MIKROBA SEBAGAI AGENSIA PROSES I Nyoman P. Aryantha SITH-ITB

Mikroba dan Politik Ide membuat karet sintetis melalui polimerisasi butadiene dari petroleum Chaim Weizmann 1914 (a chemistry professor at Manchester University in England ) Clostridium acetobutylicum  Aseton dan Butanol August 1914 perang dunia-I  bubuk mesiu (cordite) dan bahan peledak nitrocellulose (terbuat dari acetone) Atas jasanya  ISRAEL (1948)

AGEN MIKROBAYANG UMUM DIPAKAI DALAM INDUSTRI BERBASIS MIKROBA Bakteri : ensim, asam organik Aktinomiset : antibiotik Ragi : alkohol Fungi : asam sitrat, ensim Mushroom : pangan Mikroalga : PST, biofuel Lichen : antibiotik Protozoa,Mikrocrustacea : live food (larviculture) Nematoda : Biocontrol agent

Dairy Products Kefir Milk Streptococcus lactis, Lactobacillus bulgaricus, Torula sp. Southwestern Asia Taette S. lactis var. taette Scandinavian peninsula Tarhana Wheat meal and yogurt Lactics Turkey Meat and fish products Country-cured ham Pork hams Aspergillus, Penicillium spp./ Southern U. S. Lebanon bologna Beef Pediococcus cerevisiae Europe, U.S. Fish sauces Small fish halophilic Bacillus spp. Katsuobushi Skipjack tuna Aspergillus glaucus Japan Nonbeverage plant products Cocoa beans Cacao fruits Candida krusei, Geotrichum spp. Africa, South America Coffee beans Coffee cherries Erwinia dissolvens, Saccharomyces spp. Brazil, Congo, Hawaii, India Kimchi Cabbage and other vegetables Lactic acid bacteria Korea Olives Green Olives Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum Worldwide Pickles Cucumbers Pediococcus cerevisiae, Lactobacillus plantarum Beverages Bourbon whisky Corn, rye Saccharomyces cerevisiae U. S. Cider Apples, other Saccharomyces spp. Mezcal Century plant Yeasts Mexico Sake Rice Saccharomyces saki Vinegar Cider, wine Acetobacter spp. Wine Grapes, other fruits Saccharomyces ellipsoideus

AKTINOMISETES

AKTINOMISETES Nama Species Produk Streptomyces avermitilis Avermectin (anthelmintic agent) S. griseus Streptomycin, Cycloheximide S. verticillus Bleomycin (glicopeptide anti tumor) S. hygroscopicus Herbimycin (herbicide) S. venezuelae Chloramphenicol S. erythreus Erythromycin S. kanamyceticus Kanamycin S. lincolnensis Lincomycin S. fradiae Neomycin S. noursei Nystatin S. Rimosus Tetracycline S. nodusus Amphotericin B

Streptomyces Streptomyces griseus Streptomyces avermitilis

SUMBER AGEN Alamiah (spontan) Sub-starter (bagian dari produk sebelumnya yang belum diproses hilir) beslag, whey, yoghurt, kombucha dll. Kultur murni atau campur ISOLASI KULTUR STOK

CULTURE COLLECTION INSTITUTE Agricultural Research Service Culture Collection, USA Algae, bacteria, fungi, yeast, actinomycetes 78,010 American Type Culture Collection (ATCC), USA Algae, bacteria, fungi, yeast, protozoa, cell lines, hybridomas, viruses, vectors, plasmids, phage 53,615 Centraalbureau Voor Schimmelcultures (CBS), Netherlands Fungi, yeast, lichens, plasmid 41,300 Culture Collectioin University of Goteborg (CCUG), Swedia Bacteria, fungi, yeast 28,000

SUB STARTER Berasal dari kultur proses sebelumnya Praktis Murah Teradaptasi Tidak tahan lama Berisiko kontaminasi

ISOLASI Sumber isolat dari lingkungan dengan substrat dan kondisi yang kaya materi organik Untuk isolat tertentu substrat sesuai tujuan Perlu skill dan fasilitas yang memadai Perlakuan pra-isolasi Penggunaan medium selektif / differensial

PRA-ISOLASI Pengayaan (pengkondisian substrat alami) Pemanasan Filtrasi Perkolasi sinambung Pencucian

KARAKTERISTIK PENTING Kultur murni Viabilitas tinggi Produk akhir bersifat tunggal (homofermentatif) Produktivitas cepat Nilai kompetisi tinggi Dapat mengeliminasi kontaminan Stabil secara genetis Life time yang panjang

TAHAPAN PENGEMBANGAN AGEN Wild type (seleksi dan skrining) Optimasi suhu pH jenis nutrien komposisi nutrien agitasi aerasi komposisi inokulum Pemuliaan breeding fusi sitoplasma mutasi rekayasa DNA

CONTOH PENGEMBANGAN STRAIN Antibiotik Strain Awal Strain Unggul Penisilin 20 unit/ml 8000 unit/ml Streptomisin 50 unit/ml 5000 unit/ml Eritromisin 100 unit/ml 2000 unit/ml KlorTetrasiklin 200 unit/ml 4000 unit/ml Oksitetrasiklin 400 unit/ml 6000 unit/ml

BIOASSAY Antibiotik : obyek bakteri Anti fungi : obyek fungi Anti serangga : obyek serangga Anti gulma : obyek tanaman Anti kolesterol : tikus (preklinis), manusia (klinis) Anti kanker : kultur sel, tikus, manusia Vitamin : fungi Growth factor : tikus SCP : tikus

ANALISIS KIMIA Kandungan senyawa aktif (alkaloid, statin, fenol, peptida, dsb…) Analisa TLC, HPLC, GC

ANTIBIOTIC SCREENING

Rotifer-exploiting fungi - the lethal lollipop - Zoophagus (Oomycetes) trapping loricate rotifers.

Nematode-exploiting fungi - adhesive knobs of Nematoctonus (Basidiomycetes - note the clamp connection).

Metarrhizium anisopliae