteri: Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus spp (Lb. helveticus; Lb. debrueckii subsp bulgaricus, dan Lb. delbruckii subsp lactis). • Banyak dipakai pada pembuatan keju di Itali dan Swiss; namun juga dipakai pada
pembuatan keju Cheddar dan Gouda untuk memaksimalkan proses fermentasi
C. STATER TAMBAHAN (SECONDARY ATAU ADJUNCT STARTER)
• Tidak banyak memproduksi asam laktat tapi seringkali ditambahkan, misalnya
propionibacteria, bifidobacteria dan juga penicillium
• Sebagai bakteri probiotik atau untuk membantu memunculkan citarasa khas
pada saat keju diperam (ripening)
CARA MENAMBAHKAN STARTER PADA PROSES FERMENTASI
SPONTAN
‐
‐
‐
‐
BACKSLOPPING
DIRECT ADDITION
Metode yang paling kuno
Mengandalkan adanya BAL alamiah
Sering gagal (kontaminasi)
Kualitas produk yang dihasilkan bervariasi
• Menggunakan sebagian (cuplikan) dari hasil
fermentasi sebelumnya
• Lebih cepat dengan tingkat keberhasilan yang lebih
tinggi daripada metode spontan
• Metode yang murah dapat cukup bisa diandalkan
• Fermentasi dapat dikontrol dengan baik
• Menghasilkan produk akhir yang standar
• Dalam bentuk konsentrat beku, kering beku atau
lipopilisasi (lyophilised)
Lb. bulgaricus
St. thermophilus
Lb. acidophilus
Starter yogurt dalam bentuk kering
CONTOH FERMENTOR UNTUK MEMBUAT YOGURT
ILUSTRASI BAGIAN‐BAGIAN FERMENTOR
PERTEMUAN KE 6
YOGURT DAN CONCENTRATED YOGURT
CHEESEMAKING
PROSES PENGGUMPALAN (KOAGULASI)
(PADA PEMBUATAN KEJU)
CURD
asam
SUSU
rennet
WHEY
PROTEIN SUSU
Susu sapi
Susu Kambing
KASEIN
1. Kasen alpha s (αs‐CN)
48‐49
26‐30
2. Kasein alpha s1 (αs1‐CN)
38
5
3. Kasei alpha s2 ((αs2‐CN)
10
25
4. Kasein beta (β‐CN)
33‐39
50‐64
5. Kasein kappa (Ќ‐CN)
11‐13
10‐20
50
25
13
12
40
40
18
9
PROTEIN WHEY (SERUM)
1.
2.
3.
4.
Beta laktoglobulin (β‐Lg)
Alpha laktalbumin (α‐La)
Imunnoglobulin (Ig)
Protease pepton
(% kasein atau protein whey)
KASEIN
• Merupakan protein (polipeptida) yang dominan pada susu, yaitu
sekitar 75‐80% dari total protein susu; sisanya berupa protein whey (20‐25%)
• Dapat digumpalkan dengan asam, panas dan enzim proteolitik
membentuk padatan (curd) yang memisah dari cairan (whey)
• Berikatan dengan kalsium fosfat dalam bentuk struktur koloid (misel) dengan ukuran 0.03 – 0.3 um
PROSES PENGGUMPALAN KASEIN
Tahap 1 (ENZIMATIS)
Kasein
Rennet
Tahap 2 (AGGREGASI)
parakasein
+
makropeptida
Ca2+; >18oC
Larut dalam fase cair
Gel
(curd)
Curd merupakan jaringan (network atau matrik) kasein yang didalamnya
terperangkap globula lemak , air , kalsium dan beberapa molekul lain
McSweeney, 2007. Cheese Problem Solved. CRC Press
RENNET
•
Merupakan istilah umum untuk bahan yang mengandung enzim
proteinase yang dapat menggumpalkan susu
•
RENNET HEWANI diperoleh dari abomasum ruminansia yang masih
menyusui dengan enzim proteinase utama: chymosin; enzim lain yang terkandung adalah pepsin. Rennet hewani dapat berupa cairan, pasta maupun kering
•
RENNET TUMBUHAN diperoleh dari beberapa jenis tanaman, misalnya bunga tanaman Cynara (Cynara cardunculus) yang tumbuh
liar di Amerika Latin. Contoh lain adalah enzim papain dari pepaya
•
RENNET MIKROBA diperoleh dari mikroorganisme seperti Rhizomucor
meihei, Rhizomucor pusillus, Cryphonectria parasitica. Juga enzim
chymosin murni yang dihasilkan oleh bakteri hasil rekayasa genetika
Rennet berbentuk tablet kering yang tersedia secara komersial
RENNET HEWANI diperoleh dari ekstrak abomasum anak sapi (pedet) karena
mengandung enzim protease utama chymosin (rennin)
ABOMASUM PEDET
(menyusui, belum banyak
mengkonsumsi hijauan)
• 88 – 94 % rennin
• 6 – 12 % pepsin
ABOMASUM SAPI
(sudah tidak menyusui, pakan hijauan)
• 90 – 94 % pepsin
• 6 – 10 % rennin. Rennin stabil pada pH 5.3 – 6.4
?
Apakah rennet bisa dibuat/diekstrak dari ternak lain?
MEMBUAT RENNET DARI ABOMASUM
Abomasum dipisahkan dari bagian lain, bersihkan dari isi namun
jangan sampai mukosanya (di dinding bagian dalam) hilang. Sebaiknya tidak dicuci terlalu bersih.
Taburkan sedikit garam pada abomasum dan ratakan. Biarkan
abomasum mengering pada suhu kamar. Abomasum kering
dapat disimpan lama untuk persediaan. Abomasum juga dapat
disimpan dalam bentuk basah dengan menambahkan 30% garam dan disimpan pada wadah gelas tertutup.
Potong sekitar 1‐2 gram abomasum kering menjadi
potongan kecil‐kecil; masukan dalam 30 ml air hangat yang telah ditambah sedikit asam cuka. Bisa juga digunakan 30 ml whey dari proses pembuatan keju sebelumnya. Simpan
dalam kulkas semalam.
Sumber: http://biology.clc.uc.edu/Fankhauser
Pisahkan cairan dari potongan abomasum dengan cara
menyaring. Cairan yang mengandung enzim siap untuk
digunakan untuk menggumpalkan susu
Tambahkan cairan abomasum dalam satu liter susu yang telah diasamkan (fermentasi). Aduk hingga rata kemudian
dibiarkan selama 60 menit
Susu memisah menjadi curd dan whey akibat kerja rennet
Koagulasi pada proses pembuatan keju juga disebut CURDING
WHEY
Penelitian di lab THT
CURD
Curd dipress untuk membentuk keju
PROSES PEMERAMAN (RIPENING atau AGING)
• Waktu pemeraman berkisar atara 2 minggu (misalnya keju Mozarela) sampai 2 tahun (misalnya keju Parmigiano dari Itali dan beberapa keju
Cheddar)
• Berbagai preses biokimia dan mikrobiologi terjadi pada keju selama
diperam
MIKROBIOLOGI: kelanjutan aktivitas dari bakteri starter (LAB); tumbuhkan beberapa jenis mikroorganisme asam laktat non‐starter (NSLAB)
BIOKIMIA: fermentasi asam laktat menjadi asam propionat, asetat, CO2, H2O; pemecahan protein menjadi asam amino, pemecahan
lemak menjadi asam‐asam lemak; terbentuknya senyawa2 volatil
yang mempengaruhi aroma keju dll.
Ilustrasi tempat memeram keju