-

2. Aplikasi Bioteknologi dalam bidang industri
Bioteknologi adalah prinsip-prinsip ilmu pengetahuan dan kerekayasaan untuk
penanganan dan pengolahan bahan dengan bantuan agen biologis yang
menghasilkan barang dan jasa.
Bioindustri adalah salah satu bagian dari bioteknologi, yakni penerapan
mikroorganisme dan enzim dalam skala besar (industri) yang memperhitungkan
kajian ekonomis dan untung rugi suatu proses produksi

3. DEFINISI BIOINDUSTRI
Bioindustri secara umum adalah:
 Aplikasi bioteknologi dalam bidang industri
Keywords: bioteknologi & industri
Bioteknologi:
 Prinsip-prinsip ilmu pengetahuan dan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan
bahan dengan bantuan agen biologis untuk menghasilkan barang dan jasa.

4. DEFINISI BIOINDUSTRI
Jadi BIOINDUSTRI adalah salah satu bagian dari bioteknologi , yakni penerapan
mikroorganisme dan enzim dalam skala besar (skala industri) serta
memperhitungkan kajian ekonomi dan untung rugi suatu proses produksi
Point Penting:
1. Penerapan agen biologis (mikroorganisme)
2. Skala Produksi Besar (Skala Industri)
3. Adanya Kajian Ekonomi
C O M P A N Y L O G O

5. RUANG LINGKUP BIOINDUSTRI
• Skala Aplikasi Bioteknologi
1. Laboratorium
 Tahap seleksi mikroorganisme (baik tanaman maupun hewan)
2. Skala Pilot
 Penerapan kondisi operasi optimum
3. Skala Industri
 Proses produksi dengan pertimbangan ekonomi industri
C O M P A N Y L O G O

6. RUANG LINGKUP BIOINDUSTRI
• Bioteknologi modern untuk penelitian dan pengembangan produk fermentasi
harus dapat diaplikasikan pada:
1. Bahan Baku
 Memperbaiki bahan baku untuk proses tradisional
2. Proses
 Pengembangan bioreaktor
3. Kultur Mikroba
 Memperkaya aplikasi mikroba
C O M P A N Y L O G O

7. BAHAN BAKU FERMENTASI
Hasil Pertanian
Sereal, buah-buahan, sayuran, kacang-kacangan
Hasil Peternakan
Susu sapi, daging
Hasil Perkebunan
Kopi, coklat, tebu
Limbah Industri
Molase, jerami, dedak, kulit kopi, kulit coklat, sabut kelapa,
ampas tahu, ampas biji yang telah diambil minyaknya, air limbah,
sampah

8. SYARAT BAHAN FERMENTASI
Mudah didapat
Jumlah besar
Harga murah
Ada substitusinya

9. SUMBER MIKRO-ORGANISME INDUSTRI
1. Sumber Alami : tanah, air sungai, laut, tanaman, hewan, limbah, kotoran, dll.
2. Koleksi kultur: lembaga tempat menyimpan dan memelihara mikro-
organisme

10. NAMA KOLEKSI KULTUR DUNIA
Tempat
ATTC
CBS
CCM
CDDA
CIP
CMI
DSM
FAT
IAM
NCIB
America Type Culture Collection
Centraal Bureau VoorSchimmelculture
Czechoslovak collection of microorganism
Canadian Department of Agriculture
Collection of The Institute Pasteur
Commonwealth Mycological Institute
Deutsche Samlung Von Microorganism
Faculty of Agriculture Tokyo University
Institute of Applied Microbiology
National Collection of Industrial Bacterial
Rockville, USA
Baarn, Netherland
Canada, Otawa
Paris
Kew, UK
Gottigen, Jerman
Tokyo
Univ of Tokyo
Aberdeen, Scot
London, UK

11. BAHAN BAKU FERMENTASI
Setiap mikroorganisme memerlukan:
1. Air
2. Sumber Energi
3. Sumber Karbon
4. Sumber Nitrogen
5. Mineral
6. Oksigen (jika aerobik)

12. BAHAN BAKU FERMENTASI
Air
 Merupakan komponen utama fermentasi
 Yang harus diperhatikan:
 pH
 Garam terlarut
 Bahan buangan terlarut
 Penyiapan air
 deionisasi, penambahan garam, dll

13. BAHAN BAKU FERMENTASI
Sumber energi
 Berasal dari oksidasi media atau cahaya
 Sebagian besar mikroorganisme industri adalah chemo-organotrophs
 Sumber energi banyak berasal dari sumber karbon

14. BAHAN BAKU FERMENTASI
Sumber Karbon
 Faktor yang mempengaruhi pemilihan sumber karbon:
 Harga , contoh: pembuatan etanol dimana 60-70% biaya produksi berasal dari
bahan baku
 Kemurnian sumber karbon, contoh; ion logam harus dihilangkan dari karbohidrat
pada proses dengan asam sitrat
 Metode preparasi media, khususnya pada proses sterilisasi pada karbohidrat
 Peraturan pemerintah, contoh penggunaan gula sebagai konsumsi

15. BAHAN BAKU FERMENTASI
Sumber Karbon
 Sumber karbon:
 Karbohidrat
 Minyak dan lemak
 Molase
 Whey susu
 Hidrokarbon
 Glukosa
 Laktosa
 dll
C O M P A N Y L O G O

16. BAHAN BAKU FERMENTASI
Sumber Nitrogen
 3-15% berat mikrobia adalah nitrogen
 Sumber nitrogen secara umum:
 Nitrat
 Urea
 Amonia (sebagai kontrol pH dan sumber nitrogen)
 Garam-garam amonium
C O M P A N Y L O G O

17. BAHAN BAKU FERMENTASI
Mineral
 Dibutuhkan untuk pertumbuhan dan metabolisme
 Contoh mineral penting:
 Magnesium, fosfor, potasium, sulfur, kalsium, klorin
 Mineral lain yang biasanya keberadaannya merupakan impuritis dalam bahan
 Kobalt, besi, zinc, mangan, tembaga
C O M P A N Y L O G O

18. BAHAN BAKU, PRODUK , MIKRO
Bahan Baku Produk Mikroorganisme
Susu Sour milk product,
curdled milk, sour cream,
yoghurt, kefir, koumiss,
sour cream butter,
cheese
LAB, yeasts, acetic acid
bacteria, fungi
Meat Fermented sausage
HAM
Fungi, yeasts, LAB,
staphylococci,
streptomyces
Fungi, yeasts,LAB,
staphylococci
Fish Fish sause, fermented
fish silage
Staphylococci, vibrio
costicola, LAB
Olives, cabbage,
cucumber, tomato, and
other
Fermented olive,
saurerkraut, pickled
cucumber
LAB
C O M P A N Y L O G O

19. BAHAN BAKU, PRODUK , MIKRO
Bahan Baku Produk Mikroorganisme
Dough and batters made
from cereals
Sourdough, yeast dough,
kisra
LAB, yeast vide infra
Malt, Koji, made from
cereals and grains
Beer, sake LAB, Yeasts, Fungi
Beer, wine Vinegar Acetic acid bacteria
Grape and other fruits Wine Yeast, LAB, fungi
Soy, locust bean Soy sauce, tempe LAB, Bacilli, fungi, yeast
Grass, maize, potato Silage LAB
C O M P A N Y L O G O

20. KABUTUHAN OKSIGEN
 Aerob: Mikroorganisme yang untuk pertumbuhannya membutuhan oksigen bebas
 Anaerob: Mikroorganisme yang untuk pertumbuhannya hanya atau tumbuh baik jika
tidak ada oksigen bebas. Organisme menggunakan oksigen hasil pemecahan substrat
 Mikroaerofil: Mikroorganisme yang hanya dapat tumbuh baik jika konsentrasi
oksigen hanya tersedia dalam jumlah kecil
 Fakultatif anaerob/aerob: Mikroba yang dalam pertumbuhannya tergantung pada
konsentrasi oksigen yang ada dalam medium
 Aerotoleran anaerob: Organisme yang selalu dapat tumbuh pada keadaan anaerob --
it ignors the presence of oxygen.
 Kapneat mikroba: Organism yang untuk pertumbuhannya memerlukan 3 - 10% CO2
BC Yang
For lecture only

21. PENGATURAN LINGKUNGAN
UNTUK PERTUMBUHAN
BAKTERI
Obligat anaerob. Tidak dapat tumbuh
jika terdapat oksigen. Oksigen
terdapat dalam jumlah kecilpun toksik
Contoh: Bacteroides spp.
Contoh: organisme yang untuk
pertumbuhannya memerlukan 3%
- 10% CO2
BC Yang

22. APLIKASI BAKTERI
No.
Nama produk atau
makanan
Bahan baku Bakteri yang berperan
1. Yoghurt susu
Lactobacillus bulgaricus dan
Streptococcus thermophilus
2. Mentega susu Streptococcus lactis
3. Terasi ikan Lactobacillus sp.
4.
Asinan buah-
buahan
buah-buahan Lactobacillus sp.
5. Sosis daging Pediococcus cerevisiae
6. Kefin susu
Lactobacillus bulgaricus dan
Srteptococcus lactis
C O M P A N Y L O G O
Bakteri Fermentasi

23. APLIKASI BAKTERI
Nama Produk Bakteri yang Berperan
Bir, Roti, wine, keju, Daging
termermentasi
Latic acid bacteria
Vinegar Spesies Acetobacter
Insektisida Bacillus thuringiensis
Asam amino Klebsiela aerogenes
Aseton Spesies clostridium
Etanol, gliserol Zymomonas mobilis
Xantan Xhantomonas campastris
Selulosa (nata) Acetobacter xylinum
Enzym α-amylase Bacillus substilis
C O M P A N Y L O G O

25. Protein mikroba sebagai sumber pangan untuk manusia mulai
dikembangkan pada awal tahun 1900. Protein mikroba ini kemudian dikenal
dengan sebutan Single Cell Protein (SCP) atau Protein Sel Tunggal.
Menurut Tannembaum (1971), Protein Sel Tunggal adalah istilah yang
digunakan untuk protein kasar atau murni yang berasal dari
mikroorganisme, seperti bakteri, khamir, kapang, ganggang dan protozoa.
Sebenarnya ada dua istilah yang digunakan untuk produk mikroba ini, yaitu
PST (Protein Sel Tunggal) dan Microbial Biomass Product (MBP) atau
Produk Biomassa Mikrobial (PBM). Bila mikroba yang digunakan tetap
berada dan bercampur dengan masa substratnya maka seluruhnya
dinamakan PBM. Bila mikrobanya dipisahkan dari substratnya maka hasil
panennya merupakan PST.

26. PRODUKSI PROTEIN SEL TUNGGAL DALAM MIKROBA
BERFOTOSINTESA
Ganggang dan bakteri tergolong mikroba berfotosintesa
yang digunakan untuk memproduksi protein sel tunggal.
Pertumbuhan berfotosintesa ganggang yang diingikan,
seperti Chlorella, Scenedesmus, dan Spirulina , adalah
menurut reaksi sebagai berikut :
Karbon dioksida + air + ammonia atau nitrat + mineral → sel
ganggang + oksigen

27. Organis
me
Bahan Mentah Produksi Produsen atau
Pengembang
Chlorella
sp.
CO₂ (dengan
foto-2 sintesa);
sirup tebu, tetes
(non-
fotosintesa)
2 metrik
ton/hari
Taiwan Chlorella
Manufacture Co. Ltd,
Taipei
Scenede
smus
acutus
CO₂, urea
(dengan
fotosintesa)
20mg/m2/h
ari
Central Food
Technological
Research Institute,
mysore, India
Spirulina
maxima
CO₂, atau
NaHCO3
(dengan
fotosintesa)
320 metrik
ton/tahun
Sosa Texcoco, SA,
Mexico City
Tabel proses pilihan untuk membuat protein sel tunggal pada
ganggang.

28. Bioteknologi konvenional :
Pemanfaatkan microorganisme
dalam menghasilkan alkohol,
asam asetat, gula dll.
Microorganisme dapat
mengubah bahan pangan.
Proses yang dibantu
mikroorganisme, misalnya
dengan fermentasi.
Adanya penggunaan makhluk
hidup
Bioteknologi modern
Memanfaatkan prinsip-
prinsip ilmiah melalui
penelitian.
Menghasilkan produk
secara efektif dan efisien.
Didasarkan pada
manipulasi atau rekayasa
DNA
PST ADALAH SALAH SATU APLIKASI DARI
BIOTEKNOLOGI

29. MANFAAT PST
•Sejak tahun 1910 di Berlin PST dari
Khamir telah yang dikenal dengan
sebutan “food yeast” telah diproduksi
selama perang Dunia I dan II.
•”food yeast” digunakan di Jerman,
Jepang dan Rusia dalam bentuk tepung,
pasta, sirup atau dikeringkan.

30. MIKROORGANISME BERPERAN
• Khamir
Saccharomyces
cerevisiae
Candyda lipolytica
C. utilis
• Ganggang
Scenedesmus acutus
Spirulina maxima
• Bakteri
Hydrogenomonas sp
Cellulomonas sp
Thermomonaspora fusca
• Kapang
Aspergillus fumigatus
Trichoderma viride
Fusarium sp

31. KELEBIHAN
•Produksi protein lebih cepat dan efisien dibandingkan
produksi protein nabati atau hewani
•Nilai gizi PST lebih tinggi dibandingkan protein nabati karena
komposisi asam amino lebih lengkap
•Produksi PST tidak memerlukan tempat yang luas
dibandingkan produksi protein nabati atau hewani
•Produksi PST tidak dipengaruhi kondisi luar karena kondisi
fermentasi dapat diatur
•Proses produksi PST fleksibel karena dapat digunakan
berbagai substrat dan mikroorganisme

32. KELEMAHAN
•Kandungan asam nukleat tinggi
•Mikroorganisme mungkin mengadsorbsi
komponen beracun atau karsinogenik yang
terdapat di dalam substrat
•Dinding sel mikroorganisme kadang-kadang
mengandung komponen yang tidak dapat dicerna
dan bersifat racun atau menyebabkan alergi
•Fluktuasi harga dan persediaan substrat yang tidak
tetap

33. 6. DIAGRAM PROSES / TAHAPAN
PRODUKSI PST