BIOPROSESadalah proses aplikasi metode teknik yang memerlukan sel hidup atau bagian dari sel hidup untuk menghasilkan produkengineer dan biological harus bersatu untuk :1. mendapatkan biokatalis terbaik2. membuat lingkungan terbaik untuk microorganisme bioproses3. menemukan teknologi separasi yang murahtipe bioprosesmedium -> di kocok di botol -> benih fermentasiraw material -> pembentukan medium -> sterilisasikedua baris proses tersebut: rektor -> recovery -> pemurnian (product) -> sisateknologi separasi downstream proses: destilation, absorbsi, adsorbsi, drying, filtrarion, precipitation, leachingkeuntungan bio proses1. reaksi berlangsung pada kondisi lingkungan yang wajar2. catalis bersifat sangat spesifik sehingga yang bereaksi hanya yang di inginkan3. effektif, sedikit katalis bisa untuk banyak4. dapat diperbaharukankerugian : 1. hasil yang sangat kompleks2. kondisi lingkungan yang banyak air sehingga separasi susah3. kontaminasi sistem fermentasi mudah sekali terkontaminasi karena lingkungan sangat cocok untuk kehidupan bacteria4. cell memiliki kecenderungan untuk bermutrasi sehingga butuh perawatan khususproduk bioproses:1. biomasa2. cell product3. biotransformationFERMENTATIONsubstrat / media = material yang mendukung pertumbuhan mikrobaculture = biakanORGANISME protista organisme terendahprokariot = bakteri dan alga, sitoplasm (ribosom, sintesis) dan nuclear region gen, cell wall and cell membraneukariot = ukuran lebih besar, ada kromosom, mito kondria untuk metabolisme, vacuola, dan lisosom memisahkan reaksi kimia yang berbeda.binomial nomen kaltur= Genus spesiesBAKTERI unicelullerasseksual - binnari fissioncara reproduksi: pemanjangan sel -> Invagination cell -> distribusi nucleus -> membentuk dinding masing masing -> kemudian memisahkan dirikondisi lingkungan untuk bakteri : dipengaruhi oleh suhu, gass pada lingkungan (co2 dan o2) dan phmacam bakteri berdfasarkan suka tidaknya pada gas tertentu1. aerobic2. anaerobik3. facultative anaerobic4. microaerofilikspora digunakan saat tak ada cadangan makananlebih tahan terhadap panas, kering, dapat mengalami dormansiJAMURheterotrofsinggle cell = yeast moldmulti cultur = mushroomYEASTdi temukan di banyak tempatasseksual reproduction BUDDING membentuk anak sel kecil di bagian membranMOLDjamur yang berfilament, mempunyai hifa, cabang vegetatif di sebut dengan misellium, biasanya untuk antibiotik, enzyme, food, dan zat additif makanan.ANIMAL CELLeukariyotikbergabung menjadi suatu jaringan, epitel, tulang, syaraf, otot, PLANT CELLeukariootik, dinding tebal, vacuolla besar, cloroplasDIVERENT BETWEEN PLANT AND MICROBIAL CELLSplant cell lebih besar 10-100 kali daripada microbiametabolisme cell tumbuhan lambat di bandingkan dengan mikrobiacell tanaman kecenderunganya tumbuh mengumpulpalnt cell lebih mudah mati daripada cell mikrobiametabolisme plant cell more komplek daripada cell mikrobiagen plant cell lebih tak stabil daripada mikrobiaMETABOLISME SEKUNDER DARI PLANT CELLalkaliod = suatu kristalin, ada ikatan nitrogenya, digunakan untuk industri obat, cafeein dllessential oil = campuran terpenoid dan digunakan untuk perisa, aroma, pelarutglikosida = phenolic tannin, flavonoid dan dapat digunakan untuk bahan celup, perisa makanan, dan inustri obat food production = pewarna makanan, minyak, pemanis, bumbuindustri farmasi = alkaloid, steroid, proteinpertanian = kimiakeuntungan:1. kondisi lingkungan tidak terlalu sulit atau ribet2. produk dan hasil dapat di kontrol melalui eliminasi masalah saat prosess3. beberapa hasil metabolisme dapat diperoleh dengan mengembangkan biakan dalam jumlah banyakBATCH SISTEMbiakan ideal adalah :1. murni2. tumbuh dan berkembang dengan cepat3. genya stabil dan mudah untuk di manipulasi4. hasil seragam pada waktu yang singkat5. tak menghasilkan product yang tak di inginkan6. punya kekuatan melawan kontaminanbatch sistem adalah = sistem tertutup takada yang masuk maupun yang keluar. nutrisi dalam jumlah yang tetap. nutrient habis ketika produk akhir sudah terbentuk. ada beberapa tahap. lag, exponential atau log, stationary, death phase. main stage pada exponentiallag fase= jumlah sel tak bertambah. cell bertambah besar. adaptation time, lag fase bisa di kurangi dengan memindahkan inoculum dari medium bernutrisi rendah ke tinggi. ukuran inoculum harus dalam keadaan matang.lag bisa di kurangi dengan meminimalisir fase adaptasi dengan menyesuaikan tempat biakan denga tempat berkembangnya cultur. tak terlalu banyak air. di kembangkan saat sudah matang.exponential fase= dimana fase bakteri itu berkembang dengan bertambahnya jumlah stationary phase= dimana kemampuan bakteri untuk menambah jumlah terhenti karena lingkungan atau media sudah tidak mendukung untuk itudeath phase= kematian dari mikrobia karena kehabisan makanan atau keasaman media (ph bertambah) dengan di ikuti proses lisiskinnetic batch = MEDIA FEREMNTATIONnatural = murah, variasi banyak. tak bisa di tebak hasilnya. lebih komplek saat downstream, sulit untuk di deteksi hasil yang sangat kecil.formulated = mudah di buat. lebih mahal pembuatanya, murah dalam prosesnya, mudah di prediksi. mudah di deteksi proses perkembanganya. ENZIMsebagai biokatalis yang tak ikut bereaksi secara permanen. menurunkan energi aktivasi. bisa mencapai titik dimana enzym sedudah tidak aktif. enzim bersifat spesific. activator = inhibitor = penghambat kerja enzim untuk mensintetis subtrat.kofactor = non protein yang digunakan untuk melengkapi apoenzim (enzim yang tidak aktif)koenzym = sama kayak kofaktorkeuntungan, high spesific, hanya butuh sedikit. kerugian , butuh perawatan khusus, bisa menimbulkan alergic, biasanya melapisi material yang terbawa. karakteristik enzimselektif = spesifikregiospesifik =stereospesifik =controlabiliti =enfironmental friendly =high activity = model cara kerja enzimlock key. gembok kunciinduces fit .sekiranya cocok baru bisa di pecahnon productive bindingstrain and distortion. pemutusan tali substratkelas enzymoxidoreduktion, melalui reaksi redoxtransferase, memindahkan gugus fungsionalhidrolase, mengakibatkan reaksi hidrolisislyase, pengurangan gugus untuk ikatan rangkap. ikatan c-o, c-c, c-nisomerase, penyusun kembali gugus, menghilangkan ikatan rangkapligase. pembentukan ikatan berpasangan dengan hidrolisis atp.penggabungan 2 molekul FUNGSI KOMPONEN YANGA ADA 1. carbon = produk utama karbohidrat, minyak dan lemak, hidrocarbon dan derivatnya2. nitrogen = untuk menghasilkan prtotein, amino groups, 3. oxygen = aerobic mikrobs, GROWTH FACTOR1. komponen organic. pada kadar yang sedikit2. vitamin = akan memenuhi kebutuhan katalis khusus dalam biosintesis, seperti koenzym untuk mengkatalis banyak reaksi. thiamin dan biotin3. carbon dan nitrogenCELL GROWTHtumbuh = pertambahan jumlah chemical komponen. naik massa nya, ukuranya membesarbalanced growth= tumbuh disertai dengan penggandaan nukleus (dna rna).pertumbuhan dapat diamati dengan bertambahnya sel, bertambahnya masa, dan aktifitas sell.pertumbuhan disertai dengan meningkatnya jumlah sell1. microscopis count. hemocytometer, petroff hausser2. viable (mobile plate) plate count3. coulter counterhemasitometer 0.05 milipetroff hausser 0.2ml di beri cl biar warnanya bedakeuntungan microscop count = perlengkapan sederhana, hasil langsung dapat di ketahui, bentuk mikrobia dapat di ketahuikerugian = takbisa membedakan sel mati atau hidup, tak bisa di gunakan untuk yang berdensitas rendah karena distribusi sell bisa tak rata, sulit jika da sell yang tak bisa diamati dengan mikroskop biasa, bisa ada kesalahan perhitungan karena hanya dihitung manual, tak bisa menghitung jika berjenis misellium.valiable plate countbisa digunakan untuk menentukan jumlah saat dalam bentuk koloni. pakai pengenceran, yang ada dua cara yaitu di campur dan pada permukaancoulter counter ukuran dan jumlah. takbisa membedakan kontaminan. berdasarkan berat cell cell dry weight. yang paling reliable. sentrifugal-bersihkan dengan destilasi-sentrifugal maning. kerugian kesuen, sell harus benar benar bersih. turbidimetri = dengan spektrofotometri.idirect methodestokiometri. c+n+p+o -> massa sell + co2 + h20 + product + panas1. konsumsi nutrisi. perubahan jumlah nutrisi yang tersedia.2. pembentukan produk. stelah stationary baru produk terbentuk kemudian ada co2 nya yang bisa diukur3. komponen sell. dari jumlah dna rna tapi harus dengan perlakuan khusus (waktu)4. perubahan panas. diukur berdasarkan laju perubahan panas. tapi harus ada kesetimbangan energi pada sistem5. fiskositas. diukur dengan kekentalan dari kaldu yang ditumbuhi oleh miselia (cocok untuk mengukur misellia)tropofase. pas fasa eksponensial saat menghasilkan hasil metabolisme pertama.idiophase. fasa ketika secondary metabolism. tapi itu cuma sedikit4.