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
