Proses Pembuatan Wine dari Fermentasi Anggur dengan Bakteri Saccharomyces cerevisiae

 

A. Pendahuluan

    Dewasa ini mikroorganisme sudah banyak digunakan dalam berbagai bidang. Salah satu pemanfaatan mikroorganisme adalah dalam bidang industri pangan. Contoh pemanfaatan mikroorganisme dalam industri pangan adalah pada proses pembuatan keju, tapai, wine, roti, tempe, dan masih banyak lagi pemanfaatan mikroorganisme dalam indusri pangan. Dalam makalah ini kami akan membahas pemanfaatan mikroorganisme untuk pembuatan wine. Wine dibuat dari fermentasi anggur dengan bantuan Saccharomyces cerevisiae.



B. Fermentasi Alkohol

    Saccharomyces cerevisiae adalah fungi mikroskopis bersel tunggal yang berasal dari famili Saccharomycetaceae. Bakteri ini dapat ditemukan pada buah yang sudah matang, serangga, dan hewan berdarah panas. Reproduksi generatifnya dilakukan dengan pembentukan askus dan askospora, sementara reproduksi vegetatif dilakukan dengan pembentukan tunas. Bakteri ini memiliki kemampuan untuk mengubah glukosa menjadi alkohol dan CO2. Bakteri ini dapat tumbuh baik pada suhu 30°C dan pH 4 hingga 6 (semakin asam semakin baik). Bakteri ini merupakan bakteri anaerob fakultatif, yaitu bisa tumbuh dengan atau tanpa oksigen. Proses respirasi dan fermentasinya dipengaruhi oleh faktor eksternal, yaitu glukosa dan oksigen. Kedua komponen tersebut berfungsi untuk menghasilkan energi pada siklus krebs. Bakteri ini biasa dimanfaatkan dalam pembuatan tape, roti, dan wine melalui proses fermentasi. Bakteri Saccharomyces cerevisiae merupakan bakteri gram-positif dan gram-negatif. Dinding sel bakteri ini tersusun atas peptidoglikan disakarida dan asam amino. Struktur lipid bilayer tersusun atas polar lipid dan protein. Protein memiliki berbagai fungsi sebagai transportasi asam amino dan gula, ATPase, dan sitoskeleton. Wine merupakan salah satu minuman berakohol. Wine terbuat dari anggur yang difermentasi oleh suatu bakteri. Anggur yang digunakan untuk pembuatan merupakan anggur yang mempunyai kualitas baik dan cocok untuk dibuat minuman. Fermentasi dalam pembuatan wine merupakan fermentasi alkohol. Fermentasi alkohol mengubah gula menjadi etanol dan karbondioksida. Fermentasi alkohol dibantu oleh yeast dan suatu bakteri. 


    Reaksi fermentasi alkohol merupakan reaksi yang kompleks Banyak reaksi biokimia, kimia, dan kimia-fisika yang terjadi. Wine yang dihasilkan dari fermentasi anggur dapat menghasilkan wine yang mempunyai kualitas berbeda. Hal ini bergantung kepada bagaimana anggur dipanen serta proses pengangkutan anggur. Perbedaan jenis mikroba yang digunakan juga dapat menghasilkan wine yang berbeda pula. Mikroba yang sering digunakan pada fermentasi alkohol adalah Saccharomyces cerevisiae. Hal ini dikarenakan Saccharomyces cerevisiae mempunyai ketahanan terhadap konsentrasi etanol yang lebih tinggi daripada mikroba lain. Hasil dari fermentasi anggur dapat menghasilkan hasil yang positif maupun hasil yang negatif. Untuk mengurangi hasil negatif maka ditambahkan senyawa sulfur dioksida (SO2). Penambahan sulfur dioksida dapat mempengaruhi perkembangan mikroba pada saat fermentasi.


Tahapan dalam Fermentasi Alkohol (Zamora, 2009)
Gambar 1. Tahapan dalam Fermentasi Alkohol (Zamora, 2009)

Fase a disebut dengan fase latensi. Pada fase ini jumlah ragi tidak meningkat. Hal ini dikarenakan ragi baru beradaptasi dengan lingkungan yang baru.

Fase b disebut dengan fase pertumbuhan eksponensial. Pada fase ini ragi telah beradaptasi terhadap lingkungan sehingga ragi dapat berkembang. Fase ini berlangsung selama 3-6 hari.

Fase c disebut dengan fase kuasi-stasioner. Pada fase ini kecepatan perkembangan ragi mulai berkurang. Hal ini dikarenakan nutrisi yang tersedia semakin berkurang sehingga ragi tidak mempunyai kesempatan untuk berkembang. Fase ini berlangsung selama 2-10 hari.

Fase d merupakan fase yang terakhir atau biasa disebut dengan fase penurunan. Pada fase ini jumlah mikroba semakin berkurang. Hal ini dikarenakan mikroba mati karena kehabisan nutrisi. Selain itu etanol dan zat lain yang dihasilkan selama fermentasi alhokol merupakan racun bagi mikroba tersebut sehingga mikroba tersebut mati. 

Berikut adalah diagram alir dalam pembuatan wine :


Diagram Alir Proses Pembuatan Wine dengan Bantuan Saccharomyces
Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Wine dengan Bantuan Saccharomyces

    Sebelum tahap fermentasi, anggur ataupun bahan dasar yang sudah dihancurkan ditambahkan sulfur dioksida terlebih dahulu. Sulfur dioksida berperan sebagai bahan pengawet dengan cara menekan atau menghambat kegiatan dan pertumbuhan dari bakteri maupun mikrooganisme yang terdapat dalam bahan dasar. Fermentasi dalam proses pembuatan wine menggunakan mikroorgaanisme, yaitu Saccharomyces, umumnya menggunakan genus Saccharomyces cerevisiae. Mikroorganisme tersebut dapat mengubah kandungan gula dalam anggur menjadi alkohol. Fermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae dapat dilakukan pada suhu 28 – 34 ̊C. Fermentasi dapat menghasilkan alkohol sampai dengan 18% (v/v). Fermentasi wine yang optimum dilakukan pada pH antara 3 sampai 4 (Rankine,1998). Fermentasi akan terjadi pada keadaan anaerob sesuai yang dibutuhkan Saccharomyces cerevisiae. Proses fermentasi dalam reaksi kimia, ditulis dengan persamaan berikut. 

reaksi fermentasi alkohol
Gambar 3. Reaksi Fermentasi Alkohol


    
Setiap 1 molekul glukosa akan dipecah menjadi 2 molekul etanol dan 2 molekul 
karbon dioksida. Cairan atau jus hasil penghancuran bahan dasar disebut ‘must’. Must yang sudah ditambahkan sufur dioksida dapat dimasukkan ke reaktor atau fermentor berbahan stainless steel. Cairan tersebut kemudian diinokulasi oleh Saccharomyces cerevisiae. 


C. Proses Upstream-Downstream

    Agar dapat terjadi fermentasi, dibutuhkan setidaknya 2 sampai 5 strain Saccharomyces cerevisiae (Frazier, 1996). Pertumbuhan Saccharomyces biasanya akan lambat pada awal fermentasi, sehingga perlu dilakukan aerasi pada saat awal fermentasi. Namun begitu, pada pertengahan sampai akhir fermentasi, pertumbuhannya sudah cepat. Karbon dioksida yang terbentuk harus dikeluarkan dari fermentor melalui suatu pipa berisi air menuju tabung kecil. Keberadaan karbon dioksida dapat memenuhi fermentor dan meningkatkan tekanan yang dapat membunuh Saccharomyces cerevisiae. Masuknya udara juga dapat menurunkan kualitas wine. Setelah fermentasi, wine dibiarkan agar terbentuk endapan-endapan dan suspensi yang tidak diinginkan di bagian bawah wadah. Endapan yang terbentuk dengan segera dipindahkan melalui suatu pipa aga mikroorganisme yang ada tidak melakukan autolisis. Untuk menghasilkan wine kualitas bintang lima, biasanya akan dilakukan penuaan (aging) terhadap wine. Penuaan wine bertujuan meningkatkan kualitas rasa dari wine. Wine akan disimpan dalam sebuah wadah yang terbuat dari kayu biasanya berupa barrel yang terbuat dari kayu oak putih dengan ukuran 50-60 gallon. Kayu oak putih sendiri akan memberi aroma ekstra pada wine sehingga cita rasanya lebih maksimal. Berikutnya merupakan tahap downstream proses Berikut adalah diagram upstream dan downstream proses.


Diagram Upstream-Downstream Pembuatan Wine
Gambar 4. Diagram Upstream-Downstream Pembuatan Wine  (Ronnie W, 2006)

    Downstream process merupakan proses yang terjadi pada suatu proses fermentasi yang mana berkaitan dengan proses separasi dan pemurnian dari suatu produk. Jadi, downstream process ialah semua langkah yang berhubungan dengan menyiapkan produk akhir dari suatu produk fermentasi sampai ke proses distributionnya. (Christi Y, 1998) Selain itu, Downstream process juga memiliki prinsip-prinsip dalam melakukannya yaitu :

1. Kualitas produk harus semaksimal mungkin sementara biayanya harus seminimal mungkin
2. Tahapan proses harus seminimum mungkin.
3. Alat-alat yang digunakan harus kuat atau berkualitas akan tetapi murah
4. Proses dilakukan dengan segera setelah melakukan proses fermentasi
5. Limbah yang dihasilkan tidak berbahaya dan mudah untuk ditangani baik untuk didaur ulang maupun diolah
6. Biaya yang dikeluarkan harus seminimum mungkin dengan keuntungan semaksimum mungkin.

Dalam pembuatan alkohol, downstream processnya meliputi :

1. Maturing
2. Filtering atau Purification
3. Packaging
4. Distribution


1. Proses Maturation

    Proses maturation atau proses pematangan ialah proses di mana terjadinya pendinginan wine hingga pada titik beku. Hal ini dilakukan agar komposisi-komposisi yang tidak dinginkan dan dapat mengganggu produksi wine atau beer dapat dihilangkan. Sehingga beer atau wine yang didapatkan akan memiliki kemurnian yang tinggi dan rasa yang lebih fresh dan juga dapat meningkatkan rasa dan kejernihan dari bir itu sendiri. Setelah proses maturation ini, bir atau wine akan distabilkan pada suhu 0°C sampai 2°C untuk memungkinkan terjadinya stabilisasi koloid.

2. Proses Filtration

    Pada proses filtrasi terjadi 3 tahap penting yaitu :

a) Proses pemurnian bahan baku (Purification)

    Proses ini menghilangkan bahan-bahan pengganggu atau kotoran masih terdapat di dalam bir atau wine contohnya dengan menghilangkan kandungan Ca dan Mg yang masih terdapat di dalam gula dengan menggunakan H2SO4

b) Proses sterilisasi

    Proses ini menghilangkan mikroorganisme yang masih terdapat di dalam wine yang dapat mengganggu kemurnian wine

c) Proses Clarification

    Proses ini akan memberikan atau meningkatkan kejernihan pada bir atau wine dengan cara mengeliminasi sisa-sisa dari pengembunan yang masih tersimpan di dalam suspensi. Tahap ini memompa bir atau wine melewati filter yang sesuai. Setelah bir atau wine itu difilter, maka bir atau wine tersebut akan siap untuk dikemas.

3. Proses Packaging atau Pengemasan

    Pada proses ini, memindahkan bir atau wine ke dalam kemasan yang dapat berupa botol, kaleng dan lain-lain. Namun, perlu diperhatikan bahwa bir atau wine yang ingin dikemas harus sudah dalam keadaan dingin. Operasi ini digunakan alat yang bekerja secara otomatis.

4. Proses distribusi

    Setelah bir atau wine dikemas, bir atau wine akan siap untuk didistribusikan dari pabrik dan siap untuk dikonsumsi.


D. Kesimpulan

    Wine merupakan salah satu minuman berakohol. Wine terbuat dari anggur yang difermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae. Pembuatan wine dimulai dari pemetikan buah anggur. Kemudian buah anggur dihancurkan dan ditambah SO2 yang dilanjutkan dengan proses fermentasi oleh bakteri Saccharomyces cerevisiae. Berikutnya wine disaring dan akhirnya dipacking dan siap didistribusikan.


Daftar Pustaka

    Andrew G.H. L dan John R. Piggott. 2012. Fermented Beverage Production. Springer Science and Business Media

    Arribas, M. Victoria Moreno, M. Carmen Polo. 2009. Wine Chemistry and Biochemistry. New York : Springer

    Frazier. 1967. Food Microbiology. New Delhi : Tata McGraw Hill

    Rankine, B. 1998. Making Good Wine : A manual of Winemaking Practice. Australia: Macmillan

    Reis, V. R. et al.. 2013. Characteristics of Saccharomyces cerevisiae yeasts exhibiting rough colonies and pseudohyphal morphology with respect to alcoholic fermentation. Brazilian Journal of Microbiology, 44(4), pp. 1121–1131

    Ronnie, W. 2006. The Beer Brewing Process: Worth Production and Beer Fermentation. Research Gate

    Yusuf Christi, 1998. Strategies in Downstream Process. Bioseparation and Bioprocessing : handbook, Vol. 2

Tidak ada komentar untuk "Proses Pembuatan Wine dari Fermentasi Anggur dengan Bakteri Saccharomyces cerevisiae"