Bioteknologi Pangan

Bioteknologi Pangan

Bioteknologi pangan adalah bioteknologi yang digunakan untuk menghasilkan produk makanan dengan memanfaatkan mikroorganisme. Beberapa contoh produk bioteknologi di bidang pangan yaitu tapai, yoghurt, keju, tempe, kecap, roti, dan minuman beralkohol. Penjelasan mengenai proses pembuatan produk makanan dengan memanfaatkan mikroorganisme sebagai berikut.

a. Tapai

Tapai (Gambar 7.3a) dibuat dengan memanfaatkan mikroorganisme yang ada dalam ragi tapai. Salah satu mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan tapai adalah khamir Saccharomyces cerevisiae.

Perhatikan Gambar 7.3b agar kamu mengetahui bentuk khamir tersebut!

 
Eksperimen membuat tape singkong

Bahan

1. Air bersih 2 liter

2. 1 kg bahan yang mengandung karbohidrat (singkong, sukun,

ketan, atau bahan lain yang ada di daerahmu)

3. 1 buah dandang untuk mengukus

4. 1 buah kompor

5. 1 bungkus ragi tapai

6. Daun pisang secukupnya

7.  1 buah kotak atau wadah tertutup

Langkah-langkah

1. Kupaslah dan bersihkan singkong atau bahan lain yang kamu pilih.

2. Masaklah singkong atau bahan lain yang kamu pilih dengan cara mengukus bahan sampai matang.

3. Biarkan singkong atau bahan lain yang kamu pilih hingga dingin.

4. Amati tekstur, rasa, dan aroma singkong atau bahan yang kamu

5. Taburkan ragi tapai sampai merata.

6. Bungkus dengan rapat bahan yang sudah ditaburi dengan ragi dengan menggunakan daun pisang, lalu masukkan ke dalam wadah tertutup.

7. Biarkan selama 3 hari, setelah 3 hari tapai sudah matang.

8. Amati tekstur, rasa, dan aroma tapai yang telah kamu buat. Catatlah hasil pengamatanmu pada Tabel 7.2.

9. Tanyakan kepada kelompok yang lain hasil pengamatan yang  mereka lakukan. Catatlah hasil pengamatan temanmu pada Tabel 7.2. Catatlah hasil pengamatanmu pada Tabel 7.2.

Diskusi

1. Mengapa dalam pembuatan tapai harus ditaburi dengan ragi? Apa saja mikroorganisme yang terdapat pada ragi tapai?

2.  Mengapa ragi harus ditaburkan pada saat bahan dalam keadaan dingin?  

3. Mengapa dalam pembuatan tapai harus ditutup rapat? Proses apa yang terjadi dalam pembuatan tapai?

4. Mengapa terjadi perubahan tekstur, rasa, dan aroma pada singkong atau bahan lain yang kamu pilih sebagai bahan pembuatan tapai setelah diberi ragi dan diperam selama sekitar 3 hari?

Kesimpulan

Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?

 

Selain Saccharomyces cerevisiae, jamur Aspergillus sp., dan bakteri Acetobacter aceti juga berperan dalam pembuatan tapai.

Mikroorganisme yang terdapat pada ragi tapai memiliki peranan yang sinergis, artinya mikroorganisme tersebut akan bekerja bersama untuk mengubah bahan baku dari singkong atau beras ketan menjadi tapai.

Selama pembuatan tapai terjadi pemecahan (hidrolisis) amilum atau pati menjadi glukosa. Proses ini dibantu oleh jamur Aspergillus sp.  Proses inilah yang membuat tapai berasa manis. Glukosa yang dihasilkan dari proses tersebut difermentasi menjadi alkohol oleh khamir Saccharomyces cerevisiae. Proses ini menyebabkan tapai memiliki aroma yang khas. Proses fermentasi yang dilakukan mikroorganisme dalam pembuatan tapai merupakan respirasi anaerob. Artinya dalam prosesnya tidak dibutuhkan oksigen.

Apakah ketika memakan tapai kamu merasakan rasa masam? Dari mana rasa masam tersebut? Rasa masam pada tapai disebabkan adanya kandungan asam cuka (asam asetat). Asam cuka dihasilkan dari proses fermentasi alkohol oleh bakteri Acetobater aceti secara aerob (dalam keadaan terdapat oksigen). Fermentasi ini terjadi ketika pembungkus tapai terbuka. Oleh karena itu, agar tapai yang dihasilkan tidak terlalu masam, dalam pembuatan tapai harus ditutup rapat.

Perhatikan Gambar 7.4!

 
b. Yoghurt

Yoghurt merupakan makanan yang dihasilkan dari proses fermentasi susu dengan bantuan bakteri. Yoghurt kaya akan protein, kalsium, vitamin A, B, C, E, dan vitamin K. Mengonsumsi yoghurt secara teratur memiliki banyak manfaat untuk kesehatan, di antaranya dapat meremajakan kulit, membantu proses pencernaan, menjaga jantung tetap sehat, mencegah hipertensi, mengurangi risiko osteoporosis, mengatasi jerawat, dan mengurangi kolesterol. 

Eksperimen membuat Yoghurt

Bahan

1. 1 liter susu sapi

2. 50 gram gula

3. 50 mL minuman yang mengandung kultur bakteri asam laktat

seperti: chimory, yakult, atau biokult.

4. Kompor

5. Panci

6. Pengaduk

7. Termometer

8.  Cup atau wadah yang dilengkapi dengan tutup

9. Sarung tangan

Langkah-langkah

1. Masukkan 1 liter susu sapi ke dalam panci.

2. Tambahkan 50 gram gula pasir lalu aduk hingga merata.

3. Didihkan susu tersebut hingga suhu 90°C selama 15 menit. Untuk mengetahui suhu susu, gunakanlah termometer. Untuk menjaga suhu tetap berada dalam kisaran 90°C aturlah besar kecilnya nyala api kompor. Berhati-hatilah dalam melakukan langkah ini. Gunakan sarung tangan dari kain atau mintalah bantuan dari orang tua atau gurumu. Perlu kamu perhatikan, ketika kamu memasukkan termometer, cukup celupkan ujung bawah termometer pada permukaan susu, jangan sampai ujung bawah termometer menyentuh panci! Karena termometer dapat pecah.

4. Setelah dididihkan selama 15 menit, matikan nyala kompor lalu biarkan suhunya turun hingga 45°C. Perhatikan tekstur dan rasa susu sebelum ditambahkan chimory, yakult, atau biokult.

5. Setelah suhu mencapai 45°C, tambahkan 50 mL chimory, yakult, atau biokult, lalu aduk hingga merata dengan menggunakan pengaduk yang bersih.

6. Siapkan cup atau wadah yang memiliki tutup.

7. Tuangkan susu tersebut ke dalam wadah.

8. Simpanlah susu tersebut selama 1 × 24 jam pada suhu ruangan (21° C - 27°C).

9. Setelah 1 x 24 jam, yoghurt sudah siap untuk dikonsumsi.

Perhatikan tekstur dan rasa yoghurt yang telah kamu buat.

Diskusi

1. Mengapa dalam pembuatan yoghurt susu harus dididihkan terlebih dahulu?

2. Amati kemasan chimory, yakult, atau biokult. Bakteri apakah yang terdapat dalam chimory, yakult, atau biokult tersebut?

3. Apa perbedaan tekstur dan rasa antara susu dan yoghurt?

4. Apakah fungsi bakteri tersebut dalam pembuatan yoghurt?

Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan dan diskusi tentang pembuatan yoghurt, apa saja yang dapat kamu simpulkan?

Proses fermentasi susu menjadi yoghurt melibatkan peranan bakteri asam laktat, misalnya Lactobacillus casei, Streptococcus thermophillus, Lactobacillus bulgaricus, dan Bifidobacteria. Dalam pembuatan yoghurt, susu harus dididihkan terlebih dahulu pada suhu 85-90 ^oC agar bakteri-bakteri lain mati dan protein dalam susu terdenaturasi (mengalami kerusakan). Bakteri asam laktat mampu mengubah laktosa yang terkandung dalam susu menjadi asam laktat.

Asam laktat inilah yang menyebabkan rasa masam pada yoghurt. Akibat dihasilkannya asam laktat, pH menjadi turun. Turunnya pH juga menyebabkan denaturasi protein dan  pelepasan kalsium serta fosfat dari protein kasein susu.  Akibatnya, protein kasein menjadi tidak stabil dan mengalami pengendapan. Proses tersebut yang menyebabkan yoghurt memiliki tekstur yang kental.

c. Keju

Keju merupakan makanan yang dihasilkan dari proses koagulasi atau pengentalan protein kasein susu. Selama  proses pembuatan, susu biasanya dibuat dalam kondisi asam dan ditambahkan rennet.

Pengasaman susu, dapat dilakukan dengan menambahkan bakteri asam laktat seperti Lactococcus sp., Lactobacillus bulgaricus, dan Streptococcus thermophillus.

Rennet merupakan kompleks enzim yang dihasilkan di dalam perut  hewan ruminansia (hewan memamah biak) yang komponen penyusun utamanya adalah enzim renin atau enzim chymosin. Enzim renin merupakan kelompok enzim protease yang mampu memutuskan ikatan peptida dalam protein yang menghubungkan asam amino satu dengan yang lain. Enzim inilah yang berperan penting dalam pemisahan dan pengentalan protein kasein dalam susu, sehingga terbentuk bagian padat yang disebut dengan dadih (curd) dan bagian yang cair disebut dengan air dadih (whey). Dadih inilah yang akan diproses lebih lanjut melalui proses pematangan dan pengemasan sehingga terbentuk olahan makanan yang dikenal dengan keju.

Selain menggunakan rennet, untuk menggumpalkan protein kasein juga dapat menggunakan enzim protease yang dihasilkan oleh tumbuhan, misalnya pada tumbuhan kaper (Capparis spinosa L.), utrika (Urtica dioica L.), cinera (Carduus nutans L.), dan malva (Malva sylvestris) serta enzim protease dari jamur Rhizomucor miehei.

d. Tempe

Tempe adalah makanan tradisional khas Indonesia yang sering  dikonsumsi  dan menjadi salah satu makanan favorit.

Pada dasarnya, teknik  pembuatan tempe adalah dengan menggunakan teknik fermentasi. Fermentasi dilakukan dengan menumbuhkan jamur Rhizopus oryzae dan Rhizopus oligosporus pada biji kedelai. Pada proses pertumbuhannya, jamur akan menghasilkan benang-benang yang disebut dengan hifa. Benang-benang itu mengakibatkan biji-bijian kedelai saling terikat dan membentuk struktur yang kompak seperti pada Gambar 7.7a.

Pada waktu pertumbuhannya, jamur juga akan menghasilkan suatu enzim protease yang dapat menguraikan kompleks protein yang ada pada kedelai menjadi asam amino yang lebih mudah dicerna oleh tubuh kita. Inilah alasan yang menjadikan tempe lebih mudah dicerna oleh tubuh kita daripada kedelai.

Berikut ini kandungan gizi kedelai dan tempe

e. Kecap

Kecap merupakan salah satu produk hasil bioteknologi yang terbuat dari kacang kedelai (Gambar 7.8). Secara tradisional proses pembuatan kecap melibatkan proses hidrolisis dan fermentasi dengan menggunakan jamur Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae, dan Aspergillus wentii. Di Jepang, proses fermentasi dalam pembuatan kecap juga melibatkan Saccharomyces cerevisiae  dan spesies Lactobacillus untuk menghasilkan aroma khas.

Pada tahap awal pembuatan kecap, kedelai dicuci hingga bersih, kemudian direbus hingga matang. Selanjutnya, kedelai yang telah direbus ditaburi dengan kultur jamur (Gambar 7.9a). Kemudian, dicampur air garam dengan jumlah tertentu. Setelah beberapa waktu, jamur akan berkembang, menghasilkan enzim yang mampu menghidrolisis amilum menjadi gula sederhana dan menghidrolisis protein menjadi asam amino. Gula sederhana dan asam amino akan mengalami reaksi membentuk ikatan amino-glikosida sehingga menghasilkan warna cokelat gelap. Dari proses tersebut, akan terbentuk campuran butiran biji kedelai dan cairan kental berwarna cokelat gelap (Gambar 7.9b).

Selanjutnya, campuran ini disaring untuk memisahkan cairan dengan butiran biji kedelai. Cairan cokelat gelap tersebut selanjutnya dipanaskan untuk mematikan jamur maupun bakteri. Cairan inilah yang dinamakan kecap, yang biasanya dikemas dalam botol.

f. Roti

Roti merupakan makanan yang terbuat dari bahan dasar utama tepung terigu dan air. Roti sudah dikenal oleh masyarakat seluruh dunia. Selain tepung terigu dan air, masih banyak komposisi yang ditambahkan  ke dalam adonan roti. Perbedaan  komposisi ini menyebabkan roti sangat beragam, baik jenis, bentuk, ukuran, dan teksturnya.

Pembuatan roti dan donat memanfaatkan peristiwa fermentasi yang dibantu oleh Saccharomyces cerevisiae. Fermentasi yang dilakukan oleh Saccharomyces cerevisiae menghasilkan banyak gas karbon dioksida dan sedikit alkohol. Gas karbon dioksida akan membuat adonan roti mengembang, sedangkan alkohol akan menghasilkan aroma khas pada adonan roti. Gas karbon dioksida yang terperangkap dalam adonan akan memuai saat adonan dimasukkan ke oven, sehingga membuat roti semakin mengembang, dan meninggalkan rongga dalam roti. Peristiwa ini yang membuat tekstur roti lebih menarik, lebih ringan, dan lebih mudah untuk dikonsumsi.