Fermentasi

Oleh : Eska RW Astuti, Rastamauli JR Harahap, Abdhu R Soleh, Asti Latifah, Imam Hidayat, Nurrokhmatunnisa’, Budi D Febriyanto, Ia A Dhelia

Indonesia memiliki keanekaragaman sumberdaya hayati, salah satunya adalah ikan. Ikan merupakan salah satu komoditi yang dapat dijadikan sebagai sumber bahan pangan dan sumber protein yang dapat meningkatkan gizi masyarakat. Namun, kelimpahan sumberdaya perikanan tidak berbanding lurus dengan tingkat konsumsinya. Penduduk Indonesia memiliki tingkat konsumsi ikan yang masih rendah yaitu 30 kg per kapita, sedangkan tingkat konsumsi ikan menurut standar internasional ialah 32 kg per kapita (Pelita Online 2011).

Pemanfaatan sumberdaya perikanan salah satunya dapat dilakukan dengan proses fermentasi. Pengolahan bahan baku ikan dengan fermentasi telah banyak dilakukan terutama sebagai makanan tradisional di Asia Timur dan Tenggara karena murah, mudah, mampu menghasilkan produk bernilai gizi tinggi dan memperpanjang masa simpan pangan (pengawetan). Teknologi fermentasi diantaranya, yaitu fermentasi alkohol, fermentasi asam laktat, dan fermentasi asam cuka (Giri et al. 2009). Pengolahan daging ikan banyak yang masih dilakukan secara tradisional dengan melakukan penggaraman dan pengasapan yang diikuti dengan pengeringan (ikan asin, ikan pindang, ikan peda, dan ikan asap). Pengolahan ikan dengan menggunakan metode lain yang lebih menguntungkan, memiliki nilai gizi tinggi, dan masih jarang dipasarkan sangat diperlukan. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan ialah penerapan  hidrolisat protein atau sari pati protein dari ikan yang dapat digunakan sebagai makanan suplemen dan bahan fortifikasi untuk berbagai jenis makanan.

Hidrolisat protein ikan adalah produk cairan yang dibuat dari ikan dengan penambahan enzim proteolitik untuk mempercepat proses hidrolisis dalam kondisi terkontrol dengan hasil akhir berupa campuran komponen protein (Handayani et al. 2007). Penggunaan hidrolisat protein ikan secara luas digunakan sebagai bahan tambahan makanan dalam sup, kuah daging, penyedap sosis, biskuit, crackers, dan mayonaise. Hidrolisat protein ikan juga berguna sebagai bahan fortifikasi untuk memperkaya nilai gizi produk makanan suplemen terutama untuk anak-anak dan bahan pengganti albumin telur pada proses pembuatan es krim, agar-agar, serta secara fungsional dapat dikatakan sebagai bahan pengemulsi, pengembang dan bahan pengisi.

Fermentasi

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik. Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.  Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel. Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan) (Chasanah 1991).

Proses fermentasi secara umum dibagi menjadi tiga, yaitu fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol dan fermentasi asam cuka. Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob.  Reaksinya: C6H12O6 ->2 C2H5OCOOH + Energi. Beberapa mikroba mengalami peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol. Satu molekul glukosa pada fermentasi alkohol hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, sedangkan satu molekul glukosa pada respirasi aerob mampu menghasilkan 38 molekul ATP. Reaksinya: C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi. Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob. Reaksi: C6H12O6 -> 2 C2HOH -> 2 CH3COOH + H2O + 116 kal (glukosa) (Wheaton dan Lawson 1985).

Macam-macam Produk Fermentasi Hasil Perikanan

Produk fermentasi hasil perikanan bermacam-macam, diantaranya pasta ikan, kecap ikan, plasom dari Thailand, tungtap dari India, jeotgal dan myeolchi-jeot dari Korea. Pasta ikan dibuat dari campuran daging ikan, kapang koji, dan garam menggunakan grinder dengan rasio pencampuran 5:5:1. Selanjutnya, produk difermentasikan pada 25-30oC selama 180 hari (Giri et al. 2009). Kecap ikan (disebut juga nam-pla di Thailand) dibuat dengan fermentasi alami dengan bahan baku ikan teri (anchovy) yang ditambahkan garam berkonsentrasi tinggi, yaitu 28% hingga 30%. Fermentasi kecap ikan biasanya dilakukan pada suhu ruang dalam tangki semen (Yongsawatdigul et al. 2007, Zaman et al. 2010).

Plasom merupakan makanan fermentasi tradisional berbahan baku ikan yang biasa dikonsumsi di daerah selatan Thailand. Plasom dibuat dari ikan, gula, garam dan nasi ketan lalu difermentasikan dengan mikroflora alami. Mikroorganisme yang ditemukan pada plasom merupakan bakteri asam laktat dengan kisaran jumlah 107 hingga 109 CFU/g tergantung konsentrasi garamnya (Hwanhlem et al. 2011). Produk fermentasi lainnya yaitu tungtap, yaitu produk fermentasi ikan tradisional yang dibuat dari Puntius sp. yang dibuat oleh suku Khasi dan Jaintia di timur laut India. Produk fermentasi ini dibuat dengan mencampur ikan dengan lemak ikan segar lalu dikemas dan diinkubasi dalam pot tanah liat yang kedap udara selama 2-3 bulan (Rapsang et al. 2011).

Jeotgal dan myeolchi-jeot merupakan makanan khas Korea. Jeotgal dapat dibuat dari ikan, udang dan kerang. Konsentrasi garam pada pembuatan jeotgal mencapai 8%. Umumnya, jeotgal disajikan sebagai makanan pendamping kimchi (produk fermentasi sayur di Korea) (Roh et al. 2010). Myeolchi-jeot terbuat dari ikan teri (Engraulis japonicus) yang diasinkan dan difermentasi. Pembuatan myeolchi-jeot yaitu ikan diberi garam dengan konsentrasi sekitar 20% lalu difermentasikan selama waktu tertentu, biasanya beberapa tahun (Mah dan Hwang 2009).

Aneka produk perikanan fermentasi di masyarakat

Produk Fermentasi Metode Pembuatan Referensi
Pasta ikan (Jepang) Ikan, kapang koji, dan garam dicampur dengan rasio 5:5:1 lalu difermentasikan pada 25-30oC selama 180 hari Giri et al. (2009)
Kecap ikan(Southeast Asia) Ikan (anchovy) ditambahkan garam 28% hingga 30% lalu difermentasi pada suhu ruang dalam tangki semen Yongsawatdigul et al. (2007), Zaman et al. (2010)
Plasom(Thailand) Ikan, gula, garam dan nasi ketan lalu difermentasikan pada suhu tertentu Hwanhlem et al. (2011)
Tungtap (Thailand) Ikan dicampur lemak ikan segar lalu dikemas dan diinkubasi dalam pot tanah liat yang kedap udara selama 2-3 bulan Rapsang et al. (2011)
Jeotgal (Korea) Jeotgal dapat dibuat dari ikan, udang dan kerang lalu ditambah garam dengan konsentrasi mencapai 8% Roh et al. (2010) 
Myeolchi-jeot(Korea) Ikan teri (Engraulis japonicus) diasinkan (konsentrasi garam sekitar 20%) dan difermentasi selama waktu tertentu, biasanya beberapa tahun Mah dan Hwang (2009)

Macam-macam Bakteri Fermentasi

Fermentasi merupakan teknologi pengolahan pangan yang memanfaatkan mikroorganisme dan metabolismenya. Salah satu mikroorganisme yang terdapat pada produk fermentasi adalah golongan bakteri. Macam-macam mikroorganisme fermentasi dapat dilihat pada Tabel berikut.

Jenis-jenis Mikroorganisme pada Produk Fermentasi

Produk Fermentasi Jenis Mikroorganisme Referensi
Pasta ikan Aspergillus oryzaeA. soyae Giri et al. (2009)
Kecap ikan Staphylococcus sp.Virgibacillus sp.

Filobacillus sp.

Bacillus subtilis

Yongsawatdigul et al. (2007), Zaman et al. (2010) 
Plasom Streptococcus salivariusEnterococcus faecalis Hwanhlem et al. (2011)
Tungtap Lactobacillus pobuzihii Rapsang et al. (2011)
Jeotgal Lactobacillus sp.Weissella sp. Roh et al. (2010) 
Myeolchi-jeot Staphylococcus xylosusBacillus coagulans

Kocuria rhizophila

Mah dan Hwang (2009)

Macam-macam mikroorganisme pada berbagai produk fermentasi tidak seluruhnya merupakan golongan bakteri. Produk pasta ikan menggunakan Aspergillus oryzae dan A. soyae yang merupakan golongan kapang, sedangkan pada jeotgal terdiri dari bakteri asam laktat juga mengandung banyak mikroorganisme seperti Halorubrum, Halococcus, Halobacterium dan sebagainya.

Fungsi Fermentasi

Proses fermentasi menjadi bagian penting dalam pengolahan makanan. Ragi dalam proses fermentasi berfungsi sebaga zat pengikat gizi makanan agar tidak rusak akibat adanya bakteri yang hidup di dalamnya. Fungsi garam dalam proses fermentasi berperan dalam menghambat aktivitas bakteri pembusuk dan sebagian besar enzim proteolitik. Hasil fermentasi dapat berupa senyawa kimia, seperti asam laktat yang berfungsi dalam proses biokimia dalam tubuh manusia, aseton sebagai zat pelarut, hidrogen dan etanol yang dapat melarutkan senyawa kimia pada makanan (Pato 2003).

Proses fermentasi pada makanan dapat membantu dalam mempertahankan gizi makanan, menambah asupan gizi makanan, menstimulasi peningkatan kekebalan tubuh dan membantu penyerapan mineral makanan. Fungsi umum dari fermentasi adalah menyelamatkan makanan dari pembusukan, basi atau keracunan, memperpanjang masa penyimpanan makanan, meminimalkan kerugian produksi pangan dan menambah gizi makanan. Fungsi khusus proses ini adalah mengendalikan pertumbuhan mikroba, mempertahankan gizi yang dikehendaki, menambah rasa dan aroma, serta menciptakan kondisi yang tidak baik bagi kontaminasi mikroba yang merugikan (Giri et al. 2009).

Daftar Pustaka

Chasanah E. 1991. Fermented product from mackerel Scomber scombrus [tesis]. Kingston: University of Rhode Island

Erlangga. 2009. Kemunduran mutu fillet ikan lele dumbo (Clarias gariepinus) pada penyimpanan suhu chilling dengan perlakuan cara kematian [skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor

Giri A, Osako K, Ohshima T. 2009. Extractive components and taste aspects of fermented fish pastes and bean pastes prepared using different koji molds as starters. Fish Sci LXXV: 481-489

Handayani W, Ratnadewi AAI, Santoso AB. 2007. Pengaruh variasi konsentrasi sodium klorida terhadap hidrolisis protein ikan lemuru (Sardinella lemuru Bleeker, 1853)  oleh protease ekstrak nanas (Ananas comosus [L] Merr. Var. Dulcis). Jurnal Teknologi Proses VI(1): 1-9

[HKTI] Himpunan Kerukunan Tani Indonesia. 2011. Produksi Perikanan Belum Merata. http://hkti.org (6 Desember 2011)

Hwanhlem N, Buradaleng S, Wattanachant S, Benjakul S, Tani A, Maneerat S. 2011. Isolation and screening of lactic acid bacteria from Thai traditional fermented fish (Plasom) and production of plasom from selected strains. Food Control XXII: 401-407

Mah JH, Hwang HJ. 2009. Inhibition of biogenic amine formation in a salted and fermented anchovy by Staphylococcus xylosus as a protective culture. Food Control XX: 786-801

Pato U. 2003. Potensi bakteri asam laktat yang diisolasi dari dadih untuk menurunkan resiko penyakit kanker. Jurnal Natur Indonesia V(2): 162-166

Pelita Online. 2011. Konsumsi Ikan Masyarakat Perlu Ditingkatkan. http://pelitaonline.com (6 Desember 2011)

[Pusdatin-KKP] Pusat Data Statistik dan Informasi Kementerian Kelautan dan Perikanan. 2011. Hari Serba Ikan Berkumis Kembali Digelar KKP. http://www.kkp.go.id (6 Desember 2011)

Rapsang GF, Kumar R, Joshi SR. 2011. Identification of Lactobacillus pobuzihii from tungtap: a traditionally fermented fish food, and analysis of its bacteriocinogenic potential. African Journal of Biotechnology X(57): 12237-12243

Roh SW, Kim KH, Nam YD, Chang HW, Park EJ, Bae JW. 2010. Investigation of archaeal and bacterial diversity in fermented seafood using barcoded pyrosequencing. The Internastional Society for Microbial Ecology Journal IV: 1-16

Wheaton FW, Lawson TB. 1985. Processing Aquatic Food Product. New York: John Wiley and Sons

Yongsawatdigul J, Rodtong S, Raksakulthai N. 2007. Acceleration of Thai fish sauce fermentation using proteinases and bacterial starter cultures. Journal of Food Science LXXII(9): 382-390

Zaman MZ, Bakar FA, Selamat J, Bakar J. 2010. Occurrence of biogenic amines and amines degrading bacteria in fish sauce. Czech J. Food Sci. XXVIII(5): 440-449

Bakteri & Kapang Endofit pada Daun Mangrove (2)

Selain bakteri, terdapat 200 spesies kapang endofit pada tumbuhan mangrove berdasarkan data National Library of Medicine, Amerika Serikat. Kapang endofit mangrove diantaranya Aspergillus, Fusarium, Penicillium dan Trichoderma. Banyak jenis kapang dapat berkoloni pada berbagai spesies dalam suatu inang, namun ada juga yang spesifik hanya pada mangrove tertentu saja. Beberapa fungi atau kapang ditemukan memiliki manfaat sebagai antimikroba dan antitumor, sedangkan beberapa lainnya mampu dimanfaatkan sebagai komponen potensial dalam pertanian serta di bidang industri dan lingkungan (Xiaoling et al. 2010).

Aspergillus sp. termasuk dalam spesies aerobik yang banyak terdapat pada udara yang kaya oksigen. Spesies ini tumbuh di permukaan substrat terutama pada substrat yang kaya sumber karbon, seperti monosakarida dan polisakarida. Aspergillus juga dapat mengontaminasi roti dan kentang, serta tumbuh pada tanaman dan pohon. Beberapa spesies dapat menyebabkan penyakit pada manusia dan hewan, namun spesies lainnya berperan penting dalam proses fermentasi (Liu et al. 2007).

Golongan Fusarium banyak ditemukan pada tanaman dan tanah. Ciri jenis ini memiliki struktur tubuh berupa miselium bercabang, hialin dan bersekat 2-5 µm. Beberapa spesies Fusarium merupakan patogen pada tanaman gandum dan dapat menyebabkan pembusukan pada umbi kentang dan biji jagung. Salah satu spesies Fusarium, yaitu Fusarium venetatum, dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan yang kaya protein (Ellis 2011).

Penicillium adalah golongan Ascomycetes dan berperan penting dalam produksi makanan dan obat-obatan alami serta dapat dimanfaatkan sebagai antibiotik. Kapang jenis ini memiliki bentuk berupa talus dengan cabang-cabang dan memiliki hifa transparan (Barron 2009). Trichoderma juga merupakan golongan kapang yang termasuk kelas Ascomycetes. Jenis ini banyak ditemukan pada tanah maupun substrat berkayu. Kondisi optimum Trichoderma (pH, suhu, dan konsentrasi O2) berbeda-beda pada tiap spesiesnya. Koloni tampak transparan pada media dengan nutrisi terbatas, sedangkan koloni terlihat lebih putih pada media dengan nutrisi yang banyak (Harman 2000).