MIKROBIOLOGI INDUSTRI

I. PENDAHULUAN

Outline 1. PENDAHULUAN2. MIKROBIA FERMENTASI3. PRODUKSI ALKOHOL4. ASAM ASETAT5. ASAM SITRAT6. ASAM GLUKONAT

UTS7. ASAM LAKTAT8. ASAM AMINO9. NATA DE COCO-KAMBUCHA10. SCP-ENZIM11. TEMPE-KECAP-ANGKAK

UASPenilaian : 30% UTS; 30%UAS; 30%Tugas; 10%Kehadiran

Industri yang menerapkan mikroorganisme seperti khamir (yeast), fungi ataupun

bakteri.

■ Ciri-ciri strain mikroorganisme yang unggul :

1. Kultur murni

2. Secara genetik stabil

3. Mampu tumbuh dengan cepat dan kuat

4. Dapat memproduksi berbagai sel vegetatif, spora (reproduksi)

5. Menghasilkan produk dalam waktu pendek dan mudah dipisahkan

6. Dapat disimpan dalam waktu lama

7. Tidak menghasilkan racun

FERMENTASI MAKANAN

■ Proses fermentasi merupakan proses yg mendayagunakan aktivitasmetabolisme suatu mikrobia tertentu atau campuran dari berbagaispesies mikrobia yg mengubah bahan baku menjadi berbagai jenisproduk, perkembangan teknologi lebih lanjut perubahan tsb dapatmenggunakan enzim baik bersumber dari bahan baku itu sendirimaupun enzim yang dihasilkan oleh mikrobia

■ Aktivitas metabolisme mikrobia mempunyai dasar yg sama, tetapimasih ditemukan berbagai ragam variasi terhadap pola dasar ini.Hal ini dibuktikan dari berbagai macam bahan baku atau substratyg dapat dicerna oleh suatu jenis mikrobia, dan banyaknya jenisproduk yg dapat dihasilkan pada berbagai kondisi lingkungan ygdiberikan

Produk fermentasi

makanan dapat

dikelompokkan menjadi :

1. Produk makanan

dengan nilai gizi tinggi

2. Produk utama :

ETANOL

3. Produk makanan hasil

fementasi asam

4. Produk penyedap

makanan atau saus

PERANAN M.O DALAM BIDANG

BIOTEKNOLOGI

A. Penghasil Bahan Makanan &

Minuman

B. Penghasil Single Cell Protein

C. Penghasil Energi

D. Penghasil Antibiotik

E. Pencerna Limbah

F. Pemisah Logam Dari Bijih nya

G. Penghasil Asam Amino

H. Meningkatkan Produksi Pertanian

PROFIL PRODUKSI METABOLIT PRIMER

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 8 16 24 32

Jam ke

[Se

l] g

/L

0

100

200

300

400

500

600

Ak

t. P

ro

tea

se

(u

/L)

PROFIL PRODUKSI METABOLIT SEKUNDER

A

B

8

A

B

A. PERTUMBUHAN SEL

B. METABOLIT PRIMER

A. PERTUMBUHAN SEL

B. METABOLIT SEKUNDER

9

Pemanfaatan substrat, tumbuhnya sel, dan melakukanmetabolisme primer (A) dan metabolisme sekunder (B)

METABOLIT PRIMER & SEKUNDER

■ Metabolit primer adalah hasil dari proses metabolisme energi dan merupakan kelanjutan dari pertumbuhan mikroorganisme.

■ Metabolit sekunder adalah hasil dari reaksi kompleks yang terjadi setelah tahap akhir dari pertumbuhan primer.

■ Pada tahap metabolisme sekunder, terbagi ke dalamdua fase, diantaranya:

➢ Fase awal/ Pertumbuhan/ Tropofase➢ Fase proses metabolisme sekunder/ Idiofase

11

(1) Inokulum ragi

dipindahkan ke tangki…

(2) …Sampai terisi

200.000 liter

yang akan difermentasi

(3)Enzim molase yang berupa

gula monomer

untuk menghasilkan

substrat

pada pertumbuhan ragi

(4) Fermentor dicampur

dengan udara agar

pertumbuhannya cepat

dan mencegah terbentuk etanol

(5)Ragi terbentuk

dan siap untuk dikomersilkan

Sifat penting yang harus dimiliki oleh mikroorganisme industri adalah :

■ Tidak berbahaya bagi manusia

■ Harus non patogen dan bebas toksin; atau jika menghasilkan toksin harus segera di-inaktifkan

■ Mudah dipindahkan dari medium biakan

■ Harus dapat direkayasa secara genetik

■ Memiliki karakteristik genetik yang stabil

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN FERMENTASI

KEUNTUNGAN

■ Memperpanjang daya simpan produk pangan

■ Memperbaiki karakteristik adonan roti

■ Meningkatkan tekstur; flavor dan aroma produk pangan

■ Menaikkan kandungan vitamin

■ Meningkatkan daya cerna

■ Menurunkan toksisitas

KERUGIAN

■ Produk menjadi tidak layak untuk dikonsumsi

■ Terbentuk asam dan gas

■ Kondisi tidak sesuai untuk pertumbuhan mikroorganisme

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROBIA

■ Lama fermentasi

■ pH : dari 4,0-8,5 (asam karbonat : H2CO3; Kalsium Karbonat)

■ Terdapatnya udara (aerob)

■ Air

■ Garam

■ Mikroorganisme kontaminan

■ Suhu

■ Konsentrasi / kadar gula

Industri fermentasi komersialKeuntungan Bahan mentah Makanan fermentasi

1. Pengawet Susu Yoghurt; Keju

2. Meningkatkan Keamanan Pangan

- Prod. Asam Buah-buahan Vinegar

-Prod. Asam dan Alkohol BarleyAnggur

BeerWine

-Prod. Bakteriosin Daging Salami

-Menghilangkan komponen toksik KetelaKedele

Gari; MocafKecap

3. Meningkatkan Nilai Nutrisi

-Memperbaiki daya cerna Gandum Roti

-Mempertahankan mikronutrien Sayuran Kimchi; Suerkraut;Pickle

-Meningkatkan kandungan serat Air kelapa Nata de coco

-Sintesa senyawa probiotik Susu Yakult; Yoghurt

4. Memperbaiki Flavor Biji KopiAnggur

KopiWine

Penghasil Bahan Makanan dan Minuman

Adanya jenis jamur digunakan untuk menghasilkan zat pewarna makanan yaitu Jamur Neurospora sitophilla (pada oncom)

dapat menghasilkan zat warna merah atau oranye. Merupakan zat pewarna alami bersifat lebih aman dibandingkan dengan pewarna buatan, karena tidak mengandung bahan sintesis.

Gambar :■ Kiri : Neurospora sitophilla yg tumbuh oncom■ Kanan : Neurospora sitophilla melalui mikroskop

Contoh pd pembuatan roti, ragi Sacharomyces ditambahkan pada adonan tepung gandum sehingga terjadi proses fermentasi, persamaan reaksinya sebagai berikut:

C6H12O6 --> 2 C2H5OH + 2CO2 + 21 kal + 2 ATP

Gelembung – gelembung gas CO2 yang terbentuk oleh Mikroorganisme berguna untuk mengembangkan adonan roti, sedangkan alkoholnya dibiarkan menguap.

Penggunaan jasa mikroorganisme untuk mengubah makanan

Melalui proses fermentasi yang dilakukan mikroorganisme, bahan makanan tertentu diubah menjadi bahan bentuk

lain sehingga cita rasanya lebih menarik atau mengandung nilai gizi yang lebih tinggi.

Contoh makanan ini ialah

keju, mentega, yoghurt ,roti, alkohol, dan cuka.

Pembuatan Keju

Selanjutnya bakteri yang dibiarkan pd media keju → proses fermentasi →memberikan suasana asam.

Selain itu, juga memberikan cita rasa khas & bau harum (aroma) pd produk susu tsb.

Makin lama masa inkubasinya, makin tinggi keasamannya dan makin tajam cita rasanya. Mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan keju ialah jamur Penicillium camemberti.

■ Gbr kiri : Urat-urat biru yang tampak pada keju Roquefort disebabkan oleh jamur Penicillium roquefortii. Jamur ini membuat permukaan keju menjadi licin

■ Gbr kanan : keju Camemberti ditumbuhi jamur putih kelabubernama Penicillium camemberti. Jamur ini menyebabkan warnanya menjadi kekuning-kuningan.