Proses dan Jenis Fermentasi



itu fermentasi Ini adalah proses metabolisme yang digunakan beberapa organisme untuk memperoleh energi dan nutrisi dari senyawa organik tertentu. Karakteristik penting fermentasi adalah reaksi anaerob, yang berarti terjadi tanpa oksigen.

Banyak mikroorganisme menggunakan fermentasi sebagai mekanisme produksi energi dalam bentuk ATP. Energi diperoleh melalui degradasi molekul organik, seperti pati atau gula, melalui fermentasi.

Ragi melakukan fermentasi gula dan mengubahnya menjadi alkohol, sedangkan bakteri mengubah karbohidrat tertentu menjadi asam laktat. Fermentasi juga terjadi pada buah-buahan, jamur, dan otot mamalia.

Proses fermentasi alami ini telah banyak digunakan oleh manusia modern untuk memperoleh produk-produk menarik, seperti bir, anggur, yogurt, dan keju. Studi fermentasi disebut kimologi.

Indeks

  • 1 proses fermentasi
  • 2 Jenis fermentasi
    • 2.1 Fermentasi alkohol
    • 2.2 Fermentasi laktat
  • 3 Mikroorganisme yang terlibat dalam fermentasi makanan
    • 3.1 Bakteri
    • 3.2 Ragi
    • 3.3 Cetakan
  • 4 Referensi

Proses fermentasi

Seperti proses metabolisme lainnya untuk memperoleh energi, fermentasi dimulai dengan glikolisis. Reaksi metabolisme ini didasarkan pada degradasi molekul glukosa untuk mendapatkan molekul energi penting. Selama proses ini glukosa terdegradasi oleh oksidasi dan molekul NADH dan piruvat dihasilkan.

Dalam reaksi aerobik (yang menggunakan oksigen), NADH dan piruvat berpartisipasi dalam mekanisme yang disebut fosforilasi oksidatif, suatu proses yang terjadi di membran mitokondria dan sangat efisien untuk menghasilkan energi dalam bentuk molekul ATP..

Sebaliknya, fermentasi tidak menyebabkan produksi energi yang efisien karena beberapa molekul, seperti NADH, tidak dapat melepaskan elektronnya menjadi NAD + lagi, yang merupakan bentuk molekul teroksidasi dan yang diperlukan untuk membantu menghasilkan lebih banyak Molekul ATP.

Akibatnya, terjadi reaksi metabolisme lain yang memastikan bahwa molekul NADH menyumbangkan elektronnya ke molekul organik lain, seperti piruvat dari glikolisis. Oksidasi NADH menjadi NAD + ini memungkinkan glikolisis untuk terus berfungsi.

Jenis-jenis fermentasi

Fermentasi alkohol

Dalam fermentasi alkoholik, molekul NADH menyumbangkan elektronnya ke molekul lain yang berasal dari piruvat, dan dengan demikian dihasilkan alkohol. Alkohol yang diproduksi adalah etanol atau etil alkohol, dan merupakan proses yang terjadi dalam dua langkah.

Pada langkah pertama kelompok karboksil dilepaskan dari piruvat, yang dilepaskan dalam bentuk karbon dioksida, sehingga meninggalkan molekul dua karbon yang disebut alketaldehyde.

Pada langkah kedua, NADH meneruskan elektronnya ke asetaldehida yang diproduksi sebelumnya, yang menghasilkan etanol dan meregenerasi NAD +, yang diperlukan untuk mempertahankan glikolisis dan, akibatnya, pasokan piruvat.

Persamaan kimia bersih untuk produksi etanol dari glukosa adalah:

C6H12O6 (glukosa) → 2 C2H5OH (etanol) + 2 CO2 (karbon dioksida)

Ragi melakukan fermentasi alkohol yang digunakan dalam produksi minuman beralkohol umum, seperti bir dan anggur, serta dalam membuat roti.

Penting untuk dicatat bahwa alkohol beracun dalam jumlah besar, baik untuk ragi dan manusia, yang telah menetapkan tingkat toleransi mulai dari 5 hingga 21%.

Fermentasi laktat

Dalam fermentasi asam laktat, NADH mentransfer elektronnya langsung ke piruvat, sehingga menghasilkan molekul laktat. Bakteri yang memproduksi yogurt melakukannya melalui fermentasi laktat, serta sel darah merah dalam tubuh manusia.

Persamaan berikut menjelaskan produksi asam laktat dari glukosa:

C6H12O6 (glukosa) → 2 CH3CHOHCOOH (asam laktat)

Produksi asam laktat juga dapat terjadi dari laktosa dan air, seperti yang ditunjukkan dalam persamaan ringkasan berikut:

C12H22O11 (laktosa) + H2O (air) → 4 CH3CHOHCOOH (asam laktat)

Fermentasi laktat juga dapat terjadi dalam sel otot, tetapi hanya dalam kondisi tertentu; misalnya, ketika latihan fisik sangat intens dan ada sedikit pasokan oksigen.

Asam laktat yang diproduksi di otot diangkut oleh aliran darah ke hati, di mana ia diubah kembali menjadi piruvat untuk digunakan kembali dalam reaksi lain dari produksi energi.

Mikroorganisme terlibat dalam fermentasi makanan

Kelompok mikroorganisme yang paling umum terlibat dalam fermentasi makanan adalah sebagai berikut:

Bakteri

Bakteri asam laktat dari genera Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus dan Oenococcus, adalah bakteri yang paling penting dalam makanan fermentasi, diikuti oleh spesies Acetobacter, yang mengoksidasi alkohol dalam asam asetat.

Fermentasi asam asetat telah banyak digunakan untuk menghasilkan cuka buah, termasuk cuka sari buah. Kelompok ketiga bakteri yang penting dalam fermentasi adalah spesies Bacillus subtilis, B. licheniformis dan B. pumilus, yang meningkatkan pH medium.

Bacillus subtilis Ini adalah spesies dominan dalam produksi molekul yang meningkatkan alkalinitas medium, seperti amonia. Ini membuat lingkungan tidak cocok untuk pertumbuhan organisme pengurai, yang membantu melestarikan makanan.

Fermentasi basa lebih sering terjadi pada makanan kaya protein seperti kacang kedelai dan kacang-kacangan lainnya, meskipun mereka juga dilakukan dengan biji nabati. Misalnya, biji semangka dan biji wijen.

Ragi

Seperti bakteri dan jamur, ragi dapat memiliki efek menguntungkan dan tidak menguntungkan dalam fermentasi makanan. Beberapa ragi suka Pichia memperburuk makanan, sedangkan Candida Ini digunakan untuk produksi protein yang menarik.

Ragi yang paling bermanfaat dalam hal fermentasi makanan yang diinginkan adalah keluarga Saccharomyces. Ini tentang S. cerevisiae terlibat dalam pembuatan roti dan alkohol dalam fermentasi anggur. Berbagai carlbergenisis keluarga Saccharomyces cerevisiae adalah ragi yang terlibat dalam produksi bir.

Keluarga ellipsoideus beragam Saccharomyces cerevisiae Ini banyak digunakan dalam pembuatan anggur. Untuk bagiannya, Schizosaccharomyces pombe dan S. boulderi adalah ragi dominan dalam produksi minuman fermentasi tradisional, terutama yang berasal dari jagung dan millet.

Telah ditemukan bahwa spesies Schizosaccharomyces pombe Ini memiliki kemampuan untuk mendegradasi asam malat dalam etanol dan karbon dioksida, dan telah berhasil digunakan untuk mengurangi keasaman dalam anggur dan mustum prem.

Cetakan

Jamur juga merupakan organisme penting dalam pengolahan makanan, baik dalam degradasi maupun dalam konservasi. Banyak jamur memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim yang penting secara komersial, seperti pektinase Aspergillus niger.

Spesies dari Aspergillus Mereka terlibat dalam produksi asam sitrat dari sisa-sisa pulp apel. Spesies dari Aspergillus Mereka sering bertanggung jawab atas perubahan yang tidak diinginkan pada makanan yang menyebabkan kerusakan.

Di sisi lain, spesies Penisilin terkait dengan perkembangan pematangan dan rasa dalam keju, sedangkan spesies Ceratocystis mereka terlibat dalam produksi rasa buah. Pada saat yang sama, Penicillium adalah agen penyebab untuk produksi racun seperti patulin.

Referensi

  1. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokimia (Edisi ke-8). W. H. Freeman dan Perusahaan.
  2. Hogg, S. (2005). Mikrobiologi Esensial (Edisi pertama). Wiley.
  3. Ray, R. & Montet, D. (2014). Mikroorganisme dan Fermentasi Makanan Tradisional (Edisi pertama). CRC Tekan.
  4. Simon, E. (2014). Biologi: Inti (Edisi pertama). Pearson.
  5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (Ed. 7). Cengage Learning.
  6. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Dasar-dasar Biokimia: Kehidupan di Tingkat Molekul(Edisi ke-5). Wiley.