MANFAAT MEMPELAJARI BIOLOGI BAGI MAHASISWA TEKNOLOGI PERTANIAN

KEGUNAAN BIOLOGI UNTUK BIDANG TEKNOLOGI PERTANIAN Bidang Fermentasi Bahan Makanan Produksi Bahan Makanan Biota yang dapat melakukan melakukan biodegradasi ( untuk membuat Kompos) Biota yang menyebabkan kerusakan bahan makanan / bersifat patogen

MANFAAT BIOLOGI UNTUK BIDANG TEKNOLOGI PERTANIAN I Untuk mengetahui jenis2 Mikroorganisme (bakteri, khamir, dan kapang ) yang bermanfaat - Jamur / Kapang : Trichoderma sp mendegradasi selulosa - Khamir : Rhodotorulla menghasilkan warna merah untuk makanan - Bakteri : Escherichia coli menghasilkan plasmid, utk rekayasa genetika

Tape

Tape Makanan fermentasi dari bahan ubi kayu atau beras ketan dengan bantuan penambahan ragi yang berupa Ragi Tape

Ragi tape Kumpulan mikroorgansime yang ditumbuhkan pada pada adonan dari tepung beras sebagai sumber nutrisi utama untuk pertumbuhan mikroorganisme.

Kayu Manis (Keningar, Jw) Bumbu-bumbu Ragi Tape Adas Kapulaga Bawang Putih Kayu Manis (Keningar, Jw)

Kayu Manis (Keningar, Jw) Bumbu-bumbu Ragi Tape Adas Kapulaga Bawang Putih Kayu Manis (Keningar, Jw)

Tempe

Tempe Tempe: merupakan makanan fermentasi yang berasal dari Indonesia, berbahan baku kedelai (beserta variasinya). Strukturnya kompak Difermentasi oleh golongan Rhizopus (R.oligosporis, R. stolonifer, R. oryzae, R. arrhizus, dan R. formozaensis)

Pembuatan Tempe Kedelai dan variasinya Pencucian Perendaman Pengukusan Perendaman dlm air rendaman tempe pH ↓ Perebusan 1 jam Penghilangan kulit Pendinginan (dikeringanginkan) Pencampuran Inokulasi Pembungkusan Fermentasi (24-48 jam) Tempe

Ragi Tempe Usar : Kumpulan mikroorganisme yang ditumbuhkan pada sisi balik daun waru atau daun jati. Sisi balik tersebut mengandung bulu-bulu (trichoma) untuk tempat pertumbuhan miselia kapang. Bubuk inokulum : Kumpulan mikroorganisme yang ditumbuhkan pada tepung beras, tepung ubi kayu yang digunakan sebagai starter fermentasi tempe

Kecap Kecap: Merupakan Jenis makanan fermentasi cair berwarna coklat gelap yang rasanya asin atau manis yang digolongkan dalam makanan yang mempunyai aroma menyerupai ekstrak daging

Pembuatan Kecap Manis Biji kedele (biasanya hitam) Pencucian Perendaman semalam Penirisan dan pendinginan Fermentasi koji (kapang) 1-2 minggu Pengeringan dan penghilangan miselia kapang Fermentasi dlm larutan garam 18-20% Perebusan dan ekstraksi Penyaringan (filtrasi) Perebusan dan penambahan gula Kecap manis

Mikroorganisme Pada Fermentasi Kecap Kapang utama Aspergillus oryzae dan A. sojae Bakteri asam laktat homofermentatif yang tahan garam tinggi misalnya Saccharomyces rouxii--- berperan membentuk aroma dan flavor spesifik Zygosaccharomyces pada pH rendah berperan menstimulasi pertumbuhan khamir yang dapat tumbuh pada kadar garam tinggi

Perubahan-perubahan selama fermentasi Pada fermentasi koji oleh kapang A. oryzae/A sojae terjadi perubahan protein menjadi asam amino oleh enzim protease, dan peningkatan jml glukosa oleh alfa amilase, serta perubahan menjadi warna cokelat oleh tirosinase. Aktivitas enzim – enzim dapat terjadi pada suasana asam dan basa Semua senyawa mudah dicerna oleh pencernaan manusia

MANFAAT BIOLOGI UNTUK BIDANG FERMENTASI 2 Proses2 Fermentasi - Saccharomyces serevisiae mengubah gula menjadi alkohol - Lactobcillus mengubah laktosa menjadi laktat - Brevibacterium glutamicum mengubah gula pada tetes menjadi asam glutamat

fermentasi substrat produk Biomassa (sel)

Kebutuhan oksigen Fermentasi Aerob Fermentasi Anaerob

Keadaan Septik Fermentasi 1 Fermentasi septik 2. Fermentasi Semi-septik 3. Fermentasi Aseptik

Konsistensi Medium Fermentasi Fermenatsi Substrat Padat Fermentasi Semi-padat “Submerged fermentation”

Fermentasi sekali unduh (“Batch”) Fermentasi “Fed-batch” Jalannya fermentasi Fermentasi sekali unduh (“Batch”) Fermentasi “Fed-batch” Fermentasi Kontinyu

Macam-macam fermentasi berdasaerkan produk yang dihasilkan Produksi biomasa sel Enzim mikroba Metabolit Mikroba Produk Rekombinan Proses Transformasi

Teknologi Produksi Bakteri Dr. Wignyanto Departement of Agroindustrial Technology

Teknologi Poduksi Bakteri Sel-sel bakteri dapat diproduksi seperti Produksi Protein Sel Tunggal, namun bahan dasarnya adalah sel bakteri Medium yang dapat digunakan adalah medium yang dapat digunakan untuk pertumbuhan bakteri, namun diusahakan yang murah

Syarat bagi bakteri Tidak patogen Memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan bakteri patogen Berkembang biak cepat Kadar asam nukleat relatif rendah Pembentukan lendir tidak tinggi

Starter Starter : Kumpulan mikroorganisme yang diaktifkan untuk tujuan mengaktifkan proses fermentasi. Mikroorganisme ditumbuhkan sampai ujung fase logarithma sebelum fase stasioner. Diharapkan pada saat penuangan starter kedalam medium, starter langsung menjalankan fungsinya sebagai kultur induk pelaku perubahan substrat

Teknologi Produksi Sel Khamir

Table 1. Kandungan Protein beberapa jenis mikroorganisme ================================= Mikroorganisme Protein (%) Khamir 45-55 Ganggang/Algae 47-57 Bakteri 50-83 Kapang/Fungi 31-55

Faktor2 Penentu Kadar Protein Kadar Protein dipengaruhi oleh - Kondisi pertumbuhan - Manipulasi genetik - Spektrum asam amino

Produksi PST Peningkatan “yields” PST, produktivitas dan Kualitasnya tergantung pada optimasi faktor-faktor yang berpengaruh selama proses Strategi untuk meningkatkan produksi PST, yang dilakukan dengan rekayasa genetika ( genetic engineering ) Dapat di produksi menggunakan mikroorganisme fotosintetik dan non-fotosintetik

Saccharomyces cerevisae sebagai model produksi PST Tingginya kadar protein Tingginya efisiensi proses Tingginya kecepatan pertumbuhan Mudahnya produk disaring Mudahnya dikeringkan Rasanya lezat

BIR / BEER

Bir Pada awal abad 17 masyarakat khususnya Eropa mengksumsi bir dengan berbagai jenisnya . Bentuk dan penampilan Beer sangat menarik Tidak mengenal usia penggunanya. Kesegarannya 3 x lipat daripada air Dapat ditempatkan dan dibawa secara praktis.

Komponen Penting Bir “Malted Barley” “Hops” Khamir Air Selalu dibutuhkan sebagai ingredient Pati “adjuncts” Pati jagung atau beras

3 Tahap pada Pembuatan Bir “Malting” “Brewing” Fermentasi

Malting Peletakan pada Ruang Malt Terjadi klerjadian “brewery” Pengontrolan perkecambahan barley, tergantung Kelembaban Suhu CO2 Tujuan Produksi enzim2 yang berguna untuk “brewing” Amilase Protease

Malting Perendaman biji Pengontrolan perkecambahan Pengeringan Maksimum produksi enzim Aktivitas Enzimatis Minimum danPertumbuhan tanaman Pengeringan Penghentian Perkecambahan Stabilisasi “malted barley” Penyempurnaan Warna dan aroma Malt cerah, amber malt, black patent malt

“Brewing” Penggilingan “malted barley” Hati-hati “cracking of malted barley” Shatter endosperm Peletakan “husk” pada tempat yang luas Penambahan air Pengontrolan suhu dan proses enzimatik

“Mash Tun” The mash tun is a vessel in which the milled malted barley is mixed with water And the enzymes are allowed to degrade the starches and proteins into Substrates that the yeast can utilize during fermentation

“Mash” These photos show the milled Malted barley being mixed with Warm water. The enzymes Convert the starch to maltose and The proteins to amino acids creating What is known as sweet wort.

Penyaringan The sweet wort Is separted from The spent barley By a filtration step Known as Lautering. The Barley husks serve As the primary Filtering material. Here, the remaining Spent grains are Being removed from With this screen.

“Mash Tun” menggunakan Mash These are the spent malt that acted as a filtering bed for the sweet wort.

Mengeluarkan “mash”

Pengangkutan mash ke mobil pengangkut

“Sweet Wort”

Ketle Sweet Wort Dididihkan Ditambah hops Sterilisasi “hopped wort” Untuk Mengekstrak rasa (bitter acids) dan komponen aroma Sterilisasi “hopped wort”

Tangki Fermentasi After the yeast is added to the hopped wort, fermentation of the maltose to Ethanol occurs in these tanks.

Penambahan Khamir Ke Dalam Fermenter

Selang pengeluaran Gas CO2 dari tangki Fermentation produces both ethanol and carbon dioxide. The carbon Dioxide is allowed to vent out through these blow-off hoses whose ends Are immersed in a tank of water, producing an air-lock and preventing Oxygen from entering the fermentation tanks.

BAKTERI PERUSAK BAHAN MAKANAN Perusakan Bahan Makanan - Lactobacillus merusak susu menjadi asam - Clotridium botulinum merusak produk- produk yang dikalengkan - Bakteri osmofil merusak bahan yang kekentalannya tinggi, sirup, mudu dll - Bakteri psikhrofil merusak bahan2 yang disimpan pada suhu rendah

Bakteri Perusak Yang Tinggal di Kaleng Clostridium botulinum Menyebabkan penggelembungan kaleng. Sifatnya anaerob  membentuk gas  kaleng menggelembung  sambungan kaleng rusak  bocor  dimasuki mikroorganisme anaerob lain yang patogen  Clostridium botulinum  menyebabkan kebutaan

MANFAAT BIOLOGI UNTUK BIDANG PENGOLAHAN LIMBAH Manfaat jenis2 ganggang untuk waste treatment - Chlorella pengoksidasi bahan2 cemaran