Produksi vitamin B12 dapat dilakukan melalui fermentasi bakteri Pseudomonas denitrificans dan Propionibacterium spp. Peningkatan produktivitas Pseudomonas dapat dilakukan dengan rekayasa genetika untuk mengekspres berlebih gen-gen yang terlibat dalam biosintesis vitamin B12. Proses fermentasi lebih diunggulkan dibanding sintesis kimia karena menghasilkan senyawa enantiomer yang diinginkan.

1. PPRODUKSI VITAMIN B-12 OLEHRODUKSI VITAMIN B-12 OLEH
Pseudomonas dan
Propionibacterium spp
YUS EFENDI

2. Pendahuluan
• Disintesis mikroorganisme di
hewan
• Terdiri dari senyawa:
▫ Cobamide (cincin corrin
dengan inti cobalt)
▫ Nukleotida
 5,6-dimethylbenzimidazole
 Ribose-s-phosphate
▫ Senyawa yang terikat dengan
cobalt
• Hoffbrand AV, Moss PAH, Pettit JE. Essential Haematology. 5th
ed. Massachusetts: Blackwell Publishing; 2006. p. 44-57.
• Shenkin A, Baines M, Fell GS, Lyon TDG. Vitamins and Trace Elements. In: Burtis CA, Ashwood ER, Bruns DE, editors.
Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. 4th ed. St. Louis: Saunders Elsevier; 2006. p. 1100-5.
deoxyadenosylcobalamin

3. Lanjutan ...Lanjutan ...
Gaman dan Sherrington 2002
Kekurangan vitamin B12 dapat menyebabkan kelainan darah seperti macrocytos dan
anemia pernisiosa serta kerusakan syaraf seperti alzeimer, meskipun kekurangan
vitamin B12 bukan merupakan satu-satunya penyebab kelainan tersebut
Sizer dan Whitney 2002
Okuzumi dan Fujii 2000
Vitamin B12 berfungsi dalam metabolisme asam amino serta biosintesis protein
dan asam nukleat
Vitamin B12 hanya ditemukan pada pangan hewani. Hati adalah sumber yang paling
kaya akan vitamin B12, selain itu vitamin ini juga ditemukan dalam susu, daging, ikan,
dan telur
Vitamin B-12Vitamin B-12

4. Lanjutan .....Lanjutan .....
....
Tetapi pada manusia vitamin B12 diperoleh melalui makanan
atau sebagai tambahan vitamin, karena seandainya vitamin ini
disintesis oleh mikroorganisme dalam jumlah yang besar di
dalam usus besar, tetapi tidak masuk ke dalam saluran darah.
Perbedaan vitamin B12 dengan vitamin dan koenzim
lainnya adalah strukturnya sangat kompleks. Hal ini juga
menggambarkan banyaknya tahapan biosintesis dengan
melibatkan banyak enzim yang diekspresikan lebih dari
tiga puluh gen untuk sintesis lengkap
Vitamin B-12Vitamin B-12

5. Erliandri dan Herianto, 2003
Merupakan bakteri Gram negatif yang bersifat obligat aerob dan senyawa-senyawa
intermedietnya antara urogen III dan asam kobirinat menjadi sangat sensitif terhadap
oksigen. Bakteri aerob pensintesis cobalamin mengembangkan sistem penting yang
menjaga senyawa intermediet sensitif oksigen. Intermediet-intermediat tersebut dapat
dialirkan dari urogen III ke asam kobirinat tanpa dikeluarkan kedalam sitoplasma
sehingga kontak dengan oksigen dapat dicegah
PseudomonasPseudomonas

6. Gilliland, 1986
Produksi Vitamin B12 secara komersial dengan cara fermentasi
dan mikroba yang sering digunakan diantaranya adalah
Propionibacterium freudenreichii. Bakteri ini sering ditemukan
pada produk keju Swiss yang memproduksi Asetaldehida,
propionaldehida, etanol, propanol, dimetil sulfida dan asam
Isovalerat sebagai komponen flavor
Propionibacterium nerupakan bakteri garam positif tidak berspora,
berbentuk bulat, tidak bersifat motil, anaerob sampai aerob toleran,
memfermentasi karbohidrat, pepton, piruvat atau laktat dengan produk
utamanya asam propionat dan asam asetat.
Propionibacterium sppPropionibacterium spp

7. Biosintesis Vitamin B12 yang dihasilkan oleh berbagai bakteriBiosintesis Vitamin B12 yang dihasilkan oleh berbagai bakteri
Spesies Medium Aerasi
Proses
Suhu
( C)⁰
Waktu
(Jam)
Produk
(mg/I)
Propionibacterium
Freudenreichii
Glukosa, cornsteep,
hetain kobalt, pH 7,5
Anaerobik (3 hari) +
aerobic (2 hari)
30 120 20
Propionibacterium
Shermanii
Glukosa, cornsteep,
hetain kobalt, pH 7
Anaerobik (3 hari) +
aerobic (2 hari)
28 150 23
Pseudomonas
denitrificans
Asam oksalat, betain,
koblat, garam mineral
Aerobic - - -

8. Galur yang memproduksi Vitamin B12Galur yang memproduksi Vitamin B12
Sumber : Rahman, A (1992)Sumber : Rahman, A (1992)

9. Proses Produksi Vitamin B12Proses Produksi Vitamin B12
Fermentasi Produksi Vitamin B12 Menggunakan Bakteri Propioni Propionibacterium
shermanii dan Propionibacterium freudenreichii yang paling banyak digunakan.
Propionibacteria menghasilkan vitamin B12 intraseluler dan mengeluarkan asam
propionat terutama dan asam asetat ekstraseluler.
Fermentasi Produksi Vitamin B12 Menggunakan Bakteri Propioni Propionibacterium
shermanii dan Propionibacterium freudenreichii yang paling banyak digunakan.
Propionibacteria menghasilkan vitamin B12 intraseluler dan mengeluarkan asam
propionat terutama dan asam asetat ekstraseluler.
Proses fermentasi vitamin B12 menggunakan strain-strain Propionibacterium
dibagi menjadi dua tahap
Proses fermentasi vitamin B12 menggunakan strain-strain Propionibacterium
dibagi menjadi dua tahap
Propionibacterium sppPropionibacterium spp
Tahap Pertama : secara anaerob
selama 2 hari dan menghasilkan
5 deosiedenosilkobinamin
sebagai produk utama
Tahap Pertama : secara anaerob
selama 2 hari dan menghasilkan
5 deosiedenosilkobinamin
sebagai produk utama
Tahap kedua : secara aerob selama 3-4 hari dan
terjadi biosintesis 5,6-dimetilbenzimidazol
sehingga koenzim B (5-deosidenosilkobalamin)
dapat diproduksi. Dalam proses ini hanya sekali
persenyawaan kobamide lainnya yang disintesis.
Tahap kedua : secara aerob selama 3-4 hari dan
terjadi biosintesis 5,6-dimetilbenzimidazol
sehingga koenzim B (5-deosidenosilkobalamin)
dapat diproduksi. Dalam proses ini hanya sekali
persenyawaan kobamide lainnya yang disintesis.

10. Lanjutan .....Lanjutan .....
....
Propionibacterium sppPropionibacterium spp
Pada proses pemanenan, kobalamin yang terikat pada sel dijadikan larutan dengan
perlakuan pemanasan pada suhu 80-120 oC selama 30 menit, pH 6.5-8.5. Kemudian
secara kimia dilakukan konversi menjadi sianokobalamin yang bersifat lebih stabil.
Pada proses pemanenan, kobalamin yang terikat pada sel dijadikan larutan dengan
perlakuan pemanasan pada suhu 80-120 oC selama 30 menit, pH 6.5-8.5. Kemudian
secara kimia dilakukan konversi menjadi sianokobalamin yang bersifat lebih stabil.
Produk kasar dengan kemurnian 80% digunakan sebagai aditif makanan ternak.
Pemurnian lebih lanjut menghasilkan produk yang digunakan dibidang kedokteran yaitu
produk dengan kemurnian 95-98%.
Produk kasar dengan kemurnian 80% digunakan sebagai aditif makanan ternak.
Pemurnian lebih lanjut menghasilkan produk yang digunakan dibidang kedokteran yaitu
produk dengan kemurnian 95-98%.
Masalah utama dalam produksi vitamin B12 yang menggunakan
Propionibacterium adalah penghambatan pertumbuhan sel karena
akumulasi metabolit penghambat seperti asam propionat dan asam asetat.
Masalah utama dalam produksi vitamin B12 yang menggunakan
Propionibacterium adalah penghambatan pertumbuhan sel karena
akumulasi metabolit penghambat seperti asam propionat dan asam asetat.
Rahman, (1992)Rahman, (1992)
Sebagai besar juga proses fermentasi vitamin B12 menggunakan glukosa
sebagai sumber karbon
Sebagai besar juga proses fermentasi vitamin B12 menggunakan glukosa
sebagai sumber karbon

11. Proses Produksi Vitamin B12Proses Produksi Vitamin B12
Keunikan lainnya, vitamin B12 tidak dapat diproduksi oleh organisma eukaryot dan
hanya diproduksi oleh beberapa mikroorganisma prokaryot, diantaranya E. coli dan
Pseudomonas denitrificans.
Keunikan lainnya, vitamin B12 tidak dapat diproduksi oleh organisma eukaryot dan
hanya diproduksi oleh beberapa mikroorganisma prokaryot, diantaranya E. coli dan
Pseudomonas denitrificans.
Pseudomonas denitrificans merupakan bakteri Gram negatif yang bersifat
obligat aerob dan senyawa-senyawa intermedietnya antara urogen III dan asam
kobirinat menjadi sangat sensitif terhadap oksigen.
Pseudomonas denitrificans merupakan bakteri Gram negatif yang bersifat
obligat aerob dan senyawa-senyawa intermedietnya antara urogen III dan asam
kobirinat menjadi sangat sensitif terhadap oksigen.
PseudomonasPseudomonas
Bakteri aerob pensintesis cobalamin mengembangkan sistem
penting yang menjaga senyawa intermediet sensitif oksigen.
Intermediet-intermediat tersebut dapat dialirkan dari urogen III ke
asam kobirinat tanpa dikeluarkan kedalam sitoplasma sehingga
kontak dengan oksigen dapat dicegah
Bakteri aerob pensintesis cobalamin mengembangkan sistem
penting yang menjaga senyawa intermediet sensitif oksigen.
Intermediet-intermediat tersebut dapat dialirkan dari urogen III ke
asam kobirinat tanpa dikeluarkan kedalam sitoplasma sehingga
kontak dengan oksigen dapat dicegah
Warna merah vitamin B12 merupakan salah satu pigmen alami dalam
kehidupan seperti warna hijau pada klorofil. Semua pigmen alami
diturunkan secara biosintesis dari urophorpirinogen III yang terdiri dari
delapan molekul asam 5-aminolevulinat (ALA), yang berpasangan dua-dua
untuk menghasilkan empat molekul porfobilinogen (PBG)
Warna merah vitamin B12 merupakan salah satu pigmen alami dalam
kehidupan seperti warna hijau pada klorofil. Semua pigmen alami
diturunkan secara biosintesis dari urophorpirinogen III yang terdiri dari
delapan molekul asam 5-aminolevulinat (ALA), yang berpasangan dua-dua
untuk menghasilkan empat molekul porfobilinogen (PBG)

12. KESIMPULANKESIMPULAN
Perbaikan produktivitas Pseudomonas denitrificans dapat dilakukan melalui
teknik rekayasa genetika, dibuktikan oleh overekspresi dari gen-gen penyandi
enzim-enzim pada biosintesis vitamin B12 yang dikloning kedalam suatu
vector dan diintroduksikan kembali ke induknya
Perbaikan produktivitas Pseudomonas denitrificans dapat dilakukan melalui
teknik rekayasa genetika, dibuktikan oleh overekspresi dari gen-gen penyandi
enzim-enzim pada biosintesis vitamin B12 yang dikloning kedalam suatu
vector dan diintroduksikan kembali ke induknya
Proses microbial atau mikroalgal untuk produksi vitamin memiliki banyak
keuntungan dibandingkan dengan proses sintesis kimia (apabila tersedia). Produk-
produk dari proses kimia biasanya campuran racemic, sementara itu reaksi
fermentasi ataupun biokonversi menghasilkan senyawa enantiomeric yang
diinginkan.
Proses microbial atau mikroalgal untuk produksi vitamin memiliki banyak
keuntungan dibandingkan dengan proses sintesis kimia (apabila tersedia). Produk-
produk dari proses kimia biasanya campuran racemic, sementara itu reaksi
fermentasi ataupun biokonversi menghasilkan senyawa enantiomeric yang
diinginkan.