STOKIOMETRI PERTUMBUHAN MIKROBA DAN

PEMBENTUKAN PRODUK

Mangihut Roganda L.L 0704050

Bella Simbolon 080405034

Doni Sihombing

Rizka Firsty Winda 100405060

Elisa Febrina 100405062

Melina Widyawati 100405064

Paulus Rob Sugandi 100405066

Sari Liza Azura Nst 100405070

PENGERTIAN TUMBUH & BERKEMBANG

Tumbuh

Berkemban

g

Bertambahnya ukuran

Bertambahnya kuantitas

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

Faktor yang mempengaru

hi pertumbuha

nmikroorganis

me

Faktor instrinsi

k

Faktor ekstrinsi

k

STOKIOMETRI PERTUMBUHAN MIKROBA DAN PEMBENTUKAN PRODUK

Stokiometri mikrobial (stokiometri pembentukan sel dan produk) adalah Ilmu yang berkaitan dengan komposisi kuantitatif senyawa-senyawa kimia, dan konversi kuantitatif dalam reaksi-reaksi kimia.

STOKIOMETRI PERTUMBUHAN Stokiometri mikrobial (stokiometri

pembentukan sel dan produk) adalah Ilmu yang berkaitan dengan komposisi kuantitatif senyawa-senyawa kimia, dan konversi kuKegunaan mempelajari stokiometriantitatif dalam reaksi-reaksi kimia :

Dalam merancang media Dalam menentukan kebutuhan bahan dan

harga/ongkos Dalam menentukan yield (rendemen) sel,

produk-produk dan produk samping/limbah

PERHITUNGAN STOIKIOMETRI

1. Neraca elemen2. Derajat reduksi

DERAJAT REDUKSI

Jumlah ekuivale

n e-

Gram atom

C

Derajat reduksi beberapa elemen :

C = 4H= 1

N = -3O = -2P = 5S = 6

DERAJAT REDUKSI SUBSTRAT

Derajat Reduksi SubstratDerajat reduksi suatu substrat dihitung sebagai berikut:

Methana (CH4) : 1(4) + 4(1) = 8, γ= 8/1 = 8

Glukosa (C6H12O6) : 6(4) + 12(1) + 6(-2) =24, γ= 24/6 = 4

Ethanol (C2H5OH) : 2(4) + 6(1) + 1(-2) = 12, γ= 12/2 = 6

CONTOH PERHITUNGAN

CONTOH 1

1. Asumsikan bahwa pengukuran eksperimental untuk suatu organism menunjukkan bahwa sel dapat mengkonversi 2/3 (berat/berat) substrat karbon (alkana atau Glukosa) menjadi biomassa.

a. Hitung koefisien stoikiometri untuk reaksi biologis berikut:

i. C16H34(alkana) + a O2+ b NH3→c (C4.4H7.3N0.86O1.2) + d H2O + e CO2

ii.C6H12O6 + a O2+ b NH3→c (C4.4H7.3N0.86O1.2) + d H2O + e CO2

b.Hitung koefisien yield substrat yx/s (g sel kering /g substrat) dan yx/O2 (g sel kering/g O2)

CONTOH PERHITUNGAN 1 (2)Penyelesaian:

a.1 Untuk alkana (heksadekana) = C16H34

jumlah karbon dalam 1 mol substrat = 16 x 12 = 192 g

jumlah karbon yang dikonversi jadi biomassa = 2/3 x 192 = 128 g

Biomassa 128 = c(4.4) (12)

c = 2.42

Jumlah karbon yang dikonversi menjadi CO2= 192 –128

= 64 g

CO2 → 64 = e(12)

e = 5.33

CONTOH PERHITUNGAN 1 (3) Kesetimbangan N

14 b = c (0.86) (14)

14 b = 2.42 (0.86)(14)

b = 2.085

Kesetimbangan H

34(1) + 3b = 7.3c + 2d

34(1) +3(2.085) = 7.3(2.42) + 2d

d = 12.43

Kesetimbangan O

2a(16) = 1.2(c)(16) + 2(e)(16) + d (16)

a = 12.427

 

CONTOH PERHITUNGAN 1 (4)a.2 Untuk Glukosa

Kesetimbangan C

Jumlah karbon dalam 1 mol substrat = 6 x 12 = 72 g

Jumlah karbon yang dikonversi menjadi biomassa

= 2/3(72)= 48 g

Jadi:

48 = 4.4 (c)(12)

c = 0.909

jumlah karbon yang dikonversi menjadi CO2= 72 –48 = 24 g

jadi: 24 =12e

e = 2

CONTOH PERHITUNGAN 1 (5) Kesetimbangan N

14b = 0.86 (c)(14)

b = 0.782 Kesetimbangan H

12 + 3b = 7.3c +2d

d = 3.854 Kesetimbangan O

6(16) +12 (a)(16) = 1.2 (c)(16) + 16d + 2 (e)(16)

a = 1.473

CONTOH PERHITUNGAN 1 (6)b.1 Untuk alkana (heksadekana)

Yx/s = 2.42 (BM biomassa)/(BM substrat)

= 2.42 (91.34)/(226)

= 0.98 g sel kering/g substrat

Yx/O2 = 2.42 (BM biomassa)/12.427 (BM O2)

= 2.42 (91.34)/12.427(32)

= 0.557 g sel kering /g O2

 

b.2 Untuk glukosa

Yx/s = (0.909)(91.34)/180

= 0.461 g sel kering/g substrat

Yx/O2 = (0.909)(91.34)/(1.473)(32)

= 1.76 g sel kering/ g O2

Estimasi koefisien yield pertumbuhan dan produk secara teoritis pada fermentasi etanol oleh S. cerevisiae seperti di gambarkan reaksi berikut: C6H12O6→2 C2H5OH + 2 CO2

Contoh 2

CONTOH PERHITUNGAN 2 (2) Jawab:

KarenaY X/ATP = 10.5 g sel kering/mol ATP dan Yield glikolisis = 2 mol ATP/mol glukosa pada yeast,

maka Yx/s :10.5 g sel kering/mol ATP x 2 mol ATP/180 g glukosa= 0.117 g sel kering/g glukosa.

glukosa menjadi ethanol, yield maksimum untuk ethanol:

Yp/s= 2 x 46/180 = 0.51 g ethanol/g glukosa Sedangkan yield maksimum untuk CO2:

YCO2/s =2 x 44/180 = 0.49 g CO2/g glukosa.

CONTOH PERHITUNGAN 3 (2) Dalam prakteknya, yield produk sekitar

90 –95% dari nilai maksimum secara teoritis karena sebagian glukosa dikonversi menjadi biomassa dan produk samping metabolisme seperti gliserol atau asetat.

TERIMA KASIH