Saccharomyces pastorianus (Ragi Pembentuk Bir)
Ragi adalah jamur yang tumbuh sebagai sel tunggal, dan bereproduksi melalui pertunasan atau pembelahan biner. Saccharomyces merupakan salah satu jenis ragi yang telah dikenal secara luas. Saccharomyces adalah genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak spesies. Saccharomyces sendiri dalam arti yunani berarti σάκχαρ (gula) dan μύκης (jamur) yang artinya adalah jamur gula. Banyak anggota dari genus ini yang dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah
satu
contohnya
adalah
Saccharomyces
cerevisiae
dan
Saccharomyces pastorianus yang digunakan dalam membuat anggur , roti , dan bir . Saccharomyces bayanus yang digunakan dalam pembuatan anggur, dan Saccharomyces boulardii
yang dapat digunakan dalam
industri pengobatan.1 Saccharomyces pastorianus adalah ragi fermentasi bawah yang digunakan oleh industri untuk memproduksi bir. Ragi ini sama dengan ragi spesies Saccharomyces carlsbergensis yang awalnya digambarkan oleh Emil Kristen Hansen pada tahun 1883, yang bekerja di industri pembuatan bir Carlsberg di Denmark.1 A. Klasifikasi ilmiah Saccharomyces pastorianus2 Kingdom
:
Fungi
Filum
:
Ascomycota
Subphylum
:
Saccharomycotina
Class
:
Saccharomycetes
Ordo
:
Saccharomycetales
Family
:
Saccharomycetaceae
Genus
:
Saccharomyces
Spesies
:
Saccharomyces pastorianus
Binomial nama
: Saccharomyces pastorianus
Sinonim
: Saccharomyces carlsbergensis
B. Habitat Saccharomyces pastorianus Habitat umum untuk Saccharomyces pastorianus adalah lingkungan yang lembab dengan banyak nutrisi terutama gula serta kebutuhan lain seperti asam amino. Namun jika lingkungan tersebut memiliki jumlah gula yang sangat rendah, spesies ini dapat bertahan dengan adanya ion kalsium. Hal ini juga terjadi pada ragi fermentasi yang lainnya. C. Struktur Genome Saccharomyces pastorianus Saccharomyces pastorianus memiliki satu DNA sirkular dengan panjang 70.578 nukleotida dan itu termasuk sembilan gen dengan kode untuk sembilan protein. Karena Saccharomyces pastorianus merupakan hibrida dari kedua jenis Saccharomyces yang lain, yaitu Saccharomyces bayanus dan Saccharomyces cereviseae, maka Saccharomyces pastorianus memiliki ukuran genom 60 % lebih besar dari Saccharomyces cereviseae dan termasuk sebagian besar bagianbagian genomenya. Bukti yang berkembang memberikan keyakinan bahwa sebagian besar materi genetik yang berada pada S. pastorianus berasal dari S. bayanus, karena DNA mitokondria dan ribosom yang dimiliki sepertinya berasal dari S. bayanus. S. pastorianus dan S. bayanus memiliki kemampuan yang sama untuk memecah melibiose yang tergantung pada jumlah beberapa gen yang dapat mencapai hingga sepuluh gen MEL dan gen ini eksklusif untuk strain
dengan
kemampuan
untuk
memetabolisme
melibiose.
Disamping hal itu, juga diketahui bahwa S. pastorianus yang terisolasi di pabrik yang berbeda memiliki pembentukan genom unik yang menunjukkan bahwa ragi beradaptasi dengan kondisi yang unik untuk setiap pembuatan bir.3 D. Struktur Sel, Metabolisme dan Daur Kehidupan Saccharomyces
pastorianus
adalah
sel
eukariotik
yang
berbentuk elips dan memanjang. Struktur seperti itu memiliki potensi
untuk tumbuhnya miselium (pembentukan struktur pada kondisi yang tepat). Siklus hidup dari S. pastorianus ini dapat dikategorikan sebagai haplodiplobiontic. Budding/tahap pertunasan memproduksi generasi ragi yang berlipat ganda sebelum reinisiasi dari kopulasi. Jenis ini akan menjalani baik pertunasan (sebagai alat reproduksi) maupun sporulasi. Pada sporulasi, setiap ASCI terbentuk secara terpisah, dengan pembentukan zigot menjadi ASCI dan diploid menjadi ascophores. Flokulasi merupakan akumulasi dari ragi sebagai presipitat dari larutan yang memiliki mekanisme unik dalam Saccharomyces pastorianus karena merupakan ragi fermentasi bawah. Selama fase pertumbuhan stasioner, lektin muncul dari permukaan sel dan saling mengikat satu sama lain. Hal ini terjadi hanya sekali pada konsentrasi gula yang cukup rendah dari larutan air di sekitarnya, karena konsentrasi gula yang tinggi dapat menghambat flokulasi. pH juga harus dalam kisaran dibawah titik isoelektrik dan sel harus berada dalam keadaan tersedianya kalsium. Saccharomyces dapat juga disebut "jamur gula" karena menggunakan gula selama metabolisme. Proses katabolisme gula berperan sangat penting bagi kelangsungan hidup ragi, meskipun memiliki afinitas untuk glukosa atau maltosa (yang dipecah menjadi monomer glukosa oleh enzim selama proses malting fermentasi). Dalam kondisi aerobik respirasi terjadi dan sel menciptakan energi melalui glikolisis dan siklus asam sitrat. Jalur ini menjadi mekanisme untuk produksi ATP. Dengan tidak adanya oksigen, fermentasi anaerob berlangsung. Karbon yang diambil oleh sel tidak hanya digunakan untuk glikolisis, tetapi juga dalam sintesis protein dan lipid. Selama respirasi aerobik, sel memproduksi karbon dioksida sebagai produk dari siklus asam sitrat. Ketika fermentasi anaerobik terjadi, berbagai molekul yang lebih besar dibuat. Gliserol, suksinat, asam organik, dan etanol juga diproduksi. Produksi etanol sangat
penting untuk peran Saccharomyces pastorianus sebagai strain ragi bir. Hal ini membuat alkohol dapat ditemukan dalam minuman fermentasi seperti bir, dan menyatakan nilai kegunaan ragi bagi manusia.3 E. Ekologi dan Patogenesis Saccharomyces pastorianus lebih tahan terhadap suhu dingin daripada jenis lainnya
seperti Saccharomyces cerevisiae. S.
pastorianus dapat hidup pada temperatur yang lebih rendah, misalnya fermentasi pada suhu serendah 5° -14°C. Selama proses fermentasi, habitat organisme mengalami perubahan, dilihat dari penurunan pH, peningkatan konsentrasi alkohol di lingkungan sekitarnya , dan penipisan nutrisi dalam bentuk karbon dan nitrogen sebagai proses fermentasi berlangsung. Ragi ini memerlukan sumber karbon dalam bentuk gula untuk tumbuh. Karena itu, biasanya ditemukan tumbuh di kulit buah-buahan atau bahan karbohidrat lainnya. Saccharomyces pastorianus adalah hibrida dari strain ragi lain, dimana salah satunya telah diketahui secara pasti. Saccharomyces cerevisiae adalah inang/bibit dari strain S. pastorianus, meskipun terdapat spekulasi akan adanya jenis ragi lainnya yang ikut serta dalam hibridasi tersebut. Ada pula yang berspekulasi bahwa strain S. pastorianus
dikembangkan
sebagai
langkah
adaptif
dalam
menanggapi suhu fermentasi dingin. Pentingnya
Saccharomyces
pastorianus
dilihat
dari
kemampuannya untuk bertindak sebagai organisme pembusuk. Kemampuan tersebut memiliki dampak ganda tergantung dari bagaimana cara kita melihatnya. Dampaknya bisa tidak diinginkan dan bisa juga bermanfaat. Ketika tidak terkontrol, strain ragi memiliki kecenderungan untuk tumbuh pada bagian luar buah-buahan manis, seperti buah anggur. Hal ini menyebabkan kerusakan pada makanan, sehingga pada akhirnya mengakibatkan pembusukan. Hal tersebut
berbahaya bagi sistem pangan, buah-buahan yang terkontaminasi dengan ragi akan membusuk sebelum waktunya. Namun, dalam lingkungan yang terkendali, Saccharomyces pastorianus dapat menghasilkan produk sesuai dengan hasil yang diinginkan. Hal ini disebut
proses fermentasi makanan, yang
menghasilkan alkohol dalam fermentasi barley dan gandum untuk membuat bir. Jalur metabolisme anaerobik dari ragi menghasilkan etanol sebagai produknya. Proses tersebut menyebabkan terjadinya konsistensi pH dan perubahan komposisi dari lingkungan sekitarnya.3 F. Penelitian Pengaruh Kation Divalen Pada Produksi Etanol dengan Saccharomyces pastorianus Fermentasi pati singkong dilakukan pada sekumpulan kultur untuk memaksimalkan efek kation divalen pada produksi etanol dengan menggunakan Saccharomyces pastorianus, dengan desain respon permukaan rotatable komposit pusat. Kation divalen yang digunakan adalah magnesium (Mg2+), zinc (Zn2+) and calcium (Ca2+). Konsentrasi maksimal etanol sebesar 11.12% (v/v) diperoleh dari kombinasi konsentrasi kationik 64, 0.48 dan 30 mg/l untuk masingmasing Mg2+, Zn2+ dan Ca2+, setelah 96 jam fermentasi. Sementara itu, konsentrasi minimum etanol sebesar 7.53% (v/v) didapatkan dari kombinasi variabel 64, 0.48, dan 76 mg/l untuk masing-masing Mg2+, Zn2+ dan Ca2+. Dengan
demikian
respon
permukaan
metodologi
yang
digunakan dalam komposit pusat dirancang untuk mengoptimalkan variabel proses Mg2+, Zn2+ dan Ca2+ dalam medium fermentasi, sehingga meningkatkan produksi etanol dari 10.5% hingga mencapai kontrol 11.12%. Terjadi efek signifikan linear dan kuadrat dari Zn2+ serta efek yang signifikan (P ≤ 0,05) kuadrat negatif dari Ca2+ pada produksi etanol. Jadi,
peningkatan
yang progresif
pada produksi etanol
menggunakan S. pastorianus terlihat memuncak pada saat 96 jam
dari 120 jam waktu fermentasi, terlepas dari kombinasi kation divalen. Pada akhir waktu 96 jam, tercatat nilai etanol maksimum sebesar 10.25%, sedangkan pada berbagai media record lainnya tercatat 7.53% (4, 64 dan 0.48) hingga 11.12% (64, 0.48 dan 30 mg/l) untuk masing-masing kombinasi Mg2+, Zn2+ dan Ca2+. Metodologi respon permukaan menghasilkan pertimbangan bahwa efek dari masingmasing kation serta interaksi mereka pada metode konvensional kurang dalam menentukan kombinasi kation divalen yang sesuai untuk produksi etanol yang maksimum dalam media singkong hidrolisat. Interaksi pada konsentrasi tinggi Zn 2+ dan Mg2+ memberikan efek yang lebih dibandingkan dengan interaksi pada konsentrasi tinggi Ca2+ dan Mg2+, dimana dihasilkann produksi etanol yang minimal pada akhir fermentasi.4
DAFTAR PUSTAKA
1. Casaregola, S.; et al (2001),."Analisis konstitusi dari genom ragi bir dengan PCR, sekuensing dan hibridisasi urutan subtelomeric" , Jurnal Internasional Sistematik dan Evolusi Mikrobiologi51 (4): 1607-1618,http://ijs.sgmjournals.org/cgi/content/abstract/51/4/1607. 2. Nguyen, HV & Gaillardin, C. (2005), "Hubungan evolusi di antara spesies
Saccharomyces
mantan
uvarum
dan
hibrida
Saccharomyces cerevisiae dan bayanus pastorianus; penempatan kembali Saccharomyces uvarum (Beijerinck) sebagai spesies yang berbeda",
janin
Ragi
Penelitian5
(4
-5):
471-483,
doi
:
10.1016/j.femsyr.2004.12.004. 3. Hoinski
,Mary
Ellen
and
Nicole
Goldman.
Saccharomyces
pastorianus. (updated 2010 Agustus 25; cited 2012 Maret 28). Available
from
URL:
http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Saccharomyces_pastorian us. 4. Okon, Anne Anthony, Titus U. Nwabueze. Optimization of divalent cation in Saccharomyces pastorianus medium conditions for ethanol production. African Journal of Biotechnology – 2010 August 16;
99(3):
5423-5429,
http://www.academicjournals.org/AJB.
Available
online
at
