FERMENTASI SAYUR

Fermentasi merupakan proses peruraian senyawa kimia komplek menjadi senyawa lebih sederhana oleh aktivitas enzimatis jasad renik dalam kondisi anaerob. Sebenarnya proses fermentasi merupakan peruraiàn gula (karbohidrat) dengan hasil alcohol dan CO. Berdasarkan ada dan tidaknya alcohol dalam produk, fermentasi dibedakan menjadi dua yaitu fermentasi alcohol dan fermentasi non alcohol.

Proses fermentasi membawa dampak pengawetan bahan pangan di samping meningkatkan mutunya. Makanan fermentasi umumnya lebih tahan simpan. Mutu pangan fermentasi lebih uiiggul dalam artian komposisinya lebih sederhana sehingga mudah dicerna, disamping senyawa baru yang ikut nienentukan flavour pangan.

Dalam pokok bahasan fermentasi, dilakukan 3 percobaan, yaitu :

     -          Fermentasi alkohol

     -          Fermentasi asinan sayur

     -          Fermentasi Nata de Coco

FERMENTASI ASINAN SAYUR

Fermentasi asinan sayur bertujuan untuk mengawetkan makanan sehingga memperpanjang umur simpan bahan. Mikroba yang berperan dalam proses fermentasi ini adalah bakteri pembentuk asam laktat , sehingga senyawa yang ada dalam bahan dasar sayuran akan dirubah menjadi asam laktat. Dalam melakukan fermentasi asinan sayur yang perlu diperhatikan adalah konsentrasi garam yang dipakai, yaitu fermentasi dengan larutan garam rendah kira – kira 8 % atau 30  salinometer ( Sal ); dengan larutan garam konsentrasi tinggi kira – kira 10,5 % atau 40  Sal ; atau dengan penambahan garam kristal yaitu pada pembuatan sauerkraut ( Pederson , 1997 ). Selain konsentrasi garam , kita juga harus memperhatikan lama fermentasi , dan flavor yang dikehendaki dari fermentasi tersebut. Bahan harus dipilih yang segar , tidak cacat , seragam , dan tidak berjamur. Komposisi kimia bahan merupakan faktor penting yang harus diperhatikan , terutama kandungan gula. Kandungan gula dalam bahan ini menentukan perlu tidaknya penambahan gula dari luar , karena gula merupakan substrat utama fermentasi yng akan diubah menjadi asam laktat dan senyawa – senyawa lain. Kandungan gula yang baik untuk fermentasi asam laktat adalah 5 – 20 % ( Prescott dan Dunn , 1959 ). Untuk bahan yang kandungan gulanya kurang dari 5 % perlu dilakukan penambahan gula sebesar kurang lebih 1 % ( Cruess , 1948 ).

Diagram alir pembuatan asinan sayur :

     a)      Perlakuan pendahuluan

Perlakuan ini meliputi pemilihan bahan ( sortasi ) dan pencucian. Sortasi dimaksudkan untuk memisahkan bahan yang cacat karena pertumbuhan mikroba atau kerusakan mekanis selama penanganan bahan. Sedangkan pencucian dimaksudkan untuk menghilangkan kotoran yang menempel serta untuk mengurangi jumlah mikroba kontaminan. Untuk mencegah timbulnya jamur dan kontaminan lainnya , sebelum difermentasi dapat dilakukan perendaman dalam larutan klorin 50 ppm dalam beberapa saat , baru kemudian dimasukkan dalam wadah secara hati – hati  ( Prescott dan Dunn , 1959 ).

     b)      Penggaraman

Penggaraman adalah proses yang penting dalam pembuatan fermentasi asinan sayur agar terjadi proses fermentasi yang dikehendaki. Larutan garam berfungsi untuk mengeluarkan cairan dalam bahan karena tekanan osmose. Cairan bahan yang banyak mengandung gula , protein , lemak dan mineral ini merupakan media selektif  bagi pertumbuhan bakteri dan mikroba lain. Besarnya tekanan osmose ini tergantung pada jumlah dan ukuran molekul garam dalam larutan. Garam yang mempunyai ukuran molekul besar akan mempunyai tekanan osmose yang rendah , demikian juga sebaliknya ukuran molekul yang relatif kecil dapat memperlihatkan tekanan osmose yang besar. Garam yang digunakan harus bersih dan tidak terkontaminasi dengan bakteri halofilik , serta tidak tercampur dengan bahan – bahan lain.

Pada saat cairan bahan keluar dari bahan , garam akan diserap oleh bahan sehingga bahan menjadi kukuh dan renyah. Akibat dari peristiwa ini konsentrasi garam dalam larutan akan turun. Hal ini akan memungkinkan pertumbuhan mikroba pembusuk. Untuk mempertahankan konsentrasi garam dalam larutan , perlu ditambahkan garam kristal sebanyak 9 % dari berat bahan ( Prescott dan Dunn , 1959 ). Pada konsentrasi ini cukup untuk mengeluarkan cairan bahan tanpa mengubah konsentrasi garam secara berarti.

Teknik penggaraman pada fermentasi asinan sayur ada dua cara yaitu :

     v  Dry salting : yaitu penggaraman dengan menggunakan garam kristal sebanyak 50 gram per kg bahan.

     v  Brine salting : yaitu penggaraman dengan merendam dalam larutan garam kosentrasi 20 – 40   Sal atau antara 5,3 – 10,5 %.

     c)      Fermentasi

Berdasarkan lama perendaman dalam larutan garam , dikenal dua macam fermentasi asinan sayur ( Bennion dan Hughes , 1975 ) yaitu :

     §  Brine pickle : dengan dilarutkan dalam larutan garam selama beberapa minggu

     §  Fresh pack pickle ( unfermented pickle ) : dengan direndam dalam larutan garam selama beberapa jam sampai semalam.

Selama proses fermentasi akan terjadi perubahan – perubahan fisikawi , biokimiawi , maupun mikrobiawi yang akan berpengaruh terhadap mutu yang dihasilkan. Perubahan – perubahan ini dapat dilihat dari perubahan warna , flavor , tekstur , keasaman yang dihasilkan.

Faktor – faktor yang perlu diperhatikan dalam pembuatan asinan sayur adalah :

     a.       Bahan dasar

     b.      Garam

     c.       Air

Air yang digunakan sebaiknya mempunyai kesadahan rendah. Air yang mengandung zat besi dapat menyebabkan hasil menjadi hitam

d.   Suhu

                                  Suhu berpengaruh pada aktivitas enzim selama fermentasi. Pada suhu yang rendah enzim tidak aktif , sedangkan pada suhu yang tinggi enzim mengalami kerusakan karena proses denaturasi. Tetapi pada suhu yang tinggi yang didukung dengan kadar garam yang rendah , akan menyebabkan enzim proteolitik aktif. Hal ini dapat menyebabkan hasilnya menjadi lunak.

                   e.   Oksigen

                        Pada kondisi aerob , mendorong pertumbuhan khamir dan jamur yang tidak dikehendaki dalam proses fermentasi karena dapat menyebabkan kerusakan dan kelunakan pada hasilnya.

                  f.    Kebersihan alat

          Kerusakan – kerusakan pada fermentasi asinan sayur

          Jenis – jenis kerusakan asinan sayur :

     1.      Shriveling

Pengkerutan bahan karena kadar garam , asam atau gula yang terlalu tinggi

     2.      Hollow

              Pembengkakan bahan yang disebabkan oleh kadar garam yang terlalu rendah , fermentasi yang terlalu cepat , bahan dasar yang kurang baik , keadaan wadah yang terlalu longgar , dan tidak terendamnya bahan dalam larutan garam.

     3.      Floater atau bloater

Pembengkakan yang disebabkan gas oleh khamir atau Lactobacillus brevis karena terlalu tebalnya kulit sehingga pertukaran gas terhambat , terlalu cepatya produksi gas selama fermentasi , konsentrasi garam pada awal fermentasi terlalu tinggi , dan penambahan asam atau gula yang tidak terkontrol.

     4.      Slippery

Permukaan bahan yang mengkilat karena terbentuknya buih oleh khamir ( film yeast ) dan bakteri karena kondisi yang tidak anaerob , atau bahan dasar yang tersembul keluar dari larutan garam.

     5.      Soft pickle

Kelunakan hasil fermentasi yang disebabkan karena terjadinya perubahan protopektin menjadi pektin oleh aktivitas enzim poligalakturonase. Enzim ini dihasilkan oleh bakteri Bacillus , jamur atau khamir. Pelunakan didukung oleh kadar garam yang terlalu rendah , suhu tinggi , keasaman rendah , atau adanya udara.

     6.      Black pickle

Perubahan hasil fermentasi menjadi berwarna hitam karena bereaksinya gas HS yang dihasilkan oleh bakteri dengan Fe atau garam CaSO yang ada dalam air menjadi ferrosulfit. Reaksi ini ditunjang dengan keasaman yang rendah .

     7.      Ropy pickle

Disebabkan karena pertumbuhan bakteri garam negatif dan bakteri pembentuk capsula akibat kadar garam dan asam yang rendah , dan suhu yang tinggi.

2. Peranan Mikroorganisme dalam Proses Fermentasi.
Fermentasi bahan pangan adalah sebagai hasil kegiatan beberapa jenis mikroorganisme baik bakteri, khamir, dan kapang. Mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan dapat menghasilkan perubahan yang menguntungkan (produk-produk fermentasi yang diinginkan) dan perubahan yang merugikan (kerusakan bahan pangan). Dari mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan, yang paling penting adalah bakteri pembentuk asam laktat, asam asetat, dan beberapa jenis khamir penghasil alkohol. Jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam teknologi fermentasi adalah :

a. Bakteri Asam Laktat

Dari kelompok ini termasuk bakteri yang menghasilkan sejumlah besar asam laktat sebagai hasil akhir dari metabolisme gula (karbohidrat). Asam laktat yang dihasilkan dengan cara tersebut akan menurunkan nilai pH dari lingkungan pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. Ini juga menghambat pertumbuhan dari beberapa jenis mikroorganisme lainnya. Dua kelompok kecil mikroorganisme dikenal dari kelompok ini yaitu organisme-organisme yang bersifat homofermentative dan heterofermentative. Jenis-jenis homofermentatif yang terpenting hanya menghasilkan asam laktat dari metabolisme gula, sedangkan jenis-jenis heterofermentatif menghasilkan karbondioksida dan sedikit asam-asam volatil lainnya, alkohol, dan ester disamping asam laktat. Beberapa jenis yang penting dalam kelompok ini: 

1. Streptococcus thermophilus, Streptococcus lactis dan Streptococcus cremoris. Semuanya ini adalah bakteri gram positif, berbentuk bulat (coccus) yang terdapat sebagai rantai dan semuanya mempunyai nilai ekonomis penting dalam industri susu.
2. Pediococcus cerevisae. Bakteri ini adalah gram positif berbentuk bulat, khususnya terdapat berpasangan atau berempat (tetrads). Walaupun jenis ini tercatat sebagai perusak bir dan anggur, bakteri ini berperan penting dalam fermentasi daging dan sayuran. 

3. Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum. Bakteri ini adalah gram positif berbentuk bulat yang terdapat secara berpasangan atau rantai pendek. Bakteri-bakteri ini berperanan dalam perusakan larutan gula dengan produksi pertumbuhan dekstran berlendir. Walaupun demikian, bakteri-bakteri ini merupakan jenis yang penting dalam permulaan fermentasi sayuran dan juga ditemukan dalam sari buah, anggur, dan bahan pangan lainnya.

4. Lactobacillus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii. Organisme-organisme ini adalah bakteri berbentuk batang, gram positif dan sering berbentuk pasangan dan rantai dari sel-selnya. Jenis ini umumnya lebih tahan terhadap keadaan asam dari pada jenis-jenis Pediococcus atau Streptococcus dan oleh karenanya menjadi lebih banyak terdapat pada tahapan terakhir dari fermentasi tipe asam laktat. Bakteri-bakteri ini penting sekali dalam fermentasi susu dan sayuran.
b. Bakteri Asam Propionat 

Jenis-jenis yang termasuk kelompok ini ditemukan dalam golongan Propionibacterium, berbentuk batang dan merupakan gram positif. Bakteri ini penting dalam fermentasi bahan pangan karena kamampuannya memfermentasi karbohidrat dan juga asam laktat dan menghasilkan asam-asam propionat, asetat, dan karbondioksida. Jenis-jenis ini penting dalam fermentasi keju Swiss. 

c. Bakteri Asam asetat 

Bakteri ini berbentuk batang, gram negatif dan ditemukan dalam golongan Acetobacter sebagai contoh Acetobacter aceti. Metabolismenya lebih bersifat aerobik (tidak seperti spesies tersebut di atas), tetapi peranannya yang utama dalam fermentasi bahan pangan adalah kemampuannya dalam mengoksidasi alkohol dan karbohidrat lainnya menjadi asam asetat dan dipergunakan dalam pabrik cuka.

d. Khamir

Khamir sejak dulu berperan dalam fermentasi yang bersifat alkohol dimana produk utama dari metabolismenya adalah etanol. Saccharomyces cerevisiae adalah jenis yang utama yang berperan dalam produksi minuman beralkohol seperti bir dan anggur dan juga digunakan untuk fermentasi adonan dalam perusahaan roti.
e. Kapang

Kapang jenis-jenis tertentu digunakan dalam persiapan pembuatan beberapa macam keju dan beberapa fermentasi bahan pangan Asia seperti kecap dan tempe. Jenis-jenis yang termasuk golongan Aspergillus, Rhizopus, dan Penicillium sangat penting dalam kegiatan tersebut.

Dalam proses fermentasi, mikroorganisme harus mempunyai 3 (tiga) karakteristik penting yaitu:
1. Mikroorganisme harus mampu tumbuh dengan cepat dalam suatu substrat dan lingkungan yang cocok untuk memperbanyak diri. 

2. Mikroorganisme harus memiliki kemampuan untuk mengatur ketahanan fisiologi dan memilki enzim-enzim esensial yang mudah dan banyak supaya perubahan-perubahan kimia yang dikehendaki dapat terjadi. 

3. Kondisi lingkungan yang diperlukan bagi pertumbuhan harus sesuai supaya produksi maksimum.
          Berdasarkan sumber mikroorganisme, proses fermentasi dibagi 2 (dua) yaitu: 

(1) fermentasi spontan, adalah fermentasi bahan pangan dimana dalam pembuatannya tidak ditambahkan mikroorganisme dalam bentuk starter atau ragi, tetapi mikroorganisme yang berperan aktif dalam proses fermentasi berkembang baik secara spontan karena lingkungan hidupnya dibuat sesuai untuk pertumbuhannya, dimana aktivitas dan pertumbuhan bakteri asam laktat dirangsang karena adanya garam, contohnya pada pembuatan sayur asin.

(2) fermentasi tidak spontan adalah fermentasi yang terjadi dalam bahan pangan yang dalam pembuatannya ditambahkan mikrorganisme dalam bentuk starter atau ragi, dimana mikroorganisme tersebut akan tumbuh dan berkembangbiak secara aktif merubah bahan yang difermentasi menjadi produk yang diinginkan, contohnya pada pembuatan tempa dan oncom.

Jadi dapat ditarik sebuah kesimpulan bahwa mikroorganisme merupakan ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup yang kecil-kecil seperti mikroorganisma, mikrobia, mikroba, jasad renik ataupun protista, yang memiliki kemampuan untuk memfermentasi bahan pangan yang nantinya membentuk asam laktat, asam asetat, dan bebeapa jenis bahan pangan lainnya.