More Related Content
Similar to Mikrobiologi Industri.ppt
Similar to Mikrobiologi Industri.ppt (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
Mikrobiologi Industri.ppt
- 1. Mikrobiologi Industri • Adalah pertumbuhan mikroba dalam jumlah besar pada kondisi yang dikontrol untuk tujuan menghasilkan produk yang bernilai ekonomi dan bermanfaat. • Salah satu contoh diawali oleh produksi aseton dan butanol pada perang dunia 1. Bahan kimia ini digunakan sebagai bahan peledak. • Perkembangan berikutnya adalah produksi penisilin sebagai obat (antibiotik) pada saat perang dunia 2.
- 2. Mikroba dan industri • Mikroba dianggap sebagai pabrik zat kimia karena kemampuannya dalam merubah suatu substrat menjadi produk yang diinginkan. Mikroba Substrat Proses Produk Money
- 3. Prasyarat bagi proses mikrobiologis industri praktis • Organisme: menghasilkan produk dalam jumlah besar, stabil, mampu tumbuh cepat, dan tidak patogenik. • Medium: murah, tersedia dalam jumlah besar, dan mudah didapat. • Hasil: mudah dipisahkan dari campuran produk sampingan dan sisa-sisa substrat.
- 5. Contoh produk dari mikroba Enzim • Amilase: menghidrolisis pati menjadi karbohidrat dengan molekul kecil, yang banyak digunakan dalam produksi tekstil, roti, bir. • Protease: menghidrolisis protein, yang banyak digunakan dalam tenderizing meats, preparing leathers, pembuatan deterjen dan keju. Insektisida dan agen leaching • Bakteri menghasilkan insektisida yang dapat membunuh serangga • Bakteri digunakan untuk leaching uranium dan copper dari biji logam
- 6. Polisakharida • Xanthan menstabilkan makanan, bahan dasar untuk kosmetik, printing dan pewarnaan tekstil. Agen khemotherapeutik • Obat-obatan sebagai antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri dan jamur Nutrien • Asam amino, nukleotida, vitamin, dan asam organik dihasilkan oleh mikroba dan dijual sebagai suplemen nutrisi (contoh: lisin untuk mengobati infeksi simplex herpes) Lihat Tabel 37-1 halaman 927
- 7. Production and Scale • Primary metabolite – Produced during exponential growth – Example: alcohol • Secondary metabolite – Produced during stationary phase
- 8. Contrast between production of primary and secondary metabolites Primary metabolite Secondary metabolite Alcohol Penicillin Cells Sugar Cells Sugar Time Time Alcohol, sugar, or cell number Penicillin, sugar, or cell number
- 9. Production and Scale • Fermentor is where the microbiology process takes place • Any large-scale reaction is referred to as a fermentation and most are aerobic processes • Fermentors vary in size from 5 to 500,000 liters – Aerobic and anaerobic fermentors • Large-scale fermentors are almost always stainless steel where impellers and spargers supply oxygen
- 10. Fermentor design Steam Sterile seal Motor pH pH controller Acid–base reservoir and pump Viewing port Filter Exhaust Impeller (mixing) Cooling jacket External cooling water in External cooling water out Culture broth Steam in Valve Harvest Sparger (high- pressure air for aeration) Sterile air
- 14. Steps in Industrial fermentation • Isolation of microbes that produce your interested product • Screen for the best producing strain: naturally or mutation. • Optimize production condition (growth- basically) in lab • Scale up from lab scale (up to 10 L) to industrial scale (>10,000 L) (raw material?)
- 15. 1. Produksi asam organik: asam asetat (asam cuka) • Bakteri asam asetat yaitu Acetobacter aceti dan Gluconobacter oxydan yang merupakan bakteri aerob obligat yang mengoksidasi gula, gula alkohol, dan etanol untuk menghasilkan asam asetat sebagai produk utama.
- 16. • Proses yang terjadi pada pembuatan asam asetat: (1) fermentasi alkoholik karbohidrat, (2) oksidasi alkohol menjadi asam asetat. • Ada beberapa macam asam asetat (asam cuka) yang dibedakan atas bahan yang digunakan dalam tahap I, seperti: sari buah, sirop, atau bahan yang mengan- dung pati. • Secara industri, asam cuka diproduksi dengan metode frings
- 18. 2. Produksi etanol • Alkohol merupakan zat pelarut dan bahan kimia yang banyak dibutuhkan di laboratorium dan industri kimia. • Aspek mikrobiologis dalam produksi etanol: (1) Substrat, yang mengandung karbohidrat, (2) organisme, yang banyak digunakan Saccharomyces cerevisiae. • Kultur yang dipilih harus yang toleran terhadap alkohol konsentrasi tinggi dan mampu menghasilkan alkohol dalam jumlah besar. • Reaksi: lihat buku halaman 929.
- 20. 3. Produksi Wine • Most wine is made from grapes • Wine fermentation occurs in fermentors ranging in size from 200 to 200,000 liters, Fermentors are made of oak, cement, glass-lined steel, or stone (Figure b, c, and d) • White wine is made from white grapes or red grapes that have had their skin removed • Red wine is aged for months or years • White wine is often sold without aging
- 21. Wine fermentor
- 22. Stems removed Grapes crushed Must Juice sits in contact with skins for 16–24 h Press Yeast White wine Red wine Pomace (discard) Yeast Fermentation vat 10–15 days Aging 5 months Racking Clarifying agents Filtration Bottling Stems removed Grapes crushed Must Fermentation vat 3 weeks (pulp is not removed) Press Pomace (discard) Aging in barrels Racking Transfer to clean barrels 3 times per year Clarifying agents 2 years Settling tank Filtration Bottling: Age in bottles 6 months or more
- 25. Bottles of wine aging in an underground cellar
- 26. 4. Produksi antibiotika • Antibiotika adalah senyawa molekul dengan berat molekul yang rendah dan mampu menghambat atau membunuh mikroba pada konsentrasi rendah. • Merupakan produk dari metabolisme sekunder • Dihasilkan oleh bakteri, actinomycetes & fungi, seperti: Bacillus, Streptomyces, Penicillium • Penisilin merupakan antibiotik pertama yang diproduksi pada skala industri, dengan menggunakan Penicillium chrysogenum sebagai penghasil penisilin tersebut.
- 27. Some Antibiotics produced by Microorganisms Antibiotic Producing microorganism Cephalosporin Cephalosporium acrimonium Chloramphenicol Streptomyces venezuelae Erythromycin Streptomyces erythreus Griseofulvin Penicillium griseofulvin Penicillin Penicillium chrysogenum Streptomycin Streptomyces griseus Tetracycline Streptomyces aureofaciens Gentamicin Micromonospora purpurea
- 28. PRODUCTION OF PENICILLIN During world war II-importance realized, as penicillin had been used to treat many wounded soldiers.
- 29. PRODUCTION OF PENICILLIN • Penicillin was the first important commercial product produced by an aerobic, submerged fermentation • First antibiotic to have been manufacture in bulk. • Used as input material for some semi synthetic antibiotics. • It is fermented in a batch culture
- 30. Screening for antibiotic producers
- 32. 5. Produksi asam amino
- 33. – Used as feed additives in the food industry – Used as nutritional supplements in nutraceutical industry – Used as starting materials in the chemical industry – Examples include • Glutamic acid (MSG) • Aspartic acid and phenylalanine (aspartame [NutraSweet]) • Lysine