Sub pokok bahasan pecahan di pengaruh

1. Fermentasi padat (Solid State Fermentation)
a. Definisi
Fermentasi media padat merupakan proses fermentasi yang berlangsung dalam substrat
tidak larut, namun mengandung air yang cukup sekalipun tidak mengalir bebas. Solid State
Fermentation mempunyai kandungan nutrisi per volum jauh lebih pekat sehingga hasil per volum
dapat lebih besar.
b. Keuntungan







Medium yang digunakan relatif sederhana
Ruang yang diperlukan untuk peralatan fermentasi relatif kecil,karena air yang digunakan
sedikit.
Inokulum dapat disiapkan secara sederhana
Kondisi mediumtempat pertumbuhan mikroba mendekati kondisi habitat alaminya
Aerasi dihasilkan dengan mudah karena ada ruang diatara tiap partikel substratnya
Produk yang dihasilkan dapat dipanen dengan mudah


c. Faktor-faktor yang mempengaruhi


Kadar air

: Kadar optimum tergantung pada substrat, organisme dan tipe

produk akhir. Kisaran kadar air yang optimal adalah 50-75%. Kadar air yang tinggi akan
mengakibatkan penurunan porositas, pertukaran gas, difusi oksigen, volum gas, tetapi


meningkatkan resiko kontaminasi dengan bakteri
Temperatur
: Temperatur berpengaruh terhadap laju reaksi biokimia selama



proses fermentasi
Pertukaran gas


: Pertukaran gas antara fase gas dengan substrat padat

mempengaruhi proses fermentasi
d. Contoh (Fermentasi menggunkan A.niger untuk memproduksi enzim hidrolisis pada bahan
makanan)
Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa kapang A.niger mampu memecahkan
ikatan kompleks mineral asam fitat pada dedak padi, menghasilkan enzim hidrolisis,
meningkatkan kandungan protein kasar dan menurunkan kandungan serat kasar pada bungkil
kelapa,

Prosedur
Bahan yang sudah digiling halus dicampur dengan air (800 ml air untuk 1 kg bahan) dan
campuran mineral sebanyak 66,75 gam dengan komposisi sebagai berikut : 3,6% (NH4)2SO4;
2% urea;0,75% NaH2PO4; 0,25% MgSO4 dan 0,75% KCl
1, Semua bahan dicampur sampaihomogen kemudia dikukus selama 30 menit dan didinginkan
2. Diinkubasi dengan spora A.niger sesuai dengan perlakuan
3. Diinkubasi secara anaerobic dengan ketealan 2 cm pada baki plastic yang ditutupi dengan
plastic dan disimpan pada suhu ruang (26°C) selama 3 hari
4. Produk fermentasi diremas, diaduk,dimampatkan,divakum dalam kantong plastik dengan

ukuran 2 kg.
5, Inkubasi secara enzimatis selama 3 hari
6, Dikeringkan lalu digiling

2. Fermentasi Media Cair (Submerged Fermentation)
a. Definisi
Submerged Fermentation adalah fermentasi yang melibatkan air sebagai fase kontinyu
dari sistem pertumbuhan sel bersangkutan atau substrat, baik sumber karbon maupun mineral
terlarut atau tersuspensi sebagai partikel-partikel dalam fase cair.
Fermentasi cair dengan teknik tradisional tidak dilakukan pengadukan, berbeda dengan
teknik fermentasi cair modern melibatkan fermentor yang dilengkapi dengan : pengaduk agar
medium tetap homogen, aerasi, pengatur suhu (pendinginan dan pemanasan) dan pengaturan pH.
Proses fermentasi cair modern dapat dikontrol lebih baik dan hasil lebih seragam dan dapat
diprediksi. Juga tidak dilakukan sterilisasi, namun pemanasan,perebusan dan pengukusan
mematikan banyak mikroba competitor.
b. Jenis-jenis media cair
a). Fermentasi yang diagitasi dimana substratnya larut dalam air
Jenis fermentasi ini dikerjakan dalam suatu labu atau gelas yang cocok atau lebih modern
dengan menggunakan fermentor dimana substratnya larut sempurna dalam air. Pengambilan
subtrat oleh mikroba melalui fase larutan dalam air. Pada kultur labu yang dikocok, agitasi

dilakukan dengan bantuan alat pengocok (Shacker).Pada fermentor agitasi dkerjakan oelh motor
dan dapat dibantu oleh aerasi (Gelembung udara).

b). Fermetasi yang diagitasi dimana zat yang tidak larut dalam air tersuspensi salam fase cair
Pada fermentasi ini substrat zat padat tidak larut dalam air tetapi dalam bentuk bubukbubuk halus yang tersuspensi dalam sejumlah air yang banyak. Garam dan zat-zat hara lain
mungkin terlarut dalam air. Konsentrasi substrat dalam media dapat bervariasi mulai dari satu
persen sampai pada suatu keadaan yang menyerupai bubur. Pengambilan substrat oleh mikroba
biasanya disertai dengan produksi suatu faktor yang dapat melarutkan yang mungkin sifatnya
ekstraseluler atau terletak didalam dinding dalam air sehingga partikel substrat tersuspensi secara
merata dalam medium yang mengandung air agar terjadi kontak dengan mikroba secara
maksimum.
c). Fermentasi yang diagitasi dimana zat cair yang tidak larut dalam air tersuspensi dalam fase
cair
Jenis fermentasi ini dan mekanisme pengambilan substrat sama dengan yang kedua,
kecuali sifat bersifat cair.
d). Fermentasi yang tidak diagitasi dimana substratnya larut dalam fase cair
Pada fermentasi ini substrat larut dalam air tetapi medianya tidak diagitasi atau dikocok.
Pengambilan substrat melalui fase cair. Medium didistribusikan berupa larutan yang dangkal
dalam bentuk baki atau dalam suatu wadah yang mempunyai permukaan yang luas dan dalamya
media biasanya 2,5 – 5,0 cm untuk produksi yang tinggi.

Untuk produksi kompoen-komponen pakan yang paling banyak digunakan adalah
fermentasi cair jenis pertama, menyusul jenis keempat untuk memproduksi asam-asam organik
seperti asam sitrat, asam glutamat dan jenis ketiga untuk produksi protein sel tunggal (PST).
Fermentasi media cair untuk memproduksi pakan secara langsung memungkinkan dilakukan jika
dalam proses fermentasi telah terbentuk komponen yang diinginkan disamping sejumlah
biomassa yang dapat digunakan. Proses ini biasanya masih membutuhkan proses tambahan
setelah akhir fermentasi.
c. Keuntungan



Hampir disemua bagian tangki terjadi fermentasi
Kontak antar reaktan dan bakteri semakin besar

d. Kelemahan


Biaya operasi relatif mahal

e. Contoh (Pembuatan asam asetat dengan metode fermentasi)

Industri fermentasi di negara-negara maju sudah berkembang sedemikian pesatnya,
termasuk dalam produksi hasil-hasil pemecahan atau metabolit primer oleh mikroba (asam, asam
amino, alkohol), hasil metabolit sekunder (antibiotik, toksin), produksi masa sel (protein sel
tunggal), enzim, dan sebagainya. Mikroba yang umum digunakan dalam industri fermentasi
termasuk dalam bakteri dan fungi tingkat rendah yaitu kapang dan khamir. Asam asetat memiliki
beberapa nama antara lain asam etanoat, vinegar (mengandung minimal 4 gram asam asetat per
100 larutan), atau asam cuka. Asam asetat merupakan senyawa organik yang mengandung gugus
asam karboksilat. Rumus molekul dari asam asetat adalah C2H4O2.

Prosedur
1.

Umpan yang mengandung 8-12 % etanol diinokulasi dengan Acetobacter acetigenum

2.

Temperatur proses dipertahankan pada rentang suhu 24-29 oC

3.


Bakteri tumbuh di dalam suspensi antara gelembung udara dan cairan yang difermentasi

4.

Umpan di masukan melewati bagian atas tangki

5.
Udara didistribusikan dalam cairan yang difermentasi sehingga membentuk gelembunggelembung gas. Udara keluar tangki melewati pipa pengeluaran di bagian atas tangki
6.
Temperatur proses dipertahankan dengan menggunakan koil pendingin stainless steel yang
terpasang di dalam tangki
7.
Defoamer yang terpasang di bagian atas tangki membersihkan busa yang terbentuk dengan
sistem mekanik

3. Fermentasi Permukaan (Surface Fermentation)
Contohnya, fermentasi nata de coco. Yang berupa kumpulan sel bakteri (selulosa) yang
mempunyai tekstur kenyal, putih, menyerupai gel dan terapung pada bagian permukaan cairan
(nata tidak akan tumbuh di dalam cairan). Bahan yang dapat digunakan sebagai media untuk
pembuatan nata adalah air kelapa sehingga produknya dikenal dengan nata de coco. Selain itu

bahan lainnya adalah sari nanas (nata de pina), kedelai (nata de soya) atau buah lain yang
mengandung glukosa. Mikroba yang aktif dalam pembuatan nata adalah bakteri pembentuk asam
asetat yaitu Acetobacter xylinum. Mikroba ini dapat merubah gula menjadi selulosa. Jalinan
selulosa inilah yang membuat nata terlihat putih.

Proses pembuatan nata de coco
Cara pembuatan






Saring air kelapa dengan menggunakan kain saring lalu didihkan dan dinginkan.
Campurkan gula pasir (100 g/l air kelapa), asam cuka 20 ml/l air kelapa dan
bibitAcetobacter xylinum (170 ml) ke dalam air kelapa di dalam panci pencampur, lalu
diaduk sampai merata. Campuran tersebut mempunyai keasaman (pH) 3-4.
Masukkan campuran tersebut ke dalam stoples dengan tinggi campuran 4-5 cm, lalu
ditutup dengan kain saring. Letakkan stoples di tempat yang bersih dan aman.
Setelah 15-20 hari berlangsungnya proses fermentasi terbentuklah lapisan nata di

permukaan cairan dengan ketebalan 1-2 cm. Lapisan nata dengan berat + 200 g. Cairan di
bawah nata merupakan cairan bibit yang dapat digunakan untuk pembuatan nata
selanjutnya.

Pemanenan nata










Lapisan nata diangkat secara hati-hati dengan menggunakan garpu atau penjepit yang
bersih supaya cairan di bawah lapisan tidak tercemar. Cairan di bawah nata dapat
digunakan sebagai cairan bibit pada pengolahan berikutnya.
Buang selaput yang menempel pada bagian bawah nata, dicuci lalu dipotong dalam
bentuk kubus dengan ukuran 1,5 x 1,5 x 1,5 cm dan dicuci. Tuang dan rendam potongan

nata de coco dalam ember plastik selama 3 hari dan setiap hari air rendaman diganti.
Sesudah itu, nata direbus sampai mendidih bersuhu 110oC selama 10-20 menit. Tujuan
perendaman dan perebusan untuk meng-hilangkan rasa asam.
Nata dimasukkan dalam sirup lalu didihkan pada suhu 100oC + 15 menit, sesudah itu bila
perlu dapat ditambahkan essens panili atau pewangi lainnya dan garam secukupnya, lalu
dibiarkan selama 1 malam. Buat sirup nata dengan perbandingan untuk 3 kg produk nata
potongan, diperlukan 2 kg gula dan 4,5 l air. Mula-mula gula dituangkan ke dalam air,
panaskan sampai larut dan lalu saring.
Selanjutnya nata dikemas dalam kantong plastik atau botol selai dengan perbandingan
antara padatan dan cairan 3:1, botol ditutup rapat, kemudian direbus dalam air mendidih
selama 30 menit. Angkat dan dinginkan di udara dengan tutup terletak pada bagian
bawah, slanjutnya botol diberi label dan siap untuk dipasarkan.
Air kelapa yang dianggap oleh sebagian orang sebagai limbah ternyata dapat dibuat
menjadi bahan makanan, selain rasanya enak dan cocok bagi banyak lidah, juga kaya
serat. Nata yang dihasilkan tentunya bisa beragam kualitasnya. Kualitas yang baik akan
terpenuhi apabila air kelapa yang digunakan memenuhi standar kualitas bahan nata, dan
prosesnya dikendalikan dengan cara yang benar berdasarkan pada factor-faktor yang
mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas Acetobacter xylinum yang digunakan.
SUMBER:
Rusmana, Iman., 2008. Sistem Operasi Fermentasi, Departemen Biologi FMIPA IPB,

Bogor Jawa Barat.
Purnomo, Bambang., 2010. Asosiasi Pengusaha Bioetanol Indonesia
http://abuhifa.wordpress.com/2011/02/23/nata-de-coco/