FERMENTASI Oleh Iqbal Khoir Batubara

PENDAHULUAN
Fermentasi merupakan proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik. Apabila dilihat secara umum fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel Fermentasi dapat meningkatkan nilai gizi bahan yang berkualitas rendah serta berfungsi dalam pengawetan bahan dan merupakan suatu cara untuk menghilangkan suatu zat antinutrisi atau racun yang terkandung dan suatu bahan makanan. Jenis fermentasi secara umum terbagi dua model utama yaitu fermentasi media cair dan fermentasi media padat. Fermentasi media cair diartikan fermentasi yang melibatkan air sebagai fase kontinu dari sistem pertumbuhan sel yang bersangkutan atau substrat baik sumber karbon maupun mineral terlarut atau tersuspensi sebagai partikel-partikel dalam fase cair. Fermentasi media padat merupakan proses fermentasi yang berlangsung dalam substrat tidak terlarut, namun tidak mengandung air yang cukup sekalipun mengalir bebas. Dalam fermentasi tradisional baik fermentasi medium cair maupun fermentasi medium padat yang telah lama dikenal.
Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya sehingga cenderung dianggap produk sampah. Dalam keadaan normal, organisme melakukan pembongkaran zat dengan cara oksidasi biologi atau respirasi aerob, yaitu respirasi yang memerlukan oksigen bebas. Akan tetapi, pada saat kadar oksigen terlalu rendah, oksidasi biologi tidak dapat berlangsung. Misalnya, pada tumbuhan darat yang tanahnya tergenang air sehingga akar tidak dapat melakukan respirasi aerob karena kadar oksigen dalam rongga tanah sangat rendah. Fermentasi tidak harus selalu dalam keadaan anaerob. Beberapa jenis mikroorganisme mampu melakukan fermentasi dalam keadaan aerob, misalnya pada fermentasi asam cuka.

TUJUAN
Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui kandungan karbondioksida (CO2) dan etilalkohol (C2H5OH) pada proses fermentasi glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa, laktosa, dan pati. Dan bertujuan untuk mengetahui kandungan karbohidrat yang ada dalam glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa, laktosa, dan pati.

ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah mortar, pipet tetes, pipet volumetrik, bulb, tabung reaksi, rak tabung, tabung fermentasi, kapas dan mesin pemeraman.
Bahan yang digunakan pada praktikum adalah glukosa 1%, fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, pati 1%, larutan NaOH 10%, dan ragi roti.

PROSEDUR PERCOBAAN
Pada uji fermentasi prosedur yang dilakukan pertama dimasukkan 20 ml larutan bahan percobaan dan 2 gram ragi roti ke dalam mortar. Kemudian kedua bahan tersebut digerus sampai terbentuk suspensi yang homogen. Dimasukkan suspensi ke dalam tabung fermentasi sampai bagian kaki yang tertutup terisi penuh oleh cairan. Kemudian dilakukan pemeraman pada suhu 36°C dan periksa setiap selang waktu 1 jam sebanyak 3 kali pengamatan. Kemudian diukur panjang atau isi gas jika terdapat ruangan gas pada kaki tabung yang tertutup. Dilakukan penambahan larutan NaOH 10% ke dalam tabung fermentasi melalui kaki yang terbuka dan tutuplah mulut tabung dengan ibu jari sambil tabung di bolak-balik untuk membuktikan terbentuk gas CO2, dan isapan pada ibu jari menunjukkan adanya gas CO2. Kemudian dilakukan uji ini terhadap larutan glukosa 1%, fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, dan pati 1%.

HASIL PERCOBAAN
Tabel 1 Jumlah CO2 terbentuk pada proses fermentasi panjang gas dan tabung (cm)

Substrat Waktu Isapan akibat pembentukkan NaoH

30’
60’
90’
Glukosa 1% 0,5 1 1 Ada isapan
Fruktosa 1% 0 0 0 Tidak ada isapan
Maltosa 1% 0,05 0,3 0 Ada isapan
Laktosa 1% 0,2 0,4 1
Sukrosa 1% 0 0,1 1,3 Tidak ada isapan
Pati 0,1 0,5 1 Ada isapan


Gambar 1 Glukosa Gambar 2 Friktosa Gambar 3 Maltosa

Gambar 4 Laktosa Gambar 5 Sukrosa Gambar 6 Pati


PEMBAHASAN
Fermentasi pada awalnya hanya menunjukkan pada suatu peristiwa alami pada pembuatan anggur yang menghasilkan buih. Beberapa ahli mendefinisikan kata fermentasi dengan pengertian yang berbeda. Fardiaz (1992) mendefinisikan fermentasi sebagai proses pemecahan protein dan asam amino secara anaerobik yaitu tanpa memerlukan oksigen. Senyawa yang dapat dipecah dalam fermentasi terutama karbohidrat, sedangkan asam amino hanya dapat difermentasi oleh beberapa jenis bakteri tertentu. Satriawihardja (1992) mendefinisikan fermentasi dengan suatu proses dimana komponen-komponen kimiawi dihasilkan sebagai akibat adanya pertumbuhan maupun metabolisme. Pengertian ini mencakup fermentasi aerob dan anaerob.
Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.
Persamaan Reaksi Kimia
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)
Dapat dijabarkan sebagai berikut :
Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)
Pada hakekatnya fermentasi katobolisme dapat dikategorikan antara aerob dan anaerob. Adapun reaksi aerob dan anaerob adalah sebagi berikut :

Aerob : C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O
Anaerob : C6H12O6 → CO2 + C2H5OH

Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan. Syarat terjadinya proses fermentasi adalah suhu dan kondisi. Suhu untuk fermentasi harus 37°C karena pada suhu itulah suhu yang optimum untuk fermentasi agar ragi dapat bekerja dengan baik.
Bahan-bahan kimia yang digunakan untuk uji fermentasi adalah glukosa 1%, fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1%, pati 1% sebagai bahan uji yang berfungsi untuk mengetahui banyak tidaknya CO2 yang terkandung pada bahan tersebut, hal ini dapat dilihat pada waktu ibu jari terhisap. Larutan NaOH 10% berfungsi untuk mempercepat reaksi fermentasi. Ragi roti digunakan sebagai substrat pada uji fermentasi berlangsung secara cepat.
Pada uji fermentasi terhadap glukosa 1%, maltosa 1% dan pati 1% menghasilkan hasil yang positif sedangkan pada fruktosa 1% dan sukrosa 1% menghasilkan hasil yang negatif. Pada hasil yang postif terjadi isapan ibu jari pada tabung fermentasi sedangkan pada hasil yang negatif tidak terjadi isapan ibu jari pada tabung fermentasi. Hasil pada uji fermentasi tersebut menghasilkan hasil yang bervariasi karena adanya perbedaan substrat, misalnya pada glukosa dan fruktosa merupakan monosakarida, sukrosa dan maltosa merupakan disakarida sedangkan pati merupakan polisakarida.
Dalam keadaan normal, organisme melakukan pembongkaran zat dengan cara oksidasi biologi atau respirasi aerob, yaitu respirasi yang memerlukan oksigen bebas. Akan tetapi, pada saat kadar oksigen terlalu rendah, oksidasi biologi tidak dapat berlangsung. Misalnya, pada tumbuhan darat yang tanahnya tergenang air sehingga akar tidak dapat melakukan respirasi aerob karena kadar oksigen dalam rongga tanah sangat rendah. Pada manusia, kekurangan oksigen sering terjadi pada atlet-atlet yang berlari jarah jauh dengan kencang. Atlet tersebut membutuhkan kadar oksigen yang lebih banyak daripada yang diambil dari pernafasan. Dengan kurangnya oksigen dalam tubuh, maka proses pembongkaran zat dilakukan dengan cara anaerob, yang disebut dengan fermentasi. Fermentasi tidak harus selalu dalam keadaan anaerob. Beberapa jenis mikroorganisme mampu melakukan fermentasi dalam keadaan aerob, misalnya pada fermentasi asam cuka.
Jika dibandingkan dengan respirasi, sebenarnya fermentasi ini sangat merugikan sel karena dua alas an yaitu sering dihasilkan senyawa yang merusak sel, misalnya alkohol. Dari jumlah mol zat yang sama akan dihasilkan jumlah energi yang lebih rendah/lebih sedikit. Fermentasi diberi nama sesuai dengan jenis senyawa akhir yang dihasilkan. Berdasarkan senyawa atau jenis zat yang dihasilkan, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol dan fermentasi asam cuka.
Inkubasi dilakukan pada suhu 25o-37o C selama 36-48 jam. Selama inkubasi terjadi proses fermentasi yang menyebabkan perubahan komponen-komponen dalam biji kedelai. Persyaratan tempat yang dipergunakan untuk inkubasi kedelai adalah kelembaban, kebutuhan oksigen dan suhu yang sesuai dengan pertumbuhan jamur (Hidayat, dkk. 2006).

SIMPULAN
Fermentasi merupakan suatu proses dimana komponen-komponen kimiawi dihasilkan sebagai akibat adanya pertumbuhan maupun metabolisme. Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob. Pada uji fermentasi yang dilakukan terhadap glukosa, maltosa dan pati menghasilkan hasil yang positif dan terjadi isapan ibu jari pada mulut tabung fermentasi. Sedangkan untuk uji terhadap fruktosa dan sukrosa menghasilkan hasil yang negatif dan tidak terjadi isapan pada ibu jari pada mulut tabung fermentasi.

DAFTAR PUSTAKA
Del Valle, F.R. 1981. Nutritional Qualities of Soya Protein as Affected by Processing. JAOCS. 58 : 519.
Ophart, C.E., 2003. Virtual Chembook. Elmhurst College.
Narasinga R. 1078. Analysis In Vitro methode for Predicting the Bioavailability of Iron From Food. The American Journal of Clinical Nutrition.