Bioproses: Fermentasi dan parameter proses

https://www.gurupendidikan.co.id/wp-content/uploads/2018/10/Fermentasi-Pengertian-Jenis-Tujuan-Serta-Tahapan-Proses-Dan-Contohnya.jpg

 

Proses fermentasi adalah suatu bentuk bioproses di mana mikroorganisme, seperti bakteri, ragi, atau jamur, digunakan untuk mengubah substrat menjadi produk yang diinginkan melalui serangkaian reaksi biokimia. Fermentasi umumnya melibatkan penguraian atau konversi zat organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Berikut adalah beberapa aspek penting dari proses fermentasi:

1. Substrat dan Produk:

   • Substrat: Ini adalah bahan mentah yang digunakan dalam proses fermentasi. Contoh substrat meliputi glukosa, sukrosa, atau bahan organik lainnya.
   • Produk: Produk fermentasi dapat berupa berbagai senyawa, termasuk alkohol, asam organik, enzim, atau senyawa lainnya, tergantung pada jenis mikroorganisme dan substrat yang digunakan.

2. Mikroorganisme:

   • Pemilihan mikroorganisme sangat penting dan tergantung pada jenis produk yang diinginkan. Ragi umumnya digunakan untuk produksi etanol, sedangkan bakteri asam laktat digunakan dalam produksi yogurt.

3. Reaksi Biokimia:

   • Mikroorganisme mengubah substrat menjadi produk melalui serangkaian reaksi biokimia. Contohnya, dalam fermentasi alkohol, ragi mengubah glukosa menjadi etanol dan karbon dioksida.

4. Pengendalian Lingkungan:

   • Parameter lingkungan seperti suhu, pH, dan ketersediaan nutrisi harus dikendalikan dengan cermat. Mikroorganisme memiliki kondisi optimal untuk pertumbuhan dan produksi yang perlu dipertahankan.

5. Waktu Fermentasi:

   • Waktu fermentasi bervariasi tergantung pada jenis mikroorganisme dan produk yang dihasilkan. Beberapa fermentasi mungkin memerlukan waktu yang singkat, sementara yang lain memerlukan periode yang lebih lama.

Parameter-Proses Fermentasi:

1. Suhu:

   • Suhu memainkan peran kunci dalam mengatur laju pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas enzim. Setiap mikroorganisme memiliki suhu optimalnya. Kontrol suhu dapat dilakukan dengan menggunakan inkubator atau sistem pemanasan/pendinginan.

2. pH:

   • pH lingkungan memengaruhi aktivitas enzim dan kelarutan substrat. Mikroorganisme juga memiliki rentang pH optimal untuk pertumbuhan. Kontrol pH dapat dicapai dengan penambahan asam atau basa.

3. Kecepatan Agitasi (Agitation) dan Aerasi:

   • Kecepatan agitasi memastikan distribusi yang merata dari mikroorganisme dan substrat di seluruh medium fermentasi. Aerasi (penyediaan oksigen) penting untuk proses fermentasi aerobik.

4. Konsentrasi Nutrisi:

   • Ketersediaan nutrisi seperti nitrogen, fosfor, dan mineral lainnya memengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Pemantauan dan kontrol konsentrasi nutrisi sangat penting untuk efisiensi fermentasi.

5. Sterilitas:

   • Kondisi steril diperlukan untuk mencegah kontaminasi oleh mikroorganisme yang tidak diinginkan, yang dapat merusak proses fermentasi.

6. Waktu Fermentasi:

   • Lama waktu fermentasi harus diawasi dengan cermat dan dapat disesuaikan berdasarkan reaksi mikroorganisme dan akumulasi produk.

7. Konsentrasi Substrat:

   • Konsentrasi optimal substrat harus dipertahankan agar mikroorganisme dapat bekerja secara efisien tanpa mengalami inhibisi.

Keseluruhan, pengendalian parameter-proses fermentasi sangat penting untuk memastikan hasil yang diinginkan dalam produksi bioproduk, baik itu berupa bahan bakar bio, produk farmasi, atau bahan kimia lainnya. Proses ini membutuhkan perhatian khusus terhadap faktor-faktor lingkungan yang memengaruhi pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme.