260 likes | 742 Views
Mata Kuliah Bioindustri Minggu 1. BIOINDUSTRI (pendahuluan). Bioteknologi. Penggunaan biokimia, mikrobiologi dan keteknikan kimia secara terpadu untuk menerapkan teknologi pemanfaatan mikroba dan kultur jaringan.
E N D
Mata Kuliah Bioindustri Minggu 1 BIOINDUSTRI(pendahuluan)
Bioteknologi • Penggunaan biokimia, mikrobiologi dan keteknikan kimia secara terpadu untuk menerapkan teknologi pemanfaatan mikroba dan kultur jaringan. • Mencakup: produksi pangan terfermentasi, antibioyika, enzim, alkohol, pelarut organik, vitamin, kultivasi sel, pengendalian limbah cair, pemurnian minyak, pengikatan nitrogen dan lain-lain.
Bioindustri • Salah satu bagian dari bioteknologi yakni penerapan mikroorganisme dan enzim dalam skala besar (skala industri) serta memperhitungkan kajian eknomi dan untung rugi suatu proses produksi. • Kajian terpenting dalam bioindustri adalah teknologi fermentasi.
Fermentasi • “Ferverve” (latin): “mendidih” penampakanmenarikdari sari anggur yang terfermentasi. • Disimilasianaerobiksenyawa-senyawaorganik yang disebabkanolehaktivitasmikroorganismeatauekstrakdarisel-seltersebut, mencakupjugaaksimikrobia yang terkontrol. • Dalamartiluas, jugauntukproduksicuka, asamsitrat, asamsitrat, enzim, penisilindan lain-lain.
ProsesFermentasi • Aksimikrobial yang tertentudanjelas. • Sitologiorganismetinggi berartiproses-prosesbiokimia yang karakteristiknyasamadenganfermentasimikrobial. • Mencakup pertumbuhan, asimilasi, biosintesadandisimilasi
ProsesFermentasi Upstream processing Downstram processing
Pertumbuhan • Mencakuppeningkatanukuranselsertareproduksiselsecaralangsungdenganpembelahan, pertunasanataupembentukanbadankhusussepertisporadankonidia.
Asimilasi • Aktivitas yang mengubahberbagaikomponensubstratmenjadisebstansisel, sehinggamemberikanpertumbuhandanaktivitashidup yang diperlukan
Biosintesa • Pembentukansenyawa-senyawakompleksdalamseldalamjumlah yang lebihbanyakdaripada yang diperlukanuntukmenjagadanmempertahankanaktivitas normal sehari-hari • Senyawabiosintesapadaumumnyaberupasubstandiaktifbiokimiaesensial (enzim, vitamin, antibiotika, toksin, dll) dapattetapberadadalamselataupundikeluarkankeluar sel.
Disimilasi • Prosespengubahansenyawasubstratatausenyawa-senyawadidalamselsepertiglikogendan ATP menjadisenyawa yang energinyalebihrendah, sedemikianrupahinggaenergidibebaskandalamprosesini. • Berlangsungdidalamseldanproduknyadikeluarkanke media sekitarnya. • Terutamamenghasilkansenyawaorganik, sedikitsenyawaanorganikdanbeberapaunsur.
ProsesDisimilasi • Bersifatoksidatifdandapatberlangsung: • Penambahanoksigen • Pelepasanhidrogen • Pelepasanelektron
Pemilihan Strain Mikroba Pemilihan strain sangattergantungkepadateoriklon (cloning theory). Tipeprodukdapatdiklasifikasikandalatigacara, yakni: • Menuruttipemetabolismaterkait • Menurutkenyataanapakahprodukitusendiriadalahproduk gen rekombinan (protein) atauhasilsintesissebagaikonskuensiperubahanmetabolismebakteriolehinklusi gen rekombinan • Nilaiproduk
Kriteria strain terpilih • Mampubekerjauntuksubstrat yang beragam • Memilikicirifermentasi yang baiktanpamemerlukan O2 yang berlebihandanpembangkitpanas • Suhufermentasitakterbatas • Tidakmenghasilkanenzimpendegradasidantahanterhadaptoksisitasproduk • Tidakpatogen • Untukpenghasilbahantheurapeutiktidakmenghasilkanendotoksin • Dapatmempertahankanstabilitasgenetik • Tahanterhadapinfeksibakteriofaga • Mudahdikontrol
Pembentukanproduk Produkakhirsecarakuantitatiftergantungpada: • Kapasitassintesis • Kestabilansistemsintesis • Ketersediaansubstrat • Perolehananprodukdalampemurnian (recovery) Kapasitassintesistergantungpadabeberapakriteriafisiologik,yaitu: • Jumlahenzim yang ada • Aktivitasenzimkhusus • Kestabilanenzim • Kestabilandanketersediaankomponen-komponenpensintesa (m-RNA, t-RNA dan lain-lain)
Produk – produkBioindustri • Makanan, minumandan supplement • ProdukKesehatan • Enzim • Industrikimia • Energi • Lingkungan
Makanan, minumandan supplement • Telah lama dikenaldanpentingdibidangekonomi. • Produksusu: yoghurt, yakult, kefir, kejudsb • Produkminuman: wine, beer, cukaapel, sb • Produkmakanan: tempe, tape, mocafdsb • Produk supplement: vitamin, asamsitrat, MSG dsb
ProdukKesehatan • Yang paling banyakdikenaladalahantibiotika • Dihasilkanolehjamurdanbakteriterutamaactinomycetessbgmetabolitsekunder • Saatinidikenalleihdari 4000 antibiotikanamunbarusekitar 50 yang dimanfaatkan • Selainantibiotikaada alkaloid, steroid danvaksin • Produkbaru: insulin, interferon danhormonpertumbuhandihasilkan dg rekayasagenetika
ProdukEnzim • Yang banyakdimanfaatkanadalahenzimhidrolitikuntukmembantuprosespangandan non pangan • Protease banyakdigunakanuntuk detergent, menghilangkan haze/kabutpada beer. • Alfa amilase, amiloglukosidase, glukosaisomeraseuntukproduksi HFS • Rennet untukproduksikeju
Bahankimiadanenergi • Plastikramahlingkungandiproduksisecarafermentasi • Energisepertibioetanol, biogas, hidrogendsb
LimbahdanPertanian • Pengembanganinokulumuntukpengolahanlimbahcairdanpadat • Pengembanganbiopestisida, biofertilizerdantanamanrekayasagenetika. • Produksimikrobmenyeraplogam-logamberbahaya, emasdanradioaktif • Bioremediasidsb