OLEH: TIM

Sumber: Sebagian diambil Internet

PERANAN MIKROBIOLOGI INDUSTRI DALAM BIOTEKNOLOGI

PERANAN MIKROBIOLOGI INDUSTRI DALAM BIOTEKNOLOGI

DEFINISI :Mikrobiologi Industri merupakan ilmu yang mempelajari tentang peranan

mikrobia yang menguntungkan dalam industri yang mempunyai nilaiEkonomi tinggi dalam menghasilkan produknya

Kajian :Pertumbuhan mikrobia

Isolasi dan peningkatan mutu mikrobiaRancang bangun bioreaktor

Pengunduhan dan purifikasi produkProduksi metabolit sekunder dan primer

Biokonversi steroidProtein sel tunggal

Penanganan limbah

Aspek-aspekMikrobiologi Industri

Dinamikafermentasi

Alat fermentasi Protein sel

tunggal Kinetika pertumbuhan

Produk metabolit

Penanganan limbah

Pengunduhan produk

Tujuan :•Memahami pengertian Mikrobiologi Industri

•Industri fermentasi dan bioteknologiPeranan mikrobia bagi BIOTEKNOLOGI

Peranan MikrobiaDalam Bio-Industri

Menguntungkan Merugikan

•Penghasil produk: enzim, polisakarida, AA, hormon vitamin, antibodi monoklonal, protein dsb.•Biodegradasi limbah

•Penyebab penyakit•Pembusuk makanan, minuman•Dll

Dasar & Biokimia FermentasiDasar & Biokimia Fermentasi

Tipe fermentasi Substrat fermentasi

Kunci utama fermentasi

Peranan enzim

Peruraian glukosa

Mikrobia dalam industriMacam fermentasi

karbohidratFermentasi N

Organik

Fermentasi asam laktat

Kunci utamafermentasi

Perubahan Energi bebas

PERTUMBUHAN MIKROBIA DALAM BIOREAKTOR

SistimPertumbuhan

Batch Continous Terputus

Proses metabolikdlm pertumbuhan

Mekanisme Pertumbuhan

Pembelahan biner

Replikasi DNA

Pembelahan sel

Peningkatan ukuran sel

Isolasi, Seleksi, penyimpananIsolasi, Seleksi, penyimpananSerta peningkatan sifat mikrobiaSerta peningkatan sifat mikrobia

Metode isolasidari tanah

Metode isolasi baruDari substrat organik

Peningkatan aktivitasmikrobia

- Mutan autotrof- Transformasi- Lisogeni- Rekombinasi

Penyimpanan mikrobiadlm industri

AuxonographyKultur diperkayaCrowded PlateTechnique Nutrien agar miring 5O C/-20OC

Spora jamur dlm aquades steril 5O CDlm nitrogen cair -150O- -196OC

Dehidrasi

LyophilisasiFreezing-drying

Aktinomisetes-Dikeringkan-Suhu kamar- Refrigerator

Rancang Bangun BioreaktorRancang Bangun Bioreaktor

Pengertian

Macam Macam

BioreaktorBioreaktor

Hubungan bioreaktor Hubungan bioreaktor dengan produkdengan produk

Faktor penting dlm

Bioreaktor

Scale UpScale Up

Ukuran Ukuran BioreaktorBioreaktor Fungsi Fungsi

BioreaktorBioreaktor

KarakteristikKarakteristikFermentor Fermentor

PENGUNDUHAN DAN PURIFIKASIPENGUNDUHAN DAN PURIFIKASI

Pengunduhan DanPengunduhan DanPurifikasi ProdukPurifikasi Produk

FermentasiFermentasi

Kriteria UntukPemilihan Proses

Pengunduhan

Tujuan Utama Pengunduhan Pada

Pengolahan

StrategiMempercepat Pengunduhan

Pemisahan SelMikrobia danPadatan lain

Kriteria UntukPemilihan Proses

Pengunduhan

- Produk dalam/luar sel- Konsentrasi produk- Sifat fisik dan kimia- Tujuan penggunaan produk- Kemurnian yang diharapkan- Harga produk

Tujuan Utama Pengunduhan Pada

Pengolahan

• Produk ekstraseluler• Produk intraseluler

Pemisahan SelMikrobia danPadatan lain

•Filtrasi•Sentrifugasi•Presipitasi/Pengendapan

StrategiMempercepat

Pengunduhan

•Pemilihan mikrobia•Modifikasi lingkungan fermentasi•Waktu yang tepat untuk pengunduhan•Pengendalian pH•Suhu perlakuan•Penambahan agen flokulan•Penggunaan enzim

Pengunduhan Produk EkstraselulerPengunduhan Produk Ekstraseluler

Kultur fermentasiPemisahan bahan

tak larut Ekstraksi

Konsentrasi

Produk

Pemurnian

Produkakhir

Bahantak murni

Sel danbahan tak larut

Fraksilarut

Pengunduhan Produk Tak LarutPengunduhan Produk Tak Larut

Gravitasi Mekanik Penyerapan

permukaan Listrik

Sentrifugasi

Flokulasi

Filtrasi

Dialisa AbsorbsiPertukaran ion

Flotasi

ElektroforesisElektroosmosisElektrodialisa

Fermentasi Metabolit PrimerFermentasi Metabolit Primer

Fermentasi Alkohol

Fermentasi Asam Cuka

Fermentasi Asam Sitrat

Fermentasi Asam Amino Vitamin Enzim

Fermentasi Metabolit SekunderFermentasi Metabolit Sekunder

Antibiotik

Biopestisida Mikotoksin

Pigmen

Alkaloid

Enzim

ANTIBIOTIKANTIBIOTIK PENISILINDhasilkan oleh

P. NotatumP. Chrysogenum

Cara ProduksiKultur TenggelamKultur Permukaan

Faktor Penting

Bahan Dasar Kondisi FermentasiKondisi Fermentasi

Sumber C: laktosa, dllSumber N: sodium nitratMineral: MgSO4.7 H2OPrekursor: asam fenil asetat

Suhu: 24oCpH : 5 – 5,75Aerasi : 400 Cu/mntOktadekanal 3%Antifolem tributil sitrat

BiopestisidaBiopestisida

Mikrobia penghasil

Bakteri Jamur Khamir

Insektisida

Vektor SeranggaPatogen

Bakteri PengendaliHama

B. ThuringiensisB. popilliae

BAKTERIStreptomyces factum =>PactomycinStreptomyces mabaraence =>PericidinsMetharrhizium anisapliae =>Destrixin

FUNGITricoloma muscarium =>as. TricholomatAmania muscaria => as. IbotenatA. ochraccus => aspachracinB. versicolor => versimide

BIOKONVERSI BIOKONVERSI STEROIDSTEROID

Definisi dan PerananSteroid

Metode

Biokonversi

Mikrobia Penghasil :Spora fungi atauaktinomisetes

Tipe Biokonversi Steroid

Hidroksilasi

-11-hidroksilasi-11-hidroksilasi-16-hidroksilasi-21-hidroksilasi

Dehidogenasi

Contoh Arthrobacter simplexMelakukan sintesa prednisolon Dari cortison

PRODUKSI PROTEINPRODUKSI PROTEINSEL TUNGGALSEL TUNGGAL

Keuntungan menggunakanMikrobia

- Pertumbuhannya lebih cepat dibanding hewan/tumbuhan- Pemeliharaan tidak tergantung musim, lahan, pengairan, dsb.

Kondisi kultur mikrobiaUntuk PST

- Temperatur bervariasi sesuai jenis mikrobia.- Sumber nitrogen : garam amonium/ nitrat- pH bervariasi sesuai jenis mikrobia

Kelemahan PST

- Kandungan asam nukleat yang terlalu tinggi berbahaya bagi kesehatan.

- Kadang mengandung senyawa toksik.

Substrat ProduksiPST

Limbah Industri

Hidrokarbon

n.alkana

1.alkana

Limbah Pertanian

Padat

Cair

Pati Metan

Metanol

CO2

Penurunan Penurunan Toksisitas PSTToksisitas PST

PenurunanAsam nukleat

Heat shockBovine pancreatic

ribonuclease

HidrolisaAsam/basa

Pengendapandgn asam

PENANGANAN LIMBAH INDUSTRI

Faktor-faktor Yang DiamatiPada Air LimbahPenanganan dan

Pembuangan Limbah

Strategi Pengolahan Limbah

Strategi Penanganan Limbah

Uji Laboratoris

Daya Buang Industri

ProsesPenanganan Limbah

Penanganan danPembuangan Limbah

-Effluen dibuang langsung ke lingkungan tanpa perlakuan.-Efluen dibuang ke tanah, lagoon, sumur.-Sebagian effluen diperlakukan sebelum dibuang-Effluen dikirim ke penampungan limbah.-Effluen ditangani oleh industri itu sendiri.

Faktor-faktor Yang Diamati Pada Air Limbah

-Kecepatan alir limbah.-Kekeruhan/warna.-Padatan tersuspensi.-Oksigen terlarut, BOD, COD-pH dan temperatur.-Kandungan toksik; logam, Cl-, sulfida,sianida, fenol dan detergent.-Bau dan rasa.-Radioaktivitas.

Strategi Penngolahan Limbah

1. Survey ke industri.2. Mengidentifikasi sumber air tercemar.3. Pemisahan limbah pekat menjadi berguna4. Pengendapan padatan dalam limbah cair.

Strategi Pengolahan Limbah

1. Reduce : mengurangi pembentukan limbah.2. Re-use : Pemanfaatan limbah untuk bahan bakar.3. Re-cycling : pengolahan kembali sebagai bahan dasar proses produksi.

ProsesPenanganan Limbah

1. Perlakuan fisik2. Perlakuan kimia3. Perlakuan biologi

Daya BuangIndustri

•BOD 40.000-70.000 mg/l : limbah yang mengandung miselium jamur.•BOD 10.000-25.000 mg/l limbah industri alkohol

Uji Laboratoris

•Beberapa persyaratan : parameter- parameter yang diamati.•Mencari teknik untuk : - menurunkan kadar garam - mengkoagulasi partikel tersuspensi, koloid dan memecah emulsi.

Penutup

TERIMA KASIH

KUIS/RESPONSI

• APA YANG ANDA KETAHUI MENGENAI BIOTEKNOLOGI PERIKANAN?

• BIDANG ILMU APA SAJA YANG MENDUKUNG BIOTEKNOLOGI?

• SEBUTKAN CONTOH PRODUK/HASIL DARI PENERAPAN MIKROBIOLOGI DALAM BIDANG BIOTEKNOLOGI PERIKANAN?