Fermentasi AInteraksi Saccharomyces dengan factor lingkunganPada kondisi di alam, pengaruh factor-faktor lingkungan tidak dapat dipisahkan satu dengan lainnya, tetapi berpengaruh secara simultan saling mempengaruhi. Interaksi ini berlangsung secara dinamis dan berubah berdasar tempat dan waktu. Interaksi antara suhu, aktivitas air, pH, garam, gula, dan adanya bahan pengawet sering dipelajari dalam upaya menghambat pertumbuhan khamir pada makanan atau digunakan untuk mengoptimalkan pemanfaatan khamir dalam produksi alcohol. Kombinasi dua factor sering digunakan dalam penelitian-penelitian. Namun demikian, jika beberapa factor penghambat terlibat di dalamnya maka evalusi dua factor ini menjadi sulit.alkohol
Produk beralkohol sangatlah beragam mulai dari pangan hingga energi. Produk pangan yang paling lama dikenal adalah wine dan bir. Mikroorganisme yang terlibat terutama adalah khamir dari genus Saccharomyces sp. Saccharomyces yang paling banyak digunakan adalah S. cerevisiae dan S. carlbergensis. Khamir ini akan mengubah gula pada substrat menjadi alkohol pada kondisi aerob. Jika khamir ini ditumbuhkan pada suasan aerob maka akan dihasilkan sel lebih banyak daripada metabolitnya dan ini dimanfaatkan untuk produksi ragi roti.
Beberapa susu fermentasi yang mengandung alkohol antara lain adalah kefir dan koumiss. Kefir merupakan susu fermentasi yang mengandung alkohol 0,5% – 1%. Bakteri yang menyebabkan terbentuknya alkohol adalah Sacharomycfes kefir dan Torula kefir. Pada koumiss, kandungan alkoholnya justru lebih tinggi lagi. Produk ini mengandung alkohol sebesar 1% – 2,5%. Mikroba yang ditambahkan dan menyebabkan timbulnya alkohol adalah Torulla colmic.
Bagaimana proses pembuatan alkohol 96% dari fermentasi tetes tebu beserta reaksi yang terjadi?
Alkohol 96% adalah hasil samping dari industri gula tebu.
Didalam cairan tebu (Nira) hanya glukosa jenis sakarosa yg bisa dikristalkan menjadi gula pasir. Sedangkan Glukosa lain meskipun manis rasanya tetapi tidak bisa dikristalkan disebut gula reduksi/gula pecah , glukosa jenis inilah yg dimanfaatkan oleh pabrik gula untuk difermentasi jadi alkohol.
Mikrobia jenis “Sacaromyces Cerevicae” yg sering digunakan untuk fermentasi ini, dimana mikrobia ini menghasilkan 7 macam enzim sbg katalisator reaksi.
Reaksi:
………………….S.C
C6H12O6 =======> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.
Glukosa ………………..Etanol
Alkohol yg dihasilkan dari proses fermentasi hasilnya masih rendah kadarnya (dibawah 12 %) sehingga diproses “distilasi” secara bertahap supaya menghasilkan kadar alkohol 96%.
Note:
Disamping alkohol jenis “etanol” (C2H5OH) terkandung pula sebagian kecil alkohol jenis “metanol “(CH3OH) , metanol ini sangat beracun bagi manusia untuk indikasi biar tidak diminum, ditambahkan CuSO4 shg berwarna biru, yg dipasaran kita kenal dg nama “SEPERITUS”.
Fermentasi
Fermentasi merupakan kegiatan mikrobia pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki. Mikrobia yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang. Contoh bakteri yang digunakan dalam fermentasi adalah Acetobacter xylinum pada pembuatan nata decoco, Acetobacter aceti pada pembuatan asam asetat. Contoh khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan alkohol sedang contoh kapang adalah Rhizopus sp pada pembuatan tempe, Monascus purpureus pada pembuatan angkak dan sebagainya.Fermentasi dapat dilakukan menggunakan kultur murni ataupun alami serta dengan kultur tunggal ataupun kultur campuran. Fermentasi menggunakan kultur alami umumnya dilakukan pada proses fermentasi tradisional yang memanfaatkan mikroorganisme yang ada di lingkungan. Salah satu contoh produk pangan yang dihasilkan dengan fermentasi alami adalah gatot dan growol yang dibuat dari singkong. Tape merupakan produk fermentasi tradisional yang diinokulasi dengan kultur campuran dengan jumlah dan jenis yang tidak diketahui sehingga hasilnya sering tidak stabil. Ragi tape yang bagus harus dikembangkan dari kultur murni.Kultur murni adalah mikroorganisme yang akan digunakan dalam fermentasi dengan sifat-dan karaktersitik yang diketahui dengan pasti sehingga produk yang dihasilkan memiliki stabilitas kualitas yang jelas. Dalam proses fermentasi kultur murni dapat digunakan secara tunggal ataupun secara campuran. Contoh penggunaan kultur murni tunggal adalah Lactobacillus casei pada fermentasi susu sedang contoh campuran kultur murni adalah pada fermentasi kecap, yang menggunakan Aspergillus oryzae pada saat fermentasi kapang dan saat fermentasi garam digunakan bakteri Pediococcus sp dan khamir Saccharomyces rouxii.
Fermentasi wine
Khamir adalah mikrooorganisme yang melakukan fementasi juice buah menjadi wine. Khamir yang umum digunakan dalam fermentasi adalah Saccharomyces sp. Khamir ini akan mengubah gula menjadi alkohol dan CO2. Dalam perombakan ini diperlukan pula nutrien yang mendukung pertumbuhan khamir, jika tidak tersedia pada bahan baku. Bahan yang umum dtambahkan adalah amonium fosfat sebagai sumber nitrogen.
Proses Fermentasi
Fermentasi wine adalah proses dimana juice anggur bersama-sama dengan bahan yang lain yang diubah secara reaksi biokimia oleh khamir dan menghasilkan wine. Bahan untuk proses fermentasi adalah gula ditambah khamir yang akan menghasilkan alkohol dan CO2. CO2 akan dilepaskan dari campuran wine menuju udara dan alkohol akan tetap tinggal di fermentor. Jika semua gula buah sudah diubah menjadi alkohol atau alkohol telan mencapai sekitar 15% biasanya fermentasi telah selesai atau dihentikan. Selama fermentasi sering ditambahkan nitrogen dan mikro nutrien guna mencegah produksi gas H2S. Jika gas ini muncul akan menyebabkan bau yang tidak enak.
Selama fermentasi, cairan yang dihasilkan disebut “must”. Guna mencegah tumbuhnya bakteri pada must maka dilakukan pengadukan. Must mulai bergelembung pada jam ke 8 – 20. Tahap awal proses fermentasi ini pada red wine adalah 5 – 10 hari, white wine 10 – 15 hari. Setelah tahap awal ini dilanjutkan tahap kedua.
Dalam tahap kedua fermentasi, wine dipindahkan ke fermentor yang tidak boleh adanya oksigen asuk. Pada tahap ini akan dihasilkan alkohol dalam kadar yang lebih tinggi. Tergantung dari bahan yang digunakan, wine dapat berasa lebih manis atau alkohol dan ini akan mempengaruhi pada harga di pasar.
Fermentasi wine dengan khamir teramobilisasi
Penggunaan sistem sel amobil dengan fermentasi wine secara kontinyu kini menjadi pembahasan yang menarik. Sistem ini tidak hanya meningkatkan produktivitas tetapi juga memperbaiki biaya bioproses. Banyak tipe bioreaktor yang digunakan dalam proses kontinyu, salah satunya adalah packed-bed bioreactors yang populer karena biaya operasinya rendah dan mudah pengoperasiannya.
Selama fermentasi minuman beralkohol, senyawa-senyawa volatil juga dihasilkan dengan berbagai konsentrasi. Senyawa-senyawa ini mempunyai peran penting dalam sifat-sifat flavor dan sensoris.
Penumbuhan Khamir
Saccharomyces cerevisiae ditumbuhkan pada Yeast extract dan malt extract (YM) broth dalam shaker inkubator dengan suhu 300C selama 18 jam pada 100 rpm. Sel kemudian dipanen dan dicuci dengan sentrifugasi untuk amobilisasi.
Amobilisasi Sel
Sel khamir diamobilisasi dengan kalsium alginat 3 mm (sodium alginat 2% dan CaCl2 0,1 M)manik-manik alginat khamir ini kemudian ditumbuhkan dalam medium produksi etanol selama 24 jam.
Medium produksi etanol
Medium tersusun atas (g/l): yeast extract 3; pepton 5; glukosa 150; MgSO4.7H2O 0,025; KH2PO4 0,5; CaCL2.2H2O 0,1; (NH4)2PO4 1; MnSO4.6H2O 0,5; dan Zn(NO3)2 0,2. pH diatur 4,5 dengan menambahkan asam tartart 0,1M sebelum disetrilkan pada 1100C 20 menit
Senyawa volatil pada fermentasi wine mangga
Aroma wine adalah hasil dari kombinasi kompleks banyak komponen terutama senyawa-senyawa volatil yang menjadi penciri wine. Pada wine mangga setidaknya ada 18 senyawa volatil dengan berbagai konsentrasi. Ada 8 senyawa yang potensial sebagai aroma yaitu: asetaldehida, dietil suksinat, atil asetat, etil butirat, isoamil alkohol, l-heksanol, etil dekanoat dan asam kaproat.
Pustaka:
Sritrakul, N., P. Laoparboon., P. Danviruati and L. Laoparboon. 2007. Continuous Manggo Wine Fermentation in a Packed-bed Bioreactors Using Immobilized Yeasts, System Stability and Volatile by Products. Thai Journal of Biotechnology 8(1): 5 – 10.
Wine dari Belimbing
Buah belimbing (Averrhoa carambola) dapat dibuat wine namun harus diperhatikan tingkat kemanisan (tergantung varietas buah) dan umur buah. Bahan yang digunakan adalah jus buah belimbing, gula pasir, jus lemon (untuk mengatur keasaman), asam pektat (untuk merombak pektin pada kulit belimbing), khamir (Sachharomyces cerevisiae), nutrisi dan air.
Jus buah direbus bersama dengan gula dan nutris kemudian dimasukkan dalam botol dan ditambah bahan lain. Biarkan tertutup selama 12 jam, tambahkan enzim pektat dan khamir kemudian lakukan inkubasi selama 12 jam agar khamir aktif baru dilakukan fermentasi sampai munculnya gelembung selesai. Aging dapat dilakukan selama 30 hari atau lebih sehingga dipeoleh wine yang jernih. Wine yang jernih ini kemudian dibotolkan dan ditambah vitamin C.
No comments:
Post a Comment