adha panca wardanu

Beranda » Teknologi dan Keamanan Pangan » FERMENTASI DALAM INDUSTRI

FERMENTASI DALAM INDUSTRI

Statistik Blog

  • 326,570 hits

Fan Page

Arsip

Go Green Indonesia

go green indonesia!

Pola Pertumbuhan

Pertumbuhan mikroba dapat dipandang sebagai suatu rangkaian reaksi kimia yang mengendalikan sintesis penyusunan biomassa yang diperoleh pada akhir kultur secara global, dimana proses MI mengikuti prinsip kekekalan massa. Dasar pertumbuhan mikroba dapat dilihat dari laju pertumbuhan ditetapkan terdiri dari beberapa fase :

Fasa awal (lag), merupakan masa penyesuaian mikroba, sejak sel mikroba diinokulasikan ke media biakan. Pada fase ini belum terjadi pertumbuhan, merupakan masa penyesuaian mikroba (lag) dengan lingkungannya, kemudian dilanjutkan dengan dimana pada fase pertumbuhan lambat (terjadi reproduksi selular lambat)

Fase Logaritma (eksponensial), merupakan fase pertumbuhan cepat mulai terjadi reproduksi selular. Konsentrasi selular atau biomassa meningkat, mula-mula perlahan kemudian makin lama makin meningkat. Merupakan fase laju pertumbuhan atau reproduksi selular mencapai titik maksimal sehingga terjadi pertumbuhan secara logaritmik atau eksponensial.

Fase Stationer, merupakan fase pertumbuhan berhenti, konsentrasi biomassa mencapai maksimal dan menyebabkan terjadinya modifikasi stniktur biokimiawi sel.

Fase Kematian/Penurunan, merupakan fase yang ditandai oleh berkurangnva jumlah sel hidup (viable) dalam media akibat terjadinva kematian (mortalitas) yang diikuti oleh otolisis oleh enzim selular

Reaksi-reaksi Mikroarganisme

Senyawa-senyawa karbohidrat merupakan nutrien untuk fermentasi, kebanyakan mikroorganisme dapat mengolah karbohidrat dalam fermentasi menjadi glukosa dan turunannya. Jalur pemecahan glukosa yang dominan adalah :

Jalur glikolisis Embden-Meyerhof dimana glukosa diuraikan, produk lain yang diperoleh dari jalur ini proses utama minimal 7 jalur penguraian glukosa yang berbeda-beda, sedangkan jalur mana yang akan ditempuh serta hasil akhir apa yang diinginkan tergantung mikroorganisme. Jalur pemecahan glukosa menghasilkan : asam cuka, asam suksinat, asam semut, asam butirat, aseton, butanol, ethanol, isopropanol.
Jalur Penthosa phosphat dan Jalus proses Entner Doundrof dimana glukosa diuraikan menghasilkan asam asetat dan asam laktat

Produk Hasil fermentasi
Produk Biomassa adalah pemanfaatan langsung massa mikroorganism yang telah ditumbuhkan. Biomassa yang telah diproduksi secara komersial dalam skala industri adalah ragi dan protein sel tunggal.
Biokonversi adalah proses-proses yang dilakukan oleh mikroorganisme untuk mengubah suatu senyawa menjadi suatu produk yang mempunyai struktur kimiawi yang berhubungan. Konversi seperti ini sering disebut transformasi microbial. Proses-proses yang terjadi hanya terdiri atas satu atau sejumlah kecil reaksi enzimatik. Jenis reaksi biokonversi menurut wang et al ,1979 dalam Hardjo, 1989 antara lain adalah reaksi hidrolisis, oksidasi, esterifikasi, demetilasi, dehidrasi, dekarboksilasi, deaminasi, aminasi, dll.

Metabolit primer adalah senyawa yang termasuk produk-produk akhir yang memiliki bobot molekul rendah, yang digunakan sebagai senyawa pembangun makromolekul, atau dikonversikan sebagai senyawa koenzim.. Senyawa yang paling penting adalah asam¬asam amino, nukleotida-nukleotida dan pirimidin serta vitamin-vitamin.

Metabolit sekunder adalah molekul-molekul yang disintesa oleh beberapa mikroorganisme tertentu, biasanya diilakukan pada akhir siklus pertumbuhan. Meskipun tidak dibutuhkan untuk pertumbuhannya, namun metabolit-metabolit sekunder dapat bersifat sebagai nutrien darurat untuk bertahan hidup. Metabolit sekunder yang paling dikenal adalah : antibiotika, mikotoksin, steroid dan pigmen.

Kinetika Reaksi Enzimatik
Bioindustri enzimatis yaitu bioindustri yang memanfaatkan jasa mikroorganisme tidak secara secara langsung dengan membutuhkan mikroba, tetapi menggunakan enzim dalam menghasilkan produk tertentu dari substrat.
Keuntungan penggunaan jasa enzim dibandingkan dengan menggunakan jasa mikroorganisme secara langsung :

(1) Bioindustri enzimatik biasanya tidak memerlukan media yang kompleks
(2) Selama fermentasi pada bioindustri enzimatik tidak memerlukan aerasi dan kondisi yang sangat aseptic serta steril
(3) Bioindustri enzimatik menghasilkan limbah yang lebih sedikit
(4) Perubahan selama fermentasi lebih terarah
(5) Spesifisitas kerja enzim akan meningkatkan jumlah produk yang dihasilkan.

Kelemahan menggunakan enzim dalam bioindustri adalah :

(1) Sulitnya proses untuk mengekstraksi enzim
(2) Harga enzim mahal
(3) Pemisahan enzim dalam air sulit
(4) Dibutuhkan fermentor yang besar sehingga perlu modal dan energi yang lebih tinggi. Untuk mengeliminir kelemahan penggunaan enzim pada industri, maka dilakukan penggunaan enzim tak bebas (immobile) dimana enzim yang digunakan tenkat pada matriks tertentu.

TAHAPAN FERMENTASI

Mikroorganisme

Kriteria mikroorganisme industri
1. Strain sel tersebut harus merupakan kultur yang murni.
2. Secara genetic strain tersebut harus stabil.
3. Sel tersebut harus dapat memproduksi sel vegetatif, spora atau unit-unit reproduktif lainnya.
4. Strain tersebut harus mampu tumbuh dengan cepat dan kuat setelah diinokulasi (daya adaptasi tinggi).
5. Strain tersebut harus dapat menghasilkan produk yang diinginkan daalam jangka waktu yang pendek
6. Strain tersebut mampu melindungi dirinya dari kontaminan, berupa penurunan pH, mampu tumbuh pada suhu yang tinggi, mampu cepat menghasilkan inhibitor microbial yang diinginkan.
7. Strain tersebut mampu disimpan untuk jangka waktu yang lama sekali.
8. Strain tersebut mampu memproduksi produk yang diinginkan tanpa menghasilkan senyawa lain yang bersifat beracun, serta senyawa yang dihasilkan tersebut mudah untuk dipisahkan dari bahan-bahan lain.

Sumber Mikroorganisme.

Mikroorganisme unggul dapat diisolasi dari sumber alami atau diperoleh dan koleksi kultur.

Pengembangan inokulum
Pengembangan inokulum adalah penyiapan suatu populasi mikroba dari kultur sediaan yang dorman (istirahat) ke tahap kultur yang dapat diinokulaiskan pada suatu proses produksi. Jumlah inokulum yang digunakan umumnya berkisar 3-10% dari volume medium. Kultur harus segar dan aktif sehingga fase lag pada proses fermentasi tidak terlalu panjang.

Fermentor (Bioreaktor)

Fermentor adalah unit alat yang digunakan untuk tempat berlangsungnya suatu proses biokimia dari bahan mentah menjadi zat atau bahan tertentu yang dikehendaki, dikatalisis oleh suatu enzim atau oleh jasa mikroorganisme secara langsung.

Prinsip umum pemilihan fermentor

Beberapa faktor penting yang harus diperhatikan dalam memilih konstruksi fermentor :
– Bejana fermentor harus dapat dioperasikan secara aseptic dalam jangka waktu operasi yang panjang.
– Tingkat aerasi dan pengadukan harus dilakukan memadai sesuai kebutuhan
– metabolisme tanpa merusak pertumbuhan mikroorganisme.
– Konsumsi tenaga atau daya listrik sedapatnya sekecil mungkin.
– Fermentor harus dilengkapi system pengontrol suhu, pH dan pengambilan sample.
– Evaporator yang mengakibatkan hilangnya sebagian cairan diusahakan tidak berlebihan
– Bejana fermentor harus dirancang sedemikian rupa sehingga operasi fermentasi, pemanenan, pembersihan dan pemeliharaan alat memerlukan tenaga kerja sekecil mungkin.
– Bejana fermentor harus dirancang sedemikian rupa sehingga permukaan bagian dalam licin.
– Agar penerapan penggandaan skala lebih mudah, bejana fermentor skala lab, pilot plant dan skala industri mempunyai kesaamaan bentuk geometris.
– Bahan yang digunakan untuk membuat fermentor hendaknya yang murah, tatapi memeerkan hasil yang memuaskan.
– Harus diusahakan agar tersedia jasa pelayanan peralatan dan suku cadang untuk kebutuhan industri.

Kontrol Fermentasi dan Hubungannya Dengan Pertumbuhan Mikrobial

Sensor pada fermentor dapat dikategorikan dalam 2 kelompok :
a. Sensor-sensor lingkungan fisik
– Suhu.
– Tekanan Kecepatan impeller
– Busa
– Laju alir gas dapat diukur dengan menggunakan berbagai peralatan, misal flowmeter, rotameter, dll
– Laju umpan cairan, dapat diukur dengan menggunakan flowmeter elektromagnetik.
– Viskositas, dapat digunakan sebagai indicator pertumbuhan sel atau morfologi sel.
b. Sensor-sensor lingkungan kimia
– pH, pengukuran menggunakan elektroda pH. Pada fermentor dilakukan penambahan
– Redoks, pengontrolan dilakukan dengan sparging gas dengan N2, 02 atau dengan sistin, asam askorbat atu Na-Tioglikolat dimana hasil pengukuran menunjukan
– Oksigen terlarut, pengukuran dilakukan dengan amporometrik.

Proses Produksi

Inokulasi
Inokulasi atau pemindahan mikroorganisme kedalam media fermentasi dilakukan seperti halnya industri microbial. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat inokulasi
– Mikroorganisme ; umur mikroorgaanisme, jumlah mikroorgaanisme, tidak terkontaminan media pertumbuhan (nutrisi dan substrat) ; steril, komposisi nutrien sesuai dengan kebutuhan, pH,
– Bioreaktor : type sesuai, ukuraan / volume sesuai, semua instrumentasi / indikator berfungsi, steril
– Ruang inokulasi / lokasi : steril, kondisi lingkungan optimal
– Kondisi Prosese Fermentasi (pH, Suhu dan lingkungan)
– Suhu pertumbuhan

Proses Pemanenan
Teknik umum pemisahan pada industri fermentasi meliputi :
– Pemisahan partikel sel : Filtrasi, sentrifugasi, flokulasi dan flotasi
– Desintegrasi sel :
Mekanik : penekanan, penggilingan, ultrasonic,
Non Mekanik :pengeringan, lisis (kejutan osmotic, kimia detergen, antibiotik) dan enzimatik
– Metode Pemekatan Evaporasi, Filtrasi menggunakan membran, Ultra filtrasi, Filtrasi tangensial.


4 Komentar

  1. pangansehati mengatakan:

    nice blog
    salam kenal

    Suka

  2. pangansehati mengatakan:

    nice blog

    Suka

  3. dinbakir mengatakan:

    Punya artikel tentang susu kedelai pak?

    Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

RSS Catatan Dahlan Iskan

  • Setelah Istri Membawa Rezeki Scaffolding
    Senin, 27 Juni 2016 Hilangkan kebencian! Kata Mohed. Sekian puluh tahun kemudian, Mohed, yang waktu kecil dididik dengan penuh kebencian, memiliki lebih dari seratus perusahaan. Di seratus negara. Menarik: dia orang Syria. Suku Badui. Yang dulu hidup berpindah-pindah di padang pasir. Kini Mohed tinggal di Prancis Selatan. ”Itulah kunci sukses saya,” ujar Moh […]
  • Pengakuan dari Tangis dalam Pelukan
    Senin, 20 Jun 2016 Awalnya Donald Trump seperti mendapat senjata baru: seorang beragama Islam menembaki orang Amerika di sebuah nite club bernama Pulse di Orlando. Penembakan di Minggu dini hari itu membuat 49 orang tewas. Sangat mengejutkan sekaligus wow: terbesar dalam sejarah Amerika untuk sebuah penembakan yang dilakukan satu orang. Hanya dalam hitungan […]
  • Di Saat Ali Meninggal, Komedi Tidak Mati
    Senin, 13 Juni 2016 Muhammad Ali sudah pergi. Tapi, dia tidak pernah meninggal. Itulah kata penutup yang manis dari sambutan seorang komedian terkemuka Amerika Billy Crystal. Dia bukan hanya pemegang 33 award di bidang komedi, tapi juga dianggap adik sendiri oleh almarhum Ali. Jutaan orang menyaksikan secara live siaran tv acara besar di gedung basket … Baca […]
  • Tahun Lalu Berkunjung, Sekarang Melayat
    Minggu, 12 Juni 2016 Untuk menghadiri pemakaman jenazah Muhammad Ali di Louisville, kota terbesar di Negara Bagian Kentucky, saya harus mengendarai mobil ke arah timur selama 2,5 jam dari tempat tinggal sementara saya di kota kecil Evansville. Saya berangkat pukul 08.30 karena salat jenazah dilaksanakan pukul 12.00 tepat. Perjalanan lancar karena selama 2,5 […]
  • Humor Tinggi dan Marahnya Seorang Presiden Santun
    Senin, 6 Jun 2016 Presiden Obama kembali jadi pelawak. Di depan forum tahunan wartawan Washington bulan lalu, gelak tawa tidak habis-habisnya. Seperti setahun sebelumnya: setengah jam pidato tepuk tangannya lebih dari 70 kali. Salah satu sasaran humornya tentu para calon presiden. Setelah lama ngelawak dan ngerjain dua capres dari partainya sendiri, Bernie S […]
  • Kembali ke Kesukuan dengan Alat Keglobalan
    Senin, 30 Mei 2016 Kini ada banjir yang tidak mengenal musim: banjir informasi. Ada semangat yang terus kian tinggi: semangat membuat grup di media sosial. Itulah gejala baru pada zaman media elektronik sekarang ini. Ada baiknya, ada bahayanya. Dan yang pasti banyak repotnya. Dan sering low batt-nya. Hampir tiap minggu saya di-invite. Untuk dimasukkan satu … […]
  • Alat Vital Baru dengan Harga Bermiliar
    Senin, 23 Mei 2016 Sukses ini begitu penting di Amerika. Sukses uji coba transplan penis. Jadi salah satu berita terpenting. Sebab, begitu banyak tentara yang rusak kemaluannya di medan perang. Utamanya di Afghanistan, Iraq, dan sekitarnya. Mereka adalah orang-orang perkasa. Masih muda. Belia. Banyak yang baru 20 tahun. Kuat-kuatnya. Meski tidak mati, tanpa […]

RSS Catatan Pinggir

  • Origami
    Seorang penulis sejarah yang baik tahu bahwa ia seorang penggubah origami. Ia membangun sesuatu, sebuah struktur, dari bahan-bahan yang gampang melayang. Sebab bahan penyusunan sejarah sesungguhnya bagaikan kertas: ingatan. Ingatan tak pernah solid dan stabil; ingatan dengan mudah melayang tertiup. Seperti kertas, ketika ia menampakkan diri di depan kita, se […]
    anick
  • Batman
    Batman tak pernah satu. Maka ia tak berhenti. Apa yang disajikan Christopher Nolan sejak Batman Begins (2005) sampai dengan The Dark Knight Rises (2012) berbeda jauh dari asal-muasalnya, tokoh cerita bergambar karya Bob Kane dan Bill Finger dari tahun 1939. Bahkan tiap film dalam trilogi Nolan sebenarnya tak menampilkan sosok yang sama, meskipun Christian Ba […]
    anick
  • Kakawin
    Pada suatu hari, di taman paviliun istana, Marmmawati, permaisuri, menemukan sebait puisi di kelopak sekuntum bunga pudak. Terpesona, ia pun menyalinnya. Lalu ia cepat-cepat kembali ke kamar. Gerimis turun. Dalam kesendiriannya, ia baca sajak itu dengan setengah berbisik. Dan kesalahpahaman pun terjadi. Baginda Jayawikrama mendengar suara bisik itu ketika ia […]
    anick
  • Teeuw (1921-2012)
    Pada umur 26, Andries Teeuw naik kapal pos, mengarungi laut, melintasi Terusan Suez, dan sampai di pelabuhan Sabang. Itu tahun 1947. Perjalanan yang tak menjanjikan ketenteraman. Hanya dua tahun sebelumnya Indonesia menyatakan diri merdeka. Belanda, yang merasa dibangkang, kemudian mengirim pasukan untuk menaklukkannya kembali. Tapi Teeuw, kelahiran Gorinche […]
    anick
The Big DayFebruari 9th, 2012
The big day is here.

RSS Fakta News

  • Sebuah galat telah terjadi; umpan tersebut kemungkinan sedang anjlok. Coba lagi nanti.
%d blogger menyukai ini: