Upload
eko-nopianto
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 1/20
m. k. DASAR TEKNOLOGI MIKROBIALm. k. DASAR TEKNOLOGI MIKROBIALTIN 232/2 (2TIN 232/2 (2--0)0)
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FATETA IPB
2008
PemanfaatanPemanfaatan MikrobaMikroba
DalamDalam IndustriIndustri PertanianPertanian
((ProdukProduk NonNon--PanganPangan))
Dr.Ir.Liesbetini Hartoto, MS
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 2/20
(etanol, metanol, dll)(etanol, metanol, dll)
Kegunaan :Kegunaan :
Sebagai bahan bakar, pelarut, bahan baku industriSebagai bahan bakar, pelarut, bahan baku industri
Bahan Baku Bahan Baku ::
-- Bahan yang mengandung gulaBahan yang mengandung gula-- Bahan yang mengandung patiBahan yang mengandung pati
-- Bahan yang mengandung selulosaBahan yang mengandung selulosa
EtanolEtanol
M.OM.O :: S.cerevisiaeS.cerevisiae
-- khamir khamir Schizosaccharomyces pombeSchizosaccharomyces pombe
-- bakteribakteri Zymomonas mobilisZymomonas mobilis
PRODUK BERALKOHOL
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 3/20
BioetanolBioetanol :: EtanolEtanol( C( C22HH55OH ) yangOH ) yang diproduksidiproduksi
daridari bahanbahan hayatihayati
BahanBahan hayatihayati glukosaglukosa bioetanolbioetanol + CO+ CO22
SpesifikasiSpesifikasi ProdukProduk ::
ETANOL 95ETANOL 95 -- 96%v/v96%v/v a) Technical/raw spirit gradea) Technical/raw spirit grade
b) Industrial gradeb) Industrial grade
c) Potable gradec) Potable grade
ETANOL 99% v/vETANOL 99% v/v Fuel Grade EthanolFuel Grade Ethanol (FGE)(FGE)
ETANOL 70 % yangETANOL 70 % yang didenaturasididenaturasi SpiritusSpiritus
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 4/20
Bioetanol
Pelarut
Bahan baku proses
Bahan bakar
Desinfektan
Plastik PE, PVC
asam asetat, PVA
Butanol, plasticizer PVC
khlorofor m
Spiritus : E70
Bahan bakar otomotif : E10-100
Bahan bakar mobil listrik : E80-95
Kosmetika, deterjen, tinta, adesif,
pelarut berbagai proses far masi dan
industri kimia-elektronika dan lainnya
Pasar Global Bioetanol
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 5/20
Bahan baku bioetanol yang ber potensi diterapkan secara komersial di Indonesia
4
Namatanaman/
Komoditas
Bagian Biomasayang diolah
ProduktifitasBioetanol
(l/ha/tahun)
Penggunaan Saat Ini
Ubikayu Umbi segar 4.500 Pangan
Ubi alar Umbi segar 7.800 Pangan
Tebu Batang segar
Molases
5.000-6.000
1.000
Pangan
Jagung Tepung bi i kering 5.000-6.000 Pangan
Sorgum bi i Tepung bi i kering 3.000-4.000 Penggunaan terbatas
Sorgummanis
Batang segar 5.500 ± 6.000 Penggunaan terbatas
Sagu Tepung pati 4.000 ± 5.000 Pangan
Aren Nira 25.000 Pangan
Nipah Nira 5.000-15.000
Tanaman konservasi
SumberSumber : : BioetanolBioetanol untukuntuk IndustriIndustri dandan BahanBahan BakarBakar
M.Arif YudiartoM.Arif Yudiarto--BPPT &BPPT & HimawanHimawan Adiyoso Adiyoso--PTPT TridayaTridaya Usaha Usaha SaktiSakti
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 6/20
BiosinteBiosintessis :is :
GluGlukosakosa piruvat piruvat asetaldehidaasetaldehida etanol+COetanol+CO2 2
Aseton / ButanolAseton / Butanol
Kegunaan : bahan pelarut & campuran dalam industri; Kegunaan : bahan pelarut & campuran dalam industri; bahan peledakbahan peledak
Bahan baku : pati, molase, dllBahan baku : pati, molase, dllM.O :M.O : C.acetobutyliciumC.acetobutylicium
GlGliiserolserol
Kegunaan : bahan pelarut & bahan baku dalamKegunaan : bahan pelarut & bahan baku dalam
industriindustriM.O :M.O : -- S.rouxii S.rouxii
-- Torulopsis magnoliaeTorulopsis magnoliae khamir khamir
-- Pichia salinaPichia salina osmotolerantosmotolerant
-- Dunaliella salinaDunaliella salina alga halofilikalga halofilik
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 7/20
-- Protein non kon ensionalProtein non kon ensional-- Produksi cepatProduksi cepat
-- Luas areal <, tidak tergantung musimLuas areal <, tidak tergantung musim
-- Sumber makanan lengkapSumber makanan lengkap
-- Telah dikenal sejak tahun 1910Telah dikenal sejak tahun 1910 ³³f ood yeast f ood yeast ́́
Syarat sifat M.O. Untuk PST :Syarat sifat M.O. Untuk PST :
-- tumbuh cepat dalam media yang murah dan sederhanatumbuh cepat dalam media yang murah dan sederhana
-- menggunakan energi secara efisienmenggunakan energi secara efisien
-- sistem kultur sederhanasistem kultur sederhana
-- proses pemisahan sel sederhanaproses pemisahan sel sederhana-- aman untuk dikonsumsiaman untuk dikonsumsi
-- mempunyai daya cerna tinggimempunyai daya cerna tinggi
-- mempunyai nilai nutrisi tinggimempunyai nilai nutrisi tinggi
PROTEIN SEL TUNGGAL (PST) = SCP
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 8/20
Hambatan penggunaan PST sebagai makanan manusiaHambatan penggunaan PST sebagai makanan manusia
Kandungan As.nukleat tinggi, daya cerna rendah,Kandungan As.nukleat tinggi, daya cerna rendah, kemungkinankemungkinan
beracunberacun
enis M.O. Untuk PSTJenis M.O. Untuk PST ::
Khamir, kapang, bakteri, ganggangKhamir, kapang, bakteri, ganggang
Contoh khamir :Contoh khamir :
Candida utilis, C.Candida utilis, C. intermedia, C.intermedia, C. tropicalis, S.tropicalis, S. cerevisiaecerevisiae
S.S. f ragilis, Rhodotorula gracilis.f ragilis, Rhodotorula gracilis.
Contoh kapang Contoh kapang ::
Fusarium, Rhizopus, Penicillium, AspergillusFusarium, Rhizopus, Penicillium, Aspergillus
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 9/20
Contoh bakteri :Contoh bakteri :
-- Methanomonas methanicaMethanomonas methanica
-- M. metano oxidansM. metano oxidans-- Methylococcus ceref icansMethylococcus ceref icans
-- Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa
-- P. methanicaP. methanica
Contoh ganggang Contoh ganggang ::
Chlorella ellipsoidea, Scenedesmus obliguus, SpirulinaChlorella ellipsoidea, Scenedesmus obliguus, Spirulina sp.sp.
Bahan Baku untuk PSTBahan Baku untuk PST ::
1) Bahan sumber energi bernilai tinggi (gas alam, etanol, dll)1) Bahan sumber energi bernilai tinggi (gas alam, etanol, dll)
2) Limbah pertanian / sampah (molase, whey2) Limbah pertanian / sampah (molase, whey dll)dll)
) Bahan dari tanaman (pati, gula, selulosa dll)) Bahan dari tanaman (pati, gula, selulosa dll)
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 10/20
-- Krisis bahan bakar Krisis bahan bakar alternatif = gas bioalternatif = gas bio
-- Bahan baku : limbah organik, pupuk kandang, tanaman air Bahan baku : limbah organik, pupuk kandang, tanaman air (misal : eceng gondok)(misal : eceng gondok)
-- Proses : fer mentasi anaerobProses : fer mentasi anaerob
-- biogas / metan (CHbiogas / metan (CH44) 50) 50--70%70%
(mudah terbakar,(mudah terbakar, tidak berwarna, tidak berbautidak berwarna, tidak berbau))-- COCO22 2525--45%, H45%, H22, N, N22, H, H22SS
Gas Bio
MMikrobaikroba :: -- Bakteri pembentuk asam (Bakteri pembentuk asam (Pseudomonas, Flavobacterium,Pseudomonas, Flavobacterium,
Alcaligenes, Eschericia, Aerobacter Alcaligenes, Eschericia, Aerobacter ))
-- Bakteri metan (Bakteri metan (Methanobacterium, Methanosarcina,Methanobacterium, Methanosarcina,
Methanococcus).Methanococcus).
Hambatan pengembangan gas bio :Hambatan pengembangan gas bio :
Teknologi belum meluas, tingkat kenyamanan rendah, biaya instalasi Teknologi belum meluas, tingkat kenyamanan rendah, biaya instalasi
tinggi, kesinambungan bahan baku (?) tinggi, kesinambungan bahan baku (?)
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 11/20
-- Prinsip pembuatan : pengawetan bahan dengan Prinsip pembuatan : pengawetan bahan dengan
penurunan pH dalam suasana anaerobpenurunan pH dalam suasana anaerob bakteribakteri
pembusuk mati.pembusuk mati.
-- Bahan baku : tanaman, limbah pertanian (peternakan, Bahan baku : tanaman, limbah pertanian (peternakan,
perikanan)perikanan)
-- M.O : bakteri as. LaktatM.O : bakteri as. Laktatbakteri as. Butiratbakteri as. Butirat
-- Penurunan pH dapat dipercepat dengan :Penurunan pH dapat dipercepat dengan :
bahan kimia (misalnya : asam)bahan kimia (misalnya : asam)
bahan tambahan yang kaya KH (C) untuk substrat bahan tambahan yang kaya KH (C) untuk substrat
bakteribakteri
-- Mutu silase ditentukan oleh : (warna, bau dan rasa, tekstur Mutu silase ditentukan oleh : (warna, bau dan rasa, tekstur
tidak berlendir tidak berlendir dipengaruhi oleh : bahan baku, proses dipengaruhi oleh : bahan baku, proses
pembuatan, jenis M.Opembuatan, jenis M.O
SILASE PAKAN
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 12/20
Aplikasi Aplikasi -- industri panganindustri pangan
-- industri pakanindustri pakan-- industri obatindustri obat--obatan, kimiaobatan, kimia
ContohContoh ::
-- Asam glutamat Asam glutamat penguatpenguat rasa (MSG)rasa (MSG)
-- SodiumSodium aspartataspartat & DL& DL--alaninalanin jus jus buahbuah
-- LL--SisteinSistein pemangganganpemanggangan rotiroti, , antioksidanantioksidan pd jus pd jus buahbuah-- LL--triptofantriptofan + L+ L--histidinhistidin antioksidanantioksidan susususu bubukbubuk
-- Aspartam Aspartam (L(L--aspartilaspartil--LL--fenilalaninfenilalanin metilmetil ester) ester) pemanispemanisrendahrendah kalorikalori padapada minumanminuman ringanringan
-- LL--LisinLisin & L& L--MethioninMethionin pakanpakan ternakternak
-- LL--argininarginin, L, L--fenilalaninfenilalanin, L, L--tirosintirosin, L, L--leusinleusin, L, L--isoleusinisoleusin, L, L--prolinprolin, L, L--triptofantriptofan, L, L--tirosintirosin cairancairan infusinfus
-- Alanin Alanin seratserat polialaninpolialanin
-- LisinLisin resin resin lisinlisin isosianatisosianat
ASAM AMINO
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 13/20
Asam Amino Galur MO Sumber C
L-asam glutamat Corynebacterium glutamicum
Brevibacterium f lavum Arthrobacter paraff ineus
Glukosa
Asetatn-Alkana
L-alanin Streptomyces coelicolor Glukosa
L-fenilalanin C. glutamicum Glukosa
L-Lisin C. glutamicum
B. f lavum
Glukosa
Asetat
L-Methionin C. glutamicum Glukosa
L-arginin B. f lavum Glukosa
Asetat
L-leusin, B. lactof ermentum Glukosa
L-isoleusin B. f lavum Glukosa
L-prolin B. f lavum Glukosa
L-triptofan C. glutamicum Glukosa
L-tirosin C. glutamicum Glukosa
L-threonin B. flavumE. coli
Glukosa, asetat
Sukrosa
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 14/20
ProduksiAsam Amino Secara Mikrobiologis :
1. Kulti asi Langsung menggunakan substrat glukosa, fruktosa, molase,
hidrolisat pati, a-alkana, etanol, gliserol, asetat, propionat dll
2. Kon ersi produk antara murah dgn biosintesis, contoh :
Glisin (murah) L-serin (Corynebacterium glycinophilum)
. Menggunakan Enzim/Sel Imobil, contoh : produksi L-alanin, L-asam aspartat, L-DOPA (dihydroxyphenilalanine),
L-triptofan, L-tirosin
ProduksiAsam Amino Secara Kimiawi :
Lebih ekonomis, namun dihasilkan campuran rasemat (isomer D & L)
dikombinasikan dgn biokimiawi :Sintesis kimia : campuran DL asam amino L-asam amino
amino asilase ( A. niger )
Contoh : produksi L-alanin, L-metionin, L-fenilalanin, L-triptofan, L-valin
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 15/20
Antibiotik Mikroorganisme yang memproduksi
Bacitracin Bacillus subtilis
Cephalosporin Cephalosporium sp
Chloramphenicol Streptomyces venezuelae
Cycloheximide S.griceus
Cycloserin S.orchidaceus
Erythromycin S.erythreus
Griseofulvin Penicillium griseofulvin
Kanamycin S.kanamyceticus
Lincomycin S.lincolnensis
Neomycin S.fradiae
Nystatin S.noursei
Penicilin Penicillium chrysogenum
Polymyxin B Bacillus polymyxa
Streptomycin S.griseus
Tetracycline S.rimosus
Sumber : Brock & mar digan, 1988
Aplikasi Aplikasi -- obatobat
-- pengawet makananpengawet makanan
ANTIBIOTIKA
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 16/20
GUM XANTHAN
Merupakan polimer eksopolisakarida mikrobial yang diproduksi oleh X anthomonas campestris dari bahan berkarbohidrat
Sifat Fisiko Kimia :
Heteropolisakarida anionik yang bercabang
mengandung D-glukosa, D-manosa ,D-glukuronat, asam asetat dan asam piruvat
Sifat-sifat gum xanthan :
1. Viskositas tinggi pada konsentrasi rendah,
2. Mudah larut dalam air panas maupun dingin
. Viskositas larutan gum xanthan stabil terhadap suhu & pH
4. Kelarutan dan kestabilan tinggi pada asam
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 17/20
Aplikasi industri panganindustri kimia, tekstilindustri kosmetik
Substrat : onggok, tetes dll
Aplikasi Dalam Industri :
1. Industri Petroleum :
a. Sebagai cairan pelicin dalam pengeboran sumur minyak
b. Sebagai cairan untuk mengikat dan memisahkan garam-garamdari hasil pengeboran minyak lepas pantai dari cairan
petroleum yang diinginkan
c. Untuk mempercepat pengambilan minyak (oil recovery)
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 18/20
2. Industri Kimia dan lainnya
a. Pakan ternak : sebagai cairan pelengkap pakan (Liquid feed
supplements)
b. Flowable pesticides
c. Pewarnaan dan pengecatan tekstil
d. Pelapis keramik
e. Pensuspensi cairan tinta, cat dan perekat kertas
. Industri Phar masi dan Kosmetika :
a. Penstabil emulsi cream untuk obat dan kosmetika
b. Pelarut cream dan lotion
c. Pensuspensi pasta gigi atau larutan pencuci gigi
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 19/20
4. Industri pangan :
a. Pastry f illing
b. Penstabil saus dan kaldu
c. Pengemulsi ³dressing´
d. Pengemulsi dan stabilizer ³dair y products´
8/9/2019 XII. DTM NonPangan
http://slidepdf.com/reader/full/xii-dtm-nonpangan 20/20
VITAMIN
- Vitamin B12 ((Cy Cyanoanocobalamincobalamin))M.OM.O :: -- PropionibacteriumPropionibacterium f reudenreichii f reudenreichii
-- PropionibacteriumPropionibacterium shermanii shermanii
-- Pseudomonas denitri f icansPseudomonas denitri f icans
-- Bacillus megateriumBacillus megaterium
SubstratSubstrat :: glukosaglukosa, , molasemolase gulagula bitbit
Aplikasi Aplikasi :: -- produkproduk kasar kasar ((kemurniankemurnian 80 %) 80 %) pakanpakan
-- produkproduk murnimurni ((kemurniankemurnian 9595--98%) 98%) medismedis
- Riboflavin (Vitamin B2)M.OM.O :: Ashbya gossypii Ashbya gossypii (khamir)(khamir)
Aplikasi Aplikasi :: -- pengkayaanpengkayaan panganpangan ((rotiroti))
-- pakanpakan