Categories
Kimia

Fermentasi – Pengertian, Jenis, Manfaat dan Reaksi Kimia Fermentasi dengan Penjelasan Terlengkap

Fermentasi merupakan salah satu bentuk respirasi anaerobik (tanpa oksigen). Gula merupakan bahan paling umum dalam proses fermentasi. Contoh hasil fermenyasi seperti asam laktat, etanol, dan hidrogen. Namun terdapat beberapa komponen lain yang juga bisa dihasilkan dari fermentasi seperti aseton dan asam butirat. Salah satu bahan yang umum digunakan dalam proses fermentasi adalah Ragi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur, adonan roti dan minuman beralkohol lainnya.

Fermentasi merupakan proses metabolisme aktivitas mikroorganisme yang menciptakan perubahan pada makanan maupun minuman, baik untuk meningkatkan rasa, mengawetkan bahan makanan atau memberikan berbagai manfaat lainnya dalam khidupan. Untuk mengetahui lebih lengkap tentang fermentasi, berikut ini kami berikan ulasan lebih lengkap tentang fermentasi, pengertian, jenis, manfaat dan reaksi kimia dalam fermentasi dengan penjelasan terlengkap.

Baca Juga : 5 Struktur Jaringan pada Tumbuhan 

Pengertian Fermentasi

Fermentasi berasal dari kara kerja latin yaitu “Fervere” yang artinya mendidih (tanpa panas).

Fermentasi adalah proses metabolisme dengan menggunakan organisme untuk mengubah karbohidrat (Seperti pati atau gula) untuk menjadi alkohol atau asam. Proses fermentasi menggunakan bantuan dari aktivitas mikroba tertentu atau campuran beberapa spesies mikorba seperti khamir, kapang atau bakteri.

Menurut Madigan (2011), fermentasi adalah proses penguraian senyawa-senyawa organik untuk menghasilkan energi dan pengubahan subrat menjadi produk baru oleh mikroba.

Menurut Muhiddin (2001), fermentasi adalah pengolahan substrat menggunakan bantuan mikroba sehingga dapat menghasilkan produk yang dikehendaki. Hasil produk fermentasi seperti biomassa sel, enzim, metabolit primer atau sekunder dan produk transformasi (biokonversi).

Fermentasi merupakan salah satu teknologi upaya manusia dalam memanfaatkan bahan-bahan murah atau kurang berharga untuk menjadi produk yang lebih bernilai ekonomi dan lebih berguna.

Baca Juga : Jaringan Meristem pada Tumbuhan

Jenis Jenis Fermentasi

Menurut Belitz, 2009. Berdasarkan produk yang dihasilkan, fermentasi dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:

  • Homofermentatif, yaitu fermentasi dengan hasil produk berupa asam laktat, contohnya proses fermentasi dalam pembuatan Yoghurt.
  • Heterofermentatif, yaitu fermentasi dengan hasil produk berupa asam laktat dan etanol sama banyak. Contohnya proses fermentasi dalam pembuatan tape.

Menurut Fardiaz, 1992. Berdasarkan penggunaan oksigen fermentasi dibagi 2 yaitu Aerobik dan Anaerobik.

  • Fermentasi Aerobik adalah fermentasi yang membutuhkan oksigen.
  • Fermentasi Anaerobik adalah fermentasi yang tidak membutuhkan oksigen.

Sedangkan berdasarkan proses yang dihasilkan oleh mikroba, fermentasi dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:

  • Fermentasi yang memproduksi sel mikroba (Biomass).
    Contoh produksi komersil dari biomass bisa dibedakan menjadi produksi Yeast (pada industri roti) dan produksi mikroba (sebagai makanan manusia dan hewan).
  • Fermentasi yang menghasilkan enzim dari mikroba.
    Contoh produksi komersial pada enzim bida diproduksi oleh tanaman, hewan dan mikroba. Sedangkan enzim yang diproduksi oleh mikroba memiliki keunggulan seperti mampu menghasilkan dengan jumlah lebih besar dan mampu meningkatkan produktivitas jika dibandingkan dengan tanaman atau hewan.
  • Fermentasi yang menghasilkan metabolit mikroba.
    Metabolit mikroba dibedakan menjadi 2 yaitu metabolit primer dan metabolit sekunder. Contoh produk metabolit primer seperti etanol, asam sitrat, aseton, butanol, polisakarida, dan vitamin. Sedangkan contoh metalobit sekunder yang dihasilkan dari mikroba seperti antibiotik, inhibitor enzim, pemacu pertumbuhan dan lain-lain.

Baca juga : Pengertian Stomata

Reaksi Kimia Fermentasi

Reaksi kimia pada proses fermentasi akan berbeda-beda sesuai dengan jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Sebagai contoh, Glukosa (C6H12O6) merupakan gula paling sederhana, melalui proses fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH).

Persamaan reaksi kimia fermentasi, yaitu:

Berdasarkan reaksi diatas, dapat dijelaskan sebagai berikut:

Gula (glukosa, fruktosa dan sukrosa) = alkohol (etanol) + karbondioksida + energi (ATP). Berdasarkan urutan proses terjadinya fermentasi dan prduk yang dihasilkan, maka dijelaskan pada gambar dibawah ini:

Penggunaan metode fermentasi yang sering digunakan adalah fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat. Antara fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat memiliki perbedaan dalam produk akhir yang dihasilkan. Produk akhir fermentasi alkohol berupa etanol dan CO2, sedangkan pada produk akhir asam laktat berupa asam laktat. Hal tersebut menurut Lahninger, 1994.

Baca Juga : Proses Fotosintesis

Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi

Berikut ini beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan proses fermentasi, antara lain:

Keasaman (pH)

Tingkat keasaman berpengaruh pada perkembangan bakteri. Kondisi keasaman yang baik untuk bakteri yaitu 4,5 – 5,5.

Makanan dengan kandungan asam biasanya akan tahan lama, namun jika jumlah oksigen cukup dan kapang dapat tumbuh maka fermentasi akan berlangsung terus yang membuat daya awet dari asam akan hilang.

Mikroba

Biasanya fermentasi dilakukan dengan bantuan kultur murni yang dihasilkan laboratorium. Kultur tersebut dapat disempan dalam keadaan kering maupun di bekukan.

Suhu

Pada proses fermentasi, suhu berpengaruh penting untuk memntukan jenis mikroma yang dominan selama fermentasi. Karena setiap mikroorganisme memiliki suhu pertumbuhan yang maksimal, suhu pertumbuhan minimal dan suhu optimal.

Oksigen

Untuk memperbanyak atau menghambat pertumbuhan mikroba tertentu, maka selama proses fermentasi udara atau oksigen harus diatur sebaik mungkin. Karena setiap mikroba membutuhkan oksigen yang berbeda-beda jumlahnya untuk pertumbuhan dan membentuk sel-sel baru untuk fermentasi.

Waktu

Menurut spesies dan kondisi pertumbuhannya, laju perbanyakan bakteri bervariasi. Di kondisi optimal, bakteri akan membelah sekali setiap 20 menit. Sedangkan beberapa bakteri memiliki waktu generasi, yaitu selang waktu antara pembelaha, bisa mencapai 20 menit. Dengan waktu generasi 20 menit, maka kondisi tersebut cocok sebuah sel dapat menghasilkan beberapa juta sel selama 7 jam.

Demikian artikel mengenai Pengertian Fermentasi. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.

Categories
Kimia

Kimia Organik – Pengertian, Gugus Fungsi, Jenis dan Contoh Kimia Organik dengan Penjelasannya

Kimia organik merupakan ilmu yang mempelajari tentang benda hidup yang meliputi penyusun dari makhluk hidup dan strukturnya. Awalnya, cabang ilmu kimia hanya terbatas dengan senyawa yang diproduksi oleh makhluk hidup, namun kini kimia organik meluas hingga mencakup zat-zat buatan.

Ilmu kimia organik memiliki peran yang cukup besar pada industri obat-obatan, makanan, petrokimia, pewarna, kosmetik, bahan peledak dan lainnya. Untuk mengetahui lebih jelas tentang kimia organik, berikut ini penjelasan tentang pengertia kimia organik, senyawa organik lengkap dengan contohnya.

Baca Juga : Larutan Penyangga Ekstrasel dan Intrasel

Pengertian Kimia Organik

Kimia organik adalah ilmu tentang struktur, sifat, komposisi, reaksi kimia dan pembuatan senyawa yang mengandung karbon dan sejumlah elemen lainnya. Ilmu kimia organik berfokus pada senyawa yang tersusun dari atom karbon atau hidrokarbon.

Keterkaitan kimia organik dengan makhluk hidup adalah bagian yang melibatkan makhluk hidup seperti karbohidrat, protein, steroid, lemak tersusun oleh atom karbon dan hidrogen dalam bentuk hidrokarbon. Tak terbatas itu saja, masih ada senyawa dan material lain yang tersusun oleh hidrokarbon yang termasuk dalam cakupan kimia organik.

Pada ilmu kimia organik, molekul yang muncul paling utama terdiri dari karbon dan hidrogen, namun terdapat unsur lain yang termasuk dalam kimia organik yaitu unsur nitrogen, sulfur, oksigen, fosfor, silikon, dan seluruh unsur golongan halogen. Pada umumnya, unsur-unsur tersebut terikat dalam sistem karbon atau hidrokarbon dnegan ikatan tertentu sehingga dikategorikan dalam senyawa organik.

Pada bidang kimia, ilmu kimia organik menjadi salah satu ilmu yang kreatif, dimana banyak ahli telah menciptakan berbagai molekul baru dan mengeksplorasi sifat-sifat senyawa yang ada. Senyawa organik merupakan senyawa yang dekat dengan kehidupan manusia.

Di Amerika Serikat, ilmu kimia merupakan salah satu ilmu yang mendukung pertumbuhan ekonomi, seperti di industri plastik, industri karet, bahan bakar, kosmetik, farmasi, deterjen dan zat warna.

Baca Juga : Pengertian Perubahan Iklim

Hidrokarbon dalam Kimia Organik

Dalam ilmu kimia organik, hidrokarbon merupakan pokok bahasan utama yang membahas tentang hidrokarbon dominan. Hidrokarbon adalah senyawa yang tersusun atas unsur karbon (C) dan Hidrogen (H) yang terikat secara kovalen membentuk rantai tertentu. Dalam hal tersebut, karbon atom akan mengikat atom hidrogen dan atom karbon juga akan membentuk rantai dengan atom karbon lainnya.

Hidrokarbon adalah senyawa utama pada minyak bumi dan gas alam yang membuatnya dapat berfungsi sebagai bahan bakat, pelumas, serat, bahan kimia dan lainnya. Hidrokarbon juga bisa terbentuk dari alami dengan sendirinya, misalnya seperti pada bahan bakar berbentuk fosil. Contoh lainnya pada pohon karet yang menghasilkan getah karet yang merupakan suatu polimer hidrokarbon. Struktur kimia hidrokarbon tergantung jenis definisi ikatan kimia yang menghubungkan antar atom dari molekulnya.

Dalam ilmu kimia, hidrokarbon berikatan dengan unsur lain seperti oksigen, nitrogen, fosfor dan lainnya yang membentuk senyawa dengan sifat-sifat tertentu dan keunikan yang dimiliki inilah yang dimanfaatkan oleh manusia.

Senyawa hidrokarbon yang mengikat unsur lain disebut dengan gugus fungsi.

Baca Juga : Pengertian Pencemaran Udara 

Gugus Fungsi Kimia Organik

Gugus fungsi adalah jenis pengelompokkan atom yang terikat pada rantai karbon berdasarkan atom penyusunnya, sifat dan karakteristiknya. Adanya gugus fungsi tersebutlah membuat hidrokarbon mengalami perubahan sifat dan karakter yang berbeda dengan awalnya.

Berdasarkan hal tersebut, membuat para ahli mengembangkan prinsip untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat positif dari rantai hidrokarbon yang dihasilkan senyawa organik dengan memiliki nilai tinggi dan bermanfaat untuk manusia.

Baca Juga :  Pengertian Pencemaran Tanah

Jenis Senyawa Organik

Dalam kimia organik, pada saat molekul hidrokarbon mengikat jenis gugus fungsi maka molekul tersebut akan memiliki struktur, sifat dan karakteristik yang berbeda ketika molekul mengikat gugus fungi lain.

Berikut ini beberapa jenis senyawa organik berdasarkan pada gugus fungi yang terikat, antara lain:

Aldehida

Aldehida adalah jenis senyawa organik yang mengandung gugus fungsi karbonil (-CO) yaitu atom karbon yang mengikat oksigen dengan ikatan rangkap dengan dua bagian lain dari karbon terikat pada hidrogen dan rantai karbon (R). Senyawa aldehida tidak memiliki gugus fungsi hidroksil.

Struktur umum aldehida dapat digambarkan sebagai berikut.

Alkohol

Alkohol adalah senyawa organik pada atom karbon yang mengikat gugus fungsi hidroksil (-OH). Hidroksil tersebut tersusun dari atom dan hidrogen yang saling dihubungkan dengan ikatan kovalen.

Alkohol merupakan jenis senyawa organik yang sering kita temui dan terbagi menjadi banyak jenis. Salah satu jenis alkohol yang sering ditemui dalam minuman beralkohol adalah jenis etil alkohol (etanol) yang memiliki struktur susunan rantai karbon dengan terdiri dari 2 buah atom karbon yang mengikat gugus fungsi hidroksil.

Struktur umum alkohol dapat digambarkan sebagai berikut. R digunakan untuk mewakili rantai hidrokarbon.

Baca Juga : Pengertian Pencemaran Air

Amina

Amina adalah senyawa organik yang mengandung atom nitrogen yang terdiri dari tiga substituen terikat. Pada amina, nitrogen mampu mengikat 3 jenis subtituen lain seperti hidrogen ataupun rantai karbon (alkil).

Berikut ini struktur umum senyawa Amina, yaitu:

Asam Karboksilat

Asam Kaboksilat adalah senyawa organik yang memiliki struktur hidrokarbon yang mengikat gugus hidroksil atau karbonil yang disebut dengan gugus karbonil. Asam karboksilat memiliki sifat asam atau pH rendah.

Gugus karboksil terdiri dari gugus karbonil (CO) dan hidroksil (OH). Pada senyawa ini, hidrogen terletak pada hidroksil bersifat asam yang menyebabkan pH senyawa rendah.

Berikut ini struktur umum Asam Karboksilat yaitu:

Baca Juga : Pengertian Pencemaran Lingkungan Hidup

Ester

Ester adalah senyawa yang mirip dengan asam karboksilat, namun hidrogen pada gugus hidroksilnya di hilangkan dan diganti dengan rantai karbon lain. Pada ester terdapat dua buah rantai karbon.

Berikut ini struktur umum senyawa ester, yaitu:

Eter

Eter adalah hidrokarbon yang mengikat gugus fungsi eter (-OR), dengan R adalah rantai karbon lain. Secara analogi, senyawa Eter mirip dengan alkohol hanya saja hidrogen yang terikat pada oksigen dihilangkan dan diganti dengan gugus hidrokarbon.

Struktur umum Eter dapat digambarkan sebagai berikut.

Keton

Keton merupakan senyawa organik dengan struktur hidrokarbon yang mengikat gugus karbonil.
Seperti pada analogi alkohol-eter, juga pada aldehida-keton dimana keton memiliki struktur yang sama seperti aldehida namun salah satu atom hidrogen yang terikat pada karbonil di hilangkan dan diganti dengan hidrokarbon lain (R).

Berikut ini struktur umum Keton yaitu:

Baca Juga : Pengertian Pemanasan Global

Contoh Penggunaan Kimia Organik

Bahan kimia organik memiliki kaitan yang cukup dekat dengan kehidupan manusia, khususnya di bidang industri. Berikut ini contoh penggunaan kimia organik, yaitu:

Parfum
Selain berasal dari bunga asli, parfum yang setiap hari digunakan untuk sebagai pewangi tubuh maupun pakaian juga dapat berasal dari formula laboratorium. Senyawa organik pada parfum didesain agar memiliki harum yang sama dengan wangi bunga asli.

Petrokimia
Petrokimia merupakan bahan kimia berasal dari minyak bumi maupun minyak mentah. Pemisahan bahan mentah menjadi senyawa organik berdasarkan titik didih yang berbeda. Contoh hasil dari produk petro kimia seperti plastik, bensin, deterjen, pewarna, gas alam, obat-obata dan berbagai zat tambahan makanan.

Polimer
Polimer yang terdiri dari molekul rantai panjang dan bercabang adalah jenis senyawa organik yang banyak digunakan. Contoh fungsi dari senyawa polimer yaitu struktur utama dari beberapa produk seperti akrilik, PVC, nilon, selulosa, polikarbonat, dan polietilen.

Demikian artikel mengenai Pengertian Perubahan Iklim. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.

Categories
Kimia

Larutan Penyangga Ekstrasel dan Intrasel

Larutan Penyangga Ekstrasel dan Intrasel – Dalam ilmu kimia, terdapat jenis campuran yang disebut dengan larutan. Larutan dibagi menjadi beberapa bagian yang memiliki fungsi berbeda-beda dalam kehidupan sehari-hari. Dalam kondisi tertentu, kadang-kadang PH Larutan dapat berubah. Saat PH larutan berubah, maka sifatnya juga akan berubah, padahal fungsi larutan hanya dapat bekerja secara optimal dengan PH biasa. Karena itu, ada jenis larutan yang disebut Larutan Penyangga. Untuk lebih jelasnya, IPA akan memberikan ulasan lengkap tentang Larutan Penyangga Ekstrasel dan Intrasel.

Berdasarkan tingkat keasaman atau PH, larutan dibagi menjadi 3, yaitu larutan asam, basa, dan garam. Larutan basa adalah larutan yang mempunyai PH antara 7 sampai 14, larutan asam memiliki PH antara 1 sampai 7, dan larutan garam merupakan larutan netral dengan PH 7. Agar sifat PH tidak berubah dalam kondisi tertentu, dibutuhkan larutan penyangga agar fungsi larutan dapat bekerja optimal.

Baca Juga : Alat dan Sistem Pernapasan pada Serangga

Pengertian Larutan Penyangga Ekstrasel dan Intrasel

Larutan Penyangga disebut juga dengan Larutan Buffer. Larutan penyangga adalah larutan yang menahan atau buffer perubahaan PH ketika sejumlah kecil asam, basa atau kondisi lain masuk kedalam larutan asam atau basa. Larutan penyangga akan membuat campuran zat tidak berubah PH dan sifatnya.

Dalam kehidupan sehari-hari, larutan peyangga banyak terdapat dalam tubuh manusia, ditambah lagi dengan berbagai kegiatan manusia. Larutan yang digunakan dalam tubuh manusia berkaitan dengan fungsi tubuh yang dapat berubah jika keasaman tubuh berubah.

Larutan penyangga banyak digunakan dalam cairan sel. Larutan Intrasel adalah larutan yang berada dalam cairan sel. Sedangkan Larutan ekstrasel adalah larutan penyangga yang terdapat dalam tubuh manusia namun berasal dari luar cairan sel.

Baca Juga : Contoh Hewan Porifera dan Coelenterata Serta Perbedaannya

Cara Kerja Larutan Penyangga

Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga Asam adalah larutan yang mempertahankan sifat keasaman dengan PH kurang dari 7. Larutan penyangga asam ditambahkan pada larutan asam lemah dan garam sehingga akan mengubah rasio asam terhadap garam. Fungsinya :

  • Larutan penyangga asam mengubah kesetimbangan kimia bergeser ke kiri.
  • Penambahan asam pada larutan, membuat PH hanya sedikit turun,
  • sehingga sifat larutan dapat dipertahankan.
  • Penambahan basa pada larutan akan menghilangkan ion hidorksida.

Contoh Larutan Penyangga Asam : CH₃COOH (Asam Lemah) Dan CH₃COO–(Basa Konjugasinya).

Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga Basa adalah larutan yang mempertahankan sifat keasaman dengan PH lebih dari 7, yang berarti mempertahankan kondisi basa. Larutan penyangga Basa ditambahkan pada basa lemah dan garamnya, fungsinya:

  • Larutan penyangga Basa menyebabkan kesetimbangan kimia bergeser ke kiri sama dengan asam. Namun, pergeseran menunjukkan kondisi kesetimbangan masing-masing.
  • Penambahan larutan asam pada larutan akan menghilangkan ion hidrogen yang akan membentuk air. Penambahan basa pada larutan akan menghilangan ion hidroksida.

Contoh Larutan Penyangga Basa : NH₃ (Basa Lemah) Dan NH₄+ (Asam Konjugasinya).

Baca Juga : Daur Hidup Kucing dan Penjelasannya

Fungsi Larutan Penyangga

Berikut ini , fungsi larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

  • Dalam tubuh manusia terdapat larutan penyangga intrasel dan esktrasel. Larutan ini berfungsi untuk menjaga PH plasma darah, menjaga PH darah secara keseluruhan, dan menjaga PH dalam cairan ginjal sehingga eksresinya tidak terganggu.
  • Dalam industri pengalengan buah-buahan, larutan penyangga berfungsi agar buah dalam kaleng tidak mudah rusak karena bakteri. Jenis Buffer yang sering digunakan adalah asam benzoate dan natrium benzoate.
  • Dalam industri obat-obatan dan farmasi, Buffer berfungsi membantu penyangga di dalam tubuh manusia agar berfungsi dengan baik. Contoh, adanya asam asetilsalisilat pada obat aspirin.
  • Larutan penyangga banyak digunakan dalam analisis kimia, biokimia dan mikrobiologi.
  • Dalam bidang industri, larutan peyangga banyak digunakan pada proses seperti fotografi, electroplating (penyepuhan), pembuatan bir, penyamakan kulit, sintesis zat warna, sintesis obat-obatan, maupun penanganan limbah.

Baca Juga : Perkembangbiakan Vegetatif Pada Hewan

Contoh Larutan Penyangga Ekstrasel dan Intrasel

Larutan Penyangga Ekstrasel

1. Larutan Penyangga Karbonat dalam Darah
Larutan ini merupakan reaksi antara asam karbonat dengan asam konjugasi bikarbonat. Larutan ini berfungsi agar PH darah dalam keadaan stabil, dengan perbandingan keduanya dalam darah selalu 20 : 1. Dengan demikian, PH selalu berada di 7,4.

2. Larutan Penyangga pada Asam Amino
Pada asam amino terdapat cairan H+ dan OH- yang selalu menjaga kestabilan PH dalam asam amino.

3. Larutan Penyangga pada Mulut
Air ludah menghasilkan larutan penyangga yang menjaga keasaman di daerah gigi dan sekitarnya, sekitar 6,8. Hal ini penting karena terkadang makanan yang dikonsumsi mengandung asam tinggi yang dapat merusak gigi.

4. Larutan Penyangga pada Ginjal
Dalam ginjal, meski jumlah larutan penyangga sedikit, ia memiliki fungsi untuk mempertahankan PH urin yang dibentuk.

Larutan Penyangga Intrasel

Larutan penyangga intrasel tidak sebanyak dalam cairan ekstrasel, contohnya adalah penyangga posfat dalam cairan sel darah merah atau hempglobin. Dengan jumlah yang lebih banyak ,dibandingkan penyangga pada ginjal dan urin. Fungsinya untuk menjaga PH darah selalu pada

Reaksi kimia larutan penyangga posfat intrasel ini adalah :

H2PO4 – (aq) + H + (aq) –> H2PO4 (aq)
H2PO4 – (aq) + OH – (aq) –> (HPO4)2- (aq) ) + H2O (aq)

Tanpa adanya buffer atau larutan penyangga, organ dan fungsi tubuh dapat berbahaya dan mengalami kelumpuhan.

Baca Juga : Organ Sistem Pernapasan Manusia

Demikian artikel mengenai Larutan Penyangga Ekstrasel dan Intrasel . Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.