YOU ARE DOWNLOADING DOCUMENT

Please tick the box to continue:

Transcript
Page 1: pemanfaatan mikroba

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Selama awal abad 20 ahli mikrobiologi telah meneliti bahwa

mikroorganima mampu menyebabkan berbagai macam perubahan kimia baik

melalui penguraian maupun sintesis senyawa organik yang baru. Hal inilah yang

disebut dengan ‘biochemical diversity’ atau keaneka ragaman biokimia yang

menjadi ciri khas mikroorganisma. Disamping itu, yang penting lainnya adalah

bahwa mekanisma perubahan kimia oleh mikroorganisma sangat mirip dengan

yang terjadi pada organisma tingkat tinggi. Konsep ini dikenal dengan ‘unity in

biochemistry’ yang artinya bahwa proses biokimia pada mikroorganisma adalah

sama dengan proses biokimia pada semua makhluk hidup termasuk manusia.

Bukti yang lebih baru menunjukan bahwa informasi genetik pada semua

organisma dari mikroba hingga manusia adalah DNA.

Karena sifatnya yang sederhana dan perkembangbiakan yang sangat cepat

serta adanya berbagai variasi metabilma, maka mikroba digunakan sebagai model

penelitian di bidang genetika. Saat ini mikroorganisma diteliti secara intensif

untuk mengetahui dasar fenomena biologi. Mikroorganisma juga muncul sebagai

sumber produk dan proses yang menguntungkan masyarakat, misalnya: alkohol

yang dihasilkan melalui proses fermentasi dapat digunakan sebagai sumber energi

(gasohol). Strain-strain baru dari mikroorganima yang dihasilkan melalui proses

rekayasa genetika dapat menghasilkan bahan yang penting bagi kesehatan

manusia seperti insulin. Dan Jika kita membaca tentang mikroorganisma anda

akan menghargai, mengagum mikroorganisma anda akan menghargai, mengagumi

mikroorganisma seperti bakteri, algae, protozoa dan virus yang merupakan

organisma yang sering tidak terlihat.

Beberapa diantaranya bersifat patogen bagi manusia, hewan maupun

tumbuhan. Beberapa dapat menyebabkan lapuknya kayu dan besi. Tetapi banyak

diantaranya berperan penting dalam lingkungan sebagai dekomposer. Beberapa

Page 2: pemanfaatan mikroba

diantaranya digunakan dalam menghasilkan (manufacture) substansi yang penting

di bidang kesehatan maupun industri makanan. Hal ini yang kemudian mendorong

kita untuk lebih mendalami mengenai sejarah penemuan, taksonomi, dan

karakteristik dari mikrorganisme.

I.2

I.3

Page 3: pemanfaatan mikroba

BAB II

ISI

II.1 Pengertian Mikroba

Mikroba didefenisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang organisme

mikroskopis. Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, mikros=kecil,

bios=hidup dan logos=ilmu. Ilmuwan menyimpulkan bahwa mikroorganisma

muncul kurang lebih 4 juta tahun yang lalu dari senyawa organik kompleks di

lautan, atau mungkin dari gumpalan awan yang sangat besar yang mengelilingi

bumi. Sebagai makhluk hidup pertama di bumi, mikroorganisma diduga

merupakan nenk moyang dari semua makhluk hidup. Awal mula munculnya

ilmu mikrobiologi pada pertengahan abad 19 pada waktu ilmuwan telah

membuktikan bahwa mikroorganisma berasal dari mikroorganisma sebelumnya

bukan dari tanaman ataupun hewan yang membusuk. Selanjutnya ilmuwan

menunjukkan bahwa mikroorganisma bukan berasal dari proses fermentasi

tetapi merupakan penyebab proses fermentasi buah anggur menjadi anggur

dapat berubah. Ilmuwan juga menemukan bahwa mikroba tertentu

menyebabkan penyakit tertentu. Pengetahuan ini merupakan awal pengenalan

dan pemahaman akan pentingnya mikroorganisma bagi kesehatan dan

kesejahteraan manusia.

Hampir disemua daerah biosfir dapat dijumpai mikroba.  Di semua tempat

yang dihuni manusia dapat dijumpai mikroba yang mampu hidup dan

berkembangbiak.  Baru-baru ini telah ditemukan mikroba yang hidup di

puncak gunung dan di dasar laut dalam, dimana manusia tidak dapat bertahan

hidup.Mikroba memiliki peran penting dalam kehidupan manusia.  Tanpa

kehadiran mereka, dunia penuh dengan limbah.  Berkembangnya ilmu

pengetahuan telah membuka wawasan bahwa ternyata peran mikroba tidak

hanya mampu merombak limbah menjadi mineral yang dibutuhkan oleh

tanaman, tetapi masih banyak peran lainnya.Berdasarkan peranannya, mikroba

dapat dibagi menjadi tiga golongan.  Golongan pertama yaitu mikroba yang

Page 4: pemanfaatan mikroba

memiliki peran berguna bagi manusia, golongan kedua adalah mikroba yang

memiliki peran merugikan bagi manusia, dan golongan ketiga adalah mikroba

yang belum diketahui peranannya bagi kepeningan manusia.  Mikroba jenis

ketiga ini termasuk mikroba yang peranannya kadang berguna bagi manusia,

tetapi dilain waktu berperan merugikan.

Mikroba Menguntungkan

Mikroba yang memiliki peran menguntungkan bagi manusia adalah mikroba

pengurai, nitrifikasi, nitrogen, usus, dan penghasil antibiotik.   Mikroba

pengurai memiliki kemampuan merombak senyawa organik kompleks menjadi

senyawa yang lebih sederhana.  Hasil perombakannya dapat dimanfaatkan oleh

mahluk hidup lainnya.Mikroba nitrifikasi memiliki kemampuan untuk

merombak senyawa amoniak menjadi nitrat yang dapat dimanfaatkan oleh

tumbuhan.  Keberadaan senyawa amoniak dalam media budidaya dapat

menimbulkan keracunan bagi ikan yang dibudidaya.Aktivitas mikroba nitrogen

sangat bermanfaat bagi tanaman.  Mikroba ini mampu mengikat nitrogen

langsung dari udara dan mengubahnya menjadi komponen yang dapat diserap

oleh akar.  Mikroba ini hidup diantara akar tanaman.Mikroba usus hidup di

saluran pencernaan.  Mikroba ini memiliki peran dalam membusukan sisa

makanan di dalam usus.  Selain itu, mikroba ini juga memiliki kemampuan

untuk menghasilkan vitamin B12 dan K yang memiliki peran pening dalam

proses pembekuan darah.Mikroba penghasil antibiotik pertama kali ditemukan

oleh Alexander Flaming.  Saat ini telah banyak mikroba yang diketahui

memiliki kemampuan untuk memproduksi antibiotik.  Antibiotik merupakan

senyawa ini banyak digunakan sebagai bahan untuk mengatasi keberadaan

mikroba patogen dan pembusuk.

Mikroba Merugikan

Mikroba utama yang diketahui memiliki peran yang merugikan kepentingan

manusia adalah mikroba pembusuk dan patogen.  Mikroba pembusuk adalah

mikroba yang memiliki kemampuan untuk merombak senyawa organik

Page 5: pemanfaatan mikroba

kompleks menjadi senyawa sederhana yang tidak diharapkan.  Keberadaan

mikroba ini dalam bahan pangan tidak disukai.  Oleh mikroba pembusuk,

bahan pangan akan dirombak sedemikian rupa sehingga menjadi

busuk.Mikroba patogen merupakan mikroba yang sering menimbulkan

penyakit bagi manusia.  Aktivitas mikroba patogen dalam bahan pangan adalah

memperbesar populasi mikroba dan menghasilkan senyawa racun. 

Mengkonsumsi bahan pangan demikian akan menyebabkan sakit atau

keracunan.

II.2 Pemanfaatan Mikroba Dalam Bidang Pangan

Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan

khamir (kapang) dengan alasan sebagai berikut:

1) pertumbuhannya cepat, walaupun dalam skala besar seperti industri;

2) sel-selnya mengandung protein yang tinggi;

3) dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya, misalnya dari

limbah pertanian;

4) menghasilkan produk yang tidak toksik;

5) sebagai organisme hidup, reaksi biokimianya dikontrol oleh enzim yang

berarti tidak memerlukan tambahan reaktan dari luar.

Pemanfaatan mikroorganisme telah digunakan pada bioteknologi

tradisional maupun modern. Bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme,

antara lain: digunakan dalam bidang pangan, obat-obatan, pembasmian hama

tanaman, pencemaran, dan pemisahan logam dari bijih logam.

A. Pemanfaatan mikroba untuk menghasilkan protein

Protein merupakan bahan makanan yang mutlak diperlukan manusia.

Protein yang dihasilkan dengan memanfaatkan mikroorganisme disebut SCP

(Single Cell Protein) protein sel tunggal. SCP ini mempunyai kadar protein

hingga 80% lebih tinggi dibandingkan protein kedelai dan ragi.

Page 6: pemanfaatan mikroba

Beberapa mikroorganisme yang efektif untuk pembuatan SCP antara lain:

Methylophylus methylotropus. SCP ini biasa digunakan untuk makanan ternak

agar hewan ternak mampu menghasilkan susu dan daging berkualitas tinggi.

Fusarium, SCP yang digunakan untuk nutrisi manusia.

B. Penggunaan jasa mikroorganisme untuk mengubah makanan.

Melalui proses fermentasi yang dilakukan mikroorganisme, bahan makanan

tertentu diubah menjadi bahan bentuk lain sehingga cita rasanya lebih menarik

atau mengandung nilai gizi yang lebih tinggi. Contoh makanan ini ialah keju,

mentega, roti, alkohol, dan cuka. 

1) Keju

Keju bahan utamanya adalah dadih yang dipisahkan dari Whey (air dadih

utama). Dadih dibuat dari protein kasein yang umumnya terbentuk karena

aktivitas enzim renin dan kondisi asam yang ditimbulkan karena aktivitas

bakteri asam laktat.

Bakteri yang dibiarkan pada media keju menyebabkan proses fermentasi

yang memberikan suasana asam. Selain itu, juga memberikan cita rasa khas

dan bau harum (aroma) pada produk susu tersebut. Makin lama masa

inkubasinya, makin tinggi keasamannya dan makin tajam cita rasanya.

Mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan keju ialah jamur

Penicillium camemberti.

2) Mentega

Mentega dibuat dengan mengaduk kepala susu (krim) hingga tetesan-

tetesan mentega yang berlemak memisah dari susu mentega. Susu mentega

adalah cairan susu yang tinggal setelah membuat mentega. Krim (kepala susu)

memiliki rasa masam dan digunakan untuk pembuatan produk lain, seperti

yoghurt. Yoghurt dibuat dari krim yang ditanami mikroorganisme seperti yang

digunakan membuat susu mentega.

Page 7: pemanfaatan mikroba

Yoghurt banyak kamu jumpai di toko. Yoghurt terbuat dari susu dengan

lemak kadar rendah yang sebagian airnya telah diuapkan. Untuk meningkatkan

keasamannya, susu kental yang terbentuk ditanami dengan Streptococcus

thermophillus, sedangkan untuk meningkatkan cita rasa dan aroma ditanami

Lactobacillus bulgaris.

Fermentasi Lactobacillus bulgaris berlangsung pada subtrat yang

bertemperatur 45° C selama beberapa jam. Pada temperatur tersebut

Lactobacillus bulgaris masih mungkin tumbuh dan berkembang. Untuk

menjaga cita rasa, aroma, dan keasamannya maka perlu dijaga keseimbangan

antara kedua jenis mikroorganisme tersebut.

C. Fermentasi makanan non susu

Pemanfaatan mikroorganisme, seperti ragi banyak digunakan dalam

pembuatan roti, asinan, minuman alkohol, minuman anggur, dan cuka.

Dalam pembuatan roti, adonan roti akan ditanami ragi yang sebenarnya kultur

spora suatu jenis jamur. Spora jamur akan tumbuh dan memfermentasi gula

dalam adonan, dan terbentuklah gelembung-gelembung karbondioksida.

Fermentasi yang berlangsung dalam kondisi aerob ini akan mendorong

produksi CO2.

Pada pembuatan asinan kubis atau sauerkraut, acar, dan olive maupun

kecap diperlukan mikroba jamur penghasil enzim yang mampu mengubah zat

tepung menjadi gula yang dapat difermentasikan. Prinsip ini juga digunakan

dalam pembuatan brem dan minuman khas Jepang, sake yang dibuat dari ketan

dan beras.

Dalam pembuatan kecap diperlukan jamur Aspergillus oryzae. Jamur ini

dibiakkan dalam kulit gandum terlebih dahulu. Selanjutnya, jamur ini bersama-

sama bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang sudah dimasak,

menghancurkan campuran gandum. 

Page 8: pemanfaatan mikroba

Setelah melalui fermentasi karbohidrat yang cukup lama, dihasilkanlah

kecap. Beberapa jenis mikroba yang digunakan untuk mengubah bahan

makanan menjadi bentuk lain, misalnya:

1) Rhizopus oligospora untuk membuat tempe dengan substrat kedelai.

2) Neurospora sitophila untuk membuat oncom dengan substrat kacang tanah.

3) Saccharomyces cerevisiae untuk membuat tape dengan substrat ketan atau

singkong atau ubi kayu.

4) Acetobacter xulinum untuk membuat nata de coco dengan substrat air

kelapa.

D. Pembuatan alkohol dan asam cuka

a.  Proses pembuatan alkohol

Hampir semua pembuatan minuman beralkohol, seperti bir, ale, dan

anggur memerlukan jasa mikroorganisme. Bir dan ale dibuat dari tepung biji

padi-padian yang difermentasi oleh ragi. Ragi tidak dapat menggunakan tepung

secara langsung. Tepung tersebut diubah terlebih dahulu menjadi glukosa atau

maltosa. Selanjutnya, glukosa dan maltosa difermentasi menjadi etanol dan

CO2.

Dalam proses pembuatan minuman ini, malting, yaitu biji padi-padian

dibiarkan berkecambah, terus dikeringkan, selanjutnya digiling menghasilkan

malt. Malt ini mengandung enzim amilase yang mampu mengubah amilum

menjadi glukosa dan maltosa sehingga dapat difermentasi oleh ragi.

Pada pembuatan minuman keras berkadar alkohol tinggi, seperti vodka,

wiski, dan rum, karbohidrat dari biji padi-padian, kentang dan sirup atau tetes

gula difermentasi menghasilkan alkohol. Selanjutnya, alkohol ini disuling

untuk menghasilkan minuman berkadar alkohol tinggi.

Minuman anggur atau wine dapat dibuat dari buah anggur maupun dari

buah lain. Karena buah anggur mengandung gula, maka langsung dapat

difermentasikan oleh ragi. Jika bahannya selain buah anggur, untuk

meningkatkan produksi alkoholnya perlu ditambah gula 

Page 9: pemanfaatan mikroba

b. Proses pembuatan cuka

Bahan dasar pada proses pembuatan cuka adalah etanol yang dihasilkan

oleh fermentasi anaerob oleh ragi. Oleh bakteri asam asetat, seperti

Acetobacter dan Gluconobacter, etanol akan dioksidasi menjadi asam asetat.

Berikut beberapa Makanan yang Difermentasi dan Jenis Mikroba yang

Diperlukan

No

.Produk/Makanan

Bahan

mentahMikroorganisme

Lokasi

produk

Produk dari

Perusahaan Susu

1 Keju Swiss Susu

Propioni

bacterium

skerma manisi

Eropa,

Amerika

2Keju (masak)

Keju biru

Dadih

susu

susu

Streptococcus

sp.

Penicillium

roqueforti

Leuconostoc sp.

Meliputi

seluruh

dunia

3 Krim asamSusu

skim

Streptococcus

lactis

Lactobacillus

lactis

Meliputi

seluruh

dunia

4 Kefir Susu

Streptococcus

lactis

Lactobacillus

bulgaricus

Candida sp.

Asia Barat

Daya

5 Kurmiss Susu

kuda

atau

L. bulgaricus

Lactobacillus

Rusia

Page 10: pemanfaatan mikroba

Dombaleichmannii

Candida sp.

6 Yogurt Susu

Streptococcus

thermophilus

L. bulgaricus

Meliputi

seluruh

dunia

7 Taette SusuS. lactis var

taetteSkandinavia

Produk Daging

dan Ikan

1 Sosis keringDaging

sapi

Pediococcus

cereviceae

Eropa,

Amerika

Serikat

2 Saus ikanIkan

kecil

Halophilic

becillus sp

Asia

Tenggara

3 Izushi

Ikan

segar

beras

sayuran

Lactobacillus sp. Jepang

Produk Tanaman

Bukan Minuman

1 Biji cokelatBuah

cokelat

Candida krussek

Geitrichum sp.

Afrika,

Amerika

Serikat

2 Biji kopi Buah kopiErwinia dissolvens

Saccharomyces sp.

Brasil, Kongo,

Hawaii,

India

3 Kimchi

Kubis dan

sayuran

lainnya

Bakteri asam laktat Korea

4 Miso Kacang Aspergillus oryzae Jepang

Page 11: pemanfaatan mikroba

kedelaiSaccharomyces

ruoxii

5 OliveOlive

hijau

Leuconostic

mesenterodes

Lactobacillus

pantarum

Meliputi

seluruh dunia

6 Tauco Kedelai Aspergillus oryzae Asia

7 Kecap Kedelai

A. oryzae atau

Aspergillus

soyae

S. ruoxii

Jepang,

Indonesia

8 Tempe Kedelai

Rhizopus

oligosporus

Rhizopus oryzae

Indonesia,

Suriname, Irian

Timur (Papua)

Roti

1 Idli

Tepung

beras &

tepung

kacang

Leuconostoc

mesenteroides

India bagian

selatan

2 kue-kueTepung

gandum

Saccharomyces

cerevisiae

Meliputi

seluruh dunia

3Roti adonan

Masaur

Tepung

gandum

Saccharomyces

exyguus

California

bagian utara

 (Amerika

Serikat)

III. Pemanfaatan Mikroba Dalam Bidang Pertanian

Page 12: pemanfaatan mikroba

Biofertilizer pada Pertanian Organik

Pertanian organik semakin berkembang dengan sejalan dengan timbulnya

kesadaran akan petingnya menjaga kelestarian lingkungan dan kebutuhan bahan

makanan yang relatif lebih sehat.dalam pertanian organik yang tidak meggunakan

bahan kimia buatan seperti pupuk kimia buatan dan pestisida, biofertilizer atau

pupuk hayati menjadi salah satu alternatif yang dapat dipertimbangkan. Beberapa

mikroba tanah seperti Rhizobium, Azaosprillium, Azotobacter mikoriza perombak

sellulosa dan efektif mikroorgnisme dapat dimanfaatkan sebagai biofertilizer pada

pertanian organik, biofertilizer tersebut fungsinya antara lain membantu

penyediaan hara pada tanaman, mempermudah penyediaan hara bagi tanaman

membantu dekomposisi bahan organik, meyediakan lingkungn rhizosfer sehingga

pada akhirnya akan mendukung pertumbuhan dan produksi peningkatan tanaman.

Pemanfaatan Bakteri Rhizobium leguminosarum. sebagai biofertilizer

Klasifikasi ilmiah Rhizobium leguminosarum

Kingdom : Monera

Kelas : Psilopsida

Ordo : Psilotales

Family : Psilotaceae

Genus : Rhizobium

Species : Rhizobium leguminosarum

Page 13: pemanfaatan mikroba

Bakteri Rhizobium bila bersimbiosis dengan tanaman legum, kelompok bakteri ini

akan menginfeksi akar tanaman dan membentuk bintil akar di dalamnya. Akar

tanaman tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui

kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari

inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat

mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen

organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi

penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.

Pemanfaatan Rhizobium dalam Produksi Pertanian Dilakukan Melalui:

1. Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan

mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen (mikrobia penambat

nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi), Fosfor

(mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi sulfur), dan

Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al),

2. Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan

organisma pengganggu tanaman (OPT),

3. Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia

pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk

hidup (Bioremediasi),

4. Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia

penghasil fitohormon.

Skema Bakteri Rhizobium leguminasarum.  dalam mengikat nitrogen

Page 14: pemanfaatan mikroba

Biopeptisida pada pertanian organik

Biopestisida adalah pestisida yang mengandung mikroorganisme seperti bakteri

patogen, virus dan jamur. Pestisida biologi yang saat ini banyak dipakai adalah

jenis insektisida biologi (mikroorganisme pengendali serangga) dan jenis

fungisida biologi (mikroorganisme pengendali jamur). Jenis-jenis lain seperti

bakterisida, nematisida dan herbisida biologi telah banyak diteliti, tetapi belum

banyak dipakai.

Beberapa bakteri sekarang telah dikembangkan menjadi biopestisida. Secara

ekologi, penggunaan biopestisida ini sangat menguntungkan jika dibandingkan

dengan penggunaan pestisida. Hal ini dikarenakan adanya efek residu pestisida

terhadap lingkungan termasuk manusia. Bakteri-bakteri tertentu dapat

menghasilkan endotoksin yang dapat meracuni serangga hama tanaman tertentu.

Sebagai contoh, di Amerika telah dikembangkan bakteri yang potensial menjadi

biopestisida pada skala komersial, antara lain adalah Bacillus popilliae dengan

merk dagang Doom or Japidemik, Bacillus thuringiensis dengan merk dagang

Dipel, Thuricide, dan Agritol. Di Canada, pada tahun 1980 penggunaan Bacillus

thuringiensis sebagai biopestisida mencapai 4%, dan meningkat menjadi 63 %

pada tahun 1990. Endotoksin yang dihasilkan oleh Bacillus thuringiensis aktif

mematikan sebagian besar serangga yang termasuk dalam kelas Lepidoptera,

Diptera, dan Coleoptera.

Page 15: pemanfaatan mikroba

Pemanfaatan Bakteri Bacillus thuringiensis sebagai biopeptisida

Klasifikasi ilmiah Bacillus thuringiensis

Kerajaan : Eubacteria

Filum : Firmicutes

Kelas : Bacilli

Ordo : Bacillales

Famili : Bacillaceae

Genus : Bacillus

Spesies : Bacillus thuringiensis

B. thuringiensis adalah bakteri yang menghasilkan kristal protein yang  bersifat

membunuh serangga (insektisidal) sewaktu mengalami proses  sporulasinya.

Kristal protein yang bersifat insektisidal ini sering disebut dengan σ- endotoksin.

Kristal ini sebenarnya hanya merupakan protoksin yang jika larut  dalam usus

serangga akan berubah menjadi poli-peptida yang lebih pendek (27- 149 kd) serta

mempunyai sifat insektisi-dal. Pada umumnya kristal Bt di alam bersifat

protoksin, karena ada-nya aktivitas proteolisis dalam sistem pencernaan serangga

dapat mengubah Bt-protoksin menjadi polipeptida yang lebih pendek dan bersifat

toksin. Toksin yang telah aktif berinteraksi dengan sel-sel epithelium di midgut

serangga. Bukti-bukti telah menunjukkan bahwa toksin Bt ini menyebabkan

terbentuknya pori-pori (lubang yang sangat kecil) di sel membrane di saluran

pencernaan dan mengganggu keseimbangan osmotik dari sel –sel tersebut. Karena

keseimbangan osmotik terganggu, sel menjadi bengkak dan pecah dan

menyebabkan matinya serangga.

Page 16: pemanfaatan mikroba

Pemanfaatan Bacillus thuringiensis dalam Pertanian:

1. Bacillus thuringiensis varietas tenebrionis menyerang kumbang kentang

colorado dan larva kumbang daun.

2. Bacillus thuringiensis varietas kurstaki menyerang berbagai jenis ulat

tanaman pertanian.n

3. Bacillus thuringiensis varietas israelensis menyerang nyamuk dan lalat

hitam.

4. Bacillus thuringiensis varietas aizawai menyerang larva ngengat dan

berbagai ulat, terutama ulat ngengat diamondback.

Skema Bt dalam membunuh serangga

Agen Biokontrol Pada pertanian Organik

Agen biokontrol ialah suatu mikroorganisme yang digunakan untuk menekan

populasi serangga hama serendah mungkin hingga dapat mencegah kerugian yang

di timbulkan tanpa mengganggu keseimbangan ekologis yang ada. Biokontrol

dapat bersifat antagonis atau bahkan sebagai parasit.

Page 17: pemanfaatan mikroba

Ditemukannya penyakit layu fusarium yang disebabkan oleh jamur Fusarium sp.

merupakan salah satu kendala yang dihadapi oleh para petani saat ini, jamur ini

banyak menyerang tanaman kentang, pisang, tomat, ubi jalar, strawberry dan

bawang daun. Penyakit layu fusarium adalah penyakit sistemik yang menyerang

tanaman mulai dari perakaran sampai titik tumbuh. Salah satu alternatif untuk 

menanggulangi hal tersebut yaitu dengan pengendalian untuk menekan populasi

jamur Fusarium  dengan mengembangkan pengendalian secara hayati.

Pemanfaatan Bakteri Pseudomonas fluorescens Sebagai Agen Biokontrol

Pada Pertanian Organik

Klasifikasi ilmiah Pseudomonas fluorescens

Kingdom         : Bacteria

Filum               : Proteobacteria

Kelas               : Gamma Proteobacteria

Ordo                : Pseudomonadales

Famili              : Pseudomonadaceae

Genus              : Pseudomonas

Species            : P. fluorescens

Pemanfaatan rhizobakteria di Jawa Barat dikembangkan sebagai biofungisida

khususnya antara lain: Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, Bacillus thuringiensis,

Bacillus pantotkenticus , Burkholderia cepacia dan Pseudomonas fluorescens.

Bakteri Pseudomonas fluorescens merupakan bakteri gram negative yang

berbentuk batang yang menghuni tanah, tanaman dan air, bakteri ini dapat

mengeluarkan senyawa antibiotik (antifungal), siderofor, dan metabolit sekunder

Page 18: pemanfaatan mikroba

lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas jamur Fusarium oxysporum.

Senyawa siderofor, seperti pyoverdin atau pseudobacin diproduksi pada kondisi

lingkungan tumbuh yang miskin ion Fe. Senyawa ini menghelat ion Fe sehingga

tidak tersedia bagi mikroorganisme lain. Ion Fe sangat diperlukan oleh spora F.

oxysporum untuk berkecambah. Dengan tidak tersedianya ion Fe maka infeksi F.

oxysporum ke tanaman berkurang. Sementara senyawa antibiotik yang dihasilkan

antara lain : phenazine-1-carboxylate, pyoluteorin, pyrrolnitrin, 2,4-

diacetylphloroglucinol, phenazine-1-carboxyamide, pyocyanine, hidrogen cyanide

dan viscosinamide. Produk yang telah dikomersialkan dari biofungisida antara

lain: Bio-FOB, Bio-TRIBA, Mitol 20 EC dan Organo-TRIBA

III. Pemanfaatan Dalam Bidang Farmasi

Produk alami yang disintesis oleh mikroorganisme menjadi sangat

penting.Produk anti koagulan, antidepresan, vasodilator, herbisida ,insektisida,

hormone tanaman ,enzin dan inhibitor enzim telah diisolasi oleh mikroorganisme.

Mikroorganisme lebih sering digunakan untuk  menghasilkan enzim seperti enzim

amylase yang digunakan untuk membuat bir, roti, dan memproduksi tekstil. serta

enzim protease yang digunakan untuk mengempukan daging, melunakan kulit,

membuat detergen dan keju.

Mikrobiologi farmasi modern berkembang setelah perang dunia ke-II

dengan dimulainya produksi antibiotic. Suplai produk farmasi dunia termasuk

antibiotic, steroid, vitamin, vaksin, asam amino,enzim, dan hormone manusia

diproduksi dalam jumlah besar oleh mikroorganisme. streptomyces hydroscopius

memiliki strain yang berbeda untuk membuat hamper 200 antibiotik yang

berbeda.Antibiotik pada dasarnya dibuat dalam skala industri dengan cara

menginokulasikan spora dari kapang dalam suatu media pertumbuhan dan

menginkubasinya dalam aerasi yang baik.setelah mencapai konsentrasi yang

cukup, larutan diekstraksi, dipresitipasi dan diperlakukan dengan prosedur standar

industry lainnya.

Vaksin diproduksi oleh industry mikrobiologi.Banyak vaksin anti virus

yag diproduksi besar-besaran dari pemanfaatan telur ayam dan kultur sel.Produksi

Page 19: pemanfaatan mikroba

vaksin untuk penyakit infeksi bakteri umumnya memerlukan pertumbuhan bakteri

dalam jumlah besar.

Steroid merupakan kelompok bahan kimia yang meliputi kortison yang

digunakan sebagai obat anti-inflamasi dan estrogen sebagai progeseron yang

digunakan sebagai kontrasepsi oral.Mendapatkan steroid dari hewan atau

mensintesisnya secara kimiawi merupakan proses yang sulit, namaun

mikroorganisme seperti streptomyces dapat mensintesis steroid dari strerol.

PRODUKSI ANTIBIOTIK

Produksi antibiotic dilakukan dalam skala besar pada tangki fermentasi

dengan ukuran besar.sebagai contoh, penicillium ditumbuhkan pada 100.000 liter

fermentor selam kurang lebih 200 jam.

Pada proses produksi penicillin. Media penutrisi yang mengandung gula

asam fenilasetat ditambahkan secara kontinu. Asam fenilasetat ini digunakan

untuk membuat rantai samping benzyl pada penisilin G.Penisilin G diekstraksi

dari filtrat dan dikristalisasi.

Strain streptkan omyces menghasilkan streptomysin dan berbagriseus

dinoai antibiotic lainnya.Spora S tuk mendapat dinokulasikanke dalam media

untuk mendapatkan kultur pertumbuhan dengan biomasa miselia yan g tinggi

sebelum dimasukan ke dalam tangki inokulum.Media dasar untuk produksi

strptomisin mengandung pati kedelai sebagai sumber nitrogen, glukosa sebagai

sumber karbon, dan Nacl.temperatur optimum untuk proses ini berkisar sekitar

28oC.

PRODUKSI VAKSIN

Penggunaan vaksin sangant penting untuk mencegah berbagai

penyakit.pengembangan dan produksi vaksin merupakan salah satu tugas penting

industry farmasi.produksi vaksin meliputi pengkulturan mikroorganisme yang

memiliki property antigenetik yang diperlukan untuk meluncurkan respons imun

primer.

Page 20: pemanfaatan mikroba

Untuk menghasilkan vaksin yang disebabkan oleh penyakit yang

disebabkan oleh virus, strain virus ditumbuhkan dengan menggunakan telur ayam

tertunas.Individu yang mempunyai alergi terhadap telur ayam tidak dapat di beri

vaksin yang dibuat dengan cara seperti ini.Vaksin juga dapat dibuat melalui kultur

jaringan. Produksi vaksin yang efektif dalam mencegah infeksi oleh bakteri, fungi

dan protozoa melibatkan pertumbuhan strain mikroorganisme pada media artifisil

yang meminimalkan gangguan berupa respon alergi.vaksin yang diproduksi

secara komersial harus diuji dan distandardisasi sebelum digunakan.

PRODUKSI PROTEIN MANUSIA

Adanya proses rekayasa genetic dengan pemanfaatan mikroorganisme

meningkatkan peran industry farmasi da memproduksi protein manusia. Melalui

teknik rekombinasi DNA dan sekuens DNA manusia yang mengkode berbagai

protein dapat digabungkan dengan genom bakteri. Dan dapat amenumbuhkan

bakteri rekombinan dalam fermentor, maka protein manusia dapat dikonsumsi

secara komersial.

Insulin mutlak diperlukan oleh manusia. Insulin merupakan hormone

polopeptida yang dihasilkan oleh pulau-pulau langgerhans di pancreas yang

berfungsi mengatur metabolism karbohidrat.Karbohidrat dalam makanan

dikonversi menjadi glukosa monosakarida, karbohidrat pokok dalam

darah.Beberapa karbohidrat seperti fruktosa dan selulosa dapat digunakan sebagai

energy sel namun tidak dikonversi menjadi glukosa dan tidak berpartisipasi dalam

pengaturan metabolism glukosa.

Insulin diperlukan bagi penderita diabetes mellitus, suat penyakit

gangguan metabolism karbohidrat. Khususnya penderita diabetes mellitus tipe 1

yang memerlukan asupan insulin eksogen.Pada mulanya sumber insulin untuk

penggunaan klinis pada manusia diperoleh dari pancreas sapi,kuda,babi maupun

ikan.Insulin yang diperoleh dari sumber-sumber tersebut efektif bagi manusia

karena identik pada insulin manusia.Hanya terdapat perbedaan tiga asam amino

antara insulin sapid an manusia.

Page 21: pemanfaatan mikroba

mekanisme rekayasa genetik untuk memproduksi insulin

PRODUKSI ENZIM

Enzim yang diisolasi dari mikroorganisme dapat diaplikasikan dalm

berbagai macam industry. Misalnya enzim protease yang diisolasi dari bacillus

licheniformis digunakan pada berbagai macam detergen sebagai bahan

pembersih.protease merusak dan melarutkan protein yang mengotori

pakaian.enzim yang dihasilkan untuk proses industry meliputi protease,

amylase,glukosa isomerase, glukosa oksidase, paktinase dan lipase.empat macam

enzim yang d produksi oleh  mikroorganisme adalah protease, glukamilase, α-

amilase dan glukosa isomerase.

Amilase digunakan dalam detergen dan dalam industry pembuatan

bir.Glukosa isomerase digunakan untuk mengubah glukosa menjadi fruktosa yang

dua kali lebih manis dibandingkan sukrosa.


Related Documents