FERMENTASI

Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel.
Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan).
Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida.
Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik.
"Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah.
Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP.
Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation.
Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks.
Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit.
Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), yang diperlukan untuk glikolisis.
Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik.



PENGERTIAN FERMENTASI


Ferfere (Bahasa Latin) artinya mendidihkan → menggambarkan saribuah anggur yang difermentasi
Louis Pasteur : Penguraian gula menjadi alkohol dan CO2 oleh aktivitas mikroorganisme (khamir), terjadi tanpa suplai udara/oksigen
Fermentasi adalah proses penguraian menjadi alkohol dan CO2 yang berlangsung karena adanya ekstrak khamir atau enzim-enzim yang terdapat dalam ekstrak tersebut

DEFINISI MODERN FERMENTASI

Proses peruraian senyawa-senyawa organik secara anaerobik oleh aktivitas mikroorganisme atau ekstrak dari sel-sel tersebut Contoh : fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat
Reaksi oksidasi-reduksi di dalam sistem biologi yang menghasilkan energi, dengan senyawa-senyawa organik berperan sebagai donor dan aseptor elektron Contoh : sel yeast dapat memperoleh 2 molekul ATP per molekul glukosa bila difermentasikan menjadi etanol

SEJARAH FERMENTASI


6000 SM, khamir telah digunakan untuk pembuatan minuman beralkohol.
4000 SM, di Mesir khamir digunakan sebagai pengembang roti.
Abad ke 14 ditemukan metode destilasi alkohol.
Di Timur Tengah dan China bakteri asam laktat telah digunakan untuk pengawetan susu.
Bakteri asam asetat ditemukan sebelum penemuan Anthony Van Leuwenhoek.
Colombus di Amerika mengembangkan fermentasi jagung.
1800-an, Carlsberg mengembangkan starter untuk inokulum bir.
1803, Thenard menemukan khamir penghasil alkohol
1857, Edward Buchner menemukan mikrobia penghasil alkohol.
1901, Rudolf Emmerich & Oscarlow menemukan antibiotik dihasilkan oleh Pseudomonas geruginosa
1918, Chaim Wismann menemukan Clostridium penghasil aseton.
1923, Pfizer menemukan Aspergillus niger penghasil asam sitrat.
1928, A. Fleming menemukan Penisilin oleh P. notatum untuk mengham bat pertumbuhan Staphylococcus aureus
Selman Waksman menemukan Streptomyces griseus, mikrobia penghasil streptomisin.
1957, Louis Pasteur menemukan khamir penghasil alkohol, fermentasi vitamin, antibiotik, asam amino dan steroid.
Tahun 1900-1920 merupakan periode penting perkembangan fermentasi gliserol, aseton, butanol dan enzim.
1960 mulai dikembangkan produksi biomassa oleh mikrobia untuk sumber protein.
Periode selanjutnya penelitian lebih ditujukan pada rekayasa genetik.

MANFAAT FERMENTASI

Pengawetan makanan
Penganekaragaman pangan
Menghambatan pertumbuhan mikroorganisme patogen
Meningkatkan nilai gizi makanan Dalam makanan fermentasi nilai gizi dapat meningkat karena:


Mikroorganisme juga menghasilkan vitamin dan faktor-faktor tumbuh
Daya cerna makanan meningkat
Penguraian selulosa dan hemiselulosa dll yang tidak dapat dicerna oleh manusia menjadi gula-gula sederhana

Bahan Baku Fermentasi

Bahan baku utama (sumber energi/karbon) fasa gas, cair atau padat mengandung gula dasar, pati atau lignoselulosa terdefinisi, ramuan kompleks atau limbah
Nutrisi sumber nitrogen dan mineral, vitamin faktor pertumbuhan
Air dan udara
Bahan lain inhibitor stabilisator antibusa pengatur pH

Mikroorganisme penyebab fermentasi:

Mikroorganisme proteolitik (pengurai protein) Protein à nitrogen dan senyawa2 berbau busuk
Mikroorganisme lipolitik (pengurai lipid) Lipid à senyawa2 berbau tengik atau bau amis
Fermentasi (pengurai karbohidrat/glukosa) karbohidrat à alkohol, asam organik, dan co2