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


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


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


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


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


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


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


8/23

+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.


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


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


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


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


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.


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 *


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


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


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


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


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.


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


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


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


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.

makalah tekfermami

Documents