MODUL MIKROBIOLOGI “PERANAN MIKROORGANISME DI BIDANG PANGAN DAN PERTANIAN”

MODUL MIKROBIOLOGI

“PERANAN MIKROORGANISME DI BIDANG PANGAN DAN PERTANIAN”

Diajukan untuk memenuhi tugas terstruktur

Mata kuliah: Mikrobiologi

Dosen pengampu : Evi Roviati, S.Si, M.Pd

\

Disusun oleh :

Helmi Apriliyatmi H

Muhammad Olish Nurcholis

Nurlelawati

Kelas/Semester: Biologi B/5

KEMENTRIAN AGAMA REPUBLIK INDONESIA

INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI (IAIN)

SYEKH NURJATI  CIREBON

2013

A.Peranan Mikroorganisme yang menguntungkan dalam bidang pangan

Proses fermentasi dari suatu organisme dapat mengubah suatu makanan dan minuman. Proses fermentasi merupakan perubahan enzimatik secara anaerob dari suatu senyawa organik dan menjadi produk organik yang lebih sederhana. Hal tersebut disebabkan mikroorganisme dapat tumbuh menjadi dua kali lipat dan juga massa mikroba minimal mengandung 40% protein dan memiliki kandungan vitamin dan mineral yang tinggi. Beberapa jenis mikroorganisme dalam produk makanan dan minuman adalah sebagai berikut.

1.    Pembuatan Tape

Tape merupakan makanan hasil fermentasi yang mengandung alkohol. Makanan ini dibuat dari beras ketan ataupun singkong dengan jamur Endomycopsis fibuligera, Rhizopus oryzae, ataupun Saccharomyces cereviceae sebagai ragi. Ragi tersebut tersusun oleh tepung beras, air tebu, bawang merah dan putih, kayu manis.

2.    Pembuatan Tempe

Tempe terbuat dari kedelai dengan bantuan jamur Rhizopus sp. Jamur ini akan mengubah protein kompleks kacang kedelai yang sukar dicerna menjadi protein sederhana yang mudah dicerna karena adanya perubahan-perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat.

1.3.   Gambar Proses Pembuatan Tempe

3.    Pembuatan Oncom

Oncom terbuat dari ampas tahu, yaitu ampas kedelai dengan bantuan jamur Neurospora sitophila. Jamur ini dapat menghasilkan zat warna merah atau oranye yang merupakan pewarna alami. Neurospora dapat mengeluarkan enzim amilase, lipase, protease yang aktif selama proses fermentasi. Fermentasi ini juga menyebabkan terbentuknya sedikit alkohol dan berbagai ester yang beraroma sedap.

4.    Pembuatan Kecap

Kecap terbuat dari kacang kedelai berwarna hitam. Untuk mempercepat fermentasi biasanya dicampurkan sumber karbohidrat atau energi yang berbentuk tepung beras atau nasi, sedangkan warna larutan kecap yang terjadi, tergantung pada waktu.

Perendaman kedelai dilakukan dalam larutan garam, maka pembuatan kecap dinamakan fermentasi garam. Fermentasi pada proses pembuatan kecap dengan menggunakan jamur Aspergillus wentii dan Rhizopus sp.

1.5.Gambar Proses Pembuatan Kecap

5.    Pembuatan Asinan Sayuran

Asinan sayuran merupakan sayuran yang diawetkan dengan jalan fermentasi asam. Bakteri yang digunakan adalah Lactobacillus sp., Streptococcus sp., dan Pediococcus. Mikroorganisme tersebut mengubah zat gula yang terdapat dalam sayuran menjadi asam laktat. Asam laktat yang terbentuk dapat membatasi pertumbuhan mikroorganisme lain dan memberikan rasa khas pada sayuran yang difermentasi atau sering dikenal dengan nama ‘acar’.

6.    Pembuatan Roti

Proses fermentasi pada pembuatan roti ini dengan bantuan dari yeast atau khamir yaitu sejenis jamur. Yeast yang ditambahkan pada adonan tepung akan menjadikan proses fermentasi, yaitu akan menghasilkan gas karbon dioksida dan alkohol. Gas karbon dioksida tersebut dapat berguna untuk mengembangkan roti, sedangkan alkohol dibiarkan menguap. Selanjutnya, akan terlihat jika adonan tersebut dioven akan tampak lebih mengembang dan ukurannya membesar, hal ini dikarenakan gas akan mengembang jika temperatur tinggi.

7.    Pembuatan Keju

Keju dibuat dari air susu yang diasamkan dengan memasukkan bakteri, yaitu Lactobacillus bulgarius dan Streptococcus thermophillus. Untuk mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat) susu dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu dengan maksud untuk membunuh bakteri yang berbahaya agar berhasil dalam proses pembuatannya. Selanjutnya, ditambahkan campuran enzim yang mengandung renin untuk menggumpalkan susu sehingga terbentuk lapisan, yaitu berupa cairan susu yang harus dibuang, sedangkan bagian yang padat diperas dan dipadatkan. Enzim tersebut akan menambah aroma dan rasa, juga akan mencerna protein dan lemak menjadi asam amino.

Umumnya keju dapat dikelompokkan menurut kepadatannya yang dihasilkan dalam proses pemasakan. Keju menjadi keras apabila kelembabannya kecil dan pemampatannya besar. Jika masa inkubasinya semakin lama, maka keasamannya makin tinggi sehingga cita rasanya makin tajam. Misalnya, keju romano, parmesan sebagai keju sangat keras, keju cheddar, swiss sebagai keju keras yang berperan Propioniobacterium sp., keju roqueorforti yang berperan Pennicilium reguerforti sebagai keju setengah lunak, keju camemberti sebagai keju lunak yang berperan Pennicilium camemberti.

 

1.8. Proses Pembuatan Keju

8.    Pembuatan Yoghurt

Dalam proses pembuatannya, air susu dipanaskan terlebih dahulu agar tidak terkontaminasi bakteri yang lain. Setelah dingin, ke dalam air susu dimasukkan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus termophillus. Susu dibiarkan selama 4-6 jam pada suhu 38 ^oC – 44 ^oC atau selama 12 jam pada suhu 32 ^oC. Pada masa inkubasi akan dihasilkan asam laktat, asam inilah yang membuat yoghurt berasa asam, dapat juga ditambahkan dengan buah, kacang, atau rasa lain yang diinginkan.

   

1.9. Poses Pembuatan Yogurt   Lactobacillus bulgaricus

9.    Protein Sel Tunggal (PST)

Protein sel tunggal merupakan protein yang dihasilkan oleh mikroorganisme misalnya ganggang, bakteri dan berada di dalam sel mikroorganisme tersebut. Mikroorganisme tersebut memiliki protein yang beratnya mencapai 80 % dari berat total sel. Jika mikroorganisme tersebut memiliki kemampuan reproduksi yang sangat cepat, maka akan dihasilkan protein dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang singkat.

B.  Kelemahan penggunaan mikroba dalam industri makanan.

Salah satu kelemahan dari penggunaan mikroba dalam industri makanan adalah dapat menyebabkan keracunan. Sebelum membahas mengenai senyawa racun dari mikroba, perlu terlebih dahulu dipahami dua istilah yang mirip pengertiannya, yaitu infeksi dan keracunan. Infeksi adalah suatu istilah yang digunakan bila seseorang setelah mengkonsumsi makanan atau minuman yang mengandung bakteri patogen mendapat gejala-gejala penyakit. Keracunan yang juga disebut intoksikasi disebabkan menkonsumsi makanan yang telah mengandung senyawa beracun yang diproduksi oleh mikroba, baik bakteri maupun kapang.

Beberapa senyawa racun yang dapat menyebabkan intoksikasi adalah:

1.    Bakteri. 

a.    clostridium botulinum.        

Senyawa beracun yang diproduksi clostridium botulinum disebut botulinin dan keracunan yang ditimbulkan akibat mengkonsumsi makanan yang mengandung  botulinin disebut botulisme. Botulinin merupakan neurotoksin yang sangat berbahaya bagi manusia dan sering akut dan menyebabkan kematian. 

b.    Pseudomonas cocovenenans        

Senyawa beracun yang dapat diproduksi oleh Pseudomonas cocovenenans adalah toksoflavin dan asam bongkrek. Pada umumnya tempe bongkrek yang jadi atau berhasil dengan baik (kompak dan putih warnahnya) hanya ditumbuhi kapang tempe Rhizopus oligosporus, tetapi tempe yang gagal dan rapuh disamping R. oligosporus biasanya juga tumbuh sejenis bakteri yang disebut Pseudomonas cocovenenans, bakteri yang sebenarnya tidak dikehendaki ada dalam tempe bongkrek. Bakteri ini yang menyebabkan terbentuknya toksin dalam tempe bongkrek. 

2.    Kapang.        

Mikotoksin merupakan senyawa beracun yang diproduksi oleh kapang (mold) atau jamur. Perlu dijelaskan bahwa tidak semua kapang memproduksi toksin, bahkan beberapa diantaranya berguna bagi proses pengolahan makanan seperti tempe, tauco, kecap dan keju. Toksin yang terbentuk terdifusi ke dalam makanan sehingga kebiasaan menghilangkan atau mengerok kapang dari permukaan makanan tidak dapat menghilangkan bahaya racun yang sudah terlanjur tersebar. Karena itu cara tersebut sebaiknya dihindarkan. Mikotoksin yang terkenal adalah aflatoksin. Aflatoksin adalah senyawa beracun yang diproduksi oleh Aspergillus flavus, atau oleh jenis Aspergillus lainnya misalnya Aspergillus parasiticus.

C.  Peranan Mikroorganisme yang Menguntungkan Dalam Bidang Pertanian.

Dalam hal penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman (biofertilizer), aktivitas mikroba diperlukan untuk menjaga ketersediaan tiga unsur hara yang penting bagi tanaman antara lain, Nitrogen (N), fosfat (P), dan kalim (K). Namun, N udara tersebut harus ditambat oleh mikroba dan diubah bentuknya terlebih dahulu agar bisa langsung dimanfaatkan oleh tanaman. Mikroba penambat N ada yang hidup bebas dan ada pula yang bersimbiosis. Mikroba penambat N simbiotik antara lain: Rhizobium sp yang hidup di dalam bintil akar tanaman kacang-kacangan ( Leguminose). Mikroba penambat N non-simbiotik misalnya: Azospirillum sp dan Azotobacter sp. Mikroba penambat N simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose saja, sedangkan mikroba penambat N non-simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman.

Mikroba tanah lain yang berperan dalam penyediaan unsur hara adalah mkroba pelarut unsur fosfat (P) dan kalium (K). Kandungan P yang cukup tinggi (jenuh) pada tanah pertanian kita, sedikit sekali yang dapat digunakan oleh tanaman karena terikat pada mineral liat tanah. Di sinilah peran mikroba pelarut P yang melepaskan ikatan P dari mineral liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K.

Mikroba sebagai agen biokontrol. Mikroba yang dapat mengendalikan hama tanaman antara lain: Bacillus thurigiensis (BT), Bauveria bassiana, Paecilomyces fumosoroseus, dan Metharizium anisopliae. Mikroba ini mampu menyerang dan membunuh berbagai serangga hama. Mikroba yang dapat mengendalikan penyakit tanaman misalnya: Trichoderma sp yang mampu mengendalikan penyakit tanaman yang disebabkan oleh Gonoderma sp, JAP (jamur akar putih), dan Phytoptora sp. Beberapa biokontrol yang tersedia di pasaran antara lain: Greemi-G, Bio-Meteor, NirAma, Marfu-P dan Hamago.

Gambar 3. Jamur yang unggul dalam melarutkan fosfat Sumber : zam87.wordpress.com

Gambar 1. Endomikoriza yang berperan melarutkan P Sumber : zam87.wordpress.com

Gambar 2. Bakteri yang unggul dalam melarutkan fosfat Sumber : zam87.wordpress.com

D.  Peran Mikroorganisme yang merugikan dalam bidang pertanian

1.    Bakteriologi Pertanian

Gambar Xanthomonas citri yang ada pada jeruk Sumber : mikrobewiki kenyon.edu

Gambar Xanthomonas citri Sumber : apsnet.org

Beberapa bakteri yang menyebabkan penyakit pada tanaman antara lain adalah Xanthomonas citri penyebab penyakit batang jeruk, agrobakterium tumefaciens penyebab penyakit batang kopi dan erwina trachephila penyebab busuk daun labu.

2.      Mikologi Pertanian

Banyak jamur yang menghambat pertumbuhan dan produksi suatu tanaman, diantaranya dalah fusarium yang sering menimbulkan penyakit pada tomat, ubi kentang, padi, buah pisang dan tebu puccina graminis (jamur api ) yang menyebabkan poenyakit pada tebu dan jagung, Ustilago scitaminae (jamur karat) yang dapat menyebabkan penyakit pada tanaman tingkat tinggi.

Gambar: Puccina graminis Sumber : apsnet.org

Gambar: Puccina graminis pada tebu Sumber : grdc.com..edu

3.    Virologi Pertanian

Banyak tanaman budaya yang tidak dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik akibat serangan virus. Berikut ini adalah virus penyebab penyakit pada tanaman budidaya. Virus mozoik (Tobacco Mozaic Virus) yang menyebabkan penyakit pada daun tanaman tembakau dan virus tungro yang menyerang tanaman.

LEMBAR KERJA MAHASISWA

1.      Apa yang dimaksud dengan proses fermentasi?

2.      Kenapa dalam pembuatan roti mengguanakan mikrobiologi menyebabkan roti mengembang?

3.       Apa yang dimaksud dengan Aflatoksin?

4.      Apa fungsi mikroorganisme dalam bidang pertanian?

5.      Kenapa pada pembuatan kecap untuk mempercepat fermentasi biasanya dicampurkan sumber karbohidrat atau energi yang berbentuk tepung beras atau nasi?