Lilis Nuraida
Peran utama bakteri asam laktat dalam fermentasi adalah menghasilkan asam pada pangan yang difermentasi. Asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri-bakteri penyebab penyakit (bakteri patogen) dan bakteri pembusuk makanan.
Bakteri asam laktat adalah kelompok bakteri yang menghasilkan asam laktat sebagai produk utama dari fermentasi karbohidrat atau gula. Nama bakteri asam laktat selalu diasosikan dengan bakteri yang mengasamkan susu, walaupun pada saat ini diketahui peranan bakteri asam laktat tidak hanya terbatas pada pengasaman susu, namun berperan juga pada proses fermentasi pangan lainnya seperti fermentasi sawi asin, kecap, tauco, keju dan ikan. Kelompok bakteri asam laktat dikenal sebagai bakteri yang tahan asam. Sifat lain yang dimiliki oleh bakteri asam laktat adalah aerotoleran, di mana bakteri ini dapat mentoleransi keberadaan oksigen dalam lingkungannya, namun dia tidak membutuhkan oksigen untuk hidupnya. Untuk mendukung pertumbuhan bakteri asam laktat, perlu keberadaan nutrisi yang lengkap.
Kelompok bakteri asam laktat apabila diwarnai dengan pewarna khusus yang disebut dengan pewarnaan Gram, dan dilihat di bawah mikroskop, akan berwarna ungu yang menunjukkan bakteri ini termasuk ke dalam kelompok Gram positif. Sel bakteri asam laktat berbentuk batang atau bulat yang berada dalam bentuk berpasangan, membentuk rantai atau tetrad. Bakteri asam laktat dikenal tidak membentuk spora, sehingga dengan pasteurisasi sebagian besar kelompok bakteri ini akan mati.
Berdasarkan produk yang dihasilkan dari fermentasi gula, bakteri asam laktat dikelompokkan menjadi bakteri asam laktat homofermentatif dan heterofermentatif, Bakteri asam laktat homofermentatif memfermentasi sekitar 85% gula menjadi asam laktat. Sedangkan bakteri asam laktat heterofermentatif juga menghasilkan asam asetat, etanol dan CO2, selain asam laktat.
Kultur murni bakteri asam laktat pertama kali diisolasi oleh J. Lister pada tahun 1873 dari susu asam. Bakteri asam laktat yang pertama diisolasi dinamai Bacterium lactis, yang saat ini dikenal sebagai Lactococcus lactis. Secara tradisional dikenal terdapat empat genera bakteri asam
laktat, yaitu Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus dan Streptococcus. Klasifikasi bakteri asam ke dalam genera yang berbeda-beda terutama berdasarkan pada morfologi dan sifat fisiologinya. Namun demikian, pada sistem klasifikasi yang baru, penanda kemotaksonomi misalnya komposisi asam lemak dan komposisi kimia dinding sel serta sekuensi r-RNAnya digunakan sebagai dasar untuk pengelompokan, sehingga saat genera bakteri asam laktat terdiri dari lebih banyak genera, yaitu Aerococcus, Alloiococcus, Carnobacterium, Dolosigranulum, Enterococcus, Globicatella, Lactobacillus, Lactococcus, Lactosphaera, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus dan Weisella. Perubahan klasifikasi bakteri asam laktat ini telah mengubah nama beberapa spesies bakteri asam laktat. Misalnya bakteri asam laktat yang digunakan untuk membuat yogurt dulu dikenal dengan nama Streptococcus thermophillus dan Lactobacillus bulgaricus, saat ini namanya menjadi Streptococcus salivarius subsp. thermophillus dan Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus.
Genus Bifidobacterium sering dikelompokkan sebagai bakteri asam laktat karena sifatnya yang dapat menghasilkan asam laktat, walaupun kelompok bakteri ini tidak memiliki kesamaan filogenetik dan memiliki cara yang unik dalam memfermentasi glukosa. Tidak seperti bakteri asam laktat lainnya yang dapat mentoleransi oksigen, genus Bifidobacterium, termasuk ke dalam kelompok bakteri anaerob. Oleh karena
itu, kelompok bakteri dari genus Bifidobacterium harus ditumbuhkan dan dipelihara pada lingkungan tanpa oksigen. Bifidobacterium pertama kali diisolasi oleh Tissier pada tahun 1899 dari feses bayi. Pertama kali bakteri ini dinamai Bacillus bifidus communis dan terus berganti nama sampai akhirnya menjadi Bifidobacterium bifidum. Saat ini dikenal sekitar 11 spesies Bifidobacterium, namun yang paling menarik perhatian kalangan industri saat ini adalah Bifidobacterium adolecentis, B. Bifidum, B. breve, B. infantis dan B. longum. Secara umum, sel Bifidobacterium berbentuk batang, namun bakteri ini dapat berubah bentuknya menjadi bentuk V, Y atau X, tergantung dari komposisi medium tempat dia tumbuh.
Aplikasi dalam industri
Peran utama bakteri asam laktat dalam fermentasi adalah menghasilkan asam pada pangan yang difermentasi. Asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri-bakteri penyebab penyakit (bakteri patogen) dan bakteri pembusuk makanan. Selain itu, bakteri asam laktat juga dapat menghasilkan senyawa antimikroba lainnya seperti bakteriosin, reuterin, hidrogen peroksida dan diasetil. Bakteriosin adalah polipeptida yang memiliki aktivitas antimikroba. Salah satu bakteriosin yang saat ini telah banyak digunakan sebagai pengawet makanan adalah nisin yang dihasilkan oleh Lactococcus lactis subsp. lactis.
Secara tradisional, kemampuan bakteri asam laktat untuk menghambat pertumbuhan bakteri lainnya telah digunakan dalam pengawetan sayuran, misalnya fermentasi sawi dan kubis yang menghasilkan produk sawi asin dan sauerkraut. Banyak produk-produk fermentasi tradisional yang melibatkan bakteri asam laktat, misalnya dadih, yaitu susu kerbau yang difermentasi dan merupakan produk khas Sumatera Barat. Selain itu, fermentasi ikan seperti peda, terasi dan kecap ikan, melibatkan bakteri asam laktat. Demikian juga pada fermentasi tauco dan kecap kedelai. Fermentasi produk pangan tradisional ini dilakukan secara spontan dengan mengatur lingkungan pertumbuhan misalnya mengkondisikan menjadi anaerob atau dengan penambahan garam, sehingga bakteri lain yang tidak diinginkan tidak dapat tumbuh. Beberapa produk sosis fermentasi juga dibuat dengan fermentasi spontan, misalnya urutan yang dikenal di Bali.
Di industri pangan, bakteri asam laktat digunakan dalam fermentasi susu menjadi yoghurt dan keju. Tidak seperti fermentasi tradisional, pembuatan yoghurt, keju dan daging umumnya menggunakan kultur murni yang secara sengaja ditambahkan ke dalam makanan tersebut. Untuk fermentasi produk ini, bahan baku harus mengalami pemanasan awal misalnya dengan pasteurisasi untuk menghilangkan bakteri patogen yang mungkin ada. Peranan bakteri asam laktat pada pembuatan yoghurt dan produk sejenisnya, adalah dalam memproduksi asam dan senyawa-senyawa flavor seperti asetaldehida. Pada pembuatan keju, bakteri asam laktat berperan untuk menghasilkan asam dan flavor, membantu pembentukan curd dan menghasilkan enzim lipolitik dan proteolitik yang penting dalam pematangan keju. Bakteri asam laktat yang digunakan untuk fermentasi keju adalah dari genus Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc dan Streptococcus. Pada fermentasi sosis dilakukan secara terkontrol dengan penambahan starter, bakteri asam laktat yang digunakan adalah Pediococcus acidilactici, P. pentosaceus dan Lactobacillus plantarum.
Mengawetkan bakteri asam laktat
Dalam medium yang sesuai atau dalam produk fermentasi, bakteri asam laktat akan terus- menerus tumbuh dan menghasilkan asam. Walaupun bakteri asam laktat tahan asam, namun pada kondisi keasaman tertentu, bakteri asam laktat akan mati. Pada produk fermentasi, biasanya setelah bakteri asam laktat mati, khamir akan tumbuh dan menyebabkan produk menjadi bergas atau gembung. Metode yang paling mudah untuk mengawetkan bakteri asam laktat dalam produk fermentasi adalah penyimpanan dingin. Namun demikian, pendinginan tidak akan mengawetkan produk selamanya karena bakteri asam laktat masih dapat tumbuh pada suhu dingin walaupun pertumbuhannya lambat.
Hal yang perlu diperhatikan dalam pengembangan produk probiotik dimana bakteri asam laktat dijaga tetap hidup, adalah sel perlu perlindungan selama formulasi, penyimpanan, dan selama transit pada lambung. Untuk Bifidobacterium perlu perlindungan dari oksigen selama formulasi dan penyimpanan. Saat ini telah mulai dikembangkan teknik enkapsulasi untuk melindungi bakteri asam laktat probiotik, dengan menggunakan karagenan, alginat, pati termodifikasi modifikasi dan lain-lain.
Pengeringan bakteri asam laktat merupakan metode yang paling banyak digunakan, baik untuk tujuan komersial maupun untuk tujuan penelitian. Pengering beku dan pengering semprot dengan suhu outlet rendah (50oC) telah banyak digunakan, namun hasil terbaik masih diperoleh dengan pengering beku. Untuk pengeringan beku, ke dalam kultur bakteri asam laktat harus ditambahkan senyawa kriogenik untuk melindungi bakteri asam laktat selama pembekuan. Senyawa kriogenik yang dapat digunakan diantaranya adalah susu skim, laktosa, gula alkohol dan beberapa asam amino. Sedangkan untuk pengering semprot biasanya ditambahkan bahan pengisi seperti dextran, pati dan gum arab.
Pembekuan juga merupakan alternatif pengawetan bakteri asam laktat, namun seperti halnya pengering semprot, untuk mencegah banyaknya bakteri asam laktat yang mati selama pembekuan, ke dalam pangan yang mengandung bakteri asam laktat harus itambahkan senyawa kriogenik
Bagaimana mengisolasi bakteri asam laktat dari alam?
Bakteri asam laktat secara alami dapat ditemukan pada susu, tanaman, dan saluran pencernaan hewan dan manusia. Untuk mengisolasi bakteri asam laktat dari alam dapat digunakan medium umum untuk bakteri asam laktat yaitu agar MRS (Man Rogosa and Sharpe) yang tersedia secara komersial. Untuk dapat memperoleh bakteri asam laktat yang bersifat anaerob maka inkubasi harus dilakukan pada kondisi anaerob dengan menggunakan inkubator anaerob. Apabila menginginkan hanya kelompok bakteri tertentu yang terisolasi, maka harus digunakan medium selektif. Misalnya untuk mengisolasi Bifidobacterium, biasanya ke dalam medium ditambahkan senyawa tertentu yang biasanya berupa senyawa antibiotik. Perbanyakan bakteri asam laktat dapat dilakukan pada medium umum untuk bakteri asam laktat dan diinkubasikan pada suhu yang sesuai dengan suhu optimum pertumbuhannya. Dr. Lilis Nuraida, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian IPB dan Peneliti SEAFAST Center IPB