Informasi Dunia Peternakan, Perikanan, Kehutanan, dan Konservasi

Ragi Tape

Ragi merupakan organisme fakultatif yang mempunyai kemampuan menghasilkan energi dari senyawa organik dalam kondisi aerob maupun anaerob sehingga ragi dapat tumbuh dalam kondisi ekologi yang berbeda (Winarno, 2004). Jenis ragi yang umum dikenal yaitu ragi tape dan ragi tempe.

Ragi tape berwujud padat dengan bentuk bulat pipih berwarna putih, sedangkan ragi tempe berbentuk bubuk. Ragi tape terdiri mikroba bibit atau disebut juga starter untuk membuat berbagai macam makanan fermentasi, seperti tape ketan atau singkong, tape ubi jalar, brem cair atau padat dan lainnya (Hidayat dkk, 2006).

Probiotik merupakan produk yang mengandung mikroorganisme hidup dan nonpatogen, yang diberikan pada hewan ternak untuk memperbaiki laju pertumbuhan, menstabilkan produksi pada ternak, efisiensi konversi ransum, meningkatkan penyerapan nutrisi, kesehatan hewan, menambah nafsu makan sehingga mempercepat peningkatan berat badan (Fuller, 1992). Menurut Soeharsono (2010) mikrobia yang digunakan sebagai probiotik adalah bakteri, khamir atau ragi, mould. Ahmad (2006) menyatakan bahwa probiotik merupakan salah satu pendekatan yang memiliki potensi dalam mengurangi infeksi unggas dan kontaminasi produk unggas Ragi tape terdiri dari kapang (Rhizopus oryzae, Mucor), khamir (Sacharomyces cerevisiae, Sacharomyces verdomanni, Candida utilis) dan bakteri (Pediococcus sp.dan Bacillus sp.) (Gandjar, 2003).

Mekanisme kerja bakteri Saccharomyces cerevisiae pada prinsipnya seperti probiotik lainnya yakni secara ferementatif dengan mula-mula mensekresikan enzim α-galaktosidasedan β-glukosidase mengelilingi/menyerang ikatan senyawa sakarida untuk menguraikan senyawa oligosakarida (vebraskosa, sciosa dan rafinosa) menjadi gula-gula sederhana (di dan mono sakarida) dan kemungkinan melepaskan zat-zat nutrisi yang terbungkus/terikat oleh senyawa sakarida sehingga terbuka bagi enzim pencernaan (Ly, 2011).

Hasil penelitian Tang et al., (2008) membuktikan bahwa suplementasi Saccharomyces cerevisiae meningkatkan laju kecernaan serat, meningkatkan degradasi protein kasar dan NDF dan efisiensi mikrobial. Pemakaian Saccharomyces cerevisiae dalam fermentasi kulit nanas diduga pula dapat meningkatkan kecernaan bahan kering (Wikanastri, 2012). Saccharomyces cerevisiae merupakan mikroba proteolitik yang mampu memecah protein dan komponen-komponen nitrogen lainnya menjadi asam amino (Winarno, 1995).

Penelitian yang dilakukan oleh Hidayati et al. (2013), memperoleh bahwa kadar protein meningkat selama proses fermentasi oleh ragi tape yaitu dari 3,99% menjadi 4,95% yang disebabkan adanya aktivitas mikroorganisme optimal melakukan pemecahan karbohidrat pada kulit singkong.


Fermentasi Bahan Pangan

Fermentasi bahan pangan adalah sebagai hasil kegiatan beberapa jenis mikroorganisme baik bakteri, khamir, dan kapang. Mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan dapat menghasilkan perubahan yang menguntungkan (produk-produk fermentasi yang diinginkan) dan perubahan yang merugikan (kerusakan bahan pangan). Dari mikroorganisme yang memfermentasi bahan pangan, yang paling penting adalah bakteri pembentuk asam laktat, asam asetat, dan beberapa jenis khamir penghasil alkohol (Suprihatin, 2010).

Dalam industri fermentasi diperlukan substrat yang murah, mudah tersedia dan efisien penggunaannya. Beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan substrat untuk fermentasi adalah tersedia dan mudah didapat, sifat fermentasi, harga dan faktor harga (Suprihatin, 2010).

Aspergillus niger

Aspergilus niger adalah kapang anggota genus Arpergillus, family Eurotiaceae, ordo Eutiales, subclass Plectomycetetidae, kelas ascomycetes, subdivisi ascomycotina dan divisi amastigmycota. Aspergillus niger dalam pertumbuhannya berhubungan langsung dengan zat makanan yang terdapat dalam medium. Aspergillus niger menghasilkan beberapa enzim ekstraseluler seperti amylase, amiloglukosidase, pektinase, selulase, katalase dan glukosidase (Hardjo, et al., 1989). Lehninger (1991) menambahkan Aspergillus niger menghasilkan enzim urease yang memecahkan urea menjadi asam amino dan CO2 yang selanjutnya digunakan untuk pembentuk asam amino.

Aspergillus niger bersifat aerob, sehingga membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya. Temperatur optimum bagi pertumbuhannya adalah antara 350C – 370C. Kisaran pH antara 2,0-8,5 dengan pH optimum antara 5,0-0,7 dan membutuhkan kadar air media antara 65-70%. Aspergillus niger mempunyai cirri yaitu berupa benang-benang tunggal yang disebut hifa berupa kumpulan benang-benang padat menjadi suatu bahan yang disebut miselium, tidak mempunyai klorofil dan hidupnya heterotrof serta berkembang biak secara vegetative dan generative (Fardiaz, 1989).

Penelitian yang dilakukan oleh Susyawati et al., (2014), memperoleh hasil bahwa kadar protein meningkat selama proses fermentasi oleh Aspergillus niger. Hal tersebut berarti bahwa selama proses fermentasi berlangsung, Aspergillus niger melakukan biosintesis protein. Untuk melakukan proses biosintesis protein, Aspergillus niger memerlukan sumber karbon sebagai komponen utama pembentuk protein. Unsur karbon diperoleh Aspergillus niger dari substrat fermentasi. Selama proses fermentasi berlangsung, Aspergillus niger memproduksi enzim ekstraseluler yang dihasilkan di dalam sel dan dikeluarkan dari sel ke medium fermentasi untuk menghidrolisis dan mendegradasi komponen kompleks substrat menjadi senyawa yang lebih sederhana. Aspergillus niger memproduksi enzim amilase yang berfungsi untuk menghidrolisis pati yang terdapat dalam substrat fermentasi.

Semakin tinggi populasi Aspergillus niger akan menghasilkan besaran enzim selulase yang semakin tinggi pula sehingga kuantitas serat kasar yang dirombak oleh enzim selulase semakin tinggi (Laskin dan Hubert, 1973). Enzim selulase yang akan mengubah serat kasar (selulosa) menjadi molekul yang lebih sederhana sehingga tidak lagi sebagai polisakarida (Wardani, 2014).
Enzim selulase termasuk sistem multienzim yang terdiri dari tiga komponen yaitu endoglukanase, yang mengurai polimer selulosa secara random untuk menghasilkan oligodekstrin dengan panjang rantai yang bervariasi, eksoglukanase yang mengurai selulosa dari ujung pereduksi dan non-pereduksi untuk menghasilkan selulosa ikatan pendek atau selobiosa, dan β-glukosidase yang mengurai selobiosa untuk menghasilkan glukosa (Ikram et al., 2005).


Kualitas Fermentasi dan Nutrisi Silase

Pengamatan fisik produk silase seperti warna, bau dan penampakan lainnya hanya menggambarkan nilai nutrisi secara umum, untuk mendapatkan hasil yang akurat maka perlu dilakukan analisis kimia dan mikrobial silase (Macaulay 2004). Pengukuran bahan kering, pH, kandungan protein, amonia, serat kasar, asam organik, kadar gula serta jumlah mikrobial merupakan parameter yang umum dijadikan untuk menggambarkan kualitas silase (Saun dan Heinrichs 2008; Macaulay 2004; Kung dan Shaver 2001). Tabel 6 memperlihatkan karakteristik produk silase dengan kualitas yang berbeda.

Tabel 6 Karakteristik produk silase dengan kualitas yang berbeda


Warna silase dapat mengindikasikan permasalahan yang mungkin terjadi selama fermentasi. Silase yang terlalu banyak kandungan asam asetat akan berwarna kekuning-kuningan, sementara kalau kelebihan asam butirat akan berlendir dan berwarna hijau-kebiruan. Penentuan kualitas suatu fermentasi juga dapat ditentukan melalui bau. Pada fermentasi asam laktat hampir tidak mengeluarkan bau, sementara fermentasi asam propionat menimbulkan bau wangi yang menyengat, sedangkan fermentasi Clostridia akan menghasilkan bau busuk (Saun dan Heinrichs 2008). Kandungan bahan kering pada awal ensilase merupakan faktor yang mempengaruhi kualitas fermentasi. Ensilase pada kadar air lebih tinggi dari normal (>80%) dapat menyebabkan panjangnya proses fermentasi, banyaknya protein yang dirombak dan kehilangan energi serta terjadinya fermentasi kedua oleh bakteri Clostridia. Sementara proses fermentasi dengan kadar air lebih rendah dari normal (<60 dan="" i="" jamur="" ketidakstabilan="" mengakibatkan="" pada="" silase="" tumbuhnya="" yeast="">Bacillus
serta tingginya kerusakan struktur protein (Seglar 2003). Sementara Kung dan Nylon (2001) menyatakan bahwa pH adalah salah satu faktor penentu keberhasilan fermentasi. Lebih lanjut dijelaskan McCullough (1978) dan Macaulay (2004) kualitas silase dapat digolongkan menjadi 4 kriteria berdasarkan pH yaitu: baik sekali dengan pH 3.2 4.2, baik pH 4.2 4.5, sedang pH 4.5 4.8 dan buruk pH >4.8.

Salah satu tujuan ensilase adalah meminimalisasi aktivitas proteolitik yang disebabkan oleh aktivitas enzim tanaman atau mikroorganisme lain terutama jenis Clostridium. Sejumlah komponen NPN meningkat dengan adanya aktivitas proteolisis. Akibatnya pH silase meningkat, dan beberapa komponen NPN seperti amin dapat menurunkan konsumsi pakan (Saun dan Heinrichs 2008). Kandungan amonia yang tinggi mencerminkan fermentasi yang jelek karena banyaknya protein yang dirombak selama proses ensilase. Panditharatne et al. (1986) melaporkan bahwa penambahan tepung tapioka pada silase rumput gajah dapat meningkatkan kualitas fermentasi. Sementara itu Sibanda et al. (1997) menemukan terjadinya peningkatan konsentrasi asam laktat dan penurunan kadar amonia dengan penambahan molases dan jagung giling pada silase Star grass.

Efek positif juga ditunjukkan Yokota et al. (1998) bahwa penambahan molases dan dedak padi pada silase Napier grass dapat meningkatkan kualitas fermentasi dan konsumsi pakan pada kambing. Jones et al. (2004) dan Schroeder (2004) menambahkan bahwa selama ensilase terjadi aktivitas pendegradasian komponen selulosa dan hemiselulosa oleh mikroorganisme yang terlibat proses fermentasi. Sementara bakteri lainnya (terutama bakteri asam laktat) akan mengkonversi gulagula sederhana menjadi asam organik (asetat, laktat, propionat dan butirat) selama ensilase berlangsung. Akibatnya produk akhir yang dihasilkan lebih mudah dicerna jika dibandingkan dengan bahan tanpa fermentasi. Selain itu produk asam organik yang dihasilkan juga mampu mendegradasi komponen serat terutama selulosa dan hemilselulosa. Sedangkan McDonald et al. (1991) menyatakan bahwa secara umum fermentasi silase tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap kecernaan silase.


Fermentasi Susu oleh Bakteri Asam Laktat (BAL)

Fermentasi merupakan proses oksidasi anaerobik atau partial anaerobik dari karbohidrat dan menghasilkan alkohol serta beberapa asam. Terdapat tiga jenis fermentasi dalam bidang pengawetan makanan, yaitu fermentasi alkohol, asam laktat, dan asam asetat (Muchtadi, 2008). Mikroorganisme yang memegang peranan penting dalam fermentasi susu adalah golongan bakteri asam laktat. Peranan bakteri ini terutama untuk memproduksi asam laktat, menghasilkan metabolit sekunder yang erat hubungannya dengan flavor khas untuk produk tertentu (Rahman, 1991).

Bakteri Asam Laktat (BAL) adalah bakteri yang memfermentasi gula (laktosa) untuk menghasilkan sejumlah besar asam laktat (Widodo, 2003). Asam laktat tersebut memberikan cita rasa yang segar pada dadih serta membantu terjadinya penggumpalan protein susu oleh rennet (Daulay, 1991). Bakteri asam laktat bersifat gram positif, biasanya tunggal, non motil, tidak membentuk spora dan hampir selalu bersifat katalase negatif. Bakteri ini aktif pada kisaran suhu 10-32°C, dan hampir semuanya terbunuh pada suhu 62°C selama 30 menit (Newlander dan Atherton, 1982). Berdasarkan jenis asam yang dihasilkan terdapat dua kelompok BAL, yaitu homofermentatif dan heterofermentatif. Asam laktat merupakan satu-satunya produk hasil fermentasi pada kelompok BAL homofermentatif, sedangkan pada kelompok heterofermentatif selain memproduksi asam laktat juga memproduksi etanol dan asam asetat sebagai produk sampingan (Fardiaz, 1992).

Metabolisme bakteri asam laktat melibatkan tiga macam alur metabolik untuk mengubah laktosa menjadi asam laktat, yaitu : homolactate pathway, phosphoketolase, dan heterolactate pathway (Monnet et al., 1996). Secara skematis ketiga alur tersebut melibatkan beberapa tahapan meliputi : (a) transport dan hidrolisis laktosa menjadi monosakarida, (b) konversi monosakarida menjadi triosa phospat dan berbagai produk intermediet lainnya, (c) konversi triosa phospat  menjadi piruvat, (d) konversi piruvat menjadi asam laktat dan produk lainnya, (e) sekresi produk akhir fermentasi, dan (e) pengaturan fermentasi (Widodo, 2003).

Asam laktat mempunyai sifat tidak berbau, berasa asam dan bercampur sempurna dengan air, titik cairnya rendah serta merupakan asam lemah. Hidrolisis laktosa ini mampu mereduksi kristalisasi laktosa dan menghasilkan produk rendah laktosa yang memungkinkan produk dadih ini aman dikonsumsi bagi penderita ketidaktoleranan laktosa (lactose intolerance) (Casida, 1968). Mikroorganisme dapat diklasifikasikan sebagai probiotik apabila non patogen, mempunyai viabilitas tinggi yaitu antara 106 sampai 109 cfu/ml, menghasilkan substansi antimikrobial, mampu berkompetisi dengan bekteri patogen, dan tahan terhadap enzim-enzim pencernaan (Suskovic et al., 2001). Bakteri Lactobacillus casei dan Bifidobacterium longum termasuk ke dalam mikroorganisme probiotik (Vedamuthu, 2006).

Lactobacillus casei tergolong dalam famili Lactobacillaceae, bersifat fakultatif heterofermentatif, berbentuk batang panjang, anaerobik fakultatif dan katalase negatif yaitu memilih keadaan dengan kadar oksigen yang rendah untuk pertumbuhannya (Jay, 2000), serta memiliki pertumbuhan yang optimum pada suhu 30°C dan sangat tahan terhadap asam dibandingkan dengan spesies bakteri lain (Buckle et al., 2007). Pada suhu yang lebih rendah (10-20°C), semua spesies laktobasili tidak dapat tumbuh. Lactobacillus casei ini merupakan organisme yang mampu berkembang biak dalam saluran pencernaan dan mempunyai daya tahan yang kuat terhadap enzim pencernaan (Wahyudi dan Samsundari, 2008).

Lactobacillus casei mengeluarkan senyawa peptidoglycan yang mendukung pertahanan alami tubuh inang dan merangsang respon kekebalan di dalam usus. Lactobacillus casei ini mempunyai pengaruh meningkatkan sistem kekebalan dengan cara memproduksi senyawa ‘bacteriocins’ yang menghalangi pertumbuhan bakteri patogen di dalam usus halus (Wahyudi dan Samsundari, 2008). Menurut Robinson dan Tamine (1981), Lactobacillus casei tidak memproduksi amonia dari arginin namun dapat memfermentasi amigdalin, manitol, solobiosa, dan salisin. Lactobacillus casei tidak dapat memfermentasi substrat melobiosa, rafinosa, rhamnosa, gliserol, dan jarang memfermentasi inositol atau sorbosa. Keunggulan dari Lactobacillus casei sebagai probiotik diantaranya adalah: (1). Membantu aktifitas Bifidobacteria dan bakteri berguna lainnya; (2). Menyerap bahan berbahaya dalam sistem pencernaan; (3). Mempunyai efek antagonistik dengan membunuh bakteri patogen; (4). Mempunyai efek anti tumor dan (5). Memiliki efek klinis dalam pengobatan berbagai penyakit (Margawani, 1995). Bakteri Bifidobacterium longum termasuk dalam jenis BAL. Bifidobacterium longum termasuk dalam strain Bifidobacterium. Bifidobacterium merupakan bakteri gram positif, non motil, tidak berspora, dan katalase negatif. Bifidobacterium mempunyai berbagai bentuk seperti
pendek, bengkok, tangkai, tangkai seperti batang, dan batang dibagi dalam dua cabang Y-Shaped. Nama Bifidobacterium diperoleh berdasarkan keberadaannya dalam bentuk Y-Shaped atau bentuk bifid (Wahyudi dan Samsundari, 2008).


Bifidobacterium longum merupakan bakteri yang memfermentasi secara anaerob dan bersifat heterofermentatif. Bifidobacterium memfermentasi laktosa untuk menghasilkan asam laktat dan asam asetat dengan rasio 2 : 3, tanpa menghasilkan karbondioksida. Produk metabolit utama dari bakteri ini adalah asam asetat (Tamime, 2002). Bifidobacterium longum banyak ditemukan dalam konsentrasi tinggi pada usus besar. Bakteri ini membantu mencegah kolonisasi bakteri patogen dengan cara menempel pada dinding usus dan mendesak bakteri tak ramah dan kapang keluar. Bifidobacterium longum menghasilkan asam laktat, asam asetat sehingga menurunkan pH usus dan menghalangi bakteri yang tidak diinginkan, meningkatkan penyerapan zat kapur, mempunyai aktivitas antitumor yang kuat, dan mengurangi timbulnya tumor pada kolon (Wahyudi dan Samsundari, 2008).

Fermentasi Silase

Proses fermentasi silase secara garis besar dibagi menjadi 4 fase yaitu: 1) fase aerob, 2) fase fermentasi, 3) fase stabil dan 4) fase pengeluaran untuk diberikan pada ternak (Sapienza dan Bolsen 1993; Jones et al. 2004; Schroeder 2004; Moran 2005). Respirasi dan proteolisis merupakan dua aktivitas penting enzim tanaman setelah hijauan di masukkan ke dalam silo. Respirasi adalah proses pendegradasian komponen gula pada tanaman menjadi karbondioksida, air dan panas dengan menggunakan oksigen. Bersamaan dengan itu enzim protease yang terdapat pada tanaman mendegradasi protein menjadi asam amino dan amonia serta sejumlah kecil peptida dan amida seperti; asparagin dan glutamin (McDonald et al. 1991).

Gula merupakan substrat utama bakteri asam laktat untuk menghasilkan asam laktat yang berguna sebagai bahan pengawet hijauan. Produksi panas yang berlebihan (suhu di atas 42 44oC) dapat menyebabkan reaksi Mailard (pencoklatan), sehingga menurunkan kecernaan protein dan serat. Dampak negatif dari fase aerob dapat dihindarkan dengan cara penutupan silo dalam waktu singkat dan cepat (Sapienza dan Bolsen 1993). Fase aerob atau fase respirasi yang terjadi di awal ensilase melibatkan 3 proses penting yaitu: glikolisis, siklus krebs dan rantai respirasi. Glikolisis menghasilkan 2 ATP, siklus krebs menghasilkan 2 ATP, sedangkan rantai respirasi menghasilkan 34 ATP. Suatu sel yang melakukan respirasi akan menghasilkan energi dua puluh kali lebih banyak dari pada sel yang mengalami fermentasi.

Pada fase fermentasi (respirasi anaerob) menghasilkan 2 ATP tiap satu molekul glukosa (Winarno dan Fardiaz 1979). Fase ini terjadi saat keadaan anaerob dicapai dan mikroorganisme anaerob mulai berkembang. Bakteri asam laktat (BAL) merupakan mikroorganisme yang memegang peranan penting pada ensilase. Mikroorganisme yang lain seperti Enterobacteria, Clostridia, ragi dan kapang memiliki pengaruh yang negatif pada kualitas silase. Mikroorganisme ini akan berkompetisi dengan bakteri asam laktat untuk menfermentasi karbohidrat dan memproduksi senyawa yang mengganggu proses pengawetan pakan ternak (Bolsen et al. 2000). Lin et al. (1992) melaporkan bahwa Enterobacteria mempunyai pH optimum 6 7, pada umumnya tidak berkembang di bawah pH 5. Populasinya tinggi pada awal ensilase dan hanya aktif pada 12 36 jam pertama ensilase. Selanjutnya akan menurun, sehingga kehadirannya tidak berpengaruh setelah beberapa hari ensilase.

Sementara itu menurut Schroeder (2004) fase fermentasi diawali dengan pertumbuhan bakteri yang menghasilkan asam asetat. Bakteri ini menfermentasi karbohidrat terlarut dan memproduksi asam asetat sebagai hasil akhirnya. Produksi asam asetat akan menurunkan pH, hingga pertumbuhannya akan terhambat pada pH di bawah 5. Penurunan pH terus berlangsung seiring dengan meningkatnya jumlah kelompok bakteri penghasil asam laktat. Bakteri ini akan terus berkembang sampai mencapai pH sekitar 4. Fase ini adalah fase terpanjang pada proses ensilase dan akan terus berlangsung sampai dicapai pH yang cukup rendah untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme terutama bersifat merugikan. Selanjutnya bahan pakan akan tahan disimpan dan tidak akan terjadi proses kerusakan sepanjang silase tetap terpelihara dalam kondisi anaerob.

Masa aktif pertumbuhan BAL berakhir karena berkurangnya WSC, maka ensilase memasuki fase stabil. BAL menfermentasi gula yang dirombak dari hemiselulosa, sehingga menyebabkan lambatnya penurunan pH. Faktor lain yang mempengaruhi adalah kekuatan silo dalam mempertahankan suasana anaerob (Bolsen et al. 2000). Pada fase stabil proses pertumbuhan dan kematian BAL seimbang. Hal ini disebabkan pada kondisi ini hanya beberapa mikroorganisme saja yang mampu bertahan, sehingga tidak terjadi lagi peningkatan produksi asam. Di samping itu
sejumlah bakteri Clostridia dimungkinkan tumbuh, jika terjadi kebocoran dan akan menaikkan pH (Schroeder 2004). Fase pengeluaran untuk pakan ternak dilakukan setelah silase melewati masa simpan yang cukup. Menurut Schroeder (2004) hampir 50% bahan kering dirusak oleh mikroba aerob yang menyebabkan kebusukan terjadi pada fase ini. Oksigen secara bebas akan mengkontaminasi permukaan silase, kehilangan bahan kering terjadi karena mikroorganisme aerob akan mengkonsumsi gula, hasil akhir fermentasi dan nutrien lainnya yang terlarut dalam silase (Sapienza dan Bolsen 1993).


Sementara itu Bolsen et al. (2000) menyatakan bahwa silase setiap hari akan mengalami kehilangan bahan kering sekitar 1.5–3.0% setiap meningkatnya suhu 8–12oC pada fase pemberian pada ternak. Pada fase ini terjadi pula peningkatan pH dengan kisaran 4–7 dengan konsentrasi pertumbuhan kapang yang cukup tinggi. Pengawetan silase yang baik ditandai dengan lebih 60% dari total asam organik yang dihasilkan selama ensilase adalah asam laktat. Masa fermentasi aktif berlangsung selama satu minggu sampai satu bulan. Hijauan yang dibuat silase dengan kandungan air 65% termasuk dalam kategori ini, sedangkan bila kandungan air lebih rendah dari 40–50% proses fermentasi berlangsung sangat lambat. Fermentasi normal dengan kandungan air 55–60% masa fermentasi aktif akan berakhir antara 1–5 minggu. Fermentasi akan terhenti disebabkan kehabisan substrat gula untuk proses fermentasi dan dapat terus bertahan selama beberapa tahun sepanjang silase tidak kontak dengan udara
Back To Top