Outline1. Ruang Lingkup Teknologi Fermentasi

2. Pemilihan Mikroorganisme

3. Penyiapan Inokulum

4. Kinetika Pertumbuhan

UTS

5. Penyediaan Substrat/ Formulasi Media

6. Sterilisasi

7. Pengetahuan tentang Bioreaktor/Fermenter

8. Pengunduhan dan Pemurnian

UAS

Nilai Gabungan

1. UTS : 30 %

2. UAS : 30 %

3. TUGAS : 30 %

4. KEHADIRAN : 10 %

Ruang LingkupTeknologi Fermentasi

Definisi FermentasiMikroorganisme

Klasik : Uraian senyawa kompleks senyawa sederhanaanaerob

Mikroorganisme

Modern : Pengubahan suatu substrat Bahan lebih berguna

Terkontrol

Fermentasi :• Segala macam proses metabolisme yg (enzim, jasad renik secara

oksidasi, reduksi, hidrolisa atau reaksi kimia lainnya) melakukanperubahan kimia pada suatu substrat organik dengan menghasilkanProduk Akhir.

• Aplikasi metabolisme mikrobia utk mengubah bahan (Industri) bakumenjadi produk yg bernilai lebih tinggi

• Misalnya: Etanol, Asetat, Antibiotik, Enzim, Vitamin, Protein sel tunggaldsb.

Jenis Proses Fermentasi Berdasarkan Medium Pertumbuhan Mikroba

• Fermentasi Padat (solid Substrate fermentation)

Medium tdk larut, tapi cukup lembab untuk keperluan mikroba

• Fermentasi Semi Padat (Sub merged Substrate Fermentation)

Medium tidak larut, kelembaban cukup

• Fermentasi Cair ( Liquid Substrate Fermentation)

Substrat larut dan atau tidak larut.

Jenis Fermentasi Berdasarkan Produk yang dihasilkan

• Alcoholic fermentation

• Lactic Acid Fermentation

1

Step 2

3

Jenis Fermentasi berdasarkan Proses kerja

• Batch culture fermentation

Tanpa penambahan substrat selama fermentasi berlangsung

• Fed culture fermentation

Beberapa nutrisi/media ditambahkan selama fermentasi dalam interval tertentu, tidak adamedium pertumbuhan yang dipindahkan

• Semi batch culture fermentation

sebagian dari cairanf ermentasi dipindahkan setelah proses berlangsung (70-80 %) & sel yang tertinggal dalam tangki diendapkan/ disentrifugasi untuk digunakan lagi pada batch berikutnya

• Continuous culture fermentation

nutrien/media ditambahkan terus menerus ke dalam fermenter dan produk dipindahkan dari tangki fermenter scr terus menerus

Fase pertumbuhan mikrobia

Fase Lag

• Pada fase ini titik pertumbuhan nol, karena pada saat sel dipindah ke medium yg baru terjadi penyesuaian dengan lingkungan baru sehingga tidak segera terjadi pertumbuhan sel

Ciri-ciri fase lag :• Tidak ada peningkatan jumlah sel

• Sel membesar ukurannya

• Secara fisiologis sel aktif & mensintesa enzim

• Beradaptasi dg lingkungan baru

Fase Log• Tingkat pertumbuhan maksimal dan naik secara konstan

• Tingkat pertumbuhan eksponensial dipengaruhi oleh Kondisi lingkungan (suhu, komposisi medium) Sifat genetik dari mikrobia

Fase Stationer / Tingkat pertumbuhan nol, ciri: • Terjadi akumulasi produk beracun, nutrien di dalam medium telah habis

• Jumlah sel yg mati = yg membelah, sehingga jumlah sel seimbang (cryptic growth)

• Jumlah sel yang hidup tetap

• Walau tidak ada pertumbuhan, fungsi sel tetap berjalan seperti metabolisme maupun biosintesa.

• Produksi beberapa metabolit sekunder adalah utama, terutama pada perpindahan dari fase logaritmik ke fase stasioner

Fase Kematian (Death Phase)

• Tingkat pertumbuhan negatif, artinya jumlah sel yang hidup menurun

• Pada beberapa keadaan dapat diikuti dengan terjadinya lisis dari sel sehingga turbiditas dan jumlah sel yg dihitung secara langsung akan berkurang sejalan dengan pengurangan sel hidup

Ciri-ciri :• Terjadi akumulasi lanjut produk metabolit yang

menghambat nutrien penting dalam medium habis.• Jumlah sel yg hidup turun secara logaritmik.• Umumnya sel akan mati dalam bbrp waktu

Industri Fermentasi• Industri yang memanfaatkan kemampuan

mikroorganisme dalam menghasilkan produk. Perkembangannya sejalan dengan perkembangan mikrobiologi industri.

Industri Pangan

Jenis Industri Industri Biokimia

Industri farmasi

Industri Fermentasi

Teknologi fermentasi

Teknologi fermentasi sebagai ilmu terapan yang mendasari industri fermentasi melalui pemanfaatan secara terpadu berbagai cabang ilmu seperti mikrobiologi, biokimia, kimia, keteknikan dan beberapa tahun belakangan ini melibatkan rekayasa genetika dan biologi molekuler, yaitu mulai dari teknik produksi makanan terfermentasi, enzym, asam-asam amino, vitamin, asam-asam organik, antibiotika dan teknik produksi biomassa sampai teknik penanganan dan perlakuan air buangan.

• Fermentasi ➔ “fervere” (bhs Latin) artinya mendidihkan yaitumenggambarkan penampakan dari sari anggur yang terfermentasi.

• Fermentasi ➔ disimilasi anaerobik senyawa-senyawa organik yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme atau ekstrak darisel-sel tersebut. Contoh : pembentukan alkohol, as. Laktatdan atibiotik

• Teknologi fermentasi ➔ upaya manusia untuk mencapai kondisi optimal agar proses fermentasi dapat memperoleh hasilyang maksimal serta sesuai dengan target yang direncanakan secara kualitatif ataupun kuantitatif.

• Bahan utama fermentasi :• Mikroorganisme• Enzim• Medium/subtrat• Fermentor/bioreaktor

1. Pengertian Teknologi Fermentasi

Istilah – istilah dalam proses fermentasi :

1. Pertumbuhan ➔ pertambahan secara mikroindividu atau seluruhkelompok mikroorganisme yang hidup bersamasebagai satu koloni/ biakan

2. Asimilasi ➔ aktivitas transformasi sebagai komponen dari subtratkedalam sel yang berfungsi memberikan bahan-bahanyang diperlukan bagi pertumbuhan dan aktivitas hidup

3. Biosintesa ➔ pembentukan senyawa kompleks di dalam sel dalamjumlah yang lebih besar dari kebutuhan pemeliharaanaktivitas hidup normal. Contoh : vitamin, enzim dll

4. Desimilasi ➔ terjadi di dalam sel dan hasilnya dilepaskan ke medialingkungan. Contoh : karbohidrat, as. Amino

Reaksi Fermentasi :

C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 22,5 kkal

(as. laktat)

2. Proses Fermentasi

Energi yg dibebaskan digunakan untuk :

• Asimilasi

• Biosintesa

• Mempetahankan aktivitas hidup

• Keluar dalam bentuk panas

Proses Fermentasi ➔ proses pemecahan karbohidrat dan asamamino secara anaerob dan aerob

Pemecahan Karbohidrat

Tahap I ➔ Polisakarida heksosa/pentosa

Tahap II ➔ Gikolisis (meyerhof embden)

Pemecahan heksosa as. piruvat

Energi hanyasebagian

dipecah

Tahapan Glikolisis

Gambar : Skema Glikolisis (meyerhof embden)

Cat ➔ tahap-tahap proses glikolisis terjadi pada katabolisme anaerobik maupun aerobik

Heksosa

Glukosa 6 - phosphat

Fruktosa 6 - phosphat

Fruktosa 1,6 - diphosphat

Dehidroksi aseton

phosphatGliseraldehida

3 - phosphat

asam piruvat

phosphoenol piruvat

3 - phosphogliserat

2 - phosphogliserat

1,3 - diphosphogliserat

(1)

(10)

(9)

(8)

(5)

(4)

(7)

(2)

(6)

(3)

+

2ATP2ADP

ADP ATP

ADP ATP

DPNH + H+ DPN

2ADP 2ATP

H2O

Metabolisme sel

DIAGRAM ALIR FERMENTASI