Penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi
Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme, seperti bakteri dan khamir (kapang) dengan alasan sebagai berikut:
1) pertumbuhannya cepat, walaupun dalam skala besar seperti industri;
2) sel-selnya mengandung protein yang tinggi;
3) dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya, misalnya dari limbah pertanian;
4) menghasilkan produk yang tidak toksik;
5) sebagai organisme hidup, reaksi biokimianya dikontrol oleh enzim yang berarti tidak memerlukan tambahan reaktan dari luar. Pemanfaatan mikroorganisme telah digunakan pada bioteknologi tradisional maupun modern. Bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme, antara lain: digunakan dalam bidang pangan, obat-obatan, pembasmian hama tanaman, pencemaran, dan pemisahan logam dari bijih logam.
1. Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Bidang Pangan
a. Pemanfaatan mikroba untuk menghasilkan protein
Protein merupakan bahan makanan yang mutlak diperlukan manusia. Protein yang dihasilkan dengan
memanfaatkan mikroorganisme disebut SCP (Single Cell Protein) protein sel tunggal. SCP ini mempunyai kadar protein hingga 80% lebih tinggi dibandingkan protein kedelai dan ragi. Beberapa mikroorganisme yang efektif untuk pembuatan SCP antara lain: Methylophylus methylotropus. SCP ini biasa digunakan untuk makanan ternak agar hewan ternak mampu menghasilkan susu dan daging berkualitas tinggi. Fusarium, SCP yang digunakan untuk nutrisi manusia.
b. Penggunaan jasa mikroorganisme untuk mengubah makanan
Melalui proses fermentasi yang dilakukan mikroorganisme, bahan makanan tertentu diubah menjadi bahan bentuk lain sehingga cita rasanya lebih menarik atau mengandung nilai gizi yang lebih tinggi. Contoh makanan ini ialah keju, mentega, roti, alkohol, dan cuka.
1) Keju
Keju bahan utamanya adalah dadih yang dipisahkan dari Whey (air dadih utama). Dadih dibuat dari protein kasein yang umumnya terbentuk karena aktivitas enzim renin dan kondisi asam yang ditimbulkan karena aktivitas bakteri asam laktat. Bakteri yang dibiarkan pada media keju menyebabkan proses fermentasi yang memberikan suasana asam. Selain itu, juga memberikan cita rasa khas dan bau harum (aroma) pada produk susu tersebut. Makin lama masa inkubasinya, makin tinggi keasamannya dan makin tajam cita rasanya. Mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan keju ialah jamur Penicillium camemberti.
2) Mentega
Mentega dibuat dengan mengaduk kepala susu (krim) hingga tetesan-tetesan mentega yang berlemak memisah dari susu mentega. Susu mentega adalah cairan susu yang tinggal setelah membuat mentega. Krim (kepala susu) memiliki rasa masam dan digunakan untuk pembuatan produk lain, seperti yoghurt. Yoghurt dibuat dari krim yang ditanami mikroorganisme seperti yang digunakan membuat susu mentega. Yoghurt banyak kamu jumpai di toko. Yoghurt terbuat dari susu dengan lemak kadar rendah yang sebagian airnya telah diuapkan. Untuk meningkatkan keasamannya, susu kental yang terbentuk ditanami dengan Streptococcus thermophillus, sedangkan untuk meningkatkan cita rasa dan aroma ditanami Lactobacillus bulgaris.
Fermentasi Lactobacillus bulgaris berlangsung pada subtrat yang bertemperatur 45° C selama beberapa jam. Pada temperatur tersebut Lactobacillus bulgaris masih mungkin tumbuh dan berkembang. Untuk menjaga cita rasa, aroma, dan keasamannya maka perlu dijaga keseimbangan antara kedua jenis mikroorganisme tersebut.
c. Fermentasi makanan nonsusu
Pemanfaatan mikroorganisme, seperti ragi banyak digunakan dalam pembuatan roti, asinan, minuman alkohol, minuman anggur, dan cuka. Dalam pembuatan roti, adonan roti akan ditanami ragi yang sebenarnya kultur spora suatu jenis jamur. Spora jamur akan tumbuh dan memfermentasi gula dalam adonan, dan terbentuklah gelembung-gelembung karbondioksida. Fermentasi yang berlangsung dalam kondisi aerob ini akan mendorong produksi CO2. Pada pembuatan asinan kubis atau sauerkraut, acar, dan olive maupun kecap diperlukan mikroba jamur penghasil enzim yang mampu mengubah zat tepung menjadi gula yang dapat difermentasikan. Prinsip ini juga digunakan dalam pembuatan brem dan minuman khas Jepang, sake yang dibuat dari ketan dan beras. Dalam pembuatan kecap diperlukan jamur Aspergillus oryzae. Jamur ini dibiakkan dalam kulit gandum terlebih dahulu. Selanjutnya, jamur ini bersama-sama bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang sudah dimasak, menghancurkan campuran gandum. Setelah melalui fermentasi karbohidrat yang cukup lama, dihasilkanlah kecap. Beberapa jenis mikroba yang digunakan untuk mengubah bahan makanan menjadi bentuk lain, misalnya:
1) Rhizopus oligospora untuk membuat tempe dengan substrat kedelai.
2) Neurospora sitophila untuk membuat oncom dengan substrat kacang tanah.
3) Saccharomyces cerevisiae untuk membuat tape dengan substrat ketan atau singkong atau ubi kayu. 4) Acetobacter xulinum untuk membuat nata de coco dengan substrat air kelapa.
d. Pembuatan alkohol dan asam cuka
1) Proses pembuatan alkohol
Hampir semua pembuatan minuman beralkohol, seperti bir, ale, dan anggur memerlukan jasa mikroorganisme. Bir dan ale dibuat dari tepung biji padi-padian yang difermentasi oleh ragi. Ragi tidak dapat menggunakan tepung secara langsung.
Tepung tersebut diubah terlebih dahulu menjadi glukosa atau maltosa. Selanjutnya, glukosa dan maltosa difermentasi menjadi etanol dan CO2. Dalam proses pembuatan minuman ini, malting, yaitu biji padi-padian dibiarkan berkecambah, terus dikeringkan, selanjutnya digiling menghasilkan malt. Malt ini mengandung enzim amilase yang mampu mengubah amilum menjadi glukosa dan maltosa sehingga dapat difermentasi oleh ragi. Pada pembuatan minuman keras berkadar alkohol tinggi, seperti vodka, wiski, dan rum, karbohidrat dari biji padipadian, kentang dan sirup atau tetes gula difermentasi menghasilkan alkohol. Selanjutnya, alkohol ini disuling untuk menghasilkan minuman berkadar alkohol tinggi. Minuman anggur atau wine dapat dibuat dari buah anggur maupun dari buah lain. Karena buah anggur mengandung gula, maka langsung dapat difermentasikan oleh ragi. Jika bahannya selain buah anggur, untuk meningkatkan produksi alkoholnya perlu ditambah gula.
b. Proses pembuatan cuka
Bahan dasar pada proses pembuatan cuka adalah etanol yang dihasilkan oleh fermentasi anaerob oleh ragi. Oleh bakteri asam asetat, seperti Acetobacter dan Gluconobacter, etanol akan dioksidasi menjadi asam asetat. Masih banyak lagi bahan makanan yang diubah melalui proses fermentasi sehingga dihasilkan variasi makanan atau minuman.
0 komentar:
Post a Comment