1

PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG PANGAN

A. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri,

fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses

produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi

teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan

menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.

B. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL/ TRADISIONAL

Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme

untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom,

dan kecap. Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan.

Proses yang dibantu mikroorganisme, misalnya dengan fermentasi, hasilnya antara lain

tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju dan yoghurt. Proses tersebut dianggap sebagai

bioteknologi masa lalu. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya

penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim.

C. PEMANFAATAN BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DI BIDANG PANGAN

Aneka produk makanan memanfaatkan jasa mikroorganisme dalam pengolahannya. Peranan

mikroorganisme dalam pengolahan makanan ini adalah mengubah bahan makanan menjadi

bentuk lain, sehingga nilai gizinya lebih tinggi, zat gizi lebih mudah diserap dan dimanfaatkan, serta

mempunyai cita rasa yang lebih menarik.

Adapun penerapannya dalam menghasilkan produk pangan yaitu :

No. Bahan Pangan Mikroorganisme Golongan Produk

1 Susu

Lactobacillus bulgaricus

Streptococcus termophillus

Streptococcus lactis

Panicillium requiforti

Propioni bacterium

Lactobacillus casei

Bakteri

Bakteri

Bakteri

Jamur

Bakteri

Bakteri

Yoghurt

Yoghurt

Mentega

Keju

Keju Swiss

Susu asam

2 Kedelai

Rhizopus oligosporus

Rhizopus stoloniferus

Rhizopus oryzae

Aspergillus oryzae

Jamur

Jamur

Jamur

Jamur

Tempe

Tempe

Tempe

Kecap

3 Kacang tanah Neurospora sitophyla Jamur Oncom

4 Beras Saccharomyces cereviseae

Endomycopsis fibulegera

Jamur

Jamur Tape Ketan

5 Singkong Saccharomyces elipsoides

Endomycopsis fibulegera

Jamur

Jamur Tape singkong

2

6 Air kelapa Acetobacter xylinum Bakteri Nata de coco

7 Tepung gandum Saccharomyces elipsoides Jamur Roti

8 Kubis Enterobacter sp. Bakteri Asinan

9 Padi-padian atau

umbi-umbian

Saccharomyces cereviseae

Saccharomyces caelsbergensis Jamur

Minuman

beralkohol

10 Mikroorganisme Spirulina

Chlorella

Alga bersel

satu

Protein sel

tunggal

11 Biji kopi Erwinia dissolvens

D. BEBERAPA PENGOLAHAN MAKANAN YANG MEMANFAATKAN BIOTEKNOLOGI

1. Pengolahan Produk Susu

Susu dapat diolah dengan bioteknologi sehingga menghasilkan produk-produk baru, seperti

yoghurt, keju, dan mentega.

a. Yoghurt

- Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar

lemak dibuang.

- Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricus

dan Streptococcus thermophillus.

- Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang,

selanjutnya disimpan selama ± 5 jam pada temperatur 45oC.

- Selama penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan

bakteri asam laktat.

- Selanjutnya susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa. Yoghurt yang nikmat dan bergizi

siap dinikmati.

Prinsip pembuatan yoghurt adalah fermentasi susu dengan cara penambahan bakteri-

bakteri Laktobacillus bulgaris dan Streptoccus thermophillus. Dengan fermentasi ini maka

rasa yoghurt akan menjadi asam, karena adanya perubahan laktosa menjadi asam laktat

oleh bakteri-bakteri tersebut. Apabila tidak diinginkan rasa yang tidak terlalu asam,

tambahkan zat pemanis (gula, sirup) maupun berbagai flavour buatan dari buah-buahan

strawberry, nenas, mangga, jambu, dan sebagainya.

Minuman lactobacillus yang banyak dijual di pasaran dan yoghurt ternyata punya

perbedaan. Menurut Carmen, dalam proses pembuatannya, minuman lactobacillus hanya

menggunakan satu bakteri yaitu Lactobacillus bulgaricus. Sedangkan prinsip pembuatan

yoghurt adalah fermentasi susu dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus thermophilus. Kedua macam bakteri tersebut akan menguraikan laktosa (gula

susu) menjadi asam laktat dan berbagai komponen aroma dan citarasa. Lactobacillus

bulgaricus lebih berperan pada pembentukan aroma, sedangkan Streptococcus thermophilus

lebih berperan pada pembentukan cita rasa yoghurt.

Proses fermentasi yoghurt berlangsung melalui penguraian protein susu. Sel-sel bakteri

menggunakan laktosa dari susu untuk mendapatkan karbon dan energi dan memecah

3

laktosa tersebut menjadi gula sederhana yaitu glukosa dan galaktosa dengan bantuan enzim

β-galaktosidase. Proses fermentasi akhirnya akan mengubah glukosa menjadi produk akhir

asam laktat.

Adanya asam laktat memberikan rasa asam pada yoghurt. Hasil fermentasi susu ini

merubah tekstur susu menjadi kental. Hal ini dikarenakan protein susu terkoagulasi pada

suasana asam, sehingga terbentuk gumpalan. Proses ini memakan waktu 1-3 hari yang

merupakan waktu tumbuh kedua bakteri, dan bekerja menjadi 2 fasa, kental dan bening

encer dan rasanya asam.

Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat

bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan

yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri

Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam. Asam laktat yang

dihasilkan oleh bakteri tersebut dapat mengubah susu menjadi yogurt yang melalui proses

fermentasi.

b. Keju

Pada pembuatan keju, kelompk bakteri yang dipergunakan adalah bakteri asam laktat.

Bakteri asam laktat yang bisa digunakan adalah Lactobacillus dan Sterptococcus. Ada 4

macam jenis keju, yaitu :

1. Keju sangat keras, contoh: keju Romano, keju Permesan.

2. Keju keras, contoh: keju Cheddar, keju Swiss.

3. Keju setengah lunak, contoh: keju Requefort (keju biru).

4. Keju lunak, contoh: keju Camembert.

- Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90oC atau

dipesteurisasikan melalui pemanasan sebelum kultur bakteri asam laktat dinokulasikan

(ditanam), kemudian didinginkan sampai 30oC.

- Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan.

- Akibat dari kegiatan atau aktivitas bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah

menjadi cairan whey dan dadih padat, proses ini disebut pendadihan.

- Kemudian ditambahkan enzim renin dari lambung sapi muda untuk mengumpulkan

dadih.

- Enzim renin dewasa ini telah digantikan dengan enzim buatan, yaitu klimosin.

- Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperatur 32oC – 42oC dan

ditambah garam, kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang.

Adapun whey yang terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.

Metabolisme Bakteri Asam Laktat

Bakteri asam laktat berfungsi memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat

menurut reaksi berikut :

C12H22O11 + H2O → 4CH3CHOHCOOH

Laktosa Air Asam laktat

Tahapan metabolisme bakteri asam laktat dalam pembuatan keju adalah:

1. Pengasaman

Susu dipanaskan agar bakteri asam laktat, yaitu Streptococcus and Lactobacillus dapat

tumbuh. Bakteri-bakteri ini memakan laktosa pada susu dan merubahnya menjadi asam

4

laktat. Saat tingkat keasaman meningkat, zat-zat padat dalam susu (protein kasein,

lemak, beberapa vitamin dan mineral) menggumpal dan membentuk dadih.

2. Pengentalan

Bakteri rennet ditambahkan ke dalam susu yang dipanaskan yang membuat protein

menggumpal dan membagi susu menjadi bagian cair (air dadih) dan padat (dadih).

Setelah dipisahkan, air dadih kadang dipakai untuk membuat keju seperti Ricotta dan

Cypriot hallumi namun biasanya air dadih tersebut dibuang. Rennet mengubah gula

dalam susu menjadi asam dan protein yang ada menjadi dadih. Jumlah bakteri yang

dimasukkan dan suhunya sangatlah penting bagi tingkat kepadatan keju. Proses ini

memakan waktu antara 10 menit hingga 2 jam, tergantung kepada banyaknya susu dan

juga suhu dari susu tersebut.

3. Pengolahan dadih

Beberapa keju lunak dipindahkan dengan hati-hati ke dalam cetakan. Sebaliknya pada

keju-keju lainnya, dadih diiris dan dicincang menggunakan tangan atau dengan bantuan

mesin supaya mengeluarkan lebih banyak air dadih. Semakin kecil potongan dadih maka

keju yang dihasilkan semakin padat.

c. Mentega

- Pembuatan mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis dan Lectonosto

ceremoris.

- Bakteri-bakteri tersebut membentuk proses pengasaman.

- Selanjutnya, susu diberi cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan.

- Kemudian lemak mentega diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.

5

Pengolahannya:

1. Masukkan bahan (heavy cream) ke dalam mixer dan aduk dengan menggunakan adukan

jenis balloon whisk.

2. Tutup permukaan bowl mixer supaya heavy cream tidak mengotori dapur kita saat

dikocok.

3. Kocok dengan kecepatan sedang selama 5 – 7 menit bila menggunakan mixer jenis

heavy duty.

4. Hentikan mixer pada saat mentega sudah terpisah dari cairan cream.

5. Keluarkan kocokan butter dari dalam bowl mixer, kemudian saring menggunakan

saringan yang bersih.

6. Beri mentega dengan sedikit air yang bertujuan untuk benar-benar membersihkan

mentega dari campuran cairan sisa heavy cream.

7. Aduk mentega dengan menggunakan spatula supaya halus dan tidak bergerindil. Aduk

selama 2 menit.

8. Bila ingin membuat jenis mentega yang asin, bisa menambahkan garam saat proses

mengaduk ini berlangsung. Bila sudah halus, simpan mentega dalam wadah tertutup

dan siap digunakan.

2. Produk Makanan Non – Susu

a. Kecap

6

- Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus wentii dibiakkan pada kulit gandum

terlebih dahulu.

- Jamur Aspergillus wentii bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada

kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum.

- Setelah prose fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan

dihasilkan produk kecap.

Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Kecap

Pembuatan kecap dengan cara fermentasi di Indonesia, secara singkat adalah sebagai

berikut :

Kedelai dibersihkan dan direndam dalam air pada suhu kamar selama 12 jam,

kemudian direbus selama 4-5 jam sampai lunak.

Setelah direbus, kedelai ditiriskan dan didinginkan di atas tampah.

Tampah tersebut ditutup dengan lembaran karung goni, karung terigu, atau lembaran

plastik. Karena terus berulang kali dipakai, bahan yang digunakan sebagai penutup ini

biasanya mengandung spora, sehingga berfungsi sebagai inokulum.

Spora kapang Aspergillus wentii akan bergerminasi dan tumbuh pada substrat kedelai

dalam waktu 3 sampai 12 hari pada suhu kamar.

Kapang dan miselium yang terbentuk akibat fermentasi inilah yang dinamakan koji.

Selanjutnya, koji diremas-remas, dijemur, dan kulitnya dibuang.

Koji dimasukkan ke dalam wadah dari tanah, tong kayu, atau tong plastik yang berisi

larutan garam 20-30 persen.

Campuran antara kedelai yang telah mengalami fermentasi kapang (koji) dengan

larutan garam inilah yang dinamakan moromi.

Fermentasi moromi dilanjutkan selama 14-120 hari pada suhu kamar.

Setelah itu, cairan moromi dimasak dan kemudian disaring.

7

b. Tempe

Jenis tempe sebenarnya sangat beragam, bergantung pada bahan dasarnya, namun

yang paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai. Untuk membuat tempe, selain

diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora

mikroorganisme, dalam hal ini kapang.

Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari

genus Rhizopus, antara lain :

1. Rhyzopus oligosporus

2. Rhyzopus stolonifer

3. Rhyzopus arrhizus

4. Rhyzopus oryzae

Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping biji kedelai dan

memfermentasikannya menjadi produk tempe.

Proses fermentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein,

lemak, dan karbohidrat.

Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai 9x lipat.

Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Tempe

Proses Produksi Tempe

8

c. Roti

- Pada pembuatan roti, biji-bijian serelia dipecah dahulu untuk membuat tepung terigu.

Selanjutnya oleh enzim amilase tepung dirubah menjadi glukosa.

- Selanjutnya khamir Saccharomyces cerevisiae, yang akan memanfaatkan glukosa

sebagai substrat respirasinya sehingga akhirnya membentuk gelembung-gelembung

yang akan terperangkap pada adonan roti. Adanya gelembung ini menyebebkan roti

bertekstur ringan dan mengembang. Sedangkan jika ditambah protease maka roti yang

dihasilkan akan bertekstur lebih halus.

Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Roti

Skema produksi roti

d. Tape

Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan menggunakan sel-sel ragi. Ragi

menghasilkan enzim yang dapat mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula

dan alkohol. Masyarakat kita membuat tape tersebut berdasarkan pengalaman.

e. Anggur

Atau juga populer disebut dalam bahasa Inggris: wine adalah minuman beralkohol

yang dibuat dari sari anggur jenis Vitis vinifera yang biasanya hanya tumbuh di area 30

hingga 50 derajat lintang utara dan selatan. Minuman beralkohol yang dibuat dari sari

buah lain yang kadar alkoholnya berkisar di antara 8% hingga 15% biasanya disebut

sebagai wine buah (fruit wine). Anggur dibuat melalui fermentasi gula yang ada di dalam

buah anggur.