Praktek Mikrobiologi Industri "Tempe dari kacang Hijau"

“ PEMBUATAN TEMPE BERBAHAN DASAR KACANG HIJAU ”

                        

Tempe adalah salah satu hasil pangan dari Indonesia, dimana dalam proses pembuatannya dengan cara fermentasi dari kacang kedelai atau kacang-kacang yang lainnya yang dapat difermentasikan dengan Rhizopus oligosporus. Dalam praktik kali ini praktikan mencoba membuat tempe dari kacang hijau.

Kacang Hijau       

Kacang hijau adalah sejenis tanaman budidaya dan palawija yang dikenal luas di daerah tropika. Tumbuhan yang termasuk suku polong-polongan (Fabaceae) ini memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari sebagai sumber bahan pangan berprotein nabati tinggi. Kacang hijau di Indonesia menempati urutan ketiga terpenting sebagai tanaman pangan legum, setelah kedelai dan kacang tanah.

Bagian paling bernilai ekonomi adalah bijinya. Biji kacang hijau direbus hingga lunak dan dimakan sebagai bubur atau dimakan langsung. Biji matang yang digerus dan dijadikan sebagai isi onde-onde, bakpau, atau gandas turi. Kecambah kacang hijau menjadi sayuran yang umum dimakan di kawasan Asia Timur dan Asia Tenggara dan dikenal sebagai tauge. Kacang hijau bila direbus cukup lama akan pecah dan pati yang terkandung dalam bijinya akan keluar dan mengental, menjadi semacam bubur. Tepung biji kacang hijau, disebut di pasaran sebagai tepung hunkue, digunakan dalam pembuatan kue-kue dan cenderung membentuk gel. Tepung ini juga dapat diolah menjadi mi yang dikenal sebagai soun.

Manfaat Kacang Hijau

Kacang hijau memiliki kandungan protein yang cukup tinggi dan merupakan sumber mineral penting, antara lain kalsium dan fosfor. Sedangkan kandungan lemaknya merupakan asam lemak tak jenuh. Kandungan kalsium dan fosfor pada kacang hijau bermanfaat untuk memperkuat tulang. Kacang hijau juga mengandung rendah lemak yang sangat baik bagi mereka yang ingin menghindari konsumsi lemak tinggi. Kadar lemak yang rendah dalam kacang hijau menyebabkan bahan makanan atau minuman yang terbuat dari kacang hijau tidak mudah berbau. Lemak kacang hijau tersusun atas 73% asam lemak tak jenuh dan 27% asam lemak jenuh. Umumnya kacang-kacangan memang mengandung lemak tak jenuh tinggi. Asupan lemak tak jenuh tinggi penting untuk menjaga kesehatan jantung. Kacang hijau mengandung vitamin B1 yang berguna untuk pertumbuhan.

Pengertian Tempe

Tempe adalah makanan yang dibuat dari fermentasi terhadap biji kedelai atau beberapa bahan lain yang menggunakan beberapa jenis kapang Rhizopus, seperti Rhizopus oligosporus, Rh. oryzae, Rh. stolonifer (kapang roti), atau Rh. arrhizus. Sediaan fermentasi ini secara umum dikenal sebagai "ragi tempe".

Kapang yang tumbuh pada kedelai menghidrolisis senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana yang mudah dicerna oleh manusia. Tempe kaya akan serat pangan, kalsium, vitamin B dan zat besi. Berbagai macam kandungan dalam tempe mempunyai nilai obat, seperti antibiotika untuk menyembuhkan infeksi dan antioksidan pencegah penyakit degeneratif.

Secara umum, tempe berwarna putih karena pertumbuhan miselia kapang yang merekatkan biji-biji kedelai sehingga terbentuk tekstur yang memadat. Degradasi komponen-komponen kedelai pada fermentasi membuat tempe memiliki rasa dan aroma khas. Berbeda dengan tahu, tempe terasa agak masam.

Tempe banyak dikonsumsi di Indonesia, tetapi sekarang telah mendunia. Kaum vegetarian di seluruh dunia banyak yang telah menggunakan tempe sebagai pengganti daging. Akibatnya sekarang tempe diproduksi di banyak tempat di dunia, tidak hanya di Indonesia. Berbagai penelitian di sejumlah negara, seperti Jerman, Jepang, dan Amerika Serikat. Indonesia juga sekarang berusaha mengembangkan galur (strain) unggul Rhizopus untuk menghasilkan tempe yang lebih cepat, berkualitas, atau memperbaiki kandungan gizi tempe. Beberapa pihak mengkhawatirkan kegiatan ini dapat mengancam keberadaan tempe sebagai bahan pangan milik umum karena galur-galur ragi tempe unggul dapat didaftarkan hak patennya sehingga penggunaannya dilindungi undang-undang (memerlukan lisensi dari pemegang hak paten).

Tahapan proses pembuatan tempe

1.Cara sederhana           

Cara sederhana adalah cara pembuatan tempe yang biasa dilakukan oleh para pengrajin tempe di Indonesia.

• Pada tahap awal pembuatan tempe, biji kedelai direbus. Tahap perebusan ini berfungsi sebagai proses hidrasi, yaitu agar biji kedelai menyerap air sebanyak mungkin. Perebusan juga dimaksudkan untuk melunakkan biji kedelai supaya nantinya dapat menyerap asam pada tahap perendaman.

Gambar 1 : proses perebusan

• Kulit biji kedelai dikupas pada tahap pengupasan agar miselium fungi dapat menembus biji kedelai selama proses fermentasi. Pengupasan dapat dilakukan dengan tangan, diinjak-injak dengan kaki, atau dengan alat pengupas kulit biji.
• Setelah dikupas, biji kedelai direndam. Tujuan tahap perendaman ialah untuk hidrasi biji kedelai dan membiarkan terjadinya fermentasi asam laktat secara alami agar diperoleh keasaman yang dibutuhkan untuk pertumbuhan fungi. Fermentasi asam laktat terjadi dicirikan oleh munculnya bau asam dan buih pada air rendaman akibat pertumbuhan bakteri Lactobacillus. Bila pertumbuhan bakteri asam laktat tidak optimum (misalnya di negara-negara subtropis^[4], asam perlu ditambahkan pada air rendaman. Fermentasi asam laktat dan pengasaman ini ternyata juga bermanfaat meningkatkan nilai gizi dan menghilangkan bakteri-bakteri beracun.

Gambar 2 : proses perendaman

• Proses pencucian akhir dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang mungkin dibentuk oleh bakteri asam laktat dan agar biji kedelai tidak terlalu asam. Bakteri dan kotorannya dapat menghambat pertumbuhan fungi.

Gambar.3 : Proses pencucian akhir

• Inokulasi dilakukan dengan penambahan inokulum, yaitu ragi tempe atau laru. Inokulum dapat berupa kapang yang tumbuh dan dikeringkan pada daun waru atau daun jati (disebut usar; digunakan secara tradisional), spora kapang tempe dalam medium tepung (terigu, beras, atau tapioka; banyak dijual di pasaran), ataupun kultur R. oligosporus murni (umum digunakan oleh pembuat tempe di luar Indonesia). Inokulasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu (1) penebaran inokulum pada permukaan kacang kedelai yang sudah dingin dan dikeringkan, lalu dicampur merata sebelum pembungkusan; atau (2) inokulum dapat dicampurkan langsung pada saat perendaman, dibiarkan beberapa lama, lalu dikeringkan.

Gambar 4 : Proses perataan dan pemisahan air rendaman pada kedelai

• Setelah diinokulasi, biji-biji kedelai dibungkus atau ditempatkan dalam wadah untuk fermentasi. Berbagai bahan pembungkus atau wadah dapat digunakan (misalnya daun pisang, daun waru, daun jati, plastik, gelas, kayu, dan baja), asalkan memungkinkan masuknya udara karena kapang tempe membutuhkan oksigen untuk tumbuh. Bahan pembungkus dari daun atau plastik biasanya diberi lubang-lubang dengan cara ditusuk-tusuk.

Gambar 5 : Pembungkusan tempe

• Biji-biji kedelai yang sudah dibungkus dibiarkan untuk mengalami proses fermentasi. Pada proses ini kapang tumbuh pada permukaan dan menembus biji-biji kedelai, menyatukannya menjadi tempe. Fermentasi dapat dilakukan pada suhu 20 °C–37 °C selama 18–36 jam. Waktu fermentasi yang lebih singkat biasanya untuk tempe yang menggunakan banyak inokulum dan suhu yang lebih tinggi, sementara proses tradisional menggunakan laru dari daun biasanya membutuhkan waktu fermentasi sampai 36 jam.

Jamur yang berperan dalam pembuatan tempe

1. Rhizopus oryzae

Jamur Rhizopus oryzae merupakan jamur yang sering digunakan dalam pembuatan tempe (Soetrisno, 1996). Jamur Rhizopus oryzae aman dikonsumsi karena tidak menghasilkan toksin dan mampu menghasilkan asam laktat (Purwoko dan Pamudyanti, 2004). Jamur Rhizopus oryzae mempunyai kemampuan mengurai lemak kompleks menjadi trigliserida dan asam amino (Septiani, 2004). Selain itu jamur Rhizopus oryzae mampu menghasilkan protease (Margiono, 1992). Menurut Sorenson dan Hesseltine (1986), Rhizopus sp tumbuh baik pada kisaran pH 3,4-6. Pada penelitian semakin lama waktu fermentasi, pH tempe semakin meningkat sampai pH 8,4, sehinggajamur semakin menurun karena pH tinggi kurang sesuai untuk pertumbuhan jamur. Secara umum jamur juga membutuhkan air untuk pertumbuhannya, tetapi kebutuhan air jamur lebih sedikit dibandingkan dengan bakteri. Selain pH dan kadar air yang kurang sesuai untuk pertumbuhan jamur, jumlah nutrien dalam bahan, juga dibutuhkan oleh jamur.

Rhizopus Oryzae meningkatkan gizi pangan

Pada tempe terdapat jamur Rhizopus oryzae yang mengalami fermentasi. Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C₆H₁₂O₆) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C₂H₅OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.

Persamaan Reaksi Kimia:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)

Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan.

2.Rhizopus Oligosporus

 Rhizopus oligosporus termasuk dalam jenis fungi berfilamen sehingga disebut juga kapang ( mold ) Rhizopus oligosporus. Kapang ini digunakan dalam pembuatan tempe melalui fermentasi dengan bahan dasar kedelai. Rhizopus oligosporus membentuk hifa penetrasi rata-rata 1400 µm² ( ± 300 µm² ) di luar permukaan kotiledon dan 1010 µm² ( ± 340 µm² ) pada bagian dalam ( flat ). Hifa terinfiltrasi pada kedalaman 742 µm / sekitar 25% rata-rata lebar kotiledon kedelai.

Kemudian proses fermentasi terjadi secara aerob melalui lubang berpori pada pembungkus. Proses fermentasi mengakibatkan semakin meningkatnya nilai protein dan gizi dibandingkan dengan bahan dasarnya yaitu kedelai. Pada proses fermentasi, protein dalam kedelai dapat terurai menjadi asam-asam amino yang mudah dicerna oleh tubuh dan oleh enzim fitase yang berfungsi memecah fitat yang merugikan yaitu mengikat beberapa mineral sehingga tidak dapat dimanfaatkan secara optimal dalam tubuh, serta adanya pengaruh dari enzim β-glukosidase yang menghidrolisis glukosida isoflavon sehingga kandungan daidzein-genistein dalam tempe meningkat yang berfungsi sebagai antioksidan terhadap kanker.

Hal-hal yang Berpengaruh Terhadap Pembuatan Tempe

Penggunaan bahan baku dan campuran sangat menentukan kadar protein, lemak, karbohidrat, dan serat yang terkandung pada tempe. Semakin banyak bahan campuran yang ditambahkan semakin rendah kadar proteinnya

1.Cara pemasakan ( perebusan / pengukusan ) mempengaruhi kehilangan protein selama proses pembuatannya. Semakin lama pengukusan semakin banyak protein yang hilang. Antara pengukusan dan perebusan tidak jauh berbeda dalam kehilangan proteinnya. Dengan cara pengukusan akan lebih cepat kering dibandingkan dengan perebusan.

2.Inokulum yang digunakan sangat mempengaruhi rasa. Hal ini karena pengaruh strain kapang dalam inokulum yang berbeda-beda satu sama lain.

3.Kenampakan tempe putih / agak kuning dipengaruhi oleh jenis kedelai, bahan campuran, inokulum, dan juga selama proses pembuatannya juga meliputi cara perendaman, pengupasan kulit, pemasakan, inokulasi, pengukusan, serta inkubasi.

Selain hal-hal di atas, waktu melakukan praktikum perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

a.       Proses pencucian dan perendaman amat diperlukan untuk menghilangkan inhibitor dari kedelai serta untuk mempermudah pengelupasan kulit.

b.      Kedelainya harus dipilih yang baik ( tidak busuk dan tidak kotor ).

c.       Air yang digunakan harus bersih, tidak berbau, dan tidak mengandung kuman penyakit.

d.      Bibit tempe yang digunakan harus masih aktif (bila diremas tidak menggumpal ).

e.       Cara pengerjaannya harus bersih.

f.        Proses pengelupasan dimaksudkan untuk mempercepat proses fermentasi agar berjalan dengan baik karena adanya kulit kedelai yang dapat menghambat proses penetrasi miselium Rhizopus.

g.       Proses pengelupasan dapat menggunakan alat pengelupas maupun cara tradisional yaitu dinjak-injak menggunakan kaki tetapi  harus bersih.

h.      Proses pengeringan dimaksudkan untuk menghilangkan kandungan air yang terdapat dalam kedelai. Bila masih ada cukup banyak air akan mengakibatkan berkembangbiaknya bakteri Bacillus subtitis yang menghambat pertumbuhan kapang sehingga menghasilkan tempe yang kurang baik.

i.         Proses pengeringan dapat dilakukan pada ruang terbuka kemudian diinokulasi jika suhu telah dibawah 40^oC.

j.         Proses fermentasi dilakukan pada suhu ± 35^oC / lebih rendah dengan media pembungkus. Fermentasi akan berjalan baik pada kisaran suhu hangat ruangan karena proses insersi lag phase membutuhkan suhu yang cukup. Jika suhu dibawah 25^oC dapat mempercepat Aspergillus flavus dan Mycotoxin yang beracun.

k.       Pemilihan media pembungkus sangat penting biasanya menggunakan daun pisang, daun jati, daun waru, plastik.

l.         Pelubangan media pembungkus dilakukan secara teratur untuk mendorong pertumbuhan jamur tempe dengan baik secara aerasi untuk mendapatkan cukup udara.

m.    Pemilihan suhu inkubasi sangat menentukan kecepatan fermentasi. Tempe yang dihasilkan kurang baik jika temperaturnya dibawah 25^oC / diatas 40^oC. Pada suhu 37-38^oC akan dihasilkan tempe dalam waktu 48 jam.

n.      Diantara 16-20 jam proses fermentasi akan dihasilkan miselium pada tempe tapi belum terlalu banyak, kemudian setelah fermentasi 12-16 jam, fermentasi akan menghasilkan panas.

o.      Bila tempe yang dihasilkan tidak beraroma dan berasa manis mengindikasikan adanya kontaminasi bakteri. Sedangkan bila dihasilkan aroma berarti proses fermentasi terlalu lama. Apabila di sekitar lubang aerasi terdapat warna hitam, menandakan terjadinya sporulasi jamur / fungus.

p.      Warna kuning khas tempe merupakan hasil biosintesis β-carotene dan Rhizopus oligosporus yang menandakan proses fermentasi berjalan cukup baik.

Setelah melakukan praktikum, untuk meninjau hasil ada beberapa criteria untuk mengindikasikan bahwa tempe yang dibuat mempunyai kualitas yang baik. Kriteria tersebut antara lain :

-             Tekstur  : lembut dan antar kedelai terikat erat menjadi satu

                          dalam miselium putih                                            

-             Aroma    : tidak menghasilkan ammonia berlebihan, aroma khas

                          tempe

-             Warna    : kuning yang merupakan biosintesis β-carotene

-             Rasa        : tidak menghasilkan rasa manis berlebihan, khas

                          Tempe

Fungsi Reagen

a.   Kacang kedelai  : sebagai medium fermentasi sekaligus sebagai

                                    bahan dasar tempe

b.   Ragi                    : mengandung spora Rhizopus oligosporus sebagai

                                    inokulum dalam proses fermentasi

c.    Air                       : mencuci, merendam, dan mengukus kedelai

d.Plastik dan daun jati    : sebagai pembungkus

Manfaat Tempe

-          Membantu proses pembentukan tulang dan mencegah osteoporosis. Dimana tempe mengandung zat isoflavon, khususnya daidzein-geinstein serta isoflavon tipe.

-          Membantu pembentukan sel-sel darah dan mencegah anemia dengan terdapatnya vitamin B12 dan zat besi.

-          Menurunkan kadar kolesterol dalam darah sehingga mencegah penyakit jantung dengan terdapatnya fitosterol asam lemak PUFA, Niasr Calsium serta terdapat senyawa penghambat aktivitas HMG CoA reduktase yang membentuk kolesterol.

-          Mencegah penyakit diare dan disentri karena kandungan seratnya tinggi sehingga baik untuk pencernaan dan juga mengandung senyawa yang meningkatkan kekebalan tubuh terhadap Eschericia coli

-          Mencegah kanker serta penyakit degeneratif karena mengandung vitamin E, karotenoid, superoksida, deismutase, isoflavoid yang menstabilkan radikal bebas dalam tubuh.

Adapun kadar senyawa kimia yang terkandung dalam tempe adalah sebagai berikut :

1. Asam Lemak

Kandungan lemak pada tempe secara umum sebanyak 18-32%. Selama proses fermentasi tempe, terdapat tendensi adanya peningkatan derajat ketidakjenuhan terhadap lemak. Dengan demikian, asam lemak tidak jenuh majemuk (polyunsaturated fatty acids, PUFA) meningkat jumlahnya. Asam lemak tidak jenuh mempunyai efek penurunan terhadap kandungan kolesterol serum, sehingga dapat menetralkan efek negatif sterol di dalam tubuh.

2. Vitamin                                  

Dua kelompok vitamin terdapat pada tempe, yaitu larut air (vitamin B kompleks) dan larut lemak (vitamin A, D, E, dan K). Tempe merupakan sumber vitamin B yang sangat potensial. Jenis vitamin yang terkandung dalam tempe antara lain vitamin B1 (tiamin), B2 (riboflavin), asam pantotenat, asam nikotinat (niasin), vitamin B6 (piridoksin), dan B12 (sianokobalamin).

3. Mineral                                                            

Tempe mengandung mineral makro dan mikro dalam jumlah yang cukup. Jumlah mineral besi, tembaga, dan zink berturut-turut adalah 9,39; 2,87; dan 8,05 mg setiap 100 g tempe.Kapang tempe dapat menghasilkan enzim fitase yang akan menguraikan asam fitat (yang mengikat beberapa mineral) menjadi fosfor dan inositol. Dengan terurainya asam fitat, mineral-mineral tertentu (seperti besi, kalsium, magnesium, dan zink) menjadi lebih tersedia untuk dimanfaatkan tubuh.

4. Anti Oksidan

Di dalam tempe juga ditemukan suatu zat antioksidan dalam bentuk isoflavon. Seperti halnya vitamin C, E, dan karotenoid, isoflavon juga merupakan antioksidan yang sangat dibutuhkan tubuh untuk menghentikan reaksi pembentukan radikal bebas. Dalam kedelai terdapat tiga jenis isoflavon, yaitu daidzein, glisitein, dan genistein. Pada tempe, di samping ketiga jenis isoflavon tersebut juga terdapat antioksidan faktor II (6,7,4-trihidroksi isoflavon) yang mempunyai sifat antioksidan paling kuat dibandingkan dengan isoflavon dalam kedelai. Antioksidan ini disintesis pada saat terjadinya proses fermentasi kedelai menjadi tempe oleh bakteri Micrococcus luteus dan Coreyne bacterium.

5. Protein                                             

Kandungan protein pada tempe sebanyak 35-45%

6. Karbohidrat

Kandungan karbohidrat pada tempe sebesar 12-30%

7. Air  Kandungan air pada tempe sebesar 7 %