MANFAAT MEMPELAJARI BIOLOGI BAGI MAHASISWA TEKNOLOGI PERTANIAN

(1)

MANFAAT MEMPELAJARI

BIOLOGI

BAGI MAHASISWA TEKNOLOGI PERTANIAN

(2)

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

(3)

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

(4)

(5)

Tape

• _{Makanan fermentasi dari}

bahan ubi kayu atau beras

ketan dengan bantuan

penambahan ragi yang

berupa Ragi Tape

(6)

Ragi tape

• _{Kumpulan mikroorgansime}

yang ditumbuhkan pada pada

adonan dari tepung beras

sebagai sumber nutrisi utama

untuk pertumbuhan

(7)

Bumbu-bumbu Ragi Tape

• _Adas

• _Kapulaga

• _{Bawang Putih}

(8)

Bumbu-bumbu Ragi Tape

• _Adas

• _Kapulaga

• _{Bawang Putih}

(9)

(10)

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.

(11)

Pembuatan Tempe

• Kedelai dan variasinya

• Pencucian

• Perendaman

• Pengukusan

• Perendaman dlm air rendaman tempe pH ↓

• Perebusan 1 jam • Penghilangan kulit • Perendaman • Pendinginan (dikeringanginkan) • Pencampuran • Inokulasi • Pembungkusan • Fermentasi (24-48 jam) • Tempe

(12)

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

(13)

Kecap

• _{Kecap: Merupakan Jenis}

makanan fermentasi cair

berwarna coklat gelap yang

rasanya asin atau manis yang

digolongkan dalam makanan

yang mempunyai aroma

(14)

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

(15)

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

(16)

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

(17)

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

(18)

fermentasi

substrat

Biomassa (sel)

(19)

Kebutuhan oksigen

1.Fermentasi Aerob

(20)

Keadaan Septik Fermentasi

1 Fermentasi septik

2. Fermentasi Semi-septik

3. Fermentasi Aseptik

(21)

Konsistensi Medium

Fermentasi

1.Fermenatsi Substrat

Padat

2.Fermentasi Semi-padat

3.“Submerged

fermentation”

(22)

Jalannya fermentasi

1.Fermentasi sekali

unduh (“Batch”)

2.Fermentasi “Fed-batch”

3.Fermentasi Kontinyu

(23)

Macam-macam fermentasi

berdasaerkan produk yang dihasilkan

1. Produksi biomasa sel

2. Enzim mikroba

3. Metabolit Mikroba

4. Produk Rekombinan

5. Proses Transformasi

(24)

Teknologi Produksi Bakteri

Dr. Wignyanto

(25)

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

(26)

Syarat bagi bakteri

• _{Tidak patogen}

• Memiliki kemampuan menghambat

pertumbuhan bakteri patogen

• _{Berkembang biak cepat}

• Kadar asam nukleat relatif rendah

(27)

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

(28)

Teknologi

Produksi Sel

Khamir

(29)

Table 1. Kandungan Protein beberapa

jenis mikroorganisme

================================= • Mikroorganisme Protein (%) ================================= • Khamir 45-55 • Ganggang/Algae 47-57 • Bakteri 50-83 • Kapang/Fungi 31-55 =================================

(30)

Faktor2 Penentu Kadar Protein

• _{Kadar Protein}

dipengaruhi oleh

- Kondisi pertumbuhan

- Manipulasi genetik

(31)

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

(32)

Saccharomyces cerevisae sebagai model

produksi PST

–

Tingginya kadar protein

–

_{Tingginya efisiensi proses}

–

Tingginya kecepatan pertumbuhan

–

Mudahnya produk disaring

–

Mudahnya dikeringkan

–

_{Rasanya lezat}

(33)

(34)

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.

(35)

Komponen Penting Bir

• “Malted Barley”

• “Hops”

• Khamir

• Air

• Selalu dibutuhkan sebagai ingredient – Pati “adjuncts”

(36)

3 Tahap pada Pembuatan Bir

• _“

_Malting”

• _{“Brewing”}

• _Fermentasi

(37)

Malting

• Peletakan pada Ruang Malt

– Terjadi klerjadian “brewery”

• Pengontrolan perkecambahan barley, tergantung

– Kelembaban

– Suhu

– CO2

• Tujuan

– Produksi enzim2 yang berguna untuk “brewing”

• Amilase

(38)

Malting

• Perendaman biji

• Pengontrolan perkecambahan

– 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

(39)

“Brewing”

• _{Penggilingan “malted barley”}

– _{Hati-hati “cracking of malted barley”}

• _{Shatter endosperm}

• Peletakan “husk” pada tempat yang

luas

• _{Penambahan air}

(40)

“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

(41)

“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.

(42)

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 The sweet wort

(43)

“Mash Tun” menggunakan Mash

(44)

(45)

(46)

(47)

Ketle

• Sweet Wort

• Dididihkan

– Ditambah hops

• Untuk Mengekstrak rasa (bitter acids) dan komponen aroma

– Sterilisasi “hopped wort”

(48)

Tangki Fermentasi

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

(49)

Penambahan Khamir Ke Dalam

Fermenter

(50)

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.

(51)

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

(52)

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

(53)

MANFAAT BIOLOGI UNTUK BIDANG

PENGOLAHAN LIMBAH

• Manfaat jenis2 ganggang untuk waste

treatment