Makalah
PROSES
METABOLISME PADA BAKTERI ANAEROB
NAMA : ERVIANI LESTARI
NIM : H41109271
JURUSAN
BIOLOGI
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
HASANUDDIN
MAKASSAR
2011
BAB
I
PENDAHULUAN
Mahkluk hidup dalam
kehidupannya memerlukan energi sehingga
mahkluk
hidup tersebut dapat melaksanakan
berbagai fungsi hidup, dan energi tersebut diperoleh dari
hasil metabolismenya. Metabolisme juga
termasuk mikroba juga melakukan metabolisme. Metabolisme merupakan serangkaian
reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh mahkluk hidup.. Reaksi metabolisme
dibantu oleh enzim-enzim untuk mempercepat reaksi tersebut. Reaksi metabolisme
dapat menghasilkan energi dan juga memerlukan energi selama reaksi berlangsung.
Metabolisme meliputi
dua fase yaitu anabolisme dan katabolisme. Sintesis
protoplasma dan penggunaan energi yang disebut anabolisme
dan oksidasi
substrat diiringi dengan terbentuknya energi disebut dengan katabolisme..
Berdasarkan kebutuhan akan oksigen bebas untuk kebutuhan
respirasinya, bakteri dikelompokkan menjadi 2 yaitu:
-
Bakteri Aerob
Bakteri aerob adalah bakteri yang
hidupnya memerlukan oksigen
bebas. Bakteri yang hidup secara aerob dapat memecah gula menjadi
air, CO2, dan energi. Bakteri aerob secara obligat adalah bakteri yang
mutlak memerlukan oksigen bebas dalam hidupnya, misalnya, bakteri
bakteri penyebab penyakit TBC (Mycobacterium tuberculosis) Nitrosomonas, Nitrosococcus,dan Nitrobacter.
bebas. Bakteri yang hidup secara aerob dapat memecah gula menjadi
air, CO2, dan energi. Bakteri aerob secara obligat adalah bakteri yang
mutlak memerlukan oksigen bebas dalam hidupnya, misalnya, bakteri
bakteri penyebab penyakit TBC (Mycobacterium tuberculosis) Nitrosomonas, Nitrosococcus,dan Nitrobacter.
-
Bakteri Anaerob
Bakteri anaerob adalah bakteri yang
dapat hidup tanpa oksigen
bebas, Bakteri anaerob dalam hidupnya atau dalam memecah zat yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini sering disebut bakteri obligat anaerob. Untuk memecah zat makanan pada mediumnya, bakteri mengeluarkan zat jenis fermen tertentu. Contoh bakteri anaerob antara lain Micrococcus denitrificans biasa hidup pada lahan yang kaya zat nitrat tetapi miskin oksigen. Dalam kondisi tersebut Micrococcus denitrificans menguraikan zat HNO3 menjadi NH3 dan O2. Sementara itu, Clostridium tetani adalah bakteri penyebab penyakit tetanus. Akan tetapi, jika bakteri tersebut dapat hidup tanpa kebutuhan oksigen secara mutlak atau dapat hidup tanpa adanya oksigen, bakteri itu disebut bakteri anaerob fakultatif.
bebas, Bakteri anaerob dalam hidupnya atau dalam memecah zat yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini sering disebut bakteri obligat anaerob. Untuk memecah zat makanan pada mediumnya, bakteri mengeluarkan zat jenis fermen tertentu. Contoh bakteri anaerob antara lain Micrococcus denitrificans biasa hidup pada lahan yang kaya zat nitrat tetapi miskin oksigen. Dalam kondisi tersebut Micrococcus denitrificans menguraikan zat HNO3 menjadi NH3 dan O2. Sementara itu, Clostridium tetani adalah bakteri penyebab penyakit tetanus. Akan tetapi, jika bakteri tersebut dapat hidup tanpa kebutuhan oksigen secara mutlak atau dapat hidup tanpa adanya oksigen, bakteri itu disebut bakteri anaerob fakultatif.
Jadi
bakteri aerob adalah bakteri yang dapat hidup pada kondisi lingkungan yang
mengandung banyak oksigen, sedangkan bakteri anaerob fakultatif adalah bakteri
yang bisa hidup pada daerah yang mengandung oksigen yang jumlahnya sedikit dan bakteri
anaerob obligat adalah bakteri yang tidak dapat hidup pada daerah yang ada
oksigennya.
BAB
II
ISI
Energi yang berasal dari bahan bakar minyak, menjadi
persoalan yang di hadapi di dunia sekarang ini. Peningkatan jumlah pemakaian
bahan bakar yang semakin banyak sebagai akibat dari pertumbuhan populasi
manusia tidak diimbangi oleh persediaan minyak bumi yang terbatas, serta
permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap
negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi alternatif terbaru.
Salah satu sumber energi terbaru dan jadi alternatif tersebut adalah biogas.
Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa,
kotoran manusia, kotoran hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable
atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerob
dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerob. Proses ini merupakan
peluang besar untuk menghasilkan energi
alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil dan
minyak bumi.
Produksi biogas
tidak terlepas dari peranan berbagai jenis mikrob dalam penghancuran
bahan-bahan organik secara fermentasi anaerobic artinya tidak
memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini dapat bekerja dengan baik pada suhu yang semakin
tinggi sampai 40 derajat celcius, pada pH sekitar 7. Bakteri ini juga akan
bekerja dengan baik pada keadaan yang gelap dan tertutup. Jenis mikroba yang berperan dalam proses ini merupakan
jenis bakteri metanogen. Bakteri metanogen termasuk mikroorganisme anaerobik yang sangat sensitif terhadap oksigen,
diketahui pertumbuhannya akan menghambat dalam konsentrasi oksigen terlarut
0,01 mg/L.
Biogas
dapat digunakan sebagai bahan bakar karena mempunyai nilai panas yang tinggi.
Jika dilihat dari nilai kalori energi yang dihasilkan, ternyata nilai kalori metana
17% lebih tinggi dari bensin (nilai kalori gas metana murni 8900 kilo kalori
per m3). Nilai kalori gas bio (yang masih merupakan campuran
gas-gas) berkisar antara 5000-6513 kilo kalori per m3 .
Penguraian senyawa organik seperti
karbohidrat, lemak dan protein yang terdapat dalam limbah cair dengan proses
anaerobik akan menghasilkan biogas yang mengandung metana (50-70%), CO2
(25-45%)
dan sejumlah kecil nitrogen, hidrogen
dan
hidrogen sulfida.
Reaksi
sederhana penguraian senyawa organik secara aerob :
anaerob
Bahan
organik CH4 + CO2 + H2
+ N2 + H2O
Mikroorganisme
Proses ferment asi
anaerobik untuk menghasilkan biogas berlangsung dalam 4 tahap secara berantai,
yaitu:
1.
Tahap 1 (Hidrolisa)
Hidrolisa
senyawa organik baik yang terlarut maupun yang tersuspensi dari
berat molekul besar (polimer) menjadi
senyawa organik sederhana (monomer) yang dilakukan oleh enzim-enzim
ekstraseluler.
2. Tahap 2
(Acidogenesis)
Pengubahan senyawa sederhana
menjadi asam organik yang mudah menguap
seperti asam asetat,
asam butirat, asam propionat dan lain-lain. Dengan terbentuknya asam organik
maka pH akan terus menurun namun pada waktu yang bersamaan akan terbentuk
buffer yang akan menetralisisr pH.
3.
Tahap 3 ( Acetogenesis) Pembentukan asam dari senyawa-senyawa organik sederhana
(monomer) dilakukan oleh bakteri-bakteri penghasil asam yang terdiri dari sub
divisi acids/farming bacteria dan acetogenic bacteria. Asam
propionat dan butirat diuraikan oleh acetogenik bacteria menjadi asam asetat.
4.
Tahap 4 (Metanogenesis)
Merupakan tahap
dominasi perkembangan sel mikroorganisme dengan spesies tertentu yang
menghasilkan metana. Pada tahap ini terjadi konversi asam organic menjadi
metana, karbon dioksida, dan gas-gas lain seoerti hidrogen sulfida, hydrogen
dan nitrogen. Pembentukan metana dilakukan oleh bakteri penghasil metana yang
terdiri dari sub divisi acetocalstic methane bacteria yang menguraikan
asam asetat menjadi metana dan karbon dioksida. Karbon dioksida dan hidrogen
yang terbentuk dari reaksi penguraian di atas, disintesa oleh bakteri pembentuk
metana menjadi metana dan air. Proses pembentukan asam dan gas metana dari
suatu senyawa organik sederhana melibatkan banyak reaksi percabangan.
Mekanisme Reaksi
Fermentasi Anaerob
1.
Acid forming bacteria menguraikan
senyawa glukosa menjadi
a.
C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2
(Asam asetat)
b.
C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2
(asam
butirat)
c.
C6H12O6 + 2H 2CH3CH2COOH + 2H2O
(asam propionat)
2.
Acetogenic
bacteria menguraikan asam propionat dan asam butirat menjadi :
a.
CH3CH2COOH CH3COOH + CO2 + 3H2
(asam asetat)
b.
CH3CH2CH2COOH 2CH3COOH + 2H2
(asam asetat)
3.
Acetoclastic
methane menguraikan asam asetat menjadi :
CH3COOH CH4 + CO2
(metana)
4.
Methane
bacteria mensintesa hidrogen dan karbondioksida menjadi :
2H2 + CO2 CH4 + 2H2O
(metana)
Di dalam proses fermentasi anaerob untuk membentuk
metana, terjadi suatu kehidupan simbiose. Semakin banyak simbiose, semakin baik
daya dukungnya terhadap lingkungan kehidupan dari bakteri metana. Tahapan
proses fermentasi yaitu fase hidrolisa, fase asam dan fase metana berlangsung
terus secara berantai sampai pada suatu keadaan dimana tidak ada lagi bahan
organik yang dapat dihidrolisa.
BAB
III
PENUTUP
Limbah yang dihasilkan dari kegiatan manusia, makhluk hidup lainnya dan proses – proses alam
yang belum dapat dimanfaatkan karena pengolahannya tidak ekonomis, masih dapat
dimanfaatkan kembali sehingga buangan tidak lagi dikatakan sebagai limbah.
Kemajuan teknologi dan penelitian di bidang mikrobiologi dapat mewujudkan hal
tersebut. Proses pembentukkan gas metana sebagai hasil dari metabolisme anaerob
dari bakteri anaerob itu sendiri, mampu memberikan manfaat bagi manusia kerena
merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif, sehingga masalah
pencemaran dan krisis energi yang merupakan masalah utama dapat di atasi.
DAFTAR PUSTAKA
Agung, P., 2008.
Pemanfaatan
Biogas sebagai Energi Alternatif. Universitas
Surakarta.
Djajadiningrat,
A., 1999. Pengolahan Limbah Cair dan Penelitian Pengelolaan Limbah.
ITB, Bandung.
Manurung, R.,
2004. Proses Anaerobik sebagai Alternatif
untuk Mengolah Limbah Sawit. Universitas
sumatera Utara, Sumatera.
Sanjaya, A.,
2011. Metabolisme Bakteri. www.blogger.com
, di akses pada tanggal 10 Mei 2011, pukul 20.00 WITA.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar