Tulisan berikut saya share agar kita dapat lebih mengetahui, mengenal dan dapat melakukan praktek fermentasi pakan, bokashi dan sebagainya secara benar dan berhasil. Tulisan tentang fermentasi ini mungkin seharusnya di-share di bagian-bagian awal karena termasuk dasar dari hampir setiap proses budidaya maupun kegiatan dalam ‘Organic agriculture’. Tapi seperti pepatah sakti “lebih baik terlambat dari pada tidak”, dan agar lebih memuaskan pertanyaan para pengunjung via telpon….ya saya coba nih mengangkat masalah seputar ‘fermentasi’…..
Namun sebelum lanjut membaca, saya ingatkan bahwa pada tulisan ini anda akan banyak menjumpai istilah-istilah yang mungkin masih asing. Istilah-istilah atau terms yang kebanyakan berasal dari disiplin ilmu biologi dan ilmu kimia tersebut sedapat mungkin saya berikan pengertiannya secara praktis.Pengertian dan Prinsip Dasar Fermentasi
Dalam beberapa tulisan sebelumnya, definisi dari kata fermentasi pernah disinggung. Baiklah mari kita ulangi saja sebentar, dari beberapa pengertian atau definisi yang diungkapkan oleh para ahli, terdapat sedikit perbedaan pengertian antara ahli biokimia dan mikrobiologi, namun kita permudah saja ya definisinya biar ga pusing. Fermentasi adalah suatu cara untuk mengubah substrat menjadi produk tertentu yang dikehendaki dengan menggunakan bantuan mikroba dalam kondisi lingkungan yang terkendali
Secara prinsip, sekarang ini pengertian fermentasi telah berkembang menjadi : Seluruh perombakan senyawa organik yang dilakukan mikroorganisme yang melibatkan enzim yang dihasilkannya, atau dengan kata lain fermentasi adalah perubahan struktur kimia dari bahan-bahan organik dengan memanfaatkan agen-agen biologis terutama enzim sebagai biokatalis.
Pada proses fermentasi, terlibat beberapa hal sebagai berikut :
- Mikroorganisme sebagai inokulum (Inokulum artinya kultur mikroba yang memiliki sifat yang khas dan dapat dikembangbiakkan dalam suatu media/substrat)
- Media/Tempat/wadah terjadinya fermentasi
- Substrat. Substrat merupakan tempat tumbuh dan sumber nutrisi bagi mikroba. Contoh substrat misalnya pohon pisang, kacang atau jagung
1. Manfaat Fermentasi
Prinsip dasar fermentasi secara tradisional sebenarnya telah diaplikasikan sejak lama oleh orang tua kita. Di Indonesia misalnya dikenal jenis-jenis makanan atau penganan hasil dari proses fermentasi ini, seperti contoh makanan khas dari Bandung, ‘Peuyeum sampeu’ adalah contoh hasil fermentasi dengan substrat singkong dengan diberi ragi, atau misalnya ‘tempe’, tauco adalah hasil fermentasi dengan substrat kacang kedelai. Istilah ‘peragian’ di sini dapat dikatakan sebagai istilah lain dari fermentasi.
Pada masa sekarang, kemajuan dalam bidang teknologi fermentasi telah memungkinkan manusia memproduksi berbagai produk yang tidak dapat atau bahkan sulit diproduksi melalui proses kimia saja.
Teknologi fermentasi merupakan salah satu upaya memanfaatkan bahan-bahan yang berharga relatif murah menjadi produk yang bernilai dan bermanfaat bagi kesejahteraan manusia. Hingga kini penerapan teknologi fermentasi ini semakin berkembang di berbagai bidang, termasuk di bidang pertanian dan peternakan.
Pemanfaatan teknologi fermentasi di bidang pertanian salah satunya adalah pada proses pembuatan pupuk organik bokashi, sedangkan di bidang peternakan diaplikasikan pada pembuatan pakan ternak dari pohon pisang/gedebog atau dari jerami.
Berikut adalah beberapa kelompok proses fermentasi yang menguntungkan secara ekonomi :
Fermentasi yang memproduksi sel mikroba (biomassa/biomass)
Produksi komersial dari biomass dapat dibedakan menjadi produksi yeast untuk industri roti, dan produksi sel mikroba untuk digunakan sebagai makanan manusia atau pakan hewan ternak
Fermentasi yang menghasilkan enzim dari mikroba
Fermentasi yang menghasilkan metabolit mikroba, misalnya ethanol, asam sitratdan vitamin serta antibiotik dan pemacu pertumbuhan
Proses Transformasi, mengubah suatu senyawa menjadi senyawa yang lain
2. Pemanfaatan Fermentasi pada pembuatan pupuk bokashi
Pada proses pembuatan pupuk organik bokashi, fermentasi memegang peranan yang sangat penting karena merupakan inti prosesnya. Keberhasilan proses fermentasi-nya akan menghasilkan pupuk bokashi yang berkualitas.
Sumber inokulum yang dipakai pada pembuatan pupuk bokashi berasal dari SOT HCS dipadukan dengan pemakaian PHEFOC HCS sehingga dihasilkan pupuk bokashi yang bebas patogen (bibit penyakit), bebas gulma dan jamur.
Substrat yang dipakai dalam pembuatan pupuk bokashi merupakan bahan-bahan organik yang berasal dari kotoran ternak, daun, jerami atau bahan organik lainnya. Pada substrat inilah mikroba dari SOT tumbuh dan berkembang sehingga terjadi disimilasi menghasilkan salah satunya yang disebut biomassa. Salah satu manfaat penting dan merupakan keunggulan dari pupuk bokashi adalah bahwa unsur-unsur yang diperlukan tanaman dari pupuk dapat segera terserap dengan sangat mudah dan lebih banyak dibandingkan pupuk biasa.
3. Pemanfaatan Fermentasi pada Pembuatan Pakan ternak
Seperti pada pembuatan pupuk bokashi, fermentasi memegang peranan yang sangat penting karena merupakan inti prosesnya. Keberhasilan proses fermentasi-nya akan menghasilkan pakan ternak yang berkualitas.
Sumber inokulum berasal dari SOC HCS, sedangkan substrat adalah berasal dari hijauan (pohon pisang, daun, jerami, rumput), sumber protein (ampas tahu), dsb.
Pakan ternak yang dihasilkan dari fermentasi ini adalah pakan yang berkualitas dengan komposisi nutrisi sesuai dengan yang dibutuhkan hewan. Pada pakan produk fermentasi ini terkandung nutrisi yang lebih kaya dibandingkan sebelum pakan difermentasi, selain itu pakan akan sangat mudah dicerna dan terserap karena adanya reaksi dekomposisi pada saat fermentasi. misalnya pada jerami akan terasa lebih ’empuk’ setelah difermentasi.
4. Mekanisme Sederhana Fermentasi
Secara sederhana, pada proses fermentasi terjadi mekanisme reaksi yang dapat digambarkan sebagai berikut :
Inokulum disini adalah berupa mikroba atau mikroorganisme. Beberapa jenis mikroorganisme yang sering dilibatkan dalam fermentasi adalah :
a. Bakteri, misalnya : Bacillus sp, Lactobacillus sp, Streptococcus sp, Eschericia sp
b. Jamur, misalnya : Aspergilus sp, Penicilium sp
c. Khamir (yeast) : Saccharomyces sp.
Tabel berikut menggambarkan beberapa produk yang bisa dihasilkan dari fermentasi beberapa jenis inokulum :
Substrat, disebut juga medium untuk terjadinya fermentasi. Substrat merupakan tempat pertumbuhan mikroorganisme/inokulum. Substrat yang biasa digunakan adalah berbahan dasar karbon, oleh karena itu banyak substrat berasal dari tumbuh-tumbuhan dan sedikit yang dari hewan. Beberapa substrat, dapat saya sebutkan seperti berikut ini :
a. Gula, bahan makanan yang mengandung gula ini relatif mudah diperoleh untuk proses ini
b. Pati, jagung, padi, gandum
c. Selulosa
d. Limbah industri Molase (tetes tebu), mengandung 50 % gula sebagai substrat untuk memproduksi antibiotik, asam organik, damen, dan ampas tahu, bahkan urine ternak
Pada proses fermentasi, ternyata peranan terpenting adalah adanya aktivitas mikroba atau mikroorganisme dalam substrat. Bakteri yang merupakan populasi terbesar memiliki peran penting, misalnya dalam fermentasi pakan, bakteri berperan sebagai pencerna serat kasar dalam rumen ternak ruminansia (apa nih artinya ?). Hal ini terjadi karena bakteri mampu menghasilkan enzim selulase dan amilase, penghasil asam laktat dalam pembuatan silase untuk menurunkan pH, penghasil asam amino yang dapat dimanfaatkan sebagai makanan tambahan, dan penghasil enzim polysacharidase yang berperan meningkatkan tingkat daya cerna terhadap pakan.
Jamur, dalam fermentasi dimanfaatkan dan berperan menghasilkan enzim yang membantu kecernaan pakan, seperti enzim amilase, protease, polimerase dan menghasilkan protein sel tunggal (PST). Dalam fermentasi pakan ternak, jamur ikut aktif melakukan penetrasi ke dalam jaringan tanaman pakan sehingga struktur jaringan menjadi rapuh dan hancur serta permukaan menjadi lebih luas. permukaan yang lebih luas ini memungkinkan kontak langsung dengan enzim pencernaan selulosa semakin besar.
Jamur juga dapat mensintesa protein dengan mengambil sumber karbon dari karbohidrat (glukosa, sukrosa atau maltosa), sumber nitrogen dari bahan organik dan anorganik. Fungsi lain jamur adalah untuk men-degradasi serat sehingga dapat berfungsi sebagai :
- Memecah atau mengurangi kekuatan ikatan yang terjadi antar serat jaringan pakan sehingga menambah energi
- Merusak molekul anti nutrisi yang mungkin terdapat pada pakan sehingga lebih banyak pakan yang bisa dimanfaatkan dan dapat meningkatkan gizi
- Membantu pencernaan ternak atau hewan yang masih kecil (yang sistem pencernaannya belum sempurna)
- Menurunkan jumlah ekskresi kotoran sehingga dapat menurunkan limbah ternak
5. Jenis Fermentasi
Secara umum fermentasi dibagi dua, yaitu Fermentasi Cair (liquid state fermentation, LSF) dan Fermentasi Kering atau Media Padat (solid state fermentation, SSF). Fermentasi Cair diartikan sebagai fermentasi yang melibatkan air sebagai fase kontinu dari sistem pertumbuhan sel, berarti substrat terlarut atau tersuspensi dalam fase cair. Contoh fermentasi cair misalnya fermentasi minuman anggur, asam cuka, dan yoghurt.
Fermentasi padat dapat diartikan bahwa terjadinya fermentasi berlangsung dalam substrat tidak terlarut namun mengandung cukup air sekalipun tidak mengalir. Fermentasi padatmisalnya fermentasi pakan, bokashi, pembuatan oncom dan tape/peuyeum. Materi pembahasan yang kita tekankan di sini adalah fermentasi padat.
6. Keuntungan Fermentasi Padat
Fermentasi pakan maupun bokashi, yang merupakan salah satu cara fermentasi padat, memiliki keuntungan yang dapat disebutkan berikut ini (Dharma, 1992) :
- Medium yang digunakan relatif sederhana
- Ruang yang diperlukan untuk peralatan fermentasi relatif kecil, karena air yang digunakan relatif sedikit
- Inokulum atau mikroba atau mikroorganisme dapat disiapkan secara sederhana
- Kondisi medium tempat pertumbuhan jamur atau bakteri mendekati habitat alaminya
- Aerasi dihasilkan dengan mudah karena ada ruang di antara tiap partikel substrat
- Produk yang dihasilkan dapat diperoleh dengan mudah
7. Faktor yang Berpengaruh pada Keberhasilan Fermentasi Padat
Nah ini yang penting kita perhatikan, karena faktor-faktor berikut akan sangat menentukan keberhasilan suatu proses fermentasi pakan maupun bokashi. Coba kita simak :
a. Kadar air, Kadar air yang optimum tergantung pada jenis substrat yang kita gunakan, jenis inokulum dan target produk yang kita inginkan. Kisaran kadar air, berdasarkan pengalaman di HCS adalah berkisar antara 30-40 %. Mengapa kadar air begitu penting ? Kadar air yang terlalu tinggi akan mengakibatkan penurunan porositas, penurunan pertukaran gas, penurunan difusi oksigen, penurunan volume gas dan meningkatkan resiko kontaminasi dengan bakteri. Biasanya, bila kadar air terlalu tinggi, ciri-ciri produk yang dihasilkan akan lebih cepat membusuk akibat fermentasi tidak optimal. Kualitas air harus diperhatikan juga dan sedapat mungkin harus menghindari air yang sudah terkontaminasi dan merugikan inokulum (mikroorganisme).
b. Temperatur, Temperatur berpengaruh pada kecepatan atau laju pertumbuhan reaksi biokimia selama proses fermentasi. Pada saat pembuatan fermentasi pakan maka sebaiknya di tempat yang teduh dan terhindar dari terpaan sinar matahari langsung.
c. Pertukaran gas, ini berhubungan dengan poin a, yaitu pertukaran gas dengan substrat padat
Dan hati-hati, jangan lupa pada saat proses fermentasi, molasse atau gula memegang peranan penting karena merupakan sumber karbon dalam fermentasi.
Hasil dari fermentasi pada pakan, misalnya, menghasilkan Protein Sel Tunggal (PST) yang berasal dari mikroorganisme hasil fermentasi. Produk inilah yang bisa digunakan sebagai pakan ternak. Bila mikroba yang digunakan tetap bersama substratnya, maka secara keseluruhan dinamakan Produk Biomassa Mikrobial (PBM).
PST mengandung berbagai mikroorganisme baik uni maupun multiselular seperti bakteri atau jamur. PST ini bukan merupakan murni protein saja, tetapi merupakan campuran protein, lemak, karbohidrat, asam nukleat, vitamin, mineral. Kandungan protein ini tergantung pada tipe mikroorganisme yang kita gunakan selama fermentasi. Fermentasi dengan menggunakan SOT maupun SOC menghasilkan protein cukup tinggi dan mikroorganisme yang dihasilkan dari pertumbuhan dan perkembangbiakkan dalam substrat sangat tinggi dan cepat. Berikut adalah tabel nilai gizi dan komposisi beberapa produk PST (sumber : Boda, 1990) :
Ok, semoga tulisan ini bisa menambah pengetahuan dasar kita tentang fermentasi, sehingga pada saat aplikasi fermentasi, baik pada saat pembuatan pupuk bokashi maupun pembuatan pakan ternak dari hijauan dapat berhasil dengan baik. Semoga bermanfaat.
sumber bacaan :
– Anonim, Teknologi Pemanfaatan Limbah untuk Pakan
– Bioteknologi Fermentasi, FMIPA UNY, 2005
0 komentar:
Posting Komentar