BIOMASSA dan PROBIOTIK

1. BIOMASSA dan PROBIOTIK

2. PENDAHULUAN • Jumlah penduduk meningkat • Areal pertanian semakin sempit • Kebutuhan pangan meningkat • Pemanfaatan hasil tanam  setinggi mungkin dimanfaatkan • Pengolahan dan pemanfaatan hasil samping pertanian • Perkembangan bioteknologi di Indonesia

3. Biomassa • Biomassa adalah wujud massa dari hasil proses biologi • Jenis biomassa • 1. Biomassa nabati / hasil samping pertanian • 2. Biomassa mikroba

4. 1. Biomassa nabati • Adalah : seluruh hasil dari segala macam tumbuhan dari lahan maupun pertanian / perairan • Contoh : Tanaman Padi  hasil sampingnya adalah akar, jerami, sekam • Biomassa nabati sering dikaitkan dengan hasil samping tanaman pertanian • Pemanfaatan biomassa nabati masih sangat kecil,

5. Perhitungan biomassa • 1 ton beras, biomassa yang dihasilkan : • 0,1 ton bekatul • 0,31 ton sekam • 1,9 ton jerami • 1 ton gula : • 0,44 ton molase • 0,38 ton blotong • 4,4 ton bagas • 1,9 ton pupuk tebu

6. 1 ton kopra : • 0,32 ton bungkil • 1,8 ton serabut • 1,2 ton tempurung • 1,3 ton air kelapa

7. Biokonversi • Adalah proses pemanfaatan kembali bahan / hasil samping pertanian, dari bahan yang tidak berguna / bernilai ekonomis rendah menjadi bahan yang berguna dan bernilai ekonomi tinggi • Biomassa nabati tidak bisa digunakan langsung sebagai bahan pangan karena tidak bisa di cerna oleh manusia, • Untuk itu dibutuhkan biokonversi

8. Hasil samping pertanian dibagi 3 bagian: • Bahan yang kaya selulosa, • Sebagian berupa jerami, • perkiraan produksi 1800 juta ton/tahun, • sebagian besar belum digunakan • Bahan yang kaya gula, • hasil samping pembuatan gula, bit, tebu, ubi2an • Rabuk / manure • Hasil tambahan dari hewan, 1900 juta ton/tahun

9. Pengelompokan hasil samping • Berdasarkan bentuk : padat, cair, gas • Berdasarkan sumber : • Rumah tangga, pemukiman • Industri • Pasar, pusat perdagangan • Hasil Samping : • Sisa kegiatan aktivitas manusia dalam kehidupan sehari-hari

10. Peranan Biokonversi • John Postgate (1984), peranan biokenversi hasil samping organik dengan mikroba, diduga dapat memecahkan masalah kekurangan pangan dan pakan di masa y.a.d • Lynch (1984), penggunaan bioteknologi tanah sebagai salah satu alternatif pemecahan masalah pangan

11. Filosofi • Hasil pertanian dimanfaatkan semaksimal mungkin • Hasil pertanian dan hasil samping pertanian adalah bahan baku • Hasil biokonversi: • Pangan - farmasi • Pakan ternak - energi • Pupuk - enzim • Bahan konstruksi

12. Jalur Biokonversi • Perlakuan fisik dan kimiawi, • Berfungsi untuk meningkatkan daya cerna oleh hewan  produk hewani yang dihasilkan dapat dikonsumsi manusia • Konversi mikrobial • Pemanfaatan hasil samping pertanian/biomassa oleh mikroba • Konversi hewani • Hasil pertanian dicerna hewan manusia

13. 2. Biomassa Mikrobial • Biomassa mikrobial, • adalah bila mikroba yang digunakan tetap berada dan tercampur dengan massa substratnya, contoh yoghurt, tempe, • Protein sel Tunggal, • Bila mikroba dipisahkan / dipanen dari masa substratnya • Produk PST yang akan digunakan harus dilihat : nilai gizi dan toksisitas nya

14. PST, untuk saat ini hanya digunakan sebagai pakan ternak • Bakteri yang banyak digunakan pada produk PST, golongan basillus dan coccus • Syarat PST, • bakteri PST harus tumbuh cepat dalam media • Tidak patogen/beracun

15. Protein Sel Tunggal • Adalah protein yang berasal dari mikroba yang digunakan sebagai bahan tambahan dalam pangan atau pakan ternak • PST meliputi : isolat protein sel dan semua komponn sel • PST mempunyai nilai gizi baik karena : • Tinggi kandungan pt, vitamin, lipid dan kandungan lengkap asam amino essensial

16. Kandungan Pt berdasarkan berat kering • Bakteri : 60 – 70 % • Khamir : 39 – 65% • Kapang : 35 – 40%

17. Keuntungan PST dibandingkan Pt hewani • Produksi PST lebih cepat dan efisien • Nilai gizi PST lebih tinggi, karena komposisi asam amino lebih lengkap • Produksi PST tidak memerlukan tanah / tempat yang luas • Produksi PST tidak dipengaruhi oleh cuaca di luar, kondisi fermentasi dapat diatur • Prosesnya mudah, fleksibel karena substrat dan jasad mikroba yang digunakan mudah

18. Kelemahan PST antara lain • Kandungan as. Nukleat PST tinggi, yaitu 4-6% (alga), 10-16% (bakteri), 6-10% (khamir), 2,5-6% (kapang). Kandungan as. lemak yang tinggi berbahaya bagi manusia • Dinding sel mikroba kadang mengandung komponen yang tidak dapat dicerna dan bersifat racun atau menyebabkan alergi • Beberapa mikroba juga menghasilkan toksin yang berbahaya, mis. Aflatoksin, dari kapang

19. Mikroba kemungkinan mengabsorbsi komponen beracun, (logam berat, hidrokarbon rantai tunggal dan bercabang, komponen aromatik polisiklik) dan karsinogenik dari dalam substrat • Fluktuasi harga dan persediaan substrat yang tidak tetap. Biaya penyediaan substrat meliputi 40-50%, dari total biaya produksi PST • Belum dapat digunakan sebagai campuran makanan untuk manusia

20. Substrat dan Mikroba PST Substrat yang digunakan : - Molase, hasil samping pabrik gula - Cairan sulfit, hasil samping pabrik kertas - Hidrolisat asam, hasil samping industri kayu - Limbah pertanian, whey dari pabrik tahu/susu, sisa makanan yang mengandung pati/ubi2an, sereal, kulit buah, sari buah - Metana - Metanol, etanol sumber karbon khamir - Parafin/alkana - Minyak bumi, dan gas pembakaran sumber CO2 untuk kultur alga

21. Khamir: Saccharomyces cereviceae (pemecah heksosa) Kluyveromyces fragilis (pemecah laktosa) Candida lipolytica Candida utilis (pemecah pentosa dan heksosa) Geotrichum candidum Substrat : Molase, hidrolisat biji2an Whey Petrolium, alkana Cairan sulfit Karbohidrat Berbagai jenis mikroba untuk PST

22. Pseudomonas Hydrogenomonas sp Cellulomonas sp Methylophilus methylotrophus Petrolium alkana, minyak H2 dan CO2 Pemecah selulosa Metanol Bakteri

23. Kapang : • Sebagai substrat adalah amonia sumber nitrogen, • Aspergillus • Penicillium • Fusarium

24. Kelemahan penggunaan PST • Penerimaan bakteri sebagai makanan oleh konsumen sangat rendah • Ukuran sel bakteri sangat kecil sehingga sukar untuk dipanen • Kandungan asam nukleat di dalam bakteri sangat tinggi

25. Keuntungan bakteri sebagai PST • Dapat tumbuh pada berbagai substrat • Waktu generasi cepat • Kandungan protein tinggi

26. Keuntungan penggunaan khamir untuk PST • Penerimaan oleh konsumen lebih baik • Kandungan asam nukleat rendah • Lebih mudah di panen karena ukuran sel lebih besar dan konsentrasi nya tinggi • Dapat tumbuh pada substrat dengan pH rendah

27. Kelemahan alga untuk PST • Memerlukan suhu yang hangat dan banyak sinar matahari disamping kebutuhan akan CO2 • Dinding selnya tidak dapat dicerna

28. PST dari Alkana • Mikroba yang dapat tumbuh pada alkana - Kapang ordo Mucorales dan Moniliales - Khamir : Candida tropicales, C. oleophila, Saccharomyces lipolytica - Bakteri : Pseudomonas, Acinetobacter, Bacillus