BAKTERI ASAM LAKTAT (Lactic Acid Bacteria)

BAKTERI ASAM LAKTAT (Lactic Acid Bacteria)

Berikut ini adalah beberapa teori dari beberapa buku tentang bakteri asam laktat, semoga bermanfaat

Widodo,(2003), Bioteknologi Industri Susu, Lakticia Press, Yogyakarta

Bakteri asam laktat (BAL) adalah istilah umum untuk menyebut bakteri yang memfermentasi laktosa dan menghasilkan asam laktat sebagai produk utamanya. Bakteri ini sudah lama dikonsumsi dan diketahui membawa efek menguntungkan bagi tubuh manusia. BAL berperan penting dalam industri fermentasi susu seperti pada proses fermentasi yoghurt, keju, mentega, yakult, susu asam dan sekarang ini digiatkan sebagai bakteri probiotik. Peran penting dari bakteri ini adalah kemampuannya memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa (mencegah lactose intolerance), memecah protein menjadi monopeptida dan asam amino tersedia bagi tubuh serta menghasilkan bakterosin yang mampu menghambat bakteri patogen. Sebagai probiotik, beberapa spesies BAL tumbuh dan berkembang dalam sistem pencernaan manusia, mampu hidup pada kondisi pH rendah, menekan bakteri patogen, membantu mengeluarkan faeces atau kotoran, menyerap bahan penyebab kanker dan tumor serta memacu sistem kekebalan tubuh).

Menurut Widodo, (2003) menyatakan bahwa semua BAL pada dasarnya mempunyai kesamaan sifat sebagai berikut:

(a) Gram positif dan tidak membentuk spora,

(b) Hampir semua strain tidak mampu menghasilkan enzim katalase,

(c) Kebanyakan bersifat fakultatif anaerob, dan

(d) Mampu memfermentasi laktosa dengan asam laktat sebagai hasil utama, dengan efesiensi konversi satu mol asam laktat terbentuk dari satu mol laktosa

Menurut Mitsuoka seperti disitasi oleh Fuller (1989) dalam Widodo (2003), BAL terdiri dari 5 genus yaitu, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc, Lactobacillus dan Bifidobacterium. Pengelompokan BAL menurut Mitsuoka dapat dilihat pada Tabel 2.

Sampai tahun 1980-an, pengelompokan BAL umumnya didasarkan atas bentuk sel dan kemampuan memfermentasi laktosa dengan produk utama asam laktat dan CO₂. dengan dasar ini, semua yang berbentuk batang dikelompokan menjadi Lactobacillus dan yang berbentuk bulat ke Streptococcus. Berdasarkan kemampuan memfermentasi laktosa, BAL dikelompokkan ke dalam homofermentatif untuk yang mampu menghasilkan 1,7 mol asam laktat dari 1 mol laktosa dan heterofermentatif yang mampu menghasilkan CO₂ selain asam laktat.

Paling relevan dari BAL adalah kemampuan bakteri ini untuk tumbuh pada kondisi bahan pangan dengan keberadaan faktor penghambat seperti pH yang rendah dan konsentrasi tinggi dari asam lipopilik yang tidak terdisosiasi (liphopilic undisociated) seperti asam asetat, propionat, sorbat, dan asam benzoat.

Tujuan utama dari fermentasi asam laktat lebih sering dimaksudkan untuk pengawetan. Sungguhpun demikian fermentasi asam laktat juga diharapkan memberikan aroma, flavor, meningkatkan nilai kecernaan dan gizi serta tekstur bahan pangan fermentasi asam laktat adalah proses fermentasi dengan menggunakan starter bakteri asam laktat. Starter fermentasi itu sendiri sering disebut dengan kultur starter. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kultur starter adalah starter (BAL) yang sengaja ditambahkan dalam medium susu dengan tujuan agar terjadi proses fermentasi dan menghasilkan produk yang diinginkan seperti pada yoghurt, mentega, keju, yakult, dan berbagai susu asam. Beberapa spesies BAL yang sering dipakai sebagai kultur starter dalam fermentasi dapat dilihat pada Tabel 3

Tabel 2. Klasifikasi dan Penggunaan BAL

Genus	Pertumbuhan aerob	Spesies Utama	Bahan Pangan
Streptococcus	+	§ S. lactis § S. cremoris § S. thermophilus § S. faecalis	§ Mentega, Keju, Yoghurt § Yoghurt, Keju § Pembentukan Asam Laktat
Leuconostoc	+	§ P. cerevisiae § P. halophilus	§ Fermentasi bir, daging § Miso, Soy Sauce
Lactobacillus	+	§ L. mesenicroides § L. citrovorum	§ Makanan hasil fermentasi, produksi dextran (darah palsu)
Bifidobacterium	+	§ L. bulgaricus § L. helveticus § L. acidophilus § L. casei § L. plantarium § L. fermentun § L. brevis	§ Yoghurt, susu fermentasi § Keju, Yoghurt, minuman susu fermentasi § Yoghurt, minuman susu fermentasi, preparation lactobacillus § Keju, kultur susu, minuman susu fermentasi, preparation lactobacillus § Makanan hasil fermentasi, silage § Produk fermentasi
Bifidobacterium	+	§ B. breve, B. bifidum § B. infantis § B. longum § B. adolescentis § B. thermophilum § B. pseudolongum	§ Susu fermentasi, pembentukan bakteri asam laktat

Sumber : Mitsuoka cit Fuller (1989) dalam Widodo (2003)

Tabel 3. Beberapa Spesies Bakteri Asam Laktat dalam Fermentasi Susu.

Jenis Bakteri	Susu	Yoghurt	Mentega	Keju
L. casei	+	+	-	+
L. acidophilus	+	+	+	+
L. bulgaaricus	+	+	-	-
L. helveticus	+	+	-	+
B. bifidus	+	+	-	-
B. breve	+	+	-	-
B. longum	-	+	-	-
S. durans	-	+	-	-
P. scidolactici	+	+	-	-
S. thermophilus	+	+	-	-

Sumber : Hull et. al (1992) cit. Margawani, (1989) dalam Widodo (2003)

Modern Food Microbiology (James M.Jay)

Penggunaan Koji dalam fermentasi produk kedelai dimana fermentasi alcohol dan asam laktat dapat dihasilkan dalam produk yang memiliki kadar gula yang rendah tetapi mempunyai kadar pati dan protein yang tinggi.

L. plantarum dapat memproduksi asam laktat sampai 1,5% dengan temperature pertumbuhan yang optimal yaitu 30^oC

Bakteri asam laktat membutuhkan asam amino, vitamin B dan purin serta pirimidin sebagai bahan makanan untuk pertumbuhannya.

Produksi yoghurt dilakukan dengan starter yoghurt, dimana kultur campuran dengan rasio perbandingan antara L. bulgaricus : S. thermophillus yaitu 1:1. Coccus tumbuh lebih cepat untuk memproduksi asam yang lebih tinggi dibandingan dengan pertumbuhan sendiri,dan memproduksi asetildehid ( komponen volatile untuk aroma pada yoghurt). Coccus dapat memproduksi sekitar 0,5% asam laktat dan batang sekitar 0,6-0,8% (pH 4,2 – 4,5). Tetapi, jika proses inkubasinya baik maka ph akan menurun dan meningkatkan asam laktat mencapai 2%.

Keasaman dapat ditingkatkan, misalnya 4%, jika yoghurt tersebut difermentasi lebih lama lagi dengan konsekuensi batang akan melebihi cocci dalam jumlah bakteri.

Ketentuan dari International Dairy Federation untuk yoghurt adalah 10⁷ koloni/gr atau diatasnya. Davis menemukan jumlah S. thermophilus dan L. bulgaricus yaitu yang terendah 82 juta (million) sampai 1 milyar (billion/g)

Pada penentuan kuantitas asam organic pada makanan, asam tertitrasi lebih baik dibandingkan dengan hanya pengukuran pH, hal ini disebabkan konsentrasi ion hydrogen dan asam organic tidak terionisasi secara sempurna. Pada asam tertitrasi sejumlah asam dapat bereaksi dengan sejumlah basa sehingga dapat ditentukan.

Tekno Pangan & AgroIndustri (2003)

Inkubasi atau fermentasi yoghurt bisa dilakukan pada suhu kamar ataupun suhu 45^oC. Pada suhu lebih tinggi aktivitas mikroba akan semakin tinggi juga. Inkubasi pada ruang memerlukan waktu 14 sampai 16 jam, pada suhu 32^oC waktu sekitar 11 jam, sedangkan inkubasi pada suhu 45^o hanya memerlukan waktu sekitar 4 – 6jam. Selama inkubasi, susu mengalami penggumpalan yang disebabkan menurunnya pH akibat aktivitas kultur/bibit. Pada mulanya Streptococcus menyebabkan penurunan pH hingga 5,0 sampai 5,5 selanjutnya pH menurun hingga 3,8 sampai 4,5 karena aktivitas Lactobacillus. Selain itu selama inkubasi akan terbentuk flavor karena terbentuknya asam laktat, asetildehid, asam asetat dan diasetil (Badan POM, 2003).

Unus Suriawiria Drs.,(1995), Pengantar Mikrobiologi Umum, Penerbit Angkasa, Bandung.

Pewarnaan Gram

Salah satu pewranaan gram bertingkat yang paling banyak dipergunakan dan sangat popular ialah pewarnaan gram yang dikembangkan oleh Christian Gram (1884).

Hasil gram positif dan gram Negatif ini disebabkan oleh perbedaan kandungan dinding sel bacteria, yaitu bahwa kandungan senyawa peptidoglikan pada dinding sel Gram positif lebih tebal dibandingkan pada dinding sel Gram Negatif.

Berbeda dengan pewarnaan negative, maka ini tidak ditujukan untuk memberikan warna kepada jasad (sel) tetapi justru terhadap latar belakang tempat dimana sel tersebut ditempatkan.

Penyimpangan Kurva

Ternyata bahwa kurva pertumbuhan tidak lancar seperti yang sudah diterangkan kalau factor-faktor lingkungan yang menyertainya tidak memenuhi persyaratan. Beberapa penyimpangan yang sering terjadi adalah sebagai berikut:

1. Terdapatnya fase lag yang cukup lamasebelum mikroba dapat tumbuh dan bertambah.

2. tidak adanya fase lag, karena begitu ditanamkan, maka pertumbuhan mikroba dapat lansung ke fase logaritmik atau fase eksponensial pertumbuhan.

3. fase lag yang panjang atau lama serta tidak dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan yang baru (mati)

4. suatu kurva pertumbuhan mikroba yang secara kontinu terus menerus diberi tambahan mikroba yang sehingga ada kesinambungan pertumbuhan walau makin lama arah kepada penurunan

Robinsin & Tamime,1989

Protein dalam makanan diperlukan untuk menyedikan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa-senyawa nitrogen yang lain, dan diketahui bahwa nitrogen yang terdapat dalam jaringan tubuh berasal dari senyawa nitrogen yang berasal dari bahan makan.

Selain dapat memecah karbohidrat, starter ini juga dapat memecah sedikit protein, sehingga menghasilkan peptide dan asam amino. Senyawa ini berperan sebagai prekusor pada reaksi enzimatik dan kimia untuk memproduksi komponen flavor.

Selama fermentasi berlangsung terdapat dua peran starter, yaitu sebagai pembentuk asam yang akan menyebabkan rasa dan aroma yang khas,dan sebagai pembentuk komponen-komponen cita rasa seperti karboksil, asetildehid, aseton, asetoin.

Kandungan protein pada yoghurt dapat dipetinggi yaitu dengan penambahan bubuk kaseinat, bubuk whey protein tinggi atau dengan susu skim.

Secara umum susu difermentasi pada suhu 40-45^oC yaitu pada kondisi pertumbuhan kultur campuran yang optimum. Pada metode cepat, periode inkubasi selama 2,5 jam dengan asumsi kultur 3% dan rasio antara batang dan cocus harus seimbang. Pada metode inkubasi yang lama, kondisi inkubasi pada suhu 30^o C selama 18 jam sampai keasaman tercapai.

Katabolisme dari laktosa oleh S. thermophilus dan L. bulgaricus yang paling utama menghasilkan asam laktat, walaupun proses perubahannya terdiri dari reaksi kimia yang berbeda. Hal ini dapat disederhanakan dengan persamaan dibawah ini:

+ ________

Asam laktat penting selama proses pembuatan yoghurt berdasarkan sejumlah alas an, yaitu:

1. asam laktat membantu kasein menjadi tidak stabil oleh perubah yang progresif yaitu koloid kalsium/phosphate komplek menjadi fraksi kalsium/phosphate terlarut

2. asam laktat memberikan cirri khas pada karakter rasa

Meskipun starter yoghurt merupakan proteolitik yang lemah, S.thermophilus dan L. bulgaricus, selama fermentasi menyebabkan proteolisis yang signifikan dan aktivitas menjadi sangat penting berdasarkan alas an berikut ini:

1. Hidrolisis enzimatis pada protein susu menghasilkan berbagai ukuran peptide dan asam amino bebas terurai, hal ini mengakibatkan perubahan struktur fisik yoghurt berubah.
2. Hasil diskusi, bahwa penguraian asam amino dari susu untuk pertumbuhan S. thermophilus
3. Meskipun asam amino dan peptide tidak memberikan kontribusi secara langsung pada flavor yoghurt, mereka bertindak sebagai prekusor pada reaksi untuk memproduksi flavor.

Menurut Davis (1975) dalam Ade Dian (2000) menyatakan bahwa kultur yoghurt selai dapat mengkoagulasi protein juga dapat mencerna sebagian kasein, sehingga dapat mencegah terbentuknya gumpalan di dalam perut.

Gula yang dirubah oleh starter yoghurt sebagian besar terbentuk asam laktat dan hanya sebagian kecil saja yang terbentuk produk sampingan, akan tetapi produk sampingan ini sangat penting sebagai cita rasa yoghurt

Menurut Jay (1978) menyatakan bahwa bakteri yang berperan sebagai pembentuk asam adalah S. thermophilus, sedangkan bakteri L. bulgaricus lebih berperan sebagai pembentuk aroma.

James M. Jay (2000)

Pada Penggunaan koji dalam fermentasi produk kacang kedelai dimana dari fermentasi tsb, alcohol dan asam laktat dapat diperoleh padahal memiliki kandungan gula yang rendah tetapi kandungan protein dan pati cukup tinggi

Kimia Pangan & Gizi (Winarno., F.G.,1997)

Protein adalah sumber asam-asam amino yang mengandung unsure-unsur C, H, O, dan N yang tidak dimiliki oleh lemak atau karbohidrat.

Protein dalam bahan makanan yang dikonsumsi manusia akan diserap oleh usus dalam bentuk asam amino.

Bila suatu protein dihidrolisis dengan asam, alkali, atau enzim akan dihasilkan campuran asam-asam amino.

Ada protein yang larut dalam air, ada pula yang tidak larut dalam air, tetapi semua protein tidak larut dalam lemak

Food Biotechnology Microorganism, Hui, Y.H.,(1995)

Produksi sejumlah asam laktat selama fermentasi dengan menggunakan bahan yang berasal dari tumbuhan sangat ditentukan oleh karakteristik dari kultur starternya. L. plantarum merupakan jenis bakteri yang baik untuk fermentasi dari bahan nabati karena dapat mengakumulasi asam dalam jumlah besar dan pH rendah.

Reed, G., and Rehm H.-J., (1981), Biotechnology, Verlag Chemie, Florida

Siklus Homofermentatif berdasarkan reaksi dibawah ini:

Glukosa ------------ 2 laktat

Sedangkan untuk heterofermentatif mengikuti reaksi dibawah ini:

Glukosa --------- laktat + Ethanol + CO₂

Bergantung kepada spesiesnya produksi etanol dapat diganti dengan asetat.

Karakteristik dari produksi asam laktat oleh bakteri asam lakat dimana aktivitas optikalnya tergantung kepada strain dari bakteri.

Note :

Ø Kumpulan teori diatas sebagai guiden saja

Ø Untuk lebih detail silahkan merujuk pada Buku yang aslinya thanks!!!!!!!