Teknologi fermentasi merupakan teknologi yang menggunakan mikroorganisme untuk produksi makanan dan minuman seperti keju, yoghurt, minuman alkohol, cuka, sosis, kecap, dan beberapa produk fermentasi lainnya. Teknologi fermentasi dapat memanfaatkan mikroorganisme guna menghasilkan :

1. Metabolit primer, seperti gliserol, asam asetat, aseton, butanol, asam organik, asam amino, vitamin, polisakarida, dan xanthan.

2. Metabolit sekunder, seperti penicilin, streptomycin, oksitetrasiklin, sefalosporin, giberalin, alkoloid, dan aktinomisin.

3. Enzim industri, seperti invertase, asparaginase, amilase, restriksi, endonuklease, dan ligase.

Dewasa ini, teknologi fermentasi telah menggunakan sel tumbuhan tingkat tinggi dan hewan yang dikenal sebagai kultur sel atau jaringan. Kultur jaringan tumbuhan diarahkan untuk pembentukan produk sekunder seperti alkaloid dan cita rasa. (Danial, 2006 : 17 )

Karbihidrat dapat difermentasi menjadi alkohol. Glukosa dapat difermentasi oleh sel-sel khamir (ragi) menjadi alkohol sambil membebaskan gas CO2, tetapi bahan pati /amilum dan karbohidrat monosakarida selain glukosa tidak dapat difermentasi oleh sel-sel ragi. Ragi yang banyak digunakan untuk fermentasi singkong dan beras ketan, sebenarnya bukan ragi murni, melainkan terdiri dari beberapa jenis mikroba antara lain khamir (S. Cerevisiae) dan kapang (Rhizopus atau Aspergilus). Rhizopus dan Aspergilus mengkonversi pati menjadi glikosa sedangkan khamir sendiri mengkonversi glukosa menjadi etanol dan karbon dioksida (Tim Dosen Biokimia, 2010 : 1)

Ragi merupakan obyek penelitian terpilih, untuk meneliti alur metabolisme dasar yang telah diuraikan diatas. Sudah sejak Gay-Lussac telah dirumuskan pengubahan glukosa menjadi etanol, dalam bentuknya sekarang :

C6H12O6 2CO2 + 2 C2H5OH

Peragian glukosa menjadi etanol dan karbondioksida oleh ragi (shaccaromyces cerevisiae) terjadi melalui alur fruktosa difosfat. Transformasi piruvat menjadi etanol mencakup dua tahap. Pada tahap pertama piruvat didekarboksilasi menjadi asetaldehida oleh piruvat dekarboksilase (1) dengan keikutsertaan tiamin pirofosfat, asetaldehida oleh alkohol dehidrogenase (2) direduksi dengan NADH2 menjadi etanol.

Glukosa 2 piruvat

2 NAD 2 NADH2 2 CO2

Etanol 2 asetaldehid

(Schlegel & Schmidt, 1994 : 304)

Inokulum tempe disebut juga sebagai starter tempe dan banyak pula yang menyebut dengan ragi tempe. Meskipun dalam istilah ilmiah ragi dimaksudkan sebagi inokulum untuk pembuatan tapai, tetapi dikalangan masyarakat umumnya ragi diartikan sebagai agensia pengubah suatu bahan menjadi produk melalui proses fermentasi. Starter tempe adalah bahan yang mengandung biakan jamur tempe, digunakan sebagai agensia pengubah kedelai rebusmenjadi tempe akibat tumbuhnya jamur tempe pada kedelai dan melakukan kegiatan fermentasi yang menyebabkan kedelai berubah karakteristiknya menjadi tempe (Hidayat, 2006 : 92)

Fermentasi cair juga memanfaatkan substrat bahan-bahan pertanian seperti tepung serealia, biji-bijian, pati, malosa dan sebagainya, hanya pada konsentrasinya yang lebih kecil dibandingakan dengan fermentasi padat. Mikroba yang akan ditumbuhkan dimasukkan dalam bentuk inokulum. Biasanya jumlah 10% sudah dianggap cukup baik untuk pertubuhan. Umumnya fermentasi padat dalam menghasilkan suatu produk membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan dengan fermentasi cair. Pada fermentasi cair, pengukuran pertumbuhan sel atau pemantauan fase hidup bakteri dapat menjadi petunjuk akan waktu panen.pada proses fermentasi, sejumlah sel dengan karakteristik yang sama dibiakan pada kondisi tertentu dan terkontrol. Proses fermentasi dapat dilakukan hanya dengan mencampur mikroorganisme dengan satu nutrisi dan membiarkan komponennya bereaksi (Danial, 2006 : 17-21)

Fermentasi adalah proses produksi energi dala sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk anaerobik, akan tetapi terdapat defenisi yang lebih jelas yang mendefenisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasilfermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal) dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi (Anonim, 2007)

Beberapa organisme seperti saccharomyices dapat hidup baik dalam kondisi lingkungan cukup oksigen maupun kurang oksigen. Organisme yang demikian disebutaerob fakultatif. Dalam keadaan cukup oksigen, saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi jika dalam keadaan lingkungan kurang oksigen, saccharomyces akan melakukan fermentasi. Dalam keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya asam asetat akan diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+ (Anonim, 2010)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Fermentasi. Online (http://id.shvoong.com) . diakses pada 05 Desember 2010

Anonim. 2007. Fermentasi Alkohol. Online (http://ptp.wordpress.com) . Diaksespaada 05 desember 2010

Danial. 2006. Mikrobiologi Industri. Makassar : Badan Penerbit UNM

Hidayat. 2006. Mikrobiologi Industri. Yogyakarta : ANDI

Schlegel, HG, & Schmidt, K. Mikrobiologi Umum. Yogyakarta : Gajah Mada University Prees

Tim Dosen Biokimia. 2010. Penuntun Praktikum Biokimia. Makassar : Lab. Kimia FMIPA UNM