BAKTERI

Makalah

PROSES METABOLISME PADA BAKTERI ANAEROB

                               

                              

BAB I

PENDAHULUAN

Mahkluk hidup dalam kehidupannya memerlukan energi sehingga mahkluk hidup tersebut dapat melaksanakan berbagai fungsi hidup, dan energy 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.

-                 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.

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.

            Pengolahan limbah cair secara anaerob berarti yang bekerja atau yang hidup

adalah bakteri anaerob yang 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.

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 akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil dan bahan bakar minyak.

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.