PENGOLAHAN BIOLOGI TIM DOSEN TPPHP
UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2013
PRINSIP Mahluk hidup utuh:
FERMENTASI
Enzim: ENZIMATIS
PENDAHULUAN FERMENTASI SUDAH DIKENAL BERABAD-ABAD MUDAH, MURAH, PRAKTIS, AMAN, DAN AWET Contoh: susu asam, sari buah beralkohol
PERAN FERMENTASI DI NEGARA MAJU DULU PENGAWETAN MAKANAN
SEKARANG DIVERSIVIKASI PANGAN
PENDAHULUAN METODE-METODE PENGAWETAN PANGAN METODE 1. REFRIGERASI 2. PENGERINGAN 3. PROSES TERMAL 4. IRADIASI 5. PENAMBAHAN BAHAN PENGAWET 6. FERMENTASI
TUJUAN
• Mengurangi populasi m.o • Menghambat pertambahan m.o
• Memperbanyak populasi m.o • Menggiatkan metabolisme m.o
WORLDWIDE PRODUCTION OF SOME FERMENTED FOODS Food
Quantity (t)
Beverage
Quantity (hl)
Cheese
15 million
Beer
1000 million
Yoghurt
3 million
Wine
350 million
Mushrooms
1.5 million
Fish sauce
300 000
Dried stockfish
250 000
INDIVIDUAL CONSUMPTION OF SOME FERMENTED FOODS: AVERAGE PER PERSON PER YEAR Food
Country
Beer (I) Wine (I)
Germany Italy, Portugal Argentina Finland Netherlands Korea Indonesia Japan UK Japan
Yoghurt (I)
Kimchi (kg) Tempeh (kg) Soy sauce (I) Cheese (kg) Miso (kg)
Annual consumption 130 90 70
40 25
22 18 10 10 7
PENDAHULUAN PENGOLAHAN DENGAN MENGGUNAKAN AKTIVITAS M.O BIASANYA ANAEROB SUBSTRAT SESUAI KONDISI: -TERKONTROL: INDUSTRI -TIDAK TERKONTROL: ALAMI
TUJUAN FERMENTSI KARAKTERISTIK PRODUK TERTENTU: - lebih stabil - lebih bergizi - lebih enak
- mudah dicerna - lebih aman - flavor lebih baik
PERUBAHAN SECARA BIOKIMIA DIKEHENDAKI m.o & enzim dr m.o - ciri spesifik SAAT INI: industrialisasi, terkontrol
BENEFITS OF FERMENTATION
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
YANG DIGUNAKAN DALAM PENGOLAHAN PANGAN
CONTOH PERANAN
GENUS
Perombakan Alhokol Menjadi Asam
Acetobacter, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus, Propionibacterium
Perombakan Glukosa Menjadi Alkohol
Saccharomyces, Candida, Torula
Perombakan Struktur Polimer Kompleks dengan Pertolongan Enzim
Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Mucor
BAKTERI
KHAMIR
KAPANG
JENIS-JENIS FERMENTASI
FERMENTASI SATU JENIS KULTUR Satu jenis mikroba Substrat dan kondisi fermentasi harus steril Contoh: anggur, bir, roti, milk fermentation products, vinegar
FERMENTASI KULTUR MURNI CAMPURAN KOMBINASI BEBERAPA M,O SUBSTRAT DAN KONDISI FERMENTASI STERIL CONTOH: yoghurt, keju
FERMENTASI KULTUR MURNI CAMPURAN Makanan tradisional Interaksi kompleks Resiko kontaminasi Contoh: tape, tempe
PERUBAHAN SELAMA FERMENTASI PATI: gula enzim amilase DISAKARIDA: monosakarida enzim maltase / invertase
GULA: etanol, asam laktat, asam asetat PROTEIN: polipeptida, peptida, asam amino m.o. proteolitik
PERUBAHAN SELAMA FERMENTASI PERUBAHAN: DEGRADASI KOMPONEN DASAR PEMBENTUKAN KOMPONEN BARU INTERAKSI ANTARA KOMPONEN BARU DENGAN KOMPONEN DALAM BAHAN DASAR HASIL: KARAKTERISTIK PRODUK SPESIFIK
SIFAT MAKANAN 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
PENGGOLONGAN MAKANAN FERMENTASI
BERDASARKAN JENIS SUBSTRAT/BAHAN ATAU KOMPONEN SPESIFIK YANG DIHASILKAN
BAHAN SUSU: KEJU, KEFIR, KOUMISS, YOGHURT, DADIH MINUMAN BERALKOHOL: ANGGUR, SAKE, BREM CAIR BAHAN SEREALIA: ROTI SAYURAN DAN BUAHBUAHAN: PICKLE, SAUERKRAUT KACANG-KACANGAN: TEMPE, ONCOM, TAUCO, NATO, HANA NATO, MISO, SHOYU, KECAP. DLL
PENYIAPAN SUBSTRAT
PENYIAPAN STARTER
INOKULASI INKUBASI + AGEING
PENGOLAHAN AKHIR
TAHAPAN PEMBUATAN MAKANAN FERMENTASI
YOGHURT 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
PEMERAMAN : 1-10 tahun Flavor
ROTI PRODUK FERMENTASI TERIGU KULTUR TUNGGAL Saccharomyces cerevisiae FERMENTASI : Gula CO2 yang terperangkap dalam adonan
PEMANGGANGAN : Pengembangan gas yg terperangkap dalam adonan shg roti mengembang
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. 2.
3. 4.
Lemak asam lemak Karbohidrat gula, sumber energi m.o. Protein as amino Vitamin riboflavin, niasin, vit B.12, piridoksin, biotin, as.folat
TAPE BAHAN : serealia (beras ketan) & ubi kayu
PRINSIP : degradasi pati dekstrin + gula alkohol / asam
KULTUR : amilolitik ragi (Amylomyces rouxii)
PERUBAHAN : 1. 2.
Pati maltosa & glukosa manis 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
AMILASE Pemecah pati Terdiri dari Amilase amilase Glukoamilase Pullulanase Isoamilase Amiloglukosidase
SELULASE Hidrolisis selulosa menjadi glukosa DEKSTRAN SUKRASE Sintesis dekstran dari sukrosa dan polimer glukosa INVERTASE Hidrolisis sukrosa
LAKTASE Hidrolisis laktosa TANNASE Hidrolisis tanin menjadi monomer penyusunnya Monomer: asam tanat, asam gallotanat PENTOSANASE Hidrolisis pentosan menjadi monomernya
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 Jenis tergantung mekanisme hidrolisis
FOSFATASE Hidrolisis gugus fosfat Substrat: senyawa yang mengandung fosfat NUKLEASE Mengubah asam ribonukleat atau asam deoksiribonukleat menjadi nukleotida
JENIS ENZIM DAN SUMBERNYA
ENZIM Amilase Amilase
SUMBER Malt barley, jamur, bakteri Malt barley
PENGGUNAAN Pengolahan pati, roti, bir Pengolahan pati, roti, bir Menghilangkan peroksida
Katalase
Hati kerbau, bakteri, jamur
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 PANGAN
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
PENGOLAHAN SAYURAN: pengempukan
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 PENGOLAHAN BUAH: pengupasan
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 INDUSTRI SUSU: susu rendah laktosa
INVERTASE INDUSTRI GULA INVERT: mengubah glukosa menjadi fruktosa INDUSTRI PERMEN: meningkatkan rasa manis DEKSTRANASE INDUSTRI SUKROSA: dekstran menjadi sukrosa PENTOSANASE PENGOLAHAN PATI: meningkatkan rendemen
NUKLEASE PENYEDAP RASA: menghasilkan nukleotida dari nukleosida PULLULANASE INDUSTRI BIR: meningkatkan kadar gula RENIN Industri keju
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 Makanan bayi: hidrolisis senyawa berfosfat
TUGAS TUTORIAL CARA PEMBUATAN PRODUK MENGGUNAKAN PROSES FERMENTASI (SATU PRODUK) CONTOH: YOGHURT, KEFIR, TEMPE, ROTI, ONCOM, KEJU DLL
