CRAFTER DAY TEORI FERMENTASI

Definisi Fermentasi. 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.

Fermentasi merupakan contoh bioteknologi dalam proses pengubahan bahan organik menjadi bentuk lain yang lebih berguna dengan bantuan mikroorganisme secara terkontrol. Mikroorganisme yang terlibat diantaranya adalah bakteri, protozoa, jamur atau kapang atau fungi dan, ragi atau yeast.

Untuk menghasilkan suatu produk fermentasi tertentu, dibutuhkan kondisi fermentasi dan jenis mikroba dengan karakteristik tertentu juga. Oleh karena itu, diperlukan keadaan lingkungan, substrat (media), serta perlakuan (treatment) yang sesuai sehingga produk yang dihasilkan menjadi optimal.

Beberapa Contoh produk hasil dari proses fermentasi adalah tape, tempe, kecap, oncom, roti, brem, keju, dan yogurt.

Manfaat Fermentasi

Beberapa Manfaat/Keuntungan yang dapat diperoleh dari proses pembuatan produk melalui proses fermentasi adalah:

Dapat menghilangkan atau mengurangi zat antinutrisi

Dapat meningkatkan kandungan nutrisi

Dapat meningkatkan kecernaan

Dapat menaikkan tingkat kesehatan, lebih menyehatkan,

Dapat menaikkan waktu simpan, tahan lama, awet

Dapat memiliki nilai jual lebih tinggi

Peralatan Proses Fermentasi

Alat utama yang digunakan untuk proses fermentasi adalah bioreaktor atau biasa disebut Fermentor.

Fermentor

Fermentor adalah Tangki atau wadah dimana di dalamnya seluruh sel (yaitu mikrobia) mengubah bahan dasar menjadi produk biokimia dengan atau tanpa produk sampingan. Fermontor Sering disebut dengan bioreaktor. Fermentor umunya dilengkapi dengan pengaduk, saluran aerasi, dan perlengkapan lainnya.

Fungsi utama fermentor adalah menyediakan kondisi lingkungan yang cocok bagi mikrobia agar dapat menghasilkan biomassa, enzim, metabolit dan sebagainya.

Syarat Fermentor.

Tangki dapat dioperasikan secara aseptik, agitasi dan aerasi.

Energi pengoperasian serendah mungkin.

Temperatur harus terkontrol;.

Kontrol pH.

Tempat pengambilan sampel.

Penguapan berlebihan dihindari.

Tangki didesain untuk meminimalkan tenaga kerja pemanenan, pembersihan dan perawatan.

Peralatan general: permukaan bagian dalam halus, dihindari banyak sambungan, murah.

Syarat Konstruksi Fermentor

Beberapa persyaratan yang harus dimiliki oleh sebuah Konstruksi Fermentor diantaranya adalah:

Bahan fermentor dibuat dari bahan yang memiliki sifat tahan karat untuk mencegah kontaminasi logam atau ion selama proses berlangsung.

Bahan fermentor harus tidak beracun dan tidak mudah bereaksi atau terlarut, sehingga tidak menghambat pertumbuhan mikrobia.

Bahan fermentor harus terbuat dari bahan yang memiliki sifat kekuatan yang cukup agar dapat melakukan proses sterilisasi berulang kali pada tekanan uap yang tinggi

Sistem stirer dari fermentor dan lubang pemasukannya cukup, sehingga tidak mengalami stress mekanik akibat terlampau rapat.

Medium  dan kultur Harus dapat diperiksa secara visual, dibuat dari bahan transparan

Tahapan Proses Fermentasi

Formulasi medium yang  akan digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme, baik pada  Enrichment (pengkayaan) maupun pada Proses Produksi

Sterilisasi Medium, Fermentor dan Perlengkapannya

Produksi kultur murni atau campuran yang cukup untuk menginokulasi pada tahap produksi

Optimasi produksi pada tahap Fermentasi produk dengan kondisi Optimum

Ekstraksi (Pemanenan hasil) dan Purifikasi atau pemurnian produk

Pembuangan effluen (limbah medium) yang  dihasilkan selama produksi

Tahap Persiapan Medium Fermentasi.

Medium yang digunakan adalah medium cair yang terdiri dari 2 macam larutan. Larutan pertama berisi garam-garam nutrisi untuk pertumbuhan ragi, sedangkan larutan kedua adalah substrat yang umumnya berbentuk larutan glukosa dalam air. Nutrisi yang diperlukan dalam medium pertumbuhan ragi antara lain unsur N, O, H, Mg, K, S dan, Ca.

Glukosa berperan sebagai sumber karbon dan sumber energi. Kadar senyawa-senyawa yang diperlukan supaya medium dapat mendukung pertumbuhan ragi secara optimal harus ditentukan berdasarkan komposisi masing-masing unsur dalam sel ragi.

Tahap Sterilisasi

Sterilisasi dilakukan terhadap bahan dan alat agar terbebas dari kontaminasi mikroorganisme lain. Sterilisasi perlu dilakukan karena kontaminasi mikroba lain akan memberikan pengaruh yang tidak menguntungkan seperti berikut:

kontaminan meningkatkan persaingan di dalam mengkonsumsi substrat sehingga akan mengurangi perolehan

kontaminan dapat menghambat proses metabolisme sel sehingga akan mengurangi perolehan

kontaminan meningkatkan turbiditas sehingga dapat mengacaukan pengukuran terhadap jumlah sel setiap saat.

Tahap Penyiapan Inokulum

Setelah seluruh alat dan bahan steril, dilakukan proses inokulasi Saccharomycess cereviceae dari biakan murni. Sebagai  inokulumnya adalah biakan ragi. Komposisi medium starter adalah sama dengan komposisi media fermentasi dengan penambahan growth factor.

Inokulum tersebut dimasukkan ke dalam campuran larutan nutrisi dan substrat yang diambil sebagian dari fermentor dan dimasukkan ke dalam wadah tertentu, misalnya labu erlenmeyer atau lainnya

Tujuan dibiakkannya ragi dalam starter adalah mengadaptasikan sel terhadap media fermentasi. Dengan adanya adaptasi pada starter ini diharapkan lag phase sebagai tahap awal fermentasi dapat dilewati.

Biakan diusahakan tepat berada pada akhir fasa logaritmik. Dengan demikian pertumbuhan sel ragi akan maksimum dalam waktu yang relatif singkat

Tahap Pelaksanaan Fermentasi

Tahap ini dimulai saat inokulum yang telah beradaptasi dalam medium dimasukkan dalam medium di fermentor.  Pelaksanaan fermentasi dilakukan dengan cara sebagai berikut:

Nutrisi, substrat, dan inokulan dimasukkan ke dalam fermentor yang dilakukan secara aseptis. Nutrisi dimasukkan ke dalam fermentor sebelum disterilisasi dalam autoclave. Substrat dan inokulan dimasukkan dengan cara memanaskan mulut inlet dengan kapas yang dibakar kemudian medium dan inokulum dimasukkan ke dalam fermentor.

Kemudian dilakukan kecepatan aerasi dan agitasi.

Aerasi berfungsi sebagai penyuplai oksigen untuk sel ragi dan disuplai dalam bentuk gelembung gas. Laju oksigen yang disuplai ke dalam fermentor harus selalu stabil. Ketidakstabilan laju alir oksigen dapat menurunkan unjuk kerja fermentor. Hai ini disebabkan karena laju transfer O2 tidak tetap, kadar DO tidak stabil, sehingga metabolisme sel ragi terganggu. Di sini, Agitasi berfungsi sebagai alat penghomogen larutan fermentasi.

DOKUMENTASI PRAKTIKUM FERMENTASI KEDELAI UNTUK PRODUKSI TEMPE