KHAMIR DAN MANFAATNYA

 

A.    Latar Belakang

Cendawan selain merugikan karena menimbulkan penyakit seperti aspergilosis dan aflatoksikosis, banyak pula yang tergolong menguntungkan dan dipakai untuk kepentingan manusia misalnya kapang sebagai kontrol biologi cacing dan ragi khamir sebagai probiotik dan imunostimulan. Pemakaian ragi sebagai salah satu bahan utama pembuatan roti dan kue sudah sejak lama dipakai pada zaman Mesir kuno, yang belakangan ini diketahui sebagai khamir Saccharomyces cerevisiae. Bersamaan dengan kemajuan zaman pada abad ke-18, pembuatan bir dilakukan pula dengan menggunakan khamir genus Saccharomyces spp., sebagai biostater. Di Indonesia S. cerevisiae sebagai khamir telah dimanfaatkan oleh masyarakat untuk keperluan pembuatan roti, dan tape singkong. Pada saat ini khamir paling banyak digunakan untuk keperluan berbagai industri dalam proses produksi minuman beralkohol, biomasa, ekstrak untuk keperluan industri kimia, senyawa beraroma dan produksi protein rekombinan untuk menunjang kegiatan bioteknologi khususnya bidang molekuler biologi. Peranan khamir dalam bidang biologi molekuler adalah sebagai mikroba eukariot uniseluler yang mempunyai kemampuan untuk disisipkan dengan gen mikroba lain. Untuk mencapai produk yang diinginkan harus melalui proses teknologi tinggi dan modern, biayanya relatif mahal namun produk yang dihasilkan bermutu tinggi, sehingga jika diperhitungkan secara ekonomi lebih menguntungkan.

B.  Karakteristik dan Morfologi Khamir

Khamir (yeast) adalah salah satu mikroorganisme yang termasuk dalam golongan fungi yang dibedakan bentuknya dari kapang (mould) karena berbentuk uniseluler. Perkembangbiakan khamir ada dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Secara aseksual yaitu sengan pembentukan spora aseksual, tunas (kuncup) dan ada yang membelah diri. Bentuk dan jumlah spora seksual sangat spesifik untuk masing-masing jenis khamir, sehingga didalam identifikasi khamir bentuk dan jumlah spora merupakan salah satu penentu jenis khamir. Perkembangbiakan secara seksual pada khamir terjadi dengan difusi sel (persatuan antara dua sel) yang akhirnya dihasilkan askospora.

Sebagai sel tunggal khamir tumbuh dan berkembang biak lebih cepat dibanding dengan kapang yang tumbuh dengan pembentukan filamen. Khamir sangat mudah dibedakan dengan mikroorganisme yang lain misalnya dengan bakteri, khamir mempunyai ukuran sel yang lebih besar dan morfologi yang berbeda. Sedangkan dengan protozoa, khamir mempunyai dinding sel yang lebih kuat serta tidak melakukan fotosintesis bila dibandingkan dengan ganggang atau algae. Dibandingkan dengan kapang dalam pemecahan bahan komponen kimia khamir lebih efektif memecahnya dan lebih luas permukaan serta volume hasilnya lebih banyak.

Khamir dapat dibedakan atas dua kelompok berdasarkan sifat metabolismenya yaitu bersifat fermentatif dan oksidatif. Jenis fermentatif dapat melakukan fermentasi alkohol yaitu memecah gula (glukosa) menjadi alkohol dan gas contohnya pada produk roti. Sedangkan oksidatif (respirasi) maka akan menghasilkan CO₂ dan H₂O. Keduanya bagi khamir dipergunakan untuk energi walaupun energi yang dihasilkan melalui respirasi lebih tinggi dari yang melalui fermentasi.

Dibandingkan dengan bakteri, khamir dapat tumbuh dalam larutan yang pekat misalnya larutan gula atau garam lebih juga menyukai suasana asam dan lebih bersifat menyukai adanya oksigen. Khamir juga tidak mati oleh adanya antibiotik dan beberapa khamir mempunyai sifat antimikroba sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri dan kapang. Adanya sifat-sifat yang tahan pada lingkungan yang stress (garam, asam dan gula) maka dalam persaingannya dengan mikroba lain khamir lebih bisa hidup normal.

C.  Perbedaan Khamir dan Ragi

Khamir adalah mikroorganisme uniseluler yang masuk ke dalam kingdom fungi. Sedangkan ragi (starter) merupakan inokulum yang ditambahkan ke dalam suatu substrat sehingga substrat tersebut akan berubah atau mengalami fermentasi. Dapat kita contohkan pada tape dan tempe yang mengandung lebih dari satu jenis mikroorganisme, baik khamir (Saccharomycopsis fibuligera, Saccharomycopsis malanga, Pichia burtonii, Sacharomyces cerevisiae, dan Candida utilis), kapang (Amylomyces rouxii, Mucor sp) dan bakteri (Pediococcus sp dan Bacillus sp). Jadi, dapat disimpulkan bahwa ragi ini mengandung lebih dari satu jenis mikroorganisme didalamnya termasuk khamir, kapang dan juga bakteri. 

D. Jenis-Jenis Khamir

a.    Kelompok khamir sejati (True yeasts)

Kelompok khamir sejati pada dasarnya termasuk kedalam kelas Ascomycetes, dengan ciri memiliki spora. Termasuk kedalam kelompok ini adalah berbagai spesies Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Zygosaccharomyces, Pichia, Hansenula, Debaryomyces dan Hanseniaspora. Sedangkan pada kelompok jenis khamir sejati ini spesies yang umum digunakan dalam industri adalah Saccharomyces cerevisiae yaitu untuk pembuatan roti, minuman beralkohol, glyserol dan enzim invertase.

b.    Kelompok khamir yang liar (wild yeast)

Kelompok khamir ini tidak mempunyai spora. Khamir liar ini pertumbuhannya dalam suatu proses fermentasi terkadang ada yang diharapkan ada juga yang tidak diharapkan. Termasuk dalam kelompok yeast ini adalah Candida, Torulopsis,  Brettanomyces, Rhodotorula, Trichosporon dan Kloeckera.

E. Sejarah Penggunaan Khamir dalam Makanan

Khamir (yeast) merupakan jasad renik (mikroorganisme) yang pertama yang digunakan manusia dalam industri pangan. 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 khamir secara murni. Dengan kemampuan ini mulailah dilakukan produksi khamir secara komersial untuk keperluan pembuatan roti. Jenis yang dikembangkan adalah Saccharomyces cerevisiae yang disebut dengan Baker’s yeasts.

Sejak saat itu, perusahan roti, minuman dan para ahli mulai berupaya untuk memproduksi strain murni yeast yang tepat untuk keperluan industri yang disesuaikan dengan rasa dan keperluan kualitas serta karateristik lainnya. Sedangkan di Indonesia yang dikenal dengan ragi untuk tape sebenarnya ada yang tidak murni dari jenis yeast saja akan tetapi dicampur dengan jenis bakteri dimana disesuaikan dengan kebutuhan produk yang akan dihasilkannya.

F. Manfaat Khamir dalam Produk Pangan

Dengan memperhatikan aktivitas khamir yang sangat reaktif dan beragam terhadap bahan makanan, maka dapat dikatakan khamir mempunyai potensi yang besar selain sebagai agen fermentasi, dapat memberi perubahan yang sangat signifikan baik dalam rasa, aroma maupun tekstur dari pangan tersebut. Seperti kita lihat selain pada pembuatan roti dan minuman yang beraroma alkohol, atau dari sayur dan buah fermentasi secara umum pemanfaatan khamir dalam mengembangkan produk pangan dapat diketahui seperti di bawah ini :

a.       Susu dan produk olahannya

Produk	Spesies Khamir
Susu segar, pasteurisasi	Rhodotorula spp., Candida famata, C. diffluens, C. curvata, Kluyveromyces marxianus, Cryptococcus flavus.
Mentega	Rhodotorula rubra, R. glutinis, Candida famata, C. diffluens, C. lipolytica, Cryptococcus laurentii.
Yogurt	Kluyveromyces marxianus, Candida famata, Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae, Hansenula anomala.
Keju Cottage dan segar	Kluyveromyces marxianus, C. lipolytica, Candida famata dan Candida yang lain, Debaryomyces hansenii, Cryptococcus laurentii, Sporobolmyces roseus.
Keju lunak dimatangkan dengan jamur (mold)	Kluyveromyces marxianus, Candida famata, Candida lipolytica, Pichia membranafaciens, P. fermentans, Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae, Zigosaccharomyces rouxii.

b.      Daging dan produk olahannya

Produk	Spesies Khamir
Daging segar merah dan unggas	Candida spp., Rhodotorula spp., Debaryomyces spp., Trichosporon (jarang diteliti).
Daging Domba beku	Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides, Trichosporon pullulans.
Daging kalkun beku	Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides.
Daging potong atau cincang	Candida lipolytica, C. zeylanoides, C. lambica, C. sake, Cryptococcus laurentii, Debaryomyces hansenii, Pichia membranaefaciens.
Daging yang diolah (sosis, ham)	Debaryomyces hansenii, Candida spp., Rhodotorula spp.

G. Manfaat Khamir dalam Bidang Pertanian

Pada penelitian yang dilakukan oleh Ahmad, diketahui bahwa khamir Saccharomyces cerevisiae dipakai untuk meningkatkan kesehatan ternak yaitu sebagai probiotik dan imunostimulan dalam bentuk feed additive. Ternak yang dapat mengkonsumsi S. Cerevisiae adalah golongan ikan, ruminansia dan unggas. Keuntungan penggunaan S. Cerevisiae sebagai probiotik adalah tidak membunuh mikroba bahkan menambah jumlah mikroba yang menguntungkan, berbeda dengan antibiotika dapat membunuh mikroba yang merugikan maupun menguntungkan tubuh, dan mempunyai efek resistensi. Demikian pula dengan penggunaan S. cerevisiae sebagai bahan imunostimulan. Imunostimulan berfungsi untuk meningkatkan kesehatan tubuh dengan cara meningkatkan sistem pertahanan terhadap penyakitpenyakit yang disebabkan bakteri, cendawan, virus dan lainnya, sedangkan penggunaan antibiotika hanya membunuh bakteri (Ahmad, 2005: 49-50).

Pada penelitian yang dilakukan oleh Sugoro, diketahui bahwa suplementasi kultur khamir pada pakan dapat meningkatkan produksi susu pada sapi dengan komposisi protein dan laktosa yang lebih tinggi. Selain dapat meningkatkan produksi susu, dapat pula meningkatkan bobot badan pada sapi potong, menstimulasi nafsu makan, meningkatkan populasi mikroba menguntungkan, dan meningkatkan kecernaan serat. Suplementasi khamir pun dapat menstabilkan pH rumen, meningkatkan produksi dan regulasi enzim pencernaan, produksi vitamin B untuk meningkatkan kecernaan dan nutrisi, menekan pertumbuhan bakteri patogen, menekan produksi ammonia, menonaktifkan toksin, dan menghasilkan faktor pertumbuhan untuk bakteri pendegradasi serat, sehingga dapat meningkatkan produksi ternak ruminansia (Sugoro, : 254).

H.   Manfaat Khamir dalam Bidang Pertanian

Mikroba  yang  bersifat  menguntungkan bagi  tanaman,  termasuk  sebagai  agensia pengendali   hayati  atau  agensia  penginduksi ketahanan,  hidup  di  daerah  sekitar  daun (fillosfer),  buah  (frutosfer),   dan  perakaran (rizosfer),  dimana  terdapat  eksudat yang dikeluarkan  tanaman  sebagai  nutrisi bagi  mikroba.Saat  ini,  mikroba  bermanfaat dalam meningkatkan  ketahanan/kesehatan tanaman yang banyak diteliti adalah kelompok khamir fruktoplan (yeast and yeast like fungi) sebagai penghambat perkembangan patogen yang menyerang bagian buah tanaman atau sebagai  bioprotektan. Beberapa khamir fruktoplan merupakan  agensia pengendali  hayati  yang  potensial  dapat menekan  patogen  penyebab penyakit yang menyerang buah di lapang. Khamir fruktoplan tersebut  diantaranya adalah khamir merah Rhodotorula sp., khamir putih Debaryomyces sp, dan khamir hitam Schizosacchaormyces sp (Indratmi, 2012: 14-15).

I.    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 - 30^oC dan suhu maksimum 35 - 47^oC. Beberapa khamir dapat tumbuh pada suhu 0^oC 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 60^oC. 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, selai 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.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, R. dan Mitcheel. 2003. Biologi. Erlangga: Jakarta.

Fardiaz, S. 1989. Mikrobiologi Pangan. Bogor: IPB Press.

Jay, J. 2006.  Modern Food Microbiology 6^th Edition. Maryland: Aspen Publisher.

Sugoro, I. Pemanfaatan Probiotik Khamir untuk Peningkatan Produksi Ternak Ruminansia. Iptek Nuklir: Bunga Rampai Presentasi Ilmiah Jabatan Peneliti, ISSN: 2087-8079: 253- 314. Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi: Jakarta.

Ahmad, R. Z. 2005. Pemanfaatan Khamir Saccharomyces cerevisiae untuk Ternak. Wartazoa, 15 (1): 49-55.

Indratmi, D. 2012. Pengembangan Teknologi Produksi Khamir Rhodotorula Sp. Sebagai  Agensia Pengendali Hayati Penyakit Antraknosa pada Cabai. Jurnal Gamma, 7 (2): 14-22.