BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Penulisan makalah ini merupakan pemaparan mengenai peran bakteri – bakteri

yang dapat membantu dalam proses fermentasi susu untuk membuat yoghurt.

Bakteri yang terdapat di dalam yoghurt yaitu Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus thermophilus. Bakteri-bakteri tersebut yang akan memicu proses

fermentasi dari susu, mengubah laktosa pada susu menjadi asam laktat. Hal itu

akan meningkatkan keasaman sehingga menyebabkan protein susu menyusut

menjadi masa yang padat atau kental. Peningkatan keasaman (pH 4-5) juga

mencegah proliferasi (perbanyakan sel) dari bakteri patogen lainnya. Karena

kultur yoghurt mengandung enzim-enzim yang dapat memecah laktosa, beberapa

individu yang menderita lactose intolerant dapat menikmati yoghurt tanpa efek

yang merugikan. Secara nutrisi, yoghurt memang kaya akan protein dan beberapa

vitamin B serta mineral penting lainnya.

1.2 Tujuan Penulisan Makalah

1. Mengetahui klasifikasi bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus

thermophilus.

2. Mengetahui mekanisme kerja bakteri Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus thermophilus dalam proses pembuatan yoghurt.

3. Mengetahui optimalisasi dari bakteri Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus thermophilus.

1

BAB II

PEMBAHASAN MATERI

2.1 Klasifikasi dan Nomenklatur Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus thermophilus

Lactobacillus bulgaricus adalah bakteri yang membantu dalam proses

fermentasi yoghurt. Bakteri ini pertama kali diidentifikasi oleh seorang dokter

yang bernama Stamen Grigorov pada tahun 1905 asal Bulgaria. Bakteri ini

mengubah laktosa menjadi asam laktat. Asam ini sekaligus dapat mengawetkan

susu dan mendegradasi laktosa sehingga orang yang toleran terhadap susu murni

dapat mengkonsumsi yoghurt tanpa mendapat masalah kesehatan.

Lactobacillus bulgaricus adalah salah satu mikroorganisme simbiotik yang

dapat mengecilkan atau memperbanyak dalam lingkungan lapisan mukosa saluran

gastro-intestinal, juga disebut "mukosa usus." Lingkungan ini dijelaskan dalam

jurnal medis sebagai antarmuka antara penyerapan nutrisi yang dibutuhkan dan

pengalihan mikroba dan racun berbahaya. Lactobacillus bulgaricus memiliki

beberapa peran penting di saluran pencernaan.Mekanisme ini termasuk

mengurangi infeksi usus dengan mengeluarkan akhir produkmetabolismeseperti

asam yang mengubah pH saluran pencernaan. Lactobacillus bulgaricus juga

merupakan antibiotik alami, yang dapat memiliki spektrum yang luas dari fungsi

kekebalan. Membantu mekanisme probiotik lainnya termasuk pemblokiran situs

adhesi patogen dalam lapisan mukosa usus. Lactobacillus bulgaricus

menunjukkan kemampuan yang terbukti untuk menarik diri racun dan

mengalahkan bakteri berbahaya, sementara menjajah mukosa usus dalam

simbiosis yang menguntungkan.

2

Klasifikasi bakteri Lactobacillus bulgaricus adalah sebagai berikut :

Kingdom : Monera

Divisio : Schizophyta

Ordo : Eubacteriales

Familia : Lactobacillaceae

Genus : Lactobacillus Gambar 1. Lactobacillus bulgaricus

Spesies : Lactobacillus bulgaricus

Klasifikasi bakteri asam laktat menjadi genus yang berbeda secara garis

besar didasarkan pada morfologi, sifat fermentasi glukosa, tumbuh pada

temperatur yang berbeda-beda, konfigurasi asam laktat yang diproduksi,

kemampuan tumbuh pada konsentrasi garam tinggi, dan toleransi terhadap asam

atau alkali.

Nama Streptococcus berasal dari kata Yunani yang berarti "berry

memutar" itu terlihat di bawah mikroskop sebagai rantai yang menyerupai untaian

manik-manik. Thermo berarti panas, dan philus berarti teman atau cinta.

Thermophilus yaitu panas mencintai atau dalam istilah Yunani yang berarti

menyukai suhu panas atau hangat, mengacu pada organisme yang tahan dengan

suhu panas. Streptococcus thermophilus di anggap sama dengan Streptococcus

yang bersifat patogen, namun Orla-Jensen (1919) adalah orang pertama yang

membedakan dan menjelaskan Streptococcus thermophilus berbeda dengan

Streptococcus patogenik.

3

Klasifikasi Streptococcus thermophilus adalah sebagai berikut:

Kingdom : Monera

Filum : Firmicutes

Classis : Basil Tahan

Ordo : Lactobacillales

Familia : Streptococcaceae

Genus : Streptococcus Gambar 2. Streptococcus thermophilus

Spesies : Streptococcus thermophilus

Streptococcus thermophilus merupakan bakteri gram-positif yang bersifat

anaerob, karena termasuk filum firmicutes. Dinding selnya terdiri dari N -

asetilglukosamin (NAG) dan asam N-acetylmuranic (NAM), yang merupakan

obligasi dengan ikatan eter. Struktur yang unik ini memungkinkan Streptococcus

thermophilus untuk bertahan suhu tinggi, yang berguna bagi banyak fermentasi

susu industri yang membutuhkan proses susu pada suhu yang lebih tinggi. Ini

adalah non-motil, terdiri dari coccus (melingkar) struktur sel, tidak menghasilkan

spora, dan tinggal di pasang atau rantai (ukuran rantai bervariasi). Streptococcus

thermophilus adalah anaerob fakultatif, yang merupakan organisme yang mampu

menghasilkan ATP melalui kedua respirasi aerobik dan fermentasi (tergantung

pada ada atau tidak adanya oksigen).

4

2.2 Mekanisme Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus

dalam Fermentasi Yoghurt

Yoghurt merupakan salah satu hasil olahan susu yang mengalami

fermentasi akibat dari aktivitas enzim yang dihasilkan oleh bakteri Streptococcus

thermophilus dan Lactobacillus

bulgaricus. Yoghurt biasanya digunakan

sebagai sajian bagi orang-orang yang

ingin melangsingkan tubuh. Sajian yang

dihasilkan dari susu fermentasi ini

diduga ditemukan

Gambar 3. Yoghurt

semenjak dihasilkannya susu domba di Mesopotamia sekitar 5000 tahun SM yang

disimpan dalam suatu ruangan yang hangat dan kemudian terbentuk gumpalan

susu.

Yoghurt merupakan minuman hasil kerjasama dengan mikroorganisme.

Tidak sembarangan mikroorganisme yang dapat membantu proses pembuatan

yoghurt, terdapat dua bakteri utama sebagai starter yang membantu proses

fermentasi yoghurt yaitu diantaranya adalah Streptococcus thermophilus dan

Lactobacillus bulgaricus. Pada dasarnya kerja kedua bakteri ini yaitu

menghasilkan asam laktat sehingga rasa dari yoghurt tersebut menjadi asam.

Asam laktat ini dapat membantu menjaga keseimbangan mikroflora pada usus.

Tingkat keasaman yang dihasilkan mampu menghambat bakteri penyebab yang

pada umumnya tidak tahan terhadap asam.

Fermentasi adalah proses yang berlangsung dalam keadaan anaerob,

dimana dalam proses ini tidak melibatkan serangkaian transfer elektron yang

dikatalisis oleh enzim yang terdapat dalam membran sel. Yoghurt berasal dari

susu yang kemudian ditambahkan dengan bakteri yang akan membentuk asam

laktat. Bakteri yang biasa digunakan dalam proses pembuatan yoghurt adalah

bakteri Bifidobacterium sp., Lactobacillus sp., atau Streptococcus thermophilus

dan Lactobacillus bulgaricus. Bakteri-bakteri tersebut yang akan memicu proses

fermentasi dari susu, mengubah laktosa pada susu menjadi asam laktat. Efek lain

5

dari proses fermentasi adalah pecahnya protein pada susu yang menyebabkan susu

menjadi kental. Hasil akhirnya susu akan terasa asam dan kental, inilah bentuk

yoghurt dasar yang telah jadi.

Streptococcus thermophilus dan

Lactobacillus bulgaricus dapat

menghasilkan enzim yang mejadikan

susu memiliki tingkat keasaman yang

rendah. Kerja dari kultur tersebut saling

melengkapi antara

bakteri Lactobacillus

bulgaricusdengan Streptococcus

thermophilus. Kultur ditambahkan

setelah susu dipanaskan pada suhu

90OC selama 15-30 menit dan

kemudian didinginkan hingga suhu 43 OC.

Gambar 4. Proses Pembuatan Yoghurt

Fermentasi dimulai ketika aktivitas dari bakteri Streptococcus

thermophilus merubah laktosa (gula susu) menjadi asam laktat dan menurunkan

keasaman susu hingga 5-5,5. Pada saat itu juga kecenderungan untuk terjadinya

reaksi-reaksi kimia yang dapat merugikan pada produk akhir mulai dihambat.

Bakteri Lactobacillus bulgaricus mulai beraktifitas mensekresikan enzimnya

untuk menurunkan keasaman hingga 3,8-4,4 dan menciptakan cita rasa khas

yoghurt setelah keasaman mencapai 5-5,5.Cita rasa khas yoghurt ditentukan dari

terbentuknya asam laktat, asetaldehid, asam asetat dan asetil. Keberadaan ke dua

bakteri tersebut sangat penting. Bakteri Streptococcus thermophilus membantu

menciptakan kondisi lingkungan yang lebih baik bagi bakteri Lactobacillus

bulgaricus untuk menghasilkan enzimnya. Sementara itu bakteri Lactobacillus

bulgaricus menghasilkan asetaldehid sehingga cita rasa yang khas pada yoghurt

dapat tercapai. Perbadingan yang baik antara kedua bakteri ini sehingga

menghasilkan yoghurt yang baik adalah 1:1.

6

Dapat dibayangkan apabila pembuatan yoghurt hanya menggunakan satu

jenis bakteri saja. Apabila hanya Streptococcus thermophilus saja maka keasaman

dan cita rasa yang dihasilkan tidak maksimal karena tidak dihasilkan asetaldehid

serta keasaman yang dihasilkan sekitar 5-5,5. Begitu juga apabila hanya

menggunakan Lactobacillus bulgaricus saja akibatnya enzim yang dihasilkannya

untuk membentuk asetaldehid akan terganggu karena kondisi lingkungan yang

terbentuk kurang baik. Oleh karena itu hubungan simbiotik antara kedua bakteri

ini sangat penting agar dihasilkan yoghurt dengan kualitas yang baik.

2.3 Optimasi Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus

dalam Fermentasi Yoghurt

Hal-hal yang perlu diperhatikan agar fermentasi yang melibatkan

Lactobacillus bulgaricus dengan Streptococcus thermophilus dapat berjalan

dengan optimal, maka harus memperhatikan faktor-faktor berikut ini:

1. Aseptis: terbebas dari kontaminan bahan yang di gunakan untuk

fermentasi yogurt harus steril.

2. Volume kultur relatif konstan (tidak bocor atau menguap). Kultur ini dapat

menghasilkan enzim yang mejadikan yogurt memiliki tingkat keasaman

yang rendah. Kerja dari kultur tersebut saling melengkapi antara bakteri

Lactobacillus bulgaricus dengan Streptococcus thermophilus.

3. Kadar oksigen harus memenuhi standar kadar Lactobacillus bulgaricus

jika tidak memenuhi standar maka produksi yogurt akan mengalami

kegagalan.

4. Kondisi lingkungan seperti suhu, pH harus terkontrol. Kultur ditambahkan

setelah susu dipanaskan pada suhu 90OC selama 15-30 menit dan

kemudian didinginkan hingga suhu 43 OC. Keasaman yogurt meningkat

(pH=4-5) juga menghindari proliferasi bakteri patogen yang potensial.

5. Komposisi medium pertumbuhan Medium sebagai tempat tumbuh dan

berkembang harus menjamin ketersediaan dan kebutuhan Lactobacillus

bulgaricus. Untuk hidup dan tumbuh berkembang medium biasa disebut

substrat. Medium harus mengandung nutrien dan oksigen yang dibutuhkan

7

mikroba. Mikroba berada dalam medium yang mengandung nutrien

sebagai substrat untuk tumbuh dan berkembang bercampur dengan

produk-produk yang dihasilkan yogurt. Medium kebanyakan berasal dari

tumbuhan dan sedikit dari produk hewani. harus mencukupi kebutuhan

Lactobacillus bulgaricus . Cita rasa khas yoghurt ditentukan dari

terbentuknya asam laktat, asetaldehid, asam asetat dan asetil. Keberadaan

ke dua bakteri tersebut sangat penting.

6. Penyiapan inokulum harus murni. Inokulum. Inokulum adalah agen hayati

(living thing) meliputi organism dan komponen subselulernya

Lactobacillus bulgaricus memiliki sifat khas yogurt sehingga dapat

digunakan sebagai agen untuk memproduksi bahan-bahan yang diperlukan

bermanfaat oleh manusia. Mikroba memiliki kemampuan mensintesis

berbagai senyawa di alam dan juga dapat menghasilkan berbagai jenis

enzim yang dapat dimanfaatkan dalam industri pengolahan makanan,

bahan kimia, dan/atau bahan farmasi. Enzim yang dihasilkan merupakan

katalisator yang mendorong terjadinya proses sintesis dan perombakan

bahan baku. Mikroba dapat digolongkan menjadi: (1) kelompok bakteri:

Bacillus sp., Lactobacillus sp., Streptococcus sp.Eschericia sp. (2)

kelompok jamur: Aspergillus sp. Penicillium sp. (3) kelompok khamir

(yeast): Saccharomyces sp.

7. Sifat fermentasi yoghurt merupakan salah satu hasil olahan susu yang

mengalami fermentasi akibat dari aktivitas enzim yang dihasilkan oleh

bakteri Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus.

8. Prinsip kultivasi mikroba dalam sistem cair bakteri asam laktat yang di

hasilkan Lactobacillus bulgaricus  memiliki efisiensi yang tinggi karena

mampu beradaptasi dengan berbagai kondisi lingkungan. Yoghurt

biasanya digunakan sebagai sajian bagi orang-orang yang ingin

melangsingkan tubuh. Sajian yang dihasilkan dari susu fermentasi ini

diduga ditemukan semenjak dihasilkannya susu domba di Mesopotamia

sekitar 5000 tahun SM yang disimpan dalam suatu ruangan yang hangat

dan kemudian terbentuk gumpalan susu.

8

9. Desain bioreaktor (fermenter) kontaminasi. Istilah fermenter (bioreaktor)

digunakan untuk tempat berlangsungnya proses fermentasi. Pada

prinsipnya fermenter harus menjamin pertumbuhan mikroba dan produk

dari Lactobacillus bulgaricus di dalam fermenter. Semua bagian di dalam

fermenter pada kondisi yang sama dan semua nutrien termasuk oksigen

harus tersedia merata pada setiap bagian dalam fermenter dan produk

limbah seperti; panas, CO2, dan metabolit harus dapat dikeluarkan

(remove). Fermenter sebagai wadah harus dapat memberikan kondisi

lingkungan fisik yang cocok bagi katalis sehingga dapat berinteraksi

secaran optimal dengan substrat. Oleh karena itu, wadah perlu didesain

sedemikian rupa  sehingga proses dalam wadah dapat dimonitor dan

dikontrol.

10. Desain medium medium sebagai tempat tumbuh dan berkembang harus

menjamin ketersediaan dan kebutuhan mikroba untuk hidup dan tumbuh

berkembang. Medium biasa disebut substrat. Medium harus mengandung

nutrien dan oksigen yang dibutuhkan Lactobacillus bulgaricus berada

dalam medium yang mengandung nutrien sebagai substrat untuk tumbuh

dan berkembang bercampur dengan produk-produk yang dihasilkan

termasuk limbah. Medium kebanyakan berasal dari tumbuhan dan sedikit

dari produk hewani. Sebagai contoh; biji-bijian (grain), susu (milk).

Natural raw material berasal dari hasil pertanian dan hutan. Karbohidrat;

gula, pati (tepung), selulosa, hemiselulosa, dan lignin.

11. Instrumentasi dan pengendalian proses dalam bioreactor Perbadingan yang

baik antara ke dua bakteri ini sehingga menghasilkan yoghurt yang baik

adalah 1:1. Dapat dibayangkan apabila pembuatan yoghurt hanya

menggunakan satu jenis bakteri saja. Apabila hanya Streptococcus

thermophilus saja maka keasaman dan cita rasa yang dihasilkan tidak

maksimal karena tidak dihasilkan asetaldehid serta keasaman yang

dihasilkan sekitar 5-5,5. Begitu juga apabila hanya menggunakan

Lactobacillus bulgaricus saja akibatnya enzim yang dihasilkannya untuk

membentuk asetaldehid akan terganggu karena kondisi lingkungan yang

terbentuk kurang baik. Oleh karena itu hubungan simbiotik antara kedua

9

bakteri ini sangat penting agar dihasilkan yoghurt dengan kualitas yang

baik.

12. Tenik pengukuran fermentasi dimulai ketika aktifitas dari bakteri

Streptococcus thermophilus merubah laktosa (gula susu) menjadi asam

laktat dan menurunkan keasaman susu hingga 5-5,5. Pada saat itu juga

kecenderungan untuk terjadinya reaksi-reaksi kimia yang dapat merugikan

pada produk akhir mulai dihambat. Bakteri Lactobacillus bulgaricus mulai

beraktifitas mensekresikan enzimnya untuk menurunkan keasaman hingga

3,8-4,4 dan menciptakan cita rasa khas yoghurt setelah keasaman

mencapai 5-5,5.

13. Pemindahan massa dan energy yoghurt di produksi dengan cara

memfermentasi air susu dengan bakteri bukan khamir. Biasanya

menggunakan campuran Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus

thermophilus. Pada pembuatan yoghurt air susu dipasteurisasi pada suhu

73oC selama 15 detik. Kemudian ditambahkan kultur starter bakteri.

Fermentasi pada suhu 40oC selama 2,5 -3,5 jam sampai susu

menggumpal, dan asam laktat dihasilkan. Bakteri mengubah gula susu

(laktosa) pada kondisi anaerobic. Lactose diubah menjadi asam laktat yang

bersifat menggumpalkan casein (protein susu). Dihasilkan krem yoghurt

tebal dengan rasa sedikit asam. Yoghurt sebaiknya disimpan pada suhu

4oC untuk mengurangi aktivitas mikroba.

14. Peningkatan skala Bakteri Streptococcus thermophilus membatu

meningkatkan kondisi lingkungan yang lebih baik bagi bakteri

Lactobacillus bulgaricus untuk menghasilkan enzimnya. Sementara itu

bakteri Lactobacillus bulgaricus menghasilkan asetaldehid sehingga cita

rasa yang khas pada yoghurt dapat tercapai.

15. Fermentasi substrat padat Substrat padat sebagai contoh media yang

digunakan untuk produksi tempe, oncom, susu yogurt, kecap, kompos dsb.

Solid substrate fermentation (SSF), melibatkan jamur berfilamen, yeast

atau Streptomyces.

10

16. Kultur biakan murni (isolat) proses pembuatan sajian yang memiliki rasa

yang asam ini biasanya menggunakan kultur campuran antara bakteri

Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus sebagai starter.

Sumber mikroba industri: sumber alami atau lembaga koleksi kultur

Sumber alami: tanah, air, sayuran segar/busuk, tanaman/hewan, limbah

dll jumlah dan jenis mikroba sangat beragam.

Tahap pertama dalam seleksi mikroba yang akan digunakan untuk

industri : isolasi mikroba, sehingga diperoleh kultur murni (semua sel

dlm populasi identik & berasal dari sel induk yang sama  sifat

morfologi & fisiologi seragam).

Setelah itu dilakukan seleksi sehingga diperoleh galur dengan kinerja

terbaik.

Terakhir baru dilakukan identifikasi dengan menggunakan kunci-kunci

yang sesuai, sehingga diketahui nama (klasifikasi) mikroba tersebut.

Mikroba yang telah diperoleh harus disimpan dengan teknik

penyimpana yang baik, sehingga kemurniannya terpelihara dalam

jangka waktu yang panjang.

11

BAB III

RINGKASAN

Klasifikasi bakteri asam laktat menjadi genus yang berbeda yang

diantaranya adalah Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus

secara garis besar didasarkan pada morfologi, sifat fermentasi glukosa, tumbuh

pada temperatur yang berbeda-beda, konfigurasi asam laktat yang diproduksi,

kemampuan tumbuh pada konsentrasi garam tinggi, dan toleransi terhadap asam

atau alkali. Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus sangat

berperan dalam pembuatan yoghurt karena bakteri tersebut bekerja sama untuk

dapat menghasilkan enzim yang mejadikan susu memiliki tingkat keasaman yang

rendah. Agar fermentasi yang melibatkan Lactobacillus bulgaricus dengan

Streptococcus thermophilus dapat berjalan dengan optimal, maka harus aseptis,

volume kultur relatif konstan, kadar oksigen harus memenuhi standar, kondisi

lingkungan seperti suhu, pH harus terkontrol, komposisi medium pertumbuhan

Medium sebagai tempat tumbuh dan berkembang harus menjamin ketersediaan

dan kebutuhannya, dan penyiapan inokulum harus murni.

12

DAFTAR PUSTAKA

Sneath, P.H.A, N.S. Mair, M.E. Sharpe, J.G. Holt. 1986. Bergey’s Manual of

Systematic Bacteriology. Vol 2. Williams and Wilkins. Baltimore.

Hess, S.J., R.F. Robert, and G. R. Ziegler. 1997. Rheological properties on

nonfat yoghurt stabilized using Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus

producing exopolysaccharide or using commercial stabilizer systems.

Journal of Dairy Science, 80 : 252 – 263.

http://www.bacterio.net/streptococcus.html&prev=search (diakses pada hari sabtu,

tanggal 11 April 2015 pukul 15.30)

www.iosrjournals.orge-ISSN: 2278-3008, p-ISSN: 2319-7676.Volume 9, Issue 3

Ver.II (Mei -Jun. 2014), PP 52-58 (diakses pada hari sabtu, tanggal 11

April 2015 pukul 15.57)

https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Streptococcus_thermophilus (diakses

pada hari Sabtu, tanggal 11 April 2015 pukul 16.27)

http://sukasains.com/materi/klasifikasi-lima-kingdom/ (diakses pada hari sabtu,

tanggal 11 April 2015 pukul 18.26)

Krisno, Agus. 2011. Kontribusi Penting Bakteri Lactobaccilus bulgaricus pada

Yoghurt untuk Kesejahteraan   Manusia . Tersedia di:

https://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/11/kontribusi-penting

bakteri lactobaccilus-bulgaricus-pada-yogurt-untuk-kesejahteraan

manusia/ [diakses: 11 April 2015, pukul 14.17 WIB].

Mitra Agrobisnis Dan Agroindustri. 2012. Aneka Produk Olahan Bioteknologi.

Tersedia di:

http://www.agrotekno.net/2013/10/aneka-produk-olahan

bioteknologi.html [diakses: 11 April 2015, pukul 14.17 WIB].

https://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/11/02/optimalisasi-peran

lactobacillus-bulgaricus-dalam-proses-produksi-yogurt/ (diakses : 12 April

2015, pukul 20.30 WIB)

13