teknologi fermentasi_2016

TEKNOLOGI FERMENTASI
TITIS SARI KUSUMA
FERMENTASI
Proses oksidasi
anaerobik atau parsial anaerobik
karbohidrat
yang menghasilkan
alkohol serta beberapa asam
Fahreza
FERMENTASI
Pengolahan makanan atau
bahan makanan
memanfaatkan pertumbuhan bakteri
sebagai proses produksi
Fahreza
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
Fahreza
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
Fahreza
FERMENTASI
Aktifitas metabolisme selama fermentasi
• Memperpanjang masa simpan
• Mengubah rasa dan tekstur produk menjadi
produk yang diharapkan (misal : mengandung
alkohol)
• Meningkatkan nilai gizi produk
Fahreza
FERMENTASI
• Organisme yang berperan
– Khamir
– Kapang
– Bakteri
Fahreza
Proses Fermentasi
Fahreza
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.
Fahreza
Fermentasi Cair
Fermentasi Bawah Permukaan (submerged fermentation)
•Etanol
Fermentasi atas permukaan (surface fermentation)
•Nata de coco
Fahreza
submerged fermentation
Batch culture
Continuous culture
Gabungan system batch dan
kontinyu (Fed-Batch Process)
Fahreza
Batch Culture
•
•
memasukan media dan
inokulum secara
bersamaan ke dalam
bioreactor
pengambilan produk
dilakukan pada akhir
fermentasi
Fahreza
Batch Culture
Fahreza
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.
Fahreza
Continuous
fermentation
Fahreza
Fed – batch
Fahreza
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
Fahreza
Proses
Traditional
fermentation
Create conditions to
inhibit undesirable
fermentation yet allow
desirable fermentation
VS
Controlled
fermentation
Deliberately add
microorganisms to
ensure desired
fermentation
Fahreza
Traditional Fermentation
Incubation
under specific
conditions
Raw material with
indigenous microflora
Final product
= desirable m/o’s
= undesirable (pathogen or spoilage) m/o’s
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
Raw material
Incubation
under specific
conditions
Final product
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
prepared specifically
for a particular food
fermentation
“Backslop”
method
Using some of the
product from a previous
successful fermentation
to inoculate the next
batch of raw material
Fahreza
Controlled Fermentation: pure cultures
Add pure microbial culture
Raw material
Incubation
under specific
conditions
Pure culture
Final product
Controlled Fermentation: “backslop” method
Add product (or byproduct) from
a recent successful fermentation
Raw material
Incubation
under specific
conditions
Final product from a previous
fermentation (traditional or
controlled)
Final product
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
Fahreza
Fahreza
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
Fahreza
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
Fahreza
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
Fahreza
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
Fahreza
Aroma khas fermentasi
• Senyawa volatil
– Amina, asam lemak, aldehid, ester, keton
• Interaksi senyawa tersebut selama fermentasi
dan pematangan
Fahreza
Vitamin
Fahreza
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
Fahreza
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
Fahreza
TERIMAKASIH