Bioindustri Minggu 2 Oleh : Sri Kumalaningsih BAHAN BAKU Bioindustri Minggu 2 Oleh : Sri Kumalaningsih

PENDAHULUAN Bioindustri yang merupakan bagian dari bioteknologi menggunakan bantuan agen biologis yang menghasilkan barang dan jasa Salah satu hal yang harus diperhatikan dalam bioindustri adalah pemilihan bahan baku. Hal ini dikarenakan tidak semua komoditas dapat digunakan sebagai bahan baku dalam bioindustri.

1. Bahan Baku Fermentasi Syarat bahan baku fermentasi yaitu : Mudah didapat Jumlah besar Harga murah Ada substitusinya

Bahan baku fermentasi meliputi: a. Hasil Pertanian : Sereal, buah-buahan, sayuran, kacang-kacangan b. Hasil Peternakan : Susu sapi, daging c. Hasil Perkebunan : Kopi, coklat, tebu d. Limbah Industri : Molase, jerami, dedak, kulit kopi, kulit coklat, sabut kelapa, ampas tahu, ampas biji yang telah diambil minyaknya, air limbah, sampah

2. Syarat Bahan Baku a. Mempunyai kandungan nutrisi yang cukup Bahan baku yang dapat digunakan sebagai medium pada bioindustri harus mempunyai kandungan nutrisi tertentu yang dapat mendukung pertumbuhan mikroba sehingga dapat bekerja secara optimal. b. Mudah didapat Ketersediaan bahan baku menjadi sangat penting jika bioindustri diterapkan dalam skala yang besar.

c. Jumlah besar Terutama bila digunakan dalam industri-industri besar. d. Harganya murah Rendahnya harga bahan baku akan mengakibatkan rendahnya biaya produksi  meningkatkan keuntungan. e. Bila diperlukan ada penggantinya Bahan baku yang baik adalah bahan yang dapat digantikan jika tidak tersedia di pasaran.

3. Potensi Bahan Baku Dapat meningkatkan suplai bahan pangan Dapat meningkatkan kualitas gizi Dapat memperpanjang masa simpan buah dan sayur Dapat meningkatkan produksi pertanian Dapat meningkatkan kesuburan tanah Dapat mengurangi pencemaran lingkungan Dapat mengembangkan pangan fungsional

Mikroorganisme Mikroorganisme industri dapat diperoleh dari: a. Sumber Alami : dari tanah, air sungai, laut, tanaman, hewan, limbah, dan kotoran dengan menggunakan metode isolasi. b. Koleksi kultur : dari lembaga tempat menyimpan dan memelihara mikro-organisme. Contoh LIPI di Indonesia memelihara koleksi kultur mikroba-mikroba khas Indonesia.

Setiap mikroorganisme memerlukan: Air, Sumber Energi, Sumber Karbon, Sumber Nitrogen, Mineral, Oksigen (jika aerobik).

PRODUK-PRODUK BIOINDUSTRI Air Kelapa Nata de coco, kecap, asam asetat Susu Keju, kefir, yoghurt Bahan Bergula Alkohol, asam-asam organik Mikroorganisme Enzim, antibiotik Mikroorgnisme (direkayasa) Insulin, faktor tumbuh manusia, bahan makanan

Medium Fermentasi Medium merupakan bahan yang terdiri dari campuran nutrisi yang dapat digunakan untuk isolasi, memperbanyak, pengujian sifat fisiologi, dan perhitungan jumlah bakteri. Medium merupakan faktor penentu yang utama berhasil tidaknya suatu proses fermentasi.

Jenis Medium Berdasarkan Komponen Kimia a. Medium Sintetik : komponen utamanya bahan anorganik b. Medium non-sintetik (kompleks) : komponen utamanya bahan organik. Misalnya ekstrak kentang, ekstrak kecambah c. Medium diperkaya : ditambah senyawa tertentu, untuk menumbuhkan mikroba tertentu d. Medium selektif : ditambah senyawa tertentu agar untuk menseleksi mikroorganisme tertentu

Unsur Dalam Medium Fermentasi Makronutrien adalah yang dibutuhkan dalam jumlah besar seperti C, H, O, N. Mesonutrien dibutuhkan dalam jumlah yang lebih sedikit seperti Mg, P, S Mikronutrien dibutuhkan dalam jumlah sangat sedikit seperti Fe, Cu, Zn, dan Mo.

Kebutuhan masing-masing nutrient Elemen Fungsi fisiologi Berat kering (%) H Penyusun senyawa organik dan air 8 O 20 C Penyusun senyawa organik 50 N Penyusun protein, asam nukleat, dan koenzim 14 S Penyusun protein dan beberapa koenzim 1 P Penyusun asam nukleat, fosfolipid dan koenzim 3 Mg Kofaktor sejumlah reaksi enzim (ATP) 0,5 Mn Kofaktor beberapa enzim 0,1 Ca Kofaktor enzim (protease) Fe

Unsur Dalam Medium Fermentasi a. Air Merupakan komponen utama fermentasi Yang harus diperhatikan : pH, garam terlarut, bahan buangan terlarut Penyiapan air : deionisasi, penambahan garam, dll b. Sumber energi Berasal dari oksidasi media atau cahaya Sebagian besar mikroorganisme industri adalah chemo-organotrophs Sumber energi banyak berasal dari sumber karbon

c. Karbon Sebagai sumber energi (kecuali alga dan bakteri autotrof) Dapat dari C sederhana (asam asetat, etanol) Dapat berupa senyawa kompleks (polisakarida, protein), Ada pula yang substratnya terbatas misal Methylomonas menggunakan metana dan metanol Sumber karbon: Karbohidrat, Minyak dan lemak, Molase, Whey susu, Hidrokarbon, Glukosa, dan Laktosa.

d. Nitrogen 3-15% berat mikrobia adalah nitrogen Sebagai sumber energi pendamping karbon. Semua mikroorganisme mampu menggunakan nitrogen anorganik, dapat mengasimilasi amonia atau garam-garam amonium sebagai sumber karbon Dapat menjadi faktor pembatas karena dibutuhkan dalam jumlah besar. Sumber nitrogen secara umum: nitrat, urea, amonia (sebagai kontrol pH dan sumber nitrogen), garam-garam ammonium.

e. 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

SUMBER KARBON Molase : merupakan limbah cair industri gula sukrosa Whey susu : dihasilkan dari limbah pembuatan keju yang masih mempunyai kandungan bahan organik yang cukup tinggi. Kandungan dari whey susu antara lain adalah laktosa sebesar 45-50%, protein 7-9%, senyawa nitrogen terlarut 1,5%, Lipid 1-2%, dan garam-garam mineral 6-8%.

c. Sulphite Waste Liquor (SWL) : dihasilkan dari produksi kertas c. Sulphite Waste Liquor (SWL) : dihasilkan dari produksi kertas. Limbah ini mengandung gula dari hidrolisis hemiselulosa dalam kayu d. Pati : merupakan bentuk karbohidrat yang kompleks. Setelah dihidrolisi menggunakan amylase dari bakteri/kapang atau menggunakan enzim dari tanaman (malt) maka akan dapat menjadi sumber karbon yang potensial.

FAKTOR TUMBUH Mikroorganisme tertentu tidak dapat mensintesis faktor tumbuh untuk dirinya sendiri Faktor tumbuh yang umum adalah vitamin B, senyawa yang mirip, asam amino tertentu atau beberapa asam lemak Untuk mikoroorganisme auktotrof dibutuhkan dalam kadar rendah Diberikan dalam bentuk : ekstrak khamir, ekstrak hati, riboflavin dll Dapat diberikan pada konsentrasi tinggi dalam fermentasi asam amino

TERIMA KASIH