PAPER STATER MIKROBA (MIKROORGANISME) UNTUK FERMENTASI

STARTER MIKROBA

Pengertian starter mikroba

Starter adalah populasi mikroba dalam jumlam memadai dan kondisi fisiologis yang siap diinokulasikan pada media fermentasi (Hamadi, 2014). Kultur starter umumnya dalam bentuk kering untuk mempermudah penanganan dan penggunaannya. Dibandingkan dengan starter cair, penggunaan kultur starter kering lebih menguntungkan karena dapat disimpan lebih lama dan tidak perlu diremajakan berulang-ulang selama penggunaan (Humel 2007).

Pada dasarnya pembuatan starter merupakan teknik dalam memperbanyak mikroorganisme. Perbanyakan ini dilakukan dalam suatu medium tertentu dan setelah cukup banyak mikroba yang tumbuh, pertumbuhannya diberhentikan serta dibuat dalam keadaan istirahat, baik dalam bentuk sel maupun dalam bentuk sporanya. Penghentian pertumbuhan mikroba tersebut dilakukan dengan cara mengeringkan medium tumbuhnya (rochintaniawati, 2012). Bakteri tersebut dapat diaktifkan atau dihidupkan kembali jika ditempatkan dalam kultur baru (starter baru). Selain kekurangan nutrisi yang menyebabkan bakteri mengalami fase tidur, ada faktor ekstrinsic yang berupa kekurangan oksigen (semakin tebal gel/lapisan selulosa yang terbentuk di permukaan).

Dalam proses pembuatan starter perlu diperhatikan sirkulasi/aerasi yang ada. Aerasi ini penting karena pada pembuatan starter  tidak diinginkan terjadi peragian alkohol. Biasanya starter di buat kedap udara karena bakteri yang ditumbuhkan kebanyakan tumbuh pada kondisi anaerob. Kondisi penyimpanan kedap udara juga mampu mempertahankan kadar air starter kering dan melindungi dari paparan oksigen berlebih sehingga dapat mengurangi terjadinya oksidasi lipid (Erdiandini 2015). Selain itu juga harus diperhatikan penggunaan suhu inkubasi agar aktifitas bakteri starter berlangsung secara optimal (Soeharsono, 2010). Menurut Hamad (2014) Saat starter berumur lebih dari 40 hari jumlah koloni bakteri mengalami penurunan sekitar 9% dikarenakan nutrisi berkurang.

Nutrisi adalah substansi organik yang dibutuhkan organisme untuk fungsi normal dari sistem tubuh, pertumbuhan, pemeliharaan kesehatan. Nutrisi didapatkan dari makanan dan cairan yang selanjutnya diasimilasi oleh tubuh. Untuk keperluan hidupnya, semua makhluk hidup memerlukan bahan makanan. Bahan makanan ini diperlukan untuk sintesis bahan sel dan untuk mendapatkan energi. Demikian juga dengan mikroorganisme, untuk kehidupannya membutuhkan bahan-bahan organik dan anorganik dari lingkungannya. Bahan-bahan tersebut disebut dengan nutrient (zat gizi), sedang proses penyerapanya disebut proses nutrisi (Baskhara 2014).

 BAL merupakan kelompok mikroorganisme yang paling banyak digunakan sebagai kultur starter, namun tidak semua BAL dapat digunakan sebagai starter karena tidak aman dikonsumsi dan tidak optimal dalam meningkatkan kualitas produk (Hummel et al. 2007). Adapun kriteria lain BAL yang dapat digunakan sebagai starter kering fermentasi makanan yaitu memiliki memiliki viabilitas tinggi setelah proses preservasi dan stabil selama proses penyimpanan (Peighambardoust et al. 2011). Adapun beberapa metode pengeringan yaitu di oven dan metode Vacum drying. Metode pengeringan menggunakan metode vacum drying dapat mempertahankan anviabilitas mikroba apabila menggunakan medium pemansan yang sesuai serta dilakukan pada kondisi yang sesuai dengan sifat mikroba yang dikeringkan (rukmi dkk)

Dalam penggunaannya banyak sedikitnya starter mempengaruhi produk yang akan dihasilkan. Semakin % volume starter maka akan semakin besar pula kadar alkohol yang diperoleh. Hal ini dikarenakan % volume starter mempengaruhi fase lag yaitu semakin besar % starter maka semakin pendek fase lag, sehingga cepat mencapai exponsial yaitu yeast tumbuh dengan sempurna dan mampu beradaptasi dengan baik. Sehingga glukosa dapat terkonversi dengan maksimal dan mulai terbentuknya produk. Semakin lama penyimpanan starter maka terjadi peningkatan jumlah koloni bakteri (hamad 2014).

 

Starter beras

Menurut sintasari (2014) beras merah merupakan salah satu komoditi pangan dengan kandungan nilai gizi yang cukup baik, diantaranya kaya akan karbohidrat, protein, serat, antioksidan, dan mineral. Jumlah karbohidrat pada tepung beras yang sebanyak 80 g dalam 100 g teppung beras yang diteliti dan tepung beras ketan putih sebanhyak 79,40 g dalam 100 g tepung yang diteliti. Merupakan media yang baik bagi pertumbuhan kapang dan khamir (annonim, 2012). Dengan kata penggunaan beras disini adalah sebagai sumber nutrien ataupun substrat bbagi mikroba untuk tumbuh.

Proses pembuatan starter yaitu beras ditimbangdan dicuci bersih, selanjutnya dikukus dengan menggunakan dandang selama 30 menit (½ matang). Beras yang telah dikukus dihamparkan di atas nampan sampai dingin. Setelah itu beras dimasukkan ke dalam kantong plastik tahan panas masing-masing 100 gram. Selanjutnya beras dalam kantung plastik tersebut disterilkan pada autoclave dengan temperatur 121 °C, tekanan 15 psi dan dikonstankan selama 60 menit, lalu diangkat dan didinginkan. Pada media beras yang steril tersebut dilakukan inokulasi isolat murni (Nuryanti 2012).

Pada pembuatan kultur starter kering yoghurt, dimana penggunaan tepung beras dan tepung terigu sebagai bahan pengisi dengan rasio tepung dan kultur 2:1 dapat menghasilkan kultur dengan viabilitas yang tinggi . Komponen medium dan sel mikroba sebagian besar tersusun atas air. Ini berarti dengan kadar pati yang tinggi maka sel mikroba yang terikat pada pati semakin banyak. Selain disebabkan oleh komponen pati yang terutama terdapat pada tepung beras, viabilitas mikroba dengan bahan pengisi tepung kombinasi juga dipengaruhi oleh kadar protein terutama gluten yang terdapat dalam tepung terigu (rukmi dkk ).

Viabilitas kultur kering hasil spray drying masih memenuhi standar minimal starter yaitu 107 CFU/g. Hasil pengeringan menggunakan spray dryer menunjukkan kadar air kultur kering yang lebih rendah jika dibandingkan dengan hasil pengeringan menggunakan freeze dryer , namun hasil analisis statsistik menunjukkan bahwa semua perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap respon kadar air (Humel 2007).

 Penggunaan starter pada produk yang mengandung laktosa, laktosa digunakan oleh bakteri starter sebagai sumber karbon dan sebagai hasil metabolismenya dihasilkan asam laktat yang akan menurunkan pH aktivitas kultur starter yang menghidrolisis laktosa menjadi glukosa dan galaktosa, serta sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa (Sintasari, 2014).

Manfaat starter beras :

1.        Memperbaiki pencernaan khusunya pada usus.

2.        Digunkan untuk pembuatan susu fermentasi (kefir, yoghurt, dan lain sebagainya).

3.        Mampu mengubah glukosa menjadi asam laktat, efek bakterisidal dari asam laktat berkaitan dengan penurunan PH lingkungan menjadi 3-4.5 sehingga menghambat pertumbuhan bakteri lain termasuk bakteri pembusuk.

4.        Menghasilkan flavor, mempertahankan daya simpan.

Starter dedak

Dedak dapat menjadi alternatif media pertumbuhan jamur karena mengandung protein, selulosa, serat, nitrogen, lemak, dan P₂O₅ sebagai nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan jamur dan harga yang relatif murah. Dedak juga mengandung karbohidrat sebanyak 84% dan Jagung 72 % sehingga sangat disarankan untuk menggunaan dedak dan jagung sebagai media tumbuh jamur (Damayanti 2014). Dedak padi umunya tidak tahan bila disimpan lama, hal ini disebabkan karena adanya aktifitas enzim lipase dan peroksidase yang dapat menimbulkan kerusakan dan ketengikan oksidatif pada dedak padi (Mustikawati 1997). Mikroba pada starter juga terdapat mikroba unsur hara yang diperlukan dalam proses dekomposisi bahan organik (agus 2014).

Jenis fermentasi yang digunakan dalam pembuatan starter adalah fermentasi padat, caranya dengan menimbang dedak sebanyak duapuluh ggram pada erlenmeyer 100ml, untuk menjaga kelembaban di tambahkan 20ml aquades, ;lalu medium disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121ºC, selama 15 menit. Media didinginkan dan siap digunakan sebagai media aktifasi, (Sari 2012).

Karbohidrat pada dedak berupa selulosa yang tersusun oleh ikatan kimia β-1,4-glikosidik yang merupakan struktur yang kuat dan kompleks. Ikatan glikosidik β-1,4 dan ikatan hidrogen pada struktur selulosa yang sangat kohesif menyebabkan serat-serat selulosa sangat kuat, sukar larut dan penguraiannya menggunakan sistem enzimatik cenderung memerlukan waktu yang lama (Damayanti 2014).

Enzim yang berperan mengkatalisis selulosa menjagi glukosa adalah enzim selulase. Menurut (Sari, 2012) bakteri yang telah dipublikasikan sebagai penghasil enzim selulase antaralain seperti Clostridium, Cellulomonas, Bacilus, Erwinia, Acetobibria, Mikrobispora, dan Streptomyces. Sedangkan dari golongan jamur antara lain Tricoderma, Aspergillus, Schizophyllum dan Penicillium.

 Manfaat Starter Dedak :

1.        Mampu membantu menstabilkan mikroflora dalam saluran pencernaan.

2.        Meningkatkan nilai gizi pakan dan menurunkan biaya pakan dalam produksi.

3.        Untuk pakan mempunyai dampak positif terhadap pertumbuhan, produksi telur dan efesiensi penggunaan pakan yaitu memperbaiki konversi pakan.

4.        Menetralisir toksin yang dihasilkan bakteri pathogen.

5.        Menghambat pertumbuhan bakteri patogen dengan mencegah kolonisasi di dinding usus halus.

6.        Mempengaruhi aktivitas enzim di usus halus asimilasi kolesterol serta meningkatkan pertumbuhan dan performan ternak.

7.        Mempertahankan homeostatis yang memungkinkan terjadi mekanisme destruksi atau degradasi kolesterol oleh mikroorganisme dalam usus menjadi asam empedu kholat.

8.        Mengakibatkan terhambatnya enzim Hydroxi Metyl Glutaryil-KoA reduktase.

CARA PEMBUATAN

 

1.      Pembuatan inokulum

Inokulum merupakan biakan mikroba yang ditumbuhkan pada medium cair yang berfungsi dalam proses fermentasi. Inokulum harus digunakan setelah dibuat dalam waktu 1 x 24 jam.

Prosedur pembuatan

1.      Buat media cair (Nutrient Broth, potato dextrose broth, dll)

2.      Misal membuat potato dextrose broth : ( bahan sama dengan pembuatan media PDA tanpa agar)

3.      Sterilisasi media pada erlenmeyer, dengan autoclaf selama 15-20 menit, kemudian didinginkan.

4.      Ambil biakan mikroba / isolat murni sebanyak 1 ose atau 1 gram atau 1 ml.

5.      Masukan pada media secara aseptis.

6.      Inkubasi selama 2 x 24 jam.

7.      Perhatikan perubahan yang terjadi pada media cair tersebut.

2.      Pembuatan starter

Sater merupakan biakan mikroba dalam bentuk kering, dengan tujuan untuk mempertahankan mikroba dalam jangka waktu lama.

Bahan Dasar :

a.       Sumber karbohidrat : dedak onggok, polard, singkong, beras, jagung

b.      Sumber protein : kedelai, susu, tepung ikan

c.       Sumber lemak : lemak tallow, mentega

d.      Sumber selulosa/ serat kasar : kulit coklat, kulit ari kedele

Mikroba : mikroba yang ingin digunakan (bakteri, jamur, yeast)

Prosedur Pembuatan Starter

1.      Timbang bahan dasar (x gram), nmasukan dalam erlenmeyer (plastik tahan panas).

2.      Bahan dasar ditambah aquades dengan perbandingan 2:1 (kadar air 50%), apabila bahan dasar sudah dalam bentuk cair dapat ditambahkan dengan bahan padat lain agar mencapai kadar air tersebut.

3.      Ditambah dengan mineral mix sebanyak 2-3 % (w/v) dari bahan dasar.

4.      Pembuatan mineral mix , yaminaediri dari : K₂HPO₄ 0,6 g dalam ml aquades dan mineral 2, yaitu NaCL 1,2 g: (NH₄)₂SO₄ 1,2 g; KH₂PO₄ 0,6 g; CaCl₂ 0,12 g; MgSO₄7H₂O 0,25 g dalam 100 ml aquades. Kedua sumber mineral dicampur menjadi satu, dihomogenkan. Apabila akan menggunakan mineral alami dapat menggunakan air kelapa.

5.      Disterilisasi menggunakan autoclaf pada suhu 121 º C selama 20 menit.

6.      Biarkan bahan dasar pada ruangan sampai suhu bahan dasar mencapai 37-40ºC

7.      Inokulasi bahan dasar dengan inokulum (masing-masing isolat) sebanyak 5-10% (v/w) dari bobot substrat dengan kandungan mikroba sebesar 10⁶ – 10⁸ sel/ml

8.      Inkubasi (fermentasi secara batch culture pada pH 6,8 dan pada suhu ruang), selama 5 x 24 jam. Ciri-ciri pembuatan starter dikatakan berhasil, yaitu : bahan dasar tidak mengalami pembusukkan, berbau harum dan timbul oksigen pada saat proses berlangsung.

9.      Dikeringkan pada suhu 40 ºC selama 2 x 24 jam.

10.  Bahan dasar yang telah kering kemudian dihaluskan, hasil ini adalah mikroba dalam kondisi dorman, dapat disimpan dalam jangka waktu lama.

11.  Penggunaan starter untuk keperluan fermentasi adalah sbanyak 5-10% (v/w) dari bahan yang akan difermentasi.