BIOTEKNOLOGI

Upaya manusia untuk mencapai kondisi optimal agar proses fermentasi dapat memperoleh hasil yang maksimal serta sesuai dengan target yang direncanakan secara kualitatif ataupun kuantitatif

BIOTEKNOLOGI Produksi sel mikroba (biomasa) Produksi enzim mikroba Produksi metabolit mikroba Produksi produk-produk rekombinan Proses transformasi: memodifikasi senyawa yang

ditambahkan ke dalam proses fermentasi Pengolahan bahan makanan dan obat-obatan Proses perlakuan air buangan

APLIKASI DAN POTENSI KEMAJUANIndustri minuman

Yougurt Prebiotik (yakult dll)

Industri makanan Tempe Tape dll

Industri Farmasi Antibiotik Kosmetik

Pengolahan Limbah Cair

Pengolahan Limbah Padat

Bioremediasi

DR. ENG. RENI DESMIARTI, ST., MT

Mikrobiologi

Teknologi Bioproses

Pertemuan 1

Mikrobiologi Kompetensi Akhir

Struktur SelPengetahuan jenis-

jenis mikroba yang esensial

Peranan mikroba dalam kehidupan

Mampu menjelaskan jenis-jenis mikroba

Mampu menjelaskan kondisi lingkungan untuk pertumbuhan mikroba

Mampu menjelaskan cara perkembangbiakan mikroba dan peranannya dalam kehidupan.

PERTEMUAN 1

Tipe-tipe M.O secara umum

Prokariotik Mempunyai struktur sel yang sederhana & mempunyai 1 kromosom. Tidak mempunyai membran inti dan tidak mempunyai organel sel seperti mitokondria dan retikulum

EukariotikMempunyai struktur internal yang kompleks dengan lebih 1 kromosom (molekul DNA) pada inti, mempunyai membran inti dan mengandung mitokondria, retikulum endoplasma, badan golgi dan beberapa organel sel yang khusus

Perbedaan Prokariotik dan EukariotikSel Eukariotik Perbandingan Sel Prokariotik

Protozoa, Alga lainnya, metafita, dan metazoa, protista, tumbuhan, jamur dan hewan

Organisme Bakteri, Alga biru & Hijau, mikroplasma

Ada Selubung Inti -

Benang DNA berpilin ganda

DNA Telanjang, sirkuler

Multiple Kromosom Tunggal

Ada Nukleolus -

Mitosis/Meiosis Pembelahan Amitosis, Vegetatif

80S (60S dan 40S) Ribosom 70S (50S dan 30S)

Ada Endomembran -

Ada, respirasi seluler Mitokondria Enzim respiratorius dan fotosintesis dalam membran plasma

PROKARIOTIK DAN EUKARIOTIK

SelProkariotik Eukariotik

M.O berdasarkan temperatur tempat hidupnya

Psychorophillus : Mikroorganisme yang dapat hidup dibawah 0 °C (sekitar -20 °C)

Mesophillus : M.O yang hidup antara 20 -50 °C

Thermophillus : M.O yang hidup > 50 °C

M.O berdasarkan kebutuhan O2

Aerobik : M.O yang untuk tumbuh dan melakukan metabolisme mikroba memerlukan O2

M.O anaerobik : jika ada O2, pertumbuhan & metabolismenya terhambat, namun jika tidak ada O2, M.O dapat tumbuh

M.O fakultatif : M.O tsb dapat memilih jalur metabolismenya, menyeseuaikan dengan lingkungan. Bila ada O2 ia bersifat aerobik & bila tidak ada/tidak membutuhkan lagi ia akan menjadi anaerobik

M.O yang tidak memperhatikan nutrisi

Cyanobacteria(ganggang biru-

Ganggang Hijau)

Dapat tumbuh dilingkungan yang mengandung sedikit nutrisi atau campuran mineral terlarut

Dapat melakukan foto sintesis dan mengkonversi CO2 dari atmosfer menjadi senyawa organik

Dapat mengkonversi N2 menjadi NH3 yang digunakan untuk hidupnya

M.O seperti ini disebut Extreme Phallus. Yang dapat diproses menjadi zat kimia yang berguna dan zat yang dibutuhkan untuk obat-obatan. M.O seperti ini juga dapat mendaur ulang logam-logam dan proses

desulfurisasi batubara. Makhluk hidup ini dapat berkembang walaupun lingkungannya sangat ekstrim

Pengendalian Mikroba dalam Bioproses

Teknologi bioproses, biasanya proses fermentasi dilakukan pada suhu optimum aktivitas biokatalisnya.

1. Pengendalian SuhuDalam bioreaktor dilengkapi dengan perangkat pendingin atau pemanas.Perangkat pengendali suhu :a. Water jacketb. Coilc. Unit penukar panasd. Chillere. Thermoregulator

2. Pengendalian Kadar air

Dilakukan dengan pengeringan (drying) berkisar 5 – 6 %

Tiap mikroba membutuhkan kadar air tertentu untuk hidupnya. Bentuk air yang dibutuhkan adalah air bebas (aw). Padahal sebagian air dalam larutan terikat dengan zat terlarut. Makin tinggi konsentrasinya makin rendah nilai aw

Umumnya mikroba uniseluler (bakteri, ragi) membutuhkan kadar air lebih tinggi dibanding filamen (benang)

3. Pengendalian M.O dengan tekanan osmosis

membran sitoplasma

Bersifat semipermeabe

l

Tekanan osmosis larutan tinggi disebut HIPERTONIS akan menghambat aktivitas mikroba karena adanya PLASMOLISIS yaitu terlepasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat penyusutan air dari sitoplasma, hingga membran sitoplasma mengkerutTekanan osmosis larutan rendah akan menyebabkan terjadinya PLASMOPTISIS yaitu pecahnya sel yang diakibatkan oleh pemasukan air dari luar kedalam sel untuk mengembangkan tekanan osmosis

Dengan menjadikan selai

Dengan Penggaraman

Dengan menjadikan manisan

3. Pengendalian ion-ion dan Listrik

pH (ion Hidrogen)

Ion-ion lain

Pengaruh listrik

Pengendalian bioproses

Pengaruh Radiasi

Pengaruh radiasi dapat bersifat biofisik dan biodinamik.

Biofisik adalah menyebabkan perubahan tertentu dari struktur selnya

Biodinamik adalah membunuh selnya

Pengendalian dengan faktor cahaya : Sterilisasi Mutagenesis, untuk mendapatkan mutan baku

Faktor Tegangan Muka

Mikroba lebih senang pada tegangan muka tinggi

Yang mempengaruhi tegangan muka dan dapat diserap oleh permukaan interfarsial mikroba hingga mempengaruhi pertumbuhannya adalah senyawa surfaktan yaitu sabun dan deterjen (menurunkan tegangan muka)

Pengaruh Getaran

Getaran mekanik berpengaruh merusak dinding dan membran sitoplasma sel mikroba

Getaran sonic digunakan untuk memecahkan sel untuk mendapatkan homogenat dari isi selnya (protoplasmanya)