BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Mikroorganisme
atau mikroba adalah organisme mikroskopik yang sebagian besar berupa satu sel
yang terlalu kecil untuk dapat dilihat menggunakan mata telanjang. Mikroba
berukuran sekitar seperseribu milimeter (1 mikrometer) atau bahkan kurang,
walaupun ada juga yang lebih besar dari 5 mikrometer. Karenanya, mikroba hanya
bisa dilihat dengan menggunakan alat bantu berupa mikroskop.
Dalam
sehari-hari bakteri sangat berperan. Baik peran positif maupun negatif, baik di
bidang kesehatan, makanan, lingkungan maupun di bidang industri misalnya
industri Tekstil, industri kimia dan industri obat-obatan.
Mikrobiologi
industri merupakan suatu usaha memanfaatkan mikroba sebagai komponen untuk
industri atau mengikut sertakan mikroba dalam proses, yang bertujuan untuk
menghasilkan produk bernilai ekonomi dan bermanfaat. Mikrobiologi industri
awalnya dimulai dengan proses fermentasi alkohol, seperti pada pembuatan “beer”
dan “wine” (minuman dibuat dari buah anggur). Proses mikrobial dikembangkan
untuk produksi bahan farmasi seperti antibiotika, produksi makanan tambahan
seperti asam amino, serta produksi enzim, dan produksi industri kimia seperti
butanol dan asam sitrat.
Bioteknologi
merupakan suatu kajian yang berhubungan dengan penggunaan organisme hidup atau
produknya dalam proses industri berskala besar. Bioteknologi mikroorganisme
adalah aspek bioteknologi industri yang berhubungan dengan proses yang
melibatkan mikroorganisme. Bioteknologi mikroorganisme kadang-kadang disebut mikrobiologi
industri, suatu bidang yang lama dan sudah diperbaharui pada beberapa tahun
terakhir ini karena penambahan teknik rekayasa genetika.
Oleh sebab itu,
kita juga mempunyai kewajiban untuk mempelajari berbagai macam mikroba yang
berperan dalam perindustrian. Dengan mempelajari jenis mikroba yang terkandung
dalam suatu produksi kita bisa mengetahui jenis mikroba apa saja yang
bermanfaat dan dapat kita lestarikan.
B.
Rumusan Masalah
1.
Apa yang
dimaksud dengan mikrobiologi industri?
2.
Apa saja syarat-syarat
yang harus dipenuhi dalam proses mikrobiologi industri?
3.
Mikroba apa saja
yang terlibat dalam mikrobiologi industri?
4.
Apa saja produk-produk
yang berasal dari pemanfaatan mikroba?
C.
Tujuan
1.
Untuk mengetahui
apa yang dimaksud dengan mikrobiologi industri.
2.
Untuk mengetahui
syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam proses mikrobiologi industri.
3.
Untuk mengetahui
mikroba apa saja yang terlibat dalam mikrobiologi industri.
4.
Untuk mengetahui
produk-produk apa saja yang berasal dari pemanfaatan mikroba.
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Pengertian
Mikrobiologi Industri
Mikrobiologi industri adalah
pertumbuhan mikroorganisme dalam jumlah besar, yang terkendali bertujuan untuk
menghasilkan produk yang bernilai ekonomi dan bermanfaat.
Menurut (Hidayat,N,.Padaga.MC dan Shartini,S,2006:3)
mikrobiologi industri merupakan suatu usaha memanfaatkan mikroba sebagai
komponen untuk industri atau mengikutsertakan mikroba dalam proses.
B.
Syarat Pemanfaatan Mikroorganisme di bidang Industri
Pada perindustrian, mikroorganisme
adalah pabrik zat kimia yang mampu melakukan perubahan yang dikehendaki.
Mikroorganisme merombak baan mentah (beberapa komponen dari medium tempat
tumbuhnya dan yang dianggap sebagai substrat) dan mengubah bahan mentah ini
menjadi suatu produk baru.
Pada sudut perindustrian,
mikroorganisme merupakan “pabrik zat kimia” yang mampu melakukan perubahan yang
dikehendaki. Mikroorganisme merombak bahan mentah (substrat) menjadi suatu
produk baru :
Substrat + Mikroorganisme -----> Produk
baru
Keterangan:
-
Substrat
adalah karbohidrat, pati, molasses, limbah hasil pertanian, tebu, ubi dsb.
-
Mikroorganisme merupakan
bakteri, jamur, yis dll.
-
Produk
barunya merupakan enzim, alcohol, antibiotic, vitamin, hormone steroid, asam
amino, asam organic, protein sel tunggal.
Apabila
suatu mikroorganisme dapat mengubah suatu bahan mentah yang murah menjadi suatu
produk yang lebih berharga maka ada beberapa prasyaratan yang perlu dipenuhi
bagi suatu proses mikrobiologi industri supaya mudah dilakukan lagi ekonomis,
antara lain:
1. Mikroorganisme
Mikroorganisme yang akan digunakan harus
dapat menghasilkan produk dalam jumlah yang cukup banyak. Karakteristik penting
yang harus dimiliki mikroorganisme industri yaitu harus tumbuh cepat dan
menghasilkan produk yang diharapkan dalam waktu yang relatif singkat, memiliki
sifat-sifat genetik yang stabil, mampu menghasilkan substansi yang menarik,
serta dapat dipelihara dalam periode waktu yang sangat panjang di laboratorium.
Mikroba yang digunakan dalam industri adalah kapang, khamir, bakteri, dan virus.
2. Medium
Medium, termasuk substrat yang digunakan
oleh organisme untuk membuat produk baru harus murah (relatif terhadap produk
yang akan dihasilkan) dan tersedia dalam jumlah banyak. Misalkan, limbah yang
mengandung nutrien dari industri persusuan (air dadih) dan industri kertas
(cairan limbah dari pemasakan kayu) digunakan untuk menghasilakn bahan-bahan
yang bernilai.
3. Hasil
Fermentasi industri dilakukan dalam
tangki-tangki yang besar kapasitasnya dapat mencapai 200.000 liter. Produk
metabolisme mikroba biasanya merupakan campuran heterogen yang terdiri dari
sel-sel mikroorganisme dalam jumlah yang sangat banyak, komponen-komponen
medium yang tidak terpakai, dan produk-produk metabolisme yang tidak
dikehendaki. Karena itu, harus dikembangkan metode-metode yang mudah
dilaksanakan dalam skala besar untuk memisahkan dan memurnikan produk akhir
yang diinginkan.
4. Tidak
berbahaya bagi manusia, dan secara ekonomik penting bagi hewan dan tumbuhan.
5. Bersifat
non-patogen dan bebas toksin, atau jika menghasilkan toksin harus cepat
di-inaktifkan.
6. Mudah
dipindahkan dari medium biakan. Di laboratorium, sel mikroorganisme pertama
kali dipindahkan dengan sentrifugasi, tetapi sentrifugasi bersifat sulit dan mahal
untuk industri skala-besar.
7. Mikroorganisme
lebih disukai jika berukuran besar, karena sel lebih mudah dipindahkan dari
biakan dengan penyaringan (dengan bahan penyaring yang relatif murah).
Sehingga, fungi, ragi, dan bakteri berfilamen lebih disukai. Bakteri unisel,
berukuran kecil sehingga sulit dipisahkan dari biakan cair.
8. Mikroorganisme
industri harus dapat direkayasa secara genetik. Rekayasa genetika pada mikroba
bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba tersebut (misalnya
mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan
tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba
prebiotik untuk makanan olahan), untuk menghasilkan bahan obat-obatan dan
kosmetika, serta Pembuatan insulin manusia dari bakteri (Sel pankreas yang
mempu mensekresi Insulin digunting, potongan DNA itu disisipkan ke dalam
Plasmid bakteri) DNA rekombinan yang terbentuk menyatu dengan Plasmid
diinjeksikan lagi ke vektor, jika hidup segera dikembangbiakkan.
C.
Mikroba yang Terlibat Dalam Mikrobiologi Industri
Dalam perindustrian ada beberapa
mikroba yang sering digunakan atau yang ikut sertakan yaitu bakteri, khamir, dan
kapang. Adapun penjelasan dari mikroba tersebut sebagai berikut :
1. Bakteri
Bakteri adalah mikroba
uniseluler. Pada umumnya bakteri tidak mempunyai klorofil. Ada beberapa yang
fotosintetik dan bereproduksi aseksual secara pembelaha. Bakteri tersebar luas
di alam, didalam tanah atmosfir, di dalam endapan-endapan lumpur, di dalam
lumpur laut, dalam air, paa sumber air panas, di daerah antartika, di tubuh
hewan, manusia dan tanaman.
Bakteri umumnya
berukuran kecil. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi berkisaran 0,2x100
mikrometer. Bentuknya bulat atau cocci,batang atau bacili dan
bentuk spiral (spirillum).
a.
Bakteri
bentuk bulat
Sebenarnya tidak ada bakteri yang
betul-betul bulat tetapi spheroid. Bentuk bulat atau kokus dapat dibedakan lagi
menjadi:
1) Monokokus, bulat
satu-satu.
2) Diplokokus, bulat
bergandengan dua-dua.
3) Stapilokokus, bulat
tersusun sebagai kelompok bulat anggur sebagai hasil pembelahan sel ke segala
arah.
4) Streptokokus, bulat
bergandengan seperti rantai sebagai hasil pembelahan sel kesatu atau dua arah
dalam satu garis.
5) Sarsina, bulat
terdiri dari 8 sel yang tersusun dalam bentuk kubus sebagai hasil pembelahan
sel ketiga arah.
6) Tetrakokus, bulat
terdiri dari 4 sel yang tersusun dalam bentuk bujur sangkar sebagai hasil
pembelahan sel kedua arah.
b.
Bakteri
bentuk batang
Bakteri berbentuk batang dapat dibedakan
ke dalam bentuk batang panjang dan batang pendek dengan ujung datar
atau lengkung. Bentuk batang dapat dibedakan lagi atas bentuk batang yang
mempunyai garis tengah sama dan tidak sama di seluruh bagian panjangnya.
Bakteri bentuk batang dapat terdiri
atas:
1) Monobasil
yaitu berupa sel bakteri basil tunggal
2) Diplobasil
yaitu berupa dua sel bakteri basil berdempetan
3) Streptobasil
yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai
c.
Bakteri
bentuk lengkung/spiral (spiralium).
Bakteri berbentuk spiral pada pokoknya
dibagi menjadi:
1) Bentuk
koma (vibrio), jika spiralnya kurang dari setengah lingkaran.
2) Bentuk spirochaeta,
jika spiralnya halus dan lentur.
Ada
berbagai macam bakteri yang berperan penting dalam industri khususnya proses
fermentasi, antara lain:
ü Acetobacter acetii
Bakteri ini penting dalam produksi asam
asetat yang mengoksidasi alkohol sehingga menjadi asam asetat. Banyak terdapat
pada ragi tapai, yang menyebabkan tapai yang melewati 2 hari fermentasi akan
menjadi berasa asam Acetobacter
xylinum.
Bakteri ini digunakan dalam pembuatan
nata de coco. Acetobacter xylinum mampu
mensintesis selulosa dari gula yang dikonsumsi. Nata yang dihasilkan berupa
pelikel yang mengambang di permukaan substrat. Bakteri ini juga terdapat produk
kombucha yaitu fermentasi dari teh.
ü Bacillus sp.
Bacillus
sp. merupakan
genus dengan kemampuan yang paling luas. Pada mulanya hanya digunakan untuk
menghasilkan enzim amilase. Namun kini berkembang untuk bioinsektisida yang
diwakili Bacillus thuringiensis maupun
untuk penanganan limbah Bacillus
subtilis dan Bacillus
megaterium. Melalui rekayasa genetika, kini bakteri ini juga digunakan
untuk produksi bahan baku plastik ramah lingkungan.
ü Bividobacterium sp.
Bakteri ini bersifat anaerob dan
digunakan sebagai mikroba probiotik. Produk probiotik dari bakteri ini biasanya
berbentuk padat.
ü Lactobacillus sp.
Bakteri ini cukup populer karena selain
dapat digunakan dalam produksi asam lakat juga berperan dalam fermentasi pangan
seperti yogurt, saurkeraut dan juga produk probiotik yang saat ini banyak
diminati masyarakat. Probiotik merupakan mikrobia yang dikonsumsi untuk
mengatur flora usus. Asam laktat dari bakteri ini dapat dibuat poli asam laktat
sebagai bahan baku plastik ramah lingkungan
2. Khamir
Khamir
(yeast), merupakan jamur bersel satu yang mikroskopik, tidak berflagel.
Beberapa genera membentuk filamen (pseudomiselium). Hidupnya sebagai safrofit
dan parasit. Hidup di dalam tanah atau debu di udara, tangah, daun-daun, nektar
bunga, permukaan buah-buahan, di tubuh serangga, dan cairan yang mengandung
gula seperti sirup, madu dan lain-lain.
Khamir ada yang bermanfaat
dan ada pula yang membahayakan manusia. fermentasi khamir banyak digunakan
dalam pembentukan roti, bir, wine, finegar, dan sebagainya. Khamir yang tidak
diinginkan adalah yang ada pada makanan dan pemnyebabnya kerusakan pada
saurkraut, juice, buah, sirup, molase, madu, jelly, daging, dan sebagainya.
Pada umumnya, sel
khamir lebih besar daripada kebanyakan bakteri, tetapi khamir yang paling kecil
tidak sebesar bakteri yang besar. Khamir sangat beragam ukurannya berkisar
antara 1 sampai 5 mikro meter lebar dan panjangnya dari 5 sampai 30 mikro meter
atau lebih.biasanya berbentuk telur, tetapi beberapa ada yang memanjang atau
berbentuk bola. Setiap spesies mempunyai bentuk yang khas. Namun sekalipun
dalam biakan murni terdapat pariasi yang luas dalam hal ukuran dan bntuk
sel-sel individu, tergantung pada umur dan lingkungannya. Khamir tidak
dilengkapi flagelum atau organ-organ penggerak lainnya.
a.
Kelompok yeast sejati
(True yeasts)
Kelompok yeast sejati pada
dasarnya termasuk kedalam kelas Ascomycetes, dengan ciri memiliki spora.
Termasuk kedalam kelompok ini adalah berbagai spesies Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Zygosaccharomyces, Pichia,
Hansenula, Debaryomyces dan Hanseniaspora. Sedangkan
pada kelompok jenis yeast sejati ini spesies yang umum digunakan dalam
industri adalah Saccharomyces cerevisiae yaitu
untuk pembuatan roti, minuman beralkohol, glyserol dan enzim invertase.
b.
Kelompok yeast yang
liar (wild yeast)
Kelompok yeast ini tidak mempunyai
spora. Yeast liar ini pertumbuhannya terkadang diharapkan ada yang
tidak diharapkan dalam suatu fermentasi. Termasuk dalam kelompok yeast ini
adalah Candida,
Torulopsis, Brettanomyces, Rhodotorula, Trichosporon dan Kloeckera.
Salah
satu kegunaan yeast atau khamir adalah dapat digunakan untuk proses fermentasi.
Proses fermentasi dalam pengolahan pangan adalah proses pengolahan pangan
dengan menggunakan aktivitas mikroorganisme secara terkontrol untuk
meningkatkan keawetan pangan dengan diproduksinya asam dan/atau alkohol, untuk
menghasilkan produk dengan karekateristik flavor dan aroma yang khas, atau
untuk menghasilkan pangan dengan mutu dan nilai yang lebih baik. Contoh-contoh
produk pangan fermentasi ini bermacam-macam; mulai dari produk tradisional
(misalnya tempe, tauco, tape, dan lain-lain) sampai kepada produk yang modern
(misalnya salami dan yoghurt).
3. Jamur
(fungi/kapang)
Kapang
(mould/Filamentous fungi) merupakan mikroorganisme anggota Kingdom Fungi
yang membentuk hifa. Kapang bukan merupakan kelompok taksonomi yang resmi,
sehingga anggota-anggota dari kapang tersebar ke
dalam filum Glomeromycota, Ascomycota, dan Basidiomycot.
Jumlah spesies fungi
yang telah teridentifikasi hingga tahun 1994 mencapai 70.000 spesies, dengan
perkiraan penambahan 600 spesies setiap tahun. Dari jumlah tersebut,
sekitar 10.000 spesies merupakan kapang. Sebagian besar spesies fungi terdapat
didaerah tropis disebabkan karena kondisi iklim daerah torpis yang hangat dan
lembab yang mendukung pertumbuhannya. Habitat kapang sangat beragam, namun
pada umumnya kapang dapat tumbuh pada substrat yang mengandung sumber karbon
organik.
Kapang melakukan
reproduksi dan penyebaran menggunakan spora. Spora kapang terdiri dari dua
jenis, yaitu spora seksual dan spora aseksual. Spora aseksual dihasilkan
lebih cepat dan dalam jumlah yang lebih banyak dibandingkan spora seksual.
Spora aseksual memiliki ukuran yang kecil (diameter 1-10 μm) dan ringan,
sehingga penyebarannya umumnya secara pasif menggunakan aliran udara.
Apabila spora tersebut terhirup oleh manusia dalam jumlah tertentu akan mengakibatkan
gangguan kesehatan.
Gangguan kesehatan yang
diakibatkan spora kapang terutama akan menyerang saluran pernapasan. Asma,
alergi rinitis, dan sinusitis merupakan gangguan kesehatan yang paling
umum dijumpai sebagai hasil kerja sistem imun tubuh yang menyerang
spora yang terhirup. Penyakit lain adalah infeksi kapang pada saluran
pernapasan atau disebut mikosis. Salah satu penyakit mikosisyang umum adalah
Aspergillosis, yaitu tumbuhnya kapang dari genus Aspergillosis pada
saluran pernafasan.
Kapang merupakan salah
satu mikroorganisme yang merugikan, selain dapat menyebabkan gangguan kesehatan
juga dapat merusak bahan makanan seperti pembusukan. Akan tetapi pada
umumnya kapang yang tumbuh pada makanan yang diolah dengan panas tidak
menyebabkan penyakit pada manusia, bahkan digunakan dalam pengolahan bahan
makanan.
Jamur merupakan mikroba
multiseluler yang banyak dimanfaatkan manusia dalam ferrmentasi maupun
budidaya. Umumnya dalam bidang fermentasi jamur yang digunakan adalah jamur
berbentuk hifa yaitu pada pembuatan tempe, angkak dan kecap.
Jamur yang memiliki peranan yang
menguntungkan diantaranya sebagai berikut:
a. Aspergillus niger.
Jamur ini digunakan dalam pembuatan asam
sitrat. Asam sitrat merupakan salah satu asam organik yang banyak digunakan
dalam bidang industri pangan misalnya pada pembuatan permen dan minuman
kemasan. Jamur ini sering mengontaminasi makanan misalnya roti tawar.
b.
Rhizopus
oryzae.
Jamur ini penting pada pembuatan tempe.
Aktivitas jamur Rhizopus oryzae
menjadikan nutrisi pada tempe siap dikonsumsi manusia. Aktivitas enzim yang
dihasilkan menjadikan protein terlarut meningkat. Produk tempe kini juga telah
dikembngkan menjadi isoflavon yang penting bagi kesehatan.
c.
Neurospora
sitophila.
Jamur ini merupakan sumber beta karoten
pada fermentasi tradisional. Produk oncom yang dikenal di Jawa Barat adalah
hasil fermentasi yang dilakukan Neurospora
sitophila. Produksi spora untuk sumber beta karoten yang dapat
disubstitusikan pada makanan juga telah diteliti. Selain mampu memberikan
asupan, beta karoten juga merupakan sumber warna yang cukup menarik.
d. Monascus purpureus.
Jamur ini dikalangan mikrobiolog jarang
dikenal karena produk yang dihasilkan. Mula pertama jamur ini ditemukan di Jawa
namun menjadi produk utama Cina dengan nama angkak. Angkak adalah fermentasi
pada beras. Jamur ini menghasilkan pewarna alami yang umumnya digunakan pada
masakan Cina. Saat ini telah ditemukan adanya zat aktif pada ngkak yang dapat
membantu kesehatan dan telah dikemas dalam bentuk kapsul.
e. Penicillium sp.
Jamur ini paling terkenal karena
kemampuannya menghasilkan antibiotika yang disebut pensilin. Sejak pertama kali
dikenal terus digunakan sampai sekarang. Jamur pengasil antibiotika saat ini
telah banyak diketahui sehingga ragam antibiotik pun semakin banyak. Selain itu
pembuatan antibiotika, spesies yang lain juga digunakan dalam pembuatan keju
khusus.
D.
Produk
Industri dari Hasil Pemanfaatan Mikroba
1. Produk
industri dari pemanfaatan bakteri
Bakteri digunakan dalam
skala industri untuk menghasilkan berbagai macam untuk zat kimia, enzim, asam
amino, vitamin, dan substansi lain (Irianto,koes,2006:210).
Tabel.
Produk
industri (selain antibiotik) yang dihasilkan bakteri
|
No
|
Bakteri
|
Produk
|
Kegunaan
|
|
1.
|
Clostridium
asetobutylicum
|
Aseton-Butanol
|
Pelarut : Pembuatan
bahan kimia
|
|
2.
|
Bacillus
polymyxa
Enterobacter
aerogenes
|
Buthanedhiol
|
Pelembab intermediat
kimia
|
|
3.
|
Gluconobacter
suboxydans
|
Dihidroksiaseton
|
Bahan Kimia halus
|
|
4.
|
Pseudomonas
sp
|
Asam-2 Ketoglekunat
|
Intermediet untuk
asam D-araboaskorbat
|
|
5.
|
Gluconobacter
suboxydans
|
Asam 5-ketoglukonat
|
Intermediet asam
tartat
|
|
6.
|
Lactobacillus
delbrueckii
|
Asam Laktat
|
Produk pangan,
tekstil, dan pembuatan bahan kimia, menghilangkan kapur dari kulit binatang
|
|
7.
|
Bacillus
subtillis
|
Amilase bakteri
|
Memodifikasi pati,
merekatkan kertas, melepaskan perekat pada tekstil
|
|
8.
|
Bacillus
subtilis
|
Protase bakteri
|
Memperhalus struktur
dan urat kulit binatang, melepaskan serat, penghilang noda, pengempuk daging
|
|
9.
|
Leuconostoc
mesenteroides
|
Dekstran
|
Stabilisator dalam
produk pangan, pengganti plasma darah
|
|
10.
|
Gluconobacter
suboxydans
|
Sarbose
|
Pembuatan asam
askorbat
|
|
11.
|
Streptomycesalivaceus
Propionibacterium
freudenreichii
|
Kobalamin
|
Pengobatan anemia
pernisiosa, pelengkap makanan, dan makanan ternak
|
a.
Produksi
cuka
Cuka
dibuat dengan cara membiarkan anggur menjadi asam dalam keadaan terawasi. Pada
pembuatan cuka terjadi 2 macam perubahan biokimiawi yaitu fermentasi alkohol karbohidrat
dan Oksidasi alkohol menjadi asam asetat.
Dalam
metode Frings proses pembuatan cuka mula-mula disiapkan suatu campuran yang
terdiri dari larutan alkohol yang disesuaikan serta yang diasamkan dengan asam
asetat dan nutrien bagi pertumbuhan bakteri asam asetat, yaitu spesies dari
genus Acetobacter. Bakteri ini
diinokulasikan ke dalam lapisan serutan kayu yang ada didalam ruang yang
disediakan. Campuran itu ditaruh didalam suatu parit dan dibiarkan mencucur
diatas serutan kayu tersebut. Udara tersedia berlimpah-limpah dan suhu
dipertahankan antara 15 dan 34ºC. Ketika larutan itu melewati serutan kayu tadi, Acetobacter mengoksidasi
sebagian dari alkohol itu menjadi asam asetat. Campuran yang keluar dikumpulkan
didasar suatu unit dan dapat diedarkan kembali ke atas serutan kayu tadi
sehingga terjadi lagi oksidasi alkohol sehingga menghasilkan cuka dengan kadar
yang dikehendaki.
b. Produk minuman
1) Produk
susu
Produk susu dihasilkan
diberbagai bagian dari susu beberapa jenis hewan yang menyusui. Hewan yang
diperas susu nya adalah sapi, kerbau, domba, biri-biri, kuda dan babi.
Untuk pertumbuhan yang
dibiakan yang optimal bahan mentah harus bebas dari penghambat biakakan seperti
antibiotika, bahan kimia untuk sanatasi, susu payudara yang sakit (mastitis),
cairan kelenjar payudara (kolestrum) dan susu tenggik. Mutu mikrobiologis harus
baik sekali untuk menimbulkan aroma yang lembut dan sedap yang diasosiasikan
dengan mutu puncak produk susu yang diusahakan. Bahan-bahan mentah yang pada
umumnya mencaup susu murni, susu sekim, susu sekim kental, susu kering tanapa
lemak dan krim. Selain itu bahan pangan lainnya seperti pemanis, pemantap,
penyedap, sediaan buah dan garam diprlukan sebagai komponen susu yang diolah.
Bahan tersebut dipadukan bersama untuk mendapatkan campuran yang terbakukan
sesuai dengan produk yang akan dihasilkan.
Fermentasi susu
biasanya dikerjakan oleh bakteri Streptococcus
atau Lactobacillus yang
umumnya menguraikan laktosa menjadi asam laktat. Reaksi-reaksi lain yang
mungkin terjadi, baik selama fermentasi utama maupun dalam reaksi paska
fermentasi, menghasilkan produk susu yang berbeda-beda, antara lain keju, didisusu,
krim asam dan yoghurt.
·
Yoghurt
Yoghurt merupakan
minuman hasil kerjasama dengan mikroorganisme dan salah satu produk minuman
tertua. Tidak sembarangan mikroorganisme yang dapat membantu proses pembuatan
yogurt, terdapat dua bakteri utama yang membantu proses fermentasi yogurt
diantaranya adalan Streptococcus
thermophilus dan Lactobicillus
bulgaricus. Pada dasarnya kerja kedua bakteri ini yaitu menghasilkan
asam laktat sehingga rasa dari yogurt tersebut menjadi asam. Asam laktat ini
dapat membantu menjaga keseimbangan mikroflora pada usus. Tingkat keasaman yang
dihasilkan mampu menghambat bakteri penyebab penyakit yang pada umumnya tidak
tahan terhadap asam.
2. Produk
industri dari pemanfaatan khamir
a.
Fermentasi
Alkohol
Alkohol merupakan zat pelarut dan bahan
dasar paling umun yang digunakan didalam laboratorium dan industri kimia.
Aspek-aspek mikrobiologis dalam proses pembuatan etil alkohol adalah sebagai
berikut:
Ø Substrat
Etil alkohol dapat dibuat dari
karbohidrat apa saja yang dapat difermentasi oleh khamir. Apabila pati-patian
seperti jagung dan karbohidrat kompleks yang lain dipergunakan sebagai bahan
mentah, maka pertama-tama bahan-bahan tersebut perlu dihidrolisis menjadi gula
sederhana yang dapat difermentasikan. Hidrolisis tersebut dapat dilakukan
dengan bantuan enzim dari barley malt (biji sejenis gandum yang telah dirandam,
dikecambahkan, dan dikeringkan) atau kapang atau dengan pemanasan bahan yang
telah diasamkan.
Ø Reaksi
Perubahan biokimiawi yang dilakukan oleh
khamir adalah
C6H12O6 +
khamir 2C2H5OH
+ 2CO2
Ø Minuman
beralkohol
Minuman beralkohol seperti bir dan
anggur diproduksi dengan fermentasi alkohol bahan yang mengandung gula menjadi
etanol dan CO2. Fermentasi dilakukan oleh jenis khamir Saccharomyces.
b.
Jamur
ragi
Jamur Saccharomyces cerevisiae adalah jamur yang digunakan
dalam industri fermentasi karena kemampuannya dapat menghasilkan alkohol. Saccharomycesce cerevisiae adalah
jamur bersel tunggal yang telah melekat mikstones dalam kehidupan dunia. Jamur
ini merupakan mikroorganisme pertama yang dikembangbiakkan oleh manusia untuk
membuat makanan (sebagai ragi roti, sekitar 100 SM, Romawi kuno) dan sebagai
minuman (sebagai jamur fermentasi bir dan anggur, sekitar 700 SM di Assyria,
Caucasia, Mesopotamia, dan Sumaria).
Di Indonesia sendiri, jamur ini telah
melekat dalam kehidupan sehari-hari dan digunakan dalam pembuatan makanan dan
minuman seperti tempe, tape dan tuak.
3. Produk
industri dari pemanfaatan kapang
Kapang digunakan dalam
produksi antibiotik dan berbagai zat kimia enzim dan produk pangan. Salah satu
pemanfaatan kapang ialah proses fermentasi yang digunakan untuk menghasilkan
penisilin.
a.
Produk
penisilin
Perkembangan penisilin
dan anti biotik lain secara komersial merupakan slah satu peristiwa hebat yang
paling dramatis dalam sejarah mikrobiologi industri.
Jamur Pinicillium
sp merupakan jamur yang menghasilkan antibiotik yang disebut penisilin.
Kapang yang diisolasi
oleh Fleming (penicillum notatum) di
laboratoriumnya menghasilkan hanya beberapa unit penisilin per militer, suatu
jumlah yang amat kecil dibandingkan dengan kebutuhan pasien yang memerlukan
pengobatan dengan jutaan atau miliaran unit. Keefektifan penisilin yang
istimewa sebagai zat kemoterapeutik telah dipertunjukan oleh Sir Howard Florey
dan Ernest B. Chain selama tahun 1939 dan 1941. Karena tekanan perang, para
ilmuwan Inggris membawa kapang itu ke Amerika Serikat dengan harapan dapat
mengembangkan produksi antibiotik tersebut dalam skalar besar. Maka dimulailah
suatu program penelitian ekstensif yang memiliki salah satu prioritas masa
perang yang paling tinggi. Dalam waktu relatif singkat asil penisilin meningkat
seribu kali. Perkembangan-perkembangan yang turut meningkatkan hasil yang luar
biasa ini ialah:
·
Perbaikan komposisi medium
·
Isolasi spesies kapang penghasil
penisilin yang lebih baik, yaitu Penicilium
chrysogenum.
·
Perkembangan teknik biakan dibawah
permukaan: kultivasi kapang dalam media cair bervolum tinggi yang dialiri udara
steril.
·
Produksi galur-galur mutan dari Penicillium chrysogenum yang mampu
menghasilkan penisilin dalam jumlah muatan besar. Sederetan mutan yang
diperoleh dengan bantuan radiasi sinar-X dan ultraviolet menghasilkan
galur-galur kemampuan istimewa dalam sintesis penisilin.
·
Penambahan zat kimia kedalam medium yang
berfungsi sebagai prekursor bagi sintesis penisilin.
·
Menyempurnakan metode-metode untuk
memisahkan penisilin dari campuran hasil fermentasi.
Sebagian
besar antibiotik lain diproduksi dengan cara yang serupa. Perbedaan utama yang
terletak pada jenis mikroorganisme yang digunakan, komposisi medium, dan
metodeekstraksi. Peralatan fermentasi yang sama dapat digunakan untuk
memproduksi lebih dari satu macam antibiotik.
Medium
yang terdiri dari ekstrak jagung, laktosa, garam dan komponen lain dicampur,
disterilkan, didinginkan, dan dipompakan kedalam fermentasi (A). Kapang Penicellium chrysogenum dipindahkan
dari biakan agar miring kedalam sekam dan suspensi spora dari sekam dipindahkan
kedalam wadah berisikan medium, yang pada gilirannya digunakan untuk
menginokulasi tangki bibit (B). Fermenter diinokulasi dengan biakan dari bibit,
udara steril dialirkan kedalam fermenter selama inkubasi (C). Setelah diperoleh
hasil penisilin maksimum, miselium kapang dipisahkan dengan penyaringan dan penisilin
dipisahkan dalam bentuk murni melalui sederatn prosedur yang meliputi
pengendapan, pelarutan kembali,dan penyaringan (D).
b.
Produksi
Enzim
Beberapa spesies kapang
dapat mensintesis sejumlah besar enzim. Jumlah yang dihasilkan dan diekskresikan
ke dalam medium memungkinkan untuk mengumpulkan enzim ini serta memekatkannya
untuk penerapan di dalam industri. Beberapa di antara enzim ialah
pektinase, invertase, amilase, dan protase. Amilase menghidrolisis
pati menjadi desktrin dan gula digunakan untuk membuat lem dan bahan perekat,
melepaskan perekat dari tekstil, menjernihkan sari buah, membuat bahan-bahan
farmasi, dan lain-lain.
Invertase menghidrolis
sukrose menjadi campuran glukosa dan levulosa dan banyak digunakan dalam
pembuatan gula-gula dan sirop yang tak dapat dikristalkan dari sukrosa.
Protease digunakan terhadap kulit untuk memperhalus tekstur dan uratnya dan
pada langkah-langkah pengolahan kulit lainnya, membuat cairan perekat,
melepaskan perekat dari kain sutra, menjernihkan kekeruhan oleh protein dalam
bir, dan digunakan bersama sabun untuk mencuci pakaian. Selama berabad-abad,
jauh sebelum orag mengetahui peranan enzim didalam menghasilkan kulit bintang,
perlakuan ini diberikan dengan cara merendam kulit tersebut didalam suspensi kotoran
anjing dan unggas. Kini larutan enzim baku telah menggantikan ramuan kotoran
hewan. Pektinase digunakan untukmenjernihkan sari buah dan juga menghidrolisis
pektin dalam batang tanaman rami guna membebaskn serai-serai selulosa untuk
membuat kain linen dan karung goni.
Potensi penggunaan
enzim didalam industri telah meningkat dengan nyta karena berkembangnya
teknologi enzimang dimobilisasi. Dalam teknik ini,
enzim “diikat” (dibuat tidak mobil) pada suatu matriks yang
tidak dapat larut; kemudian substrat dilakukan pada lapisan enzim yang
dimobilisasi ini dan pada saat bersaam enzim akan menubah substrat tersebut.
Teknik tersebut menawarkan beberapa hal yang menarik seperti: Enzim dapat
digunakan berulang-ulang dan tidak hilang atau rusak; umur penggunaan enzim
menjadi jauh lebih panjang. Enzim tidak mengkontaminasi produk.
c.
Pengubahan
Steroid
Pada tahun 1949 telah
dipertunjukan bahwa kortison steroid berpengaruh nyata dalam pengobatan
rematoid artritis. Penemuan ini membuka jalan bagi penyelidikan ekstensif
terhadapa berbagai macam steroid yang mungkin dipergunakan sebagai bahan
terapeutik. Dewasa ini bnayak hormon steroid telah dikenali sebagai baan
terapeutik yang sangat bermanfaat bagi pengobatan artritis, rematik, leukimia,
anemia hemolitik, dan banyak penyakit lain.
Steroid merupakan
substansi kimiawi yang kompleks. Sintesis kimiawi persenyawaan macam ini sangat
sukar dan mahal. Pada awal 1950-an ditemukan bahwa beberapa cendawan tertentu
dapat menyebabkan perubahaan kimiawi pada substansi steroid berasal daari
tanaman dan hewan, yaitu mengubahnya menjadi steroid yang aktif untuk
pengobatan. Penemuan tersebut merupakan awal dari usaha untuk
persenyawaan-pesenyawaan ini. Dengan menggunakan keterampilan gabungan para
ahli kimia organik dan mikrokrobiologi telah banyak
dihasilkan steroid bernilai terapeutik tinggi.
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
1. Mikrobiologi
industri merupakan usaha memanfaatkan mikroba sebagai komponen untuk industri
yang mikroba tersebut akan menghasilkan bermacam produk.
2. Dalam
perindustrian ada beberapa mikroba yang sering digunakan atau yang ikutsertakan
yaitu
a. Bakteri
b. Khamir
c. Kapang
3. Adapun
Produk-produk Industri dari Pemanfaatan Mikroba
a. Produk
industri Pemanfaatan dari Bakteri salah satunya yaitu produksi pembuatan cuka yang
dibantu oleh bakteri Acetobakter.
b. Produk
industri Pemanfaatan dari Khamir adalah fermentasi alkohol seperti bir, anggur
dll. Fermentasi dilakukan oleh jenis khamir Saccharomyces.
c. Produk
industri Pemanfaatan dari Kapang yaitu pada produk pembuatan penisilin yang
merupakan antibiotik. Kapang jenis Penicillium cryssogenum inilah
yang merupakan kapang terbaik sebagai penghasil penisilin.
DAFTAR
PUSTAKA
Hidayat,
N,. Padaga, M.C dan Suhartini. 2006. Mikrobiologi
Industri.ANDI:Yogyakarta (hal:15-24).
Khafidz.2013.
Mikrobiologi Industri dan Bio Industri.(Online)http://merantikepulauanku.blogspot.com/2013/06/mikrobiologi-industri-bio-industri.html,
diakses 1 November 2017.
Pelczar,M.J
dan Chan,E.C.S.2006. Dasar-dasar
Mikrobiologi 1.Universitas Indonesia:Jakarta (hal: 51).
Pelczar,
M.J dan Chan, E.C.S.2012. Dasar-dasar
Mikrobiologi 2. Universitas Indonesia: Jakarta (hal 923-940).
Sardjoko.
1991. Bioteknologi Latar Belakang dan
Beberapa Penerapannya.PT. Gramedia Pustaka Utama:Jakarta (hal:94-124).
Wahyudi,reski.2012.Penggunaan
Khamir dan Kapang. (Online) http://reskiwahyudi.blogspot.com/2012/01/penggunaaan-khamir-dan-kapang-dalam.html,
diakses 1 November 2017.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar