Karakteristik Bakteri yang Terlibat dalam Proses Pembentukan Biogas

Karakteristik Bakteri Non Metanogen

Bakteri non metanogen bekerja lebih dulu dalam proses pembentukan biogas untuk mengubah senyawa yang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana . Bakteri non metanogen terbagi menjadi beberapa golongan, yaitu bakteri aerob dan bakteri anaerob yang termasuk golongan bakteri hidrolitik, fermentatif, dan asetogenik.(Madigan et al, 2003)

Golongan bakteri hidrolitik memiliki berbagai enzim hidrolitik ekstraseluler yang disekresikan ke luar sel untuk memecah senyawa kompleks seperti polisakarida, asam nukleat, dan lipid, menjadi molekul yang lebih kecil sehingga dapat masuk ke dalam sel untuk digunakan sebagai sumber karbon dan elekton donor (Bibiana,1994; Madigan et al, 2003), contoh bakteri hidrolitik adalah bakteri genus Bacillus sp. Bacillus mampu hidup dalam lingkungan aerob atau fakultatif aerob, dapat membentuk spora dengan tipe sentral, atau terminal yang menyebabkan Bacillus lebih adaptif terhadap perubahan lingkungan, jika lingkungan menguntungkan spora bergerminasi kembali menjadi sel vegetatif. (Madigan et al, 2003).

Enzim yang dimiliki oleh bakteri hidrolitik diantaranya adalah amilase, protease, lipase, gelatinase, selulase (Cappuccino & Sherman, 2005). Enzim amilase mengkatalis hidrolisis polisakarida menjadi disakarida seperti maltosa. Enzim protease mengkatalis hidrolisis pemutusan ikatan peptida. Enzim lipase mengkatalis trigliserida menjadi asam lemak rantai panjang dan gliserol.(Bibiana, 1994). Enzim gelatinase mengkatalis hidrolisis gelatin, gelatin merupakan suatu protein yang dapat diperoleh dari hidrolisis kolagen (Cappuccino & Sherman, 2005). Enzim selulase mengkatalis hidrolisis selulosa (Makoi & Ndakidemi, 2008)

Secara umum terdapat tiga enzim selulose, yaitu endonuklease yang memutuskan ikatan non kovalen pada struktur kristal selulosa, eksoselulose yang menghidrolisis individu selulosa menjadi gula lebih sederhana, β-glukosidase yang menghidrolisis disakarida dan tetrasakarida menjadi glukosa (Criquet, 2002). Glukosa yang dihasilkan dari proses hidrolisis selulosa selanjutnya dimetabolisme oleh mikroorganisme lain, dalam kondisi aerob glukosa dikonversi menjadi CO₂ , sedangkan pada kondisi anaerob glukosa dikonversi menjadi asam organik dan alkohol yang selanjutnya menjadi CH₄ dan CO₂.(Rao, 1982). Menurut Atlas & Bartha (1981) Beberapa mikroorganisme selulolitik diantaranya adalah Cellulomonas, Clostridium, Corynebacterium, Pseudomonas, Vibrio, Chaetomium, Trichoderma, Nocardia dan Streptomyces .(Hammond et al., 1984 ; Rao, 1982).

Hasil kerja bakteri hidrolitik akan digunakan oleh mikroorganisme lain untuk metabolisme. Glukosa sebagai molekul yang dihasilkan dari proses hidrolisis akan dikonversi menjadi asam organik dan alkohol oleh mikroorganisme fermentatif dalam kondisi anaerob. (Rao, 1982). Umumnya bakteri fermentatif ditemukan sebagai bakteri usus, memiliki dua jalur fermentasi yaitu fermentasi asam campuran dan fermentasi 2,3-butanediol.(Madigan et al, 2003). Tiga asam organik dihasilkan dalam fermentasi asam campuran yaitu asam asetat, asam laktat, asam suksinat serta dihasilkan pula etanol, CO₂, dan H₂. Dalam fermentasi 2,3-butanediol hanya dihasilkan sedikit asam organik namun etanol, CO₂, dan H₂ merupakan produk utama. Contoh bakteri yang dapat melakukan fermentasi asam campuran adalah Escherichia coli, sedangkan contoh bakteri yang dapat melakukan fermentasi 2,3-butanediol adalah Enterobacter, Klebsiella, dan Serratia. Bakteri fermentatif lain yang bukan golongan bakteri usus adalah Clostridium, Bakteri golongan Clostridia mampu memfermentasi gula menghasilkan sejumlah besar asam butirat sebagai produknya.(Madigan et al, 2003).

CO2 merupakan produk utama metabolisme bakteri golongan kemoorganotrof yang banyak ditemukan pada kondisi anaerob. Terdapat dua golongan bakteri yang dapat memanfaatkan CO₂ sebagai akseptor elektron dalam metabolismenya yaitu homoasetogen melalui proses asetogenesis dan metanogen melalui proses metanogenesis. Contoh bakteri yang melakukan proses asetogenesis adalah Acetoanaerobium noterae, Acetogenium kivui, Clostridium aceticum, Desulfotomaculum orientis .(Madigan et al, 2003).