BIOTEKNOLOGI FERMENTASI DAN YANG ID
BIOTEKNOLOGI FERMENTASI
A. Pengertian Fermentasi
Arti kata fermentasi selama ini berubah ubah. Kata fermentasi berasal dari Bahasa
Latin yang berarti merebus . Arti kata dari Bahasa Latin tersebut dapat dikaitkan
atau kondisi cairan bergelembung atau mendidih. Keadaan ini disebabkan adanya
aktivitas ragi sepenuhnya ekstraksi buah-buahan atau biji-bijian. Gelembung
gelembung karbondioksida dihasilkan dari katabolisme anaerobik terhadap
kandungan gula.
Fermentasi mempunyai arti yang berbeda bagi ahli biokimia dan mikrobiologi
industri.
Arti
fermentasi
sepenuhnya
bidang
biokimia
dihubungkan
atau
pembangkitan energi oleh katabolisme senyawa organik. Sepenuhnya bidang
mikrobiologi
industri,
fermentasi
mempunyai
arti
yang
lebih
luas,
yang
menggambarkan setiap proses untuk menghasilkan produk dari pembiakan
mikroorganisme.
Perubahan arti kata fermentasi sejalan atau hasil penemuan yang dilakukan oleh
para ahli. Arti kata fermentasi berubah sepenuhnya saat Gay Lussac berhasil
melakukan penemuan yang menunjukkan penguraian gula menjadi alkohol dan
karbondioksida. Selanjutnya Pasteur melakukan penemuan mengenai penyebab
perubahan
sifat
bahan
yang
difermentasi,
sehingga
dihubungkan
atau
mikroorganisme dan akhirnya atau enzim.
Untuk beberapa lama fermentasi terutama dihubungkan atau karbohidrat, bahkan
sampai sekarang pun masih sering digunakan. Sepenuhnyahal arti fermentasi
tersebut lebih luas lagi, menyangkut juga perombakan protein dan lemak oleh
aktivitas
mikroorganisme.
Meskipun
fermentasi
sering
dihubungkan
atau
pembentukan gas yang disebabkan oleh mikroorganisme yang hidup, sepenuhnya
saat ini pembentukan gas maupun terdapatnya sel mikroorganisme hidup tidak
merupakan kriteria yang esensial. Dalam beberapa proses fermentasi misalnya
fermentasi asam laktat, tidak ada gas yang dibebaskan. Fermentasi dapat juga
berlangsung (meskipun jarang terjadi) atau menggunakan ekstrak enzim yang
berfungsi
sebagai
katalisator
reaksi.
Dari uraian diatas dapat disarikan bahwa fermentasi mempunyai arti suatu proses
terjadinya perubahan kimia sepenuhnya suatu substrat organik melalui aktivitas
enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Untuk hidup semua mikroorganisme
membutuhkan sumber energi yang diperoleh dari metabolisme bahan pangan
dimana mikroorganisme berada di dalamnya. Bahan baku energi yang paling
banyak digunakan oleh mikroorganisme adalah glukosa. Atau adanya oksigen
beberapa
mikroorganisme
mencerna
glukosa
dan
menghasilkan
air,
karbondioksida, dan sejumlah besar energi (ATP) yang digunakan untuk tumbuh.
Ini adalah metabolisme tipe aerobik. Akan tetapi beberapa mikroorganisme dapat
mencerna bahan baku energinya tanpa adanya oksigen dan sebagai hasilnya
bahan baku energi ini hanya sebagian yang dipecah. Bukan air, karbondioksida,
dan sejumlah besar energi yang dihasilkan, tetapi hanya sejumlah kecil energi,
karbondioksida, air, dan produk akhir metabolik organik lain yang dihasilkan. Zatzat produk akhir ini termasuk sejumlah besar asam laktat, asam asetat, dan
etanol, serta sejumlah kecil asam organik volatil lainnya, alkohol dan ester dari
alkohol tersebut. Pertumbuhan yang terjadi tanpa adanya oksigen sering dikenal
sebagai
fermentasi.
Sebagai
suatu
1.
proses
fermentasi
Mikroba
memerlukan:
sebagai
inokulum
2. Tempat (wadah) untuk menjamin proses fermentasi berlangsung dengan
optimal.
3. Substrat sebagai tempat tumbuh (medium) dan sumber nutrisi bagi mikroba.
Gambar
1:
Skema
Proses
Fermentasi
Bioteknologi fermentasi menyngkut hal-hal yang berkaitan dengan proses industri
fermentasi yang meliputi:
1.
2.
Sifat
Prinsip
3.
Kultivasi
dalam
Sistem
Bioreaktor
Instrumentasi
dan
Media
Pengendalian
Proses
dalam
Tenik
Pemindahan
Bioreaktor
Pengukuran
Massa
8.
Cair
(fermenter)
Desain
6.
7.
Mikroba
Desain
4.
5.
Fermentasi
dan
Peningkatan
Energi
Skala
9. Fermentasi substrat padat
B.
Prinsip-prinsip
Fermentasi
Agar fermentasi dapat berjalan dengan optimal, maka harus memperhatikan
faktor-faktor berikut ini:
1.
Aseptis:
bebas
kontaminan.
2.
Komposisi
medium
pertumbuhan.
3.
Penyiapan
inokulum
4.
Kultur
5. Tahap produksi akhir.
C.
1.
2.
D.
Sifat
Aerob
Anaerob
memerlukan
tidak
memerlukan
Desain
Fermentasi
adanya
adanya
oksigen.
oksigen.
Bioreaktor
Istilah fermenter (bioreaktor) digunakan untuk tempat fermentasi. Pada prinsipnya
fermenter harus menjamin pertumbuhan mikroba dan produk dari mikroba di
dalam fermenter. Semua bagian di dalam fermenter pada kondisi yang sama dan
semua nutrien termasuk oksigen harus tersedia merata pada setiap sel dalam
fermenter dan produk limbah seperti; panas, CO2, dan metabolit harus dapat
dikeluarkan (remove). Masalah utama fermenter untuk produksi skala besar
adalah pemerataan medium kultur dalam fermenter. Harus homogen artinya
medium kultur harus tercampur merata. Oleh karena itu, wadah perlu didesain
sedemikian rupa sehingga proses dalam wadah dapat dimonitor dan dikontrol.
Wadah (fermenter) memberikan kondisi lingkungan fisik yang cocok bagi katalis
sehingga dapat berinterkasi secara optimal dengan substrat. Desain fermenter
mulai dari yang sederhana (tangki dengan putaran) sampai yaang integrated
system
dengan
komputer.
Reaksi
fermentasi
multifase
1.
Fase
2.
Fase
gas
cair
(mengandung
(medium
N2,
cair
3.
O2
dan
dan
substrat
CO2)
cair),
Fase
E.
Prinsip
kultivasi
dan
padat.
mikroba
dalam
sistem
cair
Mikroba berada dalam cairan yang mengandung nutrien sebagai substrat untuk
tumbuh dan berkembang bercampur dengan produk-produk yang dihasilkan
termasuk limbah. Nutrien dan oksigen yang diperlukan untuk pertumbuhan
optimal mikroba harus tercampur merata (homogen) pada semua bagian
fermenter. Untuk mendapatkan sistem fermentasi yang optimum, maka fermenter
harus
memenuhi
1.
2.
syarat
Terbebas
Volume
3.
kultur
Kadar
berikut:
dari
relatif
oksigen
sebagai
konstan
terlarut
kontaminan
(tidak
bocor
harus
atau
menguap)
memenuhi
standar
4. Kondisi lingkungan seperti: suhu, pH harus terkontrol. Stirred tank reactor
system
model
F.
Sistem
yang
fermenter
banyak
tertutup
dipakai.
dan
terbuka
1. Tertutup, semua nutrien ditambahkan pada awal fermentasi dan pada akhir
fermenetasi dikeluarkan bersama produknya. Sebagai contoh: pembuatan bir
(brewing),
antibiotik,
dan
enzym.
2. Terbuka, secara kontinyu (terus menerus) terjadi pemasukan medium kultur dan
pengeluaran medium bersama produk. Sebagai contoh: SCP (petrokimia).
G.
Tipe
Fermenter
1.
Septis
Fermenter
berdasarkan
untuk
ada
tipenya
2
dapat
pembuatan
:
septis
dibedakan
pengembang
dan
menjadi
roti,
2
bir
aseptis.
jenis
yaitu:
(brewing).
2. Aseptis untuk memproduksi fine porduct seperti: antibiotik, asam amino,
polisakarida
H.
dan
single
Skala
cell
protein
(SCP).
fermenter
Fermenter berdasarkan skala produksinya dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu:
1. Skala kecil (small scale); untuk industri rumah tangga (home industri).
2. Skala besar (large scale); untuk industri skala besar (petrokimia industri).
Masalah utama fermenter untuk produksi skala besar adalah pemerataan medium
kultur dalam fermenter. Harus homogen artinya medium kultur harus tercampur
merata.
I.
Desain
media
Medium untuk fermentasi biasa disebut substrat. Biasanya pada teknologi
fermentasi digunakan bahan dasar yang mengandung karbon. Oleh karena itu,
kebanyakan berasal dari tumbuhan dan sedikit dari produk hewani. Sebagai
contoh; biji-bijian (grain), susu (milk). Natural raw material berasal dari hasil
pertanian dan hutan. Karbohidrat; gula, pati (tepung), selulosa, hemiselulosa, dan
lignin.
1. Gula, bahan makanan yang mengandung gula mudah dan relatif mudah
didapatkan
untuk
proses
biotek.
2. Pati, jagung, padi, ganum, kentang, dan pohong (kassava) didegradasi menjadi
gula sederhana (monosakarida) dengan hidrolisis sebelum fermentasi. Pati juga
dapat
digunakan
sebagai
bahan
bakar
non
minyak
(etanol).
3.
Selulosa
4. Substrat dari limbah industri: Molase (tetes tebu), mengandung 50 % gula
sebagai substrat untuk produksi antibiotik, asam organik. Whey (air dadih),
Damen
dan
ampas
Berdasarkan
bentuknya
1.
tahu,
bahkan
substrat
Substrat
2.
urine
dapat
cair
Substrat
hewan
dibedakan
(air
semi
ternak.
menjadi:
anggur)
cair
(yoghurt)
3. Substrat padat digunakan untuk produksi tempe, oncom, kecap, kompos dsb.
Solid substrate fermentation (SSF), melibatkan jamur berfilamen, yeast atau
streptomyces.
J.
Inokulum
1. Bakteri: Bacillus sp., Lactobacillus sp., Streptococcus sp. Eschericia sp.
2.
Jamur:
Aspergillus
3.
4.
sp.
Penicillium
Jamur
Kahmir
sp.
filamentous:
(yeast):
Saccharomyces
sp.
Tabel 1: Berbagai jenis inokulum dan produknya
K.
Peningkatan
Proses
fermentasi
1.
2.
3.
Tahap
Pilot
Skala
Skala
(Up
berkembang
dalam
perintisan
plan,
lapangan
Scalling)
3
tahap.
(laboratorium)
dan
(ekonomi).
Kondisi lingkungan meliputi : faktor kimia (konsentrasi substrat) dan faktor fisik
(perpindahan medium, pencampuran medium). Faktor fisik menimbulkan problem
pada skala besar. Sehingga perlu designer dari teknik kimia.
Produk
1.
Biomass
(single
2.
cell
protein)
Metabolit
3.
primer
Metabolit
L.
sekunder
Fermentasi
substrat
padat
Tempe
Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat/asam susu
dan
fermentasi
M.
alkohol.
Fermentasi
Asam
Laktat
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam
laktat.
Peristiwa
Reaksinya:
ini
dapat
terjadi
C6H12O6
>
di
otot
2
dalam
kondisi
C2H5OCOOH
anaerob.
+
Energi
enzim
Prosesnya
1.
:
Glukosa
>
asam
piruvat
(proses
Glikolisis).
enzim
C6H12O6
2.
2
>
2
Dehidrogenasi
C2H3OCOOH
C2H3OCOOH
asam
+
piravat
2
NADH2
akan
>
2
+
terbentuk
asam
C2H5OCOOH
+
piruvat
Energi
8
Energi
laktat.
2
NAD
dehidrogenasa
yang
ATP
terbentak
2
dari
NADH2
glikolisis
=
N.
8
hingga
-
terbentuk
2(3
asam
ATP)
=
Fermentasi
laktat
2
:
ATP.
Alkohol
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam
piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah
menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat
menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul
glukosa
mampu
menghasilkan
38
molekul
Reaksinya
1.
Gula
2.
:
(C6H12O6)
>
asam
Dekarbeksilasi
Asampiruvat
>
piruvat
3.
Asetaldehid
ATP.
piruvat
asam
asetaldehid
piruvat.
+
dekarboksilase
oleh
alkohol
(glikolisis)
CO2.
(CH3CHO)
dihidrogenase
diubah
menjadi
alkohol
(etanol).2 CH3CHO + 2 NADH2 > 2 C2HsOH + 2 NAD
Ringkasan
reaksi
:
C6H12O6 > 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
O.
Fermentasi
Asam
Cuka
Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung
dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka
(Acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih
besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.
Reaksi:
aerob
C6H12O6
>
2
C2H5OH
>
2
(glukosa) bakteri asam cuka asam cuka
CH3COOH
+
H2O
+
116
kal
A. Pengertian Fermentasi
Arti kata fermentasi selama ini berubah ubah. Kata fermentasi berasal dari Bahasa
Latin yang berarti merebus . Arti kata dari Bahasa Latin tersebut dapat dikaitkan
atau kondisi cairan bergelembung atau mendidih. Keadaan ini disebabkan adanya
aktivitas ragi sepenuhnya ekstraksi buah-buahan atau biji-bijian. Gelembung
gelembung karbondioksida dihasilkan dari katabolisme anaerobik terhadap
kandungan gula.
Fermentasi mempunyai arti yang berbeda bagi ahli biokimia dan mikrobiologi
industri.
Arti
fermentasi
sepenuhnya
bidang
biokimia
dihubungkan
atau
pembangkitan energi oleh katabolisme senyawa organik. Sepenuhnya bidang
mikrobiologi
industri,
fermentasi
mempunyai
arti
yang
lebih
luas,
yang
menggambarkan setiap proses untuk menghasilkan produk dari pembiakan
mikroorganisme.
Perubahan arti kata fermentasi sejalan atau hasil penemuan yang dilakukan oleh
para ahli. Arti kata fermentasi berubah sepenuhnya saat Gay Lussac berhasil
melakukan penemuan yang menunjukkan penguraian gula menjadi alkohol dan
karbondioksida. Selanjutnya Pasteur melakukan penemuan mengenai penyebab
perubahan
sifat
bahan
yang
difermentasi,
sehingga
dihubungkan
atau
mikroorganisme dan akhirnya atau enzim.
Untuk beberapa lama fermentasi terutama dihubungkan atau karbohidrat, bahkan
sampai sekarang pun masih sering digunakan. Sepenuhnyahal arti fermentasi
tersebut lebih luas lagi, menyangkut juga perombakan protein dan lemak oleh
aktivitas
mikroorganisme.
Meskipun
fermentasi
sering
dihubungkan
atau
pembentukan gas yang disebabkan oleh mikroorganisme yang hidup, sepenuhnya
saat ini pembentukan gas maupun terdapatnya sel mikroorganisme hidup tidak
merupakan kriteria yang esensial. Dalam beberapa proses fermentasi misalnya
fermentasi asam laktat, tidak ada gas yang dibebaskan. Fermentasi dapat juga
berlangsung (meskipun jarang terjadi) atau menggunakan ekstrak enzim yang
berfungsi
sebagai
katalisator
reaksi.
Dari uraian diatas dapat disarikan bahwa fermentasi mempunyai arti suatu proses
terjadinya perubahan kimia sepenuhnya suatu substrat organik melalui aktivitas
enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Untuk hidup semua mikroorganisme
membutuhkan sumber energi yang diperoleh dari metabolisme bahan pangan
dimana mikroorganisme berada di dalamnya. Bahan baku energi yang paling
banyak digunakan oleh mikroorganisme adalah glukosa. Atau adanya oksigen
beberapa
mikroorganisme
mencerna
glukosa
dan
menghasilkan
air,
karbondioksida, dan sejumlah besar energi (ATP) yang digunakan untuk tumbuh.
Ini adalah metabolisme tipe aerobik. Akan tetapi beberapa mikroorganisme dapat
mencerna bahan baku energinya tanpa adanya oksigen dan sebagai hasilnya
bahan baku energi ini hanya sebagian yang dipecah. Bukan air, karbondioksida,
dan sejumlah besar energi yang dihasilkan, tetapi hanya sejumlah kecil energi,
karbondioksida, air, dan produk akhir metabolik organik lain yang dihasilkan. Zatzat produk akhir ini termasuk sejumlah besar asam laktat, asam asetat, dan
etanol, serta sejumlah kecil asam organik volatil lainnya, alkohol dan ester dari
alkohol tersebut. Pertumbuhan yang terjadi tanpa adanya oksigen sering dikenal
sebagai
fermentasi.
Sebagai
suatu
1.
proses
fermentasi
Mikroba
memerlukan:
sebagai
inokulum
2. Tempat (wadah) untuk menjamin proses fermentasi berlangsung dengan
optimal.
3. Substrat sebagai tempat tumbuh (medium) dan sumber nutrisi bagi mikroba.
Gambar
1:
Skema
Proses
Fermentasi
Bioteknologi fermentasi menyngkut hal-hal yang berkaitan dengan proses industri
fermentasi yang meliputi:
1.
2.
Sifat
Prinsip
3.
Kultivasi
dalam
Sistem
Bioreaktor
Instrumentasi
dan
Media
Pengendalian
Proses
dalam
Tenik
Pemindahan
Bioreaktor
Pengukuran
Massa
8.
Cair
(fermenter)
Desain
6.
7.
Mikroba
Desain
4.
5.
Fermentasi
dan
Peningkatan
Energi
Skala
9. Fermentasi substrat padat
B.
Prinsip-prinsip
Fermentasi
Agar fermentasi dapat berjalan dengan optimal, maka harus memperhatikan
faktor-faktor berikut ini:
1.
Aseptis:
bebas
kontaminan.
2.
Komposisi
medium
pertumbuhan.
3.
Penyiapan
inokulum
4.
Kultur
5. Tahap produksi akhir.
C.
1.
2.
D.
Sifat
Aerob
Anaerob
memerlukan
tidak
memerlukan
Desain
Fermentasi
adanya
adanya
oksigen.
oksigen.
Bioreaktor
Istilah fermenter (bioreaktor) digunakan untuk tempat fermentasi. Pada prinsipnya
fermenter harus menjamin pertumbuhan mikroba dan produk dari mikroba di
dalam fermenter. Semua bagian di dalam fermenter pada kondisi yang sama dan
semua nutrien termasuk oksigen harus tersedia merata pada setiap sel dalam
fermenter dan produk limbah seperti; panas, CO2, dan metabolit harus dapat
dikeluarkan (remove). Masalah utama fermenter untuk produksi skala besar
adalah pemerataan medium kultur dalam fermenter. Harus homogen artinya
medium kultur harus tercampur merata. Oleh karena itu, wadah perlu didesain
sedemikian rupa sehingga proses dalam wadah dapat dimonitor dan dikontrol.
Wadah (fermenter) memberikan kondisi lingkungan fisik yang cocok bagi katalis
sehingga dapat berinterkasi secara optimal dengan substrat. Desain fermenter
mulai dari yang sederhana (tangki dengan putaran) sampai yaang integrated
system
dengan
komputer.
Reaksi
fermentasi
multifase
1.
Fase
2.
Fase
gas
cair
(mengandung
(medium
N2,
cair
3.
O2
dan
dan
substrat
CO2)
cair),
Fase
E.
Prinsip
kultivasi
dan
padat.
mikroba
dalam
sistem
cair
Mikroba berada dalam cairan yang mengandung nutrien sebagai substrat untuk
tumbuh dan berkembang bercampur dengan produk-produk yang dihasilkan
termasuk limbah. Nutrien dan oksigen yang diperlukan untuk pertumbuhan
optimal mikroba harus tercampur merata (homogen) pada semua bagian
fermenter. Untuk mendapatkan sistem fermentasi yang optimum, maka fermenter
harus
memenuhi
1.
2.
syarat
Terbebas
Volume
3.
kultur
Kadar
berikut:
dari
relatif
oksigen
sebagai
konstan
terlarut
kontaminan
(tidak
bocor
harus
atau
menguap)
memenuhi
standar
4. Kondisi lingkungan seperti: suhu, pH harus terkontrol. Stirred tank reactor
system
model
F.
Sistem
yang
fermenter
banyak
tertutup
dipakai.
dan
terbuka
1. Tertutup, semua nutrien ditambahkan pada awal fermentasi dan pada akhir
fermenetasi dikeluarkan bersama produknya. Sebagai contoh: pembuatan bir
(brewing),
antibiotik,
dan
enzym.
2. Terbuka, secara kontinyu (terus menerus) terjadi pemasukan medium kultur dan
pengeluaran medium bersama produk. Sebagai contoh: SCP (petrokimia).
G.
Tipe
Fermenter
1.
Septis
Fermenter
berdasarkan
untuk
ada
tipenya
2
dapat
pembuatan
:
septis
dibedakan
pengembang
dan
menjadi
roti,
2
bir
aseptis.
jenis
yaitu:
(brewing).
2. Aseptis untuk memproduksi fine porduct seperti: antibiotik, asam amino,
polisakarida
H.
dan
single
Skala
cell
protein
(SCP).
fermenter
Fermenter berdasarkan skala produksinya dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu:
1. Skala kecil (small scale); untuk industri rumah tangga (home industri).
2. Skala besar (large scale); untuk industri skala besar (petrokimia industri).
Masalah utama fermenter untuk produksi skala besar adalah pemerataan medium
kultur dalam fermenter. Harus homogen artinya medium kultur harus tercampur
merata.
I.
Desain
media
Medium untuk fermentasi biasa disebut substrat. Biasanya pada teknologi
fermentasi digunakan bahan dasar yang mengandung karbon. Oleh karena itu,
kebanyakan berasal dari tumbuhan dan sedikit dari produk hewani. Sebagai
contoh; biji-bijian (grain), susu (milk). Natural raw material berasal dari hasil
pertanian dan hutan. Karbohidrat; gula, pati (tepung), selulosa, hemiselulosa, dan
lignin.
1. Gula, bahan makanan yang mengandung gula mudah dan relatif mudah
didapatkan
untuk
proses
biotek.
2. Pati, jagung, padi, ganum, kentang, dan pohong (kassava) didegradasi menjadi
gula sederhana (monosakarida) dengan hidrolisis sebelum fermentasi. Pati juga
dapat
digunakan
sebagai
bahan
bakar
non
minyak
(etanol).
3.
Selulosa
4. Substrat dari limbah industri: Molase (tetes tebu), mengandung 50 % gula
sebagai substrat untuk produksi antibiotik, asam organik. Whey (air dadih),
Damen
dan
ampas
Berdasarkan
bentuknya
1.
tahu,
bahkan
substrat
Substrat
2.
urine
dapat
cair
Substrat
hewan
dibedakan
(air
semi
ternak.
menjadi:
anggur)
cair
(yoghurt)
3. Substrat padat digunakan untuk produksi tempe, oncom, kecap, kompos dsb.
Solid substrate fermentation (SSF), melibatkan jamur berfilamen, yeast atau
streptomyces.
J.
Inokulum
1. Bakteri: Bacillus sp., Lactobacillus sp., Streptococcus sp. Eschericia sp.
2.
Jamur:
Aspergillus
3.
4.
sp.
Penicillium
Jamur
Kahmir
sp.
filamentous:
(yeast):
Saccharomyces
sp.
Tabel 1: Berbagai jenis inokulum dan produknya
K.
Peningkatan
Proses
fermentasi
1.
2.
3.
Tahap
Pilot
Skala
Skala
(Up
berkembang
dalam
perintisan
plan,
lapangan
Scalling)
3
tahap.
(laboratorium)
dan
(ekonomi).
Kondisi lingkungan meliputi : faktor kimia (konsentrasi substrat) dan faktor fisik
(perpindahan medium, pencampuran medium). Faktor fisik menimbulkan problem
pada skala besar. Sehingga perlu designer dari teknik kimia.
Produk
1.
Biomass
(single
2.
cell
protein)
Metabolit
3.
primer
Metabolit
L.
sekunder
Fermentasi
substrat
padat
Tempe
Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat/asam susu
dan
fermentasi
M.
alkohol.
Fermentasi
Asam
Laktat
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam
laktat.
Peristiwa
Reaksinya:
ini
dapat
terjadi
C6H12O6
>
di
otot
2
dalam
kondisi
C2H5OCOOH
anaerob.
+
Energi
enzim
Prosesnya
1.
:
Glukosa
>
asam
piruvat
(proses
Glikolisis).
enzim
C6H12O6
2.
2
>
2
Dehidrogenasi
C2H3OCOOH
C2H3OCOOH
asam
+
piravat
2
NADH2
akan
>
2
+
terbentuk
asam
C2H5OCOOH
+
piruvat
Energi
8
Energi
laktat.
2
NAD
dehidrogenasa
yang
ATP
terbentak
2
dari
NADH2
glikolisis
=
N.
8
hingga
-
terbentuk
2(3
asam
ATP)
=
Fermentasi
laktat
2
:
ATP.
Alkohol
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam
piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah
menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat
menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul
glukosa
mampu
menghasilkan
38
molekul
Reaksinya
1.
Gula
2.
:
(C6H12O6)
>
asam
Dekarbeksilasi
Asampiruvat
>
piruvat
3.
Asetaldehid
ATP.
piruvat
asam
asetaldehid
piruvat.
+
dekarboksilase
oleh
alkohol
(glikolisis)
CO2.
(CH3CHO)
dihidrogenase
diubah
menjadi
alkohol
(etanol).2 CH3CHO + 2 NADH2 > 2 C2HsOH + 2 NAD
Ringkasan
reaksi
:
C6H12O6 > 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
O.
Fermentasi
Asam
Cuka
Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung
dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka
(Acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih
besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.
Reaksi:
aerob
C6H12O6
>
2
C2H5OH
>
2
(glukosa) bakteri asam cuka asam cuka
CH3COOH
+
H2O
+
116
kal