Bella Marcia (13013020) & Tiara Calista (13013096)

TUGAS MIKROBIOLOGI INDUSTRI

SPHINGOMONAS

ELODEA

Siapa Sphingomonas Elodea ? Sphingomonas (sebelumnya adalah Pseudomonas) elodea adalah suatu bakteri yang

dapat memproduksi polisakarida gellan ketika tumbuh disuatu media yang mengandung

glukosa. Bakteri ini mengubah glukosa menjadi suatu senyawa lain yang merupakan

precursor untuk suatu tahap produksi gellan. S.elodea merupakan bakteri saprofit gram

negative.

Gambar 1. Produk industri pangan yang memanfaatkan gellan sebagai penstabil atau pengental

Nilai Industri Gellan gum atau dalam industri pangan disebut sebagai bubuk phytagel adalah

polisakarida yang didapat dari hasil fermentasi aerobik. Fermentasi aerobic sebenarnya

tidak ada karna seluruh proses fermentasi bersifat anaerob, istilah yang lebih tepat

adalah respiasi seluler.

Gambar 2. Kultur jaringan dengan media gellan

Bella Marcia (13013020) & Tiara Calista (13013096)

TUGAS MIKROBIOLOGI INDUSTRI

Gellan digunakan sebagai pengental atau zat penstabil pada pudding, permen, isi roti

atau kue, dan produk pangan lainnya. Setelah proses fermentasi aerobik untuk

memproduksi gellan , pasteurisasi dilakukan untuk membunuh mikroba yang masih hidup

tanpa merusak struktur gellan. Selain itu, gellan gum juga dapat dimanfaatkan sebagai

media kultur jaringan yang lebih baik daripada agar.

Morfologi

Gambar 3.Morfologi bakteri genus Sphingomonas

Gambar diatas merupakan penampakan salah satu bakteri genus Sphingomonas.

Bentuk S.elodea sendiri belum ditemukan, tapi dari data literatur kita dapat mengetahui

S,elodea adalah bakteri yang berbentuk batang. S.elodea merupakan bakteri gram

negatif yang berarti memilki dua lapis membaran

Klasifikasi Sphingomonas Elodea Kingdom: Bacteria

Sphingomonas elodea adalah suatu mikroorganisme uniseluler prokariotik yang

dimanfaatkan industri pangan untuk mensintesis polisakarida gelan.

Philum yang termasuk bakteri gram negative diantaranya adalah Proteobacteria,

Spirochaetes, Synergistetes, Fusobacteria, Gemmatimonadetes, Nitrospirae, atau

Planctomycetes. S.elodea termasuk kedalam proteobacteria.

Phylum: Proteobacteria

Carl Woese membuat pengelompokan ini di tahun 1987 dan menyebutnya “bakteri ungu

dan kerabat-kerabatnya” karena diversivitas bentuk yang sangat beragam ditemukan

dalam kelompok ini. Proteobacteria berasal dari kata proteus, yaitu nama dewa yunani

yang menguasai laut yang dapat berubah kedalam berbagai macam bentuk.

Bella Marcia (13013020) & Tiara Calista (13013096)

TUGAS MIKROBIOLOGI INDUSTRI

Filum ini dibagi kedalam lima kelas berdasarkan 16S rRNA gene sequences, yaitu

Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria,

Deltaproteobacteria dan Epsilonproteobacteria. S.elodea termasuk ke dalam kelas

Alphaproteobacteria.

Class: Alphaproteobacteria

Kelas alphaproteobacteria dibagi lagi menjadi tiga subkelas yaitu Magnetococcidae,

Rickettidae, dan Caulobacteridae. Pada Caulobacteria terdapat orde

Sphingomonadales yang merupakan orde dari S.elodea. Bakteri yang dikelompokkan

ke dalam subkelas ini adalah stalked bacteria yang stalk an extension of the cytoplasm

and involved in cell division.

Sel Caulobacter seringkali ditemukan diatas permukaan air dengan batang dari

beberapa sel menempel membentuk rosettes.

Order: Sphingomonadales

Family: Sphingomonadaceae

Bakteri S.elodea dikelompokkan ke dalam family sphingomonadaceae karena memiliki

sphingolipid di membrane luar dinding selnya. Sebagian spesies bakteri di family ini juga

dikenal dapat mendegradasi senyawa aromatik

Genus: Sphingomonas

Pada tahun 1990, Sphingomonas didefinisikan sebagai bagian dari bakteri gram

negative, berbentuk batang, kemoheterotrof, dan bakteri aerobic. Bakteri yang

dikelompokkan kedalam genus ini memilki kemampuan biodegradativ, biosintesis, dan

dapat bertahan di lingkungan dengan konsentrasi nutrient yang rendah.

Pada awalnya, bakteri ini pernah dikelompokkan sebagai bakteri dari genus

pseudomonas. Pengelompokkan sebelumnya tidak tepat karena bakteri di kelompok

pseudomonas tidak dapat digunakan untuk proses fermentasi meskipun memungkinkan

untuk memproduksi asam adalam jumlah yang sedikit dari glukosa secara aerobik.

Spesies : elodea

Bella Marcia (13013020) & Tiara Calista (13013096)

TUGAS MIKROBIOLOGI INDUSTRI

Bakteri ini dimasukkan kedalam genus elodea karena bakteri ini diisolasi dari permukaan

tanaman genus elodea, lebih tepatnya Elodea Canadensis

Gambar 4. Tanaman Elodea Canadensis

Table 1. Jenis-jenis strain S.elodea

Strains/ Plasmids Genotype/Phenotype Derivation or source

ATCC 31461 Wild-type ATCC

LPG-2 PHB deficient mutant Kelco, A unit of Monsanto

Company

L2 and L3 Independent LPG-2

zwf001::kan mutants

Transformation of LPG-2

with pNV10 followed by

allelic exchange Catatan : ATCC (American Type Culture Company) adalah sebuah organisasi nonprofit dalam bidang

bioteknologi yang memiliki misi akuisisi , otentikasi , produksi , pelestarian , pengembangan dan

distribusi mikroorganisme dengan acuan standar , garis sel dan bahan lainnya untuk penelitian di

bidang ilmu pengetahuan

Cara Kultivasi

Kultur S.elodea dilakukan di medium YT yang kekurangan NaCl (medium TYE). Kultur

hanya dilakukan semalaman (16 jam) pada suhu 37°𝐶 dengan agitasi di medium LB dan

TYE secara berurutan, masing-masing mengandung 1% (w/v) glukosa. . Medium yang

digunakan untuk fermentasi bakteri ini terdiri atas (per liter air deioniasasi) : 30 g 420 corn

syrup solids, 0.5 g K2HPO4, 0,1 MgSO4.7H20, 1.1 g casein hydrolysate (N-Z-Amine, Quest), 5

mg FeSO4.7H20, and 0.25 mg CoCl2.6H20.

Tabel 2.Efek temperatur pada produksi polisakarida oleh S.elodeaATCC 31416 setelah 18 jam inkubasi

Temperatur (℃) 20 25 30 35 40

Crude Polymer (g/L) 4.39 6.13 31.11 25.95 21.52

Yield (%) 17.56 24.52 124.44 103.80 86.08

Bella Marcia (13013020) & Tiara Calista (13013096)

TUGAS MIKROBIOLOGI INDUSTRI

Tabel 3.Efek pH awal pada produksi polisakarida oleh S.elodeaATCC 31416 pada suhu 30oCsetelah 18

jam inkubasi

Initial pH 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5

Crude Polymer (g/L) 4.22 10.6 29.02 6.10 5.08

Yield (%) 16.86 42.40 116.08 24.40 20.32

Metode Pemuliaan

Pendekatan genetika molekuler ditinjuau dari sisi fisiologis dan biokimia digunakan untuk

menjawab pertanyaan penting berkaitan dengan metabolism glukosa yang dilakukan

oleh S.elodea dan hubungannya dengan efisiensi sintesis gellan. Berdasarkan literatur

yang kami baca, salah satu studi yang pernah dilakukan dalam memodifikasi gen pada

S.elodea adalah dengan menyisipkan kromosom zwf : : kan.

Laju konsumsi gula dan total biomassa yang terbentuk oleh LPG-2 dan mutan L3 yang telah disisipkan zwF001::kan

selama fermentasi gellan. o ekuivalen glukosa LPG-2; □, perolehan LPG-2 ; ●,glukosa ekuivalen L3; ■ perolehan L3.

Berdasarkan grafik diatas, terlihat bahwa perolehan biomassa yang dihasilkan oleh LPG-

2 sedikit lebih banyak daripada yang dihasilkan oleh L3, namun tidak ada perbedaan

yang signifikan yang cukup berarti. Dapat disimpulkan bahwa belum ada metode

pemuliaan mikroorganisme S.elodea untuk meningkatkan perolehan gellan.

Bella Marcia (13013020) & Tiara Calista (13013096)

TUGAS MIKROBIOLOGI INDUSTRI

Daftar Pustaka

Kang, Kenneth S.(1981) Agar-Like Polysaccharide Produced by a Pseudomonas Species:

Production and Basic Properties

Narendra B. Vartak, Chi Chung Lin, Joseph M. Cleary,2 Matthew J. Fagan' and Milton H.

Saier, Jr. (1995) Glucose metabolism in 'Sphingomonas elodea' : pathway

engineering via construction of a glucose-6-phosphate dehydrogenase insertion

mutant. Pg. 2339

Yoo, J.-Y. (1987). Polysaccharide Production by Pseudomonas elodea ATCC 31461.

Korean Jood Science Technology, 417.