Mikroorganisme Bioproses

Mikroorganisme : Jasad hidup yang dapat dipelajari secara teliti dengan menggunakan mikroskop atau alat lain yang memiliki daya pembesaran yang kuat

Penggolongan mikroba :1. Bakteri2. Ragi (yeast)3. Fungi (mold)4. Algae5. Protozoa6. Virus

1

2

3

1.BakteriContoh bakteri yang digunakan dalam industri bioproses :

• Acetobacter aceti : produksi asam asetat• Acetobacter xylinum : nata de coco, sintesis selulosa dari

gula • Bacillus sp. : penghasil enzim amilase• Bacillus thuringensis : bioinsektisida• Bacillus subtilis dan B. megaterium : penanganan limbah• Bividobacterium : mikroba probiotik• Lactobacillus sp. : produksi asam laktat

4

Bakteri berukuran 0,3 – 10 µm, digolongkan berdasarkan bentuk (morphologi)

a. Coccus (spheres/bulat): micrococcus, diplococcus, streptococcus, staphylococcus

Contoh : Streptococcus thermopillus, Staphylococcus aureus

b. Bacillus (rods, batang) : diplobacillus, streptobacillus Contoh : Acetobacter, Gluconobacter, Bacillus, Clostridium, Eschericia coli, Pseudomonas, Lactobacillusc. Spirilla : bentuk spiral, contoh : Rhodospirillum d. Vibrio : bentuk koma

5

Morphologi bakteri

6

7

8

Eschericia coli

9

Koloni Escherichia coli

10

Bakteri aerobik Xanthomonas campestris .

11

Anatomi sel bakteri

12

Ciri-ciri sel bakteri

- Organisme prokariotik, tdk memiliki membran pembungkus inti, DNA terdapat dalam keadaan bebas dalam sel.

- Dinding sel, memberi kekuatan pada sel, membentuk dan melindungi sel dari pengaruh luar

- Membran sel, keluar masuk makanan dan waste product- Membran intraselullar , tempat melekatnya bagian2 lain

sel

13

- Ribosome, tersusun dari partikel2 halus protein dan asam ribonukleat (RNA) yang melekat pd membran intraselullar.

- Flagella, alat untuk bergerak- Kapsul, zat kenyal seperti lendir pada permukaan sel,

lapisan kompak bakteri patogen- Spora, dibentuk bila pertumbuhan menurun, tahan

terhadap pengeringan, radiasi, obat-obatan dan panas dibandingkan sel normal (bentuk vegetatif).

14

Penggolongan bakteri berdasarkan kebutuhan oksigen

1. Aerob : hidup jika ada oksigen bebas2. Anaerob : tdk dpt hidup jika ada oksigen bebas3. Fakultatif : tdk memerlukan oksigen, namun jika ada

akan menggunakannya4. Microaerophilic : membutuhkan oksigen < dari

oksigen di udara.

15

Penggolongan bakteri berdasarkan suhu optimum pertumbuhan

1. Psychrophyl : < 20 C2. Mesophyl : 25 – 40 C3. Thermophyl : 45 – 60 C

16

Penggolongan bakteri berdasarkan pewarnaan (Gram reaction)

• Perlakuan dgn crystal violet, larutan iodine dan pencucian dengan alkohol

• Pewarnaan diferensial yang paling penting di lab. Mikrobiologi untuk identifikasi bakteri

• Pewarnaan ini berdasarkan tebal/tipisnya lapisan peptidoglikan pada dinding sel dan banyak/sedikit lapisan lemak pada membran sel

17

• Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tebal dan membran selapis.

• Bakteri gram positif akan menyerap warna komplek CV-lugol’s iodine, berwarna biru

• Bakteri gram negatif memiliki dinding sel yang tipis antara dua lapis membran

• Bakteri gram negatif akan melepaskan warna komplek CV-lugol’s iodine pada pencucian dengan alkohol dan menyerap warna safranin, berwarna merah

18

GroupGroup

MorphologyMorphology Common Common Require Require PhotoPhoto FormForm GramGram

FormForm HabitatHabitat Oxygen?Oxygen? syntheticsynthetic??

EndosporesEndospores??

reactionreaction

1. Acetobacter,1. Acetobacter, RodsRods DecayinDecayingg

YesYes NoNo NoNo NegativNegativee GluconobacterGluconobacter Berkapsul Berkapsul PlantsPlants

   acid tolerantacid tolerant   

2. Bacillus2. Bacillus RodsRods SoilSoil YesYes NoNo YesYes PositivePositive

3. Clostridium3. Clostridium RodsRods SoilSoil Most spesiesMost spesies NoNo YesYes PositivePositive

  Cannot Cannot

toleratetolerate   

         oxygen oxygen         

4. 4. CorynobacterCorynobacteriumium

Irregular Irregular formform SoilSoil No, but useNo, but use NoNo NoNo PositivePositive

   , non motile, non motile human human oxygen ifoxygen if   

      bodybody presentpresent         

5. Coliform 5. Coliform bacteriabacteria RodsRods IntestineIntestine No, but useNo, but use NoNo NoNo NegativNegativ

ee

(E.coli)(E.coli) higherhigher oxygen ifoxygen if   

      animalsanimals presentpresent         

6. Lactic acid6. Lactic acid Rods orRods or PlantsPlants No No NoNo NoNo PositivePositive

(Lactobacillus,(Lactobacillus, coccuscoccus   

Streptococcus,Streptococcus, acid tolerantacid tolerant   

Leuconostoc)Leuconostoc)                  

19

GroupGroupMorphologyMorphology Common Common Require Require PhotoPhoto FormForm GramGram

FormFormHabitatHabitat Oxygen?Oxygen?

synthetisynthetic?c?

EndosporeEndospores?s? reactionreaction

7. Pseudomonas7. Pseudomonas RodsRods Soil,Soil, YesYes NoNo NoNo NegativeNegative

      waterwater            

8. Rhizobium8. Rhizobium RodsRods soil, soil, YesYes NoNo NoNo NegativeNegative

( Fix Nitrogen)( Fix Nitrogen) nodules ofnodules of   

  leguminouleguminou

ss   

      plantsplants            

9. Rhodospirillum9. Rhodospirillum Rods, spiralsRods, spiralslingkungalingkunga

nn NoNo YesYes NoNo   

(can fix nitrogen (can fix nitrogen berairberair NegativeNegative

or produce or produce   

hidrogen)hidrogen)                  

10. Zymomonas10. Zymomonas RodsRods SoilSoilNo, but No, but

can can NoNo NoNo NegativeNegative

(ferments (ferments tolerate tolerate

somesome   

glucose to glucose to oxygenoxygen   

ethanol)ethanol)                  

20

Morfologi koloni bakteri yang ditumbuhkan pada cawan petri,berdasarkan :

1. Bentuk koloni :- circular- irregular - spindle- filamentous- rhizoid

21

2. Elevasi koloni :- Flat- Raised- Convec- Umbonate

22

3. Bentuk margins :- Entire- Lobate- Undulate- Serrate- Filementous- Curled

23

4. Karakteristik optik : diamati berdasarkan jumlah cahaya yang melewati koloni :

Opaque (tidak dapat ditembus cahaya), Translucent (dapat ditembus cahaya sebagian), Transparant (bening)

5. Permukaan : halus mengkilap, kasar, berkerut, kering seperti bubuk

24

Ciri-ciri koloni bakteri yang diperoleh dengan menggoreskan jarum inokulum tegak dan lurus pada agar miring

25

Ciri-ciri koloni berdasarkan kebutuhan oksigen melalui cara penanaman dengan menusukkan jarum inokulum needle ke dalam media agar tegak

26

Pola pertumbuhan bakteri berdasarkan kebutuhan oksigen pada media cair

27

Mengamati Morfologi Bakteri• Sel bakteri dapat teramati dengan jelas jika

digunakan mikroskop dengan perbesaran 100x10 yang ditambah minyak imersi. Jika dibuat preparat ulas tanpa pewarnaan, sel bakteri sulit terlihat. Pewarnaan bertujuan untuk memperjelas sel bakteri dengan menempelkan zat warna ke permukaan sel bakteri. Zat warna dapat mengabsorbsi dan membiaskan cahaya, sehingga kontras sel bakteri dengan sekelilingnya ditingkatkan.

28

• Zat warna yang digunakan bersifat asam atau basa. Pada zat warna basa, bagian yang berperan dalam memberikan warna disebut kromofor dan mempunyai muatan positif. Sebaliknya pada zat warna asam bagian yang berperan memberikan zat warna memiliki muatan negatif. Zat warna basa lebih banyak digunakan karena muatan negatif banyak ditemukan pada permukaan sel. Contoh zat warna asam antara lain Crystal Violet, Methylene Blue, Safranin, Base Fuchsin, Malachite Green dll. Sedangkan zat warna basa antara lain Eosin, Congo Red dll.

29

2. Khamir/ragi/yeast- Sacharomyces cerevisiae : industri alkohol, wineSacharomyces roxii : pembuatan kecapCandida utilis : SCP, suplemen proteinBentuk : bulat, bulat telur, miselium semu,eukariotTempat hidup : permukaan buah2an, air madu bunga,

tanah di kebun anggur, rongga pencernaan serangga, dairy product.

Berkembang biak : pembentukan kuncup, pembelahan dan spora sexual.

30

Morfologi Sel Yeast• Yeast merupakan fungi mikroskopik uniseluler, tidak

membentuk hifa (beberapa spesies dapat membentuk pseudohifa). Bentuk selnya bervariasi dapat berbentuk bulat, bulat telur, bulat memanjang dengan ukuran 3 - 100 μm, hidup pada permukaan buah-buahan, air madu bunga, tanah di kebun anggur, berkembang biak dengan pembentukan kuncup, pembelahan dan spora sexual.

31

Karakteristik kultur :- Ragi membentuk lapisan film pada permukaan

medium cair- Pada medium padat koloni ragi menyerupai bakteri- Tumbuh aerob jika tersedia oksigen- Jika kondisi anaerob, untuk mendapatkan energi

akan menfermentasi gula menjadi alkohol dan karbondioksida

32

3. Jamur - Aspergillus niger : produksi asam sitrat- Rhizopus oryzae : pembuatan tempe, asam laktat- Neurospora sitophila : sumber beta karoten- Penicillium sp. : produksi antibiotik- Mampu menggunakan bermacam substrat dari yang

sederhana sampai yang kompleks, karena sanggup mengeluarkan berbagai enzim pengurai

33

- Penampakan koloni : bulu2 kapas, beludru (velvet), bubuk kering (powder), basah seperti gelatin

- Mikroba multiselular yang membuat benang bercabang (myselium) dari benang2 tunggal (hypa)

- Ukuran : 2 – 300 µm- Tahan terhadap kekeringan (optimal >14%)- Suhu optimum : 25 – 30 C- Aerob, pH 2 – 8,5 umumnya pada kondisi asam

34

• Penampakan morfologi koloni pada umumnya seperti benang (filamentous) yang pertumbuhannya membentuk lingkaran. Morfologi koloninya dapat dengan mudah dibedakan dengan bakteri walaupun ada beberapa jenis bakteri yang koloninya mirip jamur, seperti dari kelompok Actinomycetes atau Bacillus mycoides. Koloni kapang memiliki keragaman warna yang muncul dari sporanya.

35

Morfologi jamur

36

37

Koloni Rhizopus Oryzae

38

Koloni jamur

39