Upload
andry-sianturi
View
244
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 1/37
PERTUMBUHAN
SELDR MAYA SARAH, ST, MT
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 2/37
KINETIKA PERTUMBUHAN SEL
Pertumbuhan sel dapat dipandang sebagaisuatu rangkaian reaksi kimia yangmengendalikan sintesis penyusunan biomassayang diperoleh pada akhir kultur secaraglobal.
Pertumbuhan sel pada dasarnya merupakansuatu proses biokimia kompleks yang sangatmenakjubkan yang berlangsung karena
adanya akitivitas ribuan enzim (E)menggunakan ribuan produk biokimiaintermedit (X) dalam ribuan reaksi (r)
Berlaku hukum kekekalan massa
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 3/37
Apa itu SUBSTRAT?
Substrat (S) sumber karbon !. Seringdisebut sebagai media atau medium
karena merupakan tempat hidupnyamikroorganisme. "isebut juga sebagaimakanan mikroorganisme karenamikroorganisme meman#aatkan !yang ada untuk pertumbuhan$respirasi dan pembentukan produk#ermentasi
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 4/37
Apa itu Biomassa?
%erupakan massa sel yang terbentukselama pertumbuhan sel.
&umus Biomassa'mum C5H7NO2
ang (*+*)$ biomassa khamir C6H
16O
3N
,umphrey (*-)$ biomassa bakteri C
4,42
H7,3
O1,19
N0,86
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 5/37
Apa itu produkmetao!ik?
Produk metabolik (P) adalah produkantara atau produk akhir yang
terbentuk selama proses konvesibiokimia.
Produk metabolit dapat berupa enzim$ produk #ermentasi$ !/0 dan,0/
(proses aerobik) dan !,1 dan !/0(proses
anaerobik)
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 6/37
Persamaa" reaksipertumu#a"
jenis substrat (S) sustrat se! 2 produkmetao!ik
sumber ! biomassa !/0$ ,0/$ enzim ,$ /$ 3$ P$4 produk #ermentasi
5 jenis substrat
aS 2 a0S0 2 6. biomassa 2 bP 2 b0P026
a$ b koe7sien reaksi$0$.. jlh S atau P
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 7/37
$t# Reaksi u"tuk SistemAeroik
a!s/t,u3v 2 b/0 2 c3,12 !8,9/y3z
2
d!/0 2 e,0/
3eraca ! as : 82d3eraca , au 2 1c : 9 2 0e3eraca / at 2 0b : y 2 0d 2 e3eraca 3 av 2 c : z
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 8/37
Pertumu#a" se! dapater!a"%su"% de"%a" &ara'
() Pertumu#a" *a"% seima"%+Ba!a"&ed %rot#-
.) Pertumu#a" de"%a"
sustrat*a"% teratas +Limiti"%
%rot#
sustrate-
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 9/37
Pertumu#a" *a"%seima"%
+Ba!a"&ed %rot#-"e7nisi
Pertumbuhan pada #aseeksponensial dimana semuakebutuhan terpenuhi
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 10/37
Pertumu#a" *a"%seima"%Sel berkembang biak dari 01 sel dst dan
semua kebutuhan terpenuhi.Pertumbuhan sel dapat diamati berdasarkan a. ;umlah sel (3)
b. 4onsentrasi sel (9) (g<ml)Pertumbuhan sel dari ke 0 disebut generasi
dan seterusnya. ;umlah generasi dirumuskan
" / t0td
n: jumlah generasi
t : 8aktu pertumbuhan
td : doubling time
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 11/37
Huu"%a" 1um!a# se! da"%e"erasi
;umlahgenerasi
;umlah sel
= 0
0 1
> 1 -
? >0
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 12/37
Kur2aPertumu#a" +(-
aktu(detik)
;umlahsel
=
0
0 1
>
1 -
? >0
!ulture
doubling time
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 13/37
Kur2a pertumu#a" +.-
aktu yang dibutuhkan untukpeningkatan populasi dari satu
generasi (nA) ke generasi berikutnya(n) adalah tetap dalam kondisi yangtetap. a. n: t<t
d
: $ t : td
b. n:>
t<td : >$ t : >td
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 14/37
Kur2a pertumu#a" +3-
'ntuk memudahkan penarikankesimpulan$ maka dilakukan
linearisasi kurva pertumbuhan. "aripers ()
Bila pers (>) diplot dalam bentuk
gra7k$ akan diperoleh
!"
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 15/37
ln 3
ln 3=
!"
S!ope / k
tntercept
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 16/37
$Y$LI$AL 4R56THPR5$ESS
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 17/37
Huu"%a" !a1u pertumu#a"da" ko"se"trasi se! +(-
Bila laju pertumbuhan adalah r9 dan r9
C 9= maka dapat dirumuskan
666666.(1) atau 6666666...(?) dimana
r9 laju pertumbuhan
µ laju pertumbuhan spesi7k 9= konsentrasi sel
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 18/37
Huu"%a" !a1u pertumu#a"da" ko"se"trasi se! +.-
Dpabila dinyatakan dalam bentukkonsentrasi sel$ berlaku
inearisasi pers (-)
!"
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 19/37
9
9=
!"
S!ope /
tntercept
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 20/37
Huu"%a" !a1u pertumu#a"da" ko"se"trasi se! +3-
ingkungan yang menyediakansumber ! maksimum akan
menghasilkan pertumbuhan yangoptimum. ,al ini menunjukkan lajupertumbuhan spesi7k (µ) mencapainilai maksimum (µ
ma9
)
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 21/37
td da" ma7 eerapa
mikroor%a"isme
Mikro8
or%a"is
me
td +1am- ma7 +1am8
(-
Bakteri =$> 0$>K#amir $? =$1-Kapa"% > =$0>Se!
ta"ama"
01 =$=0+
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 22/37
Pertumu#a" de"%a"
sustrat*a"% teratas+Limiti"% %rot# sustrate-
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 23/37
Pertumu#a" de"%a" sustratteratas
"e7nisiPertumbuhan dimana jumlah substrat
yang dibutuhkan mikroorganismedalam mediumnya terbatas(mengalami penurunan) akibat dipakaipada tahap pertumbuhanmikroorganisme sebelumnya.
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 24/37
Pe!opor teori' M5N5D
Feori %onod didasarkan padapertumbuhan bakteri E.coli. Feori
%onod didasarkan pada teori %ichaelisG %enten (*>) untuk reaksienzimatis
S 2 E ES E 2 P
Pers. %ichaelis G %enten
S : substrat
E : enzimP : produk
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 25/37
Teori M5N5D +(-
r9 : #(S$9)
aju pertumbuhan sel dipengaruhi
oleh konsentrasi S dan konsentrasi 9 #ungsi S H 9
r9 C 9
=
dimana µ : #(S)
Dpabila konsentrasi substrat terbatas $ sedangkan µ : #(S)
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 26/37
Teori M5N5D +.-
Sehingga
99999+:- PERS) M5N5D Dima"a'
' !a1u pertumu#a" spesi;k+m%0!- ma7' !a1u pertumu#a" spesi;k ma7
+m%0!-
K s ' ko"sta"ta saturasi +saat / <
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 27/37
Ap!ikasi Teori M5N5D
Banyak digunakan untukmenentukan kinetika proses
#ermentasi.Penentuan parameter0 seperti ,
ma7, dan K s dapat dilakukan
berdasarkan dataAdata laboratoriumseperti data konsentrasi sel dan8aktu pengamatan.
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 28/37
Metode B!a&kma", Ha!da"e =$urtis
Penentuan parameter kinetikapertumbuhan sel dari percobaan
skala lab dengan parameter S$ 9 dant. Fahapan Buat tabel data percobaan$
tabel data olahan$ hitung nilai µ daripersamaan
plot nilai µ AvsA S.
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 29/37
Tae! Data Per&oaa"
Ru
"
6aktu, t
+satua"
aktu-
Ko"s)
Sustrat, S
+m%0!-
Ko"s)
Se!, 7
+m%0!-
( t S 9
. t0 S0 90
3 t> S> 9>
) . . .
) . . .
) . . .
" tn Sn 9n
Serkura"%
>
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 30/37
Pe"%o!a#a" Data
4arena laju pertumbuhan merupakanselisih peningkatan sel persatuan8aktu$ maka
Sementara itu nilai rata0
µ dihitung dari pers
! d ! #
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 31/37
Tae! data *a"% te!a#dio!a#
Ru" t 7
(=. It(=. I9(=. (=. µ(=.
.=3 It.=3 I9.=3 .=3 µ.=3
3=@ It3=@ I93=@ 3=@ µ3=@
) . . . . .
"=+"
(-
It"=+"
(-
I9"=+"(
-
"=+"(- µ
"=+"(-
Ru" t 7
(=. It(=. I9(=. µ(=.
.=3 It.=3 I9.=3 µ.=3
3=@ It3=@ I93=@ µ3=@
) . . . . .
"=+"
(-
It"=+"
(-
I9"=+"(
-
µ
"=+"(-
4 ;k d B! k
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 32/37
4ra;k metode B!a&kma"dkk
ma7
/<
ma7
K s SC
+m%0!-
5rde "o!
5rde (
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 33/37
Kesimpu!a" #asi! K s
4 s J S
4 s dapat diabaikan terhadap S Pers %onod menjadi 66reaksi orde nol4 s S &eaksi orde nol hingga reaksi
orde 4 s 5 S S dapat diabaikan terhadap 4 s
Pers %onod menjadi
66reaksi orde dimana 4 adalah suatu konstanta
Kesu!ita"
+.- M t d Li
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 34/37
+.- Metode Li"eea2erda" Burk
Sering disebut K"ouble&eciprocal Dpproach
Persamaan %onod dilinearisasidengan cara membalikpembilang dan penyebut
Fujuannya agar memperolehhubungan antara µ dan Ssehingga dapat diperoleh 4 s dan
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 35/37
Li"earisasi
"ari Pers. %onod
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 36/37
Pers) Li"ier
Lra7k AvsA digambarkan dengan sebagai slope dan sebagai intercept
7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel
http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 37/37
4ra;k