XII. DTM NonPangan

8/9/2019 XII. DTM NonPangan

http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 1/20

m. k. DASAR TEKNOLOGI MIKROBIALm. k. DASAR TEKNOLOGI MIKROBIALTIN 232/2 (2TIN 232/2 (2--0)0)

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FATETA IPB

2008

PemanfaatanPemanfaatan MikrobaMikroba

DalamDalam IndustriIndustri PertanianPertanian

((ProdukProduk NonNon--PanganPangan))

Dr.Ir.Liesbetini Hartoto, MS



(etanol, metanol, dll)(etanol, metanol, dll)

Kegunaan :Kegunaan :

Sebagai bahan bakar, pelarut, bahan baku industriSebagai bahan bakar, pelarut, bahan baku industri

Bahan Baku Bahan Baku ::

-- Bahan yang mengandung gulaBahan yang mengandung gula-- Bahan yang mengandung patiBahan yang mengandung pati

-- Bahan yang mengandung selulosaBahan yang mengandung selulosa

EtanolEtanol

M.OM.O :: S.cerevisiaeS.cerevisiae

-- khamir khamir Schizosaccharomyces pombeSchizosaccharomyces pombe

-- bakteribakteri Zymomonas mobilisZymomonas mobilis

PRODUK BERALKOHOL



BioetanolBioetanol :: EtanolEtanol( C( C22HH55OH ) yangOH ) yang diproduksidiproduksi

daridari bahanbahan hayatihayati

BahanBahan hayatihayati glukosaglukosa bioetanolbioetanol + CO+ CO22

SpesifikasiSpesifikasi ProdukProduk ::

ETANOL 95ETANOL 95 -- 96%v/v96%v/v a) Technical/raw spirit gradea) Technical/raw spirit grade

b) Industrial gradeb) Industrial grade

c) Potable gradec) Potable grade

ETANOL 99% v/vETANOL 99% v/v Fuel Grade EthanolFuel Grade Ethanol (FGE)(FGE)

ETANOL 70 % yangETANOL 70 % yang didenaturasididenaturasi SpiritusSpiritus



Bioetanol

Pelarut

Bahan baku proses

Bahan bakar

Desinfektan

Plastik PE, PVC

asam asetat, PVA

Butanol, plasticizer PVC

khlorofor m

Spiritus : E70

Bahan bakar otomotif : E10-100

Bahan bakar mobil listrik : E80-95

Kosmetika, deterjen, tinta, adesif,

pelarut berbagai proses far masi dan

industri kimia-elektronika dan lainnya

Pasar Global Bioetanol



Bahan baku bioetanol yang ber potensi diterapkan secara komersial di Indonesia

4

Namatanaman/

Komoditas

Bagian Biomasayang diolah

ProduktifitasBioetanol

(l/ha/tahun)

Penggunaan Saat Ini

Ubikayu Umbi segar 4.500 Pangan

Ubi alar Umbi segar 7.800 Pangan

Tebu Batang segar

Molases

5.000-6.000

1.000

Pangan

Jagung Tepung bi i kering 5.000-6.000 Pangan

Sorgum bi i Tepung bi i kering 3.000-4.000 Penggunaan terbatas

Sorgummanis

Batang segar 5.500 ± 6.000 Penggunaan terbatas

Sagu Tepung pati 4.000 ± 5.000 Pangan

Aren Nira 25.000 Pangan

Nipah Nira 5.000-15.000

Tanaman konservasi

SumberSumber : : BioetanolBioetanol untukuntuk IndustriIndustri dandan BahanBahan BakarBakar

M.Arif YudiartoM.Arif Yudiarto--BPPT &BPPT & HimawanHimawan Adiyoso Adiyoso--PTPT TridayaTridaya Usaha Usaha SaktiSakti



BiosinteBiosintessis :is :

GluGlukosakosa piruvat piruvat asetaldehidaasetaldehida etanol+COetanol+CO2 2

Aseton / ButanolAseton / Butanol

Kegunaan : bahan pelarut & campuran dalam industri; Kegunaan : bahan pelarut & campuran dalam industri; bahan peledakbahan peledak

Bahan baku : pati, molase, dllBahan baku : pati, molase, dllM.O :M.O : C.acetobutyliciumC.acetobutylicium

GlGliiserolserol

Kegunaan : bahan pelarut & bahan baku dalamKegunaan : bahan pelarut & bahan baku dalam

industriindustriM.O :M.O : -- S.rouxii S.rouxii

-- Torulopsis magnoliaeTorulopsis magnoliae khamir khamir

-- Pichia salinaPichia salina osmotolerantosmotolerant

-- Dunaliella salinaDunaliella salina alga halofilikalga halofilik



-- Protein non kon ensionalProtein non kon ensional-- Produksi cepatProduksi cepat

-- Luas areal <, tidak tergantung musimLuas areal <, tidak tergantung musim

-- Sumber makanan lengkapSumber makanan lengkap

-- Telah dikenal sejak tahun 1910Telah dikenal sejak tahun 1910 ³³f ood yeast f ood yeast ́́

Syarat sifat M.O. Untuk PST :Syarat sifat M.O. Untuk PST :

-- tumbuh cepat dalam media yang murah dan sederhanatumbuh cepat dalam media yang murah dan sederhana

-- menggunakan energi secara efisienmenggunakan energi secara efisien

-- sistem kultur sederhanasistem kultur sederhana

-- proses pemisahan sel sederhanaproses pemisahan sel sederhana-- aman untuk dikonsumsiaman untuk dikonsumsi

-- mempunyai daya cerna tinggimempunyai daya cerna tinggi

-- mempunyai nilai nutrisi tinggimempunyai nilai nutrisi tinggi

PROTEIN SEL TUNGGAL (PST) = SCP



Hambatan penggunaan PST sebagai makanan manusiaHambatan penggunaan PST sebagai makanan manusia

Kandungan As.nukleat tinggi, daya cerna rendah,Kandungan As.nukleat tinggi, daya cerna rendah, kemungkinankemungkinan

beracunberacun

enis M.O. Untuk PSTJenis M.O. Untuk PST ::

Khamir, kapang, bakteri, ganggangKhamir, kapang, bakteri, ganggang

Contoh khamir :Contoh khamir :

Candida utilis, C.Candida utilis, C. intermedia, C.intermedia, C. tropicalis, S.tropicalis, S. cerevisiaecerevisiae

S.S. f ragilis, Rhodotorula gracilis.f ragilis, Rhodotorula gracilis.

Contoh kapang Contoh kapang ::

Fusarium, Rhizopus, Penicillium, AspergillusFusarium, Rhizopus, Penicillium, Aspergillus



Contoh bakteri :Contoh bakteri :

-- Methanomonas methanicaMethanomonas methanica

-- M. metano oxidansM. metano oxidans-- Methylococcus ceref icansMethylococcus ceref icans

-- Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa

-- P. methanicaP. methanica

Contoh ganggang Contoh ganggang ::

Chlorella ellipsoidea, Scenedesmus obliguus, SpirulinaChlorella ellipsoidea, Scenedesmus obliguus, Spirulina sp.sp.

Bahan Baku untuk PSTBahan Baku untuk PST ::

1) Bahan sumber energi bernilai tinggi (gas alam, etanol, dll)1) Bahan sumber energi bernilai tinggi (gas alam, etanol, dll)

2) Limbah pertanian / sampah (molase, whey2) Limbah pertanian / sampah (molase, whey dll)dll)

) Bahan dari tanaman (pati, gula, selulosa dll)) Bahan dari tanaman (pati, gula, selulosa dll)



-- Krisis bahan bakar Krisis bahan bakar alternatif = gas bioalternatif = gas bio

-- Bahan baku : limbah organik, pupuk kandang, tanaman air Bahan baku : limbah organik, pupuk kandang, tanaman air (misal : eceng gondok)(misal : eceng gondok)

-- Proses : fer mentasi anaerobProses : fer mentasi anaerob

-- biogas / metan (CHbiogas / metan (CH44) 50) 50--70%70%

(mudah terbakar,(mudah terbakar, tidak berwarna, tidak berbautidak berwarna, tidak berbau))-- COCO22 2525--45%, H45%, H22, N, N22, H, H22SS

Gas Bio

MMikrobaikroba :: -- Bakteri pembentuk asam (Bakteri pembentuk asam (Pseudomonas, Flavobacterium,Pseudomonas, Flavobacterium,

Alcaligenes, Eschericia, Aerobacter Alcaligenes, Eschericia, Aerobacter ))

-- Bakteri metan (Bakteri metan (Methanobacterium, Methanosarcina,Methanobacterium, Methanosarcina,

Methanococcus).Methanococcus).

Hambatan pengembangan gas bio :Hambatan pengembangan gas bio :

Teknologi belum meluas, tingkat kenyamanan rendah, biaya instalasi Teknologi belum meluas, tingkat kenyamanan rendah, biaya instalasi

tinggi, kesinambungan bahan baku (?) tinggi, kesinambungan bahan baku (?)



-- Prinsip pembuatan : pengawetan bahan dengan Prinsip pembuatan : pengawetan bahan dengan

penurunan pH dalam suasana anaerobpenurunan pH dalam suasana anaerob bakteribakteri

pembusuk mati.pembusuk mati.

-- Bahan baku : tanaman, limbah pertanian (peternakan, Bahan baku : tanaman, limbah pertanian (peternakan,

perikanan)perikanan)

-- M.O : bakteri as. LaktatM.O : bakteri as. Laktatbakteri as. Butiratbakteri as. Butirat

-- Penurunan pH dapat dipercepat dengan :Penurunan pH dapat dipercepat dengan :

bahan kimia (misalnya : asam)bahan kimia (misalnya : asam)

bahan tambahan yang kaya KH (C) untuk substrat bahan tambahan yang kaya KH (C) untuk substrat

bakteribakteri

-- Mutu silase ditentukan oleh : (warna, bau dan rasa, tekstur Mutu silase ditentukan oleh : (warna, bau dan rasa, tekstur

tidak berlendir tidak berlendir dipengaruhi oleh : bahan baku, proses dipengaruhi oleh : bahan baku, proses

pembuatan, jenis M.Opembuatan, jenis M.O

SILASE PAKAN



Aplikasi Aplikasi -- industri panganindustri pangan

-- industri pakanindustri pakan-- industri obatindustri obat--obatan, kimiaobatan, kimia

ContohContoh ::

-- Asam glutamat Asam glutamat penguatpenguat rasa (MSG)rasa (MSG)

-- SodiumSodium aspartataspartat & DL& DL--alaninalanin jus jus buahbuah

-- LL--SisteinSistein pemangganganpemanggangan rotiroti, , antioksidanantioksidan pd jus pd jus buahbuah-- LL--triptofantriptofan + L+ L--histidinhistidin antioksidanantioksidan susususu bubukbubuk

-- Aspartam Aspartam (L(L--aspartilaspartil--LL--fenilalaninfenilalanin metilmetil ester) ester) pemanispemanisrendahrendah kalorikalori padapada minumanminuman ringanringan

-- LL--LisinLisin & L& L--MethioninMethionin pakanpakan ternakternak

-- LL--argininarginin, L, L--fenilalaninfenilalanin, L, L--tirosintirosin, L, L--leusinleusin, L, L--isoleusinisoleusin, L, L--prolinprolin, L, L--triptofantriptofan, L, L--tirosintirosin cairancairan infusinfus

-- Alanin Alanin seratserat polialaninpolialanin

-- LisinLisin resin resin lisinlisin isosianatisosianat

ASAM AMINO



Asam Amino Galur MO Sumber C

L-asam glutamat Corynebacterium glutamicum

Brevibacterium f lavum Arthrobacter paraff ineus

Glukosa

Asetatn-Alkana

L-alanin Streptomyces coelicolor Glukosa

L-fenilalanin C. glutamicum Glukosa

L-Lisin C. glutamicum

B. f lavum

Glukosa

Asetat

L-Methionin C. glutamicum Glukosa

L-arginin B. f lavum Glukosa

Asetat

L-leusin, B. lactof ermentum Glukosa

L-isoleusin B. f lavum Glukosa

L-prolin B. f lavum Glukosa

L-triptofan C. glutamicum Glukosa

L-tirosin C. glutamicum Glukosa

L-threonin B. flavumE. coli

Glukosa, asetat

Sukrosa



ProduksiAsam Amino Secara Mikrobiologis :

1. Kulti asi Langsung menggunakan substrat glukosa, fruktosa, molase,

hidrolisat pati, a-alkana, etanol, gliserol, asetat, propionat dll

2. Kon ersi produk antara murah dgn biosintesis, contoh :

Glisin (murah) L-serin (Corynebacterium glycinophilum)

. Menggunakan Enzim/Sel Imobil, contoh : produksi L-alanin, L-asam aspartat, L-DOPA (dihydroxyphenilalanine),

L-triptofan, L-tirosin

ProduksiAsam Amino Secara Kimiawi :

Lebih ekonomis, namun dihasilkan campuran rasemat (isomer D & L)

dikombinasikan dgn biokimiawi :Sintesis kimia : campuran DL asam amino L-asam amino

amino asilase ( A. niger )

Contoh : produksi L-alanin, L-metionin, L-fenilalanin, L-triptofan, L-valin



Antibiotik Mikroorganisme yang memproduksi

Bacitracin Bacillus subtilis

Cephalosporin Cephalosporium sp

Chloramphenicol Streptomyces venezuelae

Cycloheximide S.griceus

Cycloserin S.orchidaceus

Erythromycin S.erythreus

Griseofulvin Penicillium griseofulvin

Kanamycin S.kanamyceticus

Lincomycin S.lincolnensis

Neomycin S.fradiae

Nystatin S.noursei

Penicilin Penicillium chrysogenum

Polymyxin B Bacillus polymyxa

Streptomycin S.griseus

Tetracycline S.rimosus

Sumber : Brock & mar digan, 1988

Aplikasi Aplikasi -- obatobat

-- pengawet makananpengawet makanan

ANTIBIOTIKA



GUM XANTHAN

Merupakan polimer eksopolisakarida mikrobial yang diproduksi oleh X anthomonas campestris dari bahan berkarbohidrat

Sifat Fisiko Kimia :

Heteropolisakarida anionik yang bercabang

mengandung D-glukosa, D-manosa ,D-glukuronat, asam asetat dan asam piruvat

Sifat-sifat gum xanthan :

1. Viskositas tinggi pada konsentrasi rendah,

2. Mudah larut dalam air panas maupun dingin

. Viskositas larutan gum xanthan stabil terhadap suhu & pH

4. Kelarutan dan kestabilan tinggi pada asam



Aplikasi industri panganindustri kimia, tekstilindustri kosmetik

Substrat : onggok, tetes dll

Aplikasi Dalam Industri :

1. Industri Petroleum :

a. Sebagai cairan pelicin dalam pengeboran sumur minyak

b. Sebagai cairan untuk mengikat dan memisahkan garam-garamdari hasil pengeboran minyak lepas pantai dari cairan

petroleum yang diinginkan

c. Untuk mempercepat pengambilan minyak (oil recovery)



2. Industri Kimia dan lainnya

a. Pakan ternak : sebagai cairan pelengkap pakan (Liquid feed

supplements)

b. Flowable pesticides

c. Pewarnaan dan pengecatan tekstil

d. Pelapis keramik

e. Pensuspensi cairan tinta, cat dan perekat kertas

. Industri Phar masi dan Kosmetika :

a. Penstabil emulsi cream untuk obat dan kosmetika

b. Pelarut cream dan lotion

c. Pensuspensi pasta gigi atau larutan pencuci gigi



4. Industri pangan :

a. Pastry f illing

b. Penstabil saus dan kaldu

c. Pengemulsi ³dressing´

d. Pengemulsi dan stabilizer ³dair y products´



VITAMIN

- Vitamin B12 ((Cy Cyanoanocobalamincobalamin))M.OM.O :: -- PropionibacteriumPropionibacterium f reudenreichii f reudenreichii

-- PropionibacteriumPropionibacterium shermanii shermanii

-- Pseudomonas denitri f icansPseudomonas denitri f icans

-- Bacillus megateriumBacillus megaterium

SubstratSubstrat :: glukosaglukosa, , molasemolase gulagula bitbit

Aplikasi Aplikasi :: -- produkproduk kasar kasar ((kemurniankemurnian 80 %) 80 %) pakanpakan

-- produkproduk murnimurni ((kemurniankemurnian 9595--98%) 98%) medismedis

- Riboflavin (Vitamin B2)M.OM.O :: Ashbya gossypii Ashbya gossypii (khamir)(khamir)

Aplikasi Aplikasi :: -- pengkayaanpengkayaan panganpangan ((rotiroti))

-- pakanpakan

XII. DTM NonPangan

Documents

Transcript of XII. DTM NonPangan