A. Pengertian Yeast Yeast (Khamir) adalah salah satu mikroorganisme yang termasuk dalam golongan fungi yang dibedakan bentuknya dari mould (kapang) karena berbentuk uniseluler. Sebagai sel tunggal, khamir tumbuh dan berkembang biak lebih cepat dibandingkan dengan kapang yang tumbuh dengan pembentukan filamen. Khamir juga lebih efektif dalam memecah komponen kimia, karena khamir mempunyai perbandingan luas permukaan dengan volume yang lebih besar. Yeast dapat diklasifikasikan berdasarkan pada karakteristik morfologinya namun demikian sifat fisiologi juga dipentingkan bagi para ahli mikrobiologi pangan. Beberapa khamir tidak membentuk spora dan digolongkan ke dalam fungi Imperfekti, dan yang lainnya membentuk spora seksual sehingga digolongkan ke dalam Ascomycetes dan Basidiomycetes.
B. Morfologi Yeast Karakteristik morfologi morfologi Yeast dideterminasi menggunakan uji mikroskopis :
1. Bentuk dan Struktur
Sel khamir mempunyai ukuran yang bervariasi,. Bentuk sel khamir bermacammacam, yaitu bulat, oval, silinder, ogival yaitu bulat panjang dengan salah satu ujung runcing, segitiga melengkung (triangular), berbentuk botol, bentuk spikulat atau lemon, dan membentuk pseucomiselium.
Struktur yang dapat diamati meliputi dinding sel, sitoplasma, vakuola air, globula lemak dan granula. Dalam kultur yang sama, ukuran dan bentuk sel khamir mungkin berbeda karena pengaruh umur sel dan lingkungan selama pertumbuhan. Sel yang muda mungkin berbeda bentuk dari yang tua karena adanya proses ontogeny, yaitu perkembangan individu sel. Sel vegetatif yang berbentuk spikulat atau lemon merupakan karakteristik grup khamir yang ditemukan pada tahap awal fermentasi alami buah-buahan dan bahan lain yang mengandung gula, misalnya Hanseniaspora dan Kloeckera. Bentuk ogival adalah bentuk memanjang di mana salah satu ujungnya bulat dan ujung yang lainnya runcing. Bentuk
ini
merupakan
karakteristik
dan
khamir
yang
disebut Bret-
tanomyces. Khamir yang berbentuk bulat misalnya Debaryomyces, berbentuk oval misalnya Saccharomyces, dan yang berbentuk triangular misalnya Trugonopsis. Khamir tidak mempunyai flagela atau organ lain untuk bergerak. 2. Reproduksi
Kebanyakan yeast melakukan reproduksi secara aseksual dengan mitosis, dan dengan pembelahan sel asimetris yang disebut budding.
Reproduksi secara seksual menghasilkan askospora melalui konjugasi dua sel atau konjugasi dua askospora yang menghasilkan sel anakan kecil. Jumlah spora dalam askus bervariasi tergantung macam yeastnya. Selain itu, Yeast sangat mudah dibedakan dengan mikroorganisme yang lain misalnya dengan bakteri, yeast mempunyai ukuran sel yang lebih besar dan morfologi yang berbeda. Sedangkan dengan protozoa, yeast mempunyai dinding sel yang lebih kuat serta tidak
melakukan
photosintesis
bila
dibandingkan
dengan
ganggang
atau
algae.
Dibandingkan dengan kapang dalam pemecahan bahan komponen kimia yeast lebih efektif memecahnya dan lebih luas permukaan serta volume hasilnya lebih banyak. Yeast dapat dibedakan atas dua kelompok berdasarkan sifat metabolismenya yaitu bersifat fermentatif, oksidatif ataupun keduanya. Yeast yang oksidatif dapat tumbuh dengan membentuk lapisan film pada permukaan medium cair sedangkan yang fermentatif biasanya tumbuh dalam cairan medium. Jenis fermentatif dapat melakukan fermentasi alkohol yaitu memecah gula (glukosa) menjadi alkohol dan gas contohnya pada produk roti. Sedangkan oksidatif (respirasi) maka akan menghasilkan carbon dioksida dan air. Keduanya bagi yeast adalah dipergunakan untuk energi walaupun energi yang dihasilkan melalui respirasi lebih tinggi dari yang melalui fermentasi. C. Fisiologi Yeast
Pertumbuhan yeast pada media bahan pangan sangat tergantung pada sifat fisiologisnya. Meskipun berbagai spesies khamir berbeda-beda dalam sifat fisologinya, tetapi khamir yang penting dalam industri pada umumnya mempunyai sifat-sifat fisiologi yang umum. Kebanyakan khamir tumbuh paling baik pada kondisi dengan persediaan air cukup. Tetapi karena khamir dapat tumbuh pada medium dengan konsentrasi solut (gula atau garam) lebih tinggi daripada bakteri, dapat disimpulkan bahwa khamir membutuhkan air untuk pertumbuhan lebih kecil dibandingkan kebanyakan bakteri. Masing-masing khamir mempunyai batas aktivitas air minimal dan kisaran aktivitas air untuk pertumbuhan berbeda-beda, yaitu dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti kandungan nutrien substrat, pH, suhu, tersedianya oksigen, ada tidaknya senyawa penghambat, dan sebagainya.
Kisaran suhu untuk pertumbuhan kebanyakan yaitu dengan suhu optimum 2530 0C dan suhu maksimum 35-47oC. Beberapa khamir dapat tumbuh pada suhu 0 oC atau kurang. Kebanyakan khamir lebih menyukai tumbuh pada keadaan asam, yaitu pada pH 44,5. Khamir tumbuh baik pada kondisi aerobik, tetapi yang bersifat fermentasi dapat tumbuh secara anaerobik meskipun lambat. Dibandingkan dengan bakteri, yeast dapat tumbuh dalam larutan yang pekat misalnya larutan gula atau garam lebih juga menyukai suasana asam dan lebih bersifat menyukai adanya oksigen (Steinkraus 1977). Yeast juga tidak mati oleh adanya antibiotik dan beberapa yeast mempunyai sifat antimikroba sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri dan mould. Adanya sifat-sifat yang tahan pada lingkungan yang stress (garam, asam dan gula) maka dalam persaingannya dengan mikroba lain yeast lebih bisa hidup normal (Brown 1990). Oleh karena itu pertumbuhan yeast yang liar sebagai kontaminan perlu diwaspadai dan dikontrol secara ketat sehingga produk-produk fermentasi yang dihasilkan tidak makin menjadi rusak.
D. Klasifikasi Khamir 1. Kelompok Khamir Sejati (True Yeasts)
Kelompok yeast sejati pada dasarnya termasuk kedalam kelas Ascomycetes, dengan ciri memiliki spora. Termasuk kedalam kelom pok ini adalah berbagai spesies:
Saccharomyces;
merupakan
khamir
yang
mempunyai
bentuk
sel
bervariasi, mulai dari bulat, oval, atau memanjang. Saccharomyces merupakan genus khamir paling penting dan mempunyai kelopok heterogenof.
Contoh:
Saccharomyces
pengembangan roti dan fermemntasi untuk produksi alkhohol, khamir ini juga dapat emnyebakan kerusakan pangan, produksi alcohol dan CO2.
cerevisae digunaka
dalam
Schizosaccharomyces. Contohnya Schizosaccharomyces pombe
Zygosaccharomyces;
merupakan
khamir
yang
menyebakan kerusakan pangan seperti saos, kecap, acar,
mustard,
dan
mayones,
khusunya
yang
mengandung sedikit asam,garam, dan gula. Contoh: Zygosaccharomyces bailii, Zygosaccharomyces rouxii (gambar)
Pichia; mempunyai bentuk sel bervariasi mulai dari oval hingga silindris. Dan menyebabkan kerusakan pada minuman bir, wine, dan air garam. Beberapa Phicia juga digunakan dalam fermentasi pangan. Contohnya:
Pichia
membranaefaciens,
fermentans (gambar)
Hansenula. Contohnya Hansenula anomala
Phicia
Debaryomyces. Contohnya Debaryomyces hansenii
Hanseniaspora uvarum
Sedangkan pada kelompok jenis yeast sejati ini spesies yang umum digunakan dalam industri adalah Saccharomyces cerevisiae yaitu untuk pembuatan roti, minuman beralkohol, glyserol dan enzim invertase. 2. Kelompok Yeast Liar (Wild Yeast )
Kelompok yeast ini tidak mempunyai spora. Yeast liar ini pertumbuhannya terkadang diharapkan dan ada yang tidak diharapkan dalam suatu fermentasi. Termasuk dalam kelompok yeast ini adalah:
Candida, merupakan khamir yang dapat menyebabkan ransiditas pada mentega dan produk susu lainnya. Banyak spesies Candida yang dapat
menyebabkan kerusakan pada pangan. Contohnya: Candida lipolyticum, Candida intermedia (gambar)
Torulopsis, merupakan khamir yang mempunyai sel berbentuk bult atau oval. Torulopsis versatilis dapat menyebabkan kerusakan susu kerena dapat memfermentasi laktosa. Khamir ini juga dapat menyebabkan k erusakan pada jus buah dan pangan asam.
Brettanomyces. Contohnya: Brettanomyces bruxellensis
Rhodotorula, merupakan khamir pembentuk pigmen dan menyebabkan warna yang tidak dikehend aki pada pangan seperti daging dan ikan. Contohnya : Rhodotorula glutinis.
Trichosporon. Contohnya Trichosporon asahii.
Kloeckera. Contohnya Kloeckera apiculata
. E. Kerusakan oleh khamir
Khamir mempunyai kisaran pH pertumbuhan 1.5 - 8.5. Namun kebanyakan khamir lebih cocok tumbuh pada kondisi asam, yaitu pada pH 4 - 4.5, sehingga kerusakan oleh khamir lebih mungkin terjadi pada produk-produk asam. Suhu lingkungan yang optimum untuk pertumbuhan khamir adalah 25-30oC dan suhu maksimum 35-47oC. Beberapa khamir dapat tumbuh pada suhu 0oC atau lebih rendah. Khamir tumbuh baik pada kondisi aerobik, tetapi khamir fermentatif dapat tumbuh secara anaerobik meskipun lambat. Khamir hanya sedikit resisten terhadap pemanasan, dimana kebanyakan khamir dapat terbunuh pada suhu 60oC. Jika makanan kaleng busuk karena pertumbuhan khamir, maka dapat diduga pemanasan makanan tersebut tidak cukup atau kaleng telah bocor. Pada umumnya kebusukan karena khamir disertai dengan pembentukan alkohol dan gas CO2 yang menyebabkan kaleng menjadi kembung. Khamir dapat membusukkan buah kaleng, jam dan
jelly serta dapat menggembungkan kaleng karena produksi CO2. Seperti halnya kapang, khamir yang tumbuh pada makanan yang diolah dengan pemanasan tidak menyebabkan penyakit pada manusia. F. Penggunaan Khamir dalam Industri
1. Dalam bidang pangan
Dengan memperhatikan aktivitas yeast yang sangat reaktif dan beragam terhadap bahan makanan, maka dapat dikatakan yeast mempunyai potensi yang besar selain sebagai agen fermentasi, dapat memberi perubahan yang sangat signifikan baik dalam rasa, aroma maupun tekstur dari pangan tersebut. Orang-orang Mesir zaman dahulu telah menggunakan yeast dan proses fermentasi dalam memproduksi minuman beralkohol dan membuat roti pada lebih dari 5000 tahun yang lalu. Setelah ditemukannya mikroskop Louis Pasteur pada akhir tahun 1860 menyimpulkan bahwa yeast merupakan mikroba hidup yang bertindak sebagai agen dalam proses fermentasi dan digunakan sejak zaman dahulu untuk menaikan adonan roti. Tidak lama setelah penemuan tersebut, dilakukan upaya untuk mengisolasi yeast secara murni. Dengan kemampuan ini mulailah dilakukan produksi yeast secara komersial
untuk
keperluan
pembuatan
roti.
Jenis
yang
dikembangkan
adalah
Saccharomyces cerevisiae yang disebut dengan Bakers yeasts. Penggunaan khamir dalam industri terutama adalah dalam produksi alkohol dari sumber karbohidrat, misalnya pati dan molase, prinsip fermentasi ini digunakan dalam produksi alkohol, anggur, brem, minuman keras, dan sebagainya. Jika sebagai sumber karbohidrat digunakan pati, misalnya pati jagung, ubi kayu, beras, dan pati lain-lainnya, pati tersebut harus terlebih dahulu dihidrolisis menjadi gula-gula sederhana yaitu glukosa. Hidrolisis pati dapat dilakukan dengan beberapa cara, misalnya menggunakan enzim dari malt barlel atau kapang, atau dengan kombinasi asam dan pemanasan. Selain untuk memproduksi alkohol, khamir juga digunakan dalam industri lainnya misalnya dalam pembuatan roti untuk memproduksi gas karbon dioksida secara cepat
sehingga membuat lubang-lubang pada roti dan mengembangkan roti, pembuatan protein sel tunggal, dan pembuatan makanan-makanan tradisional seperti tape dan brem.
Secara umum pemanfaatan yeast dalam mengembangkan produk pangan dapat diketahui seperti di bawah ini : a)
Susu dan produk olahannya
Beberapa contoh produk yang dihasilkan oleh Khamir: Produk Susu segar, pasteurisasi
Mentega
Yeast spesies Rhodotorula spp., Candida famata, C. diffluens, C. curvata, Kluyveromyces marxianus, Cryptococcus flavus. Rhodotorula rubra, R. glutinis, Candida famata, C. diffluens, C. lipolytica, Cryptococcus laurentii. Kluyveromyces marxianus, Candida famata,
Yogurt
Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae, Hansenula anomala
Keju Cottage dan
Kluyveromyces marxianus, C. lipolytica, Candida
segar
famata dan Candida yang lain, Debaryomyces
hansenii, Cryptococcus laurentii, Sporobolmyces roseus. Keju lunak dimatangkan dengan jamur (mold)
b)
Kluyveromyces marxianus, Candida famata, Candida lipolytica, Pichia membranafaciens, P. fermentans, Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae, Zigosaccharomyces rouxii.
Daging dan produk olahannya
Produk Daging segar merah dan unggas
Yeast spesies Candida spp., Rhodotorula spp., Debaryomyces spp., Trichosporon (jarang diteliti).
Daging Domba
Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides,
beku
Trichosporon pullulans.
Daging kalkun beku
Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides. Candida lipolytica, C. zeylanoides, C.
Daging potong atau
lambica, C. sake, Cryptococcus laurentii,
cincang
Debaryomyces hansenii, Pichia membranaefaciens.
Daging yang diolah Debaryomyces hansenii, Candida spp., (sosis, ham)
Rhodotorula spp.
2. Dalam Bidang Non Pangan
Khamir merupakan salah satu mikroorganisme yang telah diproduksi secara komersial. Salah satu manfaat utama dari ragi atau khamir adalah pembentukan alkohol dari bahan baku karbohidrat. Selain dimanfaatkan dalam industri pangan seperti pembuatan minuman, roti dan bir, ragi juga dimanfaatkan dalam bidang nonpangan. Beberapa contoh khamir yang dimanfaatkan dalam bidang nonpangan antara lain:
a. Saccharomycopsis lipolityca digunakan untuk memproduksi protein mikroba dari produk minyak tanah b. Candida utilis digunakan untuk memproduksi Riboflavin dari limbah industri kertas.
3. Peranan Khamir dalam Industri Kimia
Penggunaan khamir dalam industri seperti pada fermentasi alkohol, industri biomassa dan bahan baku karbohidrat. Pada kondisi anaerob pada tumbuhan dan beberapa fungi terjadi penimbunan alkohol khususnya etanol. Penghasil alkohol (etanol) adalah ragi terutama dari Saccharomyces cerevisiae. Seperti halnya fungi, ragi bernafas aerob dalam lingkungan terisolasi dari udara, ragi akan meragikan karbohidrat menjadi etanol dan karbondioksida. Pada beberapa bakteri anaerob termasuk anaerob fakultatif pada peragian heksosa dan pentosa menghasilkan alkohol sebagai produk utama. Gay-lussac merumuskan proses pengubahan glukosa menjadi etanol dalam reaksi sebagai berikut: C6H12O6 Peragian Saccharomyces
2 CO2 + 2 C2H5OH dari
glukosa
menjadi
cerevisiae berlangsung
etanol melalui
dan alur
karbondioksida fruktosa
oleh
difosfat.
ragi
Piruvat
didekarboksilasi menjadi asetaldehid oleh piruvat dekarboksilase dengan bantuan tiamin pirofosfat. Asetaldehid oleh alkohol dehidrogenase direduksi dengan NADH2 menjadi etanol.
DAFTAR PUSTAKA
http://rizapm.blogspot.co.id/2015/04/khamir.html http://fungibasidiomycota.blogspot.co.id/p/summary.html http://artikeltop.xyz/ciri-ciri-jamur-basidiomycota.html http://www.biomagz.com/2015/12/jamur-basidiomycota-ciri-ciri.html http://www.sridianti.com/ciri-ciri-ascomycota.html http://rhanothari.blogspot.co.id/ https://id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces https://rindisulis.wordpress.com/goresan/fungsi-mikroorganisme-dalam-industri/ http://g-teknikkimia.blogspot.co.id/2013/04/dasar-bioproses-1-posted-on-april-13.html
