Makalah Mikrobiologi

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan yang Maha Esa atas rahmat dan hidayah-Nya akhirnya kami dapat menyelesaikan tugas mata kuliah Mikrobiologi Industri dengan membahas PERAN MIKRO ORGANISME DALAM BIDANG INDUSTRI dalam bentuk makalah. Industri yang dibahas di makalah ini melainkan, Industri Bioteknologi, Industri Pangan, Industri Kimia dan Industri Farmasi. Makalah ini disusun guna memenuhi tugas yang diberikan sebagai bahan pertimbangan nilai. Semoga makalah ini, dapat bermanfaat dan menjadi sumber pengetahuan bagi pembaca. Dan apabila dalam pembuatan makalah ini terdapat kekurangan kiranya pembaca dapat memakluminya. Akhir kata dengan kerendahan hati, kritik dan saran sangat kami harapkan demi penyempurnaan makalah ini. Sekian dan terima kasih.

Bandar Lampung, 17 Desember 2013

Penyusun

1|Eksploitasi Potensi Mikroorganisme

DAFTAR ISI Kata Pengantar

1

Daftar Isi

2

Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

3

1.2 Rumusan Masalah

3

1.3 Tujuan

4

Bab 2 Pembahasan 2.1 Potensi Mikroorganisme di Industri Bioteknologi

5

2.2 Potensi Mikroorganisme di Industri Pangan

9

2.3 Potensi Mikroorganisme di Industri Kimia

20

2.4 Potensi Mikroorganisme di Industri Farmasi

32

Bab 3 Penutup Kesimpulan

39

Daftar Pustaka

40


DAFTAR ISI Kata Pengantar

1

Daftar Isi

2

Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

3

1.2 Rumusan Masalah

3

1.3 Tujuan

4

Bab 2 Pembahasan 2.1 Potensi Mikroorganisme di Industri Bioteknologi

5

2.2 Potensi Mikroorganisme di Industri Pangan

9

2.3 Potensi Mikroorganisme di Industri Kimia

20

2.4 Potensi Mikroorganisme di Industri Farmasi

32

Bab 3 Penutup Kesimpulan

39

Daftar Pustaka

40


BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sebagai salah satu negara yang memiliki biodiversitas sangat besar, Indonesia menyediakan banyak sumberdaya alam hayati yang tak ternilai harganya, dari bakteri hingga jamur, tumbuhan, dan hewan. Pencarian isolat dan jenis organisme yang potensial untuk digunakan dalam bidang industri, pertanian, dan kesehatan merupakan pekerjaan yang harus terus dilakukan. Potensi yang tersimpan ini dapat diangkat untuk tujuan pengembangan industri dalam negeri. Banyak dari kita menyangka bahwa semua bakteri menyebabkan penyakit. Sesungguhnya hanya sebagian kecil saja yang memiliki potensi patogen, selebihnya dapat dimanfaatkan untuk untuk tujuan kesejahteraan manusia. Pengetahuan tentang keanekaragaman biologi mikroba berhubungan dengan kekayaan jenis, distribusi lokal dan global, dan fungsi dalam ekosistem terlihat belum lengkap. Berapa sesungguhnya jumlah jenis mikroba sampai saat ini belum diketahui. Dalam forum-forum resmi keanekaragaman mikroba sering terabaikan, padahal mikroba mengkatalisis transformasi unik dan murah dalam siklus biogeokimia dalam biosfer, memproduksi komponen-komponen penting dalam atmosfer bumi, dan mewakili bagian yang besar dari keanekaragaman genetik organisme. Disamping itu secara khusus mikroba telah digunakan untuk tujuan lain misalnya sebagai agen pengendali hama dan penyakit, agen bioremediasi dan biodegaradasi bahan pencemar, agen penghasil protein dan enzim-enzim penting yang telah dimanfaatkan dunia, agen-agen dalam bioteknologi modern, dan digunakan untuk menguak rahasia kehidupan bumi dan jagad raya. Karena nilai penting yang berhubungan langsung sebagai sumber utama dalam pengembangan bioteknologi, pelestarian microbial gene pools merupakan hal yang sangat mendesak untuk dikerjakan.

1.2 Rumusan Masalah Bagaimana peran mikroorganisme dalam bidang industry. Kompetensi dasar :

Mahasiswa

dapat menemukan

dan dan

menjelaskan potensi

mikroorganisme untuk kemudahan manusia. Indikator

:

Menemukan dan menjelaskan produk-produk industry yang

dihasilkan dengan peran mikroorganisme 3|Eksploitasi Potensi Mikroorganisme

Sub Bab

:

a) Bidang industry Bioteknologi b) Bidang industry Pangan c) Bidang industry Kimia d) Bidang industry Farmasi

1.3 Tujuan 1. Mahasiswa dapat menemukan dan menjelaskan potensi mikroorganisme untuk kemudahan manusia. 2. Mahasiswa dapat menemukan dan menjelaskan produk-produk industry yang dihasilkan dengan peran mikroorganisme


BAB 2 PEMBAHASAN 2.1 Peran Mikroorganisme pada Industri Bioteknologi

Bioteknologi industri adalah aplikasi bioteknologi untuk memenuhi tujuan aktivitas industri, termasuk manufaktur, bioenergi, dan biomaterial. Juga mencakup penggunaan sel dan komponen sel seperti organel dan enzim untuk menghasilkan produk. Bioteknologi mampu mempengaruhi berbagai industri kimia karena banyak produknya mampu dihasilkan secara efisien dengan bioteknologi. Selain itu, bioteknologi juga menjadikan banyak industri terkait secara signifikan menjadi kurang bergantung pada bahan bakar fosil. Produksi penisilin dapat menjadi contoh bagaimana bioteknologi tumpang tindih dengan industri lain seperti farmasi. Berdasarkan klasifikasi yang diberikan Biotechnology Industry Organization, terdapat tiga tahap industrialisasi bioteknologi. Tahap pertama adalah bioteknologi hijau yang pertama kali berkembang dalam bentuk industri pertanian. Tahap kedua yaitu industri farmasi dan bioteknologi kedokteran. Dan tahap ketiga adalah bioteknologi industri di mana bioteknologi diindustrialisasikan secara besar-besaran di semua sektor industri, terutama di bidang energi (bioenergi) dan bioproses. Bioteknologi industri sangat terkait dengan perubahan iklim, terutama dalam kemampuannya menggunakan material biologis dalam menangkap karbon di udara selama proses produksi berlangsung dan produksi bioenergi untuk bahan bakar industri. Bioenergi juga menghasilkan emisi seperti bahan bakar pada umumnya, namun dikategorikan ramah lingkungan karena selama proses produksi berlangsung sejumlah karbon dioksida diserap dari udara. Bioteknologi industri juga mampu mengurangi penggunaan lahan yang biasanya digunakan untuk menanam bahan pangan. Bioteknologi industri mampu menghasilkan bahan pangan bernutrisi lengkap di dalam laboratorium menggunakan alga. Selain itu, aplikasi produk bioteknologi industri juga bisa digunakan di lahan pertanian, misal pupuk hayati untuk diaplikasikan ke tanaman pertanian sehingga produksi bahan pangan meningkat. Bioteknologi industri juga mampu mengurangi persaingan antara kebutuhan bahan bakar dan kebutuhan bahan pangan karena mampu mengolah bahan non-pangan (seperti selulosa dan lemak nabati non-pangan (minyak jarak, minyak nyamplung)) menjadi bahan bakar. Persaingan ini terutama terjadi pada 5|Eksploitasi Potensi Mikroorganisme

produksi tebu sebagai bahan baku industri etanol dan gula, dan produksi kelapa sawit untuk industri biodiesel dan minyak goreng. Bioteknologi industri juga mampu mengolah sampah pertanian menjadi bahan baku industri, bahan siap pakai, dan energi; serta menggantikan penggunaan bahan baku industri yang tidak ramah lingkungan, misal menggantikan plastik dengan bioplastik. Perkembangan bioteknologi : 1. Era bioteknologi generasi pertama (bioteknologi sederhana). Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan. Contoh: pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.

2. Era bioteknologi generasi kedua. Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril. Contoh: a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat b. pengolahan air limbah c. pembuatan kompos

3. Era bioteknologi generasi ketiga. Proses dalam kondisi steril. Contoh: produksi antibiotik dan hormon

4. Era bioteknologi generasi baru (bioteknologi baru). Contoh: produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal



Bioteknologi Dalam Produksi Pangan 1) MAKANAN BAHAN SUSU Prinsipnya adalah memfermentasi susu menghasilkan asam laktat. 

Keju Mikroba: Propiabacterium (bakteri asam laktat) yang juga berperan memberi rasa dan tekstur keju.




Yoghurt Mikroba: o

Lactobacillusbulgaris Þ pemberi rasa dan aroma

o

Streptococcus thermophilus Þ menambah keasaman

o

Mentega Mikroba: Leuconostoc cremoris

2) MAKANAN NONSUSU 

Roti, asinan, dan alkohol (bir, anggur “wine”, rum), oleh ragi



Kecap, oleh Aspergillus oryzae



Nata de Coco, oleh Acetobacter xilinum Prinsipnya adalah pemecahan amilum oleh mikroba menghasilkan gula, yang kemudiandifermentas



Cuka, oleh Acetobacter aseti Alkohol difermentasi dalam kondisi aerob



Bioteknologi dalam industry farmasi: produksi penisilin, produksi antibiotik, hormon, interferon, antibodi monoklonal, dst



Bioteknologi dalam industry kimia: a) Produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat b) pengolahan air limbah c) pembuatan kompos

Mikroorganisme dan zat yang biasa digunakan dalam Industri Bioteknologi 1. Asam Sitrat mikroba : Aspergillus niger bahan : tetes gula dan sirup Fs. Asam Sitrat : pemberi citarasa, pengemulsi susu, dan antioksidan. Umumnya asam ini banyak terdapat pada jeruk.

2. Vitamin - B1 oleh Assbya gossipii - B12 oleh Propionibacterium dan Pseudomonas


3. Enzim



Amilase Þ digunakan dalam produksi sirup, kanji, glukosa. Glukosa isomerase : mengubah amilum menjadi fruktosa. Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan sukrosa. mikroba: Aspergillus niger Aspergillus oryzae Bacillus subtilis



Protease o

o

digunakan antara lain dalam produksi roti, bir protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dancampuran deterjen untuk menghilangkan noda protein mikroba: Aspergillus oryzae Bacillus subtilis



Asam Amino - asam glutamat Þ bahan utama MSG (Monosodium Glutamat) - Lisin Þ asam amino esensial, dibutuhkan dalam jumlah besar oleh ternak. Keduanya oleh Corynobacterium glutamicum



Lipase Antara lain dalam produksi susu dan keju Þ untuk meningkatkan citra rasa. Mikroba :Aspergillus niger Rhizopus spp


2.2 Peran Mikroorganisme pada Industri Pangan

Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan khamir (kapang) dengan alasan sebagai berikut: 1. pertumbuhannya cepat, walaupun dalam skala besar seperti industri; 2. sel-selnya mengandung protein yang tinggi; 3. dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya, misalnya dari limbah pertanian; 4. menghasilkan produk yang tidak toksik; 5. sebagai organisme hidup, reaksi biokimianya dikontrol oleh enzim yang berarti tidak memerlukan tambahan reaktan dari luar. Pemanfaatan mikroorganisme telah digunakan pada bioteknologi tradisional maupun modern. Bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme, antara lain: digunakan dalam bidang pangan, obat-obatan, pembasmian hama tanaman, pencemaran, dan pemisahan logam dari bijih logam.

Fermentasi

Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mampu melakukan proses fermentasi dan hal ini telah banyak diterapkan pada pengolahan berbagi jenis makanan. Bahan pangan yang telah difermentasi pada umumnya akan memiliki masa simpan yang lebih lama, juga dapat meningkatkan atau bahkan memberikan cita rasa baru dan unik pada makanan tersebut. Beberapa

No.

makanan

Nama

produk

makanan

hasil

fermentasi

atau Bahan baku

dan

mikroorganisme

Lactobacillus

Yoghurt

susu

2.

Mentega

susu

Streptococcus lactis

3.

Terasi

ikan

Lactobacillus sp.

4.

Asinan buah-buahan

buahan

berperan:

Bakteri yang berperan

1.

buah-

yang

thermophilus

Lactobacillus sp.


bulgaricus danStreptococcus

5.

Sosis

daging

Pediococcus cerevisiae

6.

Kefir

susu

Lactobacillus bulgaricus danStreptococcus lactis

Beberapa spesies bakteri pengurai dan patogen dapat tumbuh di dalam makanan Kelompok bakteri ini mampu memetabolisme berbagai komponen di dalam makanan dan kemudian menghasilkan metabolit sampingan yang bersifat racun. Clostridium botulinum, menghasilkan racun botulinin, seringkali terdapat pada makanan kalengan dan kini senyawa tersebut dipakai sebagai bahan dasar botox. Beberapa contoh bakteri perusak makanan: 

Burkholderia

gladioli (sin. Pseudomonas

cocovenenans),

menghasilkanasam

bongkrek, terdapat pada tempe bongkrek 

Leuconostoc mesenteroides, penyebab pelendiran makanan, penurunan pH, dan pembentukkan gas.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu.Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-9.Bioteknologi dengan menggunakan mikroorganisme dapat menghasilkan makanan dan minuman karena dapat tumbuh dengan cepat, mengandung protein yang cukup tinggi dan dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya misalnya dari limbah dapat menghasilkan produk yang tidak toksik dan reaksi biokimianya dapat dikontrol oleh enzim organisme itu sendiri. Mikroorganisme dapat menjadi bahan pangan ataupun mengubah bahan pangan menjadi bentuk lain. Proses pembuatan pangan yang dibantu oleh mikroorganisme misalnya melalui fermentasi, seperti keju, yoghurt, dan berbagai makanan lain termasuk kecap dan tempe. Pada masa mendatang diharapkan peranan mikroorganisme dalam penciptaan makanan baru seperti mikroprotein dan protein sel tunggal. Mengenal sifat dan cara hidup mikroorganisme juga akan sangat bermanfaat dalam perbaikan teknologi pembuatan makanan.

Mikroorganisme pengubah dan penghasil makanan dan minuman

Proses fermentasi dari suatu organisme dapat mengubah suatu makanan dan minuman. Proses fermentasi merupakan perubahan enzimatik secara anaerob dari suatu senyawa organik dan menjadi produk organik yang lebih sederhana. Hal tersebut disebabkan 10 | E k s p l o i t a s i P o t e n s i M i k r o o r g a n i s m e

mikroorganisme dapat tumbuh menjadi dua kali lipat dan juga massa mikroba minimal mengandung 40% protein dan memiliki kandungan vitamin dan mineral yang tinggi. Beberapa jenis mikroorganisme dalam produk makanan dan minuman adalah sebagai berikut.

a) Pembuatan Tape Tape

merupakan

makanan

hasil

fermentasi

yang

mengandung

alkohol.Makanan ini dibuat dari beras ketan ataupun singkong dengan jamur Endomycopsis fibuligera, Rhizopus oryzae, ataupun Saccharomyces cereviceae sebagai ragi. Ragi tersebut tersusun oleh tepung beras, air tebu, bawang merah dan putih, kayu manis. Sebelum membuat tape perlu diperhatikan untuk menghasilkan kualitas yang bagus, warnanya menarik, rasanya manis dan strukturnya lembut dengan menggunakan cara antara lain: a. bahan dasar singkong atau beras ketan memiliki kualitas baik; b. memperhitungkan macam dan banyak ragi yang digunakan; c. memilih cara pemasakan bahan dasar (ditanak atau direbus); d. memilih cara menyimpan tape (dengan plastik atau daun); e. memperhatikan keadaan lingkungan pada saat menyimpannya. Adakalanya

pembuatan

tape

ketan

dilanjutkan

menghasilan brem, baik untuk diminum atau untuk kue.

11 | E k s p l o i t a s i P o t e n s i M i k r o o r g a n i s m e

yang

akhirnya

akan

b) Pembuatan Tempe Tempe adalah makanan yang populer di negara kita. Meskipun merupakan makanan yang sederhana, tetapi tempe mempunyai atau mengandung sumber protein nabati yang cukup tinggi. Tempe terbuat dari kedelai dengan bantuan jamur Rhizopus sp. Jamur ini akan mengubah protein kompleks kacang kedelai yang sukar dicerna menjadi protein sederhana yang mudah dicerna karena adanya perubahan perubahankimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. Selama proses fermentasi kedelai menjadi tempe, akan dihasilkan antibiotika yang akan mencegah penyakit perut seperti diare.


c) Pembuatan Oncom Oncom merupakan makanan yang dikenal di kawasan Jawa Barat.Oncom terbuat dari ampas tahu, yaitu ampas kedelai dengan bantuan jamur Neurospora sitophila. Jamur ini dapat menghasilkan zat warna merah atau oranye yang merupakan pewarna alami. Neurospora dapat mengeluarkan enzim amilase, lipase protease yang aktif selama proses fermentasi. Selain itu, juga dapat menguraikan bahan-bahan dinding sel ampas kacang kedelai, singkong, atau kelapa.Fermentasi ini juga menyebabkan terbentuknya sedikit alkohol dan berbagai ester yang beraroma sedap.


d) Pembuatan Kecap Kecap terbuat dari kacang kedelai berwarna hitam.Untuk mempercepat fermentasi biasanya dicampurkan sumber karbohidrat atau energi yang berbentuk tepung beras atau nasi, sedangkan warna larutan kecap yang terjadi, tergantung pada waktu. Perendaman kedelai dilakukan dalam larutan garam, maka pembuatan kecap dinamakan fermentasi garam. Fermentasi pada proses pembuatan kecap dengan menggunakan jasmur Aspergillus wentii dan Rhizopus sp. Coba Anda perhatikan beberapa kecap di pasaran, ada yang kental, ada pula yang encer. Kecap yang kental karena banyak ditambahkan gula merah, gula aren, atau gula kelapa, sedangkan kecap yang encer dikarenakan mengandung lebih banyak garam.Ada juga kecap ikan, kecap udang, dan sebagainya. Itu bisa dilakukan karena selama proses pembuatan ada penambahan sari ikan ataupun sari udang ke dalamnya.

e) Pembuatan Asinan Sayuran Asinan sayuran merupakan sayuran yang diawetkan dengan jalan fermentasi asam.Bakteri yang digunakan adalah Lactobacillus sp., Streptococcus sp., dan Pediococcus.Mikroorganisme tersebut mengubah zat gula yang terdapat dalam sayuran menjadi asam laktat. Asam laktat yang terbentuk dapat membatasi pertumbuhan mikroorganisme lain dan memberikan rasa khas pada sayuran yang difermentasi atau sering dikenal dengan nama „acar‟.


f) Pembuatan Roti Proses fermentas pada pembuatan rotii ini dengan bantuan dari yeast atau khamir yaitu sejenis jamur. Yeast yang ditambahkan pada adonan tepung akan menjadikan proses fermentasi, yaitu akan menghasilkan gas karbon dioksida dan alkohol. Gas karbon dioksida tersebut dapat berguna untuk mengembangkan roti, sedangkan alkohol dibiarkan menguap. Selanjutnya, akan terlihat jika adonan tersebut dioven akan tampak lebih mengembang dan ukurannya membesar, hal ini dikarenakan gas akan mengembang jika temperatur tinggi.

g) Pembuatan Keju Pada umumnya keju disukai banyak orang. Keju dibuat dari air susu yang diasamkan

dengan

memasukkan

bakteri,

yaitu

Lactobacillus

bulgarius

dan

Streptococcus thermophillus. Untuk mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat) susu dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu dengan maksud untuk membunuh bakteri yang berbahaya agar berhasil dalam proses pembuatannya. Selanjutnya,

ditambahkan

campuran

enzim

yang

mengandung

renin

untuk

menggumpalkan susu sehingga terbentuk lapisan, yaitu berupa cairan susu yang harus dibuang, sedangkan bagian yang padat diperas dan dipadatkan. Enzim tersebut akan menambah aroma dan rasa, juga akan mencerna protein dan lemak menjadi asam amino. Umumnya keju dapat dikelompokkan menurut kepadatannya yang dihasilkan dalam proses pemasakan. Keju menjadi keras apabila kelembabannya kecil dan pemampatannya besar.Jika masa inkubasinya semakin lama, maka keasamannya 15 | E k s p l o i t a s i P o t e n s i M i k r o o r g a n i s m e

makin tinggi sehingga cita rasanya makin tajam. Misalnya, keju romano, parmesan sebagai keju sangat keras, keju cheddar, swiss sebagai keju keras yang berperan Propioniobacterium sp., keju roqueorforti yang berperan Pennicilium reguerforti sebagai keju setengah lunak, keju camemberti sebagai keju lunak yang berperan Pennicilium camemberti.

h) Pembuatan Yoghurt Yoghurt

merupakan

minuman

yang

terbuat

dari

air

susu.

Apabila

dibandingkan dengan susu biasa, yoghurt dapat memberikan efek pengobatan terhadap lambung dan usus yang terluka. Selain itu, yoghurt dapat menurunkan kadar kolesterol dalam darah sehingga mencegah penyumbatan di pembuluh darah. Dalam proses pembuatannya, air susu dipanaskan terlebih dahulu agar tidak terkontaminasi bakteri yang lain. Setelah dingin, ke dalam air susu dimasukkan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus termophillus. Susu dibiarkan selama 4-6 jam pada suhu 38 C – 44 C atau selama 12 jam pada suhu 32 C. Pada masa inkubasi akan dihasilkan asam laktat, asam inilah yang membuat yoghurt berasa asam, dapat juga ditambahkan dengan buah, kacang, atau rasa lain yang diinginkan.


i) Protein Sel Tunggal (PST) Protein sel tunggal merupakan protein yang dihasilkan oleh mikroorganisme misalnya ganggang, bakteri dan berada di dalam sel mikroorganisme tersebut, coba Anda buka kembali pelajaran kelas X. Mikroorganisme tersebut memiliki protein yang beratnya mencapai 80 % dari berat total sel. Jika mikroorganisme tersebut memiliki kemampuan reproduksi yang sangat cepat, maka akan dihasilkan protein dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang singkat.

j) MINUMAN KERAS Hampir semua pembuatan minuman beralkohol, seperti bir, ale, dan anggur memerlukan jasa mikroorganisme. Bir dan ale dibuat dari tepung biji padi-padian yang difermentasi oleh ragi. Ragi tidak dapat menggunakan tepung secara langsung. Tepung tersebut diubah terlebih dahulu menjadi glukosa atau maltosa. Selanjutnya, glukosa dan maltosa difermentasi menjadi etanol dan CO2. Dalam proses pembuatan minuman ini, malting, yaitu biji padi-padian dibiarkan berkecambah, terus 17 | E k s p l o i t a s i P o t e n s i M i k r o o r g a n i s m e

dikeringkan, selanjutnya digiling menghasilkan malt. Malt ini mengandung enzim amilase yang mampu mengubah amilum menjadi glukosa dan maltosa sehingga dapat difermentasi oleh ragi. Pada pembuatan minuman keras berkadar alkohol tinggi, seperti vodka, wiski, dan rum, karbohidrat dari biji padi-padian, kentang dan sirup atau tetes gula difermentasi menghasilkan alkohol. Selanjutnya, alkohol ini disuling untuk menghasilkan minuman berkadar alkohol tinggi. Minuman anggur atau wine dapat dibuat dari buah anggur maupun dari buah lain. Karena buah anggur mengandung gula, maka langsung dapat difermentasikan oleh ragi. Jika bahannya selain buah anggur, untuk meningkatkan produksi alkoholnya perlu ditambah gula.

Daftar Pembuatan Makanan dengan organisme yang dibutuhkan : No.

Produk/Makanan

Bahan mentah

Mikroorganisme

Lokasi produk

Produk dari Perusahaan Susu

1

Keju Swiss

Susu

Keju (masak)

Dadih susu

Keju biru

susu

3

Krim asam

Susu skim

4

Kefir

Susu

2

Propioni bacterium skerma manisi Streptococcus sp. Penicillium roqueforti Leuconostoc sp.

Eropa, Amerika

Meliputi seluruh dunia


Meliputi seluruh

Lactobacillus lactis

dunia


Asia Barat Daya


Lactobacillus bulgaricus Candida sp. L. bulgaricus 5

Kurmiss

Susu kuda atau

Lactobacillus

Domba

leichmannii

Rusia

Candida sp. Streptococcus 6

Yogurt

Susu

thermophilus L. bulgaricus

7

Taette

Susu

S. lactis var taette

Meliputi seluruh dunia Skandinavia

Produk Daging dan Ikan

Eropa, Amerika

1

Sosis kering

Daging sapi

Pediococcus cereviceae

2

Saus ikan

Ikan kecil

Halophilic becillus sp

Asia Tenggara

Lactobacillus sp.

Jepang

Candida krussek

Afrika, Amerika

Geitrichum sp.

Serikat

3

Izushi

Ikan segar beras sayuran

Serikat

Produk Tanaman Bukan Minuman

1

2

Biji cokelat

Biji kopi

3

Kimchi

4

Miso

Buah cokelat

Buah kopi

Kubis dan sayuran lainnya Kacang kedelai

Erwinia dissolvens Saccharomyces sp.

Bakteri asam laktat Aspergillus oryzae Saccharomyces ruoxii Leuconostic

5

Olive

Olive hijau

mesenterodes Lactobacillus pantarum

6

Tauco

Kedelai

Aspergillus oryzae


Brasil, Kongo, Hawaii, India Korea

Jepang

Meliputi seluruh dunia Asia

A. oryzae atau 7

Kecap

Kedelai

Aspergillus soyae

Jepang, Indonesia

S. ruoxii

8

Tempe

Kedelai

Rhizopus oligosporus Rhizopus oryzae

Indonesia, Suriname, Irian Timur (Papua)

Roti

Tepung beras 1

Idli

Leuconostoc

India bagian

mesenteroides

selatan

Tepung

Saccharomyces

Meliputi seluruh

gandum

cerevisiae

dunia

& tepung kacang

2

3

kue-kue

Roti adonan Masaur

Tepung gandum

California bagian Saccharomyces exyguus


utara (Amerika Serikat)

2.3 Peran Mikroorganisme pada Industri Kimia

Dari segi perindustrian mikroba merupakan pabrik zat kimia yang mampu melakukan perubahan yang dikehendaki.Mikroba merombak bahan mentah dan mengubah bahan mentah menjadi suatu produk baru. Beberapa prasyarat yang perlu dipenuhi bagi suatu proses dalam mikrobiologi adalah: a. Organisme Organisme Yang akan dipakai proses harus dapat menghasilkan produk yang dikehendaki dalam jumlah yang cukup banyak. Harus memiliki sifat-sifat yang stabil dan mampu tumbuh pesat dan hebat, serta tidak patogenik.Mikroba yang digunakan dalam industry adalah kapang, khamir, bakteri, dan virus. b. Medium Medium, Termasuk substrat yang digunakan oleh organisme untuk membuat produk baru harus murah dan tersedia dalam jumlah yang banyak. Misalnya, limbah yang banyak mengandung nutrient dari industri persusuan dan industri kertas untuk menghasilkan bahan-bahan yang bernilai tinggi. c. Hasil Fermentasi industri dilakukan dalam tangki-tangki besar. Produk metabolisme mikroba biasanya merupakan campuran heterogen yang terdiri dari sel-sel mikroorganisme dalam jumlah yang luar biasa banyaknya, komponenkomponen medium yang tidak terpakai, dan produk-produk metabolisme yang tidak dikehendaki.Karena itu, harus dikembangkan metode-metode yang mudah dilaksanakan dalam skala besar untuk memisahkan dan memurnikan produk akhir yang diinginkan.

Beberapa Produk Industri kimia yang Dihasilkan Mikroba:

Produk Dihidroksiaseton

Mikroba Gluconobacter suboxydans

Asam 2-ketoglukonat Pseudomonas spp Asam 5-ketoglukonat Gluconobacter suboxydans

Kegunaan Bahan kimia Intermediat untuk asam Daraboaskorbat Intermediate untuk asam tartarat


Asam laktat

Lactobacillus delbrueckii

Produk pangan, tekstil dan penatu, pembuatan bahan kimia, menghilangkan kapur dari kulit binatang

Amylase (pencerna Bacillus subtilis

Memodifikasi pati, merekat kertas,

pati)

melepaskan perekat tekstil, pembuatan kue/roti, pembuatan sirup glukosa

Protease

Bacillus subtilis

Memperhalus struktur kulit hewan, melepaskan serat, penghilang noda, pengempuk daging, pencuci luka

Invertase (pencerna

Saccharomyces cerevisiae

Membuat permen lunak

Leconostoc mesenteroides

Stabilisator dalam produk pangan,

sukrosa) Dekstran

pengganti plasma darah Sorbose

Gluconobacter suboxydans

Pembuatan asam arkorbat

Asam glutamate

Propionibacterium

Pelengkap makanan dan makanan

reudenreichii Lisin Streptokinase Asam fumarat

Brevibacterium spp icrocccus glutamicus spergillus wentiiRhizopus nigricans

Asam glukonat

spergillus nigerAspergillus terreus

Asam itakonat

spergillus wentii

ternak Aditif makanan Aditif makanan ternak Produk pangan, obat, untuk transfusi darah Pembuatan resin sintesis yang dapat tahan lama, zat pembasah Produk farmasi, tekstil, kulit, fotografi

Pektinase

spergillus aereus

Pembuatan resin sintesis yang dapat tahan lama, zat pembasah

Asam giberelat

Rhizopus nigricans

Bahan penjernih di industry sari buah, obat-obatan


Asam laktat

Rhizopus oryzae

Merangsang pembuahan, produksi bijiBahan makanan dan farmasi

Penisilin



Penicilium notatum

Antibiotika

Peran Rekayasa Genetika Mikroba Dalam Industri Insulin: Insulin (bahasa latin: insula, “pulau”, karena diproduksi di pulau-pulau Langerhans di pankreas) adalah sebuah hormon

polipeptida yang mengatur

metabolisme karbohidrat. Selain merupakan “efektor” utama dalam homeostasis karbohidrat, hormon ini juga ambil bagian dalam metabolisme lemak (trigliserida) dan

protein.Hormon

ini

memiliki

properti

anabolik.Hormon

tersebut

juga

mempengaruhi jaringan tubuh lainnya. Insulin menyebabkan sel (biologi) pada otot dan adiposity menyerap glukosa dari

sirkulasi

darah

melalui

transporter

glukosa

GLUT1

dan

GLUT4 dan

menyimpannya sebagai glikogen di dalam hati dan otot sebagai sumber energi. Kadar insulin yang rendah akan mengurangi penyerapan glukosa dan tubuh akan mulai menggunakan lemak sebagai sumber energi. Secara normal insulin dihasilkan oleh pankreas.

Dalam keadaan sehat

pankreas secara spontan akan memproduksi insulin saat gula darah tinggi. Prosesnya sebagai berikut : jika gula darah rendah glukagon akan dibebaskan oleh sel alfa pankreas, kemudian hati akan melepaskan gula ke darah yang mengakibatkan kadar gula darah normal. Sebaliknya jika gula dalam darah tinggi, insulin akan dibebaskan oleh sel beta pankreas, kemudian sel-sel lemak akan mengikat gula darah, yang mengakibatkan kadar gula darah normal. Struktur insulin manusia terdiri dari dua rantai polipeptida yang dihubungkan oleh ikatan disulfida, yaitu polipeptida alfa dan beta.Polipeptida alfa mengandung 21 asam amino sedang polipeptida beta mengandung 30 asam amino. Apabila urutan asam amino suatu polipeptida diketahui maka dengan menggunakan kode genetika dapat pula diketahui urutan nukleotida gena(DNA) yang mengkodenya. Insulin digunakan dalam pengobatan beberapa jenis diabetes melitus. Pasien dengan diabetes mellitus tipe 1 bergantung pada insulin eksogen (disuntikkan ke bawah kulit/subkutan) untuk keselamatannya karena kekurangan absolut hormon tersebut, pasien dengan diabetes mellitus tipe 2 memiliki tingkat produksi insulin 23 | E k s p l o i t a s i P o t e n s i M i k r o o r g a n i s m e

rendah ataukebal insulin, dan kadang kala membutuhkan pengaturan insulin bila pengobatan lain tidak cukup untuk mengatur kadar glukosa darah. Sejenis

mikroba berupa Eschericia coli yang dapat melakukan proses

metabolisme. Dari hasil metabolisme tersebut dapat menghasilkan insulin yang dapat digunakan penderita DM. Sebelum era rekayasa genetika, insulin yang diperlukan untuk mengobati penderita DM diperoleh dari hewan. Insulin yang dihasilkan oleh pankreas sapi atau babi digunakan untuk pengobatan DM pada manusia. Jika dibandingkan dengan insulin dari ekstraksi pankreas sapi yang hanya menghasilkan ½ cc saja, insulin babi dapat menghasilkan sekitar 1 L insulin dari gen pankreas yang diklon dalam ragi pada tabung fermentor kapasitas 1000 L. Bila diamati dengan cermat, secara ilmiah organ yang ada pada babi memiliki perwujudan yang sangat serasi dengan manusia. Perbandingan lain juga ditemukan dari hasil struktur kimia yang dimiliki oleh babi, ternyata struktur insulin yang dimiliki oleh pankres babi memiliki bentuk yang hampir sama dengan insulin manusia, yaitu : 

Insulin Manusia : C256H381N65O76S6 MW = 5807,7



Insulin Babi : C257H383N65O77S6 MW = 5777,6

Namun cara ini mempunyai kelemahan, yaitu terbatasnya insulin yang dapat diproduksi oleh pankreas, yang tidak sebanding dengan jumlah penderita DM yang membutuhkan insulin. Selain itu memungkinkan adanya efek samping karena insulin yang dihasilkan tidak sama persis dengan insulin manusia. Penemuan teknik rekayasa genetika pada E. coli untuk menghasilkan insulin, jauh lebih menguntungkan karena yang dihasilkan adalah insulin manusia sehingga tidak memberikan efek sampingan seperti halnya insulin hewan serta dapat dihasilkan banyak insulin dalam waktu yang relatif pendek. Hal ini dikarenakan waktu generasi E. coli yang cukup pendek, yaitu hanya 20 menit, sehingga setiap 20 menit, satu sel E. coli membelah menjadi 2 sel. Penggunaan mikroba dalam produksi insulin dengan menggunakan jenis bakteri E. coli tergolong dalam mikrobiologi industri. E. coli merupakan anggota bakteri.Selama ini bila kita mendengar kata bakteri, maka yang terbayang di benak kita adalah sesuatu yang merugikan saja, misalnya penyebab suatu penyakit.Padahal sebenarnya E. coli tidaklah demikian, bakteri ini dikenal sebagai mikrobia normal


tubuh manusia. E. coli tidak bersifat pathogen selama berada dalam usus dan bahkan menurut Sujono (1998) bakteri ini bersimbiosis mutualisme dengan manusia. E. coli membantu membentuk vitamin-vitamin (terutama vitamin K) dan dapat menghambat terbentuknya gas H 2S, sedangkan E. coli juga mendapatkan makanan dari sisa-sisa metabolisme manusia. E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetik. Biasa digunakan sebagai vector untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. E. coli dipilih karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya.Hormon

insulin

yang

diproduksi

dalam

tubuh

bakteri E.coli berlangsung secara biosintesis. Escherrichia coli (E. coli), penghuni saluran pencernaan manusia, adalah „pabrik‟ yang digunakan dalam rekayasa genetika insulin.Ketika bakteri bereproduksi, gen insulin direplikasi bersama dengan plasmid. E. coli seketika memproduksi enzim yang dengan cepat mendegradasi protein asing seperti insulin. Hal tersebut dapat dicegah dengan cara menggunakan E. coli strain mutan yang sedikit mengandung enzim ini. Pada E. coli, B-galaktosidase adalah enzim yang mengontrol transkripsi gen. Untuk membuat bakteri memproduksi insulin, gen insulin perlu terikat pada enzim ini.Enzim restriksi secara alami diproduksi oleh bakteri.Enzim restriksi bertindak seperti pisau bedah biologi, hanya mengenali rangkaian nukleotida tertentu, misal salah satunya rangkaian kode untuk insulin. Hal tersebut memungkinkan peneliti untuk memutuskan pasangan basa nitrogen tertentu dan menghapus bagian DNA yang berisi kode genetik dari kromosom sebuahorganisme sehingga dapat memproduksi insulin. Sedangkan DNA ligase adalah suatu enzim yang berfungsi sebagai perekat genetik dan pengelas ujung nukleotida.


Sumber: http://www.littletree.com.au/dna.htm Langkah pertama pembuatan humulin adalah mensintesis rantai DNA yang membawa sekuens nukleotida spesifik yang sesuai karakteristik rantai polipeptida A dan B dari insulin. Urutan DNA yang diperlukan dapat ditentukan karena komposisi asam amino dari kedua rantai telah dipetakan. Enam puluh tiga nukleotida yang diperlukan untuk mensintesis rantai A dan sembilan puluh untuk rantai B, ditambah kodon pada akhir setiap rantai yang menandakan pengakhiran sintesis protein. Antikodon menggabungkan asam amino, metionin, kemudian ditempatkan di setiap awal rantai yang memungkinkan pemindahan protein insulin dari asam amino sel bakteri itu. „Gen‟ sintetik rantai A dan B kemudian secara terpisah dimasukkan ke dalam gen untuk enzim bakteri, B-galaktosidase, yang dibawa dalam plasmid vektor tersebut. Pada tahap ini, sangat penting untuk memastikan bahwa kodon gen sintetik kompatibel dengan B-galaktosidase. Plasmid rekombinan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel E.


Sumber: http://www.littletree.com.au/dna.htm

Praktis penggunaan teknologi DNA rekombinan dalam sintesis insulin manusia membutuhkan jutaan salinan plasmid bakteri yang telah digabungkan dengan gen insulin dalam rangka untuk menghasilkan insulin. Gen insulin diekspresikan bersama dengan sel mereplikasi galaktosidase-B di dalam sel yang sedang menjalani mitosis.

Sumber: http://www.littletree.com.au/dna.htm Protein yang terbentuk, sebagian terdiri dari B-galaktosidase, bergabung ke salah satu rantai insulin A atau B. Rantai insulin A dan rantai B kemudian diekstraksi dari fragmen B-galaktosidase dan dimurnikan


Sumber: http://www.littletree.com.au/dna.htm Kedua rantai dicampur dan dihubungkan kembali dalam reaksi yang membentuk jembatan silang disulfida, menghasilkan Humulin murni (insulin manusia sintetis).

Sumber: http://www.littletree.com.au/dna.htm Implikasi biologis dari rekayasa genetika Humulin rekombinan: Humulin merupakan protein hewani yang dibuat dari bakteri sedemikian rupa sehingga strukturnya benar-benar identik dengan molekul alami. Hal ini akan mengurangi kemungkinan komplikasi yang disebabkan produksi antibodi oleh tubuh manusia. Dalam studi kimia dan farmakologi, insulin rekombinan DNA manusia yang diproduksi secara komersil telah terbukti bisa dibedakan dari insulin pankreas manusia. Awalnya, kesulitan utama yang dihadapi adalah kontaminasi produk akhir oleh sel inang, sehingga meningkatkan resiko kontaminasi dalam kaldu fermentasi. Bahaya ini diatasi dengan ditemukannya proses pemurnian. Ketika dilakukan tes pada produk akhir insulin, termasuk teknik terbaik radio-immuno assay, tidak ada „kotoran‟ yang terdeteksi.


Seluruh prosedur, sekarang dilakukan dengan menggunakan sel ragi sebagai media pertumbuhan, karena sel ragi dapat menghasilkan sebuah molekul insulin manusia yang hampir lengkap dengan struktur tiga dimensi yang sempurna.Ini meminimalkan kebutuhan untuk prosedur pemurnian kompleks dan mahal.



Proses Produksi MSG (Monosodium Glutamat):

Monosodium glutamat, juga dikenal sebagai natrium glutamat dan MSG, yaitu garam sodium dari alami non-esensial asam amino asam glutamat. MSG dikenal masyarakat sebagai bumbu masak penting.Fungsinya adalah sebagai penyedap yang menimbulkan

rasa

gurih.Ia

lebih

dikenal

Secara kimiawi MSG

dengan

nama vetsin atau micin.

adalah garamnatrium dari asam

glutamat.Satu ion hidrogen (dari gugus -OH yang berikatan dengan atom C-alfa, dari asam amino) digantikan oleh ion natrium. Secara garis besar proses produksi MSG melalui tahap-tahap persiapan bahan baku dan bahan pembantu, fermentasi, kristalisasi, dan netralisasi serta pengeringan dan pengayakan. 1. Persiapan bahan baku dan bahan pembantu Dalam pembuatan MSG digunakan bahan baku berupa tetes tebu sebagai sumber karbohidrat. Tetes tebu diolah terlebih dahulu untuk menghilangkan kandungan Ca dengan menambahkan H 2SO4. Setelah itu tetes disterilisasi dengan menggunakan uap panas bersuhu maksimum 1200 ºC selama 10 hingga 20 menit dan siap difermentasi dalam tabung yang juga disterilisasi (Said, 1991). Selain bahan baku utama juga terdapat bahan pembantu dalam pembuatan MSG. Bahan pembantu tersebut adalah amina (NH2), asam sulfat (H2SO4),

HCl,

NaOH,

karbon

aktif, “beet

molasses” dan “raw

sugar” (Susanto dan Sucipto, 1994). 2. Fermentasi Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi reduksi di dalam sistem biologi yang menghasilkan energi.Fermentasi menggunakan senyawa organik yang biasanya digunakan adalah karbohidrat dalam bentuk glukosa. Senyawa tersebut akan diubah oleh reaksi reduksi dengan katalis enzim menjadi bentuk lain (Winarno, 1990). 29 | E k s p l o i t a s i P o t e n s i M i k r o o r g a n i s m e

Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktifitas mikroba penyebab fermentasi pada substrat organik yang sesuai.Terjadinya fermentasi dapat menyebabkan perubahan sifat bahan pangan sebagai akibat dari pemecahan pemecahan kandungan bahan pangan tersebut.Hasil-hasil fermentasi terutama tergantung pada jenis bahan pangan (substrat), macam mikroba dan kondisi sekelilingnya yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan metabolisme mikroba tersebut (Winarno, 1990). Bakteri yang banyak digunakan dalam pembuatan MSG adalah bakteri Brevibacterium lactofermentum. Pertama-tama biarkan kultur yang telah diinokulasi dimasukkan kedalam tabung berisi medium pra-starter dan diinkubasi selama 16 jam pada suhu 310C. Selanjutnya biarkan prastarter diinokulasi kedalam tangki starter (Judoamidjojo, dkk. 1990). Penurunan pH akibat terbentuknya asam pada proses pembentukan pra-starter tidak diinginkan karena akan menghambat pola pertumbuhan. Penambahan garam (CaCO3) sebanyak 3 % kedalam tebu prastarter berguna untuk mencegah agar pH tidak rendah dari 7. Didalam tangki pembibitan penggunaan CaCO 3 tidaklah mungkin karena akan menyebabkan efek samping berupa kerak dan endapan serta akan mengurangi efek pertumbuhan mikroba. Penambahan urea ke dalam tangki pembibitan akan mengurangi pH dan dapat menggantikan fungsi CaCO 3. Nilai pH tertinggi yang terjadi akibat peruraian urea diharapkan tidak lebih dari 7,4 sedangkan pH terendah tidak kurang dari 6,8. Hasil dari fermentasi adalah asam glutamat dalam bentuk cair yang masih tervampur dengan sisa fermentasi (Said, 1991). 3. Kristalisasi dan Netralisasi Kristalisasi merupakan metode yang terpenting dalam purifikasi senyawa-senyawa yang mempunyai berat molekul rendah (Mc Cabe, et al. 1994). Kristal murni asam glutamat yang berasal dari proses pemurnian asam glutamat digunakan sebagai dasar pembuatan MSG. Asam glutamat yang dipakai harus mempunyai kemurnian lebih dari 99 % sehingga bisa didapatkan MSG yang berkualitas baik. Kristal murni asam glutamat dilarutkan dalam air sambil dinetralkan dengan NaOH atau dengan Na 2CO3 pada pH 6,6-7,0 yang kemudian berubah menjadi MSG. Pada keadaan asam glutamat akan bereaksi dengan Na dan membentuk larutan MSG. Larutan ini mempunyai derajat


kekentalan 26 -280Be. Pada suhu 300C dengan konsentrasi MSG sebesar 55 gram/larutan (Winarno, 1990). Penambahan arang aktif sebanyak % (w/v) digunakan untuk menjernihkan cairan MSG yang berwarna kuning jernih dan juga menyerap kotoran lainnya, kemudian didiamkan selama satu jam lebih untuk menyempurnakan proses penyerapan warna serta bahan asing lainnya yang berlangsung dalam keadaan netral. Cairan yang berisi arang aktif dan MSG kemudian disaring dengan menggunakan “vacum filter” yang kemudian menghasilkan filter serta “cake” berisi arang aktif dan bahan lainnya. Bila kekeruhan dan warna filter tersebut telah sesuai dengan yang diinginkan maka cairan ini dapat dikristalkan (Said, 1991). Larutan MSG yang telah memiliki kekentalan 260Be diuapkan pada kondisi vakum bertekanan 64 cmHg atau setara dengan titik didih 69 gram MSG pelarutan. Pemberian umpan akan menyebabkan terbentuknya MSG karena larutan dalam keadaan jenuh. Umpan yang diberikan sekitar 2% lalu inti kristal yang terbentuk secara perlahan-lahan akan diikuti dengan pemekatan larutan sehingga menghasilkan kristal yang lebih besar. Proses kristalisasi berlangsung selama 14 jam (Said, 1991). 4. Pengeringan dan pengayakan Kristal MSG yang dihasilkan dari proses kristalisasi dipisahkan dengan metode sentrifugasi dari cairannya. Filtrat hasil penyaringan dikembalikan pada proses pemurnian dan kristal MSG yang dihasilkan setelah disaring kemudian dikeringkan dengan udara panas dalam lorong pengeringan, setelah itu diayak dengan ayakan bertingkat sehingga diperoleh 3 ukuran yaitu LLC (“Long Large Crystal”), LC (“Long Crystal”), dan RC (“Regular Crystal”), sedangkan FC (“Fine Crystal”) yang merupakan kristal kecil dikembalikan ke dalam proses sebagai umpan. Hasil MSG yang telah diayak dalam bentuk kering kemudian dikemas dan disimpan sementara dalam gudang sebelum digunakan untuk tujuan lainnya.




Produksi Asam Asetat (cuka)

Menurut Lay,B.W:1992, Pembentukan asam asetat melibatkan 2 perubahan kimiawi yaitu: 1. Fermentasi alcohol dari karbohidrat 2. Oksidasi alcohol menjadi asam asetat Perbedaan asam cuka yang dihasilkan tergantung pada substrat yang digunakan. Untuk produksi asam asetat digunakan fermentasi ragi.Konsentrasi alcohol diatur sehingga mencapai sekitar 10-13%, baru kemudian ditambahkan bakteri pembentuk asam asetat. Peralatan yang digunakan ditujukan agar bakteri dapat melaksanakan proses oksidasi menjadi alcohol. Salah satu metode yaitu metode Frigs digambarkan sebagai berikut: Campuran yang terdiri dari cairan yang tertentu konsentrasi alkoholnya diasamkan dengan asam asetat dan zat hara tertentu yang diperlukan oleh pertumbuhan

bakteri

pembentuk

asam

asetat.

Bakteri

dalam

genus Acetobakter dimasukkan ke dalam “beeachwood shavings” (gergajian kayu) campuran dimasukkan melalui suatu celah kecil (trough) dibagian atas alat ini. Sewaktu alcohol melewati gergajian kayu ini maka bakteri akan mengubah sebagian alcohol menjadi asam asetat. Campuran yang terkumpul dibagian dasar dituangkan kembali ke atas gergajian kayu, sehingga dihasilkan lebih banyak asam asetat. Proses ini merupakan proses aerobic sehingga oksigen diperlukan untuk pembentukan asam asetat.



Produksi Asam Laktat Jagung, pati, mollase dapat digunakan sebagai substrat penghasil asam laktat.Pati harus dihidrolisakan menjadi glukosa terlebih dahulu oleh perlakuan enzim atau asam.Salah satu contoh ialah penggunaan Lactobacillus bulgaricus untuk menghasilkan asam laktat. Substrat yang merupakan hasil sampingan produksi susu mengandung karbohidrat laktosa, nitrogen, vitamin, dan garam. Bakteri ini bersifat


homofermentatif, sehingga fermentasi substrat hanya menghasilkan satu produk akhir yaitu asam laktat. Biakan bakteri disimpan dalam skim milk. Untuk inokulum, bakteri diinkubasikan dalam susu skim yang secara bertahap ditingkatkan konsentrasi susunya dan pada tahap terakhir menggunakan whey. Inokulum yang digunakan sekitar

10%

dari

bahan

yang

difermentasikan.

Selama

fermentasi,

Ca(OH)2 ditambahkan untuk menetralisasikan suasana asam. Setelah 2 hari dalam fermentor, dilakukan perebusan untuk mengkoagulasikan protein yang kemudian difiltrasikan dan digunakan sebagai suplemen pakan hewan. Filtrate yang mengandung asam laktat ini kemudian dipadatkan dengan mengeluarkan cairan dengan vakum ditambah perlakuan lainnya untuk pemurnian.



Produksi Asam Sitrat Asam sitrat mempunyai edaran penggunaan yang sangat luas dari berbagai kegiatan, mulai dari bahan makanan samapi industry. Pada tahap awal pembuatannya, asam ini dibuat dari buah-buahan yang berasa asam, seperti buah jeruk, kemudian ditinggalkan menjadi proses fermentasi dengan bahan baku dari tepung, gula, dan sebagainya. Jenis mikroba yang berperan didalam proses fermentasi sitrat adalah Aspergillus niger (ditemukan oleh Curie 1917) serta beberapa dari penicillium dan mucor. Asam sitrat dihasilkan dalam bentuk Kristal monohidrat (C6H8O7.H2O) yang tidak berwarna, tidak berbau dan berasa sangat asam, mudah larut didalam air dingin daripada air panas. Mekanisme proses yang terjadi selama fermentasi mengikuti jalur krebs atau jalur krebs atau jalur asam trikarboksilat, yaitu bahwa asam piruvat yang didapatkan dari glukosa akan menghasilkan asetil-CoA yang berkondensi dengan oksalo-asetat dengan menghasilkan asam sitrat.

2.4 Peran Mikroorganisme pada Industri Farmasi

Mikrobiologi merupakan suatu ilmu yang mempelajari kehidupan makhluk yang bersifat mikroskopik. Mikrobiologi farmasi merupakan ilmu yang mempelajari tentang

peranan

serta

kehidupan

mikroorganisme

dalam

bidang

farmasi.

Mikroorganisme lebih sering digunakan untuk menghasilkan enzim seperti enzim amylase 33 | E k s p l o i t a s i P o t e n s i M i k r o o r g a n i s m e

yang digunakan untuk membuat bir, roti, dan memproduksi tekstil. serta enzim protease yang digunakan untuk mengempukan daging, melunakan kulit, membuat detergen dan keju. Mikrobiologi farmasi modern berkembang setelah perang dunia ke-II dengan dimulainya produksi antibiotic. Suplai produk farmasi dunia termasuk antibiotic, steroid, vitamin, vaksin, asam amino,enzim, dan hormone manusia diproduksi dalam jumlah besar oleh mikroorganisme. streptomyces hydroscopius memiliki strain yang berbeda untuk membuat hamper 200 antibiotik yang berbeda.Antibiotik pada dasarnya dibuat dalam skala industri dengan cara menginokulasikan spora dari kapang dalam suatu media pertumbuhan dan menginkubasinya dalam aerasi yang baik.setelah mencapai konsentrasi yang cukup, larutan diekstraksi, dipresitipasi dan diperlakukan dengan prosedur standar industry lainnya.

A.

APLIKASI MIKROORGANISME DI DUNIA FARMASI



Produksi Antibiotik

Ditemukannya antibiotik penisilin dari fungi Penicilium notatum oleh Alexander Fleming telah membuka mata dunia akan betapa bergunanya mikroba. Antibiotik telah menyelamatkan berjuta-juta nyawa manusia dari serangan kuman patogen. Produksi antibiotic dilakukan dalam skala besar pada tangki fermentasi dengan ukuran besar.sebagai contoh, penicillium ditumbuhkan pada 100.000 liter fermentor selam kurang lebih 200 jam. Pada proses produksi penicillin. Media penutrisi yang mengandung gula asam fenilasetat ditambahkan secara kontinu. Asam fenilasetat ini digunakan untuk membuat rantai samping benzyl pada penisilin G.Penisilin G diekstraksi dari filtrat dan dikristalisasi. Penemuan antibiotik telah menghantarkan pada terapi obat dan industri obat ke era baru. Karena adanya penemuan penisilin dan produk-produk lain sekresi fungi, aktinomiset dan bakteri lain, maka kini telah tersedia obat-obat yang manjur untuk memerangi penyakit infeksi bakteri.


Tabel 1: Beberapa antibiotika yang dihasilkan secara Komersial



Produksi Vaksin Penggunaan vaksin sangant penting untuk mencegah berbagai penyakit. pengembangan dan produksi vaksin merupakan salah satu tugas penting industri farmasi. Produksi vaksin meliputi pengkulturan mikroorganisme yang memiliki properti antigenetik yang diperlukan untuk meluncurkan respons imun primer. Vaksin juga dapat dibuat melalui kultur jaringan. Produksi vaksin yang efektif dalam mencegah infeksi oleh bakteri, fungi dan protozoa melibatkan pertumbuhan strain mikroorganisme pada media artifisil yang


meminimalkan gangguan berupa respon alergi.vaksin yang diproduksi secara komersial harus diuji dan distandardisasi sebelum digunakan.

(i)

(ii) Gambar: (i) Pemberian Vaksin (ii) Vaksin



Produksi Protein Manusia

Untuk

memenuhi

kebutuhan

protein

manusia,

bidang

farmasi

memanfaatkan mikroorganisme untuk membuat protein sintesis dengan metode rekayasa genetik. Melalui tehnik rekombinasi DNA, sekuens DNA manusia yang mengkode berbagai protein dapat digabungkan dengan genum bakteri, dan dengan menumbuhkan bakteri rekonbioanan dalam fermentor, maka protein manusia dapat diproduksi secara komersial. Insulin merupakan indicator yang mutlak diperlukan oleh manusia. Insulin merupakan hormon polipeptida yang dihasikan oleh pulau-pulau langerhans

dipankreas

yang

berfungsi

mengatur

metabolisme

karbohidrat.dalam makanan dikomfersi menjadi glukosa monosakarida, karbohidrat pokok dalam darah.


B.

KERUGIAN MIKROORGANISME DI DUNIA FARMASI

Disisi lain, mikroorganisme memiliki dampak negatif dalam dunia Farmasi. Dan tentunya hal ini juga pastinya menimbulkan kerugian bagi manusia. Kerugian itu antara lain:

a. Mikroorganisme penyebab penyakit

Penyebab penyakit, baik pada manusia, hewan maupun tumbuhan. Misalnya Strptococcus pneumoniae penyebab pneumonia dan Corynebacterium diphtheriae penyebab dipteri. TBC, Bakteri ini dapat mengakibatkn penyakit tuberculosis pada manusia tuberculosis disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis yang dapat menyebabkan penyakit TBC pada manusia. Tuberculosis ekstra paru adalah tuberculosis yang menyerang organ tubuh selain jaringan paru, misalnya pleura (selaput paru), selaput otak, selaput jantung, kelejar limfe, tulang, persendian, kulit, usus, ginjal, saluran kencing, alat kelamin dan lain-lain Bakteri ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan. Bakteri dikatakan merugikan karena dapat menyebabkan penyakit, menimbulkan pembusukan, dan merusak makanan.

b. Penyebab kebusukan makanan ( spoilage ),

Beberapa di antara mikroorganisme dapat mengubah rasa beserta aroma dari makanan sehingga dianggap merupakan mikroorganisme pembusuk. Dalam pembusukan daging, mikroorganisme yang menghasilkan enzim proteolitik mampu merombak protein-protein


c. Menimbulkan pencemaran

Materi fekal yang masuk ke dalam badan air, membawa bakteri misalnya E. coli. Kehadiran bakteri ini dapat digunakan sebagi indicator pencemaran air oleh materi fekal.


BAB 3 PENUTUP Kesimpulan Mikroorganisme di dunia ini mempunyai banyak populasi. Ada mikroorganisme yang merugikan dan ada yang menguntungkan. Untuk mikroorganisme yang menguntungkan salah satunya adalah E. coli dalam pembuatan insulin, Rhizopus oligosporus atau Rhizopus oryzae untuk pembuatan tempe, Aspergillus aereusdalam pembuatan bahan kimia pectinase, dan Penicilium notatumuntuk penghasil antibiotic penisilin. Peran mikroorganisme pada bidang industry ini sangat banyak, adanya bantuan mikroorganisme ini banyak sekali membawa kemudahan bagi kehidupan manusia.


Makalah Mikrobiologi

Recommend Documents