TUGAS KHUSUS PERBEDAAN SACCHAROMYCES CEREVISIAE DENGAN BAKTERI PEMBUAT CUKA LAINNYA
1. Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae
Nama ilmiah Saccharo Saccharomyces myces cerevisiae cerevisiae berart berartii jamur jamur yang yang melakuk melakukan an ferment fermentasi asi gula gula pada pada sereal sereal (Saccharo-mocus cerevisiae) cerevisiae) untuk menghasilkan menghasilkan alkohol dan karbon dioksida. Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae cerevisiae merupakan salah satu jenis khamir. Khamir adalah fungi uniseluler yang eukariotik. Sel khamir yang termasuk termasuk jenis Saccharomyces jenis Saccharomyces berbentuk berbentuk bulat, oval atau memanjang dan dapat membentuk pseudomiselium. Sel Saccharom Saccharomyces yces cerevisia cerevisiaee berukuran (3-!) " (#,$-%) &m. 'eproduksi 'eproduksi Saccharomyces dilakukan Saccharomyces dilakukan dengan membentuk tunas dan spora seksual. seksual. Khamir dan bakteri telah digunakan untuk produksi etanol. akteri akter i yang paling banyak digunakan adalah Zymomonas mobilis. mobilis . Khamir yang umum digunakan
adalah Saccharomyces
cerevisiae,
Saccharomyces
uvarum
(*arlsbergensis), Schizosacchanom Schizosacchanomyces yces pombe dan Kluyveromyces Kluyveromyces fragilis. Klasifikasi Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae adalah cerevisiae adalah sebagai berikut + a) b) ) d) e) f) g)
Kingdom ivision ivision Subdivision rdo /amilia 0enus Spesies
+ Fungi Fungi + Ascomycota Ascomycota + Saccharomycetes + Saccaromycetales + Saccharomycetaceae + Saccharomyces + Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae
1ertumb 1ertumbuha uhan n Saccharo Saccharomyces myces cerevisiae cerevis iae dipengaruhi oleh kond kondis isii lingkungan sebagai tempat tumbuhnya, tumbuhnya, berupa temperatur, temperatur, p2 dan medium. Strain mesofilik mesofilik Saccharomyces dapat Saccharomyces dapat tumbuh seara optimum pada temperatur %-3$4*. Khamir pada umumnya umumnya dapat dapat tumbuh tumbuh dan seara efisien melakukan fermentasi etanol pada p2 3-,$ dan bersifat fakultatif aerobik. aerobik. Saccharomyces cerevisiae cerevisiae memiliki kemampuan kemampuan untuk menggunakan menggunakan berbagai jenis gula yaitu + glukosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, sukrosa, maltosa, manosa, rafinosa, treholusa, dan malfotriosa. 0ula dalam medium yang masih dalam bentuk sukrosa dihidrolisis terlebih dahulu dahulu oleh en5im invertas invertasee menjadi menjadi glukosa glukosa dan fruktosa fruktosa.. Saccharomyces
cerevisiae dapat menghasilkan invertase. Selanjutnya glukosa dan fruktosa masuk dalam sel melalui difusi dengan perantara dan transport aktif. Setelah itu glukosa akan difermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae menjadi etil alkohol melalui jalur Embden !eyerhof . Khamir Saccharomyces cerevisiae menggunakan jalur Embden-!eyerhof dalam memfermentasi glukosa menjadi etanol pada kondisi netral atau sedikit asam dan dalam kondisi anaerob. 6alur Embden -!eyerhof (781) dibagi menjadi 3 tahapan utama. 9ahap : merupakan tahap perubahan glukosa *; menjadi % molekul gliseraldehid-3-fosfat (*3) menggunakan <91. 'eaksi oksidasi-reduksi dan pelepasan energi tidak terjadi pada tahap ini, kedua reaksi tersebut baru terjadi dalam tahap ::. 7nergi yang dihasilkan berupa <91. 1iruvat sebanyak % molekul juga dihasilkan dalam tahap ini. 9ahap ::: merupakan tahap terjadinya reaksi oksidasi-reduksi yang ke-% dan pembentukan produk fermentasi. 7tanol yang dihasilkan pada tahap ::: bersifat ekstraseluler karena dikeluarkan dari sel melalui membran. 6alur 7mbden-8eyerhof seperti diba=ah ini+ /ermentasi gula menjadi etanol dengan penambahan yeast atau ragi akan menghasilkan reaksi sederhana yaitu sebagai berikut + (*;2!$)n
n*;2%;
(*;2%;)n
%*%2$2 > %* %
1ada kondisi aerob dan konsentrasi gula yang tinggi, Saccharomyces cerevisiae tumbuh dengan baik tetapi tidak menghasilkan alohol. alam kondisi lingkungan yang anaerob, pertumbuhan mikrobia lambat dan piruvat dekarboksilase menjadi asetaldehid dan *%, selanjutnya akan terbentuk etanol dari hasil reduksi asetaldehid oleh alkohol dehidrogenase. Saccharomyces cerevisiae adalah nama spesies yang termasuk dalam
khamir
berbentuk
oval.
Saharomyes
erevisiae
mempunyai
mikrostruktur yang terdiri dari + . %.
Kapsul inding Sel inding sel khamir pada sel-sel yang muda sangat tipis, namun semakin lama semakin menebal seiring dengan =aktu. 1ada dinding sel terdapat struktur
yang disebut bekas lahir (bekas yang timbul dari pembentukan oleh sel induk) dan bekas tunas (bekas yang timbul akibat pembentukan anak sel). Setiap sel hanya dapat memiliki satu bekas lahir, namun bisa membentuk banyak bekas tunas. Saccharomyces cerevisiae dapat membentuk ? sampai #3 tunas dengan rata-rata %# tunas per sel, dan paling banyak lahir pada kedua ujung sel yang memanjang. inding sel khamir terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut+
3. #. $. ;. C.
a) 0lukan Khamir (3!-3$@ berat kering dinding sel) b) 8annan (3!@ dari berat kering dinding khamir) ) 1rotein (;@ berat kering dinding sel) d) Kitin (-% @) e) Aipid (.$-3.$ @) 8embran Sitoplasma Nukleus Bakuola 8itokondria 0lobula Aipid Saccharomyces cerevisiae mengandung lipid dalam jumlah sangat sedikit. Aipid ini disimpan dalam bentuk globula yang dapat dilihat dengan mikroskop setelah diberi pe=arna lemak seperti 2itam Sudan atau
8erah Sudan. . Sitoplasma Saccharomyces cerevisiae berkembang biak dengan ara berikut+ a) 1ertunasan multipolar, dimana tunas munul dari sekitar ujung sel. b) 1embelahan tunas, yaitu gabungan antara pertunasan dan pembelahan. 1ada proses ini mula-mula terbentuk tunas, tetapi tempat melekatnya tunas pada sel induk relatif besar, kemudian terbentuk septa yang memisahkan tunas dari induk selnya. 1ada Saharomyes, areal tempat melekatnya tunas pada induk sedemikian keilnya sehingga seolah tidak pernah terbentuk septa (tidak dapat dilihat oleh mikroskop biasa) 3.1embentukan askospora. 1ada khamir diploid seperti Saharomyes erevisiae, meiosis dapat terjadi langsung dari sel vegetatif. Spora berbentuk bulat atau oval dengan permukaan halus. Saccharomyces cerevisiae berfungsi dalam pembuatan roti dan bir, karena Saccharomyces bersifat fermentatif (melakukan fermentasi, yaitu memah glukosa
menjadi karbon dioksida dan alkohol) kuat. Namun, dengan adanya oksigen, Saccharomyces juga dapat melakukan respirasi yaitu mengoksidasi gula menjadi karbon dioksida dan air. Khamir ( yeast" merupakan jasad renik (mikroorganisme) yang pertama yang digunakan manusia dalam industri pangan. rang-orang 8esir 5aman dahulu telah menggunakan yeast dan proses fermentasi dalam memproduksi minuman beralkohol dan membuat roti pada lebih dari $!!! tahun yang lalu. Saccharomyces cerevisiae dapat berkembang biak seara seksual dan aseksual. 1erkembangbiakan aseksual dia=ali dengan menonjolnya dinding sel ke luar membentuk tunas keil. 9onjolan membesar dan sitoplasma mengalir ke dalamnya, sehingga sel menyempit pada bagian dasarnya. Selanjutnya nuleus dalam sel induk membelah seara mitosis dan satu anak inti bergerak ke dalam tunas tadi. Sel anak kemudian memisahkan diri dari induknya atau membentuk tunas lagi hingga membentuk koloni. alam keadaan optimum satu sel dapat membentuk koloni dengan %! kunup. 1erkembangbiakan
seksual
terjadi
menguntungkan. 1ada prosesnya, sel
jika
keadaan
lingkungan
tidak
Saccharomyces cerevisiae berfungsi
sebagai askus. Nukleus nya yang diploid (%n) membelah seara meiosis, membentuk empat sel haploid (n). :nti-inti haploid tersebut akan dilindungi oleh dinding sel sehingga mem-bentuk askospora haploid (n). engan perlindungan ini askospora lebih tahan terhadap lingkungan buruk. Selanjutnya, empat askospora akan tumbuh dan menekan dinding askus hingga peah, akhirnya spora menyebar. 6ika spora jatuh pada tempat yang sesuai, sel-sel baru akan tumbuh membentuk tunas, sebagaimana terjadi pada fase aseksual. engan demikian Saccharomyces cerevisiae mengalami fase diploid (%n) dan fase haploid (n) dalam daur hidupnya. 0lukosa
0lukosa-;-fosfat
/ruktosa-;-fosfat
/ruktosa-,;- bifosfat
0liseraldehid-3-fosfat
%-fosfogliserat
/osfoenol piruvat
1iruvat
Aaktat
7tanol Sejak saat itu, perusahan roti, minuman dan para ahli mulai berupaya untuk memproduksi strain murni yeast yang tepat untuk keperluan industri yang disesuaikan dengan rasa dan keperluan kualitas serta karateristik lainnya. Sedangkan di :ndonesia yang dikenal dengan ragi untuk tape sebenarnya ada yang tidak murni dari jenis yeast saja akan tetapi diampur dengan jenis bakteri dimana disesuaikan dengan kebutuhan produk yang akan dihasilkannya. Setelah ditemukannya mikroskop Aouis 1asteur pada akhir tahun ;! menyimpulkan bah=a yeast merupakan mikroba hidup yang bertindak sebagai agen dalam proses fermentasi dan digunakan sejak 5aman dahulu untuk menaikan adonan roti. 9idak lama setelah penemuan tersebut, dilakukan upaya untuk mengisolasi yeast seara murni. engan kemampuan ini mulailah dilakukan produksi yeast seara komersial untuk keperluan pembuatan roti. 6enis yang dikembangkan adalah Saccharomyces cerevisiae yang disebut dengan #a$er%s yeasts.
2.
Zymomonas mobilis
akteri Zymomonas mobilis sebagai penyebab fermentasi pada sejenis tuak meDio (E plu&ueE). akteri ini mampu memfermentasi sukrosa, glukosa dan fruktosa menjadi etanol, *% dan beberapa asam laktat, mikroorganisme ini dinamakan 'ermobacterium mobile (sekarang + Zymomonas mobilis, sub sp+ mobilis). akteri Zymomonas mobilis memiliki iri-iri + sel diplobasil, ukuran #$&m dan ,#-%,! &m, motil dengan polar flagella, gram negatif, tidak membentuk endospora dalam beer (ort F koloni bakteri ber=arna putih, sirkuler konveks, mempunyai diameter mm, dan tumbuh baik dengan penambahan % @ *a* 3, p2 medium pepton glukosa sebesar ;,$, suhu optimum 3!4*. rganisme ini bersifat anaerob fakultatif, tetapi kondisi anaerob diperlukan untuk memfermentasi gula.
akteri Zymomonas mobilis juga mempunyai sifat osmotoleran sampai
kadar #!@, alkohol toleran dengan kadar alkohol %-! @, kisaran p2 optimum $,!-C,!. Sel kadang-kadang membentuk rantai pendek (koloni), pada fermentasi sukrosa biasanya dia=ali dengan fase adaptasi yang lama. 1enggunaan Zymomonas mobilis dalam fermentasi etanol banyak mengalami keberhasilan. akteri ini menunjukkan produktifitas etanol lebih tingggi 3-$ kali lipat dari yeast dengan hasil etanol dari glukosa menapai nilai maksimum ?$-? @ seara teori. 6alur glikolisis yang digunakan Zymomonas mobilis adalah lintasan 7ntmeroudoroff (7). *iri khas jalur ini adalah terdapatnya en5im %-keto3deoksiglukonat-;-fosfat. alam jalur 7 tidak terdapat en5im pengatur reaksi kuni seperti pada jalur 781 yaitu allosterik heksokinase dan fosfofruktokinase. /aktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi etanol oleh Zymomonas mobilis meliputi + p2, temperatur, sumber karbon, faktor tumbuh, sumber nitrogen, oksigen, dan alkohol. isamping itu, kondisi inokulum serta kualitas substrat juga mempengaruhi hasil yang diperoleh dan efisiensi fermentasi. Kondisi
inokulum
tergantung
pada
faktor-faktor
lingkungannya,
adanya
mikrobiam kontaminan akan sangat menghambat fermentasi. 6alur % keto-3 deosiglukonat ;-fosfat mempunyai suatu senya=a yang khas yaitu % keto-3 deosiglukonat ;-fosfat. ari senya=a ini akan dihasilkan asam
piruvat dan gliseraldehida 3-fosfat dengan bantuan en5im aldolase. 3.
Acetobacter aceteii
Acetobacter adalah sebuah genus bakteri penghasil asam asetat, ditandai dengan kemampuannya mengubah etanol (alkohol) menjadi asam asetat (asam uka) dengan bantuan udara.
apat digunakan dalam produksi uka (dengan sengaja mengubah etanol pada anggur menjadi asam asetat
b)
Namun dapat juga merusak anggur, dengan menghasilkan asam asetat atau etil asetat, yang merusak rasa anggur tersebut. 1ertumbuhan Acetobacter pada anggur dapat diegah dengan sanitasi yang
efektif, pemisahan udara dari anggur seara sempurna, maupun penggunaan seukupnya sulfur dioksida sebagai penga=et pada anggur. i laboratorium, Acetobacter dikenali dengan mudah dengan pertumbuhan koloninya di medium yang mengandung C@ etanol, dan ditambahi kalsium karbonat seukupnya untuk memburamkan medium sebagian. Ketika koloni tersebut membentuk asam asetat yang ukup, kalsium karbonat kemudian melarut sehingga terbentuk daerah bening yang jelas pada medium. Acetobacter aceti adalah bakteri gram negatif yang bergerak menggunakan nya peritrihous flagela. Aouis 1asteur membuktikan hal itu menjadi penyebab konversi alkohol untuk asam asetat pada tahun ;#. :ni adalah mikroorganisme jinak yang hadir di mana-mana di lingkungan, yang ada di beralkohol relung ekologi yang meliputi bunga, buah-buahan, lebah madu , serta air dan tanah. :a hidup di mana pun fermentasi gula terjadi. Gang terbaik tumbuh di suhu yang berkisar %$-3! derajat *elius dan p2 yang berkisar $,#-;,3. Hntuk =aktu yang lama telah digunakan dalam industri fermentasi untuk menghasilkan asam asetat dari alkohol Acetobacter aceti adalah. aerob obligat yang berarti bah=a ia
memerlukan oksigen untuk tumbuhF hanya memiliki kemampuan untuk metabolisme pernapasan. Acetobacter aceti seara ekonomi penting karena digunakan dalam produksi uka dengan mengubah etanol dalam anggur menjadi asam asetat.
sehingga
disebut
sebagai
pseudomiselium.
erdasarkan
alat
perkembangbiakannya, khamir .dibagi menjadi+ ) khamir sejati )true yeast" yang berkembang biak dengan spora dan khamir yang tidak membentuk spora danF %) khamir palsu )false yeast" yang berkembang biak dengan pertunasan, pembelahan atau kombinasi pertunasan dan pembelahan. DAFTAR PUSTAKA
Krisno,
pada
tanggal %3 8aret %!;. Setio=ati, 9etty. %!!C. #iologi ntera$tif. 6akarta 9imur+ <5ka 1ress. 9aylor dkk. %!!#. !etabolism and !olecular *hysiology of Saccharomyces erevisiae.
