TUGAS MAKALAH “Teknologi Fermentasi Tempe ”

TUGAS MAKALAH

“Teknologi Fermentasi Tempe ”

OLEH

NAMA           : DEWI SARTIKA SARAGIH

NIM                : D1C011044

DOSEN          : Ir. VINY SUWITA, M.Sc

                                                                                                           

TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS JAMBI

2013

 BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Teknologi fermentasi merupakan ilmu dan tehnik terapan yang saat ini berkembang pesat. Teknologi fermentasi menerapkan secara terpadu cabang-cabang ilmu mikrobiologi,biokimia, kimia, keteknikan, biologi molekular dan genetika. Teknologi fermentasi membuka lembaran baru dalam upaya memanfaatkan bahan-bahan yang murah harganya bahkan tidak berharga menjadiproduk-produk yang bernilai ekonomi tinggi dan berguna bagi kesejahteraan manusia. Kemajuan –kemajuan yang dicapai di bidang teknologi fermentasi telah memungkinkan manusia untuk memproduksi berbagai jenis produk  yang tidak dapat diproduksi melalui proses kimia.

Teknologi fermentasi memiliki cakupan yang  luas, yaitu mulai dari teknik produksi makanan fermentasi, minuman beralkohol, produksi biomassa (inokulum, protein sel tunggal), produksi asam-asam organik, asam-asam amino, enzim, vitamin, antibiotika dan sebagainya sampai pada tehnik penangan limbah.

Setiap proses fermentasi mendayagunakan aktivitas metabolisme suatu mikroba tertentu atau campuran dari beberapa mikroba. Dari sudut industri, mikroba merupakan pabrik kimia yang mengubah bahan baku menjadi berbagai jenis produk. Industri fermentasi modern mendayagunakan teknologi mutakhir berdasarkan ilmu keteknikan yang maju dan pengetahuan yang mendalam mengenai biokimia dan aktivitas metabolisme mikroba.

Industri fermentasi modern di indonesia masih sangat terbatas. Mengingat potensi bahan baku yang melimpah di indonesia, maka upaya pengembangan industri fermentasi untuk memproduksi berbagai jenis produk yang bernilai ekonomi tinggi, perlu mendapatkan perhatian.

Aktivitas metabolisme mikroba mempunyai dasar yang sama, tetapi masih ditemukan berbagai ragam variasi terhadap pola dasar ini. Hal ini terbukti dari banyaknya  ragam bahan baku atau substrat yang dapat dicerna oleh suatu mikroba, dan banyaknya jenis produk yang dapat dihasilkan pada berbagai kondisi lingkungan yang diberikan.

Penelitian –penelitian di bidang teknologi fermentasi telah banyak dan terus dilakukan, dan banyak pula hasilnya yang telah diterapkan secara komersil. Penelitia –penilitian di bidang teknologi fermentasi mencakup antara lain sifat-sifat biokimia dan aktivitas metabolisme mikroba, mencari galur-galur baru  yang mampu memproduksi produk-produk baru  atau produk yang sudah ada dengan produktivitas yang lebih  tinggi, pembakuan inokulum, mencari kondisi yang optimum untuk pertumbuhan organisme tertentu dan produksi produk tertentu, mencari bahan-bahan mentah terutama yang banyak tersedia dan murah harganya  untuk dimanfaatkan sebagai substrat untuk ditingkatkan mutu dan daya gunanya misalnya untuk makanan ternak, rekayasa proses skala laboratorium, pilot plant dan skala industri. Teknologi fermentasi ini mencakup proses fermentasi makanan dan proses fermentasi  produk-produk tunggal hasil manipulasi metabolisme seperti asam amino, nukleotida, asam organik, dan enzim.

1.2 Tujuan dan Manfaat

a.       Tujuan pembuatan makalah

Bertitik tolak dari latar belakang dan hal-hal yang menjadi objek pembahasan, maka tujuan dari pembuatan makalah ini adalah :

v  Sebagai salah satu tuntutan untuk menyelesaikan tugas mata kuliah teknologi fermentasi

v  Untuk menambah serta  meningkatkan wawasan dan pengetahuan para pembaca tentang teknologi fermentasi khususnya fermentasi tempe kedelei.

b.      Manfaat pembuatan makalah

Adapun pembuatan makalah ini adalah :

v  Kita dapat mengetahui tentang  bahan baku yang dapat dicerna oleh mikroba dan banyaknya jenis produk yang dapat dihasilkan pada berbagai kondisi lingkungan yang diberikan.

v  Dapat mengetahui proses-proses fermentasi pada  jenis tempe kedelei.

BAB II

PEMBAHASAN

FERMENTASI MAKANAN

Berbagai jenis makanan dan minuman yang diproduksi melalui proses fermentasi yang sangat digemari.  Pada dasarnya produk-produk fermentasi makanan dan minuman dapat dikelompokkan menjadi

1.      Produk  makan dengan nilai gizi tinggi

2.      Produk makanan hasil fermentasi asam

3.      Produk  dimana etanol merupakan hasil utama proses fermentasi

4.      Produk fermentasi yang dikonsumsi sebagai saus dan penyedap makanan.       

Berdasarkan mikroorganisme yang aktif, produk-produk fermentasi ini dapat dikelompokkan menjadi 1.Produk fermentasi khamir, 2. Produk fermentasi kapang, 3. Produk fermentasi bakteri, 4. Produk fermentasi campuran.

Uraian selanjutnya dalam bab ini mencakup berbagai contoh produk makanan hasil proses fermentasi yang mewakili setiap kelompok produk fermentasi tersebut diatas.

2.1 Tempe kedelei

            Di indonesia tempe kedelei merupakan jenis makanan hasil proses fermentasi yang sangat digemari, karena memiliki cita rasa yang khas dan relatif murah harganya. Di samping itu tempe sudah dikenal oleh masyarakat indonesia sebagai makanan bergizi tinggi.  Proses fermentasi tempe juga telah diterapkan dalam pengolahan berbagai jenis kacang-kacangan menjadi produk makanan yang sangat digemari, termasuk oncom yang dibuat dari bungkil kacang tanah.

2.2  Inokulum tempe

Kapang dari jenis rhizopus merupakan organisme terpenting dalam fermentasi tempe. Sejumlah spesies yang sering ditemukan dalam tempe ialah R.oryzae, R. oligosporus, R. stolonifer, R. arrhizus. Di antara spesies tersebut  R. oryzae dan R. oligosporus memegang peran utama dalam fermentasi tempe.

            Miselium R. oryzae lebih panjang daripada R. oligosporus, sehingga tempe yang dihasilkannya tampak lebih padat dan kompak daripada  jika  hanya R.oligosporus yang digunakan dalam fermentasi tempe. Akan tetapi jika tempe yang ingin diproduksi diutamakan nilai gijinya, maka R. oligosporus memegang peranan terpenting. Hal ini disebabkan karena selama fermentasi berlangsung  R.oligosporus mensintesa lebih banyak enzim protease, sedangkan  R. oryzae mensintesa lebih banyak enzim amilase. Dalam pembuatan tempe kedua spesies ini  sebaiknya dicampur dengan  proporsi R. oryzae dan R.oligosporus 1:2 (purwo Arbianto,1983).

            Galur R.oligosporus NRRL 2710 telah berhasil diisolasi, dan dianggap merupakan galur yang terbaik untuk memproduksi tempe (steinkraus,1983). Galur ini memiliki sifat-sifat :

1)      Mampu tumbuh cepat pada suhu 30-40⁰C.  Pertumbuhan miselium mulai tampak setelah fermentasi berlangsung selama 12 jam dan selesai setelah 18-20 jam.

2)      Tidak dapat memfermentasi sukrosa.

3)      Mempunyai aktivitas proteolitik yang tinggi dan akan melepaskan amoniak bebas setelah fermentasi berlangsung selama 48-72  jam. Amoniak bebas ini bersifat lethal terhadap kultur  R. oligosporus.

4)      Mempunyai aktivitas lipolitik yang tinggi

5)      Memproduksi antioksidan  

6)      Mampu menghasilkan tempe dengan flavor dan  aroma asli yang khas.

7)      Mampu tumbuh pada substrat pati biji-bijian tampa memproduksi asam-asam organik dengan tingkat konsentrasi yang dapat menyebabkan tempe terasa asam.

Jika tempe juga diinginkan sebagai sumber vitamin B12, maka bakteri kleibsela pnemonia merupakan organisme yang penting dalam proses fermentasi tempe (curtis et all.1977).  Sampai sejauh yang telah diteliti, bakteri yang diketahui domninan pada semua tempe yang di produksi secara komersial, mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

1)        Tidak menyebabkan pembusukan tempe.

2)        Tumbuh pada suhu 15-45⁰C. Suhu optimum untuk produksi vitamin B12   ialah 37⁰ C.

3)        Pertumbuhannya tidak mengganggu pertumbuhan R. Oligosporus.

4)        Tumbuh pada pH 3,5, sehingga pengasaman kedelai sebelum fermentasi tidak mengganggu baik kapang maupun bakteri.

5)        Memproduksi vitamin B12 dengan aktivitas sekitar 150 mg per gram substrat kedelai.

Dewasa ini telah mulai digunakan inokulum tempe dalam bentuk bubuk. Beberapa penelitian mengenai cara produksi dan aspek lain dari inokulum bubuk telah di lakukan. Salah satu diantaranya ialah penelitian yang dilakukan oleh Tanuwidjaja (1983), tentang pengaruh substrat terhadap daya simpan inokulum. Penelitian ini menyimpulkan bahwa (1) Daya sporulasi R. Oligospurus L36, dan kultur campuran (Inokulum pasar), paling tinggi pada substrat beras, (2) Daya tahan simpan inokulum substrat beras lebih tinggi dari pada substrat gabeng, (3) Inokulum bubuk dapat digunakan sebagai starter untuk pembuatan inokulum berikutnya dengan hasil yang stabil.

            Prosedur pembuatan inokulum bubuk substrat beras dalam skala laboratorium dan skala rumah tangga, seperti yang dilaporkan Tanuwidjaja ialah sebagai berikut.

1.      Inokulum skala laboratorium. Sebanyak 15 gram beras dimasukkan kedalam labu erlenmeyer 250 ml, kemudian ditambahkan air dengan perbandingan 1:1, dan di sterilkan pada suhu 121⁰C selama 15 menit. Setelah dingin substrat ini diinokulasikan dengan spora kapang atau tempe pasar. Untuk setiap15 gr substrat ditambahkan 0,15 ml suspensi spora kapang atau 15 mg inokulum tempe pasar. Setelah inokulasi substrat diaduk dan dipindahkan ke dalam wadah almunium (11 cm x 11 cm x 2 cm) steril, dan diratakan.  Inkubasi dilakukan pada suhu 30⁰C selama 3 hari. Kemudian suhu dinaikkan sampai 37-40⁰C selama 3-4 hari, yaitu selama inokulum mengering. Inokulum kering ini selanjutnya dihancurkan dalam blender steril.

2.      Inokulum bubuk skala rumah tangga. Sebanyak 1 kg beras ditambahkan 1 liter air, dipanaskan sampai semua air terserap, kemudian dikukus sampai matang. Substrat matang dituangkan ke dalam tampah dan dibiarkan sampai dingin. Kemudian ditaburi dengan inokulum bubuk sebanyak 1 gr/kg substrat kering, dan diratakan. Untuk 1kg substrat digunakan 4 buah tampah yang diameternya 50 cm. tampah-tampah ini ditutup dengan tampah lain lalu dibungkus dengan kertas dan diinkubasi pada suhu kamar selama 3 hari. Selanjutnya substrat yang telah penuh ditumbuhi spora, dikeringkan dibawah sinar matahari. Inokulum kering dihancurkan dalam blender.

Untuk menentukan kualitas inokulum tempe, dapat dilakukan beberapa pengujian sebagai berikut:

1.      Jumlah spora hidup (viabel). Pada umumnya penakaran inokulum yang digunakan dalam fermentasi tempe ialah sekitar 1-3 gr untuk setiap 1 kg kedelai. Untuk menghasilkan tempe yang baik, jumlah spora hidup yang terdapat dalam inokulum berkisar  antara 10⁷-10⁹ spora/gr. Penentuan jumlah spora kapang yang hidup, dilakukan dengan metode hitungan cawan. Media yang dapat digunakan antara lain  potato dextrose agar (PDA), yang diasamkan dengan asam tartrat sampai pH 4,0.

2.      Aktivitas proteolitik dan amilolitik.  Pengujian aktivitas proteolitik  ialah metode gelatin liquefaction, dengan prosedur sebagai berikut. Sebanyak 10 ml larutan gelatin 10% dalam aquades, dituangkan kedalam tabung reaksi dan disterilkan pada suhu 121⁰C selama 10 menit, kemudian didinginkan. Setelah membeku, di atas permukaan gelatin dalam tabung reaksi ditaburkan inokulum bubuk dan diinokulasikan pada suhu kamar selama 2 hari. Kemudian tabung reaksi didinginkan pada suhu 4⁰C selama 10 menit. Tinggi gelatin dalam tabung reaksi yang tidak membeku, diukur. Aktivitas proteolitik  relatif dinyatakan sebagai persen volume gelatin yang tidak membeku terhadap total volume gelatin.

                                           2.3 Prosedur pembuatan tempe kedelei

Terdapat beberapa variasi dalam proses pembuatan  tempe kedelei dan semuanya dimaksudkan untuk  menghasilkan tempe  dengan citarasa yang disukai. Tahap –tahap  yang dilakukan dalam proses  pembuatan tempe umumnya ialah pembersihan biji kedelei, perebusan,  pengupasan,

Inokulasi, pembungkusan dan fermentasi.

Beberapa prosedur pembuatan tempe kedelei yang umumnya dilakukan dirumah-rumah tangga di indonesia, dan prosedur pembuatan tempe secara laboratorium, dapat dilihat pada gambar 1,2,3 dan 4.

2.4 Perubahan biokimia selama fermentasi tempe

Selama proses fermentasi, kapang tempe akan berubah  dengan cepat dan suhu biasanya akan meningkat 5-70C di atas suhu inkubator. Setelah fermentasi berlangsung  72 jam, total padatan terlarut  meningkat dari 0,5%  menjadi 2,5%. Total nitrogen relatif konstan. pH meningkat  dari 5 menjadi lebih dari 7 (steinkraus et al.1960).

Perubahan lipid

Kapang tempe memiliki aktivitas  lipolitik yang tinggi, yaitu menghidrolisa

 Lebih dari sepertiga kandungan lemak kedelei setelah 72 jam fermentasi pada suhu 370C. setelah 69 jam proses fermentasi, kandungan asam-asam lemak tempe meningkat dan asam linoleat merupakan asam lemak yang dominan diikuti oleh asam oleat. Kenaikan kandungan asam lemak ini terlihat dari kenaikan “acid number” dari 1,7 pada kedelei setengah matang menjadi 55,6 pada tempe setelah fermentasi berlangsung selama 48 jam (ansori rahman, 1992)

Perubahan karbohidrat

            Karbohidrat utama yang terdapat pada kedelei ialah sukrosa, stachyosa dan raffinosa. Selama fermentasi berlangsung heksosa akan dicerna dengan cepat, tetapi hidrolisa stachyosa berlangsung lambat (shallenberger et al,1967)

                                       

Prosedur biasa                                                             Variasi

Kedelei kering dan bersih                                                                           Direndam

                 Dicuci bersih                                                                      fermentasi asam

                                                                                                           Selama 2-12 jam

                  Direbus 2,5-3 jam                                                                                     

         Direndam dalam air                                                              direndam dalam air

        Bersih selama 1 malam                                                            perebus selama 1

       Fermentasi asam oleh bakter                                                   malam (fermentasi )

                  Ph 4,5-5,3

 

Dikupas dan dicuci

                         Ditiriskan                                                                   Diuapi selama waktu

                                                                                          tertentu
  Inokulasi

                                                                                       Ditiriskan dan

         

           Dibungkus  longgar dengan                                                             didinginkan

         Daun pisang atau kantong

               Plastik  berlobang

                                

             

                     Inkubasi suhu

             Kamar selama 30-40 jam

                                 

                        

                              Tempe      

Gambar 1. Diagram alir pembuatan tempe secara tradisional

Kedelai utuh bersih

 

                                                                                   

Direbus selama 30 menit untuk

Mempermudah pengupasan

 

Pengupasan dan pencucian

 

Direndam selama 1 malam

(fermentasi asam oleh bakteri)

 

Direbus 60 menit

Dalam air  perebusan

 

Ditiriskan dan didinginkan

 

Inokulasi

 

Dibungkus dengan

Daun pisang

 

Fermentasi selama

38-40 jam

 

Tempe

 Gambar 2. Diagram alir pembuatan tempe di rumah tangga indonesia (illyas dan peng, 1997)

Kedelei bersih

 

Dikupas dengan “burr mill”

Direbus

 

Direndam dalam air rebusan

Selama 22 jam

 

Dicuci dan kulit dipisahkan

 

Direbus selama 40 menit

 

Ditiriskan dan didinginkan

 

Inokulasi

 

Dibungkus dengan kain saring

 

Inkubasi selama 24 jam

 

Dipindahkan ke dalam

kantong plastik berlobang-lobang

(200gr/kantong)

 

Inkubasi selama 14-16 jam

 

Tempe

Gambar 3. Diagram alir pembuatan tempe secara laboratorium

 (illyas dan peng 1997)

Kedelei bersih

 

Direndam selama 1 malam

Dalam air yang ditambah

1% atau 85% asam laktat

(kedelei:air=1:3)

 

Dikupas dengan alat pengupas

(abrasive vegetable peeler)

 

Kulit dipisahkan

Dengan air mengalir

 

Direbus selama 90 menit

Dalam air perendam

(air+asam laktat)

 

Ditiriskan dan didinginkan

Sampai suhu 37⁰C

 

Inokulasi

1gr inokulum/kg kedelei

 

Inkubasi pada suhu 37⁰C

Dalam panci stainless steel

Dengan lobang-lobang berukuran

0,3cm setiap 5 cm

Tebal lapisan kedelei 3-5 cm

 

   Tempe

Gambar4. Diagram alir pembuatan tempe secara laboratorium (Ansori Rahman1992)

       Perubahan asam –asam amino

            Selama fermentasi berlangsung lisin dan metionin mengalami penurunan. Pada fermentasi selama 36 dan 60 jam, lisin berturut-turut menurun sebanyak 3% dan 10% (Steinkraus et al,1960). Selama fermentasi kandungan asam amino bebas akan meningkat. Pada fermentasi selama 24 jam, indeks

 asam-asam amino essensial tidak mengalami perubahan.

       Enzim proteolitik

            Kapang  R. oligosporus memproduksi 2 sistem enzim proteolitik, yaitu enzim dengan aktivitas optimum pada pH 3,0 dan enzim dengan aktivitas optimum pada pH 5,5.  Kedua sistem enzim proteolitik ini mempunyai aktivitas maksimum pada suhu 50-55⁰C.  Pada  suhu 32⁰C, aktivitas proteolitik  maksimum akan tercapai setelah 72-96 jam (Ansori Rahman, 1992)

2.5  Analisis tempe kedelei

Analisis kimia

            Kandungan nutrien utama dan sifat-sifat kimia tempe seperti protein, lemak, karbohidrat, asam lemak bebas, nitrogen terlarut, nitrogen amino, total padatan terlarut dan serat kasar dapat ditentukan  berdasarkan metode analisis yang umum digunakan dalam analisis pangan. Beberapa rujukan yang dapat dipakai antara lain adalah AOAC,1970. Officials Methods of Analysis of the Assosiation of Official Analitic Chemists

1.      Jacobs, M,1962. The Chemical Analysis of Food Products

2.      Egan et al,19881.Pearson’s Chemical Analysis of Foods.

Analisis sifat fisik

            Sifat fisik tempe kedelei yang penting dan  menentukan dari segi penampakan ialah kekompakan antar biji kedelei dalam tempe. Sifat kekompakan ini berhubungan dengan kelebatan pertumbuhan  miselium dan penetrasi miselium ke dalam biji kedelei.

            Penentuan berat kering miselia per satuan berat kering tempe merupakan petunjuk kelebatan pertumbuhan miselium. Penentuan berat kering miselia dilakukan dengan prosedur sebagai berikut (gavin,1992).

Contoh tempe yang diambil dari beberapa bagian tempe, ditambahkan ke dalam campuran enzim pektinase, selulase dan hemiselulase dalam larutan buffer asetat (pH 3,5-4,0) yang mengandung mertiolat (1:10⁴). Campuran ini kemudian diinkubasi  pada suhu 50⁰C selama 24 jam, sambil digoyang menggunakan reciprocating shaker bath. Setelah inkubasi, kultur disaring dengan saringan 350 mesh. Miselium yang tertahan dikeringkan dan ditimbang. Yang tertahan dalam saringan hanya terdapat sedikit hancuran kedelei, dan filtratnya hanya mengandung sedikit potongan-potongan miselium (kurang dari 15%).

BAB III

PENUTUP

 3.1  Kesimpulan

v  Mikroorganisme yang paling berperan dalam pembuatan tempe adalah kapang  R.oligosporus .

v   Tempe dibuat dari inokulum tempe yaitu : kapang dari jenis Rhizopus, sejumlah spesies yang sering ditemukan dalam tempe yaitu R.oryzae, R.oligosporus, R. stolonifer, dan R.arrhizus.

v   perubahan-perubahan biokimia selama fermentasi  tempe yaitu meliputi perubahan lipid, perubahan karbohidrat, perubahan  asam-asam amino dan enzim proteolitik. Analisis tempe kedelei dapat dianalisis secara fisik dan kimia.

v  Kandungan nutrien utama dan sifat-sifat kimia tempe seperti protein, lemak, karbohidrat, asam lemak bebas, nitrogen terlarut, nitrogen amino, total padatan terlarut dan serat kasar.

v  Sifat fisiknya tempe dilihat dari segi penampakan yaitu  kekompakan antar biji kedelei dalam tempe.

3.2  Saran

            Sebaiknya dalam membuat tempe memperhatikan  masalah sanitasi agar mikroba yang tumbuh tidak terkontaminasi mikroba patogen dan pembusuk lainnya. Disamping itu penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih belum kurang sempurna oleh karena itu jika ada saran diterima untuk kesempurnaan makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

AOAC,1984.Officials Methods of Analysis of the Association of Offficial    Analytical Chemist. Washington DC.

Hesseltine,C.W dan K. Sibasaki.1991. Di dalam Steinkraus,K.H.1993. Handbook of Indegineus Fermented food.Marcel Dekker,INC. New York Basel

Ilyas,N. dan A.C.Peng.1997. Di dalam Steinkraus,K.H.1993. Handbook of Indegineus fermented foods.Marcel Dekker,INC.New York Basel

Rahman, Ansori.1992. Teknologi Fermentasi.Bandung: Arcan kerja sama dengan Pusat antar Universitas Pangan dan Gizi IPB

Tang ,T.C,S. Eswaran,B.H.nga,dan G.lim.1999.Utilisation of protein and starch by aspergillus: Methods of Screening for proteinase aqnd Amylase producing mutant.proc,GIAM-V Bangkok.

Tanuwidjaja,L. 1993. Pengaruh Substrat terhadap Daya Tahan Simpan Inokulum Tempe. Mikrobiologi di Indonesia. Kumpulan Makalah Kongres Nasional Mikrobiologi ke III. Perhimpunan Ahli Mikrobiologi Indonesia