Pengertian Fermentasi dalam Biologi (Jenis dan Media Fermentasi) No ratings yet.

Diposting pada

Biologi Fermentasi : Sejak dahulu kala, manusia telah menggunakan berbagai teknik untuk membuat dan mengawetkan makanan sehingga tahan lebih lama.

Salah satu metode paling antik melibatkan produksi makanan melalui proses fermentasi.

Baik itu anggur, keju, yogurt, roti atau acar, fermentasi adalah bagian tak terpisahkan dari banyak makanan tersebut.

Pada artikel ini, kita akan mengeksplorasi apa itu biologi fermentasi, jenis fermentasi, berbagai produk dalam fermentasi, mikroorganisme dalam fermentasi, makanan yang dihasilkan melalui fermentasi, aplikasi fermentasi dalam kehidupan nyata dan akhirnya masa depan teknologi fermentasi.

Biologi fermentasi adalah proses pelepasan energi yang membawa perubahan kimiawi pada makanan mentah. Perubahan kimia ini disebabkan oleh berbagai bahan kimia yang disebut enzim.

Baca:  Pengertian Enzim, Cara Kerja, dan Contoh Enzim
  • Enzim diambil dari atau dilepaskan oleh mikroorganisme. Fermentasi dan mikroorganisme yang digunakan untuk menghasilkan produk untuk konsumsi sehari-hari banyak dipelajari dalam studi bioteknologi.
  • Secara ilmiah, fermentasi melibatkan konversi glukosa yang ada dalam makanan menjadi energi (respirasi seluler – ATP).
  • Proses ini terjadi tanpa adanya oksigen (respirasi anaerob).

Jenis-jenis Fermentasi

Berdasarkan bahan kimia yang diproduksi selama proses fermentasi, dapat dibagi menjadi dua jenis:

  • Fermentasi Asam Laktat.
  • Fermentasi Beralkohol.

1. Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi, di mana asam laktat adalah hasilnya, disebut fermentasi asam laktat.

  • Fermentasi ini terjadi pada sel-sel otot manusia ketika ketersediaan oksigen kurang.
  • Produksi yogurt adalah jenis fermentasi asam laktat di mana bakteri digunakan untuk mengubah susu menjadi yogurt secara enzimatis.
  • Fermentasi asam laktat secara kimia dirumuskan sebagai:
    C6H12O6 → 2C3H6O3 + Energi (ATP)
    (Glukosa → 2 asam laktid + ATP)

2. Fermentasi Beralkohol

Fermentasi alkohol biasanya terjadi dalam ragi. Sebagai hasil fermentasi alkohol, alkohol dan karbon dioksida diproduksi.

  • Selama berabad-abad, produk dibuat dan disimpan menggunakan proses fermentasi.
  • Bir, anggur, yogurt, makanan acar, keju, dan roti diproduksi sebagai hasil fermentasi dari makanan.
  • Fermentasi alkohol secara kimia dirumuskan sebagai
    C6 H12O6 → 2C2H5OH + 2 CO 2
    (Glukosa → 2 Gas Etanol dan Oksigen + 2 Karbon Dioksida)

Berbagai Produk dalam Fermentasi

Dalam proses fermentasi, berbagai produk akhir dibentuk berdasarkan proses dan mikroorganisme yang digunakan. Biasanya, produk yang dibuat pada akhir proses fermentasi adalah:

  • Bahan atau metabolit dibuat oleh mikroorganisme itu sendiri.
  • Setiap produk asing diubah oleh mikroorganisme.
  • Pembuatan biomassa melibatkan pembentukan sel mikroba itu sendiri.
  • Enzim dan bahan kimia yang diproduksi oleh mikroorganisme.

Mikroorganisme terlibat yang dalam Fermentasi

Terlepas dari fermentasi dalam sel-sel otot organisme hidup, fermentasi makanan melibatkan beberapa mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme yang paling umum digunakan dalam fermentasi makanan adalah sebagai berikut:

  • Ragi
  • Mold / Kapang dalam bahasa Indonesia
  • Bakteri

1. Ragi

Ragi adalah organisme turunan jamur yang tidak terlihat melalui mata telanjang.

  • Tergantung pada spesies ragi, mereka menghasilkan efek yang merusak serta menguntungkan.
  • Proses fermentasi secara ekstensif menggunakan ragi dalam memproduksi bahan makanan.
  • Alkohol, roti, dan minuman cair yang berasal dari biji-bijian diproduksi oleh proses fermentasi ragi.

2. Mold / Kapang dalam bahasa Indonesia

Kapang (Inggris: mold) merupakan anggota regnum Fungi (“Kerajaan” Jamur) yang biasanya tumbuh pada permukaan makanan yang sudah basi atau terlalu lama tidak diolah. Sebagian besar kapang merupakan anggota dari kelas Ascomycetes.

Kapang adalah mikroorganisme yang termasuk dalam anggota Kingdom Fungi yang membentuk hifa. Kapang bukan merupakan kelompok taksonomi yang resmi, sehingga anggota-anggota dari kapang tersebar ke dalam filum Glomeromycota, Ascomycota, dan Basidiomycota. Selain kapang, organisme lainnya yang tergolong ke dalam fungi dan penting dalam mikrobiologi pangan adalah khamir dan jamur.

Mold atau Kapang adalah organisme kecil yang secara aktif digunakan untuk menghasilkan produk fermentasi.

  • Keju, perasa buah, dan asam sitrat diproduksi melalui fermentasi oleh kapang.

3. Bakteri

Banyak makanan diproduksi dengan bantuan bakteri.

  • Bakteri sebagian besar dianggap sebagai penyumbang untuk memburuknya makanan yang menyebabkan penyakit dan infeksi.
  • Namun, beberapa jenis bakteri bermanfaat bagi kebutuhan manusia.
  • Cuka, produk protein dari kacang kedelai dan yogurt diproduksi oleh spesies bakteri yang baik melalui proses fermentasi.

Mikroorganisme terlibat dalam kedua jenis fermentasi. Fermentasi asam laktat dilakukan oleh beberapa spesies bakteri, organisme jamur, sel hewan (termasuk sel otot) dan mikroorganisme Protista. Fermentasi alkohol dilakukan oleh banyak sel tumbuhan dan ragi.

Media dalam Fermentasi

Untuk persiapan produk fermentasi, diperlukan campuran unik yang mengandung mikroorganisme dan komponen lainnya.

  • Campuran ini juga dikenal sebagai media kultur yang digunakan di laboratorium untuk menumbuhkan jenis mikroorganisme tertentu.
  • Komponen ini termasuk agen yang dibutuhkan oleh organisme kecil untuk aktivitas dan pertumbuhannya.
  • Beberapa bahan dalam media kultur termasuk vitamin, lipid , karbohidratasam amino, unsur kimia, dan faktor pertumbuhan.

Makanan Fermentasi 

Makanan Hasil Fermentasi
Makanan Hasil Fermentasi

Saat ini, berbagai macam makanan disiapkan dengan bantuan proses fermentasi. Makanan ini tidak hanya sehat tetapi juga enak. Beberapa item makanan yang difermentasi tercantum di bawah ini:

1. Kimchi

Kimchi adalah makanan favorit asli Korea. Karena kandungannya yang rendah kalori, nutrisi, dan rasanya yang lezat, ikimchi telah mendapat pengakuan dunia.

2. Sauerkraut

Kubis ditebang dan dirawat dengan halus melalui proses fermentasi dengan bantuan bakteri. Faktor fermentasi meningkatkan kemampuan nutrisi kubis dan membentuk berbagai agen yang berguna untuk konsumsi seperti folat, vitamin, dan mangan.

3. Natto

Natto adalah makanan Jepang populer yang terbuat dari kedelai. Kedelai difermentasi di bawah fermentasi bakteri. Selama fermentasi kacang kedelai, bahan lengket dihasilkan sebagai hasil aksi enzim dari bakteri. Natto bertindak sebagai makanan super untuk konsumsi manusia.

4. Tape/Tapai

Biasanya terbuat dari ubi kayu

Aplikasi Fermentasi

Fermentasi adalah proses konversi gula anaerob menjadi karbon dioksida dan alkohol oleh ragi atau bakteri.

  • Fermentasi selalu menjadi teknologi yang efisien, dan orang telah menggunakannya untuk waktu yang lama.
  • Biologi fermentasi memiliki aplikasi yang luas dan komprehensif dalam kehidupan industri dan medis.

Beberapa aplikasi penting adalah aplikasi domestik, aplikasi industri, dan aplikasi medis.

Aplikasi domestik

Teknik-teknik ini selalu menjadi bagian dari gaya hidup kita. Penggunaan teknologi fermentasi berikut memiliki keuntungan besar dan penting dalam kehidupan kita.

1. Yogurt

Susu fermentasi adalah bahan penting dalam pembentukan yogurt. Peternakan sapi perah menarik perhatian sekitar 5000 SM, dan orang-orang mulai memelihara hewan pemerah susu .

  • Menurut para arkeolog, penemuan yogurt mungkin secara tidak sengaja terjadi ketika susu yang disimpan berubah menjadi asam.
  • Bakteri seperti Streptococcus lactis serta Lactobacillus bulgaricus atau Lactobacillus acidophilus terlibat dalam produksi yogurt.
  • Fungsi bakteri ini adalah untuk mengubah gula susu laktosa menjadi asam laktat, sehingga yogurt mendapatkan rasa spesifiknya. Yogurt dibuat melalui fermentasi asam laktat.

2. Roti

Biologi fermentasi adalah dasar dari roti yang lembut dan kenyal.

  • Penambahan ragi dan gula dalam pembentukan adonan tepung dan kemudian membiarkannya diam selama beberapa waktu menghasilkan konversi gula menjadi karbon dioksida oleh ragi.
  • Proses pembentukan gas yang sangat ini memberikan roti sebagian besar dan tekstur. Waktu istirahat dan permulaan yang berbeda mengarah pada pembentukan jenis roti yang berbeda.
  • Pembuatan roti adalah contoh fermentasi alkohol.

3. Acar

Produk yang akan diawetkan disimpan dalam tangki yang berisi larutan air garam.

  • Waktu istirahat lebih dari lima minggu diberikan kepada produk. Selama waktu ini bakteri mengubah gula produk dalam asam laktat dan karenanya produk tersebut mendapatkan rasa asam.
  • Ini adalah metode pelestarian terbaik dan akan berlangsung selama berbulan-bulan. Acar dibuat di bawah fermentasi asam laktat dan asam asetat.

Aplikasi Industri

Teknologi fermentasi memegang tempat yang kuat di sektor industri. Fermentasi industri didasarkan pada metabolisme mikroba.

  • Mikroba menghasilkan berbagai jenis zat yang mereka gunakan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan sel mereka.
  • Zat ini bisa bermanfaat bagi manusia. Tonggak sejarah untuk pengembangan industri adalah untuk tidak hanya meningkatkan tetapi juga memanfaatkan aktivitas mikroba demi kesejahteraan umat manusia.
  • Teknik ini telah menghasilkan banyak produk yang bermanfaat secara komersial.

1. Industri Minuman Beralkohol

Kultur ragi digunakan dalam produksi minuman ini.

  • Pabrik memproduksi produk-produk ini dalam skala besar dengan menambahkan ragi dan gula bersama-sama termasuk biji-bijian, anggur, beri, beras, dan madu.
  • Semakin lama disimpan, produk akhir akan semakin elegan. Saat ini pembuat membuat anggur, mead, bir, dan produk-produk terkait dengan menggabungkan ragi/kultur bakteri dengan sumber gula dan air.
  • Alkohol, karbon dioksida, dan tingkat pH tinggi membuat minuman ini tidak cocok untuk produksi bakteri.

2. Bahan Kimia

Banyak produk kimia termasuk asam amino, polimer dan asam seperti asam laktat, asam asetat, dan asam sitrat serta bioinsektisida diproduksi mengikuti teknik lama ini.

  • Jadi, fermentasi asam laktat dan fermentasi asam asetat digunakan untuk persiapan bahan kimia tersebut.

3. Enzim

Enzim digunakan di banyak industri sebagai katalis. Mikroorganisme adalah sumber yang disukai untuk enzim industri.

  • Bakteri Bacillus adalah mikroba yang paling penting dan banyak digunakan untuk produksi sekitar 70% enzim.
  • Hidrolase yang terlibat dalam pemecahan protein dan lipid, serta glukosa isomerase yang terlibat dalam pembuatan sirup dalam industri makanan, adalah contoh khas.
  • Sel-sel ragi mengalami fermentasi asam laktat untuk menghasilkan isomerase.

4. Biofuel

Sumber bahan bakar yang digunakan saat ini tidak dapat diperbarui dan tentu saja, tidak akan tersedia di masa depan jika kita terus mengeksploitasi mereka seperti ini.

  • Biofuel telah terbukti menjadi pengganti yang sangat baik untuk sumber-sumber yang tidak terbarukan. Terutama etanol dan biogas adalah biofuel terpenting saat ini yang dihasilkan oleh aksi mikroba dalam bioreaktor.
  • Biodiesel, butanol, dan biohidrogen juga dapat diproduksi mengikuti jalur ini.
  • Pengganti bahan bakar fosil di masa depan akan menjadi biofuel karena polusi dari bahan bakar fosil lebih parah, dan produksi CO 2 lebih banyak dibandingkan dengan biofuel yang menghasilkan lebih sedikit polusi udara.
  • Etanol diproduksi di bawah fermentasi alkohol.

Antibiotik dan Produk Perawatan Kesehatan Lainnya

Antibiotik adalah bahan kimia yang diproduksi sebagai senjata pertahanan terhadap serangan mikroba lain oleh bakteri dan jamur.

  • Antibiotik ini sekarang diproduksi dari jamur atau bakteri yang disebut actinomycetes.
  • Lebih dari 4000 antibiotik telah dikenali sampai sekarang, tetapi sekitar 50 diproduksi secara teratur.
  • Penisilin dan tetrasiklin adalah yang paling umum.
  • Produk kesehatan utama lainnya yang diproduksi dengan bantuan fermentasi industri adalah vaksin bakteri, protein terapi, steroid, dan vektor terapi gen .
  • Bakteri biasanya mengalami fermentasi asam laktat untuk menghasilkan berbagai produk.

Prospek Masa Depan Biologi Fermentasi

Teknologi fermentasi akan memegang tempat yang lebih kuat di masa depan daripada di pasar saat ini.

  • Produk fermentasi akan mendapatkan popularitas lebih di masa mendatang karena produk ini sangat signifikan dan praktis.
  • Seperti biofuel dan biomassa akan lebih spesifik mendapatkan aplikasi luar biasa begitu orang menyadari manfaatnya dan para ilmuwan menemukan metode produksi skala besar.

Industri medis akan diuntungkan dengan teknologi ini karena produksi obat-obatan dan produk-produk terapi semakin jelas dengan menggunakan mikroorganisme.

Dengan berlalunya waktu, karena umat manusia harus menanggung lebih banyak penyakit yang mengerikan sehingga teknologi ini dapat membantu menghadapi aspek masa depan dengan memproduksi vaksin yang berguna dan hal-hal yang mungkin terjadi.

Bagaimana Artikel Kami?

Gambar Gravatar
Seorang Guru dan Dosen. Aktif melakukan riset di bidang pendidikan dan fisika. Lulusan sarjana pendidikan Universitas Negeri Makassar dan magister Pascasarjana Universitas Negeri Makassar. Artikel dalam website ini valid dan dapat dipercaya kebenarannya.