PERUBAHAN-PERUBAHAN YANG DIHASILKAN MIKROORGANISME

FERMENTASI KARBOHIDRAT Fermentasi berasal dari bhs Yunani : mendidih Perombakan karbohidrat organik yang dilakukan oleh enzim dari bakteri/ragi/kapang. Bakteri, ragi, dan kapang dapat menghasilkan alkohol Ragi yang sering digunakan secara komersial. Hasil fermentasi : asam organik, alkohol, CO2, H2, atau senyawa non nitrogen.

Dalam merombak karbohidrat bakteri dapat secara aerobik atau anaerobik, sedangkan kapang dalam kondisi aerobik. Fermentasi anaerobik contohnya fermentasi asam laktat, asam asetat, dll. Pada perombakan gula bisa terjadi oksidasi komplit atau oksidasi sebagian. Bakteri anaerobik melakukan fermentasi pada asam amino dan menghasilkan asam-asam organik.

Contoh, Clostridium propionicum berperan dalam reaksi : Alanin + 2H2O Amonia + Asam propionat+Asam Asetat Peptococcus glycinophilus Glysin + 2H2O Amonia + Asam asetat E. coli L. Lysine Asam asetat + Asam butirat + Amonia

Clostridium tetanomorphum L. Glutamat Asam asetat + Asam butirat + H2 + CO2 + Amonia Ragi (Saccharomyces cereviceae) dapat digunakan sebagai ragi roti atau ragi beer. Ragi dapat melakukan fermentasi mollases atau grain pada kentang menghasilkan ethyl alkohol.

Clostridium butyricum KH asam butirat + asam organik lain Glukosa asam pyruvat Clostridium acetobutylicum KH butyl alkohol + aceton Bacillus macerans KH ethanol + aceton

Propioni bacterium asam piruvat asam propionat + asam acetat + CO2 Bakteri Asam Laktat (BAL) Contoh : Lactobacillus sp. Streptococcus thermophilus

Terdapat 2 golongan BAL dalam fermentasi glukosa, yaitu : Homofermentatif sp. Golongan BAL yang merombak glukosa menjadi asam laktat sebagai produk utamanya. Glukosa Asam laktat

2. Heterofermentatif sp. Golongan BAL yang merombak senyawa lain selain asam laktat Glukosa Asam laktat + Ethyl Alkohol + Asam asetat + Asam format + CO2

ASAM ASETAT Bakteri : Acetobacter aceti Disebut : Mother of vinegar = biang cuka Bahan : air nira, sari buah, alkohol Reaksi : ethyl alkohol asam asetat

SILAGE Salah satu cara untuk mengawetkan hijauan agar tahan lama dengan cara fermentasi secara anaerob. Nilai gizi dapat dipertahankan. Bahan yang ditambahkan : konsentrat (jagung, gandum, tetes, dedak) Jumlah bakteri normal per gram material : 104-4x105

Fase-fase Proses Silage : Pernafasan sel tanaman diteruskan dan menghasilkan CO2, penggunaan KH sederhana. Air tanaman mengalir ke bawah sehigga material dipress disertai dengan peningkatan panas. Pemebntukkan asam asetat dalam jumlah sedikit oleh grup Coli (waktu sebentar) Pembentukkan Asam Laktat (tergantung keaktifan Lactobacillus dan Streptococcus).

4. Bila asam laktat telah mencapai puncak akan tetap konstan yaitu 1-1,5% dari material segar dengan pH<4,2 (mengambil waktu 3 minggu). 5. Pembentukkan asam butirat dari sisa KH disertai dengan deaminasi asam amino dan terbentuk asam lemak terbang (VFA), amonia, dll.

Tujuan silage : menghasilkan asam laktat yang cukup agar material silage tidak dirombak lebih lanjut oleh mikroorganisme lain. Ciri-ciri silage yag baik : pH ≤ 4,5; makin rendah makin baik Mengandung basa volatil yang rendah (≤0,5%) Mengandung asam laktat ≥ 3-5% Mengandung asam butirat ≤ 2%

Sifat silage : Bau yang menyenangkan Warna cerah sampai hijau tua Cepat diterima oleh sapi Mempunyai nilai cerna tinggi Selama fermentasi berlangsung bakteri yang dikandung sekitar 2 x 109/g silage

Fermentasi Glukosa Bakteri Senyawa yang Dihasilkan E. coli Asam format Asam asetat Asam laktat Asam suksinat Ethyl alkohol CO2, H2 A. aerogenes Athyl alkohol CO2, H2, acethyl methyl carbinol

HIDROLISA DAN PUTRIFIKASI PROTEIN Protein dalam bentuk kompleks tidak dapat digunakan sebagai sumber makanan oleh mikroorganisme. Bakteri yang bersifat menguraikan/memecah protein disebut bakteri golongan proteolitik . Bakteri proteolitik dapat aerob atau anaerob. Contoh : B. subtillis (aerob, berspora); C. histolyticum & C. sporogenes (anaerob, berspora).

Protein (first importance) dapat mengadakan presifitasi oleh garam, logam berat, (HgCl2, AgNO2), asam (tanin), zat warna, dan desinfektan. Protein dipecah secara hidrolisa (penambahan air terhadap molekul yang diikuti dengan penguraian rantai dimana air itu masuk) oleh macam-macam mikroorganisme. Hidrolisa protein merupakan aksi proteinase terhadap protein.

Proteinase memecah gugus –CO –NH dengan penambahan air hasilnya melepaskan gugusan carboxyl (-COOH) dan amine (-NH3). Enzim proteinase : pepsin, tripsin, papain, bromelin Enzim peptidase : aminopolypeptidase, carboxyl peptidase, prolinase, dipeptidase Protease adalah enzim yang menghidrolisis ikatan peptida.

Putrifikasi/pembusukan protein adalah perombakan protein oleh mikroorganisme dalam keadaan anaerob. Dalam putrifikasi dihasilkan : sulfida, amine, alkohol, asam organik, indol, fenol, cresol, gas NH3, methan, CO2, H2. Decay adalah perombakan protein secara aerob.

REDUKSI OKSIDASI SENYAWA ANORGANIK Dalam keadaan anaerob nitrat direduksi mjd nitrit untuk mendapatkan sumber O2. Proses reduksi : Nitrat Nitrit N2 bebas (DENITRIFIKASI) S, Fe dioksidasi oleh bakteri untuk menghasilkan energi H2S dioksidasi oleh mikroba “Beggiatoa” menghasilkan gugus –S bebas dan asam sulfat

Contoh lain mikroba pengoksidasi: Thiobacillus thiooksidans, Thiobacillus thioparus, Thiobacillus ferrooksidans Nitrosococcus dan Nitrosomonas dapat mengoksidai amonia menjadi nitrit, kemudian oleh Nitrobacter dioksidasi lagi menjadi nitrat (NITRIFIKASI). Nitrifikasi terjadi dalam tanah, air selokan, dan kotoran.

Fiksasi nitrogeN Udara mengandung ± 80% nitrogen, tanaman tidak mampu menggunakan N2 bebas dari udara. Dengan bantuan mikroorganisme N2 di udara diikat dan dapat dimanfaatkan oleh tanaman. 2 golongan bakteri yang mengikat N2 udara : Symbiotic Nitrogen Fixer (SNF) Bakteri yang hidup pada bintil akar Gram negatif, aerobik

Contoh : R. leguminosarum, R. phaseoli, R. trifolii, R. lupini, R Contoh : R. leguminosarum, R. phaseoli, R. trifolii, R. lupini, R. japonicum (tan. Leguminosa) 2. Non-symbiotic Nitrogen Fixer (NNF) Bakteri yang hidup bebas dalam tanah Contoh : Clostridium pasteurianum (motil, gram positif, pembentuk spora, anaerob)

PEROMBAKAN YANG DILAKUKAN MIKROORGANISME Peptonisasi : perombakan protein (hewan/tanaman) oleh bakteri saprofitik menjadi pepton kemudian mjd asam amino. Ammonifikasi : Perombakan pepton mjd amonia Nitrifikasi : Oksidasi amonia-nitrit-nitrat Denitrifikasi : Reduksi nitrat-nitrit-N2 bebas Hydrolisis Protein : Protein-pepton-polypeptida-dipeptida-asam amino.

Putrifikasi : Perombakan asam amino yang mengeluarkan bau busuk secara anaerob. Decay : Perombakan asam amino secara aerob (tidak megeluarkan bau busuk). Deaminasi : Bebasnya amonia dari gugusan asam amino oleh enzim deaminase seara aerob. Decarboxylasi : Bebasnya CO2 dari gugusan karboksil dan terbentuk amine. Ptomaine : amine-amnine tertentu yag bersifat racun. Denaturasi : Hilangnya atau rusaknya sifat-sifat bahan tersebut. Misalnya karena panas protein terdenaturasi.