mikrobiologi industri

1. TK2562 – Mikrobiologi Industri dan Lingkungan
Aida Nur Ramadhani, M.T.
Program Studi Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret 2020
Bab X.
Mikroorganisme di Industri

2. Kaitan Mikrobiologi
dengan Makanan
Microorganisms and food
Microorganisms as food
The microbial spoilage of food

3. 3
Umumnya, kaitan antara makanan dan mikroorganisme identik dengan:
 Pembusukan buah-buahan dan keracunan makanan.
 Pembuatan bir dan roti

4. 4
 Etanol dihasilkan dari proses fermentasi, karena konversi gula menjadi karbon dioksida dan air
yang tidak sempurna:
Fermentasi alkohol
 Wine
 Beer
 Apa bedanya?

5. 5
 Anggur (wine) dapat dibuat dari hampir semua jus
buah (anggur) dengan kadar gula tinggi.
 Treatment SO2  membunuh mikroflora alami.
 Fermentasi primer:
 Ragi Saccharomyces cerevisiae, varietas
ellipsoideus.
 Suhu 22-27°C (red wine)
 Filter press: memisahkan dari kulit anggur.
wine.

6. 6
 Fermentasi sekunder:
 Fermentasi malolactic
 Asam malat, yang memiliki rasa tajam, dikonversi menjadi
asam laktat yang lebih lembut  smoothness pada
anggur.
 Produk sekunder: diacetyl  rasa 'mentega (buttery)'
pada anggur.
 Penyimpanan (ageing) dalam tong kayu ek, selama beberapa
bulan.

7. 7
 Bir diproduksi oleh fermentasi gandum.
 Malting
 Proses perendaman biji-bijian dalam air 
perkecambahan dan mengaktifkan enzim pencerna
pati.
 Konversi pati dalam biji-bijian menjadi maltosa.
 Mashing
 Penumbukan biji-bijian dalam air hangat.
 Melepaskan bahan yang larut dari biji-bijian sebagai
persiapan untuk fermentasi.
 Hops: sebuah tunas bunga yang menentukan elemen
pahit dan aroma tertentu  bunga, citrus, atau pinus
dalam sebuah bir.
beer.

8. 8
 S. cerevisiae 
 produksi bir yang lebih gelap.
 dibawa ke permukaan larutan fermentasi dengan
gelembung karbon dioksida (top fermenter)
 S. carlsbergensis 
 bir yang berwarna lebih terang, less cloudly.
 membentuk sedimen di bagian bawah (bottom
fermenter)
 Bir disimpan selama beberapa bulan (casking).

9. 9
Produk olahan susu
 Susu dapat difermentasi untuk menghasilkan berbagai produk, termasuk mentega, yoghurt, dan keju.
 Asam yang dihasilkan oleh proses fermentasi menyebabkan koagulasi atau penggumpalan protein susu.

10. 10
 Koagulasi dipengaruhi oleh:
 penambahan enzim protease rennin, atau
 aktivitas bakteri asam laktat (khususnya Streptococcus lactis dan S. cremoris).
 Koagulasi  pemisahan antara whey (hasil fermentasi fase cair) dengan curd
(hasil fermentasi fase semi solid).
 Curd dipress dan dibentuk  membuang sisa cairan dan membentuk tekstur.
 Proses lanjutan:
 Garam ditambahkan, menambah rasa. Aktivitas mikroba berlajut pada
komponen protein dan lemak dalam keju.
 Jenis keju ≡ lama waktu pemanenan.
 Keju yang lebih keras  waktu panen lebih lama.
keju.

11. 11

12. 12
Roti
 Agen fermentasi = yeast (ragi).
 Saccharomyces cerevisiae (beda strain dengan ragi untuk brewing).
 Kondisi aerob  gula pada adonan dikonversi semua menjadi CO2 (dibanding anaerob menjadi Alkohol).

13. 13
Kecap (soy sauce)
 Fermentasi fase padat dari biji-bijan (Kedelai dan gandum).
 Terdiri dari 2 tahap:
 Tahap Koji  fermentasi biji-bijian aerobic oleh fungi (fase
padat).
 Tahap Moromi  fermentasi anaerob slurry, bahan terendam
dengan kultur bakteri campuran, selama 8 hingga 12 bulan.
 Produk akhir dipress untuk mendapatkan cairan kecap 
dipasteurisasi  disaring  dikemas.

14. 14
Lihat video:
https://www.youtube.com/watch?v=txWbdnd8xL8
Proses pembuatan soy sauce skala industri:

15. 15
 Agaricus bisporus (Basidiomycota).
 Dikembangkan sebagai produk agrikultur.
 Alga merah  nori.
 Spirulina (cyanobacterium)  suplemen
makanan dan kesehatan.
Fungi dan Algae

16. 16
ACAR
 Fermentasi acar (pickling fermentation).
 Cara efektif untuk mengawetkan sayuran, serta meningkatkan rasa
dengan asam laktat dan garam.
 Selama fermentasi, sayuran direndam dalam larutan garam anaerob
untuk mengekstrak gula dan sari yang sarat nutrisi.
 Tekanan osmotiknya yang tinggi menghambat bakteri pembentuk
spora yang dapat merusak produk.

17. 17
 German versions of fermented cabbage  Korean versions of fermented cabbage

18. 18
Mikroorganisme yang berperan dalam fermentasi beberapa makanan

19. 19
 Fresh foods (daging, produk olahan susu, buah, dan sayuran)  sumber kaya
nutrisi bagi mikroorganisme heterotrof.
 Tipe mikroba tergantung pada komposisi kimia makanan, pH dan kandungan
airnya.
 pH rendah (buah-buahan)  lebih cocok untuk fungi daripada bakteri.
 Asalnya?
Berasal dari sumber yang sama dengan makanan  tanah dari sayuran,
kontak dengan saluran cerna hewan saat menyembelih.
Kontaminan  saat proses transportasi, atau penyimpanan.
 Pseudomonas, Salmonella, Campylobacter, dan Listeria.
Pembusukan makanan

20. 20

21. 21
 Makanan segar  sangat mudah membusuk.
 Makanan seperti beras, nasi, dan tepung  lebih tahan dari pembusukan
karena tidak ada kandungan air  tidak menguntungkan untuk pertumbuhan
mikroba.
Pembusukan makanan
Drying (pengeringan)
 Salah satu metode pengawetan makanan.
 Mencegah pertumbuhan mikroorganisme dengan membuat kondisi yang
tidak menguntungkan.
 Metode lain: pemanasan, pengalengan, asinan, manisan, iradiasi (cek lagi bab
8)

23. Mikrobiologi di industri
selain makanan
Microorganisms in the production
of bio-chemicals
Microorganisms in the mining
industry

24. 24
 Produksi skala besar produk: asam amino, steroid, enzim, dan antibiotik.
 Contoh:
• Asam glutamate  MSG.
• Asam aspartate dan fenil alanine  pemanis buatan aspartame.
• Asam sitrat  kapang Aspergillus niger  industri makanan dan farmasi.
• Riboflavin  kapang Ashbya gossypii.
• Vitamin B12  bakteri Propionibacterium shermanii dan Pseudomonas denitrificans).
• Ascorbic acid (vitamin C)  Acetobacter suboxydans
Biochemical products.

25. 25

26. 26
 Contoh: proteases, amylases, lipases, etc.
 Penggunaan berbagai jenis enzim (kombinasi enzim)  menghasilkan produk spesifik yang diinginkan.
 HFCS (high fructose corn syrup)
• Pemanis dari jagung.
• Peran 3 enzim untuk memecah pati jagung.
• Alpha amylase memecah amylose (ikatan glikosidik α-1,4), glucoamylase memecah amilopektin
(ikatan glikosidik α-1,6)  monomer glukosa.
• Enzim isomerasi: monomer glukosa  fructose
Biochemical products - ENZIM

27. 27
 80% penggunaan enzim adalah di industri makanan dan deterjen.
 Sebagai pembersih, sabun karpet, dan penghilang noda sejak 1960.
 Protease  bekerja dengan surfaktan, menghidrolisa noda berbasis
protein (darah, keringan, makanan).
 Lipase  bekerja untuk noda oily atau greasy  butter, salad dressing,
dan lipstick.
 Amylase  bekerja untuk noda berbasis pati  sereal atau custard.
Biochemical products - CLEANING PRODUCTS

28. 28

29. 29
 Produksi berbagai produk fermentasi  industri skala besar.
 Fermentor atau bioreaKtor skala besar dengan kapasitas 200.000 liter.

30. 30
Bio-hydrometallurgy.
 Bioleaching.
 Proses pelarutan/pelepasan logam atau pengambilan (ekstraksi) logam dari sedimen menjadi bentuk
yang larut dengan menggunakan bantuan mikroorganisme.
 Acidophilic bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans) mengekstrak logam berharga.
 Copper (Cu) dari bijih tembaga low-grade.
 A. ferrooxidans sebagai agen pengoksidasi yang potensial  mampu mengoksidasi bentuk ferrous (Fe2+)
atau ferric (Fe3+) menjadi ferric sulphate.
 Dapat hidup di lingkungan ekstrem (pertambangan) kondisi asam (pH < 2.0)
 Toleransi tinggi terhadap ion logam (copper)

31. 31
Aplikasi di industri pertambangan.
Bioleaching tembaga.
 Dilakukan pada kolam besar yang dalam  menciptakan kondisi anoksigenik.
 Acidithiobacillus ferrooxidans secara alami hidup di dalam bijih mineral hasil tambang.
 Peran bakteri : Kemampuan mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ yang dapat bereaksi dengan CuS melepaskan
ion Cu.
 Cu recovery (Cu0)  Potongan besi (scrap steel ion) atau (Fe0) ditambahkan ke dalam kolam pengendapan.

33.  Lihat video
 https://www.youtube.com/watch?v=aSb5PNwrRx0