Fermentasi Tempe

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 menghasilkanetanol (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)

Dijabarkan sebagai:

Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)

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.

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, sehingga membentuk padatan kompak berwarna putih. Sediaan fermentasi ini secara umum dikenal sebagai “ragi tempe”.

Warna putih pada tempe disebabkan adanya miselia jamur yang tumbuh pada permukaan biji kedelai. Tekstur kompak juga disebabkan oleh mise1ia jamur yang menghubungkan biji-biji kedelai tersebut. Banyak sekali jamur yang aktif selama fermentasi, tetapi umumnya para peneliti menganggap bahwa Rhizopus sp merupakanjamur yang paling dominan. Jamur yang tumbuh pada kedelai tersebut menghasilkan enzim-enzim yang mampu merombak senyawa organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana sehingga senyawa tersebut dengan cepat dapat dipergunakan oleh tubuh.

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 oligosporus menghasilkan enzim-enzim protease. Perombakan senyawa kompleks protein menjadi senyawa-senyawa lebih sederhana adalah penting dalam fermentasi tempe, dan merupakan salah satu faktor utama penentu kualitas tempe, yaitu sebagai sumber protein nabati yang memiliki nilai cerna amat tinggi. Kandungan protein yang dinyatakan sebagai kadar total nitrogen memang tidak berubah selama fermentasi. Perubahan terjadi atas kadar protein terlarut dan kadar asam amino bebas.

Berdasarkan suatu penelitian, pada tahap fermentasi tempe ditemukan adanya bakteri Micrococcus sp. BakteriMicrococcus sp. adalah bakteri berbentuk kokus, gram positif, berpasangan tetrad atau kelompok kecil, aerob dan tidak berspora, bisa tumbuh baik pada medium nutrien agar pada suhu 30°C dibawah kondisi aerob. Bakteri ini menghasilkan senyawa isoflavon (sebagai antioksidan).

Adanya bakteri Micrococcus sp. pada proses fermentasi tempe tidak terlepas dari tahapan pembuatan tempe, yang meliputi: penyortiran, pencucian biji kedelai diruang preparasi, pengupasan kulit, perebusan kedelai, perendaman kedelai, penirisan, peragian, pembungkusan, dan pemeraman. Selain itu faktor lingkungan juga mempengaruhi pertumbuhan bakteri antara lain, waktu, suhu, air, pH, suplai makanan dan ketersediaan oksigen.

KANDUNGAN TEMPE

1. Asam Lemak

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.

Dalam proses itu asam palmitat dan asam linoleat sedikit mengalami penurunan, sedangkan kenaikan terjadi padaasam oleat dan linolenat (asam linolenat tidak terdapat pada kedelai). 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, danK). 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).

Vitamin B12 umumnya terdapat pada produk-produk hewani dan tidak dijumpai pada makanan nabati (sayuran, buah-buahan, dan biji-bijian), namun tempe mengandung vitamin B12 sehingga tempe menjadi satu-satunya sumber vitamin yang potensial dari bahan pangan nabati. Kenaikan kadar vitamin B12 paling mencolok pada pembuatan tempe; vitamin B12 aktivitasnya meningkat sampai 33 kali selama fermentasi dari kedelai, riboflavin naik sekitar 8-47 kali, piridoksin 4-14 kali, niasin 2-5 kali, biotin 2-3 kali, asam folat 4-5 kali, dan asam pantotenat 2 kali lipat. Vitamin ini tidak diproduksi oleh kapang tempe, tetapi oleh bakteri kontaminan seperti Klebsiella pneumoniaedan Citrobacter freundii.

Kadar vitamin B12 dalam tempe berkisar antara 1,5 sampai 6,3 mikrogram per 100 gram tempe kering. Jumlah ini telah dapat mencukupi kebutuhan vitamin B12 seseorang per hari. Dengan adanya vitamin B12 pada tempe, paravegetarian tidak perlu merasa khawatir akan kekurangan vitamin B12, sepanjang mereka melibatkan tempe dalam menu hariannya.

3. Mineral

Tempe mengandung mineral makro dan mikro dalam jumlah yang cukup. Jumlah mineral besi, tembaga, dan zinkberturut-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. Antioksidan

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.

Penuaan (aging) dapat dihambat bila dalam makanan yang dikonsumsi sehari-hari mengandung antioksidan yang cukup. Karena tempe merupakan sumber antioksidan yang baik, konsumsinya dalam jumlah cukup secara teratur dapat mencegah terjadinya proses penuaan dini.

Penelitian yang dilakukan di Universitas North Carolina, Amerika Serikat, menemukan bahwa genestein danfitoestrogen yang terdapat pada tempe ternyata dapat mencegah kanker prostat dan payudara.

KHASIAT TEMPE

Tempe berpotensi untuk digunakan melawan radikal bebas, sehingga dapat menghambat proses penuaan dan mencegah terjadinya penyakit degeneratif (aterosklerosis, jantung koroner, diabetes melitus, kanker, dan lain-lain). Selain itu tempe juga mengandung zat antibakteri penyebab diare, penurun kolesterol darah, pencegah penyakit jantung, hipertensi, dan lain-lain.

Komposisi gizi tempe baik kadar protein, lemak, dan karbohidratnya tidak banyak berubah dibandingkan dengankedelai. Namun, karena adanya enzim pencernaan yang dihasilkan oleh kapang tempe, maka protein, lemak, dan karbohidrat pada tempe menjadi lebih mudah dicerna di dalam tubuh dibandingkan yang terdapat dalam kedelai. Oleh karena itu, tempe sangat baik untuk diberikan kepada segala kelompok umur (dari bayi hingga lansia), sehingga bisa disebut sebagai makanan semua umur.

Dibandingkan dengan kedelai, terjadi beberapa hal yang menguntungkan pada tempe. Secara kimiawi hal ini bisa dilihat dari meningkatnya kadar padatan terlarut, nitrogen terlarut, asam amino bebas, asam lemak bebas, nilai cerna, nilai efisiensi protein, serta skor proteinnya.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa zat gizi tempe lebih mudah dicerna, diserap, dan dimanfaatkan tubuh dibandingkan dengan yang ada dalam kedelai. Ini telah dibuktikan pada bayi dan anak balita penderita gizi buruk dan diare kronis.

Dengan pemberian tempe, pertumbuhan berat badan penderita gizi buruk akan meningkat dan diare menjadi sembuh dalam waktu singkat. Pengolahan kedelai menjadi tempe akan menurunkan kadar raffinosa dan stakiosa, yaitu suatu senyawa penyebab timbulnya gejala flatulensi (kembung perut).

CARA PEMBUATAN TEMPE KEDELAI

1. Biji kedelai yang telah dipilih/dibersihkan dari kotoran, dicuci dengan air yang bersih selama 1 jam.
2. Setelah bersih, kedelai direbus dalam air selama 2 jam.
3. Kedelai kemudian direndam 12 jam dalam air panas/hangat bekas air perebusan supaya kedelai mengembang.
4. Berikutnya, kedelai direndam dalam air dingin selama 12 jam.
5. Setelah 24 jam direndam seperti pada butir 3 dan butir 4 di atas, kedelai dicuci dan dikuliti (dikupas).
6. Setelah dikupas, kedelai direbus untuk membunuh bakteri yang kemungkinan tumbuh selama perendaman.
7. Kedelai diambil dari dandang, diletakkan di atas tampah dan diratakan tipis-tipis. Selanjutnya, kedelai dibiarkan dingin sampai permukaan keping kedelai kering dan airnya menetes habis.
8. Sesudah itu, kedelai dicampur dengan laru (ragi 2%) guna mempercepat/merangsang pertumbuhan jamur. Proses mencampur kedelai dengan ragi memakan waktu sekitar 20 menit. Tahap peragian (fermentasi) adalah tahap penentu keberhasilan dalam membuat tempe kedelai.
9. Bila campuran bahan fermentasi kedelai sudah rata, campuran tersebut dicetak pada loyang atau cetakan kayu dengan lapisan plastik atau daun yang akhirnya dipakai sebagai pembungkus. Sebelumnya, plastik dilobangi/ditusuk-tusuk. Maksudnya ialah untuk memberi udara supaya jamur yang tumbuh berwarna putih. Proses percetakan/pembungkus memakan waktu 3 jam. Daun yang biasanya buat pembungkus adalah daun pisang atau daun jati. Ada yang berpendapat bahwa rasa tempe yang dibungkus plastik menjadi “aneh” dan tempe lebih mudah busuk (dibandingkan dengan tempe yang dibungkus daun).
10. Campuran kedelai yang telah dicetak dan diratakan permukaannya dihamparkan di atas rak dan kemudian ditutup selama 24 jam.
11. Setelah 24 jam, tutup dibuka dan campuran kedelai didinginkan/diangin-anginkan selama 24 jam lagi. Setelah itu, campuran kedelai telah menjadi tempe siap jual.
12. Supaya tahan lama, tempe yang misalnya akan menjadi produk ekspor dapat dibekukan dan dikirim ke luar negeri di dalam peti kemas pendingin.

TEMPE NON KEDELAI

v     Tempe dari Biji Saga Pohon

Salah satu tanaman alternatif yang dapat digunakan dalam pembuatan tempe adalah tanaman Saga pohon (Adenanthera pavonina). Tanaman tersebut merupakan pohon tahunan asli Asia Tenggara, India, dan Cina Selatan (Ria tan, 2001). Saga pohon (Adenanthera pavonina) berbeda dengan Saga rambat (Abrus precatorius) yang mengandung racun. Saga pohon memiliki biji yang lebih besar berwarna merah terang, dengan batang pohon yang tinggi, dan daun yang lebih kecil.

Saga pohon mampu memproduksi biji kaya protein serta memiliki ongkos produksi yang murah. Hal tersebut karena penanaman Saga pohon tidak memerlukan lahan khusus karena bisa tumbuh di lahan kritis, tidak perlu dipupuk atau perawatan intensif. Selain itu, hama dan gulmanya minim sehingga tidak memerlukan pestisida, jadi bersifat ramah lingkungan karena dapat ditanam bersama tumbuhan lainnya. Kandungan protein yang terdapat pada biji Saga pohon tersebut juga lebh besar bila dibandingkan dengan kedelai dan beberapa tanaman komersil lainnya.

Biji Saga pohon

Di dalam biji Saga pohon terkandung sejumlah protein, yaitu (2,44 g/100g), lemak (17,99 g/100 g), dan mineral, diambil dari perbandingan kebiasaan masyarakat mengkonsumsi makanan pokok. Mengandung gula yang rendah (8,2 g/100 g), tajin (41,95 g/100 g), dan zat penyusun lainnya adalah karbohidrat (Pasific Island Ecosistems at Risk).

Kandungan anti nutrisi yaitu methionine dan cystine, yang merupakan jenis asam amino yang terdapat dalam tingkat yang rendah. Sedangkan total asam yang mengandung lemak, yaitu asam linoceic dan oleic mengandung 70,7 %.

Jumlah asam lemak bebas yang terkandung pada Saga pohon relative tinggi terutama peroksida dan saponification yang terkandung senilai 29,6 mEqkg dan 164,1 mgKOHg, hal ini menunjukkan suatu kemiripan kandungan minyak pada makanan. Dapat disimpulkan bahwa biji Saga pohon menghadirkan suatu sumber potensi minyak dan protein yang bisa mengurangi kekurangan sumber protein nabati. (Sumber: Pasific Island Ecosistems at Risk).

Tempe Saga yang terbentuk

Kelebihan tempe Saga dibandingkan tempe dari kedelai, yaitu:

a.           Tempe dari biji Saga pohon lebih lembut daripada tempe dari kedelai.

b.          Tempe Saga tidak cepat menjadi tempe busuk dan dapat disimpan selama 2 minggu di dalam lemari es.

c.           Daya tahan biji Saga pohon jauh lebih kuat dan tahan lama dari biji kedelai karena biji Saga pohon dilindungi oleh kulit yang keras dan kedap air.

v     Tempe berbahan dasar legume

Tempe berbahan dasar legume mencakup tempe kacang kedelai, tempe koro benguk (dari biji koro benguk, Mucuna pruriens L.D.C. var. utilis, berasal dari sekitar Waduk Kedung Ombo), tempe gude (dari kacang gude, Cajanus cajan), tempe gembus (dari ampas kacang gude pada pembuatan pati, populer di Lombok dan Bali bagian timur), tempe kacang hijau (dari kacang hijau, terkenal di daerah Yogyakarta), tempe kacang kecipir (dari kacang kecipir,Psophocarpus tetragnolobus), tempe koro pedang (dari Canavalia ensiformis), tempe lupin (dari lupin, Lupinus angustifolius), tempe kacang merah (dari kacang merah, Phaseolus vulgaris), tempe kacang tunggak (dari kacang tunggak, Vigna unguiculata), tempe kara wedus (dari Lablab purpures), tempe kara (dari kara kratok, Phaseolus lunatus, banyak ditemukan di Amerika Utara), dan tempe menjes (dari kacang tanah dan kelapa, terkenal di sekitarMalang).

v     Tempe berbahan dasar non-legume

 Tempe berbahan dasar non-legume mencakup tempe mungur (dari biji mungur, Enterolobium samon), tempe bongkrek (dari bungkil kapuk atau ampas kelapa, terkenal di daerah Banyumas), tempe garbanzo (dari ampas kacang atau ampas kelapa, banyak ditemukan di Jawa Tengah), tempe biji karet (dari biji karet, ditemukan di daerahSragen, jarang digunakan untuk makanan), dan tempe jamur merang (dari jamur merang).

KONTAMINASI PADA TEMPE

Bakteri dan ragi sudah lama diduga ikut serta dalam fermentasi tempe. Terikatnya mikroorganisme tersebut dapat terjadi selama proses pengolahan, terutama sesudah perebusan menjelang inokulasi, karena semula diduga bahwa perebusan mematikan semua bakteri yang tumbuh selama perendaman. Kontaminasi tersebut dapat berasal dan peralatan dan bahan pembungkus, dan luar atau ditularkan oleh para pekerja. Disamping itu bakteri dan ragi dapat pula mencemari tempe selama pemasaran (tanpa ikut serta dalam proses fermentasi).

Keikutsertaan bakteri dalam proses pembuatan tempe memang tidak dapat dihindari meskipun tempe dibuat secara higienis dalam laboratorium dan dengan menggunakan inokulum kultur murni, kontaminasi akan selalu terjadi oleh spora bakteri yang berasal dari kedelai. Karena dengan pertimbangan bahwa pemanasan bertekanan atau pada suhu tinggi dalam waktu yang lama selama perebusan akan merusak tekstur kedelai, spora bakteri dan kedelai tidak akan mati. Spora ini akan tumbuh dan berbiak selama proses fermentasi oleh jamur tempe.

Penelitian baru menunjukkan bahwa bakteri kontaminan dalam fermentasi tempe bukan hanya oleh bakteri berspora. Dijumpai pula bakteri asam laktat dan Enterobactericeae berasal dari kontaminan kedelai yang tumbuh dan berbiak selama perendaman dan tidak terbunuh akibat perebusan kedelai selama 30 menit mendidih. Diduga berbagai senyawa yang terekstrak dari biji kedelai, kemudian larut dan terdispersi dalam air rebusan melindungi bakteri kontaminan dan kematian akibat perebusan.