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 ᵒC 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 - 30ᵒC tetapi banyak juga sel khamir wine yang tumbuh pada
suhu yang lebih rendah dan dapat menfermentasi musts pada suhu 7ᵒC 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
Yeast
(khamir) yang berperan adalah Saccharomyces
cerevisiae.
Taksonomi Saccharomyces cerevisiae
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
MENURUT
GUNTUR DIANTORO
Rumput laut Sargassum polycystum
Perendaman, KOH2 % selama 30 menit, rasio
(1:1)
Perendaman, NaOH 0,5 %, 30 menit, rasio (10:1)
Perendaman, HCl 0,5 %, 30 menit, rasio ( 10:1 )
Ekstraksi, Na2CO3 5 %, 2
jam, suhu 50oC, rasio (10:1)
Penyaringan
Pengasaman, HCl 5% (pH 2,8-3,2 ) selama 5 jam
Pemucatan, H2O2 6 %, rasio
( 1:1 ) selama 1 jam
Penyaringan residu
Sentrifuge 5
menit cairan
Penyaringan residu
