Effect of ammonium concentration on alcoholic fermentation kinetics by wine yeasts for high sugar content

Transkripsi

1 NAMA : FATMALIKA FIKRIA H KELAS : THP-B NIM : Effect of ammonium concentration on alcoholic fermentation kinetics by wine yeasts for high sugar content 1. Jenis dan sifat Mikroba Dalam fermentasi alcohol mikroba yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae strain anggur. Memiliki sifat morfologi Sel yang termasuk jenis Sacharomyces cerevisiae berbentuk bulat, oval, atau memanjang. Dalam industry alcohol atau pembuatan anggur digunakan khamir permukaan yang disebut top yeast, yang bersifat fermentative kuat dan tumbuh dengan cepat pada suhu 20 0 C. Khamir permukaan tumbuh secara menggerombol dan melepaskan karbon dioksida dengan cepat mengakibatkan sel terapung pada permukaan. Membutuhkan nitrogen, apabila kekurangan nitrogen dapat memperlambat fermentasi alkohol. Kebutuhan nitrogen Saccharomyces cerevisiae bisa bergantung pada regangan dan pada kondisi fermentasi (konsentrasi gula, suhu, kehadiran dari oxygeny) Dalam sebagian besar studi Konsentrasi gula tidak lebih dari 200 g / l digunakan. 2. Jenis dan sifat produk jenis : wine (fermentasi alkohol) dengan kadar gula tinggi Pada proses fermentasi alkohol dengan produk yang dihasilkan adalah wine ini berjalan proses anaerob sehingga tanpa butuh oksigen. Hail itu terjadi karena di mitocondria oksigen praktis tidak ada, sehingga akseptor elektron pada fosforilasi elektron bukan oksigen, digantikan oleh senyawa asetaldehid. menghasilkan 2 ATP, 2 CO2, 2 Asetaldehid yang kemudian jadi 2 Etanol. Karena produk akhirnya berupa etanol ( etil alkohol) maka Fermentasi ini disebut Fermentasi alkohol sesuai produknya.

2 3. Faktor yang mempengaruhi mikroba dan produksi metabolit atau enzim a. Model fermentasi Fermentasi dilakukan dengan menggunakan Saccharomyces cerevisiae anggur. Fermentasi ini dilakukan secara bacth. Dengan memodifikasi sebelum inokulasi, ragi yang disebarkan selama 15 jam pada 30 1C dalam media sintetis yang mengandung: (g / l): glukosa, 50; ragi ekstrak, 1; (NH4) 2SO4, 2; MgSO4, 0,4, KH2PO4, 5. Sebelum inokulasi sel ragi dicuci dengan air steril. Volume inokulum dihitung untuk mendapatkan 3 jutaan sel pada awal fermentasi dalam media yang mengandung: (g / l): glukosa, 120; fruktosa, 120;ragi ekstrak, 0.75, asam sitrat, 0,3, asam malat, 4; tartaric acid, 4; MgSO4, 0,4, KH2PO4, 5; natrium oleat, 0,005. Ragi ekstrak (L21, Oxoid) adalah sumber vitamin dan pada saat yang sama waktu yang disediakan 40 mg / l nitrogen assimilable sebagian besar terdiri asam amino. Untuk masingmasing strain tiga tingkat total ragi assimilable nitrogen (YAN) dilakukan oleh memvariasikan konsentrasi (NH4) 2SO4 untuk mendapatkan 120, 190, dan 290 mg N / 1. PH diatur pada 3,3 dengan NaOH (5 M). Fermentasi dilakukan pada 18 1C, di labu Erlenmeyer 500 ml yang mengandung di awal 450 ml. diguncang hanya 2 menit sebelum mengambil sampel sekali sehari. Untuk satu strain semua fermentasi yang diinokulasi dengan inokulum yang sama dan dilaksanakan di waktu yang sama. Fermentasi dihentikan ketika gula yang habis atau konsentrasi mereka tetap konstan.

3 b. Faktor pertumbuhan 1) Konsentrasi amonium Penggunaan garam amonium untuk meningkatkan kandungan nitrogen anggur harus menginduksi represi konsumsi asam amino oleh ragi dan bisa mengurangi efisiensi fermentasi, sehingga konten nitrogen tidak selalu meningkatkan pertumbuhan. 2) Konsumsi gula Bahwa efek dari kandungan nitrogen tidak selalu sama atau dengan intensitas yang sama untuk pertumbuhan dan gula asimilasi. Hal ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa selama fermentasi alkohol dalam kondisi pembuatan anggur sebagian besar gula dikonsumsi selama stasioner fase. Selain itu, jalur divergen digunakan untuk katabolisme dan anabolisme. Meskipun berbeda jumlah biomassa terakumulasi dalam medium pada akhir fase pertumbuhan efek pada tingkat konsumsi gula kurang penting dan tingkat konsumsi tertentu tetap konstan apapun tingkat nitrogen. 3) Konsumsi nitrogen Bahwa sumber nitrogen dapat terakumulasi dalam vakuola intraseluler. Cadangan nitrogen kemudian dapat digunakan oleh ragi selama fase stasioner untuk sintesis protein baru mengikuti perputaran protein. Konsumsi khusus nitrogen ini menurun selama pertumbuhan mungkin karena penghambatan up-take dengan etanol.

4 c. Faktor produksi 1) Kadar nitrogen (amonium) ragi kekurangan nitrogen dapat menyebabkan buntu atau lamban fermentasi sebaliknya, jika penambahan amonium berlebihan dilakukan, ada bisa menjadi resiko bahwa anggur telah memodifikasi karakteristik untuk alkohol tinggi, asam asetat, etil karbamat atau dalam beberapa Kondisi hidrogen sulfida konten. 2) Konsumsi gula Secara umum rata-rata gula tingkat konsumsi lebih tergantung pada strain dari pada kandungan nitrogen harus sebagaimana telah dilaporkan beberapa strain yang lebih cepat daripada yang lain apapun tingkat nitrogen. Ini menunjukkan bahwa gula (glukosa + fruktosa) tidak benar-benar dikonsumsi dan menengah tidak bisa dianggap sebagai kering. rata-rata tingkat konsumsi gula, yang mewakili efisiensi fermentasi. 3) Mikroba Mikroba memegang kunci berhasil tidaknya dalam fermentasi alkohol. Dalam hal ini adalah Saccharomycer cerevisae. Dalam hal ini terdapat 3 karakteristik penting yang harus dimiliki oleh mikroba yang akan digunakan dalam prose fermentasi, yaitu: a. Mikroba harus mampu tumbuh dengan cepat dalam suatu substrat dan lingkungan yang cocok dan mudah untuk dibudidayakan dalam jumlah besar. b. Organisme harus dapat menghasilkan enzim-enzim esensial dengan mudah dan dalam jumlah yang besar agar perubahan-perubahan kimia yang dikehendaki dapat terjadi.

5 c. Kondisi lingkungan yang diperlukan bagi pertumbuhan dan produksi maksimum secara komparatif harus sederhana. 4) Suhu dan ph faktor yang menentukan kehidupan khamir. Salah satu dari sifat khamir adalah bahwa pertumbuhannya dapat berlangsung baik pada suasana asam dan Suhu sebagai salah satu faktor lingkungan yang mempengaruhi kehidupan dan pertumbuhan organisme 4. Struktur relationship dari subtrat atau metabolit (kemanfaatan mikroba dalam memproduksi metabolit) Dalam pembuatan wine berkadar gula tinggi, mikroba yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae strain anggur. Kemanfaatan mikroba ini dalam memproduksi metabolit digunakan sebagai starter. Karena dalam proses fermentasi alkohol ini menggunakan enzim yang dihasilkan oleh khamir (yeast) dengan penambahan subtrat seperti karbon atau nitrogen. Dalam proses fermentasi ini, yang digunakan adalah ragi. Pembuatan starter ini agar terjadi proses pengadaptasian oleh Saccharomyces cerevisiae. Dengan adanya proses adaptasi ini dimaksudkan agar fase sebagai tahap awal fermentasi dapat terlewati. Apabila tidak memakai starter, kemungkinan yang terjadi adalah Saccharomyces cerevisiae dapat mati sehingga proses fermentasi kurang optimal karena sebelum munculnya fase logaritmik, yeast (Saccharomyces cerevisiae) mengalami kematian. Kemudian starter tersebut diinkubasikan pada, Hal ini bertujuan untuk mendapatkan yeast Saccharomyces cerevisiae dalam jumlah eksponensial, karena pada selang waktu 4 jam tersebut yeast ini sangat efektif dalam pertumbuhannya dan disebut sebagai fase logaritmik (Pelczar, 1986). Saccharomyces cerevisiae dalam jumlah eksponensial, dengan pertumbuhan yang aktif mengubah penambahan karbon dan nitrogen

6 digunakan untuk amonium yang bisa menangkal nilai tinggi fruktosa afinitas transporter dan juga mengaktifkan fosfofruktokinase, Enzim umum pertama untuk jalur fermentasi. Namun, hal ini belum dibuktikan di tingkat molekuler meskipun Mendeis-Ferreira et al. (2004) menunjukkan bahwa penambahan nitrogen selama fase stasioner dapat memungkinkan protein de novo sintesis.