8
2.3.2 Tahap Fermentasi
Dalam bioproses, fermentasi memegang peranan penting karena merupakan kunci proses utama bagi produksi bahan-bahan yang berbasis
biologis. Bahan-bahan yang dihasilkan melalui fermentasi merupakan hasil-hasil metabolit sel mikroba, misalnya antibiotik, asam-asam organik, aldehid, alkohol,
fussel oil, dan sebagainya [13]. Tahapan ini melibatkan penambahan enzim yang diletakkan pada ragi yeast agar dapat bekerja pada suhu optimum dan bebas
kontaminan. Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO
2
. Ragi akan menghasilkan etanol dalam tangki fermentasi mencapai 8-12 cairan beer, dan
selanjutnya ragi tersebut akan menjadi tidak aktif, karena kelebihan etanol yang bisa menjadi racun bagi ragi [14]. Berikut adalah reaksi pembentukan etanol:
C
6
H
10
O
5 n
nC
6
H
12
O
6
Hidrolisis Selulosa
Glukosa C
6
H
12
O
6
2C
2
H
5
OH + 2CO
2
Fermentasi Glukosa
Etanol
2.3.2.1 Pengendalian Kondisi Fermentasi
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi berlansungnya proses fermentasi diantaranya adalah sebagai berikut:
1 Pemilihan mikroorganisme dan konsentrasi ragi
Khamir yang sangat potensial untuk fermentasi etanol adalah Saccharomyces cereviseae, karena daya konversinya menjadi etanol sangat tinggi,
metabolismenya sudah
diketahui, metabolit
utama berupa
etanol, karbondioksida, dan air, sedikit menghasilkan metabolit lainnya. Beberapa
organisme seperti Saccharomyces dapat hidup, baik dalam kondisi lingkungan cukup oksigen maupun kurang oksigen. Organisme yang demikian disebut aerob
fakultatif. Dalam keadaan cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam keadaan lingkungan kurang oksigen
Saccharomyces akan melakukan fermentasi [14]. Mikroba S. cerevisiae yang terdapat di dalam ragi mampu menghasilkan
kadar alkohol yang tinggi karena merupakan galur yang terpilih dan biasa digunakan untuk fermentasi alkohol serta mempunyai toleransi yang tinggi
Universitas Sumatera Utara
9 terhadap alkohol. Mikroba S. cerevisiae juga mampu memfermentasikan
glukosa, sukrosa, manitol dan maltosa. S. cerevisiae mempunyai daya konversi gula yang sangat tinggi karena
menghasilkan enzim zimase dan inter vase. Dengan adanya enzim-enzim ini Saccharomyces cerevisiae memiliki kemampuan untuk mengkonversi baik gula
dari kelompok monosakarida maupun dari kelompok disakarida. Jika gula yang tersedia dalam substrat merupakan gula disakarida maka enzim invertase akan
bekerja menghidrolisis disakarida menjadi monosakarida. Setelah itu, enzim zymase akan mengubah monosakarida tersebut menjadi alkohol dan CO
2
. Gula akan diubah menjadi bentuk yang paling sederhana oleh enzim invertase baru
kemudian gula sederhana tersebut akan dikonversi menjadi etanol dengan adanya enzim zymase.
Ragi merupakan campuran dari genus- genus, memiliki spesies seperti Aspergilus, S. cerevisiae, Candida dan Hansenula, serta Acetobacter. Jadi, tidak
hanya S. cerevisiae di dalamnya. Genus tersebut hidup bersama-sama secara sinergetik dan bekerja berkesinambungan. Dimana, Aspergilus dapat
menyederhanakan gula; S. cerevisiae, Candida dan Hansenula dapat menguraikan gula menjadi alkohol; sedangkan Acetobacter menguraikan alkohol
menjadi asam asetat [15]. Sementara itu, perolehan bioetanol juga dipengaruhi oleh jumlah ragi yang
ditambahkan, yaitu dosis ragi berbanding lurus dengan kadar alkoho yang diperoleh. Semakin banyak dosis ragi yang diberikan maka kadar alkohol juga
semakin tinggi. Karena tinggi rendahnya perolehan alkohol dipengaruhi oleh aktivitas khamir dengan substratnya [3].
2 Lama fermentasi
Kadar etanol yang terbentuk akan semakin tinggi sampai pada lama tertentu lama maksimal dan setelah lama maksimal dilewati kadar etanol yang
dihasilkan akan menurun [16]. Semakin lama fermentasi berlangsung maka jumlah mikroba yang dibutuhkan dalam proses tersebut juga akan semakin
bertambah, sehingga dengan semakin meningkatnya jumlah mikroba maka semakin banyak pula karbohidrat yang terurai menjadi alkohol, sehingga alkohol
Universitas Sumatera Utara
10 yang dihasilkan juga semakin banyak. Proses ini akan terhenti jika kadar alkohol
sudah meningkat sampai tidak dapat ditolerir lagi oleh mikroba [5].
2.3.3 Tahap Pemurnian
Kategori