Senin, 12 November 2012

PENGEMBANGAN INOKULUM YEAST (KHAMIR)


PENDAHULUAN
Khamir (yeast) adalah bentuk sel tunggal dengan pembelahan secara pertunasan. Khamir mempunyai sel yang lebih besar daripada kebanyakan bakteri, tetapi khamir yang paling kecil tidak sebesar bakteri yang terbesar.khamir sangat beragam ukurannya,berkisar antara 1-5 μm lebarnya dan panjangnya dari 5-30 μm atau lebih.Biasanya berbentuk telur,tetapi beberapa ada yang memanjang atau berbentuk bola. Setiap spesies mempunyai bentuk yang khas, namun sekalipun dalam biakan murni terdapat variasi yang luas dalam hal ukuran dan bentuk. Sel-sel individu, tergantung kepada umur dan lingkungannya. Khamir tidak dilengkapi flagellum atau organ-organ penggerak lainnya.
Khamir terbagi atas :
1). Khamir Murni Adalah khamir yang dapat berkembang biak dengan cara seksual dengan pembentukan askospora khamir ini diklasifikasikan sebagai Ascomycetes (Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces carlbergesis, Hansenula anomala, Nadsonia sp).
2).Khamir Liar Adalah khamir murni yang biasanya terdapat pada kulitanggur. Khamir ini mungkin digunakan dalam proses fermentasi, meskipun galur yang diperbaiki telah dikembangkan yang menghasilkan anggur dengan rasa yang lebih enak dengan bau yang lebih menyenangkan. Khamir liar yang ada dikulit anggur dimatikan dengan penambahan dioksida belerang pada buah anggur yang telah dihancurkan. Inokulum galur khamir yang dikehendaki ditambahkan kemudian untuk memfermentasi air perasan anggur.
3). Khamir Atas Adalah khamir murni yang cenderung memproduksi gas sangat cepat sewaktu fermentasi,sehingga khamir itu dibawa kepermukaan. Khamir atas mencakup khamir yang digunakan dalam pembuatan roti,untuk kebanyakan anggur minuman dan bir inggris (Saccharomyces cereviceae).
4). Khamir Dasar Adalah khamir murni yang memproduksi gas secara lebih lamban pada bagian awal fermentasi. Jadi sel khamir cenderung untuk menetap pada dasar. Galur terpilih digunakan dalam industri bir lager (Saccharomyces carlsbergensis).
5). Khamir Palsu atau Torulae Adalah khamir yang didalamnya tidak terdapat atau dikenal tahap pembentukan spora seksual. Banyak diantaranya yang penting dari segi medis (Cryptococcus neoformans, Pityrosporum ovale, Candida albicans).

SEJARAH PENGGUNAAN YEAST DALAM MAKANAN
Yeast telah digunakan oleh manusia sejak dahulu untuk menghasilkan makanan dan minuman yang diinginkan. Dapat dinyatakan disini bahwa yeast merupakan jasad renik (mikroorganisme) yang pertama yang digunakan manusia dalam industri pangan. Penggunaannya boleh dikatakan lama sebelum diketemukannya aksara. Dari beberapa peninggalan Mesir kuno, yang ditulis dalam hieroglyf (tulisan Mesir kuno), tercatat bahwa orang-orang Mesir zaman itu telah menggunakan yeast dan proses fermentasi dalam memproduksi minuman beralkohol dan membuat roti. Minuman fermentasi tertua yang penah diketahui adalah bir yang sudah diproduksi sejak tahun 4000 SM. Bir dibuat dari bahan baku antara lain :
1.       Gandum (Berley), padi-padian, bijian yang lain, yang diolah menjadi roti, kemudian dihancurkan disuspensikan dengan air dan difermentasikan.
2.       Rasanya ada yang manis dan ada yang masam.
Pada saat itu, fermentasi atau proses biokimia ini masih merupakan misteri dan bahkan dianggap sebagai proses magis. Secara umum diyakini bahwa fermentasi dalam membuat minuman beralkohol dan roti pada awalnya merupakan proses alami dari aktivitas mikroba sebagai kontaminan didalam tepung, biji-bijian serta sari-buah yang mengandung gula. Berbagai mikroba ini, termasuk yeast dan lactic acid bacteria, yang pada umumnya terdapat pada berbagai biji-bijian dan buah-buahan yang biasa ditanam. Disisi lain, leaven (biang roti) pada awalnya merupakan media yang lembut seperti “adonan”. Sebagian kecil media tersebut digunakan sebagai “starter” untuk membuat roti yang lebih banyak. Demikian secara turun temurun proses ini dilakukan, penggunaan “starter” ini menimbulkan kebiasaan untuk menyimpan sebagian dari bir, anggur atau “adonan” roti yang baik untuk digunakan pada pembuatan berikutnya. Selama ratusan tahun, sudah merupakan tradisi bagi pembuat roti (bakers) mendapatkan yeast dari hasil produksi sampingan dalam pembuatan minuman anggur. Dengan demikian, boleh dikatakan bahwa para pembuat roti ini juga merupakan pionir dalam memanfaatkan mikroba untuk keperluan industri.
Baru setelah diketemukannya mikroskop maka mulai dilakukan pengamatan tentang yeast lebih seksama. Pekerjaan ini dipelopori oleh Louis Pasteur pada akhir tahun 1860 yang menyimpulkan bahwa yeast merupakan mikroba hidup yang bertindak sebagai agen dalam proses fermentasi dan digunakan sejak zaman dahulu untuk menaikan adonan roti. Tidak lama setelah penemuan tersebut, dilakukan upaya untuk meng-isolasi yeast secara murni. Dengan kemampuan ini mulailah dilakukan produksi yeast secara komersial untuk keperluan pembuatan roti. Jenis yang dikembangkan adalah Saccharomyces cerevisiae yang disebut dengan Baker’s yeasts. Sejak saat itu, perusahan roti, minuman dan para ahli mulai berupaya untuk memproduksi strain murni yeast yang tepat untuk keperluan industri yang disesuaikan dengan rasa dan keperluan kualitas serta karateristik lainnya. Produk-produk yang dihasilkan melalui aktivitas yeast seperti roti, bir, wine, vineger dan sebagainya.
Di Indonesia dalam hal memproduksi makanan tradisional ataupun makanan fermentasi dengan menggunakan yeast masih belum begitu membudaya jika dibandingkan dengan penggunaan bakteri atau jamur

PENGEMBANGAN INOKULUM YEAST
Inokulum yeast dikembangkan dalam beberapa produk untuk menghasilkan hasil produk hasil fermentasi antara lain :
Fermentasi Wine
Wine merupakan minuman hasil fermentasi sari buah – buahan. Wine didefinisikan secara ketat yaitu merupakan minuman hasil fermentasi sari buah anggur. Faktor yang menentukan produksi wine adalah iklim dimana buah anggur tumbuh, karakteristik dan mutu wine ditentukan oleh komposisi bahan baku, proses fermentasi dan perubahan – perubahan yang terjadi baik alami atau sengaja dalam periode setelah fermentasi selesai.
Buah anggur yang telah dihancurkan disebut musts memiliki komposisi kimia yaitu Air 70 – 85 g, Karbohidrat 15 – 25 g (glukosa 8 – 25, fruktosa 7 – 12, pentosa 0,08 – 0,20, pektin 0,01 – 0,10 inositol 0,02 – 0,08), Asam organik 0,3 – 0,08 g, senyawa nitrogen 0,03 – 0,17 dan mineral 0,3 – 0,5.
Rasio glukosa / fruktosa sangat penting dalam industri wine karena tingkat kemanisan fruktosa hampir dua kali  glukosa, disamping itu agar supaya kandungan fruktosa dalam wine tetap tinggi lebih disukai galur khamir yang lambat memfermentasi fruktosa
FERMENTASI WINE
1.       Penghancuran buah
Buah dihancurkan dengan hati-hati agar biji atau tangkai yang mengandung komponen dengan rasa pahit (tanin) tidak ikut hancur.
2.       Penambahan SO2
3.       Sebelum disaring ditambahkan Sulfit/ Sulfur dioksida, bertujuan menekan pertumbuhan dan aktivitas berbagai mikroorganisme termasuk khamir dan bakteri yang terdapat secara alami pada buah. Cara lain adalah memanaskan musts pada suhu sekitar 40 – 44 C selama 8 – 16 jam, kemudian didinginkan dan disaring dengan tekanan. Cairan yang diperoleh selanjutnya difermentasi.
4.       Inokulum
Sekitar 2 – 5 % inokulum khamir yaitu galur Sacharomyces cerevisiae Var ellisoideus, diinokulasi dalam musts, sel khamir berukuran lebih besar dan lebih oval dibandingkan dengan sel khamir untuk fermentasi bir.
Dalam fermentasi adanya sumber karbon yaitu jenis gula adalah glukosa dan fruktosa, fermentasi karbohidrat yang secara alami akan cepat menghasilkan alkohol sampai sekitar 11-12 %.
Alkohol merupakan etanol yang diproduksi oleh sel khamir selama proses fermentasi akanmenghambat aktivitas dan pertumbuhan sel. Jika suhu fermentasi menngkat derajat penghambatan juga meningkat. Karbondioksida pada tekanan 72 atm pertumbuhan sel-sel khamir terhambat dan pada tekanan 30 atm produksi etanol berhenti sama sekali pengaruh tekanan karbondioksida sangat penting dalam pembotolan. Suhu fermentasi yang baik sekitar 27 - 30C tetapi banyak juga sel khamir wine yang tumbuh pada suhu yang lebih rendah dan dapat menfermentasi musts pada suhu 7C atau lebih rendah. Fermentasi musts yang baik membutuhkan nitrogen, mineral dan nutrien-nutrien yang lain dalam jumlah yang cukup untuk pertumbuhanya, sel khamir tidak membutuhkan penambahan asam-asam amino dari luar kecuali dalam kondisi tertentu dimana kadar nitrogen dalam musts tidak mencukupi.
5.       Pemeraman
Dapat berlangsung selama beberapa bulan atau beberapa tahun.
PRODUKSI ETHANOL DAN BIOMASSA (BAKER YEAST)
                Secara komersial produksi baker yeast termasuk pengembangan inokulum melalui beberapa stage sebagai berikut :
Stage
Lama Waktu (Jam)
Berat awal sel (Kg)
Berat akhir sel (Kg)
1
24
0.20
190
2
9
190
1000
3
11
1000
5000
4
11
5000
25000
5
11
25000
125000

FERMENTASI ROTI
Taksonomi Saccharomyces cerevisiae
Domain                                Eukaryota
Kingdom                              Fungi
Subkingdom                      Dikarya
Phylum                                Ascomycota
Subphylum                         Saccharomycotina
Class                                      Saccharomycetes
Order                                    Saccharomycetales
Family                                  Saccharomycetaceae
Genus                                   Saccharomyces
Specific descriptor          cerevisiae
Scientific name                - Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces adalah genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak jenis ragi. Saccharomyces berasal dari bahasa Latin yang berarti gula jamur. Banyak anggota dari genus ini dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah satu contoh adalah Saccharomyces cerevisiae, yang digunakan dalam pembuatan anggur, roti, dan bir. Anggota lain dari genus ini termasuk Saccharomyces bayanus, digunakan dalam pembuatan anggur, dan Saccharomyces boulardii, digunakan dalam obat-obatan. Koloni dari Saccharomyces tumbuh pesat dan jatuh tempo dalam 3 hari. Mereka rata, mulus, basah, glistening atau kuyu, dan cream untuk cream tannish dalam warna. Ketidak mampuan untuk memanfaatkan nitrat dan kemampuan untuk berbagai memfermentasi karbohidrat adalah karakteristik khas dari Saccharomyces.
Saccharomyces cereviciae yang penting dalam pembuatan roti memiliki sifat dapat memfermentasikan maltosa secara cepat (lean dough yeast), memperbaiki sifat osmotolesance (sweet dough yeast), rapid fermentation kinetics, freeze dan thaw tolerance, dan memiliki kemampuan memetabolisme substrat. Pemakaian ragi dalam adonan sangat berguna untuk mengembangkan adonan karena terjadi proses peragian terhadap gula, memberi aroma (alkohol). Saccharomyces cerevisiae juga telah digunakan dalam beberapa industri lainnya, seperti industri roti (bakery), industri flavour, (menggunakan ektrak ragi/yeast extracts), industri pembuatan alcohol (farmasi) dan industri pakan ternak.
Fermentasi
Fermentasi merupakan kegiatan mikrobia pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki. Contoh khamir dalam fermentasi adalah Saccharomyces cerevisiae dalam pembuatan alkohol. 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.
Dalam Industri Roti: Menggunakan enzim amilase dan protease untuk mempercepat proses fermentasi, meningkatkan volume adonan, memperbaiki kelunakan dan tekstur. Enzim bersumber dari jamur dan bakteri.
Fermentor
Fermentor yang digunakan dalam produksi etanol tergantung pada bahan baku yang digunakan. untuk penggunaan dengan bahan baku gula dapat langsung dengan fermentor anaerob, sedang jika akan digunakan dengan bahan baku dari pati atau karbohidrat lain harus ada proses sakarifikasi sehingga minimal ada dua fermentor. Fermentor adalah tempat berlangsungnya fermentasi dapat berupa alat dengan kerja anaerob ataupun anaerob.
Fermentasi dalam Pengolahan Roti
Proses fermentasi pada pengolahan roti sudah dilakukan sejak lama. Tahapan ini dilakukan untuk menghasilkan potongan roti (loaves) dengan bagian yang porus dan tekstur roti yang lebih lembut. Metode ini didasarkan pada terbentuknya gas akibat proses fermentasi yang menghasilkan konsistensi adonan yang frothy (porus seperti busa). Pembentukan gas pada proses fermentasi sangat penting karena gas yang dihasilkan akan membentuk struktur seperti busa, sehingga aliran panas ke dalam adonan dapat berlangsung cepat pada saat baking. Panas yang masuk ke dalam adonan akan menyebabkan gas dan uap air terdesak ke luar dari adonan, sementara terjadi proses gelatinisasi pati sehingga terbentuk struktur frothy. 
Fermentasi adonan didasarkan pada aktivitas-aktivitas metobolis dari khamir dan bakteri asam laktat. Aktivitas mikroorganisme ini pada kondisi anaerob akan menghasilkan metabolit fungsional yang penting pada pembentukkan adonan. Dengan mengendalikan parameter proses fermentasi dan metode preparasi adonan dapat dimungkinkan mempengaruhi aktivitas mikroorganisme dan enzim untuk menghasilkan adonan roti yang dikehendaki seperti volume, konsistensi, dan pembentukkan.
Peranan khamir dalam pembuatan roti
Khamir jenis Saccharomyces cereviceae merupakan jenis khamir yang paling umum digunakan pada pembuatan roti. Khamir ini sangat mudah ditumbuhkan, membutuhkan nutrisi yang sederhana, laju pertumbuhan yang cepat, sangat stabil, dan aman digunakan (food-gradeorganism).  Dengan karakteristik tersebut, S. Cereviceae lebih banyak digunakan dalam pembuatan roti dibandingkan penggunaan jenis khamir yang lain. Dalam perdagangan khamir ini sering disebut dengan baker’s yeast atau ragi roti. 
Pengembangan Adonan. Penggunaan mikroorganisme dalam pengembangan adonan masih menjadi fenomena yang asing bagi masyarakat yang tidak familiar dengan pabrik roti. Udara (oksigen) yang masuk ke dalam adonan pada saat pencampuran dan pengulenan (kneading) akan dimanfaatkan untuk tumbuh oleh khamir. Akibatnya akan terjadi kondisi yang anaerob dan terjadi proses fermentasi. Gas CO2 yang dihasilkan selama proses fermentasi akan terperangkap di dalam lapisan film gluten yang impermiabel. Gas akan mendesak lapisan yang elastis dan extensible yang selanjutnya menyebabkan pengembangan (penambahan volume) adonan.
Asidifikasi. Selama proses fermentasi selain dihasilkan gas CO2 juga dihasilkan asam-asam organik yang menyebabkan penurunan pH adonan. Karena tingginya kapasitas penyangga (buffer capacity) protein di dalam adonan, maka tingkat keasaman dapat ditentukan dengan menentukan total asam adonan. Proses asidifikasi ini dapat dijadikan sebagai indikator bahwa fermentasi adonan berjalan dengan baik. Dengan demikian pengukuran pH mutlak diperlukan dalam pengendalian proses.
Produksi Flavor. Terbentuknya alkohol, penurunan pH, dan terbentuknya metabolit lainnya secara langsung akan berperan sebagai prekursor flavor dan rasa roti. Akibat proses fermentasi tersebut dapat menghasilkan roti dengan mutu organoleptik yang tinggi.
Yeast (ragi) memfermentasikan adonan sehingga menghasilkan gas karbondioksida yang akan mengembangkan adonan. Jika proses fermentasi terkendali dengan baik, maka akan menghasilkan produk bakery seperti roti dan donat yang baik, dalam arti mempunyai volume dan tekstur yang baik serta cita rasa yang enak. Selama proses fermentasi akan terbentuk CO2 dan ethyl alkohol. Gula-gula sederhana seperti glukosa dan fruktosa digunakan sebagai substrat penghasil CO2. Gas CO2 yang terbentuk menyebabkan adonan roti mengembang dan alkohol berkontribusi dalam membentuk aroma roti.
Proses fermentasi oleh ragi juga berhubungan dengan aktivitas enzim yang terdapat pada ragi. Enzim yang terdapat pada ragi adalah invertase, maltase dan zymase. Gula pasir atau sukrosa tidak difermentasi secara langsung oleh ragi.
Fungsi ragi (yeast) dalam pembuatan roti adalah untuk proses aerasi adonan dengan mengubah gula menjadi gas karbondioksida, sehingga mematangkan dan mengempukan gluten dalam adonan. Pengkondisian dari gluten ini akan memungkinkan untuk mengembangkan gas secara merata dan menahannya, membentuk cita rasa akibat terjadinya proses fermentasi.
Proses yang paling penting dan mendasar dalam pembuatan roti adalah proses biologis yang disebut dengan proses fermentai yang dilakukan oleh ragi roti. Khamir sendiri tidak dapat mengawali pembentukan gas dalam adonan, namun dalam tahapan selanjutnya khamir merupakan satu komponen utama yang berfungsi mengembangkan, mematangkan, memproduksi senyawa-senyawa gas dan aroma adonan melalui fermentasi yang dilakukan. Suhu optimum fermentasi adoan adalah 27o C.

FERMENTASI TAPE

Tape adalah sejenis penangan yang dihasilkan dari proses peragian (fermentasi). Tape bisa dibuat daei singkong (ubi kayu) dan hasilnya dinamakan “tape singkong”. Bila dibuat dari ketan hitam maupun ketan putih, hasilnya dinamakan “tape pulut” atau “tape ketan”. Tape yang dibuat ubi kayu maupun beras ketan, mempunyai nilai gizi lebih baik dibandingkan nilai gizi bahan dasarnya. Fermentasi melibatkan beberapa jenis mikroba terutama yeast dan kapang yang mampu mengubah senyawa gizi makro molekul menjadi lebih sederhana, sehingga mudah dicerna dan diserap oleh usus kita. Di samping itu, selama fermentasi terjadi sintesa protein hingga kuantitasnya mengalami peningkatan dua kali lipat, dan vitamin B1 (thiamine) mengalami peningkatan sekitar 100% dari bahan dasarnya.
Disamping zat gizi siap cerna, mengonsumsi tape berarti mengonsumsi yeast segar. Diketahui, yeast mempunyai kemampuan luar biasa menyintesis vitamin BB1, sehingga tape yang mengandung yeast segar, merupakan sumber vitamin B1.
Dalam pembuatan tape, untuk menghasilkan produk yang bagus diperlukan bahan pilihan, terutama adalah ragi (starter). Ragi merupakan bahan utama dan penting dalam pembuatan tape. Di ragi terkandung mikroba Saccharomyces cereviciae. Mikroba ini mengeluarkan enzim yang berguna dalam proses fermentasi. Kesterilan ragi dan bahan dasar pembuatan tape ketika akan digunakan sangatlah penting. Substrat yang bisa digunakan untuk pembuatan tape misalnya penggunaan tepung beras, kayu manis, bawang putih, dll.

FERMENTASI OLEH YEAST Saccharomycopsis fibuligera

Saccharomycopsis fibuligera merupakan salah satu khamir yang masuk dalam spesies ascomycoteus teleomorphic. Nama lain dari Saccharomycopsis fibuligera yaitu Endomyces fibuliger dan Saccharomyces fibuligera.

Aplikasi dalam Bioteknologi

Saat ini Saccharomycopsis fibuligera mendapat perhatian khusus karena kemampuanya yang dapat mengakumulasi trehalosa dari pati, mensekresi amilase, enzim asam protease dan β-glukosidase. Saccharomycopsis fibuligera juga digunakan dalam produksi etanol dari pati, khususnya pati dari tepung singkong dengan ko-kultur yang digunakan yaitu Saccharomyces cereviase or Zymomonas mobilis. Trehalosa, amylase, asam protease, dan β-glukosidase yang diproduksi Saccharomycopsis fibuligera memiliki banyak kegunaan dalam industri fermentasi dan farmasi.

a.     Produksi trehalosa dari pati oleh Saccharomycopsis fibuligera
Trehalosa (1-α-D-glukopiranosil-α-D-glukopiranosida) disakarida yang tidak bisa direduksi, tersusun dari 2 molekul glukosa yang terhubung pada karbon 1. Trehalosa berperan tidak hanya sebagai cadangan karbohidrat, tetapi juga berfungsi sebagai pelindung yang sangat efisien, meningkatkan resistensi komponen seluler melawan kondisi yang merugikan sel seperti temperature tinggi, kondisi beku, dehidrasi, tekanan osmotic tinggi, dan konsentrasi etanol yang tinggi. Sifat trehalosa yang dapat melindungi ini membuat trehalosa digunakan dalam beberapa aplikasi, misalnya sebagai cryoprotectant bagi sel dalam bidang obat-obatan dan mikrobiologi, sebagai komponen efektif dalam kosmetik, sebagai stabilizer dalam reagen klinik dan bioproduk, dan bahkan sebagai pengawet pada makanan segar.
Banyak  metode dilakukan dalam produksi trehalosa skala besar. Diantaranya produksi trehalosa dari pati atau maltose menggunakan enzim thermostable dari bakteri termofilik, akumulasi trehalosa dari glukosa dengan cara fermentasi menggunakan S. cerevisiae dan khamir basidiomikotinus, sintesis trehalosa dari glukosa dan glukosa-1-P menggunakan trehalosa fosforilase dari Pichia fermentans. Produksi trehalosa juga dapat menggunakan sukrosa yang dikonversikan menjadi 1-phosfat glukosa dan fruktosa oleh sukrosa fosforilase, fruktosa dikonversi menjadi glukosa oleh glukosa isomerase, kemudian trehalosa sintetase mengkatalisis kondensasi glukosa 1-phosfat dan glukosa menjadi trehalosa. Namun saat ini aplikasi lebih luas dari trehalosa terbatas karena harganya yang relatif tinggi, karena trehalosa diekstrasi dari khamir dan substrat fermentasinya adalah glukosa.
Pati merupakan substrat paling baik untuk produksi trehalosa karena harganya yang murah dan mudah didapat. Dari 150 spesies khamir yang dapat menggunakan pati sebagai sumber karbon dan sumber energi, Saccharomycopsis fibuligera yang mengekspresikan glukoamilase dan α amylase dengan aktivitas debranching yang mendegradasi pati dengan sangat efisien. Oleh karena itu kemampuan mengakumulasi trehalosa dari pati oleh Saccharomycopsis fibuligeradiuji untuk mengembangkan metode yang sederhana dan ekonomis untuk mengakumulasi trehalosa dari pati menggunakan Saccharomycopsis fibuligera. Dilaporkan bahwa Saccharomycopsis fibuligera dapat mengasimilasi trehalosa, diketahui bahwa trehalosa dapat dihidrolisis oleh trehalase di dalam selnya memproduksi 2 molekul glukosa. Oleh karena itu, strain khamir Saccharomycopsis fibuligera mungkin saja mengandung aktivitas tinggi dari trehalase asem maupun trehalase netral, yang dilaporkan memobilisasi akumulasi trehalosa oleh sel saat fermentasi. Selain untuk meningkatkan produksi trehalosa, dibutuhkan juga untuk memindahkan aktivitas trehalase dari dalam sel. Menggunakan mutagenesis dari etilmetanasulfonat, sebuah mutan yang diberi nama Saccharomycopsis fibuligera A11 dapat diisolasi. Saccharomycopsis fibuligera A11 dapat mengasimilasi trehalosa dengan sangat lambat, namun tumbuh pada sumber karbon lainnya sama cepat seperti strain Saccharomycopsis fibuligera sdu. Aktivitas trehalase asam dan trehalase netral dari Saccharomycopsis fibuligera A11 ini lebih rendah. Rendahnya aktivitas trehalase asam dan trehalase netral ini menyebabkan peningkatan produksi akumulasi trehalosa oleh Saccharomycopsis fibuligera A11. Khamir Saccharomycopsis fibuligera A11 dapat mengakumulasi trehalosa dari pati dengan jumlah lebih banyak dibanding yang dihasilkan khamir spesies lain. Oleh karena itu mutan Saccharomycopsis fibuligera A11 ini sangat berpotensi dalam aplikasi produksi trehalosa dari pati.

b.     Amilase dari Saccharomycopsis fibuligera
Amylase menghidrolisis pati menjadi glukosa, maltose, dan dekstrin. Amylase dapat diklasifikasikan menjadi α-amilase (EC 3.2.1.1), β-amilase (EC 3.2.1.2) dan glukoamilase (EC 3.2.1.3). Amilase memiliki banyak aplikasi dalam bidang industry bakery, sakarifikasi, industri detergen, analisis dalam bidang medis dan klinis, dan industri pangan. Pati merupakan substrat terbaik untuk produk dari khamir dan proses fermentasinya dalam skala besar karena harganya yang murah dan mudah didapat.

c.     α-amilase (EC 3.2.1.1)
α-amilase dapat mengkatalisis pemecahan ikatan 1,4-α-glycosidic dalam pati. α-amilase bersama dengan enzim amilolitik yang lain mengkonversi pati menjadi α-limit dekstrin, oligosakarida, maltose, dan glukosa. α-amilase berperan penting dalam pencairan molekul pati. Beberapa spesies khamir, termasuk Saccharomycopsis fibuligera mensekresi α-amilase ekstraseluler. Kondisi standar agar produksi enzim menjadi optimal yaitu dengan konsentrasi pati 1,5% w/v, pH 5,0, dan inkubasi pada suhu 280C. Karena Saccharomyces cerevisiae tidak dapat mensekresi α-amilase, diperlukan  untuk mengklon gen encoding α-amilase kedalam sel Saccharomyces cerevisiae sehingga kombinasi ini dapat langsung digunakan pada pati. Strain khamir Saccharomyces cerevisiae Sc-11 expressing α-amilase dari Saccharomycopsis fibuligera dapat digunakan langsung untuk memproduksi etanol dari pati.


Untuk memperoleh ekstrak enzim α-amilase dari S. fibuligera diperlukan beberapa tahap.
Tahap pertama : Dilakukan penyiapan media pertumbuhan S. fibuligera, yaitu penyiapan ekstrak taoge, penyiapan agar miring, untuk inokulum awal dan media produksi.
Tahap kedua : adalah menumbuhkan S. fibuligera dalam agar miring. Kultur ini kemudian diinokulasi lebih lanjut ke dalam stok agar miring yang mengandung ekstrak taoge, agar bakto 1,5%, dan sukrosa 6%. Pekerjaan ini menggunakan peralatan yang telah disterilkan dalam autoklaf dan dilakukan di dekat nyala api bunsen agar tidak terjadi kontaminasi. Kemudian kultur stok ini disimpan pada suhu 4oC.
Tahap ketiga : adalah menumbuhkan S. fibuligera dalam media inokulum awal. Media inokulum awal adalah campuran ekstrak yeast 1% dan pati sagu 1% dalam 500 mL aquades. Penumbuhan S. fibuligera dalam media inokulum awal perlu dilakukan untuk mengetahui apakah pada kondisi yang diterapkan telah sesuai untuk pertumbuhan maksimum S. fibuligera. Kondisi yang diterapkan yaitu faktor nutrisi, dan suhu pada saat dilakukan inkubasi. Apabila ternyata S. fibuligera dapat tumbuh dengan baik pada media inokulum awal, berarti bahwa kondisi yang diterapkan pada saat proses inkubasi telah sesuai dengan kebutuhan sel-sel S. fibuligera dan dapat segera dilakukan penumbuhan pada media produksi. Untuk mengetahui apakah sel-sel S. fibuligera telah berkembang dengan baik dalam media inokulum awal, dapat dilihat secara visual, yaitu terlihatnya sekumpulan sel-sel yang berwarna putih dan berubahnya media inokulum dari coklat jernih menjadi coklat keruh.
Tahap keempat : adalah tahap yang terpenting, yaitu menumbuhkan S. fibuligera dalam media produksi. Setelah diketahui kondisi optimum untuk pertumbuhan S. fibuligera, maka dapat kondisi tersebut dapat kita terapkan untuk tahap produksi enzim α-amilase. Enzim α-amilase dari S. fibuligera adalah enzim ekstraseluler, artinya enzim tersebut dikeluarkan dari dalam sel. Di dalam media produksi, selain terdapat sel-sel S. fibuligera, juga terdapat ekstrak enzim α-amilase.

d.     Glukoamilase
Glukosa merupakan enzim yang penting dalam industri pangan dan fermentasi. Glukoamilase mengkatalisis pengeluaran glukosa dari akhir molekul pati yang tidak dapat tereduksi. Saccharomycopsis fibuligera diketahui dapat mengsekresi glukoamilase ekstraseluler dengan aktivitas debranching yang tinggi sedangkan Saccharomyces cerevisiae diketahui memiliki kapasitas fermentasi yang tinggi, produksi etanol yang tinggi dan toleransi terhadap etanol yang tinggi. Namun Saccharomyces cerevisiae tidak memiliki kemampuan menghidrolisis pati atau dekstrin. Karena tingkat aktivitas debranching α-1,6 yang tinggi, amylase yang diproduksi oleh Saccharomycopsis fibuligera dapat digunakan untuk menghidrolisis tepung singkong. Hidrolisis pati yang efisien membutuhkan baik α-amilase maupun dan glukoamilase bersama aktivitas debranching α-1,6.




DAFTAR PUSTAKA

tape.pdf

my life