Protein Sel Tunggal

PROTEIN SEL TUNGGAL (Single Cell Protein = SCP)

adalah makanan berkadar protein tinggi, berasal dari mikroorganisme

Contoh: 1. Mikoprotein dari Fusarium
.............. Substrat: tepung gandum dan ketan

............2. Spirulina dan Chlorella

Kelebihan SCP:

1. Kadar protein lebih tinggi dari protein kedelai atau hewan
2. Pertumbuhan cepat

Gbr. Diagram umum proses/tahapan produksi SCP

Kulit ubi kayu yang diperoleh dari produk tanaman ubi kayu (Manihot esculenta Cranz atau Manihot utilissima Pohl) merupakan limbah utama pangan di negara-negara berkembang. Semakin luas areal tanaman ubi kayu diharapkan produksi umbi yang dihasilkan semakin tinggi yang pada gilirannya semakin tinggi pula limbah kulit yang dihasilkan. Setiap kilogram ubi kayu biasanya dapat menghasilkan 15 – 20 % kulit umbi. Kandungan pati kulit ubi kayu yang cukup tinggi, memungkinkan digunakan sebagai sumber energi bagi mikroorganisme. Ragi adalah suatu inokulum atau starter untuk melakukan fermentasi dalam pembuatan produk tertentu. Ragi ini dibuat dari tepung beras, yang dijadikan adonan ditambah ramuan-ramuan tertentu dan dicetak dengan diameter ± 2 – 3 cm, digunakan untuk membuat arak, tape ketan, tape ketela (peuyeum), dan brem di Indonesia. Secara tradisional bahan-bahan seperti laos, bawang putih, tebu kuning atau gula pasir, ubi kayu, jeruk nipis dicampur dengan tepung beras, lalu ditambah sedikit air sampai terbentuk adonan. Adonan ini kemudian didiamkan dalam suhu kamar selama 3 hari dalam keadaan terbuka, sehingga ditumbuhi khamir dan kapang secara alami. Setelah itu adonan yang telah ditumbuhi mikroba diperas untuk mengurangi airnya, dan dibuat bulatan-bulatan lalu dikeringkan.

Fermentasi mempunyai pengertian aplikasi metabolisme mikroba untuk mengubah bahan baku menjadi produk yang bernilai lebih tinggi, seperti asam-asam organik, protein sel tunggal, antibiotika dan biopolimer. Fermentasi merupakan proses yang relatif murah yang pada hakekatnya telah lama dilakukan oleh nenek moyang kita secara tradisional dengan produk-produknya yang sudah biasa dimakan orang sampai sekarang, seperti tempe, oncom, tape, dan lain-lain. Proses fermentasi dengan teknologi yang sesuai dapat menghasilkan produk protein. Protein mikroba sebagai sumber pangan untuk manusia mulai dikembangkan pada awal tahun 1900. Protein mikroba ini kemudian dikenal dengan sebutan Single Cell Protein (SCP) atau Protein Sel Tunggal. Menurut Tannembaum (1971), Protein Sel Tunggal adalah istilah yang digunakan untuk protein kasar atau murni yang berasal dari mikroorganisme, seperti bakteri, khamir, kapang, ganggang dan protozoa. Sebenarnya ada dua istilah yang digunakan untuk produk mikroba ini, yaitu PST (Protein Sel Tunggal) dan Microbial Biomass Product (MBP) atau Produk Biomassa Mikrobial (PBM). Bila mikroba yang digunakan tetap berada dan bercampur dengan masa substratnya maka seluruhnya dinamakan PBM. Bila mikrobanya dipisahkan dari substratnya maka hasil panennya merupakan PST.

Fermentasi dapat dilakukan dengan metode kultur permukaan dan kultur terendam sub merged. Kultur permukaan yang menggunakan substrat padat atau semi padat banyak digunakan untuk memproduksi berbagai jenis asam organik dan enzim. Fermentasi padat dengan substrat kulit umbi ubi kayu dilakukan untuk meningkatkan kandungan protein dan mengurangi masalah limbah pertanian. Produk fermentasi selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan atau suplemen produk pangan atau pakan.

Proses fermentasi ini selain untuk meningkatkan nilai gizi kulit ubi kayu juga untuk meningkatkan pendapatan masyarakat. Lebih jauh lagi produk fermentasi dapat dijadikan bahan pangan untuk mengatasi masalah kekurangan gizi.

Proses Pembuatan

1. Kulit umbi ubi kayu dibersihkan dan dicuci kemudian dirajang persegi, dan segera digunakan sebagai substrat pada proses fermentasi.

2. Kulit umbi ubi kayu yang telah siap untuk digunakan sebagai substrat, ditimbang sebanyak 100g dan dimasukkan ke dalam wadah plastik (fermentor) secara aseptis.

3. Proses fermentasi dibuat secara aerob, dan diinkubasi pada suhu ruang selama 8 hari.

Ragi tape yang digunakan sebagai inokulum mengandung jumlah total mikroba sebanyak 1,6 x 107 CFU/gram. Adapun isolat-isolat yang diperoleh dari ragi tersebut terdiri atas 4 macam isolat mikroba, yaitu dua isolat kapang dari genus Rhizopus dan dua isolat khamir yaitu satu dari genus Saccharomyces dan satu dari genus Schizosaccharomyces.

Sesuai dengan kandungan mikroba yang terdapat pada ragi tersebut, maka peranan mikroorganisme dalam proses fermentasi dibagi menjadi dua berdasarkan tahap fermentasi. Selama proses fermentasi kapang akan mengubah pati menjadi gula sederhana dan khamir akan mengubah gula menjadi alkohol dan senyawa lain. Kapang menghasilkan enzim-enzim α-amilase, β-amilase dan glukoamilase, sedangkan khamir akan menghasilkan enzim invertase, zimase, karboksilase, maltase, melibiose, heksokinase, L-laktase, dehidrogenase, glukose-6-fosfat dehidrogenase dan alkohol dehidrogenase

Iptek lebih banyak

Protein Sel Tunggal

Protein sel tunggal adalah bahan makanan berkadar protein tinggi yang berasal dari mikroba. Istilah protein sel tunggal (PST) digunakan untuk membedakan bahwa PST berasal dari organisme bersel tunggal atau banyak. Pemanfaatan mikroorganisme sehingga mengahasilkan makanan berprotein tinggi secara komersial dimulai sejak Perang Dunia I di Jerman dengan memproduksi khamir torula. Operasi utama dalam produksi protein sel tunggal adalah fermentasi yang bertujuan mengoptimalkan konversi substrat menjadi massa microbial.

Kecemasan akan kekurangan pangan dan malnutrisi di dunia pada tahun 1970-an telah meningkatkan perhatian pada sel tunggal. Sebagian besar dari bobot kering sel dari hampir semua spesies memiliki kandungan protein yang tinggi. Oleh karena itu, bobot kering sel tunggal memiliki nilai gizi yang tinggi.

Mikroorganisme yang dibiakkan untuk protein sel tunggal dan digunakan sebagai sumber protein untuk hewan atau pangan harus mendapat perhatian secara khusus. Mikroorganisme yang cocok antara lain memiliki sifat tidak menyebabkan penyakit terhadap tanaman, hewan, dan manusia. Selain itu, nilai gizinya baik, dapat digunakan sebagai bahan pangan atau pakan, tidak mengandung bahan beracun serta biaya produk yang dibutuhkan rendah. Mikroorganisme yang umum digunakan sebagai protein sel tunggal, antara lain alga Chlorella, Spirulina, dan Scenedesmus; dari khamir Candida utylis; dari kapang berfilamen Fusarium gramineaum; maupun dari bakteri.

Protein sel tunggal yang berasal dari kapang berfilamen disebut mikroprotein. Di Amerika Serikat, mikroprotein telah diproduksi secara komersial bernama quorn. Quorn dibuat dengan cara menanam kapang ditempat peragian yang berukuran besar. Setelah membuang air dari tempat peragian, makanan berharga yang tertinggal dicetak menjadi balok-balok yang mudah dibawa.

Produk protein sel tunggal sangat bergantung pada perkembangbiakan skala besar dari mikroorganisme tertentu yang diikuti dengan proses pendewasaan dan pengolahan menjadi bahan pangan. Ada dua factor pendukug pengembangbiakan mikroorganisme untuk protein sel tunggal, yaitu:

a. laju pertumbuhan sangat cepat jika dibandingkan dengan sel tanaman atau sel hewan dan waktu yang diperlukan untuk penggandaan relatif singkat;

b. berbagai macam substrat yang digunakan bergantung pada jenis mikroorganisme yang digunakan.

Langkah-langkah produk protein sel tunggal sebagai berikut.

a. Pemilihan dan penyiapan sumber karbon, beberapa perlakuan fisik dan kimiawi terhadap bahan dasar yang diperlukan

b. Penyiapan media yang cocok dan mengandung sumber karbon, sumber nitrogen, fosfor, dan unsur-unsur lain yang penting

c. Pencegahan kontaminasi media

d. Pembiakan mikroorganisme yang diperlukan

e. Pemisahan biomassa microbial dari cairan fermentasi

f. Penanganan lanjut biomassa

Kelebihan PST adalah sebagai berikut:

a. laju pertumbuhan sangat cepat yaitu dalam ukuran jam dan masih bisa ditingkatkan lagi

b. dapat menggunakan bermacam-macam media atau substrat

c. produksi PST tidak bergantung iklim dan musim

d. memiliki kandungan protein lebih tinggi daripada hewan dan tumbuhan.