Ruang Lingkup BioteknologiBiokimia,Mikrobiologi,fermentasiBiologi, biotek, kimia, elektronika, informatik,molekuler biologi, biologi sel, rekayasa genetikEnergi, perlindungan alam,kimia Industri, kedokteran, diagnostik, Pertanian,bidangpangan

BIOTECHNOLOGYEfeknya thd.kehidupanBidangnyainterdisipliner

Sejarah Perkembangan BioteknologiImplementasibioteknologiTraditionalPada produksi paanganProses biokimiaTanpa KeterlibatanMikroba asingPrinsip sterilisasi

OptimasiBioproses teknologiMelibatkanSel sel atau materiselRiset terpadu dariIlmu pengetahuanAlam dan biotekPenicilin,antiiotikAsam amino, virus,Cortison, Vit, B12Obat pencegah ovulasiSCP (single cell protein) enzim sabun cuci,Polisakarida,Isomerase,biogasAntibodi monoklonal,DNA rekombinan, Tanaman transgenik, Terapi gen, hewan Transgenik, insulinInterferon dll Butanol, aceton, etanolSiitrat, penjernihanAir, ragi roti,Pakan ternakWein, keju,bierJoghurt, rotiTempe,Taauco, kecap,Brem BaliProses biokimiaDengan keterlibatanMikroba asingSampai 1865Sampai 1940Sampai 1960Sampai 1975Sampai sekarangEra pra pasteurEra pasteurEra antibiotikEra post antibiotikBioteknoologi baru

PRODUK PANGAN HASIL BIOTEKNOLOGIJOGHURT KEJU; ASINAN KOL; ASINAN TIMUNSOSIS; PRODUK DAGING,TEMPE, KECAP, TAUCO, SUFUROTI, BIER, WEIN, RAGI ROTI,ASAM CUKA, KOPI, THESENYAWA TAMBAHAN DAN BAHANPEMBANTU

PAKAN TERNAK, OBAT TERNAK, VAKSIN, REPRODUKSI BIOLOGIS, PENGOMPOSANSECARA BIOLOGIS, PEMBERATNTASAN HAMASECARA BIOLOGIS, KULTUR SEL HEWAN, DANTANAMAN, TANAMAN DAN HEWAN TRANSGENIK PRODUK BIOTEKINDUSTRI PANGANINDUSTRI PAKANKEJU, BIERWEIN, YOGHURTSOSIS, ROTI

TERNAK UNGGULAYAM UNGGLBIBIT PADI UNGGULTAHAN HAMAPRODUKSI TINGGI

PRODUK FERMENTASI DAN MIKROORGANISMENYAGLUKOSABAKTERI ASAM LAKTATKHAMIRB.AS.LAKTATKHAMIRB.AS.PROPIONATB.AS.BUTIRATCLOSTRIDIAASAM LAKTATETANOL+ CO2AS. LAKTAT ETANOL +CO2AS. LAKTATPROPIONAT+ CO2AS.LAKTATAS.BUTIRAT+ H2FERM. AS. LAKTAT

OLAHAN SUSUSAYUR,BUAHDAGINGFERM.ALKOHOL

MINUMAN BERALKOHOLBIER,WEINBREMDLL

ASAM ORGANIKPEMBENTUKAN GAS ROTI KEFIRFERM.AS.PROPIONAT

AROMA,PEMBEN.GAS, KEJU EMENTAL,VIT.B12AS.ORGANIKFER. AS.BUTIRAT

KERUSAKANKEJU EMENTALADA LUBANG LUBANG KECIL

PENGGUNAAN MIKROBA DALAM BIIDANG PANGAN

STARTER KULTUR

PENGGUNAANNYA UNTUK PENGAWETAN DANPERBAIKAN PROSES

MENCIPTAKAN PRODUKSESUAI DG STANDARD

MENGURANGI KONTAMINASIBAKTERI ASING

MENGURANGI RUSAKNYAPRODUK MELALUISTARTER YANG JELAS

ROTI, WEIN, KECAPTEMPE, SUFU, KEJUYOGHURT, KEFIR

KULTUR PELINDUNGMELINDUNGI CEPAT RUSAKNYABAHAN PANGAN SEPERTIOLAHAN DAGINGSOSIS

KULTUR SPESIELMENGHAMBATMIKROBA PERUSAK PANGAN

MENGONTROL TEMPERATURPENYIMPANAN

FUNGSI INDIKATORNYA ADALAHTINGGINYA KANDUNGANASAM HASIL FERMENTASIMIKROBA

PRODUK OLAHAN DAGINGSOSISBURGERDLL

KULTUR PROBIOTIK

DENGAN KONSUMSI SETIAP HARIAKAN MEMPENGARUHIKESEHATAN USUS ATAUSALURAN PENCERNAAN KITA

MEMPERBAIKI DAYA CERNA LAKTOSA PADAINDIVIDU LAKTOSA INTOLERANS

MEMPERBAIKI FUNGSI USUSBERPENGARUH + PADASISTEM IMUN

MENCEGAH KANKERMENURUNKAN KHOLESTEROLPRO/KONTRA

YAKULT, BIOGURT,YOGHURT BIFIDUM,

MIKROBA SEBAGAI STARTER KULTURFERMENTASI PRODUK PANGAN DENGANSTARTER KULTURPENGGUNAANPENGARUHNYAPADA BAHAN PANGANOPTIMASI PROSESMINUMAN BERRALKOHOL

PENGOLAHAN SUSU

PENGOLAHAN DAGING

PENGOLAHAN SAYURDAN BUAH

INDUSTRI ROTI

INDUSTRI MAKANANJADI MISALNYA SALAT

PENGAWETAN BAHAN PANGANPENURUNAN PH VIAAS. LAKTAT/AS. CUKA

MEMPERBAIKI PRODUK PANGANTASTEAROMATEXTURPENAMPAKANELIMINASISUBSTANSI RACUN

MUTASI DAN SELEKSI

RAGI YANG BANYAKMENGHASILKAN GAS

RAGI YANG MAMPUMENGHIDROLISTERBATAS PADA TEPUNG BAIK UNTUKORANG DIET

BIOKONVERSI DENGAN KULTUR PELINDUNGMIKROORGANISME SEBAGAI KULTUR PELINDUNGPENGGUNAANPENGARUH ANTIMIKROBAPERSYARATANBAHAN PAANGANYANG MUDAHRUSAK

DAGING SEGARSAYUR SEGARBUAH SEGARSALAT SEGARASAM LAKTAT

ASAM CUKA

H2O2

BAKTERIOSINMAMPU HIDUPDLM KONDISI DINGIN

MENGHAMBATMIKROBA PERUSAK

DPT. DITANDAIDG PROUDKSIAS:YG BERLEBIH

BAHAN PANGAN FERMENTASIDENGAN STARTER KULTURPENGGUNAAN PADA BIDANGEFEK PADA BAHAN PANGANOPTIMASI UNTUK TEKNOLOGI PRODUKSIIPABRIK BIERPABRIK SUSUPENGOL DAGINGPENGOL.BUAHINDUSTRI ROTIINDUSTRI SALATPENGAWET BAHAN PANGAN PENURUNAN PH VIA AS. LAKTATATAU ASAM ASETAT PERBAIKAN PRODUKRASAAROMATEXTURPENAMPAKANELIMINASI SUBSTANSI YG TIDAKDIINGINKAN METODA PEMBIAKANMUTASI DAN SELEKSIDENGAN CARAREKAYASA GENETIKA

KHAMIR MEMPUNYAIAKTIVITAS DLM. HIDDROLISIS TOTALKARBOHIDRATMEMPRODUKSI CO2

MIKRORGANISME SEBAGAI KULTUR PROBIOTIKPELINDUNG KESEHATAN VIA KULTURPROBIOTIKBAKTERI LAKTAT PROBIOTIKBANTUAN PADA EFEK KESEHATANLAKTOBASILUSBIFIDOBAKTERILactobacillus acidophilus

L. Casei

L. Lactis

L. reuteriBifidobacterium bifidum

B. adolescentis

B. Infanti

B. longum

PENGARUH + PADA FUNGSISALURAN PENCERNAAN

MEMPERBAIKI LAKTSA INTOLERAANS

MEMPENGARUHI SISTEM KEKEBALAN TUBUH

MENGHINDARI KANGKER

MENURUNKAANKAADAR KHOLESTEROLI

PROSES PRODUKSI KECAP JEPANG (SHOYU)GANDUMPANASKAN1 h. 120C RENDAM12 JAMSANGRAITUMBUK HALUSKEDELAICAMPUR 1:1PEMERAMANSUHU KAMARKEDELAI YANG SUDAH DITUMBUHI KAPANG 72 h PADA 27C-37CKECAP JEPANGFEMENTASIVIA Pediococcus soyaeCAMPURANFermentasi Dg.Saccharomycesrouxii dan Torulopsispemeraman 6 bulanPengepresanPAKAN TERNAKAMPASFILTRATPASTEURISASI70C-80C.

LARUTAN GARAM17-19%A.oryzae.

PRODUK MIIKROBA UNTUK PROSES PANGANMIKROORGANISMEPENYEDAAP RASAASAM BUAHASAM SITRAT ASAM APELASAM WEINSUBSTANSI FLAVORPENGENTASLALGINATXANTANVITAMINCOBALAMINB-CAROTENAS.ASCORBATBAKTERIOSINz.B. NIASINENZIMASAM AMINOLISIN L TRIPTOPAANL AS . GLUTAAMATHIDROLASEUNTUK MENGURAIKAN PEKTIN(komponen u/ memprthnkn ksegaran buah ) enzim yg menguraikanPeptinase.PROTEIN enzim protease. Sifat proTealitik.LEMAK ->lipase, lipolitik SELULOSA

GLUKOSAISOMERASE

CHYMOSIN

123467910Glukosa

Dan

FruktosaDekstrinMaaltosaGlukoosaZat Pati Polimer komplek5Proses Produksi Sirup Fruktosa-Glukosa dari Pati 8

Hidrolisis pati dengan enzim Alpha AmilaseHidrolisis sempurna dengan enzim glukoamilasePenyaringanPenghilangan bau dan kotoran dengan karbon aktivProses Penukar IonPengentalan dengan cara termal prosesIsomerisasi dengan GlukosaisomeraseProses Penukar IonnPendinginanSirup Fruktosa yang bersih

Pati adalah polimer yang dapat dikonversi menjadi glukosa dengan bantuan enzim alpha Amilase. Namun Glukosa mempunyai tingkat kemanisan yang kemanisan sukrosa.Penggunaan enzim glukoamilase secara sempurna menghidrolisis maltosa dan dekstrin menjadi Glukosa. Tahapan berikutnya adalah filtrasi untuk menyaring kotoran yang bercampur dengan Sirup glukosa, diikuti dengan penghilangan bau menggunakan karbon aktiv fungsi karbon aktiv adalah mengikat koloid penyebab bau yang tidak sedap. Untuk menghilangkan zat zat Ion yang tidak diinginkan dimasukkan kolom penukar ion. Pengentalan dilakukan dengan Pemanasan sehingga cairan itu mengental. Pada tangki berikutnya adalah proses Isomerisasi Pengubahan glukosa menjadi fruktosa dengan bantun enzim glukosa isomerase. Enzim yang dimanfaatkan adalah dengan cara immobilisasi enzim artinya dapat dipakai berulang ulang. Proses berikutnya adalah penghilangan ion yg tidak diinginkan untuk memurnikan fruktosa. Mikroba penghasil enzim alpha amilase adalah Baccillus dan juga Rhizopus, sedaang enzim Glukoamilase dihasilkan oleh B coagulans dan Streptomyces, Actinoplanes missouriensis

DAUN

GEN TRAANSFER PADA TANAMAN SEL TANAMANAgrobacterium tumefaciensREGENERASIDITEMBAK DG ALATPROTOPLAS TRANSFORMASIPEGDNATTKULTUR KALLUSREGENERASITANAMAN TRANSGENIK

PENGGUNAAN REKAYASA GENETIK DALAM PEMMBIBITAN MODERNMEMPERLAMBAT PROSES PEMASAKANBUAH

PERUBAHAN PROFIL ASAM LEMAK

MODIFIKASI KANDUNGAN TEPUNGNYA

MEMPRODUKSI SUBSTANSI BARU MISALNYA VITAMIN

PERUBAHAN TASTE ATAU RASA PRODUKRESISTENSIPERUBAHAN SIFAT SIFAT BUAH DAN RINGKASANNYAMELAWAN HERBISIDA DG EFEK SPEKTRUM YG LUASMELAWAN PENYAKITVIRUSNEMATODAJAMURBAKTERIINSEKTAGlufosinatamonium (BASTA,LIBERTY)GLYPHOSAT (Roundup)BROMOXINYL

TANAMAN TRANSGENIK PELUANG/KEUNTUNGAN DAN RESIKONYA

EFFISIEN DALAM PROSE SPEMBIBITAN

MEREDUKSI WAKTU, LUAS AREA, PEMBIBITANNYA KOMPLEKMENGHASILKAN JENIS BARU DENGAN SIFAT YANG LEBIH MENGUNTUNGKAN

BERCOCOK TANAM YANG RAMAH LINGKUNGAN

SUBSTANSI PELINDUNG TANAMAN YANG DAPAT DIURAIKAN OLEH ALAMMENGHEMAT PENGGUNAAN BAHAN KIMIAWI

MEMPERBAIKI KUALITAS BAHAN PANGAN

MEMPRODUKSI SUBSTANSI BARU(VIT.)LEBIH AWET DALAM PENYIMPANANMENGELIMINASI PROTEIN ALLERGEN

MATERI BARRU YANG DAPAT DIKEMBANGKAN

DALAM JUMLAH BESAR LEMAK,MINYAK, KARBOHIDRAT UNTUK BAHAN PANGAN ATAU INDUSTRI

PENGARUH PRODUK DENGAN GEN GEN BARU

PENGARUH ALLERGI PROTEIN BARUPENGARUH TOXISNYA PROTEIN BARU

EFEK PLEOTROPINTEGRASI DARI GEN GEN ASING DAPATMEMPENGARUHI MUSTER EKSPRESI GENSEHINGGA METABOLISMENYA BERUBAH

GEN GEN YANG RESISTEN PADA ANTIBIOTIKMEMPENGARUHI ANTIBIOTIKA YANG MENGUNTUNGKAN UNTUK TERAAPI

PENGARUH PADA LINGKUNGAN

MEMPENGARUHI DARI POTENSI LIAR/ALAMIAHTERJADI PERKAWINAN DENGAN GEN GEN ALAMIAHMEMPENGARUHI FLORA DAN FAUNA TANAHKARENA ADANYA SUBSSTANSI BARU DARI TANAMAN TRANSGENIK PELUANG/KEUNTUNGANKERUGIAN/RESIKO

123467910Glukosa

Dan

FruktosaDekstrinMaaltosaGlukosaZat Pati Polimer komplek58Proses Produksi Sirup Fruktosa-Glukosa dari Pati

Hidrolisis pati dengan enzim Alpha AmilaseHidrolisis sempurna dengan enzim glukoamilasePenyaringanPenghilangan bau dan kotoran dengan karbon aktivProses Penukar IonPengentalan dengan cara termal prosesIsomerisasi dengan GlukosaisomeraseProses Penukar IonnPendinginanSirup Fruktosa yang bersih

Pati adalah polimer yang dapat dikonversi menjadi glukosa dengan bantuan enzim alpha Amilase. Namun Glukosa mempunyai tingkat kemanisan yang kemanisan sukrosa.Penggunaan enzim glukoamilase secara sempurna menghidrolisis maltosa dan dekstrin menjadi Glukosa. Tahapan berikutnya adalah filtrasi untuk menyaring kotoran yang bercampur dengan Sirup glukosa, diikuti dengan penghilangan bau menggunakan karbon aktiv fungsi karbon aktiv adalah mengikat alkaloid penyebab bau yang tidak sedap. Untuk menghilangkan zat zat Ion yang tidak diinginkan dimasukkan kolom penukar ion. Pengentalan dilakukan dengan Pemanasan sehingga cairan itu mengental. Pada tangki berikutnya adalah proses Isomerisasi Pengubahan glukosa menjadi fruktosa dengan bantun enzim glukosa isomerase. Enzim yang dimanfaatkan adalah dengan cara immobilisasi enzim artinya dapat dipakai berulang ulang. Proses berikutnya adalah penghilangan ion yg tidak diinginkan untuk memurnikan fruktosa. Mikroba penghasil enzim alpha amilase adalah Baccillus dan juga Rhizopus, sedaang enzim Glukoamilase dihasilkan oleh B coagulans dan Streptomyces, Actinoplanes missouriensis

Produk Produk bakteri: Asam yg dapat mengawetkan makanan

Lactobacillus dan jenis khamir yang toleran terhadap asam dapat menciptakanRoti yang terkenal di Jerman dan di Eropa. Dengan mikroorganisme tersebut mampu menghasilkan aroma yang ditentukan oleh senyawa alkohol, asam asetat, asetoin,Diasetil, dan fuselalkohol. Hasil utama proses pembuatan roti yang diinginkan adalah CO2 sehingga menyebabkan roti mengembang. Roti yang beraroma demikian disebutSebagai sauerteigbrot.

Roti sekarang yang banyak beredar hanyalah menggunakan Saccharomyces cerevisiaeSaja, sehingga aroma yang dihasilkan juga berbeda. Dengan demikian tidak ada aroma yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat (Lactobacillus sp)

Susu asam adalah produk susu olahan yang diasamkan oleh Lactobacillus karena laktosa difermentasi menjadi asam asam organik sebagian besar menjadi asam laktat.Asam laktat ini dapat menghindari kehilangan ion Calsium dalam tubuh sehingga tulangTulang kita tetap baik.

Produk Susu asam di beberapa negara saangat populer dengan berbagai variasi namaMilk acid, dickmilch (eropa) Quarck (Balkan), Yoghurt, (Asia depan), kefir Kaukasus) ,Kumys (di Asia tengah), Daahi (Di India), leben (di mesir)Kubis dan Mentimun yang difermentasi dengan bakteri asam laktat menghasilkan produk yang sangat populer di Eropa. Untuk Kubis (Sauerkraut), Mentimun (Pikcle) Bakteri asam laktat juga berperanan pada pembuatan sosis yang difermentasi.

Keju adalah produk fermentasi yang berbahan dasar susu, protein susu (Casein) digumpalkan oleh Enzim renin sehingga ada pemutusan ikatan pada posisi 110 asam aminonya, sehingga Komponen glikomakropeptidanya pada casein tersebutt lepas dan tidak laagi melindungi Senyawa hidropofnya

Untguk mengoptimalkan fungsi enzim renin maka ph susu diturunkan sampai pH 6,3 - 6,4, dengan Penambahan culture ( Lactococcus lactis , L diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides), bakteriBakteri tersebut akan memfermentasi laktosa pada susu menjadi asam laktat, asam laktatInilah yang menyebabkan pH susu turun, turunnya pH susu akan mengubah keseeimbangan

ENZIM RENINpH optimal 6,3-6,4Culture Ca2+

CaCaCaGlikomakropeptida Ca

Proses pembuatan Keju dimulai dengan susu pasteurisasi yang diinokulasi dengan kulturMikroorganisme (bakteri asam laktat) sampai pH mencapai pH optimal untuk enzim renin. Kemudian enzim renin memotong rantai peptida pada protein sehingga glikomakropeptidYang bersifat hidrofil lepas dari struktur casein, dengan demikian casein yang hidrofoopBerikatan satu sama lain membentuk gel dengan jembatan ion calsium. Setelah terbentukGel casein (curd milk) maka dilanjutkan dengan pemotonngan gel menjadi kristal kecil yang Bediameter cm. Selanjutnya whey yang terpisah dengan curd milk dipisahkan dan curd milk dicetak dengan cetakan dilanjutkan dengan pengepresan . Setelah beberapa kali dipres Kemudian dibiarkan pada suhu kamar sampai pH keju 5.5 atau lebih. Penggaraman dilakukanDi dalam kolam garam dan keju ditiriskan sampai lebih kuraang 2 minggu dilanjutkan denganPemeraman dalam kamar yang bersuhu rendah dengan kelembaban yang 80-90%. Pada saat itu bakteri Propionibakterium shermanii memfermentasi asam laktat menjadi CO2 dan asam Propionat dengan menghasilkan lubang lubang besar dalam keju ini ciri khas dai keju ementalYang berasal dari swiss sehingga disebut juga sebagai keju swiss. (jenis keju Hard)

Untuk camembert cheese setelaah penggaraman ditiriskan dan diinokulasi dengan spora kapangPenicillium camemberti dan inkubasi didalam ruangan pada suhu 20-25C sampai permukaanKeju ditumbuhi oleh kapang yang berwarna putih bersih seperti kapas. Biiasanya hanya mewmerlukan waktu 3-4 hari. Enzim kapang bersama dengan enzim bakteri asam laktatMembentuk flavour camembeert yang sangat khas. (jenis keju soft)

Untuk keju jenis limburger setelah penggaraman ditiriskan kemudian diolesi dengan cairanBakteri yang berisi Brevibacterium linens sehingga permukaan keju berwarna kemerahan atau Orange. Hadirnya bakteri ini memberikan taste yang spesifik. (jenis keju soft)

Produk fermentasi berbahan baku sayur

SauerkrautPemetikan kubis (dipetik kemudian disimpan pada suhu ruangan sebelum proses)Pencucian (penghilangan kotoran dan kubis yang rusak)Pemotongan dan penambahan garam (dipotong kecil kecil dan penggaraman sampaikonsentrasi akhir 2.25-2.5%) proses fermentasinya bergantung pada cairan giula yang ada pada sistem larutan setelah cairan sel keluar dari dinding sel.Pengadukan hati hati untuk menghindari remuknya kubis yang telah direndam garamPengemasan dalam bejana sampai rapat ditimbang dan ditambah cairan sehingga menutup sauerkrautnya.Pengkondisian dalam anaerob untuk mencegah perusakan oleh yeast dan kapang dengan cara menempatkan lembaran plastik pada permukaan cairanFermentasi lagi pada suhu 18.3C, pada suhu ini mo heterofermentatif berperanan untuk menghasilkan flavourProses awal MO aerob berperanan sampai O2 habisProses kedua MO fakultatif anaerob (Enterobacter cloacae, Flavobacterium == flavour)Jika Asam naik maka Leuconostoc mesenteroides berperanan jika asam laktat sampai 0,7-1% maka dia mati digantikan dengan Lactobacillus pllantarum == homofermentatif.MO ini kmemprodduksi Asam laktat sampai 1.7-2.3% kemudian produk disimpan pada suhuRendah atau pasteurisaasi untuk mencegah kerusakanProduk akhir mempunyai kriteria mutu sbb. Warna putih terang, crispy, mengandung 1,73-2.3% asam laktat, pH 3.4-3.6 aroma harum karena banyak diacetilnya.

Pickles Acar atau asinan timun berada dalam bentuk utuh maupun slices.Stock Pickles [(low salt methode (8%), high salt methode (13.2%)]Dill PicklesLow salt methode Stock Pickles: mentimun muda dicuci bersih dan digarami. Pada saat pencucian perluditambahkan Clorine dioksida. Garam yang ditambahkan adalah 9Kg/100 kg mentimun,Penambahan garam setiap minggu sehingga kadar garam harus 6% jika dibawah itu akan merangsang pertumbuhan bakteri pembentuk spora. High salt methode Stock pickles Cara sama dengan yang pertama hanya garam awal 810.5% dan penambahan garam perminggu sehingga kadar garam mencapai 13.2%Selama fermentasi yang perlu waktu 6-9 minggu permukaannya ditutup dengan plastikKadang kadang potasium sorbat ditambahkan untuk mengasamkan larutan garamDill Pickles ada dua macam : dill yang direndam semalam dan yang ditambah dengan asamCuka dan bmbu bumbu yang lain. Proses fermentasinya berlangsung pada suhu rendah16C kadang kadang sampai 29C Fermenttasi dihentikan jika kadar asam laktat sudah mencapai1.0-1.5% Prosesnya memakan waktu 5-6 Minggu. Mikroba yang terlibat dalam proses Pseudomonas, sp, Flavobacterium sp, Alcaligenes,sp(disinyalir sebagai MO perusak pada bahan pangan)Lactobacillus brevis (garam tidak terlalu tinnggi), Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus faecalis, Pediococcus cerevisiae. ((garam relatif rendah)Asinan Buah ZaitunAsinan Cabe merah ,hijau, pepperoni dll

Produksi Antibiotik (Penisilin, Cephalosporin, Chepamicine)Bahan KulturPenicillium chrysogenum ------ Penicillin GCephalosporium acremonium -------- CephalosporinNocardia lactamdurans ------ CephamicineMakin kebawah generasinya makin lengkap untuk membunuh bakteri penyebab penyakit.

Dua jenis proses dalam produksi penisilinBatch culture (satu kali feeding,volume Konstan, satu kali recovery) Continuous culture (feeding terus menerus,Volume konstant, recovery setiap saat)

Jenis reaktorIni adalah reaktor berpengadukMekanisme Kerja antibiotikDinding sel bakteri sebenarnya tersusu atasSenyawa murein lapisan ini adalah senyawwaPeptida yang membentuk anyaman atau netsSedangkan antibiotik mempunyai struktuzr cincin beta laktamBaik penicilin maupun cepalosporin menghindari Terbentuknya ikatan nets antara murein dengan Senyawa peptida sehingga lapisan murein ini diDalam dinding se bajteri tiidak pernah terbentukAkibatnya dinding se bakteri selalu pecah atau retakTidak sempurna lama kelama an sel bakteri mati

RAW MATERIAL MEDIUMFORMULASI MEDIUMSTERILISASI MEDIUMKULT. ERLENMEYERPROPAGASIKULTURKULT.CAIRSEPARASI SELBIOMASSASUPERNATAN BEBASSELCAIRANDIBUANGPRODUK EKSTRAKSIPRODUK PURIFIKASIPRODUK DIKEMASKULTUR STOK

SEL KANKERSEL TUMOR RACUN UNTUK SEL TUMORANTIBODI MONOKLONAL

SEL NORMALRACUN MERUSAK IKKATAN SEL SEL TUMOR SHG HANCUR PERMUKAAN ANTIGEN PADA SEL NORMALSEDANG BERIKATAN DG ANTIGEN SEL KANGKERPERUSAKAN SEL KANKER DENGAN ANTIBODI MONOKLONAL

Pati ubi kayuSuspensi pati ubi kayuPemanasanSirup GlukosaGlukoamilaseAlpha AamilasePengaturan PHHCl 0.5NNaOH 0.5NAquadestLiquifikasiPengaturan pHSakarifikasiPenyaringanNetralisasiPemekatan Diagram Alir pembuatan Sirup Glukosa

Pembuatan suspensi pati ubi kayu

Aquadest dengan pati ubi kayu dicampurkanDengan cara perlahan lahan sampai pati larutDitambah NaOH untuk mencapai pH 6.5

Pencampuran pati ubi kayu dengan aquadestSecara perlahan lahan pada suhu yang sesuai misalnya suhu 40C diaduk pelan pelan sehingga terjadi pengembanganMolekul molekul pati sampai homogen Sisi sisi aktif pati terbuka sehingga memuDahkan enzim bereaksi, pH optimum enzim amilase baakteri ini adalah pH 6,5

Liquifikasi tahap penting dalam proses pembuatan sirup Glukosa. Pada tahap ini enzim Alpha amilase berperanan pada pemecahan ikatan alpha 1,4 secara acak. Sehingga menghasilkan dekstrin, maltosa,maltotriosa

Liquifikasi tahap penting dalam proses pembuatan sirup Glukosa. Pada tahap ini enzim Alpha amilase berperanan pada pemecahan ikatan alpha 1,4 secara acak. Sehingga menghasilkan dekstrin, maltosa,maltotriosa

Ikatan1,4Ikaatan 1,6 ikatan1,4Ikatan 1,6 tetap tidak disentuh oleh enzim amilase, hanyaIkatan alpha 1,4 dihidrolisis sehingga menjadi mol dekstrikAtau maltosa seperti gambar diatas.

Liquifikasi tahap penting dalam proses pembuatan sirup Glukosa. Pada tahap ini enzim Alpha amilase berperanan pada pemecahan ikatan alpha 1,4 secara acak. Sehingga menghasilkan dekstrin, maltosa,maltotriosa

Ikatan1,4Ikatan 1,6 ikatan1,4Ikatan 1,6 tetap tidak disentuh oleh enzim amilase, hanya ikatan alpha 1,4dihidrolisis sehingga menjadi mol dekstrin, atau maltosa seperti gambar diatas.

Sakarifikasi tahap penting juga dalam proses ini Setelah terjadi liquifikasi maltosa dekstrin, dihidrolisis oleh Enzim glukoamilase memecah ikatan alpha 1,4 dan ikatan alpha 1,6 menjadi glukosa

PenyaringanUntuk menghilangkan produk produk yang tidakSecara sempurna terhidrolisis menjadi glukosaPerlu dilakukan penyaringan sehingga diperolehProduk yang benar benar jernih dan bening

PemekatanDemikian juga proses pemekatan aatau pengurangankadar air perlu dilakukan secara hati hati pada suhutertentu agar tidak terjadi Browning karena peristiwa Mailard reaction

Implementasi sirup glukosaUntuk industri pangan dan Industri Farmasi

Mikroba menjaga kebersihan udara kita

Udara kita yang kita hirup ini berasal dari berbagai aktivitasAktivitas industri Aktivitas manusia sehari hariAktivitas pertanian

Semua udara yang bercaampur kadang tidak terasa oleh kita bahwa udara tersebut telah membahayakan kita kaarena kadang kadang tidak berbau dan tidak berasa Sebagai contoh Nox dan SO2

Semua aktivitas ini tidak mungkin kita pisah pisahkan agar udara tidak bercampur

Kadang kadang hasil sisa pertanian (kotoran ternak yang terkumpulkan dalam suatu area akan menimbulkan bau yang sangat tidak sedap. Untuk mengatasi hal ini maka mikrobamampu mengatasinya untuk mereduksi bau tak sedapnya.

Tempat peternakan + penyembelihan hewan, tempat pengomposan,tempat pengolahan limbah cair. Selama proses penguraiannya materi organik akan dihasilkan senyawa berikut yang relatif bau namun secara mikrobiologish akan diuraikan shg bau hilang Asam butirat, amina, merkaptan, Hidrogensulfida, Valeriat

Tempat Industri yang mengeluarkan asap misalnya formaldehid, ketone, amine dll secara biotehnologis dapat diatasi

Gas gas buangan dari industri dapat diserap secara physikokimia dengan bahan penyerap bau namun harus sering diganti jika penyerap tersebut jenuh dengan zat zat bau

Namun dengan bioteknologis pembersihan bau atau penyerapan bau tersebut dapat dilakukan oleh mikroba maka terjadi secara normal pertukaran gas atau metabolisme sehingga praktis tidak perlu ganti

Tabel 1 .Beberapa jenis gas buangan yang komponen tersebut sangat intensif menimbulkan bau dan secara bioteknologis dapat dihilangkan.

Jenis buanganKomponenyaMO yg berperanMetoda

a. Pertanian Butirat, Amine Actinomycetes Filter tanahPertanian /Peternakan H2S Bacillus grup, Sarcina Bioreaktor vertikal Grup, Nocardia grup Thiobacillus grup

b. Gas buanganFormaldehid, Amine Pseudomonas grup Bioreaktor vertikal industriketone Bakteri metalotropik Reaktor pancingc. Iindustri kimiaPhenol Bacillus grup Biofilter ,(pasir, beton) Pseudomonas grup

Gas bersih CO2 dan H2O Gas kotor sebagai limbahSel sel mikroba tempat berlangsungnya metabolismesempurnaBiofilter yang berisiSel sel mirkobaMekanisme Biofilter dalam pemberishan udaraMATERI ORGANIK ditambah O 2 ---------------OKSIDASI SEMPURNA HASILNYA CO2 dan H2O

Mikroba mengendalikan Hujan asam

Hutan mempunyai berbagai fungsiSumber bahan panganSumbber OksigenLandscapeRekreasi/kenyamanan

GangguanPengurangan areal hutanPenebangan yg tdk terkontrolAlih fungsiRusak karena hujan asam

Di udara kaya akan SO2, NOx Juga NH3 yang larut di udara dan terutama di tanah shg memPercepat kematian tanaman dihutan Pembakaran Bahan bakar fosil (Batu bara yang mengandung Sulfur dioksida) Pembakaran batu baru yang tidak sempurna menghasilkan gas SO2 yang sebenarnya SO2 dapat dipakai Sebagai bahan baku Asam sulfat, namun jika SO2 bertebaran di udara dapat bereaksi dengan uap air Menjadi yang disebut hujan asam. Rekasi pembakaran batu bara yang mengandung S sbb:

FeS2 + 2 1/2 O2 FeO +2 SO2

MANUSIA

Besi oksida hasil pembakaran itu akan berterbangan dan menempel padaDaun daun atau bahan apa saja yang menyebabkan warna merah kecoklatan Setiap ton batu bara mengandung 5-50 kg FeS2 dalam oksidasinya akan Dihasilkan juga sejumlah SO2.

Cara konvensional SO2 + Ca(OH)2 Gips (CaSO4) Dengan cara ini 75% hasil SO2 nya dapat ditangkap oleh Cairan Calsium hidroksid.

Dengan bantuan Bakteri Thiobacillus ferrooksidans dan Bakteri Sulfolobus aacidocaldarius maka FeS2 yang menempel pada batu bara dapat dioksidir dalam bentuk menjadi FeSO4

2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O 2 FeSO4 + 2 H2SO4 (1)

4 FeSO4 + O2 + 2 H2SO4 2 Fe2(SO4)3 +2 H2O (2)

Dengan oksidasi ferrosulfida Bakteri mampu melakukan prosees kehidupan sehingga CO2 udara direduksi dengan cara diikat sel untuk dikonversi menjadi karbohidrat. Cara ini disebut sebagai kemolitoautotrof

Beberapa hal perlu diperhatikan untuk aplikasi bioteknologi dalam pengolahan batubara yang bebasdengan Sulfur.

Perlu penambahan air dalam batu bara Pada reaksi itu perlu O2 yang cukupBatubara harus diperkecil ukurannyaPemisahan sulfat yang terbentuk dengan batubaraBatubara bebas FeS2 harus mudah ditransportasikan dan dibakarPengeringan batubara bebas FeS2 dengan kadar air 15-17%

Beberapa reaksi yang terjadi dalam proses diatas adalah.CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + H2CO3

H2CO3 H2O + CO2

Reaksi dalam bioreaktor

2FeS2 + 7 O2 2 FeSO4 + 2 H2SO4

4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe2(SO4)3 + 2H2O

Sedimentasi5Bioreaktor

4 3.Pe+an asam

2.Pemisahan

1Udara dialirkan terjadi pemisahan antaraBatubara yang bebas FeS2 dengan yang masih mengandung FeS2CO2Kalssium carbonat yang menempel padaBatubara bereaksi dengan H2SO4Yang berasal dari No 5 terbentuk CaSO4 Dalam No 4 terjadi reaksi komplek a.l:Pembentukan Ferrosulfat dan asam sulfatFerrosulfat dioksidasi lagi menjadi FerrisulfatOleh Thiobacillus ferrooksidans (30C)Sulfolobus acidocaldarius (60C)Terjadi pengendapan batubara bebasSulfur dan Asam sulfat dialirkan kereaktor no.3Butiran Batubara

Semakin kecil ukuran batubara maka semakin besar kesempatan kontaknyaBakteri dan akan mengambang dengan demikian maka asam sulfat akanJatuh kebagian bawah dan dengan suasana asam yang cukup maka campuran Antara batubara-air dan CaCO3 dapat dipisahkan dengan membentuk CaSO4

Dalam bioreaktor diperlukan zat nutrisi bakteri antara lain sumber N dan P, CO2 yang dihasilkan dari H2CO3 dipakai sebagai sumber C untuk pembentukan sel mikroba itu sendiri. Untuk kedua mikroba mempnyai temperatur optimum yang berbeda, yaitu Thiobacillus feroksidans (30C), Sulfolobus acidocaldarius (60C)

Proses berikutnya adalah pemisahan antara batubara yang bebas Sulfurdengan asam sulfatnya.

Proses lainnya yang hampir sama dengan cara langsung yaitu aair dan asam sulfat disemprotkan dari atas pada tumpukan batubara yang Mengandung FeS2 ditaruh diatas permukaan tanah yang kedap asam, hasil luruhannya berupa FeSO4 dan H2SO4 dialirkan kedalam koolam, asam sulfatnya dipompa keatas untuk menyiram kembali batubara demikian seterusnya sehingga prosesnya kontinue untuk penyiramanTapi batch untuk keeseluruhan proses.Proses demikian disebut: HALDENLAUGUNG

LOGAM BERAT DI LINGKUNGAN KITA LOGAM BERATRATA RATA DI TANAH (ppm)DI DAUNBESI (Fe)40g/kg300-4500MANGAN (Mn)85050CHROM (Cr)2005NICKEL (Ni)400,5ZINK (Zn)503KUPFER (Cu)305-15COBALT (Co)80,2TIMBAL (Pb)SANGAT SEDIKITSANGAT SEDIKITMOLYBDAN (Mo)30,2THALLIUM (Tl)SANGAT SEDIKITSANGAT SEDIKITAIR RAKSA (Hg)SANGAT SEDIKITSANGAT SEDIKITCADMIUM (Cd) 0,10,01

E BACDA: LIMBAH CAIR PENUH LOGAM BERATB: PROPAGASI MIKROBA (Pseudomonas maltophila)C: BIOADSORBSI ATAU BIOAKUMULASID: PEMISAHAHAN ANTARA LOGAM BERAT DENGAN AIR BEBAS LOGAM BERATE: AIR YANG BEBAS LOGAM BERAT

AIR LIMBAH PENUH LOGAM BERAT

BIOAKUMULASIATAUBIOADSORPSI

SEDIMENTASI

BIOMASSA PENUHDG LOGAM BERATBIOMASSERECYCLINGPENGHANCURAN

KONSENTRASI LOGAM PERAK (Mg/g BIOMASSA)Ag+100

200300KINETIKA AKUMULASI PERAK OLEH MIKROBAKECEPATAN AKUMULASI 20mg/g BIOMASSA/JAMA KONSENTRASI BIOMASSA 10g/lB. KONSENTRASI BIOMASSA 1g/l5 1015WAKTU REAKSI (JAM)

LOGAM BERATPENGERTIAN LOGAM BERATDALAM KIMIA ISTILAH LOGAM BERATDIGUNAKAN UNTUK LOGAM LOGAM YANGMEMILIKI SIFAT TOKSISITAS (RACUN) PADA MAKLHUK HIDUP. DARI 109 JENIS UNSUR KIMIA TERDAPAT 80 JENIS UNSUR KIMIA YANGTERIDENTIFIKASI SEBAGAI LOGAM BERAT

LOGAM BERAT ESSENSIAL MISALNYA DALAM JUMLAH TERTENTU SANGAT DIBUTUHKAN OLEH ORGANISME HIDUP SEBALIKNYA YANG BERLEBIHAN MENIMBULKAN RACUN MISALNYA Zn Cu Fe Co Mn dllJENIS LOGAM BERAT NON ESSENSIAL SIFAT BERACUNMASIH BELUM DIKETAHUI MANFAATNYA MISALNYAHg, Cd, Pb, Cr

`Arsenik (As) DAPAT NERIKATAN DENGAN KUATDENGAN GUGUS THIOL DQAN PROTEINMENYEBABKAN PENURUNAN KEMAMPUAN KOORDINASI PENGGERAKGANGGUAN PADA URAT SYARAFPERNAPASAN; SERTA GINJAL

CADMIUMDALAM WAKTU PANJANG AKAN TERAKUMULASI PADA HATI DAN GINJALPb (ATAU TIMBAL) SEBAGAI BAHAN ADITIF BENSINBERACUN PADA SISTEM SARAF HEMATOLOGIG DAN MEMPENGARUHIKERJA GINJAL

STRONTIUM (Sr)BERSIFAT ISOMORPHIDAPAT MENYEBAKNA PENYAKIT UROVOSTEOARTHITIS DEFORMANS ENDEMICABIOREMOVAL ADALAH TERKONSENTRASINYA SENYAWA POLUTAN OLEH MATERIAL BIOLOGI DIMANA MATERIAL POLUTAN ITU DAPAT DIRECOVERY KEMUDIANDIBUANG SECARA AMAN DILINGKUNGANBIOABSORBSI ADALAH BAGIAN DARI BIOREMOVAL

PERHATIKAN DALAM MENGOPERASIKAN PROSES BIOREMOVAL

VARIABEL YG PERLU DIPERHATIKAN ADALAH.SELEKSI PEMILIHAN MIKROBAWAKTU RETENSI DALAM PROSESPROSES PEMISAHAN DAN RECOVERYPEMBUANGAN BIOMKASSA YANG TELAH DIGUNAKANPERTIMBANGAN EKONOMI PROSESMEKANISME PROSES BIOREMOVALACTIVE UPTAKEPASSIVE UPTAKE

mikrobaLogam beratDAPAT TERJADI PADA SEL SEL MIKROORGANISMELOGAM BERAT

b. PASSIVE UPTAKE1. ION EXCNAGEN

PERTUKARAN ION ANTARA ION MONOVALEN ATAU DIVALEN SEPERTI Na Ca DAN Mg PADA DINDING SELDENGAN ION LOGAM BERAT2. PEMBENTUKAN FORMASI KOMPLEKTERJADI ANTARA ION LOGAM BERAT DENGAN GUGUS FUNGSISEPERTI KARBONIL AMINO THIOL HIDROKSI POSPAT YANG BERADA PADA DINDING SEL

Passive UptakemikrobaIon exchangeCa2+Cu2+mikroba= Cu2+

Mikroorganisme Metode Logam Initial Conc. % Re- Ref. Berat (ppm) moval

Rhizomucor miehi (F)passive uptake Cu(II)1009628Mucur mucedo (F)passive uptake Cu(II)1008628Rhizopus stolonifer (F)passive uptake Cu(II)1008228Aspergillus oryzae (F)passive uptake Cu(II)1005828Penecillium chrysogenum (F)passive uptake Cu(II)1001828Ecklonia radiata (A)passive uptake Cu(II)0.299519Phellinus badius (F)passive uptake Cu(II)0.294319Pinus radiata (F)passive uptake Cu(II)0.292419Saccharomyces cerevisie (Y)active uptake Cu(II)0.291719Chlorella vulgaris (A)passive uptake Pb(II)100.28322Ecklonia radiata (A)passive uptake Pb(II)0.8210019Phellinus badius (F)passive uptake Pb(II)0.825019Pinus radiata (F)passive uptake Pb(II)0.822119Saccharomyces cerevisie (Y)active uptake Pb(II)0.823419Chlorella vulgaris (A)active uptake As(V)91723Chlorella vulgaris (A)active uptake As(III)42620Citrobacter sp. (B)active uptake Cd(II)-4024Ecklonia radiata (A)passive uptake Cd(II)0.489019Phellinus badius (F)passive uptake Cd(II)0.483319Pinus radiata (F)passive uptake Cd(II)0.482919Saccharomyces cerevisie (Y)active uptake Cd(II)0.481019

(A) alga, (B) bacterium, (F) Fungus, (Y) yeast.

Produksi Antibiotik (Penisilin, Cephalosporin, Chepamicine)Bahan KulturPenicillium chrysogenum ------ Penicillin GCephalosporium acremonium -------- CephalosporinNocardia lactamdurans ------ CephamicineMakin kebawah generasinya makin lengkap untuk membunuh bakteri penyebab penyakit.

Dua jenis proses dalam produksi penisilinBatch culture (satu kali feeding,volume Konstan, satu kali recovery) Continuous culture (feeding terus menerus,Volume konstant, recovery setiap saat)

Jenis reaktorIni adalah reaktor berpengadukMekanisme Kerja antibiotikDinding sel bakteri sebenarnya tersusu atasSenyawa murein lapisan ini adalah senyawwaPeptida yang membentuk anyaman atau netsSedangkan antibiotik mempunyai struktuzr cincin beta laktamBaik penicilin maupun cepalosporin menghindari Terbentuknya ikatan nets antara murein dengan Senyawa peptida sehingga lapisan murein ini diDalam dinding se bajteri tiidak pernah terbentukAkibatnya dinding se bakteri selalu pecah atau retakTidak sempurna lama kelama an sel bakteri mati

RAW MATERIAL MEDIUMFORMULASI MEDIUMSTERILISASI MEDIUMKULT. ERLENMEYERPROPAGASIKULTURKULT.CAIRSEPARASI SELBIOMASSASUPERNATAN BEBASSELCAIRANDIBUANGPRODUK EKSTRAKSIPRODUK PURIFIKASIPRODUK DIKEMASKULTUR STOK

SEL KANGKERSEL TUMOR RACUN UNTUK SEL TUMORANTIBODI MONOKLONAL

SEL NORMALRACUN MERUSAK IKKATAN SEL SEL TUMOR SHG HANCUR PERMUKAAN ANTIGEN PAADA SEL NORMALSEDANG BERIKATAN DG ANTIGEN SEL KANGKERPERUSAKAN SEL KANGKER DENGAN ANTIBODI MONOKLONAL

PRINSIP DASAR PROSES BIOTEKNOLOGI

STARTER CULTUREBAHAN MEDIASTERILISASIINOKULASIPROPAGASIFERMENTASI UTAMAPENGATURAN OKSIGEN DAN AGITASIRECOVERYHANDLING OF WASSTEEND PRODUCT DAN SIDE PRODDUCT

Proses Fermentasi Asam SitratFermentasi permukaanFermentasi terendamMolasesMolasesSterilisasiSterilisasiFermentasiFermentasiProses ProsesMiseliumMiseliumSpora Pengendapaan

Pemisahan

Pakan ternak Proses

Asam sitrat cair

Kristalisasi

Asam sitrat

BIOLOGI

ENGINEERING KIMIAbioteknologiIlmu Pengetahuan yang mengintegrasikan penerapan ilmu biologikimia dan engineering dengan memanfaatkan organismekhususnya mikroorganisme dan produk turunannya untuk kesejahteraan umat manusia (EFB)

DIFINISI LAIN MASIH BANYAK TENTANG BIOTEKNOLOGI

XANTHAN------Zxanthomonas campestrisGELLAGUMPULLULAN-----------------Pullularia pullulansBIOGUM

*b*h*

*variabel yang perlu diperhatikan dalam mendesain dan mengoperasikan proses bioremoval dalam melibatkan mikroorganisme :

a. Seleksi dan pemilihan biomassa yang sesuai serta treatment awalnyab. Waktu tinggal dan waktu kontak prosesc. Proses pemisahan dan rekoveri biomassad. Pembuangan biomassa yang telah digunakane. Pertimbangan ekonomis proses

*