Fermentasi alkohol – Alkohol merupakan salah satu zat depresan. Merupakan senyawa kimia yang mempunyai rumus CH-OH yang disebut sebagai ethanol. Alkohol sendiri dapat diperoleh dari hasil fermentasi yang memanfaatkan berbagai tanaman.
Seperti contoh buah singkong yang mana dapat diolah menjadi tapai karena di fermentasi. Jika tapai didiamkan lebih lama, maka akan menjadi etanol. Mengkonsumsi alkohol, meski dalam kadar yang rendah ternyata masih saja menimbulkan efek.
Yaitu munculnya perasaan gembira yang kita sendiri tidak tahu apa penyebab dari rasa bahagia itu sendiri atau hal ini biasa disebut sebagai euforia. Namun dalam dosis yang lebih banyak, mengkonsumsi alkohol tentu dapat meregang nyawa yang pengonsumsi.
Disamping memiliki efek memabukkan, dalam dunia kedokteran alkohol merupakan bahan kimia yang mempunyai banyak manfaat dan peranan. Alkohol menjadi cairan pelarut terbaik yang dapat digunakan untuk membunuh kuman ataupun bakteri.
Contents
Proses Fermentasi
Pada keadaan tertentu, kebutuhan oksigen tidak dapat terpenuhi. Pada manusia misalnya, kebutuhan oksigen pada orang yang bekerja berat atau seorang atlet akan lebih banyak daripada oksigen yang tersedia melalui pernapasan. Dengan keadaan tersebut, proses pembebasan energi yang berlangsung adalah proses fermentasi.
Fermentasi adalah perubahan glukosa secara anaerob yang meliputi glikolisis dan pembentukan NAD. Fermentasi menghasilkan jumlah energi yang relatif lebih sedikit daripada energi yang dihasilkan melalui respirasi secara normal. Fermentasi sendiri dapat dibedakan menjadi germentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Proses glikolisis mengawali proses dalam fermentasi alkohol dan juga fermentasi asam laktat. Pada proses glikolisis diperoleh 2 NADH + H+ + 2 ATP + asam piruvat. Jika aerob, hidrogen (H+) dari NADH akan bereaksi dengan O2 pada transfer elektron. Jika anaerob, yang bertindak sebagai akseptor hidrogen permanen adalah asetaldehid atau asam piruvat.
Proses fermentasi alkohol
Proses fermentasi pada alkohol di mulai dengan di pecahnya satu molekul glukosa kemudian dipecah menjadi dua molekul asam piruvat. Ketika proses tersebut terjadi, terbentuklah 2 ATP ditambah dengan 2 NADH.
Pembebasan karbon dioksida (CO2) diawali karena setiap ada asam piruvat yang kemudian di ubah menjadi asetil dehid. Selanjutnya, etanol di dapatkan dari perubahan asetil dehid. Dan NAD+ merupakan hasil perubahan dari NADH. Keduanya yaitu etanol dan juga NAD+ digunakan kembali untuk glikolisis.
Menjadi salah satu jenis fermentasi yang paling banyak dilakukan oleh manusia sejak dahulu, fermentasi alkohol dahulu kala sudah di gunakan dalam pengolahan bahan makanan selama ribuan tahun. Dalam pembuatan roti dan juga dalam pembuatan alkohol, khamir telah banyak di fungsikan.
Reaksi Fermentasi Alkohol
Perubahan menjadi etanol ataupun etil alkohol oleh asam piruvat maupun pada fermentasi alkohol berlangsung dengan dua langkah reaksi.
Reaksi pertama, terjadi pembebasan CO2 karbondioksida dari asam piruvat sehingga terbentuk asetal dehid. Reaksi kedua, asetal dehid di reduksi oleh NADH menjadi etil alkohol. NAD setelah itu digunakan kembali untuk glikolisis.
Pada sel ragi dan bakteri, respirasi berlangsung secara anaerob. Dari fermentasi tersebut, kemudian dihasilkan karbon dioksida. Karbon dioksida itu ternyata dapat dimanfaatkan sebagai pengembang adnan roti yang di gunakan pada industri – industri roti. Karbon dioksida digunakan kembali agar pada roti terbentuk pori – pori.
Fermentasi Asam Laktat
Tahapan glikolisis juga menjadi awal untuk fermentasi asam laktat, sebagaimana juga pada fermentasi alkohol. Pada proses fermentasi asam laktat, yang berperan aktif adalah sel otot dan beberapa sel lain dan juga di bantu oleh bakteri asam laktat.
Pada proses di otot, pada tahapan proses ini akan menyediakan energi yang akan sangat di butuhkan. Namun sayangnya, adanya asam laktat yang menumpuk bisa menjadikan otot menjadi lelah. Asam laktat berlebih kemudian di angkut menuju hati oleh dara dengan tujuan dirubah kembali seperti semula yaitu menjadi asam piruvat.
Salah satu industri yang memanfaatkan asam laktat oleh memperoleh produknya industri susu. Yang mana menjadikan fermentasi asam laktat oleh bakteri untuk membuat keju dan yogurt. Melalui glikolisis glukosa kemudian dipecah dan menjadi 2 molekul asam piruvat yang menghasilkan 2 NADH ditambah dengan 2 ATP.
NADH yang dihasilkan dirubah lagi menjadi NAD+ saat proses pembentukan asam laktat yang berasal dari asam piruvat. Berbedanya dengan fermentasi alkohol dengan fermentasi asam laktat adalah, tidak di hasilkannya CO2 dalam proses fermentasi asam laktat.
Perbedaan Fermentasi Alkohol Dan Asam Laktat
Meskipun sama – sama fermentasi, antara fermentasi alkohol dan asam laktat tentunya mempunyai perbedaan dalam prosesnya. Berikut ini adalah perbedaan dari fermentasi alkohol dengan fermentasi asam laktat.
1. Proses terjadi
Pada proses terjadinya fermentasi alkohol, etanol dan juga etil alkohol di dapat dari proses perubahan asam piruvat yang terjadi melalui dua langkah reaksi.
Pada reaksi pertama, adanya pembebasan CO2 (karbon dioksida) yang berasal dari asam piruvat hingga kemudian terbentuk asetal dehid. Pada reaksi kedua, asetal dehid kemudian di reduksi dengan adanya NADH menjadi etil alkohol. Kemudian terbentuklah NAD yang selanjutnya digunakan untuk glikolisis.
Untuk proses fermentasi asm laktat, terdapat asam laktat berlebih yang kemudian akan dibawa oleh darah menuju hati yang digunakan untuk diubah ulang kembali menjadi asam piruvat. Pada proses pembuatan yogurt dan keju, industri susu menggunakan fermentasi asam laktat ini.
2. Penggunaan mikroorgnisme
Penggunaan mikroorganisme pada fermentasi alkohol menggunakan yeast atau khamir. Sedangkan untuk fermentasi asam laktat menggunakan bantuan sel tertentu dan juga bakteri asam laktat.
Faktor Fermentasi Alkohol
Ada beberapa hal atau faktor yang mempengaruhi terjadinya fermentasi alkohol, diantaranya yaitu :
1. Suhu
Suhu berperan penting dalam proses fermentasi alkohol. Karena kemampuan suatu mikroorganisme pada proses fermentasi di pengaruhi juga dengan suhu. Selain itu dapat meningkatkan hasil fermentasi.
2. Mikroba
Perlakuan pada mikroba sangat perlu diperhatikan. Mengingat dalam fermentasi mikroba diperlukan. Proses penyimpanan untuk mikroba pun harus benar-benar juga diperhatikan.
3. Waktu
Semakin banyak adanya mikroba, dan semakin lama proses fermentasi, di mungkinkan adanya semakin berhasil fermentasi itu dilakukan.
Namun ada kondisi tertentu, yang mana rata-rata bakteri dapat membelah dengan baik yaitu dalam lama waktu 20 menit. Sebagai tambahan, Fermentasi asam asetat harus di lakukan secara aerob karena metabolisme bakteri Aetobaacter acetiyang bersifat aerobik, untuk melakukan oksidasi alkohol menjadi asam asetat.
Proses fermentasi asam asetat yang terjadi pada fermentasi alkohol diawali dengan perubahan gula yang terdapat pada bahan utama akan dirubah menjadi 2 produk yaitu CO2 dan alkohol. Pengubahnya yaitu khamir yang berjalan dengan anaerob. Alkohol terbentuk langsung dilakukan fermentasi asam asetat.
Pada proses ini, bakteri akan bekerja dengan mengubah alkohol melalui proses aerob. Supaya tidak terjadi fermentasi lebih lanjut oleh bakteri bakteri pembusuk yang menyebabkan kerusakan, setelah terbentuk asam aseat maka fermentasi harus segera dihentikan. 0,5 gram etanol dihasilkan dari banyaknya glukosa sebanyak 1 gram yang mana setelah itu etanol dirubah menjadi asam asetat sebanyak 0,67 gram dari 0,5 etanol.
Ada beberapa faktor lingkungan yang di anggap penting dalam proses fermentasi, diantaranya yaitu : konsentrasi etanol, konsentrasi inokulum, suhu, pH, kecepatan aerasi, dan lain lain. Suhu optimal selama proses fermentasi adalah 30 C. Acetobacter sp akan tumbuh dengan sangat lambat apabila suhu yang di beri adalah 12o – 15o c.
Sedangkan pada suhu 15o – 34o c, Acetobacter sp akan tumbuh dengan normal dan optimal pada suhu 24o – 34oc, sedangkan untuk pH pertumbuhan Acetobacter sp optimal adalah 6,0 dengan kisaran pH 5,0 – 7,0 dan etanol yang ada akan dioksidasi menjadi asam asetat pada pH 4,5.
Konsentrasi etanol yang di gunakan berbeda – beda. Antara lain sebesar 12%. Tidak lebih dari 7%, sebesar 5-7%, dan sebesar 8%. Dengan demikian konsentrasietanol yang dibutuhkan antar 5-12%. Pada konsentrasi 14% tidak dihasilkan asam asetat yang sempurna.
Dalam menghasilkan asam asetat konsentrasu oksigen terlarut sangat penting agar pertumbuhan sel mikroorganisme baik dalam menghasilkan asam asetat. Kecepatan aserasi diperlukan untuk mengatur konsentrasi oksigen terlarut pada medium fermentasi. Besarnya suara yang digunakan setidaknya 0,08 vvm atau berkisar antara 0,06 – 1,2 vvm dengan diameter gelembung sekitar 1 mm.
Dampak Negatif Minuman Keras (Alkohol )
Seperti halnya rokok, minuman keras juga termasuk zat adiktif yang dapat mengganggu kesehatan. Di dalamnya terkandung bahan kimia alkohol. Setiap jenis dari minuman keras mengandung kadar yang tidak sama.
Minuman keras seperti bir mengandung alkohol sebesar 3 – 7 %, anggur mengandung alkohol sebesar 12 – 14 %, sedangkan gin, rum, wiski, dan brandi mengandung 35 % alkohol.
Alkohol yang terdapat di dalam minuman keras bersifat adiktif, artinya dapat menyebabkan ketagihan atau kecanduan bagi pemakainya. Alkohol juga dapat membahayakan kesehatan apabila dikonsumsi dalam jumlah yang berlebih. Apa saja bahaya nya ?
- Alkohol dapat mengganggu sistem saraf, orang yang terlalu banyak meminum alkohol akan menjadi orang yang tidak peka terhadap keadaan sekitar. Bahkan bisa saja dia menjadi tidak sadar sedang mengatakan apa atau sedang dimana. Hal tersebut disebabkan sistem saraf yang tidak bekerja dengan baik. Selain itu, alkohol juga mempengaruhi kerja saraf yang mengendalikan aliran darah ke kulit sehingga menimbulkan warna kemerahan pada kulit.
- Dalam konsentrasi tinggi , alkohol dapat mempengaruhi saraf pusat. Hal ini dapat menyebabkan nafas bisa tiba-tiba berhenti. Bila hal ini terjadi maka dapat menimbulkan kerusakan pada otak bahkan dapat menimbulkan kematian.
- Menyebabkan penyakit jantung karena terjadi penimbunan lemak dalam pembuluh darah arteri. Timbunan lemak dapat menghambat aliran darah dan kerja jantung menjadi lebih berat.
- Sel – sel hati akan bekerja lebih keras untuk menghilangkan racun pada alkohol. Hal ini akan berdampak pada hati yang tidak dapat lagi melawan racun dengan baik.
- Ginjal tidak akan menyerap cairan dengan baik. Akibatnya tubuh mengalami dehidrasi (kekurangan cairan)/ kekurangan cairan dalam jumlah yang banyak dapat mengakibatkan kematian.
- Menyebabkan kanker lidah dan kerongkongan, terutama pada pecandu alkohol dan perokok sekaligus.
- Pada ibu hamil, alkohol dapat menghambat pembentukan saraf bayi sehingga bayi mengalami gangguan mental.
- Alkohol juga dapat menyebabkan iritasi usus. Usus yang mengalami iritasi tidak dapat menyerap sari- sari makanan dengan baik. Akibatnya badan menjadi kurus.
- Alkohol bersifat depresan artinya dapat memperlambat kerja alat – alat tubuh serta saraf pusat.
Sifat Alkohol
Alkohol sendiri memiliki sifat fisik dan juga sifat kimia. Untuk sifat fisik dari alkohol sendiri yaitu : alkohol berwujud cair, mempunyai titik didih yang relatif tinggi, selain itu alkohol adalah senyawa yang mudah larut dalam air.
Sedangkan untuk sifat kimia yang dimiliki oleh alkohol, diantaranya adalah :
- Dapat bereaksi dengan logam aktif yang menghasilkan gas hidrogen, seperti : Na, Mg, Al dan K.
- Dapat bereaksi dengan asam karboksilat sehingga dapat terbentuk ester (terjadi reaksi esterifikasi) dan air.
- Dapat bereaksi dengan PX3, PX5, dan juga SOX2 (X = F, Cl, Br, I) menghasilkan alkil halida (R – X).
- Dapat bereaksi dengan asam halida (HX) membentuk asam halida (H – X) membentuk alkil halida (R – X).
- Jika alkohol dipanaskan dengan H2SO4 pekat, maka akan terjadi reaksi dehidrasi (pelepasan molekul air).
- Pada suhu 130o – 140o C alkohol dapat menghasilkan eter )yaitu 2 molekul alkohol yang melepaskan 1 molekul air).
- Pada suhu 170o – 180o C alkohol dapat menghasilkan alkena (1 molekul melepaskan 1 molekul air).
- Alkohol dapat terbakar dengan sangat mudah yang menghasilkan banyak energi sehingga alkohol banyak di gunakan sebagai bahan bakar.
Kegunaan lain alkohol
Alkohol banyak di gunakan di kalangan umum, seperti :
- Digunakan sebagai bahan pelarut
- Digunakan sebagai bahan bakar
- Digunakan sebagai anti septik
- Digunakan sebagai bahan peledak
- Digunakan sebagai kosmetik
- Digunakan sebagai bahan plastik
- Digunakan sebagai minuman keras
Gasohol merupakan bahan bakar yang terdiri atas 90 % bensin (gasolin) dan 10 % etanol.
Manfaat luas pada alkohol
Alkohol merupakan senyawa pelarut yang baik selama ini. Banyak senyawa yang dapat larut dengan baik jika menggunakan pelarut alkohol. Alkohol tidak hanya ada satu jenis, melainkan ada banyak jenis alkohol lain. Bersama ini, ada beberapa manfaat dari alkohol yang diambil secara luas :
1. Metanol
Metanol merupakan jenis alkohol yang banyak digunakan. Entah penggunaan sebagai pelarut, karena metanol lebih sering digunakan sebagai pelarut, misalnya pada pembuatan resin dan getah. Formal dehid dibutuhkan di beberapa keperluan, misalnya saja dibutuhkan pada area industri .
2. Etanol
Digunakan sebagai pembentuk obat, etanol tentunya sudah di kenal luas. Khususnya di bidang kesehatan. Selain itu, etanol digunakan juga dalam proses pembuatan bir, dan minuman beralkohol lainnya.
Selain itu, etanol dapat mula dijadikan sebagai bahan bakar yang ternyata mempunyai manfaat sebagai bahan bahkan baik. Untuk kegunaannya sebagai bahan pelarut, etanol akan dirubah ke dalam etanol atau bisa juga asetaldehid.
3. Etilen glikol
Terdapat pada bahan antibeku yang mana terdapat di mesin radiotot. Selain itu penggunaan etilen glikol juga bisa sebagai pelarut sebagai pelembut. Secara garis besar, berikut ini penjelasan mengenai fermentasi alkohol itu sendiri.
Fermentasi asam asetat harus di lakukan secara aerob karena metabolisme bakteri Aetobaacter acetiyang bersifat aerobik, untuk melakukan oksidasi alkohol menjadi asam asetat. Proses fermentasi asam asetat yang terjadi pada fermentasi alkohol diawali dengan perubahan gula yang terdapat pada bahan utama akan dirubah menjadi 2 produk yaitu CO2 dan alkohol.
Pengubahnya yaitu khamir yang berjalan dengan anaerob. Alkohol terbentuk langsung dilakukan fermentasi asam asetat. Pada proses ini, bakteri akan bekerja dengan mengubah alkohol melalui proses aerob. Supaya tidak terjadi fermentasi lebih lanjut oleh bakteri bakteri pembusuk yang menyebabkan kerusakan, setelah terbentuk asam asetat maka fermentasi harus segera dihentikan.
0,5 gram etanol dihasilkan dari banyaknya glukosa sebanyak 1 gram yang mana setelah itu etanol dirubah menjadi asam asetat sebanyak 0,67 gram dari 0,5 etanol. Itulah sedikit kesimpulan dalam cara fermentasi alkohol yang semoga dapat memahamkan pihak pembaca.
Itulah dari penjelasan mengenai fermentasi alkohol. Bahwa, alkohol ternyata mempunyai banyak manfaat yang mungkin kita belum tahu sebelumnya. Alkohol bukan hanya tentang minuman yang memabukkan saja, melainkan banyak manfaat yang dapat kita gunakan yang kita ambil dari adanya alkohol.
Namun, dalam hal minuman keras, sebaiknya kita menghindari jauh-jauh alkohol. Karena selain memabukkan, alkohol atau minuman keras sendiri mempunyai efek samping yang tidak baik untuk kesehatan tubuh dalam waktu jangka panjang. Semoga dengan membaca artikel ini, dapat membantu pembaca mengenai alkohol, cara fermentasinya, dan manfaat-manfaat lain yang dapa diambil dari alkohol.