10 Bakteri Kunci di Industri Pangan: Dari Yogurt Hingga Keju Swiss • Mikrobio.ID

Di balik rasa asam menyegarkan dari yogurt, aroma tajam keju tua, atau tekstur unik natto, terdapat kerja tak kenal lelah dari para “koki” tak terlihat: bakteri. Jauh dari citranya sebagai penyebab penyakit, banyak spesies bakteri justru menjadi tulang punggung industri pangan global.

Mereka adalah pabrik biokimia mikro yang mengubah bahan mentah sederhana menjadi produk dengan rasa, tekstur, dan umur simpan yang sama sekali baru melalui proses fermentasi. Artikel ini akan menjelajahi 10 bakteri kunci yang dimanfaatkan dalam produksi pangan, mengupas taksonomi, mekanisme kerja yang mendetail, dan konsekuensi penting dari aktivitas mereka.

Pilar Industri Susu: Bakteri Asam Laktat (BAL)

Kelompok bakteri ini adalah yang paling fundamental dalam bioteknologi pangan, bertanggung jawab atas ribuan produk fermentasi di seluruh dunia, terutama produk susu.

1. Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus

Bakteri termofilik (menyukai suhu hangat) ini adalah salah satu dari dua starter kultur wajib untuk produksi yogurt. Secara taksonomi, ia termasuk dalam filum Bacillota (sebelumnya Firmicutes), sebuah kelompok besar bakteri Gram-positif. Peran utamanya adalah mengubah laktosa (gula susu) menjadi asam laktat, yang memberikan rasa asam khas pada yogurt. Selain itu, ia juga berkontribusi pada aroma yogurt melalui produksi senyawa volatil seperti asetaldehida (Georgieva et al., 2021).

2. Streptococcus thermophilus

Selalu bekerja sama dengan L. bulgaricus, bakteri ini menunjukkan hubungan simbiosis yang disebut protokooperasi. S. thermophilus tumbuh lebih dulu, memfermentasi laktosa dan menghasilkan asam format serta CO₂ yang merangsang pertumbuhan L. bulgaricus. Sebaliknya, L. bulgaricus memiliki aktivitas proteolitik yang kuat, memecah protein susu menjadi peptida-peptida kecil yang dibutuhkan oleh S. thermophilus sebagai nutrisi. Interaksi ini membuat proses fermentasi yogurt jauh lebih cepat dan efisien daripada jika hanya menggunakan satu strain (Hati et al., 2018).

Bagaimana Yogurt Terbentuk? (Proses Fermentasi Asam Laktat)
Proses ini adalah contoh klasik biokimia pangan. Bakteri asam laktat (BAL) mengonsumsi laktosa sebagai sumber energi melalui jalur glikolisis, menghasilkan asam laktat sebagai produk sampingan utama. Akumulasi asam laktat ini menurunkan pH susu secara drastis (dari ~6.7 menjadi ~4.5). Pada titik isoelektrik kasein (protein utama susu) ini, muatan negatif protein dinetralkan, menyebabkan mereka kehilangan struktur dan mulai menggumpal (terkoagulasi). Gumpalan ini membentuk jaringan tiga dimensi yang memerangkap air dan lemak, menciptakan tekstur kental dan semi-padat khas yogurt.

3. Lactococcus lactis

Bakteri ini adalah pekerja keras di balik pembuatan sebagian besar keju (cheddar, brie) dan mentega kultur. Selain menghasilkan asam laktat, strain tertentu dari L. lactis juga memproduksi bakteriosin bernama Nisin. Nisin adalah peptida antimikroba yang sangat efektif membunuh bakteri Gram-positif lainnya, termasuk patogen pembusuk dan penyebab penyakit seperti Listeria monocytogenes, dengan cara membentuk pori-pori pada membran sel target.

Mengapa Ini Penting? Kemampuan L. lactis menghasilkan Nisin memiliki konsekuensi besar bagi industri pangan. Nisin kini diproduksi secara komersial sebagai pengawet alami (E234). Penggunaannya memungkinkan produsen untuk mengurangi ketergantungan pada pengawet kimia sintetis, memenuhi permintaan konsumen akan produk “clean label” (label bersih), sekaligus memperpanjang umur simpan produk secara signifikan (Settanni & Corsetti, 2008). Ini adalah contoh nyata bagaimana mikrobiologi dapat meningkatkan keamanan pangan.

Spesialis Pematangan dan Pencipta Aroma Khas

Setelah keju dibuat, proses pematangan (ripening) dimulai. Di sinilah sekelompok bakteri spesialis mengambil alih, memecah lemak (lipolisis) dan protein (proteolisis) untuk menciptakan rasa dan aroma yang kompleks.

4. Propionibacterium freudenreichii

Jika Anda pernah bertanya-tanya apa yang membuat lubang pada keju Swiss, bakteri inilah jawabannya. Selama pematangan, P. freudenreichii melakukan fermentasi sekunder. Ia menggunakan asam laktat (yang dihasilkan oleh bakteri starter) sebagai substrat dan mengubahnya menjadi asam asetat, asam propionat, dan gas karbon dioksida (CO₂). Asam propionat memberikan rasa manis dan seperti kacang yang khas, sementara gas CO₂ terperangkap di dalam dadih keju yang elastis, membentuk lubang-lubang besar yang ikonik (Thierry et al., 2011).

5. Brevibacterium linens

Bakteri ini adalah seniman di balik aroma tajam dan warna oranye kemerahan pada keju jenis *washed-rind* seperti Limburger dan Muenster. Ia tumbuh di permukaan keju dan menghasilkan enzim proteolitik dan lipolitik yang kuat, serta senyawa sulfur yang mudah menguap (seperti metanetiol), menciptakan bau khas yang sering dianggap “bau kaki” namun sangat dihargai oleh para penikmat keju.

Produsen Asam dan Pengawet dari Dunia Tumbuhan

6. Spesies Acetobacter

Bakteri dari genus Acetobacter adalah raja cuka. Mereka memiliki kemampuan unik untuk mengoksidasi alkohol (etanol) menjadi asam asetat.

Bagaimana Cuka Dibuat? (Fermentasi Asam Asetat)
Pembuatan cuka adalah proses dua tahap yang melibatkan dua jenis mikroba. Pertama, ragi (seperti Saccharomyces cerevisiae) melakukan fermentasi anaerobik (tanpa oksigen) pada gula dari buah (misalnya, apel atau anggur) untuk menghasilkan etanol. Kedua, bakteri Acetobacter, yang bersifat aerobik obligat (mutlak butuh oksigen), mengambil alih. Mereka memiliki enzim alkohol dehidrogenase dan aldehida dehidrogenase di membran selnya, yang secara berurutan mengoksidasi etanol menjadi asetaldehida, dan kemudian menjadi asam asetat. Inilah mengapa pembuatan cuka tradisional seringkali dilakukan dalam wadah terbuka agar bakteri mendapatkan pasokan oksigen yang cukup.

7. Pediococcus acidilactici

Bakteri ini sering digunakan dalam fermentasi daging (seperti salami dan pepperoni) dan sayuran (acar). Ia sangat toleran terhadap garam (halotolerant) dan pH rendah, memungkinkannya untuk mendominasi lingkungan fermentasi, menghasilkan asam laktat yang mengawetkan daging dan memberikan rasa tajam yang khas.

Aktor dari Tradisi Kuliner Global

8. Bacillus subtilis

Dikenal luas di Jepang, strain spesifik dari bakteri ini (Bacillus subtilis var. natto) adalah kunci pembuatan natto, makanan fermentasi dari kedelai. Taksonominya: Filum Bacillota, Kelas Bacilli. Selama fermentasi, bakteri ini menghasilkan enzim nattokinase yang memecah protein kedelai dan polimer lengket bernama Asam Poli-γ-glutamat (PGA) yang menciptakan tekstur berlendir yang unik. Senyawa aroma utamanya adalah pirazin, yang memberikan bau amonia yang kuat (Kada et al., 2008).

9. Leuconostoc mesenteroides

Bakteri ini adalah starter alami pada fermentasi sayuran seperti sauerkraut dan kimchi. Ia bersifat heterofermentatif, artinya selain asam laktat, ia juga menghasilkan CO₂ dan etanol. Ia sangat tangguh dan dapat memulai proses fermentasi bahkan dalam kondisi dingin dan asin, dengan cepat menciptakan lingkungan anaerobik yang menguntungkan bagi bakteri fermentasi tahap selanjutnya (seperti Lactobacillus).

Inovasi Modern: Bakteri untuk Fungsi Kesehatan

10. Spesies Bifidobacterium

Berbeda dengan yang lain, Bifidobacterium (seperti B. animalis subsp. lactis) seringkali tidak digunakan untuk mengubah produk secara drastis. Sebaliknya, mereka ditambahkan ke dalam produk susu sebagai probiotik. Tujuannya adalah untuk memberikan manfaat kesehatan langsung kepada konsumen. Mekanisme kerjanya meliputi produksi Asam Lemak Rantai Pendek (SCFA), kompetisi dengan patogen untuk menempel di dinding usus (competitive exclusion), dan modulasi sistem imun (O’Callaghan & van Sinderen, 2016). Ini menandai pergeseran dari pemanfaatan bakteri untuk proses menjadi pemanfaatan untuk fungsi kesehatan.

Kesimpulan

Dari sepuluh contoh di atas, jelas bahwa dunia mikroba adalah mitra tak ternilai bagi industri pangan. Bakteri-bakteri ini, melalui proses biokimia yang kompleks, tidak hanya mengawetkan makanan tetapi juga menciptakan keragaman rasa, aroma, dan tekstur yang memperkaya pengalaman kuliner kita. Memahami peran mereka dari tingkat spesies hingga mekanisme molekuler adalah kunci untuk inovasi pangan di masa depan, menjembatani tradisi kuno dengan bioteknologi modern.

Daftar Pustaka

Georgieva, M., Dobreva, S., & Gotcheva, V. (2021). The role of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus in the quality of Bulgarian yogurt. Food Science and Applied Biotechnology, 4(1), 58-69.
Hati, S., Patel, M., & Prajapati, J. B. (2018). Technological aspects of yogurt and its functionality. In Fermented Milk and Dairy Products. CRC Press.
Kada, S., Yabusaki, M., Kaga, T., Ashida, H., & Yoshida, K. I. (2008). Molecular aspects of natto fermentation. Journal of applied microbiology, 104(6), 1605-1616.
O’Callaghan, A., & van Sinderen, D. (2016). Bifidobacteria and Their Role as Members of the Human Gut Microbiota. Frontiers in Microbiology, 7, 925.
Settanni, L., & Corsetti, A. (2008). Application of bacteriocins in vegetable food biopreservation. International journal of food microbiology, 121(2), 123-138.
Thierry, A., Deutsch, S. M., Falentin, H., Dalmasso, M., & Lortal, S. (2011). The ecosystem of cheese: a model of microbial diversity. In Ecosystems and Health: from theory to practice.