Fermentasi

1. Fermentasi Widelia Ika Putri, S.T.P., M.Sc

2. Fermentasi berasal dari bahasa latin ferve yang berarti mendidih, berasal dari fermentasi alkohol yang dicirikan adalah gelembung-gelembung gas seperti cairan mendidih • Fermentasi merupakan proses pemecahan senyawa organik menjadi senyawa sederhana yang melibatkan mikroorganisme

3. Berdasarkan kebutuhan oksigen, fermentasi terbagi menjadi dua tipe yaitu a. Tipeaerobik • Tipeinimerupakanfermentasi yang padaprosesnyamemerlukanoksigen. Semuaorganismeuntukhidupnyamemerlukansumberenergi yang diperolehdarihasilmetabolismebahanpangandimanaorganismeituberada. Denganadanyaoksigenmakamikroorganismedapatmencernaglukosasehinggamenghasilkan air, karbondioksidadansejumlahbesarenergi.

4. b. Tipeanaerobik • Padaprosesfermentasinyatidakmemerlukanoksigen, sehinggahanyasebagianbahanenergi yang dipecahdanakanmenghasilkansebagianenergi, karbondioksidadan air termasuksejumlahasamlaktat, asetat, etanol, asamvolatile,alkoholdanester.

5. Fermentasi diklasifikasikan menjadi fermentasi alkohol oleh yeast, fermentasi asam oleh bakteri, fermentasi campuran alkohol/asam dan fermentasi fungi

6. Fermentasi Etanol • Proses fermentasidimaksudkanuntukmengubahglukosamenjadietanol/bioetanol (alkohol) denganmenggunakanmikroba. • Alkoholyang diperolehdariprosesfermentasiini, biasanyaalkoholdengankadar 8 sampai 10 persen volume.

7. Etanol (CH3CH2OH) jugadikenaldengannamaetil- alkoholataualkohol. • Bentuknyaberupacairantakbewarnadenganbau yang khas. • Beratspesifikpada15 oCsebesar 0,7937. • Mulaimendidihpadasuhu 78,32 oC (760 mmHg). • Mudahlarutdalam air daneter. • Kandungankalorinya (gross value) sebesar 7100 kalori/gram

8. C6H12O6 Glukosa 2C2H5OH Etanol + 2CO2 Karbondioksida Fermentasi • Persamaanreaksisederhanaprosesfermentasialkoholberdasarkanteori Gay lussac

9. MikrobaFermentasiAlkohol • MikrobadarigolonganyeastadalahSaccharomycescereviseae, Saccaromycesdiastaticus, Saccharomycesrouxii, Kluyveromycesfragilis, K. Lactis, Candida pseudotropicalis, Pachysolentannophillus, Scwaniomycesalluvins, S. castellii, Endomycopsisfibulifera. • MikrobagolonganbakteriadalahZymomonasmobilis, Clostridium thermocellum, Clostridium thermohydrosulfuricum, Thermoanaerobiumbrockii(Kartika, 1992).

10. Faktor yang MempengaruhiFermentasi a. SUHU • Suhu merupakan salah satu faktor penting dalam kehidupan mikroba. • Beberapa mikroba dapat tumbuh pada kisaran suhu yang luas. • Suhu minimum adalah suhu yang paling rendah dimana kegiatan mikroba masih berlangsung, suhu optimum adalah suhu yang paling baik untuk kehidupan jasad, sedang suhu maksimum adalah suhu tertinggi yang masih dapat menumbuhkan mikroba tetapi pada kegiatan fisiologi yang paling rendah.

11. Suhuselamaprosesfermentasisangatmenentukanjenismikroorganismedominan yang akantumbuh. • Setiapgolonganmikroorganismemempunyaisuatusuhupertumbuhan optimal, sehinggapengaturansuhusuatusubstratmerupakansuatukendali yang positifterhadappertumbuhannyauntukmemperolehhasil yang maksimalselamadalamprosesfermentasi, harusdiciptakankondisisuhu yang optimal bagipertumbuhan organisme

12. b. pH • Sifatdankualitasdaribeberapaprodukdipengaruhioleh pH atauaktivitaskeasaman. Definisi pH adalahkonsentrasi ion hidrogendarisebagianbesarlarutan,atau log negatifdarikonsentrasihidrogen. • pH menentukanintensitaskemasamanataualkalinitasdarisuatucairanencerdanmewakilikonsentrasi ion hidrogen

13. Pertumbuhansebagianbesarorganismesangatpekaterhadapperubahan pH karenasetiapkelompokorganismemempunyai pH optimal sendiri yang tertentu. • Nilai optimal pH untukpembentukanprodukbiasanyaberbedadengan yang dibutuhkanuntukpertumbuhan. pH diperkirakanberpengaruhpadapermeabilitasdindingseldanlajupadareaksienzim yang menempelpadadindingluar sel

14. Untuk fermentasi alkohol, khamir memerlukan media dengan suasana asam, yaitu antara pH 4,8 – 5,0. Pengaturan pH dapat dilakukan dengan penambahan asam sulfat jika substratnya alkalis atau dengan natrium bikarbonat jika substratnya asam

15. C. Kadar Nutrien • Medium fermentasiadalah medium tumbuhmikroba yang menyediakannutrien yang dibutuhkanolehmikrobauntukmemperolehenergi, untukpertumbuhan, membentukseldanbiosintesaproduk-produkmetabolit. • Pertumbuhanmenunjukkankinetikatipepenjenuhanbilakonsentrasinutriensemakintinggi. Dalambanyakkeadaanbilakonsentrasinutriensemakintinggi, makasuatudaerahpenghambatansubstratakanterjadi.

16. Baginutriensepertiglukosahambatantidakakanterjadisampaikonsentrasi yang sangattinggi (lebihtinggidari 100-150gr/liter) tetapipadakonsentrasimencapai 350-500 gr/liter bagisebagianbesarorganismetidakmungkinadapertumbuhan. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadidehidrasiseldalamlarutan yang pekat

17. Beberapanutrisimerupakanfaktorpembataspadapertumbuhanmikrobia. Faktorpembatastersebutmerupakansejumlahnutrisi yang harusadadalam medium pertumbuhandalamjumlahtertentu. Jikafaktorpembataskurangdari yang dibutuhkandalampertumbuhanmikrobamakaakanmenggangguprosesmetabolismesel (Sa’id 1990).

18. D. SumberKarbon • Karbontermasukbahancadangandidalam sel. Hasiloksidasidarisenyawakarbondigunakansebagaisumber energy. • Sumberkarbondidapatdarikarbohidratyaitumonosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa), disakarida (maltose, laktosa, sukrosa), trisakarida (rafinosa), danpolisakarida (pati, dextosa, pektin, selulosa).

19. Pada khamir konsentrasigula optimum adalah 14 - 18%, jikakonsentrasigulaterlalutinggiakanberakibatburukbagikhamir yang digunakanataualkohol yang dihasilkan. • Akibat lain jikakonsentrasigulaterlalutinggiadalahwaktufermentasimenjadilebih lama dansebagiangulatidakterkonversisehinggaprosesfermentasitidakekonomis

20. E. Oksigen • Padapermulaanproses, khamirmemerlukanoksigenuntukpertumbuhannyaolehkarenaituperludilakukanaerasi. Setelahterbentuk gas CO2 reaksidikondisikanmenjadianaeraob. • Prosesfermentasietanoldalamkeadaananaerobatautidakadaoksigen agar khamirmelakukandegradasitidaksempurnasehinggaguladiubahmenjadimolekuletanol

21. Efisiensi • Efisiensiadalahperbandingan yang terbaikantara input dan output, untukmendapatkanhasilmaksimum yang dicapaidenganpenggunaan yang terbatas. • Efisiensiterdiriatasduaunsuryaitukegiatandanhasildarikegiatantersebut. Suatukegiatandianggapmewujudkanefisiensikalauhasiltertentutercapaidengankegiatanterkecil, dansuatukegiatandianggapmewujudkanefisiensikalaudengankegiatantertentutercapaihasil yang terbesar

22. Efisiensifermentasiadalahukuranbanyaknyajumlah gram etanol yang terbentuk per 100 grguladalamsubstratdibandingkandengan gram etanol yang terbentuksecarateoritismenurutpersamaan Gay lussac. Efisiensifermentasietanolmenunjukkanbanyaknya mol gula yang diubahmenjadialkohol.

23. Efisiensifermentasidihitungberdasarkanrumussebagaiberikut: (1) Kadar alkohol (%) x 0,794 = a (%) (2) a (%) x volume media fermentasi = b (3) • Effisiensifermentasi = c x 100% 0,511 Keterangan: • 0,511 = Koefisien Gay-Lussac • BeratJenisAlkohol 100% = 0,794

24. Terima Kasih....