Fermentasi (Respirasi Anaerobik) – Apa yg dimaksud dengan fermentasi? Apa saja makanan hasil fermentasi? Apa itu Bioteknologi Fermentasi? Apa yang dimaksud dengan fermentasi Sebutkan macam macamnya? Apa tujuan dari fermentasi?
Baca Juga : Pengertian Katabolisme
Agar lebih memahaminya, kali ini kita akan membahas materi tentang pengertian fermentasi, sejarah, jenis dan reaksi fermentasi secara lengkap.
Pengertian Fermentasi
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik atau tanpa oksigen.
Secara umum, fermentasi diartikan sebagai salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi fermentasi juga didefinisikan sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik tanpa akseptor elektron eksternal. Bahan yang umum digunakan dalam fermentasi adalah gula. Contoh hasil fermentasi diantaranya yaitu etanol, asam laktat, hidrogen, asam butirat dan aseton.
Bioteknologi fermentasi adalah contoh bioteknologi dalam proses pengubahan bahan organik menjadi bentuk lain yang lebih berguna dengan bantuan mikroorganisme secara terkontrol. Mikroorganisme yang terlibat dalam fermentasi diantaranya bakteri, protozoa, jamur dan ragi/yeast.
Fermentasi sering dilakukan pada makanan (fermentasi makanan). Contoh proses fermentasi pada makanan yang sering dilakukan diantaranya proses pembuatan tape, tempe, yoghurt dan tahu. Prinsip dalam fermentasi yaitu mengatur kondisi pertumbuhan mikroorganisme secara optimal hingga dicapai keadaan yang menghasilkan laju pertumbuhan spesifik optimum.
Fermentasi makanan adalah proses pengawetan makanan secara alami dengan vantuan mikroorganisme. Contoh produk fermentasi berupa makanan banyak ditemukan dikehidupan sehari-hari diantaranya tempe, oncom. tauco, tapai singkong, peuyeum, brem, terasi, dadiah dan lain sebagainya.
Pengertian Fermentasi Menurut Para Ahli
Wibowo (1990)
Fermentasi adalah pembentukan energi melalui senyawa organik, sedangkan aplikasinya ke dalam industri, fermentasi diartikan sebagai proses untuk mengubah bahan dasar menjadi suatu produk oleh massa sel mikroorganisme.
Winarno et al. (1984)
Fermentasi dalam aplikasinya di dunia industri adalah suatu proses mengubah bahan dasar menjadi suatu produk oleh sel-sel mikrobia dan fermentasi dapat mengakibatkan perubahan sifat substrat.
Sejarah Fermentasi
Seorang ahli kimia Perancis bernama Louis Pasteur yang merupakan seorang zymologist pertama pada tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi (pernapasan) tanpa udara. Ia juga meneliti secara hati-hati dan menyimpulkan “Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi, pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel secara simultan…Jika ditanya, bagaimana proses kimia hingga mengakibatkan dekomposisi dari gula tersebut…Saya benar-benar tidak tahu.”
Seorang ahli kimia Jerman yang juga pemenang Nobel Kimia tahun 1907 bernama Eduard Buchner berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya disebabkan oleh sekresi ragi yang disebut zymase.
Jenis-Jenis Fermentasi
Berikut ini macam-macam fermentasi (respirasi anaerob), diantaranya yaitu:
Fermentasi Alkohol
Fermentasi alkohol adalah suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbon dioksida. Organisme yang berperan dalam fermentasi alkohol ini yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan roti, tape atau minuman keras. Berikut persamaan reaksi fermentasi alkohol:
Baca Juga : Reaksi Anabolisme
Lebih jelasnya, pada fermentasi alkohol, asam piruvat diubah menjadi etanol atau etil alkohol melalui dua tahap reaksi. Tahap pertama, pembebasan CO2 dari asam piruvat yang lalu diubah menjadi asetaldehida. Tahap kedua, reaksi reduksi asetaldehida oleh NADH menjadi etanol. NAD yang terbentuk akan digunakan untuk glikolisis. Sel ragi dan bakteri melakukan respirasi secara anaerob. Pada fermentasi ini, energi (ATP) yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa hanya 2 molekul ATP, berbeda dengan proses respirasi aerob yang mengubah 1 molekul glukosa menjadi 34 ATP. Hasil fermentasi alkohol berupa CO2 dalam industri roti dimanfaatkan untuk mengembangkan adonan roti sehingga roti berpori-pori.
Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia, ketika kebutuhan oksigen tidak terpenuhi akibat bekerja terlalu berat. Didalam sel otot, asam laktat dapat menyebabkan gejala kram dan kelelahan.
Laktat yang terakumulasi sebagai produk limbah dapat menyebabkan otot letih dan nyeri, namun secara perlahan diangkut darah ke hati untuk diubah kembali menjadi piruvat. Glukosa dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat melalui glikolisis , membentuk 2 ATP dan 2 NADH.
Lebih jelasnya, fermentasi asam laktat termasuk respirasi anaerob, hasil akhir fermentasi ini berupa asam laktat atau disebut juga asam susu. Selain itu asam laktat juga disebut dengan asam kelelahan karena ini erat kaitannya dengan rasa lelah. Hal tersebut terjadi pada manusia, karena bergerak melebihi batas sehingga terjadi penimbunan asam laktat pada otot tubuh. Berikut ini persamaan reaksi fermentasi asam laktat:
Proses fermentasi asam laktat dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat. Karena pada proses ini tidak ada oksigen yang merupakan reseptor terakhir, maka asam piruvat diubah menjadi asam laktat. Hal tersebut berakibat pada elektron yang tidak meneruskan perjalanannya, tidak lagi menerima elektron dari NADH dan FAD. Karena tidak terjadi penyaluran elektron, berarti juga NAD+ dan FAD yang dibutuhkan dalam siklus krebs juga tidak terbentuk. Akibatnya, reaksi siklus krebs juga terhenti. Asam laktat merupakan zat kimia yang merugikan karena bersifat racun (toksis).
Fermentasi Asam Cuka
Fermentasi asam cuka adalah contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Jenis 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 Fermentasi
Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana, melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.
Baca Juga : Pengertian Metabolisme
Persamaan Reaksi Kimia
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP
Apabila dijabarkan maka reaksi fermentasi:
Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)
Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yakni tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan beragam tergantung produk akhir yang dihasilkan.
Demikian artikel pembahasan tentang pengertian fermentasi, sejarah, jenis dan reaksi fermentasi secara lengkap. Semoga bermanfaat