APLIKASI BIOTEKNOLOGI MIKROORGANISME PADA BAHAN PANGAN

Read Also

Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia, termasuk kebutuhan pangan.

Bioteknologi dalam produk susu, pada prinsipnya adalah memfermentasi susu menghasilkan asam laktat. Beberapa contoh produknya adalah:

1  Keju: menggunakan Propiabacterium (bakteri asam laktat), yang berperan dalam memberi rasa dan tekstur keju

2  Yoghurt: menggunakan Lactobacillus bulgaris sebagai pemberi rasa dan aroma, dan Streptococcus thermophilus untuk menambah keasaman

3  Mentega: menggunakan mikroba Leuconostoc clemoris

Sedangkan aplikasinya dalam produk non susu beberapa diantaranya adalah:

4  Roti, asinan, dan alkohol (bir, anggur, wine, rum) oleh ragi

5  Kecap oleh Aspergillus oryzae

6 Nata de coco, oleh Acetobacter xilinum. Prinsipnya adalah pemecahan amilum oleh mikroba menghasilkan gula, yang kemudian difermentasi

7  Cuka, oleh Acetobacter aseti, alkohol difermentasi dalam kondisi aerob

Selain dalam bidang pangan, bioteknologi dengan mikroorganisme juga diterapkan dalam industri. Menurut Anonymous 2008, beberapa contoh produknya adalah:

1  Asam sitrat, sebagai pemberi cita rasa, pengemulsi susu, dan antioksidan. Dapat diproduksi dengan mikroba Aspergillus niger dengan substrat tetes gula dan sirup fruktosa. Asam ini umumnya banyak terdapat pada jeruk

2. Vitamin. Vitamin B1 diproduksi oleh Assbya gossipii. Vitamin B12 diproduksi oleh Propionibacterium dan Pseudomonas

3. Enzim.

a.  Amilase digunakan dalam produksi sirup, kanji, glokosa. Glukosa isomerase mengubah amilum menjadi fruktosa yang digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan sukrosa. Mikroba yang digunakan Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis.

b. Protease digunakan antara lain dalam produksi bir, roti, protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dan campuran deterjen untuk menghilangkan noda protein. Mikroba yang digunakan adalah Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis.

c. Lipase digunakan antara lain dalam produksi susu dan keju untuk meningkatkan cita rasa. Mikroba yang digunakan Aspergillus niger, Rhizophus spp.

d  Asam amino lisin sebagai asam amino esensial, dibutuhkan dalam jumlah besar oleh ternak, dan asam glutamat sebagai bahan utama MSG (Mono Sodium Glutamat), keduanya diproduksi oleh Corynobacterium glutamicum

Cara pengolahan susu dengan produk akhir berupa yoghurt merupakan salah satu bentuk bioteknologi sederhana. Yoghurt merupakan minuman segar hasil olahan susu segar yang difermentasikan dengan cara menambahkan beberapa jenis mikroorganisme Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Yoghurt bermanfaat baik bagi lambung dan usus yang terluka. Kadar kolesterol di dalam darah dapat diturunkan dengan mengkonsumsinya sehingga dapat mencegah terjadinya penyumbatan pembuluh darah. Secara garis besar, pengolahannya merupakan proses sederhana meliputi pasteurisasi, pendinginan, inokulasi bakteri, pemeraman dan penyimpanan. Kualitas yoghurt dipengaruhi oleh suhu dan lama pemeraman, presentase starter. Secara fisika dan kimiawi, produk yoghurt yang baik adalah yang memiliki tekstur halus, kental dengan cita rasa spesifik (agak asam) dan berbentuk seperti bubur atau es krim.

Bahan yang dibutuhkan untuk membuat yoghurt adalah susu sapi segar yang layak minum. Alat yang digunakan: gelas plastik, termometer, lemari es, dll. Cara membuatnya: Susu dipanaskan pada suhu 90ºC. Ini untuk mencegah kontaminasi dan merupakan kondisi yang baik untuk inokulasi bakteri. Selain itu, perubahan kasein karena pemanasan akan memberikan hasil akhir yang baik dengan kondisi yang seragam. Setelah itu, susu didinginkan menjadi 43ºC kemudian diinokulasi dengan 2 % biakan starter camouran L. bulgaricus dan S. thermophilus dan dipertahankan suhunya selama 3 jam hingga diperoleh keasaman yang diinginkan (0,85 - 0,95 %) serta dicapai ph 4,5. Terakhir, produk didinginkan menjadi 5ºC dan selanjutnya dapat dikemas.

Selain produk fermentasi, aplikasi yang lain yaitu meat designer. Meat designer adalah daging yang mempunyai beberapa kriteria yaitu daging yang enak dan tidak amis, tinggi proteinnya dengan komposisi asarn amino yang smentasi seimbang, bebas residu obat dan mikrobia patogen, seimbang imbangan asam lemak jenuh dan tidak jenuh, rendah kolesterol dan trigliserida (lemak).

Mengkonsumsi lemak seperti trigliserida dan kolesterol dalam jumlah yang berlebihan dapat mengakibatkan berbagai penyakit seperti obesitas, atherosclerosis, jantung koroner, stroke, kanker dan bahkan kelainan paru‑paru. Dengan mengkonsumsi daging dengan pertimbangan asam lemak jenuh dan asam. lemak tak jenuh yang baik dapat mencegah penyakit‑penyakit tersebut di atas serta dapat meningkatkan kecerdasan pada anak‑anak. Selain itu, kadar protein yang tinggi dengan komposisi asam amino yang seimbang dalam daging sangat dibutuhkan bagi pertumbuhan sel‑sel otak pada anak‑anak dan mencegah kerusakan sel‑sel otak serta mengganti sel‑sel tubuh yang telah mati. Sementara daging yang bebas residu obat dan mikrobia patogen menjamin keamanan konsumen dari akibat negatif yang ditimbulkannya. Dan terakhir, daging yang enak dan tak amis dapat meningkatkan selera konsumen untuk mengkonsumsinya.

Untuk memproduksi Meat designer yang pertama adalah dengan memanfaatkan mikrobia efektif. Mikrobia efektif merupakan sekelompok mikrobia baik dari jenis bakteri, kapang, jamur d1l. yang berperan dalam. mengoptimalkan fungsi organ hewan dan manusia, sehingga akan diperoleh pertumbuhan dan. perkembangan tubuh yang optimal dan seimbang. Beberapa mikrobia efektif yang sangat terkenal dan telah banyak digunakan baik sebagai feed additive pada. pakan ternak maupun produk fermentasi makanan manusia antara lain adalah Lactobacillus bulgaricus, Saccaromyces cereviceae, Rhyzopus oligosporus, Aspergllus niger, Bacillus subtilis, ragi roti d1l (Santoso.2005).

            Mikrobia efektif ini jika dikonsumsi akan menekan pertumbuhan mikrobia patogen dalam, saluran. pencernaan, sehingga keseimbangan mikroflora dalam. saluran pencernaan akan membaik. Dengan membaiknya. keseimbangan tersebut, maka proses pencernaan dan penyerapan zat gizi akan optimal, sehingga produktivitas meningkat dan mutu daging akan lebih baik. Oleh karena mikrobia efektif merupakan mikrobia alami yang sudah terdapat dalam saluran pencernaan serta sangat berperan dalarn proses metabolisme, zat gizi, maka penggunaan mikrobia ini sebagai pengganti antibiotika akan dapat menghasilkan daging, telur dan susu yang bebas residu antibiotika dan obat‑obatan sintetik lainnya.

Mikrobia efektif akan menurunkan kadar lemak seperti kolesterol dan trigliserida dalam daging broiler. Sebagai contoh penelitian tentang pemberian profuk fermentasi ekstrak ikan mackerel. Pemberian produk fermentasi ini sebesar 2% dari total pakan pada broiler mampu menurunkan kadar lemak karkas, dan kolesterol daging broiler. Turunnya kolesterol daging, disebabkan oleh turunnya aktivitas enzim 3‑hydroxy‑3‑methylglutaryi‑CoA reductase di hati, suatu enzim pembatas dalam sintesis kolesterol. Jadi rendahnya kolesterol daging ini disebabkan oleh turunnya sintesis kolesterol di hati. Sementara itu rendahnya kadar trigliserida dan lemak total daging broiler disebabkan oleh turunnya sintesis asam lemak di hati sebagai akibat turunnya aktivitas enzim malat dan citrate cleavage enzyme di hati. Pernberian produk ini juga meningkatkan kadar protein daging dengan asam amino yang seimbang serta menghasilkan daging broiler yang bebas residu antibiotik dan senyawa sintetik lainnya. Produk ini kaya akan polipeptida. Telah diketahui bahwa polipeptida seperti makrokortin dan khemotaktik menghambat aktivitas enzim fosfolipase A2 yang bekerja melepas asarn arakhidonat dari fosfolipid. Tampaknya peptida dalam produk ini juga berperan dalam penurunan deposisi lemak dan sintesis kolesterol.

Bacillus subtilis ini banyak terdapat dalam produk seperti natto (tempe Jepang) dan terasi. Pernberian Bacillus subtilis pada ternak secara berkesinambungan akan menyebabkan inokulasi Bacillus subtilis dalam saluran pencernaan. Bacillus subtilis dapat tinggal dan melekat pada dinding saluran pencernaan dan meningkatkan jumlah Lactobacillus alami, dan kemudian akan menurunkan perturnbuhan mikrobia patogen seperti Escherichia coli. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian kultur ini sebesar 1% menurunkan kadar lemak total, trigliserida dan kolesterol dalam daging broiler. Penurunan kadar trigliserida tersebut disebabkan antara lain oleh penurunan sintesis asam lemak di hati. Penurunan kadar kolesterol daging dapat disebabkan oleh penurunan sintesis kolesterol dan atau peningkatan sintesis asam empedu di hati. Namun kultur ini tidak mampu meningkatkan kadar protein daging broiler.

            Pemberian mikrobia efektif juga mampu memodifikasi kandungan asam lemak dalam daging. Suatu penelitian dimana kedelai difermentasi dengan Aspergillus membuktikan hal ini. Pemberian produk fermentasi ini mampu meningkatkan kadar protein dan abu serta menurunkan kadar lemak daging broiler. Suatu penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa broiler yang diberi dedak yang difermentasi dengan Rhizopus oligosporus menghasilkan daging dengan kadar asam lemak tak jenuh rantai panjang (PUFA) yang meningkat. Telah diketahui bahwa mengkonsumsi PUFA seperti DHA dan EPA dapat mencegah berbagai penyakit degeneratif

Untuk menghasilkan meat designer dengan metode kedua adalah program pernbatasan pakan pada broiler. Pada dasarnya program pembatasan pakan merupakan program untuk memberikan pakan pada temak sesuai dengan kebutuhan hiclup pokoknya pada umur dan periode tertentu. Program ini didasarkan kepada asumsi bahwa pemberian pakan secara terus menerus merupakan kondisi buatan, sedangkan pembatasan pakan adalah upaya mengembalikan ternak pada kondisi alaminya. Dengan program yang tepat, maka daging broiler yang dihasilkan berlemak (trigliserida dan kolesterol) yang rendah tanpa menurunkan berat badannya. Program pembatasan model tersebut tidak mampu menurunkan kolesterol karkas. Adanya program skip‑a‑day feeding selama 6 hari yang kemudian diikuti dengan pemberian pakan bebas berprotein tinggi mampu menurunkan kadar kolesterol karkas. Selain itu, program tersebut juga mampu meningkatkan kadar protein karkas. Program ini juga mampu meningkatkan rasa dan kadar mineral serta meningkatkan kekenyalan daging broiler. Rasa enak diduga disebabkan karena meningkatnya kadar kalium dan asam glutamat dalam daging. Metode ketiga untuk menghasilkan meat designer adalah pemberian tumbuhan obat sebagai feed additive, contohnya daun katuk. Daun katuk kaya akan provitarnin A (β‑karoten) dan vitamin C. Suplementasi daun katuk dan ekstraknya akan meningkatkan kandungan β‑karoten pada karkas. β‑karoten selain memberi warna kuning pada karkas, ia juga berfungsi sebagai antioksidan. Di dalam tubuh β‑karoten dapat diubah menjadi vitamin A. β‑karoten juga berfungsi sebagai penurun penimbunan lemak. Senyawa penting lain adalah PUFA, saponin, tannin dan metilpiroglutamat. Telah diketahui bahwa PUFA, saponin dan tanin merupakan senyawa aktif penurun lemak. Oleh sebab itu, tidaklah mengherankan jika pernberian daun katuk dan ekstraknya secara drastris menurunkan kadar lemak (trigliserida dan kolesterol) dalarn daging. Pernberian ekstrak daun katuk mampu meningkatkan kadar PUFA dalarn daging. Seiain itu, senyawa metilpiroglutamat dalam saluran pencernaan dapat diubah menjadi asarn glutamate. Asam glutamate ini berperan dalarn sintesis asam amino lainnya dan merangsang sintesis protein dalam tubuh. Oleh sebab itu, pemberian daun katuk dan ekstraknya akan meningkatkan kadar protein dalam daging (Santoso.2005).

Pemberian daun katuk dan ekstraknya ternyata mampu meningkatkan rasa daging dan menurunk‑an bau amis daging. Senyawa aktif yang berperan bagi peningkatan rasa daging diduga metilpiroglutarnat. Metil piroglutarnat dapat diubah menjadi asain glutamate. Asam glutamate inilah yang merupakan senyawa aktif rasa pada. daging avam. Selain itu, senyawa aktif lain yang berperan bagi peningkatan rasa daging adalah kalium. Hasil penelitian menunjukkan bahwa daun katuk dan ekstraknya banyak mengandung mineral kalium.

Selain daun katuk kami juga telah meneliti daunt u‑chung, buah mengkudu dan daun keji beling. Tumbuhan obat tersebut di atas ternyata sangat efektif untuk menurunkan penimbunan lemak pada, ayam. Memang, penelitian yang intensif masih sangat diperlukan untuk mengembangkan tumbuhan obat tersebut sebagai feed additive pada ayam. Daun katuk dan ekstraknya juga mampu menurunkan konsentrasi LDL‑kolesterol dan meningkatkan konsentrasi HDL‑kofesterol dalarn darah, sehingga dapat disimpulkan bahwa daun katuk berpotensi mencegah penyakit atherosclerosis.