II. MIKROORGANISME UNTUK INDUSTRI

Kompetensi :

mahasiswa memahami jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam

industri fermentasi dan usaha pengembangannya

Mengapa mikroorganisme ?

• kultivasi mudah

• pertumbuhan cepat (waktu generasi pendek : orde menit atau jam)

• kebutuhan substrat murah (dapat menggunakan limbah)

• produk beragam

• mudah dimanipulasi genetiknya

Jenis mikroorganisme :

• virus, • bakteri, • actinomycetes, • khamir, • fungi, • alga.

Sumber mikroorganisme :

• Isolasi dari sumber alami– shotgun dan objective

• Koleksi kultur– American Type Culture Collection (ATCC) Manassa,

Virginia, USA, yang mengkoleksi semua tipe mikroorganisme

– Centraalbureau vour Schimmelcultures (CBS) Baarn, The Netherlands, yang mengkoleksi filamentous fungi dan yeast

– National Collection of Food Bacteria (NCFB) Aberdeen, yang mengkleksi bakteri untuk industri pangan

– Nutrition and Food Culture Collection (NFCC) PAU Pangan dan Gizi, UGM, Yogyakarta, yang mengkoleksi semua tipe mikroorganisme untuk industri pangan

Mikroorganisme industri secara ideal mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

• genetik stabil• produksi produk target efisien• sedikit atau tidak memerlukan vitamin dan

faktor-faktor pertumbuhan tambahan• menggunakan sumber karbon murah dan

mudah diperoleh• mudah dimanipulasi genetiknya• aman dan nonpatogenik (tidak menghasilkan

agen toksik), kecuali produk targetnya• produk target mudah dipanen dan dipurifikasi

Beberapa contoh target perbaikan galur adalah sebagai berikut:

• pertumbuhan cepat• stabilitas genetik• tidak toksik terhadap manusia• ukuran sel besar (sehingga mudah dipisahkan dari

kultur)• mampu menggunakan substrat murah• modifikasi morfologi submerged • eliminasi produksi senyawa yang dapat

mengganggu proses hilir• derepresi katabolit• deregulasi fosfat• perubahan permeabilitas untuk memperbaiki laju

eksport produk• resisten metabolit

Contoh mikroorganisme yang berperan dalam industri fermentasi dan produk yang dihasilkannya :

Products Bacteria Yeasts and filamentous fungi

Traditional products

Bread, beer, wine and spirits

Mainly Saccharomyces cerevisiae

Cheeses, other dairy products

Lactic acid bacteria

Ripening of blue and Camembert-type cheeses

Penicillium species

Fermented meats and vegetables

Mostly lactic acid bacteria

Mushrooms Agaricus bisporus, Lentinula edodes

Soy sauce Aspergillus oryzae, Zygosaccharomyces rouxii

Sufu (soya bean curd) Mucor species

Vinegar Acetobacter species

Agricultural productsGibberellins Fusarium moniliforme

Fungicides Coniothyrium minitans

Insecticides Bacillus thuringiensis

Silage Lactic acid bacteria

Amino acids

L-Glutamic Corynebacterium glutamicum

L-Lysine Brevibacterium lactofermentum

L-Tryptophan Klebsiella aerogenes

EnzymesCarbohydrases :- -amylase

Bacillus subtilis

- -amylase Aspergillus niger

- amyloglucosidase Aspergillus niger

- glucose isomerase Streptomyces olivaceus

- invertase Kluyveromyces species

- lactase ( -galactosidase)

Kluyveromyces lactis

Cellulases Trichoderma viride

Lipases Candida cylindraceae

Pectinases Aspergillus wentii

Proteases :- subtilisin (alkaline)

Bacillus licheniformis

- neutral Aspergillus oryzae

- microbial rennet (acid)

Rhizomucor miehei

Fuels and chemical feedstocks

Acetone Clostridium species

Butanol Clostridium acetobutylicum

Ethanol Zymomonas mobilis Saccharomyces cerevisiae

Glycerol Zygosaccharomyces rouxii

Methane Methanogenic archaens

Nucleotides

5’-Inosine monophosphate

Bacillus subtilis

5’-Guanosine monophosphate

Brevibacterium ammoniagenes

Nucleotides5’-Inosine monophosphate

Bacillus subtilis

5’-Guanosine monophosphate

Brevibacterium ammoniagenes

Organic acidsActic Acetobacter xylinum

Citric Aspergillus nigerYarrowia lipolytica

Fumaric Rhizopus species

Gluconic Acetobacter suboxydans

Itaconic Aspergillus itaconicus

Kojic Aspergillus flavus

Lactic Lactobacillus delbrueckii

Pharmaceuticals and related compoundsAlkaloids- ergotamine

Claviceps purpurea

- ergometrine Claviceps fusiformis

- D-lysergic acid Claviceps paspali

Antibiotics- Aminoglycosides - streptomycin

Streptomyces griseus

- -Lactams - penicillins

Penicillium chrysogenum

- cephalosporins Acremonium chrysogenum

- clavulanic acid Streptomyces clavuligerus

- Lantibiotics - nisin

- Macrolides - erythromycin

Saccharapolypora erythraea

- Peptides - bacitracin

Bacillus licheniformis

- gramicidin Bacillus brevis

- Tetracyclines - chlortetracycline

Streptomyces aureofasciens

Hormones- Human growth hormone

Rec. Eschericia coli Rec. S. cerevisiae

- Insulin Rec. E. coli Rec. S. cerevisiae

Immunosuppressants- cycloporin

Trichoderma polysporum

Interferon Rec. E. coli Rec. S. cerevisiae

Steroids Arthrobacter species Rhizopus species

Vaccines Bacillus anthracisClostridium tetaniRec. E. coliSalmonella typhi

Vitamins- B12 (cyanocobalamin)

Pseudomonas denitrificans

- -Carotene (provit. A) Blakeslea trispora

- Ascorbic acid (vit. C) Acetobacter suboxydans

- Riboflavin Rec. Bacillus subtilis Ashbya gossypii

PolymersAlginates Azotobacter vinelandii

Cellulose Acetobacter xylinum

Dextran Leuconostoc mesenteroides

Gellan Sphingomonas paucimobilis

Polyhydroxybutiyrate Ralstonia eutropha

Pullulan Aureobasidium pullulans

Scleroglucan Sclerotium rolfsii

Xanthan Xanthomonas campestris

Single cell protein Methylococcus capsulatusMethylophilus methylotropus

Candida utilisFusarium venenatumKluyveromyces marxianusPaecilomyces variotiiSaccharomyces cerevisiae

Sumber :Waites et al. (2001).