Download - Makalah tekfermami
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
1/23
I. Pengertian Teknologi Fermentasi
Fermentasi mempunyai pengertian suatu proses terjadinya perubahan
kimia pada suatu substrat organik melalui aktivitas enzim yang dihasilkan oleh
mikroorganisme. Untuk hidup semua mikroorganisme membutuhkan sumber
energi yang diperoleh dari metabolisme baahan pangan dimana mikroorganisme
berada di dalamnya. Bahan baku energi yang paling banyak digunakan oleh
mikroorganisme adalah glukosa. Dengan adanya oksigen beberapa
mikroorganisme mencerna glukosa dan menghasilkan air, karbondioksida, dan
sejumlah besar energi (A!" yang digunakan untuk tumbuh. #ni 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. $at%zat 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.
!ertumbuhan yang terjadi tanpa adanya oksigen sering dikenal sebagai &ermentasi.
II. Bahan Teknologi Fermentasi yang Terlibat
Fermentasi bahan pangan adalah sebagai hasil kegiatan beberapa jenis
mikroorganisme baik bakteri, khamir, dan kapang. 'ikroorganisme yang
mem&ermentasi bahan pangan dapat menghasilkan perubahan yang
menguntungkan (produk%produk &ermentasi yang diinginkan" dan perubahan yang
merugikan (kerusakan bahan pangan". Dari mikroorganisme yang mem&ermentasi
bahan pangan, yang paling penting adalah bakteri pembentuk asam laktat, asamasetat, dan beberapa jenis khamir penghasil alkohol. enis%jenis mikroorganisme
yang berperan dalam teknologi &ermentasi adalah )
A. Bakteri Asam Laktat.
Dari kelompok ini termasuk bakteri yang menghasilkan sejumlah besar
asam laktat sebagai hasil akhir dari metabolisme gula (karbohidrat". Asam laktat
yang dihasilkan dengan cara tersebut akan menurunkan nilai p* dari lingkungan
pertumbuhannya dan menimbulkan rasa asam. #ni juga menghambat pertumbuhan
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
2/23
dari beberapa jenis mikroorganisme lainnya. Dua kelompok kecil mikroorganisme
dikenal dari kelompok ini yaitu organisme%organisme yang bersi&at
homo&ermentative dan hetero&ermentative.
enis%jenis homo&ermentati& yang terpenting hanya menghasilkan asam
laktat dari metabolisme gula, sedangkan jenisjenis hetero&ermentati&
menghasilkan karbondioksida dan sedikit asam%asam volatil lainnya, alkohol, dan
ester disamping asam laktat. Beberapa jenis yang penting dalam kelompok ini)
+treptococcus thermophilus, +treptococcus lactis dan +treptococcus
cremoris. +emuanya ini adalah bakteri gram positi&, berbentuk bulat (coccus" yang
terdapat sebagai rantai dan semuanya mempunyai nilai ekonomis penting dalam
industri susu.
!ediococcus cerevisae. Bakteri ini adalah gram positi& berbentuk bulat,
khususnya terdapat berpasangan atau berempat (tetrads". alaupun jenis ini
tercatat sebagai perusak bir dan anggur, bakteri ini berperan penting dalam
&ermentasi daging dan sayuran.
-euconostoc mesenteroides, -euconostoc detranicum. Bakteri ini adalah
gram positi& berbentuk bulat yang terdapat secara berpasangan atau rantai pendek.
Bakteri%bakteri ini berperanan dalam perusakan larutan gula dengan produksi
pertumbuhan dekstran berlendir. alaupun demikian, bakteribakteri ini
merupakan jenis yang penting dalam permulaan&ermentasi sayuran dan juga
ditemukan dalam sari buah,anggur, dan bahan pangan lainnya.
-actobacillus lactis, -actobacillus acidophilus, -actobacillus bulgaricus,
-actobacillus plantarum, -actobacillus delbrueckii. /rganisme%organisme ini
adalah bakteri berbentuk batang, gram positi& dan sering berbentuk pasangan dan
rantai dari sel%selnya. enis ini umumnya lebih tahan terhadap keadaan asam dari pada jenis%jenis !ediococcus atau +treptococcus dan oleh karenanya menjadi lebih
banyak terdapat pada tahapan terakhir dari &ermentasi tipe asam laktat. Bakteri
bakteri ini penting sekali dalam &ermentasi susu dan sayuran.
B. Bakteri Asam Propionat
enis%jenis yang termasuk kelompok ini ditemukan dalam golongan
!ropionibacterium, berbentuk batang dan merupakan gram positi&. Bakteri ini
penting dalam &ermentasi bahan pangan karena kamampuannya mem&ermentasi
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
3/23
karbohidrat dan juga asam laktat dan menghasilkan asam%asam propionat, asetat,
dan karbondioksida. enis%jenis ini penting dalam &ermentasi keju +0iss.
C. Bakteri Asam asetat
Bakteri ini berbentuk batang, gram negati& dan ditemukan dalam golongan
Acetobacter sebagai contoh Acetobacter aceti. 'etabolismenya lebih bersi&at
aerobik (tidak seperti spesies tersebut di atas", tetapi peranannya yang utama
dalam &ermentasi bahan pangan adalah kemampuannya dalam mengoksidasi
alkohol dan karbohidrat lainnya menjadi asam asetat dan dipergunakan dalam
pabrik cuka.
D. Khamir
1hamir sejak dulu berperan dalam &ermentasi yang bersi&at alkohol
dimana produk utama dari metabolismenya adalah etanol. +accharomyces
cerevisiae adalah jenis yang utama yang berperan dalam produksi minuman
beralkohol seperti bir dan anggur dan juga digunakan untuk &ermentasi adonan
dalam perusahaan roti.
E. Kapang
1apang jenis%jenis tertentu digunakan dalam persiapan pembuatan
beberapa macam keju dan beberapa &ermentasi bahan pangan Asia seperti kecap
dan tempe. enis%jenis yang termasuk golongan Aspergillus, 2hizopus, dan
!enicillium sangat penting dalam kegiatan tersebut. Dalam proses &ermentasi,
mikroorganisme harus mempunyai 3 (tiga" karakteristik penting yaitu)
4. 'ikroorganisme harus mampu tumbuh dengan cepat dalam suatu substrat
dan lingkungan yang cocok untuk memperbanyak diri.
5. 'ikroorganisme harus memiliki kemampuan untuk mengatur ketahanan
&isiologi dan memilki enzim%enzim esensial yang mudah dan banyak
supaya perubahanperubahan kimia yang dikehendaki dapat terjadi.
3. 1ondisi lingkungan yang diperlukan bagi pertumbuhan harus sesuai
supaya produksi maksimum.
Berdasarkan sumber mikroorganisme, proses &ermentasi dibagi 5 (dua"
yaitu)
4. Fermentasi spontan, adalah &ermentasi bahan pangan dimana dalam
pembuatannya tidak ditambahkan mikroorganisme dalam bentuk starter
atau ragi, tetapi mikroorganisme yang berperan akti& dalam proses
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
4/23
&ermentasi berkembang baik secara spontan karena lingkungan hidupnya
dibuat sesuai untuk pertumbuhannya, dimana aktivitas dan pertumbuhan
bakteri asam laktat dirangsang karena adanya garam, contohnya pada
pembuatan sayur asin.
5. Fermentasi tidak spontan adalah &ermentasi yang terjadi dalam bahan
pangan yang dalam pembuatannya ditambahkan mikrorganisme dalam
bentuk starter atau ragi, dimana mikroorganisme tersebut akan tumbuh dan
berkembangbiak secara akti& merubah bahan yang di&ermentasi menjadi
produk yang diinginkan, contohnya pada pembuatan tempe dan oncom.
III. Asimilasi, Biosintesa, Desimilasi, dan idrolisis!ertumbuhan mikroba dalam medianya terdiri dari beberapa tahapan
yaitu ) pertumbuhan asimilasi, biosintesi, desimilasi, dan hidrolisis (inarno
4673". !ertumbuhan merupakan pertambahan ukuran sel yang terdiri atas
pertumbuhan logaritmik, &ase setimbang, dan &ase kematian (!elczar dan 8han
4677". rans&ormasi substrat ke dalam bahan sel yang ber&ungsi memberikan
bahan yang diperlukan bagi pertumbuhan dan aktivitas hidup lainnya disebut
asimilasi, sementara itu, pembentukan senya0a kompleks di dalam sel dalam
jumlah yang lebih besar dari kebutuhan aktivitas hidupnormal merupakan
biosintesis. Disimilasi terjadi di dalam sel dan hasilnya dilepaskan ke media
lingkungannya. !engaruh suhu, p*, tekanan, oksigen, dan konsentrasi substrat
berperan pada aktivitas mikroorganisme dalam &ermentasi (!elczar dan 8han,
4677".
a! Pert"mb"han
!ertumbuhan merupakan pertambahan secara mikroindividu atau seluruh
kelompok mikroorganisme yang hidup bersama sebagai satu koloni9 biakan.Bila
suatu sel mikroorganisme mikroorganisme ditempatkan ditempatkan dalam suatu
medium yang medium yang mengandung mengandung nutrisi nutrisi yang
diperlukan diperlukan untuk pertumbuhan pertumbuhan mikroorganisme
mikroorganisme, di dalam suatu sistem tertutup tertutup (batchsystem" maka pola
pertumbuhannya pertumbuhannya mengikuti mengikuti &ase s%&ase tertentu
tertentu. 'enurut -im (466:", bakteri akan membelah diri dalam 0aktu 5;%6;
menit, ragi 6;%45; menit, dan kapang
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
5/23
sel hidup, ada sumber energi, ada nutrisi dan &aktor pertumbuhan, tidak ada
inhibitor atau toksin, kondisi &isikokimia yang mendukung.
b! Asimilasi
Asimilasi merupakan aktivitas trans&ormasi sebagai komponen dari
substrat ke dalam sel yang ber&ungsi memberikan bahan%bahan yang diperlukan
bagi pertumbuhan dan aktivitas hidup.Asimilasi merupakan aktivitas metabolisme
yang memerlukan energi (anabolisme" dan menghasilkan senya0a tertentu (arvis,
467:".
#! Biosintesis
Biosintesis sering juga disebut metabolisme.Biosintesis atau metabolism
ini merupakan pembentukan senya0a kompleks di dalam sel dalam jumlah yang
lebih besar dari kebutuhan pemeliharaan aktivitas hidup normal. 8ontoh) vitamin,enzim, dll. 'etabolisme pada semua organisme pada prinsipnya memiliki
kesamaan (Unity in biochemeistry" namun ada beberapa perbedaan tergantung
pada jenis organismenya.'etabolisme mikroba meliputi semua reaksi biokimia
yang terjadi dalam sel mikroba yang berperan penting dalam regenerasi energi dan
metabolit.
$ambar %. &etabolisme &ikrooganisme
d! Desimilasi
Desimilasi atau disimilasi merupakan kebalikan dai asimilasi. desimilasi
dapat diartikan sebagai proses perubahan komponen organic menjadi
senya0a%senya0a yang lebih sederhana. !roses ini terjadi di dalam sel dan
hasilnya dilepaskan ke media lingkungan. 8ontoh) karbohidrat, asamamino.
I'. Katabolisme Aerobik dan Anaerobik
!engertian 1atabolisme adalah proses penguraian atau pemecahan
senya0a organik kompleks menjadi senya0a sederhana. Dalam proses
katabolisme, terjadi pelepasan energi sebagai hasil pemecahan senya0a%senya0a
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
6/23
organik kompleks tersebut. Adapun anabolisme adalah proses pembentukan atau
penyusunan senya0a organik sederhana menjadi senya0a kompleks. 1ebalikan
dari katabolisme, proses anabolisme ini memerlukan energi. 1ali ini akan dibahas
mengenai proses katabolisme.
8ontoh dari proses katabolisme adalah respirasi selular. Berbeda dengan
pengertian respirasi pada umumnya (proses pengikatan /5 ", respirasi selular
diartikan sebagai reaksi oksidasi molekul berenergi tinggi untuk melepaskan
energinya. 2espirasi selular terjadi pada semua sel tubuh he0an maupun
tumbuhan terutama di mitokondria. !ada respirasi selular, molekul glukosa
(karbohidrat" dan bahan makanan lain diuraikan atau dipecah menjadi karbon
dioksida (8/5 ", air (*5 /", dan energi dalam bentuk A!.
A. (espirasi Anaerob
2espirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak memerlukan oksigen
atau /5. 2espirasi anaerob terjadi di bagian sitoplasma yang bertujuan
mengurangi senya0a organik. 2espirasi anaerob menghasilkan sejumlah energi
yang lebih kecil yaitu 5 A!. !roses respirasi anaerob didapati pada reaksi
&ermentasi dan pernapasan intra molekul. 2espirasi anerob, glukosa dipecah
secara tidak sempurna menjadi komponen *5/ dan 8/5. Di respirasi anaerob,
hidrogen bergabung bersama sejumlah komponen yaitu Asam !iruvat,
Asetaldehida yang selanjutnya membentuk asam laktat dan etanol.
B. (espirasi Aerob
2espirasi aerob adalah sebuah reaksi katabolisme yang memerlukan
suasana aerobic dengan proses keberadaan oksigen sangat dibutuhkan yang
menghasilkan energi dengan jumlah yang besar. =nergi yang disimpan dalam
bentuk kimia0i yang dikenal dengan kode A!. =nergi A! digunakan oleh seldalam tubuh makhluk hidup untuk menunjang pertumbuhan, gerak, transportasi,
reproduksi dan kegiatan yang lainnya. Untuk lebih sederhananya, rumus aerob
digambarkan secara sederhana yaitu 8>*45?>/5@>*8/5?>*5/.
2espirasi aerob dibagi dalam 3 tahapan yaitu )
4. likolisis adalah proses pemecahan molekul 8> atau glukosa yang menjadi
senya0a asam piruvat atau dikenal dengan rumus kimia 83
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
7/23
5. +iklus krebs, ialah reaksi molekul aseil 8oA yang kemudian menghasilkan
oksalosetat dan asam sitrat.
3. ranspor electron, merupakan reaksi reduksi atau oksidasi AD*5 dan
molekul FAD*5 yang akhirnya menghasilkan *5/ energi berupa A!
Perbedaan (espirasi Anaerob dan Aerob
%. (espirasi Aerob
• 'emerlukan oksigen
• !roses yang terjadi dalam matriks mitokondria
•
Untuk memecah senya0a organik ke an%organik menghasilkan energidalam jumlah besar yaitu 3> A!
). (espirasi Anaerob
• idak memerlukan kehadiran oksigen dalam prosesnya
• Berlangsung dalam sitoplasma
• ujuan untuk mengurangi senya0a organik
• 'enghasilkan energi tapi dalam jumlah sedikit yaitu 5 A!
'. &edi"m Fermentasi dan *enisnya
'edium &ermentasi memiliki &ungsi untuk menyediakan semua nutrisi
yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk memperoleh energi, pembentukan
sel dan biosintesis produk%produk metabolisme. /leh karena itu, suatu medium
&ermentasi harus mengandung komponen%komponen yang diperlukan oleh
mikroorganisme dalam proses &ermentasi. 1omponen%komponen tersebut adalah)
4. Air
+emua proses &ermentasi, kecuali solid%substrat &ermentasi, memerlukan
sejumlah besar air. Di banyak kasus juga menyediakan elemen mineral. idak
hanya Air merupakan komponen utama dari semua media, tetapi penting untuk
peralatan pendukung dan pembersihan.
5. +umber karbon
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
8/23
+umber karbon yang umum digunakan adalah karbohidrat, antara lainC
serealia, umbi ketela pohon, jagung dan lain%lain. +elain itu juga yang umum
digunakan adalah sukrosa yang diperoleh dari gula tebu, laktosa yang diperoleh
dari gula susu serta corn step liuor dari hasil samping ekstrak pati jagung dan
molase, malt etract, starch, sulphite 0aste liuor, selulosa serta 0hey.
3. +umber itrogen
1ebanyakan mikroba industri dapat meman&aatkan baik anorganik dan
organik sumber nitrogen. itrogen anorganik mungkin disediakan sebagai garam
amonium, amonium sul&at seringkali dan diamonium hidrogen &os&at, atau
amonia. Amonia juga dapat digunakan untuk mengatur p* &ermentasi. +umber
nitrogen organik termasuk amino asam, protein dan urea. itrogen sering
disediakan dalam mentah bentuk yang pada dasarnya produk sampingan dari
industri lain, seperti jagung curam, minuman keras ekstrak ragi, peptones dan
kedelai makan. Asam amino murni hanya digunakan dalam situasi khusus,
biasanya sebagai prekursor untuk spesi&ik produk.
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
9/23
7. /ksigen
ergantung pada jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh organisme, itu
mungkin diberikan dalam bentuk udara yang mengandung sekitar 54G (v 9 v"
oksigen, atau kadang%kadang sebagai oksigen murni ketika persyaratan yang
sangat tinggi./rganisme 1ebutuhan oksigen dapat bervariasi tergantung pada
sumber karbon.
:. Anti&oams
Anti&oams diperlukan untuk mengurangi pembentukan busa selama
&ermentasi. Busa ini terutama disebabkan oleh protein. ika tidak dikontrol busa
dapat menghalangi &ilter udara, yang mengakibatkan kerugian kondisi aseptik.
'I. Preparasi Proses Fermentasi
%. Tahapan +ermentasi
% &edia Fermentasi
!erancangan substrat pertumbuhan dan pembentukan hasil merupakan
kunci keberhasilan percobaan atau produksi. 1omponen%komponen yang
diperlukan bagi pertumbuhan diklasi&ikasikan ke dalam empat kategori, yaitu)
• +ubstrat sebagai 8%(%, !%,/%,..." dan energi
• utrien (elemen makro" untuk persiapan pembentukan HblockI,
yaitu !, , 1, 'g, diperlukan dalam jumlah yang cukup
• =lemen makro yang merupakan elemen esensial tetapi diperlukan
dalam jumlah yang kecil seperti 'n, 'o, $n, 8o, , B, 8l, dan +i.
• Faktor pertumbuhan seperti prekursor dan ko&aktor. Bahan yang
umum digunakan adalah vitamin, asam amino, asam lemak tidak
jenuh, dan sterol. (2ialita dan +umanti, 5;;:"
+ebagai sumber energi, karbohidrat dan protein diperlukan oleh mikrobauntuk menghasilkan A! (adenosin tri&os&at", serta produk hasil metabolisme
lainnya. +elain itu, mikroba juga memerlukan beberapa &aktor pertumbuhan,
yaitu)
• Asam amino, sebagai bagian dari protein
• itamin, sebagai grup prostetik dari enzim
• !urin dan pirimidin, sebagai bagian dari asam nukleat
1eperluan mikroba terhadap nutrisi umumnya bervariasi dan komposisi
kimia sel mikroba menunjukkan keperluan mikroba akan nutrisi tersebut. Unsur
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
10/23
8, /, , *, !, dan + menyusun sekitar 6>G dari berat kering sel di mana unsur
utamanya adalah unsur 8 sebanyak E;G, unsur / sebanyak 5;G, dan unsur
sebanyak 4
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
11/23
Dua tipe dasar reaksi yang menurunkan nilai nutrisi selama &ermentasi adalah
interaksi antara komponen media dan degradasi komponen yang peka terhadap
panas (seperti vitamin dan asam amino". (2ialita dan +umanti, 5;;:"
Pemanenan dan Pem"rnian asil
=kstraksi dan pemurnian hasil &ermentasi seringkali sulit dan mahal.+ecara
ideal, pemurnian dilakukan untuk mendapatkan hasil yang bermutu tinggi dalam
0aktu yang singkat, dengan laju pengumpulan yang e&isien, investasi yang
minimum, serta dioperasikan pada tingkat biaya yang minimal.Untuk
mendapatkan pengumpulan dan pemurnian, kecepatan operasi merupakan &aktor
penting karena produk bersi&at labil.ipe dan ukuran alat harus sesuai sehingga
memungkinkan pemanenan dilakukan pada batas 0aktu yang memuaskan.
Beberapa kriteria yang mendasari pemilihan proses pengumpulan adalah)
a -okasi produk intraseluler atau ekstraseluler
b 1onsentrasi produk dalam cairan &ermentasi
c +i&at &isik dan kimia produk
d Batas kotoran minimal
e 1otoran dalam cairan &ermentasi
& *arga pasar
'II. Kriteria &ikroba yang Diperl"kan "nt"k Fermentasi
Dalam &ermentasi makanan tentunya membutuhkan mikroba sebagai
media yang diharapkan akan menghasilkan suatu produk baru dengan nilai yang
tinggi. !ersiapan atau penga0etan bahan pangan dengan cara &ermentasi
tergantung pada produksi mikroorganisme tertentu. !erubahan%perubahan
biokimia yang terjadi karena &ermentasi mikroba ada yang bersi&at
menguntungkan dan ada yang bersi&at merugikan, oleh karena itu dalam
melakukan &ermentasi ada beberapa syarat yang harus dipenuhi agar dapat
membuat mikroba dapat bekerja dengan optimal, yaitu )
4. 'urni
'ikroba yang akan di biakkan harus dalam keadaan murni atau
steril hal ini bertujuan untuk membantu menghasilkan produk yang
berkualitas tinggi
5. Unggul
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
12/23
'ikroba yang digunakan haruslah memiliki si&at unggul yang
berarti bah0a mikroba yang diharapkan adalah mikroba yang
menguntungkan
3. +tabil
1estabilan mikroba sangatlah dibutuhkan karena jika mikroba
hidup tidak stabil maka proses penanganan dan produksi akan terganggu,
bisa saja dalam proses peman&aatannya mikroba se0aktu%0aktu akan mati
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
13/23
!roduksi metabolisme sekunder ) antibiotik, toksin, komponen &lavor.
Aplikasi aktivitas metabolisme mikroba dalam )
4. !enga0etan ) keju, yoghurt, saurkraut, pikel, sosis, silase.
5. !engolahan ) roti, kecap.3. !engolahan limbah dan pembersihan bahan%bahan beracun ) penghilangan
&os&at, *5+, hidrokarbon halogenasi.
B. Pengar"h /"trien Dan Lingk"ngan Terhadap Ke#epatan Pert"mb"han
&ikroba.
!erbedaan dalam anatomi mikroba dan mekanisme pertumbuhan
menyebabkan perbedaan dalam kecepatan pertumbuhan. !ada umumnya semakin
kompleks struktur sel suatu organisme, semakin lama 0aktu yang dibutuhkan
untuk membelah diri atau semakin lama 0aktu generasinya. /leh karena itu
bakteri mempunyai 0aktu generasi yang paling cepat, diikuti oleh khamir dan
kapang, sedangkan protozoa mempunyai 0aktu generasi yang paling lama.
%. Pengar"h /"trien.
1ecepatan pertumbuhan pada &ase logaritmik dipengaruhi oleh tersedianya
nutrien didalam medium dan dapat mencapai maksimum. 1ecepatan pertumbuhan
mempengaruhi ukuran sel dan jumlah asam nukleat di dalam sel. +emakin tinggi
kecepatan pertumbuhan semakin besar ukuran sel dan semakin tinggi jumlah asam
nukleat di dalam sel. Demikian pula semakin tinggi kecepatan pertumbuhan akan
meningkatkan jumlah massa sel dan ribosoma per unit DA.
). Pengar"h "h".
!engaruh suhu terhadap kecepatan pertumbuhan spesi&ikmikroba dapat
digolongkan menjadi)
(4". !sikro&ilik
(5". 'eso&ilik
(3". hermo&ilik.
+uhu juga mempengaruhi e&isiensi konversi substrat (karbonenergi"
menjadi massa sel . !ada umumnya yield konversi maksimum terjadi pada suhu
yang lebih rendah dari pada suhu dimana kecepatan pertumbuhan maksimum.*al
ini penting dalamproses optimasi dimana diinginkan kecepatan
pertumbuhanmaksimum tetapi bukan yield pertumbuhan maksimum.
-. Pengar"h Akti+itas air.
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
14/23
Air sangat penting untuk pertumbuhan mikroba karena selain merupakan
:;G dari berat sel mikroba juga karena air ber&ungsi sebagai reaktan misalnya
dalam reaksi hidrolisis, dan sebagai produk misalnya dari reduksi oksigen dalam
sistem transpor elektron.
. Pengar"h p.
1ebanyakan mikroba dapat tumbuh pada kisaran p* sebesar 3 J < unit p*
atau pada kisaran 4;;; J 4;.;;; kali konsentrasi ion hidrogen. 1ebanyak bakteri
mempunyai p* optimum sekitar p* >.E J 7.E. Diba0ah E.; dan diatas :.E bakteri
tidak tumbuh dengan baik. 1hamir menyukai p* < J E dan tumbuh pada kisaran
p* 5.E J :.E. /leh karena itu untuk menumbuhkan khamir biasanya dilakukan
pada p* rendah untuk mencegah kontaminasi bakteri. 1apang mempunyai p*
optimum antara E dan 7 dan dapat tumbuh pada kisaran p* 3 J :.E. ilai p*
untuk pertumbuhan mikroba mempunyai hubungan dengan suhu pertumbuhannya.
ika suhu pertumbuhan naik, p* optimum untuk pertumbuhan juga naik. Dalam
&ermentasi, kontrol p* penting sekali dilakukan karena p* yang optimum harus
dipertahankan selama &ermentasi . !erubahan p* dapat terjadi selama &ermentasi
karena * dilepaskan selama konsumsi *
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
15/23
superoksida dismutase, tetapi tidak mempunyai enzim katalase, melainkan
mempunyai enzim peroksidase yang mengkatalis reaksi antara *5/5 dengan
senya0a eorganik, menghasilkan senya0a yang tidak beracun. Bakteri yang
bersi&at anaerobik tidak mempunyai enzim superoksida dismutase maupun
katalase, oleh karena itu oksigen merupakan racun bagi bakteri tersebut karena
terbentuknya *5/5 dan /5%.
'III. Cara Isolasi dan Identi+ikasi &ikroba
!rinsip dari isolasi mikroba adalah memisahkan satu jenis mikroba dengan
mikroba lainnya yang berasal dari campuran bermacam%macam mikroba.
#denti&ikasi mikroba yaitu untuk mengetahui si&at%si&at mor&ologi bakteri, maka
bakteri dapat diperiksa dalam keadaan hidup atau mati. !emeriksaan mor&ologi
bakteri ini perlu, untuk mengenal nama bakteri. Disamping itu juga perlu
pengenalan si&at%si&at &isiologisnya bahkan si&at%si&at &isiologis ini kebanyakan
merupakan &aktor terentu dalam mengenal nama spesies suatu bakteri. +edangkan
kon&irmasi jenis bakteri yaitu tindakan untuk mengetahui apakah suatu bakteri
tertentu benar tumbuh pada media spesi&ik yang digunakan. erutama jika
identi&ikasi menggunakan media masih meragukan9belum memuaskan. (-im,D.
466:".
'edia spesi&ik yaitu media yang digunakan unutk mendiagnosis atau
menganalisis metabolisme suatu mikroba khusus. 'edia spesi&ik ini beraneka
ragam komposisinya tergantung nutrisi apa yang diperlukan oleh bakteri tersebut.
Untuk menelaah bakteri di dalam laboratorium , pertama% tama kita harus dapat
menumbuhkan bakteri tersebut di dalam suatu biakan murni. Untuk
melakukannya haruslah dimengerti jenis% jenis nutrient yang disyartakan oleh bakteri dan juga macam lingkungan &isik yang mana dapat menyebabkan kondisi
yang optimum bagi pertumbuhannya tersbut (!elczar, 46:>".
!ada umumnya media yang digunakan untuk membiakkan mikroba
mengandung air, sumber energi (protein dan karbohidrat", zat hara (sumber
karbon, nitrogen, sul&ur, &os&at, oksigen dan hidrogen", serta &aktor penunjang
pertumbuhan (seperti asam amino, vitamin". +uatu media yang memenuhi
kebutuhan mikroba untuk bertahan hidup dan melakukan aktivitasnya secara
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
16/23
normal diperlukan untuk melakukan isolasi jenis mikroba tertentu. +etiap media
spesi&ik memiliki kandungan senya0a tertentu yang dapat mendukung
pertumbuhan mikroba tertentu tetapi menghambat pertumbuhan jenis mikroba
lainnya. +ebagai contoh 'edia '8A ( 'ac 8onkey Agar" mengandung zat 0arna
yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri ram !ositi&, sedangkan bakteri
ram egati& tetap tumbuh.
'ikroorganisme yang penting dalam industri &ermentasi dapat diperoleh
dari berbagai sumber dialam. +ebagai contoh, bakteri pembentuk spora yaitu
Bacillus dan 8lostridium sering ditemukan dari tanah, bakteri asam laktat sering
ditemukan pada susu, bakteri asam asetat sering ditemukan pada sari buah, dan
sebagainya. Untuk mendapatkan isolat mikroba dari suatu bahan yang
mengandung campuran mikroba dapat dilakukan dengan beberapa cara tergantung
dari jenis mikroorganismenya. Beberapa jenis isolasi )
%. Isolasi pada agar #a2an.
8ara untuk mengisolasi kultur pada agar ca0an adalah dengan goresan
kuadran.!ada bagian agar tempat dimulainya goresan, populasi mikroba biasanya
terlalu pekat sehingga koloni akan berkumpul menjadi satu.Dengan semakin
banyaknya goresan atau penyebaran yang dilakukan akan semakin sedikit sel%sel
mikroba yang terba0a oleh loop, sehingga setelah inkubasi akan terbentuk
koloni%koloni secara terpisah.
). Isolasi dalam medi"m #air.
8ara termudah untuk mengisolasi mikroba dalam medium cair adalah
metode pengenceran. Dalam metode ini, inokulum diencerkan didalam medium
steril, dan sejumlah tabung yang berisi medium diinokulasi dengan suspensi
inokulum dari masing% masing pengenceran.-. Isolasi el t"nggal.
Untuk mengisolasi sel mikroba yang ukurannya besar dan tidak dapat
diisolasi dengan metode agar ca0an atau pengenceran, ada suatu cara isolasi yang
disebut isolasi sel tunggal.+el mikroba yang dapat dilihat dengan pembesaran 4;;
kali atau kurang, setiap selnya dapat dipisahkan dan diambil menggunakan pipet
kapiler yang sangat halus, kemudian dicuci beberapa kali didalam medium steril
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
17/23
yang jumlah relati& besar untuk menghilangkan mikroba kontaminan yang
ukurannya lebih kecil.
I3. Cara Pemeliharaan K"lt"r Fermentasi
!erbenihan untuk pertumbuhan bakteri agar dapat tetap dipertahankan
harus mengandung semua zat makanan yang diperlukan oleh mikroorganisme
tersebut. Faktor lain seperti !*, suhu, dan pendinginan harus dikendalikan dengan
baik (Buckle, 46:7".
Pemeliharaan K"lt"r Cair
ambar 4. !ertumbuhan 'ikroorganisme pada !ermukaan 'edia 8air
+umber ) (000.google.com 5;4
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
18/23
ambar 5. !ertumbuhan 'ikroorganisme pada Agar 'iring
+umber ) (000.google.com 5;4. !ola !ertumbuhan 'ikroorganisme pada Agar egak
+umber ) (000.google.com 5;4
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
19/23
ditumbuhi mikroorganisme anaerobic, yaitu organisme yang tidak dapat tumbuh
dengan adanya oksigen dan bahkan oksigen ini dapat merupakan racun bagi
organisme tersebut. enis mikroorganisme yang tumbuh pada keadaan ini salah
satunya adalah Clostridium.
3. Fermentor
Fermentor adalah sebuah alat yang digunakan untuk memproduksi
mikrobia untuk melakukan &ermentasi. !roduk%produk berbasis mikroba seperti
bio&ertilizer, biokontrol, biopestisida, biodekomposer, ataupun produk biomassa
mikroba memerlukan &ermentor untuk memproduksinya. Fermentor untuk
memproduksi mikroba ini tidak harus berteknologi tinggi. Fermentor dapat dibuat
dengan peralatan sederhana, namun &ungsional. Bahkan bisa dibuat sendiri dengan
biaya yang terjangkau. Ada banyak pertimbangan untuk memilih &ermentor,
antara lain)
a. tingkat kesulitan dan kerumitan proses,
b. nilai produk yang dihasilkan,
c. biaya investasi
d. biaya yang dibutuhkan untuk memproduksi mikroba tersebut.
*enis45enis Fermentor
4. Fermentor +ederhana untuk !roduksi 'ikroba. Fermentor terdiri dari
beberapa bagian, yaitu)
a. abung &ermentor, yaitu tabung untuk menempatkan media.
abung ini bisa dibuat dari galon air mineral.
b. !enutup tabung, bisa dibuat dari penutup karet.
c. !ipa inlet. !ipa kaca kecil yang dihubungkan dengan pompa udara.
!ipa kaca ini berukuran panjang hingga hampir menyentuh dasar
tabung. !ipa ini terendam di dalam larutan media.
d. !ipa outlet. !ipa kaca kecil yang lebih pendek dari pipa inlet dan
ujung bagian dalam berada di atas permukaan media. Ujung selang
outlet direndam dalam larutan clorin9pemutih atau alcohol.
e. +elang karet. +elang untuk menhubungkan pipa%pipa kaca.
&. 'illipore. +aringan udara berukuran ;.5 um untuk sterilisasi udara
yang masuk ke dalam &ermentor.
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
20/23
g. !ompa udara. !ompa udara untuk memberikan aerasi pada media
kultur. !ompa udara bisa menggunakan pompa udara untuk
auarium.
h. Botol. Botol yang diberi air dan larutan pemutih (clorin".
Fermentor ini memiliki beberapa keuntungan. !ertama harganya murah
dan terjangkau. Untuk membuat satu &ermentor sederhana membutuhkan biaya
kurang dari 2p. 4 juta. Fermentor dari stainless steel bisa mencapai puluhan juta.
Biaya paling besar untuk saringan micron yang mencapai beberapa ratus ribu.
Bahan lain harganya sangat murah. 1euntungan kedua, volumenya cukup, tidak
banyak dan tidak sedikit. ika terjadi kontaminasi, maka tidak banyak
bahan9media yang dibuang. 1euntungan ketiga, mudah dioperasionalkan.!era0atan juga mudah. ika terjadi kerusakan bisa diperbaiki sendiri.
Fermentor ini cocok untuk menumbuhkan bakteri, khamir, atau alga. Bisa
juga untuk menumbuhkan jamur, tetapi jamur umumnya lebih baik dengan
menggunakan &ermentasi padat. Bakteri%bakteri untuk bio&ertilizer seperti
!seudomonas sp, Bacillus sp, 2hizobium sp, Bacillus thuringiensis, dan bakteri
lain bisa ditumbuhkan dengan &ermentor ini. Fermentor ini juga bisa untuk
memproduksi sel bakteri, metabolit, protein sel tunggal ataupun biomassa sel
(kristal protein".
5. Fermentor % -ambda 'ini&or
'ini&or ini dikembangkan sebagai hasil dari kebutuhan untuk membangun
sebuah laboratorium kecil untuk volume &ermentor dari ;,;3E ke
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
21/23
dengan peralatan atau teknologi yang lebih besar dari peralatan produksi
sebelumnya. Alat yang biasanya digunakan untuk proses penggandaan skala
adalah &ermentor aerobic berpengaduk. Adapun tahapan dari proses penggandaan
skala adalah sebagai berikut )
4 +kala laboratorium (tahap peneleksian mikroba"
a ukuran ) dari tabung reaksi ke tabung kocok E;; ml
b &ungsi ) seleksi dan pengembangan strain mikroba
5 skala pilot%plan (kondisi%kondisi operasi optimum mulai diterapkan"
a ukuran ) E L
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
22/23
3 'enentukan kriteria kedua (secondary criteria" untuk proses secara
mekanik dan &isik pada skala yang harus diketahui berdasarkan kriteria
utama scale up. 1riteria kedua merupakan pengembangan >> !ort&olio >>
skala dari scale up a0al dengan cara meningkatkan volume produksi dan
menentukan teknologi dan metode pengolahan yang akan dilakukan pada
industri yang lebih besar.
-anti (5;4
-
8/18/2019 Makalah tekfermami
23/23
DAFTA( P6TAKA
Buckle,1.A., .A. Davey, '.. =yles, A.D. *ocking, 1.. e0ton, and =..
+tuttard. 46:6. Foodborne Microorganisms of Public Health Significance.4ed.. A#F+ (+ Branch", Australia.
8appuccino, . . dan atalie. +. 46:3. Microbiology A Laboratory Manual .
Addison%esley !ublishing 8ompany. e0 Oork.
Fardiaz, +. 4665. Mirobiologi Pangan ! . ramedia !ustaka Umum, akarta.
arvis, B. 467:. 'ethods &or Detecting Fungiin Foods and Beverages. #n Food
and Beverage 'ycology. =d. Beuchat. -.2. pp.