FERMENTASI BIJI BIJIAN

Produk Fermentasi Biji-Bijian
Biji-bijian merupakan sumber karbohidrat yang banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam teknologi fermentasi. Contoh biji-bijian antara lain beras, gandum, kedelai, dan lain-lain.
Beras
Beras adalah hasil pengupasan dari gabah yang merupakan biji padi. Padi Oriza sativa merupakan tanaman yang banyak dijumpai di daerah Asia Tenggara, khususnya di Indonesia yang hampir dapat dijumpai di semua provinsi yang ada.
Bagian pati dan lain-lainnya yang terbanyak adalah di bagian endosperm (Gambar 9). Beras tersebut diproses dari biji padi dengan berbagai cara sehingga dikenal jenis beras pecah kulit atau juga jenis beras giling. Hal tersebut dapat menyebabkan adanya variasi dalam komposisi kimianya.
Sebagai sumber karbohidrat, beras banyak mengandung pati yang terdapat dalam bentuk granula-granula pati. Pati adalah polimer molekul-molekul glukosa dalam ikatan á-a-4-glukosida. Polimer yang lurus dikenal dengan nama amilosa sedangkan polimer yang bercabang adalah amilopektin.
Perbandingan antara amilosa dan amilopektin pada beras akan mempengaruhi jenis berasnya, karena untuk setiap jenis beras, perbandingan itu selalu bervariasi. Variasi tersebut akan mempengaruhi apakah suatu jenis beras dinamakan beras pera atau beras pulen.
Beras dengan kandungan amilosa 17-22% akan terasa pulen, sedangkan yang kadar amilosanya 25% atau lebih akan terasa pera bila dimasak dan bila didinginkan akan terasa keras. Beras dengan kadar amilosa sekitar 1% dinamakan beras ketan. Beras ketan bila dimasak maka terasa sangat pulen dan lekat. Pada pemasakannya, relatif mempunyai suhu untuk gelatinisasi yang lebih tinggi dari beras biasa.
Sebagai bahan baku fermentasi, beras digunakan untuk substrat pembuatan minuman beralkohol seperti sake, sonti, tape ketan, dan produk-produk lainnya. Beras juga dapat digunakan sebagai bahan tambahan dalam proses fermentasi pembuatan tauco dan kecap.
Gandum
Gandum termasuk tanaman genus Triticum dari famili Graminae. Beberapa jenis gandum yang telah dibudidayakan dan selanjutnya digunakan sebagai bahan baku industri antara lain adalah dari jenis Triticum vulgare, Triticum derum, dan Triticum compactum. Ketiga jenis gandum tersebut mempunyai karakteristik yang khas sehingga dibudidayakan untuk tujuan yang berbeda-beda pula. Jenis gandum yang akan diolah menjadi tepung terigu dan paling banyak dibudidayakan antara lain adalah jenis gandum Triticum vulgare. Gandum ini paling mudah beradaptasi dengan lingkungan pertumbuhannya seperti keadaan iklim, tanah, dan lainnya.
Gandum dari jenis Triticum derum tidak banyak dibudidayakan meskipun jenis ini mempunyai sifat-sifat yang khusus baik bila akan diolah menjadi bentuk-bentuk spageti atau makaroni.
Pada saat ini gandum banyak ditanam di daerah dengan 4 musim dan daerah sub tropik, seperti Kanada, Amerika, Eropa, dan Australia. Daerah dengan iklim tropik seperti indonesia tidak sesuai untuk pertumbuhannya, sehingga untuk mencukupi kebutuhan gandum di dalam negeri hingga saat ini masih dilakukan impor.
Berdasarkan strukturnya (Gambar 10) gandum dapat dibedakan atas bagian kulit, lembaga, dan endosperma. Pati dan lapisan aleuronnya terdapat di bagian endosperma yang merupakan bagian terbesar dari gandum yaitu sekitar 80-85%. Granula-granula pati tersebut dilingkari dengan suatu matriks protein. Kadar amilosa yang terdapat dalam terigu, yaitu biji gandum yang telah digiling adalah sebesar 25%. Komponen lain yang terdapat dalam gandum antara lain adalah asam pantotenat, vitamin B2 dan mineral-mineral tertentu.
Sifat gandum banyak ditentukan oleh protein yang dikandungnya. Berdasarkan kadar proteinnya, gandum dapat dibedakan menjadi keras (hard) dan gandum lunak (soft).
Jenis protein yang terdapat pada gandum adalah albumin, globulin, prolamin, gliadin, dan glutelin. Kadar gliadin dan glutelin sekitar 8% dan apabila kedua jenis protein ini membentuk adonan yang kuat dengan penambahan bahan air dan garam maka dinamakan protein gluten. Sifat gluten penting bagi pembentukan adonan untuk membuat roti atau kebutuhan lainnya. Karbohidrat yang terdapat dalam gandum sebagian besar adalah pati, sedangkan karbohidrat dalam bentuk gula hanya terdapat dalam jumlah sekitar 1% dan dapat dijumpai dalam bentuk dekstrosa, laevosa, maltosa, selubiosa, sukrosa, dan rafinosa.
Kedelai
Kedelai atau Glycine max (L) Merill, termasuk dalam famili Leguminosae (kacang-kacangan) mempunyai genus Olycine, sub famili Papilioneideae, ordo Polipetales dan spesies max.
Berdasarkan atas warna kulitnya, kedelai dapat dibedakan atas kedelai kuning atau kedelai putih, kedelai hitam, kedelai coklat, dan kedelai hijau. Dan yang ditanam di Indonesia adalah kedelai kuning atau putih, hitam, dan hijau. Perbedaan warna tersebut akan berpengaruh dalam penggunaan kedelai sebagai bahan pangan, misalnya untuk kecap digunakan kedelai hitam sedangkan untuk tauco digunakan kedelai putih atau kuning. Kedelai merupakan bahan pangan yang dapat digunakan sebagai sumber protein nabati yang efisien, yang artinya untuk memperoleh protein yang cukup hanya diperlukan kedelai dalam jumlah yang kecil.
Kedelai mengandung protein yang cukup tinggi, dan ditinjau dari susunan asam aminonya protein kedelai mempunyai mutu yang mendekati mutu protein hewani.
Lemak pada kedelai sebagian besar terdiri dari asam lemak tidak jenuh (85%) dan sisanya berupa asam lemak jenuh. Asam lemak tidak jenuh yang terdapat pada kedelai berupa asam linoleat, asam oleat, asam linolenat, dan asam arakidonat. Asam-asam lemak tersebut sangat dibutuhkan oleh tubuh tetapi dalam tubuh tidak dapat disintesa.
Asam lemak jenuh yang terdapat pada kedelai terdiri dari asam palmitat, stearat, arakidat, dan asam laurat. Selain itu, kedelai juga mengandung lemak dalam bentuk fosfolipida yaitu lemak yang mengandung gugusan fosfor dan natrium. Lemak-lemak tersebut adalah lesitin dan sepalin. Lesitin adalah fosfolipida yang merupakan zat pengemulsi alami yang terdapat dalam kedelai kira-kira 2%.
Kandungan asam lemak tak jenuh yang tinggi pada kedelai akan berpengaruh terhadap bau langu. Bau tersebut disebabkan karena adanya aktivitas enzim lipoksigenase dan enzim tersebut dapat diinaktifkan dengan beberapa cara, diantaranya adalah dengan pemanasan atau dengan perendaman.
Kedelai mengandung karbohidrat yang dapat dicerna dan tidak dapat dicerna oleh tubuh seperti selulosa, pentosa, galaktosa, stakiosa, rafinosa, sukrosa, dan hemiselulosa. Bagian yang dapat dicerna terdapat dalam jumlah kecil sedangkan yang sulit dicerna terdapat dalam jumlah banyak sehingga dalam pengolahan makanan ampas kedelai selalu dipisahkan.
Komponen-komponen lain yang terdapat dalam kedelai adalah trypsin inhibitor, hemaglutinin, dan urease. Trypsin inhibitor akan menghambat aktivitas tripsin dan aktivitas tersebut akan terhenti bila dipanaskan pada suhu tinggi. Hemaglutinin adalah suatu protein yang dapat menggumpalkan sel-sel darah merah. Kandungan hemaglutinin pada kedelai mentah adalah sekitar 3% dan aktivitasnya akan dapat terhambat dengan proses pemanasan (Winarno dan Karyadi, 1976).
Beberapa mineral yang terdapat pada kedelai antara lain adalah Fe, Na, K, Ca, P, Mg, S, Cu, Zn, Co, Mn, dan Cl. Diantara mineral-mineral tersebut yang terpenting adalah Fe karena selain jumlahnya cukup tinggi, yaitu sekitar 0,9-1,5%, Fe juga terdapat dalam bentuk yang langsung dapat digunakan untuk pembentukan hemoglobin darah.


Pikel
Pikel umumnya dibuat dari ketimun yang belum masak, dicuci bersih dan dimasukkan dalam wadah tertentu (tangki) yang berisi larutan garam. Dalam pembuatan pikel juga ditambahkan gula 1 persen, karena kadar gula ketimun rendah. Selain itu, fungsi penambahan gula adalah untuk menyediakan sumber energi bagi mikroorganisme. Larutan garam yang ditambahkan dapat berkisar dari 8% NaCl sampai 10,5% NaCl tergantung dari pembuatan dan kebutuhan untuk menekan pertumbuhan bakteri pembusuk yang mungkin ada pada ketimun. Ketimun-ketimun tersebut diletakkan di bawah permukaan larutan dan fermentasi dapat mulai berlangsung. Garam ditambahkan dengan interval satu minggu untuk mencapai kadar garam larutan akhir 16%. Fermentasi pada dasarnya adalah laktat dan memakan waktu antara 6-9 minggu tergantung pada penambahan garam dan suhu. Bakteri berbentuk batang, gram negatif yang tidak diinginkan biasanya tumbuh lebih dahulu (pseudomonas), tetapi mikroorganisme ini segera dikalahkan oleh Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus faecalis dan Pediococcus cerevisiae. Selanjutnya jenis Lactobacillus plantarum yang lebih tahan terhadap asam dan garam akan tumbuh dan berperan menyelesaikan proses fermentasi (jumlah total asam tertitrasi adalah 0,60-0,80%). Khamir kadang-kadang tumbuh baik pada permukaan atau di dalam larutan yang mengakibatkan pembusukan dengan merusak asam laktat yang dihasilkan bakteri. Variasi dari bagian produksi dasar ini termasuk penambahan bumbu-bumbu dan campuran rempah-rempah ke dalam larutan garam untuk memberi pikel yang renyah (dill pickles).
Pikel sayuran lainnya termasuk lobak, radish, chard, blumkol (cauli-flower), brussel sprouts, lettuce, tomat, ercis, dan buncis. Dalam pembuatan pikel ini digunakan penggaraman awal, kemudian diikuti oleh fermentasi asam laktat yang dimulai oleh Leuconostoc mesenteroides dan diselesaikan oleh bakteri asam laktat lainnya seperti Lactobacillus brevis dan Lactobacillus plantarum.
Tahapan pelaksanaan pembuatan pikel :
Tahap 1. Ketimun dicuci
Tahap 2. Ketimun diatur di dalam wadah
Tahap 3. Larutan garam+gula+cuka dimasukkan sampai ketimun terendam,diberi pemberat dan ditutup rapat
Tahap 4. Selama fermentasi mikoderma harus dikeluarkan setiap hari
Tahap 5. Setelah 3 minggu fermentasi pikel dikeluarkan dari larutan
Tahap 6. Pikel dimasukkan ke dalam botol dan disterilkan
Tahap 7. Pikel ketimun

Sauerkraut
Sauerkraut pada dasarnya adalah kubis asam. Kubis dibersihkan dari bagian yang hijau, rusak atau yang kotor, dicuci dan kemudian diiris kecil-kecil selebar + 1 mm. Bagian tengah (core) kubis dapat dibuang atau dibiarkan sebelum pemotongan kecil-kecil. Irisan kubis ini kemudian dimasukkan ke dalam tempat atau tangki yang selanjutnya ditambahkan 2,25% garam dan diaduk serata mungkin. Cairan akan diserap keluar dari irisan-irisan kubis segera sesudah garam ditambahkan, dan larutan garam mulai terbentuk yang dapat menutupi irisan-irisan kubis. Tangki kemudian ditutup dengan lembaran plastik yang cukup lebar untuk menutupi juga bagian tepi dari tong. Air dimasukkan kedalam lembaran ini yang berfungsi sebagai pemberat dan penutup yang efektif. Berat dari pada air pada penutup menyebabkan irisan kubis terendam. Tidak tercelupnya kubis dalam larutan garam selama fermentasi mengakibatkan pertumbuhan khamir dan kapang pada permukaan yang menimbulkan flavor yang tidak diinginkan yang dapat masuk ke dalam seluruh sauerkraut menghasilkan produk yang lunak dan berwarna gelap.
Garam menarik air dan zat-zat gizi dari jaringan sayuran. Zat-zat gizi tersebut melengkapi substrat untuk pertumbuhan bakteri asam laktat yang telah terdapat di permukaan daun-daun kubis. Garam bersama dengan asam yang dihasilkan oleh fermentasi menghambat pertumbuhan dari organisme yang tidak diinginkan dan menunda pelunakan jaringan kubis yang disebabkan oleh kerja enzim. Kadar garam yang cukup memungkinkan pertumbuhan serangkaian bakteri asam laktat dalam urutannya yang alamiah dan menghasilkan sauerkraut dengan imbangan garam-garam yang tepat. Jumlah garam yang kurang bukan hanya dapat mengakibatkan pelunakan jaringan, tetapi juga kurang menghasilkan flavor. Terlalu banyak garam menunda fermentasi alamiah dan menyebabkan warna menjadi gelap dan memungkinkan pertumbuhan khamir.
Adapun tahapan pelaksanaannya :
Tahap 1. Kubis dibelah
Tahap 2. Kubis diiris Tipis
Tahap 3. Diberi garam kasar
Tahap 4. Irisan kubis diaduk dengan garam
Tahap 5. Irisan Kubis dimasukkan ke dalam wadah
Tahap 6. Bagian atas diberi pemberat, ditutup dan difermentasi
Irisan-irisan kubis yang telah menjadi sauerkraut diangkat dan dipisahkan dari larutan garamnya. Sauerkraut yang diperoleh dapat dikonsumsi langsung, diolah lebih lanjut sebagai bahan pencampur asinan buah. Jika ingin disimpan lama dikalengkan/dibotolkan dengan menggunakan larutan garam perendam konsentrasi 1,5%. Sauerkraut dalam kaleng/botol perlu disterilkan pada air mendidih selama 30 menit.