Mirobiologi industri

1. MIKROBIOLOGI INDUSTRI
 Mikrobiologi industri  merupakan
usaha memanfaatkan mikroba sebagai
komponen untuk industri atau mengikut
sertakan mikrobia dalam proses.

2. MIKROORGANISME DAN INDUSTRI
 Dilihat dari sudut perindustrian MO pabrik
zat Kimia, yg mampu melakukan perubahan
yg dikehendaki.
 MO merubah bahan mentah & beberapa
komponen dari medium tempat tumbuhnya
dan dapat dianggap sebagai substrat
mengubah bahan mentah menjadi produk
baru.

3. SYARAT YG HARUS DIPENUHI BAGI PROSES
MIKROBIOLOGI INDUSTRI
1. Organisme  harus dapat menghasilkan produk yg
dikehendaki dalam jumlah yg cukup banyak, &
mempunyai sifat-sifat yg stabil mampu tumbuh
pesat & hebat serta tidak patogenik.
2. Medium termasuk substrat yg digunakan oleh
organisme untuk membuat produk baru, murah, dan
tersedia dalam jumlah yng banyak.
3. Hasil  Fermentasi industri dilakukan oleh tangki-
tangki yg besar kapasitasnya dan dapat mencapai
200.000 lt

5. PRODUK-PRODUK MIKROORGANISME INDUSTRI
1. Minuman beralkohol
2. Makanan Tambahan
3. Bahan Kimia Farmasi
4. Bahan Hayati (Vaksin
dan Antiserum)
5. Bahan Kimia Industri

6. BAKTERI YANG PENTING DLM FERMENTASI
1. Acetobacter aceti, berperan dlm produksi asam asetat,
yang mengoksidasi alkohol sehingga menjadi asam asetat.
2. Acetobacter xylinum, mampu mensintesis selulosa dari
gula yg dikonsumsi
3. Bacillius sp., awalnya sebagai penghasil enzim amilase
dan kemudian berkembang untuk bioinsektisida
4. Bividobacterium sp., bersifat anaerob dan digunakan
sebagai mikrobia probiotik
5. Lactobacillus sp., yang berperan dalam produksi as. Laktat
dan fermentasi pangan probiotik.

7. KHAMIR YANG PENTING DLM FERMENTASI
1. Saccharomyces cerevisiae, yang populer dalam
pengolahan pangan. Telah banyak digunakan untuk
produksi bir dan wine, juga digunakan sebagai
pengembang roti (ragi roti).
2. Saccharomyes roxxi, khamir yang digunakan dalam
pembuatan kecap dan berkontribusi dalam pembentukan
aroma kecap

8. KAPANG YANG PENTING DLM FERMENTASI
1. Aspergillus niger, digunakan dalam pembuatan asam sitrat.
2. Rhizopus oryzae, kapang penting dalam pembuatan
tempe.
3. Monascus purpureus, penghasil warna alami ebagai
pewarna makanan
4. Neurospora sitophila, merupakan sumber beta karoten,
berperan dalam pembuatan oncom
5. Penicillium sp., dikenal kemampuannya dalam
menghasilkan antibiotika

9. 2. Sumber Mikroorganisme Industri
Fermentasi
1. Diisolasi dari alam (tanah, air, tanaman, dll)
2. Koleksi kultur   Kultur siap dipakai
 Dikelola oleh badan penelitian fermentasi/swasta
 Hasilnya merupakan hasil isolasi secara terus-
menerus
 Ciri-Ciri Strain Mikroorganisme Unggul :
1. Strain unggul
2. Secara genetik, strain stabil
3. Strain dapat memproduksi sel vegetatif, spora atau unit-unit reproduksi lainnya
4. Strain mampu tumbuh dg cepat dan kuat saat diinokulasi
5. Strain dapat menghasilkan produk yg diinginkan dalam jangka waktu yg
pendek dan tidak menghasilkan produk lain yg beracun
6. Strain mampu melindungi diri dari kontaminasi
7. Strain mampu disimpan dalam jangka waktu lama
8. Strain dapat menerima perubahan oleh bahan-bahan mutagenik lainnya.
1. Kriteria Mikroorganisme Industri
Fermentasi

10. ISOLASI MIKROBA UNTUK INDUSTRI
 Kriteria mikroba untuk industri yang baik untuk diisolasi:
 Nutrisi yang dibutuhkan murah dan mudah diperoleh
 Suhu optimum dibawah 40oC
 Proses: tidak memerlukan alat yang sukar dikendalikan
 Mikroba stabil
 Produktivitas cukup tinggi
 Mudah memisahkan produk dari kultur

11. KOLEKSI KULTUR UTAMA
Koleksi kultur Negara
National Collection of Type Cultures(NCTC) Inggris
National Collection of Industrial and Marine Bacteria Ltd. (NCIB, NCMB) Inggris
National Collection of Yeast Cultures (NCYC) Inggris
Collection of International Mycological Institute (IMI) Inggris
American Type Culture Collection (ATCC) Amerika
Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zelkulturen (DSM) Jerman
Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS) Belanda
Czechoslovak Collection of Microorganisms (CCM) Rep. Ceko
Collection Nationale de Cultures de Microorganisms (CNCM) Perancis
Japan Collection of Microorganisms Jepang
Culture Collection of the Institute for Fermentation (IFO) Jepang

12. METODE ISOLASI MIKROBA
 Metoda isolasi:
 Menggunakan seleksi terhadap karakteristik tertentu
pengayaan  mempermudah proses isolasi
 Tidak menggunakan seleksi terhadap karakteristik tertentu
Isolasi secara acak  dilakukan penapisan
Medium isolasi : memungkinkan ekspresi maksimum dari materi
genetik isolat-isolat tersebut
 Prosedur isolasi tergantung pada:
 Jenis mikroba yang akan diisolasi
 Biaya yang tersedia
 Waktu

13. ISOLASI DENGAN PENGAYAAN
Beberapa metode isolasi dengan
pengayaan
1. Metode kimia
Manipulasi nutrien secara selektif untuk:
 meningkatkan pertumbuhan organisme
tertentu
 menghambat anggota populasi alami
(senyawa toksik)
2. Metode fisika
 Manipulasi kondisi lingkungan
seperti suhu, pH, dll.

14. ISOLASI DENGAN PENGAYAAN
(LANJUTAN..)
3. Metode biologis
Memanfaatkan sifat organisme spt spesifisitas inang,
patogenisitas thd hewan / tanaman, motilitas, ukuran, dll
 mikroba berflagel dan non motil  agar semi solid
 gliding bacteria  tumbuh cepat pd permukaan agar
Agen pengaya Mikroba yang diseleksi
“Guinea pig spleen” Legionella
Darah tikus Streptococcus pneumoniae
Tanaman tomat Pseudomonas solanacearum
Jeruk Phytophthora sp.
Mengumpan dengan keratin
(rambut, bulu)
Dermatophytes

15. ISOLASI DENGAN PENGAYAAN
(LANJUTAN..)
4. Senyawa toksik
Digunakan dalam media pengaya untuk menghambat organisme
yang tidak diinginkan dan menyeleksi organisme target
Senyawa toksik selektif Indikator
Kristal violet Menghambat bakteri gram (+)
Brilliant green Mengisolasi koliform
Menghambat B. substilis (1:4.000.000) dan E. coli (1:30.000)
Bile Menyeleksi bakteri enterik
Selenit Mengisolasi Salmonella dan menghambat koliform
Telurit Menghambat bakteri gram (-)
Mengisolasi corynebacteria dan streptococci
7,5% NaCl Mengisolasi Staphylococcus aureus
Penisilin/Streptomisin Menghambat bakteri pada saat isolasi fungi / mycoplasma
Aktidion Menghambat fungi

16. ISOLASI TANPA SELEKSI
KARAKTERISTIK
Metode isolasi tanpa seleksi thd
karakteristik tertentu
Produk yang dihasilkan mikroba tidak
memberikan sifat selektif untuk
kepentingan isolasi
Mikroba diisolasi secara acak
Dikembangkan teknik untuk
memisahkan secara cepat isolat-isolat
yang memiliki karakteristik tertentu
Medium untuk isolasi : memungkinkan
ekspresi maksimal dari materi genetik
isolat-isolat tersebut  media
overproduksi

17. MEDIA “OVER PRODUCTION”
Panduan merancang media “overproduction”
Memakai sejumlah media dengan berbagai faktor pembatas
pertumbuhan (misal C,N,P,O)
Untuk tiap media dengan nutrien yang terbatas, digunakan
bermacam bentuk nutrien yang menyokong pertumbuhan
Menggunakan nutrien pembatas pertumbuhan dalam bentuk
polimer / kompleks
Tidak menggunakan sumber C dan N yang dapat
menyebabkan represi katabolit
Memiliki kofaktor
Menggunakan buffer

18. METODE PEMISAHAN MIKROBA
Pemisahan mikroba penghasil antibiotik
Deteksi adanya senyawa antimikroba : agar yang mengandung mikroba uji
 penghambatan m.o uji
Pemahaman biosintesis dinding sel dan mekanisme kerja antibiotik 
penisilin: inhibisi transpeptidase  enzym inhibitor assays
Penapisan seny. penghambat -laktamase yang dpt digabung dg ampicilin
 kombinasi agen terapeutik
Deteksi senyawa yg memiliki aktivitas farmakologis dengan receptor-ligand
binding assay  seny. penghambat enzim kunci atau sisi reseptor
Perkembangan biologi molekuler, genetik, imunologi: reporter gene assay,
molecular probe, ELISA, dll
Pemisahan mikroba penghasil faktor pertumbuhan
Contoh faktor pertumbuhan : asam amino, nukleotida
Deteksi : stimulasi pertumbuhan bakteri auksotrof oleh isolat
Pemisahan mikroba penghasil polisakarida
Isolasi dari limbah yang banyak mengandung polisakarida
Isolat diitumbuhkan pada media yang sesuai

19. ISOLASI MIKROORGANISME
 Strategi untuk memperoleh mikrooranisme
yang sesuai dalam industri adalah
memperolehnya dari lingkungan.
 Isolat yang diperoleh kemudian dimurnikan
dan ditumbuhkan pada medium padat.
Sebagai kultur sediaan biasanya digunakan
medium miring
 Isolasi meliputi mendapatkan, memurnikan,
identifikasi dan pengujian produksi

20. PERBAIKAN STRAIN DAN MUTASI
GENETIK
 Perbaikan strain dilakukan untuk
memperoleh mikrobia yang :
1. Stabil secara genetik
2. Efisien dalam produksi
3. Tidak membutuhkan faktor tumbuh
4. Dapat menggunakan berbagai sumber
karbon yang ekonomis
5. Dapat dilakukan rekayasa genetik
6. Aman, tidak patogen

21. PENYIMPANAN KULTUR
1. Ekstrak Tanah Agar
agar lunak (3g/L) yang mengandung ekstrak tanah (1kg tanah
subur dalam 2L air dan disterilkan selama 1 jam pada suhu 130°C
kemudian disaring). Inokulasi secara tusuk pd bagian tengah,
setelah tumbuh disimpan pada suhu 4°C.
2. Agar Miring dengan Parafin
Kultur ditumbuhkan pada agar miring yang mengandung pepton.
Setelah tumbuh ditutup dengan parafin steril untuk mencegah
penguapan dan membatasi penggunaan oksigen
3. Deep Freezing
Suhu Pendingin (°C) % sel setelah 24 jam % sel setelah 15 hari
-7 49 2
-30 52 41

22. 4. Liofilisasi
pada cara ini sel-sel mikrobia disuspensikan pada medium
pembawa (suspending medium) untuk melindungin sel. Hasil
liofilisasi berupa tepung yang terdiri atsa sel mikrobia yang bersifat
liofilik.
5. Kultur Tanah
cara ini digunakan untuk mikrobia pembentuk spora (penicillium,
aspergillus, bacillus dan streptomyces. Suspensi spora pertama
diperoleh dengan menggunakan medium khusus.