PENGOLAHAN BIOLOGI TIM DOSEN TPPHP

Transkripsi

1 PENGOLAHAN BIOLOGI TIM DOSEN TPPHP UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2013

2 PRINSIP Mahluk hidup utuh: FERMENTASI Enzim: ENZIMATIS

3 PENDAHULUAN FERMENTASI SUDAH DIKENAL BERABAD-ABAD MUDAH, MURAH, PRAKTIS, AMAN, DAN AWET Contoh: susu asam, sari buah beralkohol PERAN FERMENTASI DI NEGARA MAJU DULU PENGAWETAN MAKANAN SEKARANG DIVERSIVIKASI PANGAN

4 PENDAHULUAN METODE-METODE PENGAWETAN PANGAN METODE 1. REFRIGERASI 2. PENGERINGAN 3. PROSES TERMAL 4. IRADIASI 5. PENAMBAHAN BAHAN PENGAWET 6. FERMENTASI TUJUAN Mengurangi populasi m.o Menghambat pertambahan m.o Memperbanyak populasi m.o Menggiatkan metabolisme m.o

5 WORLDWIDE PRODUCTION OF SOME FERMENTED FOODS Food Quantity (t) Beverage Quantity (hl) Cheese Yoghurt 15 million 3 million Beer Wine 1000 million 350 million Mushrooms 1.5 million Fish sauce Dried stockfish

6 INDIVIDUAL CONSUMPTION OF SOME FERMENTED FOODS: AVERAGE PER PERSON PER YEAR Food Beer (I) Wine (I) Yoghurt (I) Kimchi (kg) Tempeh (kg) Soy sauce (I) Cheese (kg) Miso (kg) Country Germany Italy, Portugal Argentina Finland Netherlands Korea Indonesia Japan UK Japan Annual consumption

7 PENDAHULUAN PENGOLAHAN DENGAN MENGGUNAKAN AKTIVITAS M.O BIASANYA ANAEROB SUBSTRAT SESUAI KONDISI: -TERKONTROL: INDUSTRI -TIDAK TERKONTROL: ALAMI

8

9 KARAKTERISTIK PRODUK TERTENTU: - lebih stabil - mudah dicerna - lebih bergizi - lebih aman - lebih enak - flavor lebih baik PERUBAHAN SECARA BIOKIMIA DIKEHENDAKI m.o & enzim dr m.o - ciri spesifik SAAT INI: industrialisasi, terkontrol TUJUAN FERMENTSI

10 BENEFITS OF FERMENTATION

11 MAKANAN YG DIBUAT DENGAN BANTUAN MIKROORGANISME SEHINGGA MENGALAMI PERUBAHAN YG SECARA BIOKIMIA DIKEHENDAKI DAN DAPAT MEMBERIKAN CIRI SPESIFIK MAKANAN TERSEBUT LEBIH EFISIEN MAKANAN FERMENTASI

12 Tergantung dari aktivitas air, ph, suhu, komposisi substrat, zat pendukung MIKROORGANISME Jenis m.o. tertentu a) Kapang b) Khamir c) Bakteri d) Campuran Kapang + Khamir Atau Kapang + Bakteri Atau Bakteri + Kapang Atau Bakteri + Khamir

13 YANG DIGUNAKAN DALAM PENGOLAHAN PANGAN JENIS CONTOH PERANAN GENUS BAKTERI Perombakan Alhokol Menjadi Asam Perombakan Glukosa Menjadi Alkohol Acetobacter, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus, Propionibacterium Saccharomyces, Candida, Torula KHAMIR KAPANG Perombakan Struktur Polimer Kompleks dengan Pertolongan Enzim Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Mucor

14 JENIS-JENIS FERMENTASI

15 FERMENTASI SATU JENIS KULTUR Satu jenis mikroba Substrat dan kondisi fermentasi harus steril Contoh: anggur, bir, roti, milk fermentation products, vinegar

16 FERMENTASI KULTUR MURNI CAMPURAN KOMBINASI BEBERAPA M,O SUBSTRAT DAN KONDISI FERMENTASI STERIL CONTOH: yoghurt, keju

17 FERMENTASI KULTUR MURNI CAMPURAN Makanan tradisional Interaksi kompleks Resiko kontaminasi Contoh: tape, tempe

18 PATI: gula enzim amilase PERUBAHAN SELAMA FERMENTASI DISAKARIDA: monosakarida enzim maltase / invertase GULA: etanol, asam laktat, asam asetat PROTEIN: polipeptida, peptida, asam amino m.o. proteolitik

19 PERUBAHAN: DEGRADASI KOMPONEN DASAR PEMBENTUKAN KOMPONEN BARU INTERAKSI ANTARA KOMPONEN BARU DENGAN KOMPONEN DALAM BAHAN DASAR HASIL: KARAKTERISTIK PRODUK SPESIFIK PERUBAHAN SELAMA FERMENTASI

20 SIFAT MAKANAN FERMENTASI SIFAT DAN KUALITAS BAHAN DASAR PERUBAHAN YG TERJADI AKIBAT AKTIVITAS ENZIM DLM BAHAN DASAR PERUBAHAN AKIBAT AKTIVITAS M.O INTERAKSI HASIL DEGRADASI OLEH ENZIM + KOMPONEN BAHAN DASAR

21 PENGGOLONGAN MAKANAN FERMENTASI

22 BERDASARKAN JENIS SUBSTRAT/BAHAN ATAU KOMPONEN SPESIFIK YANG DIHASILKAN BAHAN SUSU: KEJU, KEFIR, KOUMISS, YOGHURT, DADIH MINUMAN BERALKOHOL: ANGGUR, SAKE, BREM CAIR BAHAN SEREALIA: ROTI SAYURAN DAN BUAH- BUAHAN: PICKLE, SAUERKRAUT KACANG-KACANGAN: TEMPE, ONCOM, TAUCO, NATO, HANA NATO, MISO, SHOYU, KECAP. DLL

23 PENYIAPAN SUBSTRAT PENYIAPAN STARTER INOKULASI INKUBASI + AGEING PENGOLAHAN AKHIR TAHAPAN PEMBUATAN MAKANAN FERMENTASI

24 YOGHURT KULTUR CAMPURAN Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus SUSU Laktosa as. Laktat Kasein pembentukan gel FLAVOR : asetaldehida, asetoin, aseton, diasetil

25 WINE Produk fermentasi buah-buahan (anggur, apel, pir, dll) KULTUR TUNGGAL Saccharomyces cerevisiae ANAEROB, 2-6 minggu PENJERNIHAN bentonit, gelatin, kasein PEMERAMAN : 1-10 tahun Flavor

26

27

28

29

30

31

32

33 ROTI PRODUK FERMENTASI TERIGU KULTUR TUNGGAL Saccharomyces cerevisiae FERMENTASI : Gula CO2 yang terperangkap dalam adonan PEMANGGANGAN : Pengembangan gas yg terperangkap dalam adonan shg roti mengembang

34 TEMPE KULTUR ALAMI CAMPURAN Rhizopus oligosporus, R. stolonifer, R.formosensis, R.achlamydosporus, R.arrhizus INKUBASI C, jam suhu, kelembaban, oksigen PERUBAHAN : 1. Lemak asam lemak 2. Karbohidrat gula, sumber energi m.o. 3. Protein as amino 4. Vitamin riboflavin, niasin, vit B.12, piridoksin, biotin, as.folat

35 TAPE BAHAN : serealia (beras ketan) & ubi kayu PRINSIP : degradasi pati dekstrin + gula alkohol / asam KULTUR : amilolitik ragi (Amylomyces rouxii) PERUBAHAN : 1. Pati maltosa & glukosa manis 2. Gula alkohol & as. Organik FLAVOR : isobutanol, amil alkohol, isoamil kultur campuran

36 When conditions are right bacteria can double in number every 20 minutes

37 PENGOLAHAN ENZIMATIS

38 ENZIM Protein yang mempunyai sifat Katalitik Bersifat Spesifik KECEPATAN REAKSI DIPENGARUHI: suhu, ph, substrat, inhibitor SUMBER: tanaman, hewan, mikroba

39 JENIS ENZIM DAN SUBSTRATNYA

40 AMILASE Pemecah pati Terdiri dari Amilase amilase Glukoamilase Pullulanase Isoamilase Amiloglukosidase

41 SELULASE Hidrolisis selulosa menjadi glukosa DEKSTRAN SUKRASE Sintesis dekstran dari sukrosa dan polimer glukosa INVERTASE Hidrolisis sukrosa

42 LAKTASE Hidrolisis laktosa TANNASE Hidrolisis tanin menjadi monomer penyusunnya Monomer: asam tanat, asam gallotanat PENTOSANASE Hidrolisis pentosan menjadi monomernya

43 NARINGINASE Mengubah naringin menjadi naringenin ENZIM-ENZIM PEKTIN Sekelompok enzim untuk substrat pektin Nama sesuai substrat dan mekanisme reaksi Misal: pektin metil esterase, galakturonase GLUKOSA OKSIDASE Mengoksidasi glukosa menjadi glukonolakton dan peroksida

44 KATALASE Mengubah hidroperoksida menjadi air dan oksigen PROTEASE Merupakan sekelompok enzim Mengubah protein menjadi polipeptida, peptida, asam amino Jenis tergantung mekanisme hidrolisis

45 FOSFATASE Hidrolisis gugus fosfat Substrat: senyawa yang mengandung fosfat NUKLEASE Mengubah asam ribonukleat atau asam deoksiribonukleat menjadi nukleotida

46 JENIS ENZIM DAN SUMBERNYA

47 Amilase ENZIM SUMBER PENGGUNAAN Malt barley, jamur, bakteri Pengolahan pati, roti, bir Amilase Malt barley Pengolahan pati, roti, bir Katalase Hati kerbau, bakteri, jamur Menghilangkan peroksida Selulase Jamur Meningkatkan daya cerna Glukanase Bakteri, jamur Bir Glukoamilase Jamur Pengolahan pati Glukooksidase Jamur Minuman, telur, sari buah, wine Glukosa isomerase Bakteri, jamur Sirup fruktosa dari glukosa

48 ENZIM SUMBER PENGGUNAAN Invertase Khamir Roti, permen Laktase Khamir, bakteri Susu, whey Lipoksigenase Kedelai Pemutih Lisozim Putih telur Susu Lipase Jamur Flavor produk susu Koagulan susu Abomosum sapi, jamur Keju Papain Getah pepaya Pengempuk daging Pektinase Jamur Sari buah, wine Pepsin Perut babi, abomosum kerbau Keju Protease Bakteri, jamur Daging, flavor keju Rennet Usus sapi muda Keju

49 ENZIM DAN PENGGUNAANNYA DI INDUSTRI PANGAN

50 AMILASE PEMBUATAN ROTI: proses fermentasi dan memperbaiki tekstur MAKANAN BAYI: meningkatkan daya cerna INDUSTRI PATI TERMODIFIKASI INDUSTRI GULA DARI BAHAN BERPATI INDUSTRI SARI BUAH: penjernihan INDUSTRI BIR: mengubah pati menjadi gula PENGOLAHAN SEREAL: rasa lebih manis INDUSTRI COKLAT: liquifikasi pati INDUSTRI PERMEN: rekoveri Proses ekstraksi pektin PENGOLAHAN SAYURAN: pengempukan

51 SELULASE PENGOLAHAN SAYURAN: memperlunak tekstur MAKANAN BAYI: meningkatkan daya cerna SARI BUAH: penjernihan KOPI INSTAN: penjernihan BIR: meningkatkan kadar gula BAHAN PENYEDAP: membentu proses ekstraksi PENGOLAHAN BUAH: pengupasan

52 PEKTINASE INDUSTRI SARI BUAH: penjernihan PENGOLAHAN SAYURAN: memperlunak tekstur INDUSTRI BAHAN PENYEDAP: membantu proses ekstraksi INDUSTRI WINE: penjernihan KOPI DAN KAKAO: penghilangan lendir pada proses fermentasi

53 DEKSTRAN SUKRASE INDUSTRI ES KRIM DAN SIRUP: mengentalkan TANNASE INDUSTRI BIR: penjernihan LAKTASE INDUSTRI ES KRIM: memperhalus tekstur INDUSTRI SUSU: susu rendah laktosa

54 INVERTASE INDUSTRI GULA INVERT: mengubah glukosa menjadi fruktosa INDUSTRI PERMEN: meningkatkan rasa manis DEKSTRANASE INDUSTRI SUKROSA: dekstran menjadi sukrosa PENTOSANASE PENGOLAHAN PATI: meningkatkan rendemen

55 NUKLEASE PENYEDAP RASA: menghasilkan nukleotida dari nukleosida PULLULANASE INDUSTRI BIR: meningkatkan kadar gula RENIN Industri keju

56 GLUKOSA OKSIDASE Pemisahan glukosa Telur bubuk: mencegah pembentukan warna gelap Sari buah: mencegah perubahan warna Menurunkan kadar oksigen: pencegahan pertumbuhan mikroba aerob

57 PROTEASE Memperlunak adonan roti Memperkuat adonan biskuit Industri bir dan anggur: klarifikasi Industri sereal dan telur bubuk: membantu proses pengeringan Industri keju: membantu proses pemeraman Indsutri perikanan: rekoveri protein

58 AMINO ASILASE Industri asam amino RIBONUKLEASE Hidrolisis RNA menjadi nukleotida LIPASE Hidrolisis lemak Pembentukan flavor pada pemeraman keju jenis tertentu

59 KATALASE Menghilangkan hidroperoksida dari aktivitas enzim glukosaoksidase NARINGINASE Industri jeruk: menghilangkan pahit FOSFATASE Makanan bayi: hidrolisis senyawa berfosfat

60 TUGAS TUTORIAL CARA PEMBUATAN PRODUK MENGGUNAKAN PROSES FERMENTASI (SATU PRODUK) CONTOH: YOGHURT, KEFIR, TEMPE, ROTI, ONCOM, KEJU DLL