Hipotesa Ruang Lingkup PENDAHULUAN 1 Latar Belakang
selanjutanya asam asetat diubah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, 1 molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP. Jumlah ATP yang
dihasilkan lebih kecil dari respirasi aerob. Pada respirasi aerob 1 molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP. Reaksi biokimia fermentasi bervariasi
tergantung jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi
piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak
menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide NAD
+
, yang diperlukan untuk glikolisis.
Reaksinya : 1. Gula C
6
H
12
O
6
————
asam piruvat glikolisis + ATP 2. Dekarboksilasi asam piruvat.
Asam piruvat
————————————————————
asetaldehid + CO
2
.
piruvat dekarboksilase CH
3
CHO
3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi etanol. 2 CH
3
CHO + 2 NADH
2
————————
2 C
2
H
5
OH + 2 NAD.
alcohol dehidrogenase enzim
Secara singkat, glukosa
C
6
H
12
O
6
yang merupakan gula paling sederhana, melalui fermentasi akan menghasilkan
etanol 2C
2
H
5
OH. Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh khamir seperti S. cerevisiae, yang bersifat fakultatif anaerobik. Pada
kondisi aerobik oksigen digunakan sebagai akseptor elektron terakhir pada jalur reaksi bioenergetik. Pemanfaatan oksigen pada keadaan ini menghasilkan
penambahan biomassa sel dengan persamaan reaksi sebagai berikut: Biomassa sel + C
6
H
12
O
6
Æ CO
2
+ H
2
O + biomassa sel Pada kondisi anaerobik di jalur reaksi bioenergetik, S cerevisiae menggunakan
senyawa organik sebagai akseptor elektron terakhir. Glukosa digunakan sebagai substrat dengan hasil akhir berupa alkohol, CO
2
, aldehid dan asam organik. Reaksi yang berlangsung dalam keadaan anaerobik tersebut adalah sebagai berikut:
C
6
H
12
O
6
Æ 2 C
2
H
5
OH + 2 CO
2
+ produk samping
Proses pertumbuhan mikroba sangat dinamik dan kinetikanya dapat digunakan untuk meramal produksi biomassa dalam suatu proses fermentasi. Faktor utama yang
mempengaruhi pertumbuhan dan perilaku mikroba dapat digolongan dalam faktor intraseluler dan faktor ekstraselular. Faktor intraselular meliputi struktur, mekanisme,
metabolisme, dan genetika. Sedangkan faktor ekstraselular meliputi kondisi lingkungan seperti pH, suhu, tekanan Hidayat et al .2006.
Proses pertumbuhan mikroba merupakan proses yang memiliki batas tertentu. Pada saat tertentu, setelah melewati tahap minimum, mikroba akan mengalami fase
kematian. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan berhentinya pertumbuhan mikroba antara lain:
1. Penyusutan konsentrasi nutrisi yang dibutuhkan dalam pertumbuhan
mikroba karena habis terkonsumsi. 2. Produk akhir metabolisme yang menghambat pertumbuhan mikroba karena
terjadinya inhibisi dan represi. Pertumbuhan kultur mikroba umumnya dapat digambarkan dalam suatu kurva
pertumbuhan. Pertumbuhan mikroba dapat terbagi dalam beberapa tahap yaitu: 1. Fase adaptasi atau fase lag. Pada fase ini mikroba menyesuaikan diri dengan
lingkungan dan medium baru. Mikroba berusaha merombak materi-materi dalam medium agar dapat digunakan sebagai nutrisi untuk pertumbuhannya. Bila dalam
medium ada komponen yang tidak dikenal, mikroba akan memproduksi enzim ekstraselular untuk merombak komponen tersebut. Pada fase ini juga berlangsung
seleksi. Hanya mikroba yang dapat mencerna nutrisi yang dapat bertahan hidup. Fase lag bisa berlangsung lebih lama pada media yang mengandung inhibitor.
2. Fase log atau pertumbuhan dipercepat adalah fase pertumbuh dan
perkembangbiakkan mikroba dimana jumlahnya meningkat dengan cepat. Pada fase ini mikroba sudah dapat menggunakan nutrisi dalam medium fermentasinya.
3. Fase stationer adalah fase dimana laju pertumbuhan tetap yaitu pada laju pertumbuhan maksimum µmaks, Namun jumlah mikroba yang mati juga
bertambah. Kematian ini diakibatkan oleh berkurangnya nutrien dan akumulasi senyawa toksik.