NAMA: ROLINA ZAHHARA TAMBUNAN MID TEST MIKROBIOLOGI PANGAN

NIM: 127051008

1 | P a g e

II. Jawablah pertanyaan di bawah ini. Nilai 20 poin setiap soal

1. Jika saya punya bahan dengan karbohidrat tinggi, saya ingin menghasilkan alkohol dan

ingin tahu reaksinya, apa yang harus saya lakukan.

Jawab:

Melakukan proses fermentasi menggunakan jamur atau khamir menghasilkan alkohol.

Fermentasi berasal dari kata Latin “fervere” yang berarti mendidih, yang menunjukkan adanya aktivitas dari yeast pada ekstrak buah-buahan atau larutan malt biji-bijian. Kelihatan

seperti mendidih karena terbentuknya gelembung-gelembung gas CO2 yang diakibatkan proses katabolisme atau biodegradasi secara anaerobic dari gula yang ada dalam bahan. Fermentasi adalah proses pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan

bantuan enzim mikro organisme. Proses ini dapat berlangsung dalam lingkungan aerob tergantung mikroorganisme.

• Sel jamur misalnya Saccharomyces cerevisiae (ragi) mengandung enzim yang

mengkonversi gula (misalnya glukosa atau sukrosa) menjadi alcohol (etanol) dan karbondioksida.

• Reaksi terjadi antara 20-30oC

• Semua peralatan harus steril pada langkah awal. Juga harus dilakukan pada kondisi

anaerobic. (etanol bereaksi dengan oksigen dan berubah menjadi cuka)

• Produksi alkohol dan CO2 ini disebut sebagai fermentasi.

• Asam piruvat yang terbentuk selama proses glikolisis dapat dikonversi menjadi senyawa

organik melalui fermentasi.

• Tidak memerlukan oksigen, siklus Krebs, rantai elektron transport.

• Menggunakan bahan organik sebagai akseptor elektron terakhir.

• Menghasilkan sedikit ATP (1-2).

Contoh pembuatan alkohol dari bahan berkarbohidrat tinggi:

Metode ini hanya berlaku bagi etanol. Alkohol selain etanol tidak bisa dibuat dengan cara ini.

Proses

Glucose ethanol + carbon dioxide

C6H

12O

6 2C

2H

5OH + 2CO

2

NAMA: ROLINA ZAHHARA TAMBUNAN MID TEST MIKROBIOLOGI PANGAN

NIM: 127051008

2 | P a g e

Bahan baku untuk proses ini sangat bervariasi, tapi biasanya adalah beberapa bentuk material tanaman yang mengandung pati (starch) seperti jagung, gandum, beras atau kentang.

Pati (Starch) merupakan sebuah karbohidrat kompleks, dan karbohidrat yang lain juga bisa digunakan – misalnya, sukrosa (gula) biasanya digunakan untuk membuat etanol. Dalam skala

industri, sukrosa tidak mungkin bisa digunakan sebagai bahan baku. Penghalusan glukosa memerlukan waktu yang lama jika hanya untuk digunakan dalam fermentasi. Meski demikian tidak ada salahnya untuk menjadikan gula tebu asli sebagai bahan baku dalam proses fermentasi.

Tahap pertama dalam proses fermentasi adalah penguraian karbohidrat kompleks menjadi karbohidrat yang lebih sederhana.

Sebagai contoh, jika bahan baku yang digunakanan adalah pati dalam biji-bijian seperti

gandum atau beras, maka bahan baku ini dipanaskan dengan air panas untuk mengekstrak pati dan selanjutnya dipanaskan dengan malat. Malat adalah beras berkecambah yang mengandung enzim yang dapat menguraikan pati menjadi karbohidrat yang lebih sederhana, yang disebut

sebagai maltosa, C12H22O11. Maltosa memiliki rumus molekul yang sama seperti sukrosa tetapi mengandung dua unit glukosa yang saling mengikat, sedangkan sukrosa mengandung satu unit

glukosa dan satu unit fruktosa.

Ragi kemudian dimasukkan dan campuran dibiarkan hangat (sekitar 35°C) selama beberapa hari sampai fermentasi berlangsung sempurna. Udara tidak dibiarkan masuk ke dalam

campuran untuk mencegah terjadinya oksidasi etanol yang dihasilkan menjadi asam etanoat (asam cuka). Enzim-enzim dalam ragi pertama-tama mengubah karbohidrat seperti maltosa atau sukrosa menjadi karbohidrat yang lebih sederhana seperti glukosa dan fruktosa, keduanya

C6H12O6, dan kemudian mengubah karbohidrat sederhana tersebut menjadi etanol dan karbon dioksida.

Perubahan ini bisa ditunjukkan sebagai persamaan-persamaan reaksi kimia sederhana,

meski aspek biokimia dari reaksi-reaksi ini jauh lebih rumit.

Ragi dimatikan oleh etanol dengan konsentrasi berlebih sekiar 15%, dan ini membatasi kemurnian etanol yang bisa dihasilkan. Etanol dipisahkan dari campuran dengan metode distilasi

fraksional untuk menghasilkan 96% etanol murni. Secara teori, 4% air yang terakhir tersisa tidak bisa dihilangkan dengan metode distilasi fraksional.

2. Bagaimana homofermentasi dan heterofermentasi terjadi? Mikroba apa yang berperan?

1- Homofermentasi:

fermentasi karbohidrat terutama untuk laktat sebagain besar.

Mikroba yang berperan misalnya: Lactobacillus planetarium dan Lactobacillus delbruecki

2- Heterofermentasi: fermentasi karbohidrat untuk produk campurab seperti laktak, asetat, dan etanol.

NAMA: ROLINA ZAHHARA TAMBUNAN MID TEST MIKROBIOLOGI PANGAN

NIM: 127051008

3 | P a g e

Mikroba yang berperan misalnya: Lactobacillus brevis

Proses metabolism homofermentasi (glikolisis): Embden-Meyerhof-Pamas Pathway

Proses metabolism heterofermentasi (pentose fosfat)

Glucose

NAD+

NADH

Pyruvate

NAD

NAD+

Lactate

Xylulose 5-Phosphate

CO2

Pyruvate

Lactate

Acetyl Phospate

Lactate Lactate

Glucose or Lactose

NAMA: ROLINA ZAHHARA TAMBUNAN MID TEST MIKROBIOLOGI PANGAN

NIM: 127051008

4 | P a g e

Laktat diproduksi saat dekarboksilasi dan isomerisasi pada lintasan pentosafosfat

Glukosa+ADP+Pi→etanol+laktat+CO2+ATP

Fermentasi laktat (Heterofermentasi):

2(H) 2(H) CO2

ATP

Glukosa G6P 6-P-Glukonat RuMP

1 2 3

4

Xyl-5-P

5

PGALD Asetil-P

9 6

1.3 BPGA SCoA

10 7

3-PGA Asetaldehid

11 8

12 13 14

2-PGA PEP PIRUVAT LAKTAT

•Homofermentatif Homofermentatif adalah proses fermentasi yang hanya dilakukan oleh satu jenis

spesies mikroorganisme saja. Contoh dari fermentasi ini adalah fermentasitempe, oncom, dan natto.

•Heterofermentatif Heterofermentatif adalah proses fermentasi yang dilakukan oleh dua

jenismikroorganisme dari spesies yang berbeda. Contoh dari fermentasi ini adalahfermentasi tape, miso,

sake, dan tauco.

Enzim ; (1) heksokinase,

(2) glukosa-6 fosfat dehidrogenase, (3) 6-fosfoglukonat dehidrogenase, (4) ribulose-5-fosfat epimerase,

(5) fosfoketolase, (6) fosfotransasetilase, (7) asetaldehid dehidrogenase,

(8) alkohol dehidrogenase, (9) PGALD dehidrogenase, (10) PGA kinase,

(11) fosfogliserat mutase, (12) enolase, (13) piruvat kinase,

(14) laktat dehidrogenas

ETANOL