LOGOREKAYASA BIDANGBIOTEKNOLOGYArie Febrianto MulyadiJur TIP-FTP-Univ. Brawijayaarie_febrianto@ub.ac.idariefm.lecture.ub.a...
LINGKUPPERKEMBANGAN BIOTEK ISOLASI  SELEKSI  STRAINIMPROVEMENT↓MUTAN DG SIFAT  SCREENING*) Efisien dlm proses*) Dpt me...
REKAYASA GENETIKAISOLASIWILDTYPEMUTAGENESISSELEKSIMUTANPERAN STRAIN IMPROVEMENT
REKAYASANYA DIMANA ??? PROSES EFISIEN & EKONOMISINOVASIBIOLOGIWORKING PROCESSSKALA LAB.ERLENMEYER500 CCSKALA PILOT PLANFE...
TELAAH PRINSIP OPERASI ASEPTIS  Menghindari kontaminasi RANCANG BANGUN REAKTOR Bioreaktortempat berlangsungnya ferment...
TELAAH (Lanjutan) KINETIKA BIOPROSES INSTRUMENTASI DAN PENGENDALIANPROSES  Suhu, pH, DO, KonsumsiOksigen, Produksi CO2...
REKAYASA PROSESFERMENTASIINOKULUM, MIKROORGANISMEPENGHASIL PRODUK DIKULTURDALAM SATU SERI FERMENTORDENGAN VOLUME/UKURAN Y...
TEKNOLOGI ENZIMISOLASI DAN PEMURNIANENZIMBERDASAR FUNGSI ADA 2JENIS ENZIM INTRASELLULER ENZIM EKSTRASELLULER  LEBIHMU...
ISOLASI ENZIM INTRASELLULER• Merupakan proses pelepasan enzim dari sel• Sumber : mikroba, hewan, tumbuhan  daritumbuhan p...
EKSTRAKSI CARA FISIK1. DENGAN ALAT HOMOGENIZER  WARNINGBLENDER ATAU HAMMER MILL  Kurang baik2. PEMBEKUAN DAN PENCAIRAN ...
4. SONIKASI  sel dalam media cair diberi getarandi atas getaran frekuensi pendengan manusia ( >20 kHz atau ultrasonik)Get...
5. AGITASI DENGAN ABRASI  Pastaditempatkan pada wadah yangmengandung butir-butir gelas dandigetarkan dg cepat/keras. Timb...
EKSTRASI CARA KIMIA• TEKNIK LEBIH HALUS• AGITASI DITERAPKAN HANYA SESEKALIMACAM :1. DENGAN DETERGENT2. ENZIMLITIK3. ALKALI
DETERGENT Detergen an-ionik, kationik dan non-ionik efektifdalam merusak dinding sel mikroorganisme Sering dipakai untuk...
Detergen (lanjutan) Akibat yang timbul  lipoprotein sebagaikonstituen membran sel akan luruh/larutsehingga enzim keluar...
ENZIM LITIK• Paling efektif digunakan pemisahan enzimdengan cara memecah dinding sel• Umumnya menggunakan lizozim yangbera...
PENGGUNAAN ALKALI(BASA) Penempatan sel pada medium dengannilai pH atara 11 – 12,5 selama kuranglebih 20 menit akan mampu ...
PROSES PEMURNIAN(REKAYASA) Setelah dinding sel pecah, enzim intraselluler berada dalam larutan bersamadengan enzim lain, ...
SENTRIFUGASI Teknik sentrifugasi dipilih untuk memisahkanlarutan dengan molekul yang lebih besar (beratjenis) pada skala ...
Pemisahan mudah terjadiapabila :• Diameter partikel “d” besar• Perbedaan masa jenis partikel dan larutan besar• Viscositas...
FILTRASI• Kecepatan alir cairan yang melalui filter tergantungpada perbedaan tekanan, hambatanmateri, kekentalan cairan da...
FLOKULASI DANKOAGULASI Baik diaplikasikan sebelum proses filtrasiatau sentrifugasi Cairan encer  flokulasi terjadi deng...
PEMEKATAN Dapat dilakukan dengan beberapa cara :a. pengendapanb. adsorbsic. ultra filtrasi (reverse osmose)d. penguapane....
KROMATOGRAFI• Merupakan teknik pemisahan berdasarkanperbedaan interaksi antara komponen-komponenyang akan dipisahkan antar...
ELEKTROFORESIS• Mempelajari pergerakan molekul yangbermuatan dalam medan listrik• Dapat digunakan untuk identifikasi danan...
LOGOwww.themegallery.com
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

1. rekayasa bidang bioteknology

518 views
422 views

Published on

0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
518
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
19
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

1. rekayasa bidang bioteknology

  1. 1. LOGOREKAYASA BIDANGBIOTEKNOLOGYArie Febrianto MulyadiJur TIP-FTP-Univ. Brawijayaarie_febrianto@ub.ac.idariefm.lecture.ub.ac.id
  2. 2. LINGKUPPERKEMBANGAN BIOTEK ISOLASI  SELEKSI  STRAINIMPROVEMENT↓MUTAN DG SIFAT  SCREENING*) Efisien dlm proses*) Dpt menggunakan substrat variatif*) Stabil selama proses dan dalampenyimpanan
  3. 3. REKAYASA GENETIKAISOLASIWILDTYPEMUTAGENESISSELEKSIMUTANPERAN STRAIN IMPROVEMENT
  4. 4. REKAYASANYA DIMANA ??? PROSES EFISIEN & EKONOMISINOVASIBIOLOGIWORKING PROCESSSKALA LAB.ERLENMEYER500 CCSKALA PILOT PLANFERMENTOR: 5 – 200 LSKALA INDUSTRIBIOREAKTOR5.000 – 100.000 LSELEKSI STRAINMIKROBAOPTIMASI FAKTORLINGKUNGANPERTIMBANGANEKONOMI
  5. 5. TELAAH PRINSIP OPERASI ASEPTIS  Menghindari kontaminasi RANCANG BANGUN REAKTOR Bioreaktortempat berlangsungnya fermentasi/transformasimenjadi produk yang diinginkan oleh sistem enzimdalam mikroba atau enzim yang diisolasi BIOREAKTOR/FERMENTOR  Agitasi, Oksigentransfer dan Heat remover REAKTOR UNTUK BIOKATALIS YANGTERIMOBILISASI  Enzim/Sel
  6. 6. TELAAH (Lanjutan) KINETIKA BIOPROSES INSTRUMENTASI DAN PENGENDALIANPROSES  Suhu, pH, DO, KonsumsiOksigen, Produksi CO2 PRODUCT RECOVERY – DOWNSTREAMPROCESSES ATAU PROSES HILIR :- Pemanenan- Pemisahan- PurifikasiProduk
  7. 7. REKAYASA PROSESFERMENTASIINOKULUM, MIKROORGANISMEPENGHASIL PRODUK DIKULTURDALAM SATU SERI FERMENTORDENGAN VOLUME/UKURAN YANGDITINGKATKAN
  8. 8. TEKNOLOGI ENZIMISOLASI DAN PEMURNIANENZIMBERDASAR FUNGSI ADA 2JENIS ENZIM INTRASELLULER ENZIM EKSTRASELLULER  LEBIHMUDAH DIISOLASI
  9. 9. ISOLASI ENZIM INTRASELLULER• Merupakan proses pelepasan enzim dari sel• Sumber : mikroba, hewan, tumbuhan  daritumbuhan paling sulit karena :- dinding sel keras- cenderung timbul racun (fenol)• Diatasi dengan :- Ditambah zat pereduksi (askorbut, tioglikolatdan β-merkaptoetanol- Dari jaringan tumbuhan yang muda• Pemecahan dinding sel dilakukan carafisik/kimia
  10. 10. EKSTRAKSI CARA FISIK1. DENGAN ALAT HOMOGENIZER  WARNINGBLENDER ATAU HAMMER MILL  Kurang baik2. PEMBEKUAN DAN PENCAIRAN  Pasta seldidinginkan suhu -20oC  mengalami perusakandinding sel akibat anomali air (volume membesarketika air membeku)3. KEJUTAN OSMOSA  Bakteri diletakkan dalamlarutan dengan tekanan osmosa tinggi (sukrosa20%) sampai terjadi kesetimbangan, kemudiandipindahkan ke dalam air  akan timbul aliran airdari media ke dalam sel  dinding sel pecah
  11. 11. 4. SONIKASI  sel dalam media cair diberi getarandi atas getaran frekuensi pendengan manusia ( >20 kHz atau ultrasonik)Getaran menimbulkan perapatan danperenggangan yang akan menimbulkanperubahan periodik tekanan dalam cairanmedium dan plasma sel
  12. 12. 5. AGITASI DENGAN ABRASI  Pastaditempatkan pada wadah yangmengandung butir-butir gelas dandigetarkan dg cepat/keras. Timbul gayagesek akibat gradien kecepatan olehtumbukan antar butiran dan antara butirandg mikroorganisme berakibat sel pecah
  13. 13. EKSTRASI CARA KIMIA• TEKNIK LEBIH HALUS• AGITASI DITERAPKAN HANYA SESEKALIMACAM :1. DENGAN DETERGENT2. ENZIMLITIK3. ALKALI
  14. 14. DETERGENT Detergen an-ionik, kationik dan non-ionik efektifdalam merusak dinding sel mikroorganisme Sering dipakai untuk proses isolasi enzim, sepertijenis detergen :1. setil trimetil amonium bromida (kationik)2. natrium lauril sulfat (anionik)3. tweens, triton (non-ionik) Pada kondisi pH dan kekuatan ion sesuai detergen berinteraksi dg lipoprotein  MISEL
  15. 15. Detergen (lanjutan) Akibat yang timbul  lipoprotein sebagaikonstituen membran sel akan luruh/larutsehingga enzim keluar Penggunaan detergen harus selektif krn dapat menginaktifasi beberapa enzimakibat terjadinya denaturasi ataupengendapan protein Detergen harus segera dipisahkan darienzim sebelum digunakan
  16. 16. ENZIM LITIK• Paling efektif digunakan pemisahan enzimdengan cara memecah dinding sel• Umumnya menggunakan lizozim yangberasal dari putih telur• Enzim memecah ikatan β 1.4 glikosida daripolisakarida penyususn dinding sel (asammuramat)
  17. 17. PENGGUNAAN ALKALI(BASA) Penempatan sel pada medium dengannilai pH atara 11 – 12,5 selama kuranglebih 20 menit akan mampu memecahdinding sel Hanya digunakan untuk enzim yang tahan(stabil) terhadap kondisi pH tinggi (basa)
  18. 18. PROSES PEMURNIAN(REKAYASA) Setelah dinding sel pecah, enzim intraselluler berada dalam larutan bersamadengan enzim lain, protein, asamnukleat, metabolit, senyawa lain dalammedia dan lain-lain Untuk enzim ekstra selluler, enzim harusdipisahkan dari sel penghasil dan senyawalain dalam medium Teknik pemisahan dilakukan beberapatahap : sentrifugasi, filtrasi, flokulasi atau
  19. 19. SENTRIFUGASI Teknik sentrifugasi dipilih untuk memisahkanlarutan dengan molekul yang lebih besar (beratjenis) pada skala kecil (laboratorium) Untuk kapasitas besar  kurang efektif karenaperlu kecepatan tinggi (ultrasentrifugasi) Persamaan :d2 ρp - ρl ω2 rvΦ = ------------- x --------18η SgΦ = The troughput for compliteremovald2 = diameter partikelρp = masa jenis partikelρl = masa jenis larutanω2 = kecepatan sudutr = radius putaranv = volume cairan dlm tabung sentrifuseS = tebal lapisan cairan dlm tabungg = tetapan grafitasi
  20. 20. Pemisahan mudah terjadiapabila :• Diameter partikel “d” besar• Perbedaan masa jenis partikel dan larutan besar• Viscositas larutan rendah• Kecepatan sudut tinggi• Radius putaran besar• Lapisan cairan tipis• Partikel materi biologis selalu kecil dan memilikimasa jenis yang rendah, hasilfermentasi memilikiviscositas dan masa jenis yang tinggi• Pada skala lab. Diatasi dengan kecepatan suduttinggi  pada industri ???
  21. 21. FILTRASI• Kecepatan alir cairan yang melalui filter tergantungpada perbedaan tekanan, hambatanmateri, kekentalan cairan dan hambatan lapisanyang sudah terbentuk• Efektifitas penyaringan yang semulatinggi, menurun dengan semakin terakumulasinyamateri yang tersaring• Cara mengatasi  penambahan tanah diatomeuntuk membantu menahan partikel-2 halus• Contoh filter  filter press atau rotary drum filter
  22. 22. FLOKULASI DANKOAGULASI Baik diaplikasikan sebelum proses filtrasiatau sentrifugasi Cairan encer  flokulasi terjadi denganpenambahan reagensia Koagulasi merupakan adesi spontan antarpartikel apabila muatan partikel satu dapatdinetralkan oleh muatan partikel lain Dapat dipakai untuk pengendapan selutuh, pecahan sel atau larutan protein
  23. 23. PEMEKATAN Dapat dilakukan dengan beberapa cara :a. pengendapanb. adsorbsic. ultra filtrasi (reverse osmose)d. penguapane. pembekuan
  24. 24. KROMATOGRAFI• Merupakan teknik pemisahan berdasarkanperbedaan interaksi antara komponen-komponenyang akan dipisahkan antara fasa diam dan fasabergerak• Macam:1. Kromatografi partisi  Kertas2. Kromatografi adsorbsi  TLC3. Kromatografi penukar ion  Resin penukar ion4. Kromatografi penyaring molekul  Gel filtrasi5. Kromatografi afinitas
  25. 25. ELEKTROFORESIS• Mempelajari pergerakan molekul yangbermuatan dalam medan listrik• Dapat digunakan untuk identifikasi dananalisis polimer biologi yang bermuatan• Teknik ini relatif murah dan mudah untukmenganalisis dan memurnikan berbagaimacam biomolekul, khusunya protein danasam nukleat• Migrasi molekul dalam medan listrikdipegaruhi oleh : ukuran, bentuk, muatan
  26. 26. LOGOwww.themegallery.com

×