REAKSI KIMIAWI DALAM PROSES FERMENTASI

Pengertian Fermentasi

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). 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. Adapun definisi fermentasi yang lain adalah kegiatan mikroba pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki.

Fermentasi pada umumnya menggunakan senyawa organik berupa karbohidrat yang dapat digolongkan sebagai berikut :

-          bahan bergula, seperti tebu, molase, bit gula dan cairan buah-buahan

-          bahan berpati, seperti jagung, ubi kayu dan kentang

-          bahan berselulosa, seperti kayu dan berbagai limbah industri pertanian

Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil akhir fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton.

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)

Dijabarkan sebagai

Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)

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.

Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal. Maka dari itu  hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob.

Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat/asam susu dan fermentasi alkohol.

A. Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob.

Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi
enzim

Prosesnya :

1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).
enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi

2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.
2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
piruvat
dehidrogenasa

Energi yang terbentuk dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :
8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.

B. Fermentasi Alkohol

Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.

Reaksinya:
1. Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)

2. Dekarbeksilasi asam piruvat.
Asampiruvat ————————————————————> asetaldehid + CO2.
piruvat dekarboksilase (CH3CHO)

3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH2 —————————————————> 2 C2H5OH + 2 NAD.
                                                  alkohol dehidrogenase enzim
Ringkasan reaksi :
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi

C. Fermentasi Asam Cuka

            Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter aceti) dengan substrat etanol. Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.

Reaksi:
aerob
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH ——————> 2 CH3COOH + H2O + 116 kal
(glukosa)                        bakteri asam cuka asam cuka