Mikrobiologi Industri, Pangan dan Bioteknologi

1. Mikrobiologi Industri

2. Mikrobiologi Pangan

3. Bioteknologi

Bioteknologi Konvensional

• Pemanfaatan mikrobia alami (belum diubah kodratnya) dalam proses penghasilan produk atau jasa

• Contoh: produksi butanol, asam asetat dan antibiotik

Bioteknologi modern

• Pemanfaatan mikrobia (yang sudah diubah kodratnya) dalam proses penghasilan produk atau jasa

• Rekayasa genetika: pengubahan kodrat mikrobia dengan metode pemindahan gen dari satu mikrobia (jasad) ke mikroba lain

• Contoh: gen insulin manusia yang dipindahkan ke bakteri E. coli

Biodeterioration

• Kemapuan mikrobia dalam merusak material seperti cat, tekstil, beton baja, dan minyak

• Pencemaran minyak dapat ditanggulangi dengan mikrobia pendegradasi minyak

Mikrobiologi Industri

Produk MIkrobia yang digunakan

Produk industri:

Aseton dan butanol

2,3 butanediol

Enzim protease

Asam amino

Vitamin

Asam organik

Clostridium acetobutylicum

Enterobacter

Bacillus

Corynebacterium glutamicum

Blakesela

Acetobacter

Mikrobiologi Industri

Produk MIkrobia yang digunakan

Produk industri medis:

Antibiotik

Steroid

Insulin

Interferon

Human growth hormone

Biofuels:

Hydrogen

Methane

Streptomyces sp. Bacillus sp.

Arthrobacter

E. coli

Phitosynyhetic bacteria

Methanobacterium sp.

Fermentasi Pangan

• Pengawetan makanan misalnya: Pengasinan sayur (sayur asin, manisan buah)

• Pembuatan makanan & minuman: Yoghurt Keju Tempe, tape Oncom Bir Anggur Wiski Sake Brem

Kerusakan bahan Pangan

• Bahan makanan yang mengandung karbohidrat, protein dan leped dapat dirusak oleh mikrobia

• Makanan kaleng dapat menghasilkan racun (Clostridium botulinum)

Mikrobiologi Pangan

Mikrobia Penyakit Bahan Pangan

Infeksi pangan:

Entheropathogenic E. coli

Salmonella typhymurium

E. coli enteritis

Salmonellosis

Cheese, meats

Meats.poultry, eggs, dairy

Food poisoning:

C. perferingens

C.botulinum

Bacillus cereus

Perferingens

Botulism

poisoning

Meats. Poultry

Fish, canned foodMeats, rice, sereal

Diskusi

1. Produk pangan Indonesia yang dihasilkan secara fermentasi dan sebutkan mikrobia yang berperan

2. Kerusakan pangan yang disebabkan oleh mikrobia

3. Industri yang menghasilkan produk untuk kesehatan, bahan industri

Bioteknologi

Bioteknologi: Proses pemanfaatan sistim hayati untuk menghasilkan barang atau jasaBioteknologi konvensional: industri pangan, obat-obatan, pengolahan limbah, industri minuman dengan menggunakan jasad yang kodratnya tidak diubah.

Bioteknologi modern: pemanfaatan jasad yang sudah diubah kodratnya melalui teknik rekayasa genetika, misalnya penghasilan insulin manusia oleh bakteri Escherichia coli, Tanaman kapas yang tahan terhadap hama karena mengandung gen toksin yang berasal dari bakteri (Bacillus thuringiensis).

Bioteknologi Modern

• Rekayasa genetika: pengubahan kodrat suatu jasad dengan mengubah sifat genetik melalui pemindahan gen dari satu jasad ke jasad lain.

• Contoh: bakteri E. coli dapat menghasilkan insulin manusia karena telah memiliki gen yang mengkode insulin yang berasal dari manusia.

Manfaat Bioteknologi

Membuat terobosan dalam memecahkan masalah yang dihadapi dalam berbagai bidang, misalnya:

• Kesehatan/obat-obatan

• Pertanian/perkebunan/petenakan

• Lingkungan

• Industri pangan

• pertambangan

Produksi Insulin oleh bakteri

Masalah:

• Insulin diperlukan untuk penderita diabetes mellitus

• Sumber insulin sulit diperoleh

• Jumlah sedikit dan mahal

• Sumber berupa hewan memerlukan jumlah yang banyak dan waktu lama

Rekayasa genetika

• Gen yang mengkode insulin pada manusia di isolasi melalui teknik molecular cloning

• Gen lalu dipindahkan ke dalam sel bakteri E. coli• Bakteri E. coli yang telah menerima gen insulin

manusia disebut mikrobia yang telah direkayasa secara genetika (Genetically Engineered Microorganism = GEM)

• E.coli yang tumbuh akan menghasilkan insulin

Keunggulan

• Bakteri dapat tumbuh dalam tempat yang sempit (fermenter)

• Kultivasi bakteri jauh lebih sederhana dari pada memelihara hewan

• Tumbuh cepat ( 24 jam)

• Dapat dihasilkan dalam jumlah yang besar

• Hasilnya: dapat menolong penderita diabetes mellitus

Metode Rekayasa genetika

• Isolasi dan pemurnian gen• Karakterisasi dan identifikasi gen• Penyambungan gen (ligasi) dengan vektor

(plasmid) plasmid rekombinan• Memasukkan plasmid rekombinan ke

dalam jasad penerima (transformasi)• Pemilihan sel penerima gen (seleksi

rekombinan)• Penumbuhan sel rekombinan (ekspresi

gen)

Teknik Rekayasa Genetika

gen cloning↓

Ligasi ↓

Transformasi ↓

Seleksi transforman ↓

Kultivasi transforman↓

Produksi insulin