MAKALAH BIOTEKNOLOGI “Fermentasi dan Pemandaatan dalam
advertisement
MAKALAH BIOTEKNOLOGI “Fermentasi dan Pemandaatan dalam Bioteknologi” DISUSUN OLEH: KELOMPOK :5 KELAS :B PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TADULAKO PALU 2014/2015 BAB I PENDAULUAN 1.1 Latar Belakang Salah satu pokok pembahasan di dalam ilmu biologi adalah bioteknologi. Dimana bioteknologi disini dibagi ke dalam bioteknologi modern dan bioteknologi konvensional. Salah satu contoh bioteknologi konvensional adalah fermentasi. Fermentasi dapat digolongkan kedalam salah satu bioteknologi dalam bidang pangan. Pengolahan makanan dan bahan makanan mealui bioteknologi menghasilkan aneka macam pangan dan bahan pangan hasil fermentasi yang digunakan secara luas. Arti kata fermentasi selama ini berubah-ubah. Kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin “fervere” yang berarti merebus (to boil). Arti kata dari Bahasa Latin tersebut dapat dikaitkan dengan kondisi cairan bergelembung atau mendidih. Keadaan ini disebabkan adanya aktivitas ragi pada ekstraksi buah-buahan atau biji-bijian. Gelembung-gelembung karbondioksida dihasilkan dari katabolisme anaerobik terhadap kandungan gula. Perkembangan fermentasi diawali saat penelitian mengenai penyebab perubahan Pasteur melakukan sifat bahan yang difermentasi,sehingga dihubungkan dengan mikroorganisme dan akhirnya dengan enzim. Dan dilanjutkan oleh , Eduard Buchner, pemenang Nobel Kimia tahun 1907,menunjukkan bahwa fermentasi dapat berlangsung dalam larutan gula dengan menggunakan cairan yang diekstraksi dari sel – sel khamir yang telah mati. Meskipun fermentasi sering dihubungkan dengan pembentukan gas yang disebabkan oleh mikroorganisme yang hidup, pada saat ini pembentukan gas maupun terdapatnya sel mikroorganisme hidup tidak merupakan kriteria yang esensial. Dalam beberapa proses fermentasi misalnya fermentasi asam laktat, tidak ada gas yang dibebaskan. Fermentasi dapat juga berlangsung (meskipun jarang terjadi) dengan menggunakan ekstrak enzim yang berfungsi sebagai katalisator reaksi. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa pengertian dari fermentasi ? 2. Apa sifat-sifat dari fermentasi? 3. Bagaimana prinsip kultivasi mikroba? 4. Apa faktor yang mempengaruhi proses fermentasi? 5. Bagaimana instrumentasi dan pengendalian proses dalam bioreaktor ? 1.3 Tujuan Adapun tujuan pembuataan makalah ini yaitu : 1. Menjelasakan pengertian dari fermentasi 2. Menjelasakan sifat-sifat dari fermentasi 3. Menjelaskan prinsip kultivasi mikroba 4. Menjelaskan faktor yang mempengaruhi proses fermentasi 5. Menjelaskan instrumentasi dan pengendalian proses dalam bioreaktor BAB II ISI II.1 Pengertian Fermentasi Arti kata fermentasi selama ini berubah ubah. Kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin yang berarti merebus . Arti kata dari Bahasa Latin tersebut dapat dikaitkan atau kondisi cairan bergelembung atau mendidih. Keadaan ini disebabkan adanya aktivitas ragi sepenuhnya ekstraksi buahbuahan atau biji-bijian. Gelembung gelembung karbondioksida dihasilkan dari katabolisme anaerobik terhadap kandungan gula. Fermentasi mempunyai arti yang berbeda bagi ahli biokimia dan mikrobiologi industri. Arti fermentasi sepenuhnya bidang biokimia dihubungkan atau pembangkitan energi oleh katabolisme senyawa organik. Sepenuhnya bidang mikrobiologi industri, fermentasi mempunyai arti yang lebih luas, yang menggambarkan setiap proses untuk menghasilkan produk dari pembiakan mikroorganisme. Perubahan arti kata fermentasi sejalan atau hasil penemuan yang dilakukan oleh para ahli. Arti kata fermentasi berubah sepenuhnya saat Gay Lussac berhasil melakukan penemuan yang menunjukkan penguraian gula menjadi alkohol dan karbondioksida. Selanjutnya Pasteur melakukan penemuan mengenai penyebab perubahan sifat bahan yang difermentasi, sehingga dihubungkan atau mikroorganisme dan akhirnya atau enzim. Fermentasi merupakan suatu cara untuk mengubah substrat menjadi produk tertentu yang dikehendaki dengan menggunakan bantuan mikroba. Produk-produk tersebut biasanya dimanfatkan sebagai minuman atau makanan. Fermentasi suatu cara telah dikenal dan digunakan sejak lama sejak jaman kuno. Sebagai suatu proses fermentasi memerlukan: Mikroba sebagai inokulum Tempat (wadah) untuk menjamin proses fermentasi berlangsung dengan optimal. Substrat sebagai tempat tumbuh (medium) dan sumber nutrisi bagi mikroba. II.2 Sifat-sifat Fermentasi a. Fermentasi Aerob Fermentasi adalah produksi energi di dalam sel berupa respirasi yang terjadi dalam kondisi anaerob (tanpa melibatkan oksigen). Jika respirasi aerob terjadi pada sistem metabolisme energi manusia, pada kebanyakan tumbuhan dan hewan, respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat karena sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, yang disebut respirasi anaerob. b. Fermentasi Anaerob Dalam keadaan normal, respirasi seluler organisme dilakukan melalui proses fosforilasi oksidatif yang memerlukan oksigen bebas. Sehingga hasil ATP respirasi sangat tergantung pada pasokan oksigen yang cukup bagi selnya. Tanpa oksigen elektronegatif untuk menarik elektron pada rantai transport elektron, fosforilasi oksidatif akan terhenti. Akan tetapi, fermentasi memberikan suatu mekanisme sehingga sebagian sel dapat mengoksidasi makanan dan menghasilkan ATP tanpa bantuan oksigen. Misalnya, pada tumbuhan darat yang tanahnya tergenang air sehingga akar tidak dapat melakukan respirasi aerob karena kadar oksigen dalam rongga tanah sangat rendah. Secara prosedural, fermentasi merupakan suatu perluasan glikolisis yang dapat menghasilkan ATP hanya dengan fosforilasi tingkat substrat sepanjang terdapat pasokan NAD+ yang cukup untuk menerima elektron selama langkah oksidasi dalam glikolisis. Mekanisme fermentasi tidak dapat mendaur ulang NAD+ dari NADH karena tidak mempunyai agen pengoksidasi (kondisi anaerob). Sehingga yang terjadi adalah NADH melakukan transfer elektron ke piruvat atau turunan piruvat. Berikut bahasan terhadap dua macam fermentasi yang umum yaitu fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat. 1. Fermentasi alkohol Fermentasi alkohol biasanya dilakukan oleh ragi dan bakteri yang banyak digunakan dalam pembuatan bir dan anggur. Pada Fermentasi alkohol, piruvat diubah menjadi etanol dalam dua langkah. Langkah pertama menghidrolisis piruvat dengan molekul air sehingga melepaskan karbondioksida dari piruvat dan mengubahnya menjadi asetaldehida berkarbon dua. Dalam langkah kedua, asetaldehida direduksi oleh NADH menjadi etanol sehingga meregenerasi pasokan NAD+ yang dibutuhkan untuk glikolisis. 2. Fermentasi asam laktat Fermentasi asam laktat banyak dilakukan oleh fungi dan bakteri tertentu digunakan dalam industri susu untuk membuat keju dan yogurt. Aseton dan methanol merupakan beberapa produk samping fermentasi mikroba jenis lain yang penting secara komersil. Dalam fermentasi asam laktat, piruvat direduksi langsung oleh NADH untuk membentuk laktat sebagai produk limbahnya, tanpa melepaskan CO2. Pada sel otot manusia, fermentasi asam laktat dilakukan apabila suplay oksigen tubuh kurang. Laktat yang terakumulasi sebagai produk limbah dapat menyebabkan otot letih dan nyeri, namun secara perlahan diangkut oleh darah ke hati untuk diubah kembali menjadi piruvat. II.3 Prinsip Kultivasi Mikroba Mikroba berada dalam cairan yang mengandung nutrien sebagai substrat untuk tumbuh dan berkembang bercampur dengan produk-produk yang dihasilkan termasuk limbah. Nutrien dan oksigen yang diperlukan untuk pertumbuhan optimal mikroba harus tercampur merata (homogen) pada semua bagian fermenter. Untuk mendapatkan sistem fermentasi yang optimum, maka fermenter harus memenuhi syarat sebagai berikut: 1. Terbebas dari kontaminan 2. Volume kultur relatif konstan (tidak bocor atau menguap) 3. Kadar oksigen terlarut harus memenuhi standar 4. Kondisi lingkungan seperti: suhu, pH harus terkontrol. Stirred tank reactor system model yang banyak dipakai. 1). Sterilisasi Bahan atau peralatan yang dipergunakan kultivasi mikrobiologi harus dalam keadaan steril artinya bahan atau peralatan tersebut bebas dari mikroba. Baik yang akan mengganggu media atau menganggu kehidupan dan proses yang sedang dikerjakan. Sterilisasi yang umum dilakukan adalah : a) Sterilisasi secara fisik Dengan menggunakan udara panas atau uap air panas dengan tekanan tinggi. Misalnya dengan penggunaan autoklap dengan temperatur 121˚C dengan tekanan 15 lbs. Waktu yang diperlukan tergantung banyak sedikitnya bahan atau medium yang disterilkan, umumnya berkisar antara 15 sampai 20 menit. b) Sterilisasi secara kimia Senyawa kimia yang banyak digunakan adalah larutan CuSO4, AgNO3, HgCI2, dan ZnO serta alkohol dengan kadar antara 50 – 75% karena cepat menyebabkan koagulasi protein mikroba. Larutan garam seperti NaCI (9%), KCI (11%) dan KNO3 (10%) dapat digunakan karena tekanan osmotiknya yaitu dehidrasi protein pada substrat. Sedang asam kuat dan basa kuat dapat digunakan karena dapat menghidrolisis isi sel mikroba. Larutan KmnO4 (10%) dan HCI (1,1%) dapat mengoksidasi substrat. Sedang larutan CuSO4 digunakan untuk algisida. Khlor dan senyawa khlor digunakan sebagai desinfektan terutama pada tempat penyimpanan air. Juga larutan formalin atau formaldehida dengan kadar antara 4 -20%. 2) Nutrisi yang diperlukan mikroba Mikroba memerlukan nutrien sebagai sumber materi dan energy untuk menyusun komponen sel seperti genom, membrane plasma dan dinding sel. Bentuk nutrient yang diperlukan bermacam-macam, tergantung jenis mikrobanya, misalnya kebutuhan karbon untuk jasad fotoautotrof dalam bentuk CO2, sedangkan bagi jasad kemoorganotrof dalam bentuk bahan organic. Dengan mengetahuia keperluan nutrien mikroba para ilmuwan dapat melakukan penelitian untuk menentukan peranan mikroba di alam dan kegunaannya dalam kehidupan manusia. 3) Kondisi fisik yang diperlukan untuk pertumbuhan Selain menyediakan nutrisi yang sesuai untuk kultivasi bakteri, juga perlu disediakan kondisi fisik yang memungkinkan pertumbuhan optimum. Mikroba tidak hanya bervariasi dalam persyaratan nutrisinya, tetapi menunjukan respon yang berbeda terhadap kondisi fisik di lingkungannya. Untuk berhasilnya kultivasi mikroba diperlukan suatu kombinasi nutrisi serta lingkungan fisik yang sesuai. Ada 5 parameter lingkungan yang utama yang perlu diperhatikan dalam menumbuhkan mikroba yaitu temperature, kelembaban (RH), kadar oksigen, pH dan osmosis Temperatur Karena semua proses pertumbuhan bergantung pada reaksi kimiawi dan karena laju reaksi-reaksi ini dipengaruhi oleh temperatur, maka pola pertumbuhan mikroba sangat dipengaruhi oleh temperatur. Temperature juga me pengaruhi laju pertumbuhan dan penambahan jumlah sel. Keragaman suhu dapat juga mengubah proses-proses metabolic serta morfologi sel. Setiap mikroba tumbuh pada suatu kisaran suhu tertentu. Atas dasar ini maka mikroba ada yang bersifat - Psikrofilik yang tumbuh pada 00 dampai 200 C, - Mesofilik yang tumbuh pada 200 sampai 450 C dan - Termofilik yang tumbuh pada temperature 450 sampai 800 C. Temperatur inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan tercepat selama periode waktu yang singkat (12 sampai 24 jam) dikenal sebagai temperatur pertumbuhan optimum. Kondisi atmosfer seperti kadar oksigen, RH dan tekanan udara Mikroba memperlihatkan keragaman yang luas dalam hal respons terhadap oksigen bebas dan atas dasar ini maka mikroba dibagi menjadi empat yaitu aerobik (memerlukan oksigen), anaerobik (tumbuh tanpa oksigen molekuler), anaerobic fakultatif (tumbuh pada keadaan aerobic dan anaerobik), dan mikroaerofilik (tumbuh bila ada sedikit oksigen atmosferik). Beberapa mikroba bersifat anaerobik obligat, bila terkena oksigen akan terbunuh, oleh karena itu untuk menumbuhkan mikroba anaerobic diperlukan teknik khusus agar tercapai keadaan anaerob. Keperluan penumbuhan jasad anaerob obligat dapat dipenuhi dengan menggunakan alat yang disebut anaerobic jar. Konsentrasi ion hydrogen (pH) pH optimum bagi kebanyakan mikroba terletak antara 6.5 sampai 7,5. Bagi kebanyakan mikroba pH minimum dan maksimum antara 4 sampai 9. Pertumbuhan mikroba sangat dipengaruhi oleh pH karena nilai pH sangat menentukan aktivitas enzim. Bila mikoba di kultivasi di dalam suatu medium yang mula-mula pH-nya 7 maka kemungkinan pH ini akan berubah. Pergeseran pH ini dapat sedemikian besar sehingga menghambat pertumbuhan. Pergeseran pH dapat dicegah dengan menggunakan larutan penyangga atau bufer dalam medium. Bufer merupakan senyawa yang dapat menahan perubahan pH misalnya KH2PO4 dan K2HPO4. Beberapa bahan nutrisi medium seperti pepton mempunyai kapasitas bufer. Perlu atau tidaknya suatu medium diberi bufer tergantung kepada maksud penggunaannya dan dibatasi oleh kapasitas bufer yang dimiliki senyawa-senyawa yang digunakan. Tekanan osmosis Tekanan osmosis adalah besarnya tekanan minimum yang diperlukan untuk mencegah aliran air yang menyebrangi membran di dalam larutan. Contohnya : jika larutan 10 % sukrosa di dalam kantong membran dialysis diletakkan dalam air dalam gelas maka molekul air yang ada dalam gelas akan mengalir ke dalam kantong analisis. Besarnya tekanan yang diperlukan untuk mencegah aliran molekul air dalam gelas ke dalam kantong dialisis merupakan nilai tekanan osmosis larutan sukrosa tersebut. Berdasarkan tekanan osmosanya maka larutan tempat pertumbuhan mikroba dapat digolongkan atas larutan hipotonis, isotonis dan larutan hipertonois. Mikroba biasanya hidup di lingkungan yang bersifat agak hipotonis sehingga air akan mengalir dari lingkungannya ke dalam sel sehingga sel menjadi mengembang kaku. Adanya dinding sel dapat mencegah pecahnya sel mikroba. 4) Media pertumbuhan Untuk menum buhkan dan mengembangbiakkan mikroba, diperlukan suatu substrat yang disebut media. Keragaman yang luas dalam hal tipe nutrisi di antara mikroba diimbangi oleh tersedianya berbagai media yang banyak macamnya untuk kultivasi. Agar mikroba dapat tumbuh dan berkembang dengan baik di dalam media, diperlukan persyaratan tertentu,yaitu: a. Media mengandung semua unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakkan mikroba. b. Media mempunyai tekanan osmosa , dan PH yang sesuai untuk mikroba. c. Media harus dalam keadaan steril Bentuk, susunan, dan sifat media : 1. Bentuk media Bentuk media ditentukan oleh ada tidak adanya penambahan zat pemadat seperti agar, gelatin. Berdasarkan bentuk dikenal tiga jenis media yaitu media padat, cair dan semi padat. Media cair yaitu media berbentuk cair yang tidak mengandung agar, misalnya nutrien broth. Umumnya media cair digunakan untuk menambah biomassa sel . Kalau ke dalam media tidak ditambahkan zat pemadat. Media cair dipergunakan untuk penumbuhan bakteri, ragi dan mikroalga. Biasanya pada teknologi fermentasi, medium atau substrat digunakan bahan dasar yang mengandung karbon. Oleh karena itu, kebanyakan berasal dari tumbuhan dan sedikit dari produk hewani. Sebagai contoh; biji-bijian (grain), susu (milk). Natural raw material berasal dari hasil pertanian dan hutan.Karbohidrat; gula, pati (tepung), selulosa, hemiselulosa, dan lignin. II.4 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi ini dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan sebagai akibat dari pemecahan kandungan-kandungan bahan pangan (Winarno et al., 1980). Pertumbuhan mikroorganisme selama proses fermentasi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu: 1. Konsentrasi Garam Konsentrasi garam yang dianjurkan adalah 5-15% (20- 600S). Garam berfungsi untuk menghambat pertumbuhan jenis-jenis mikroorganisme pembusuk yang tidak diinginkan selama proses fermentasi berlangsung. Prinsip kerja garam dalam proses fermentasi adalah untuk mengatur Aw (ketersediaan air untuk kebutuhan mikroorganisme). Mikroorganisme yang diinginkan untuk tumbuh adalah jenis-jenis bakteri penghasil asam. Selain mengatur Aw, garam juga berfungsi untuk menarik keluar cairan sel jaringan yang mengandung sakarida-sakarida, dimana sakarida tersebut merupakan nutrien untuk pertumbuhan mikroorganisme. Kadar garam selama fermentasi akan berubah karena cairan dalam sel-sel jaringan tertarik keluar sel, karena itu secara periodik harus diadakan penyesuaian kadar garam. 2. Suhu Suhu selama proses fermentasi sangat menentukan jenis mikroorganisme dominan yang akan tumbuh. Umumnya diperlukan suhu 300C untuk pertumbuhan mikroorganisme. Bila suhu kurang dari 300C pertumbuhan mikroorganisme penghasil asam akan lambat sehingga dapat terjadi pertumbuhan produk. 3. Oksigen Ketersediaaan oksigen harus diatur selama proses fermentasi. Hal ini berhubungan dengan sifat mikroorganisme yang digunakan. Contoh khamir dalam pembuatan anggur dan roti biasanya membutuhkan oksigen selama proses fermentasi berlangsung, sedangkan untuk bakteri-bakteri penghasil asam tidak membutuhkan oksigen selama proses fermentasi berlangsung. II.5 Instrumentasi dan Pengendalian Proses dalam Bioreaktor Komponen utama atas tangki, sparger, impeller, saringan halus bioreaktor terdiri atau baffle dansensor untuk mengontrol parameter. 1. Tanki berfungsi untuk menampung campuran substrat, sel mikroorganisme, serta produk. Volume tanki skala laboratorium berkisar antara 1 – 30 L, sedangkan untuk skala industri dapat mencapai lebih dari 1 000 L. 2. Sparger terletak di bagian bawah bioreaktor dan berperan untuk memompa udara, dan mencegah pembentukan gelembung oksigen. 3. Impeller berperan dalam agitasi dengan mengaduk campuran substrat dan sel. Impeller digerakkan oleh rotor. 4. Baffle juga berperan untuk mencegah terjadinya efek pusaran air akibat agitasi yang dapat mengganggu agitasi yang seharusnya. 5. Sensor berperan untuk mengontrol lingkungan dalam bioreaktor. Kontrol fisika meliputi sensorsuhu, tekanan, agitasi, foam, dan kecepatan aliran. Sedangkan, kontrol kimia meliputi sensor pH, kadar oksigen, dan perubahan komposisimedium. Bioreaktor biasanya terbuat dari bahan stainless steel karena bahan tersebut tidak bereaksi dengan bahan-bahan yang berada dalam bioreaktor sehingga tidak menggangu proses biokimia yang terjadi. Selain itu, bahan tersebut juga anti karat dan tahan panas. Bioreaktor harus dapat menciptakan lingkungan yangoptimum bagi mikroorganisme ataupun reaksi yang diinginkan maka diperlukan pengontrolan. Berdasarkan pemasukan nutrisinya kedalam bioreaktor, ada tiga jenis bioreaktor, yaitu bioreaktor kontinu, semikontinu, dan diskontinu. 1. Bioreaktor Kontinu Pada bioreaktor kontinu, pemberian nutrisi dan pengeluaran sejumlah fraksi dari volume kultur total terjadi secara terus menerus. Dengan metode kontinu memungkinan organisme tumbuh pada kondisi setimbang (steady state), dimana pertumbuhan terjadi pada laju konstan dan lingkungan stabil. Faktor seperti pH dan konsentrasi nutrisi dan produk metabolit yang tidak terelakkan berubah selama siklus pertumbuhan pada suatu diskontinu dapat dijaga konstan dalam kultur kontinu. Dalam suatu bioreaktor kontinu, medium steril dimasukkan kedalam biorekator dengan laju aliran yang konstan, dan kultur yang keluar dari bioreaktor terjadi dengan laju yang sama, sehingga volume kultur di dalam reaktor konstan. Dengan pencampuran yang efisien, medium yang masuk tersebut menyebar secara cepat dan merata pada seluruh bagian rekator. Contoh dari biorektor kontinu yaitu Reaktor Tangki diaduk Kontinu (RTDK). Udara steril dimasukkan pada dasar reaktor melalui pipa terbuka atau penyemprot udara. Suattu batang vertical dilengkapi dengan pengarah dengan satu atau lebih impeler. Impeler biasanya dipasang di sepanjang batang pada interval jarak sama dengan diameter reaktor untuk menghindari tipe pergerakan melingkar. Peranan impeler adalah untuk menimbulkan agitasi dalam bioreaktor untuk mempermudah aerasi. Fungsi utama agitasi adalah untuk mensuspensikan dan meratakan nutrisi dalam medium, untuk memberikan hara termasuk oksigen- bagi sel, dan untuk memindahkan panas. 2. Bioreaktor Diskontinu Pada bioreaktor diskontinu, inokulen dan nutrisi yang akan diperlukan bagi pertumbuhan dicampur dalam suatu bejana tertutup pada kondisi suhu, pH, dan pencampuran optimum. Sistem ini adalah tertutup, kecuali untuk organism aerobik dimana suplai udara kontinu dialirkan kedalam bioreaktor. Pada bioreaktor diskontinu, laju pertumbuhan dan laju pertumbuhan spesifik jarang konstan. Hal ini menunjukkan adanya perubahan karakteristik nutrisi dari sistem. Salah satu contoh dari bioreaktor diskontinu adalah Bioreaktor Lumpur Buangan Teraktivasi. Bioreaktor ini digunakan secara luas untuk pengolahan secara oksidasi air buangan dan sampah industri lain. Prosesnya difungsikan untuk meningkatkan pemasukan udara, sehingga bahan organic massa dapat didegradasi secara optimum. Bioreaktor ini sangat besar, sehingga untuk mempermudah pencampuran dan penyebaran oksigen diperlukan sejumlah besar agitator pada kebanyakan pabrik pengolahan air buangan skala kota. 3. Bioreaktor semikontinu Bioreaktor semikontinu adalah suatu bentuk kultivasi dimana medium atau substratnya ditambahkan secara kontinu atau berurutan ke dalam tumpukan diskontinu awal tanpa mengeluarkan sesuatu dari sistem. Produk yang dihasilkan dari sistem seperti ini dapat melebihi produk yang dihasilkan dari kultur diskontinu. Pendekatan ini secara luas diterapkan dalam industry misalanya dalam produksi ragi yang dibutuhkan untuk pembuatan roti. Contoh bioreaktor semikontinu yaitu digestor atau bioreaktor anaerobik, tetapi bioreaktor ini dapat pula dioperasikan secara kontinu. Pengunaan sistem ini pada pengolahan air buangan padat, misalnya lumpur buangan (sludge) yang diperoleh dari pengolahan buangan perkotaan, akan memberikan stabilisasi air buangan yang efisien dan produksi metan yang tinggi. Dalam sistem ini Lumpur buangan dicampur dengan mikroorganisme anaerobic pada suhu 30° C dan waktu retensi hidrolik. Untuk air buangan berkekuatan sedang dari industri makanan dan fermentasi, teknik operasi yang dapat menahan biomassa mikroba lebih lama dalam sistem operasi kontinu sudah ditemukan. Maka waktu retensi zat padat tidak dapat digabung dengan waktu retensi cairan sehingga konsentrasi mikroba yang tinggi dapat terjadi pada digester (atau pada bioreaktor tersebut), yang memberikan laju degradasi yang tinggi. Bagi air buangan yang sangat encer, misalnya buangan kota, waktu retensi zat padat yang sangat panjang diperlukan. Bioproses merupakan reaksi biokimiawi kompleks serta fenomena perpindahan yang kompleks pula . Sehingga penyebab pengendalian bioproses adalah : 1. Bioproses jauh lebih kompleks 2. Kesulitan untuk mengembangkan model yang realistis 3. Pengukuran parameter kunci biokimiawi dan fisiologik sangat sulit. Organism yang memiliki mekanisme regulasi intraseluler sehingga regulasi terjadi secara internal Tujuan pengendalian proses (bioproses) adalah memanupulasi peubah-peubah didalam sistem pengendalian proses. Manupulasi ini berguna untuk ; Mencapai keluaran pada suatu ketetapan nilai yang diinginkan Menstabilkan proses-proses yang tidak stabil atau berpotensi tidak stabil , seperti operasi sinambung ( masalah stabilisasi) Mengoptimalisasi kerja yang telah didefenisikan oleh pengukuranpengukuran seperti rendemen, produktivitas, atau keuntungan ( masalah optimasi). Sistem pengendalian proses ada empat peubah yaitu: 1. Peubah yang dikontrol 2. Peubah yang diganggu 3. Peubah yang dimanupulasi, dan 4. Peubah acuan BAB III PENUTUP III.1 Kesimpulan Fermentasi dapat dikategorikan sebagai salah satu bioteknologi pangan yang sudah di lakukan sejak zaman dulu. Diawali dengan pembuatan bir sekitar 6000 tahun sebelum masehi. Selain itu pembuatan roti dengan bantuan khamir atau ragi sekira 4000 tahun sebelum masehi (SM). Pembuatan produk fermentasi kecap dan tauco di Cina sejak 722 SM. Kemudian semakin berkembang dengan penemuan Louis Pasteur dan Eduard Buchner. Fermentasi merupakan suatu cara untuk mengubah substrat menjadi produk tertentu yang dikehendaki dengan menggunakan bantuan mikroba. Produk-produk tersebut biasanya dimanfatkan sebagai minuman atau makanan. Berdsakan sifatnya fermentasi dapat dibedakan menjadi : a) Fermentasi Aerob , dan b) Fermentasi Anaerob Dalam fermentasi, ada yang dikenal dengan kultivasi mikroba cair. Untuk mendapatkan sistem fermentasi yang optimum, maka fermenter harus memenuhi syarat sebagai berikut: 1. Terbebas dari kontaminan 2. Volume kultur relatif konstan (tidak bocor atau menguap) 3. Kadar oksigen terlarut harus memenuhi standar. 4. Kondisi lingkungan seperti: suhu, pH harus terkontrol. Stirred tank reactor system model yang banyak dipakai. Terkadang dalam proses fermentasi diperlukan suatu peralatan yang memudahkan untuk reaksi fermentasi tersebut. Bioreaktor atau dikenal juga dengan nama fermentor adalah sebuah peralatan atau sistem yang mampu menyediakan sebuah lingkungan biologis dapat menunjang terjadinya reaksi biokimia dari bahan yang dikehendaki. yang bahanmentah menjadi Fermentasi substrat padat berkaitan dengan pertumbuhan mikroorganisme pada bahan padat dalam ketiadaan atau hampir ketiadaan air bebas. Tingkat lebih atas dari fermentasi substrat padat (yaitu sebelum air bebas tampak) merupakan fungsi penyerapan (absorbancy), dan dengan demikian kadar airnya pada gilirannya tergantung pada jenis substrat yang digunakan. Fermentasi substrat padat tidak memperhatikan fermentasi slurry (yaitu cairan dengan kandungan zat padat tak larut yang tinggi) ataupun fermentasi substrat padat dalam medium cair. Substrat yang paling banyak digunakan dalam fermentasi substrat padat adalah biji-bijian serealia, kacang-kacangan, sekam gandum, bahan yang mengandung linoselulosa (seperti kayu dan jerami), dan berbagai bahan lain DAFTAR PUSTAKA Almansyahnis.Respiras-iAerob-dan-anaerob.2012. http://www.almansyahnis.com/2012/09/skema-respirasi-anaerob.html Diakses Tanggal 15 Oktober 2014 Aguskrisnio.Kultivasimikroba.2011.http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01 /12/optimalisasi-kultivasi-mikroba-menggunakan-kultur-kontinyusinambungcontinued-process/ Diakses Tanggal 15 Oktober 2014 Charni. L. Pembuatan tanpe. 2010. http://www.dreamstime.com/peuyeumthumb6980602 Diakses Tanggal 15 Oktober 2014 Gama.PrinsipFermentasi.2009.http://jurnalramadhan.blogspot.com/2009/11/prinsi p-fermentasi-anaerob-penghasil.html Diakses Tanggal 15 Oktober 2014 Jumar.R.KultivasiMikroba. 2012.http://matakuliahbiologi.blogspot.com/2012/04/kultivasimikroba.htmlDiakses Tanggal 15 Oktober 2014 http://id.wikipedia.org/wiki/Bioreaktor Diakses Tanggal 15 Oktober 2014 http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/tmp/BioTekFermentasi05.pdf Diakses Tanggal 15 Oktober 2014
