MIKROORGANISME DALAM INDUSTRI BIOPROSES
BAB I
PENDAHULUAN
Bioproses adalah proses untuk menghasilkan suatu produk dengan menggunakan konsep- konsep utama berupa bioteknologi, biologi, dan teknik rekayasa proses. Teknologi bioproses adalah teknologi yang berkaitan dengan segala operasi dan proses yang memanfaatkan organisme baik dalam fase hidup, maupun produk enzimnya untuk menghasilkan suatu produk. Ilmu dalam bioproses memegang peran penting mulai dari skala laboratorium, hingga skala pabrikan, mulai dari rekayasa genetika sel mikroorganismenya, hingga rekayasa proses produksinya. Aplikasi industri bioproses umumnya menggunakan sel hidup untuk menghasilkan perubahan kimia atau fisik agar sesuai keinginan (Hadiyanto & Azim, Maulana 2016).
Ada sangat banyak variasi mikoorganisme dan jamur yang digunakan dalam industri yang melibatkan bioproses. Contoh mikroorganisme yang digunakan dalam industri bioproses antara lain adalah Lactobacillus bulgaricus, Bacillus subtilis, dan Streptomyces griseus.
BAB 2 PEMBAHASAN
1. Lactobacillus bulgaricus
Kerajaan : Bacteria Divisi : Firmicutes Kelas : Bacilli
Ordo : Lactobacillales Famili : Lactobacillaceae Genus : Lactobacillus Spesies : L. delbrueckii Subspesies : L. d. bulgaricus
Lactobacillus bulgaricus merupakan mikroorganisme bakteri gram-positif, toleran terhadap asam (pH relatif rendah 5,4 – 4,6), anaerob fakultatif (hanya memerlukan sedikit oksigen), tidak bergerak (tidak memiliki flagella), dan tidak membentuk spora, berbentuk batang, dan merupakan anggota penting dari bakteri asam laktat yang memiliki nilai industry (Turfail, et al. 2011). Bakteri Lactobacillus bulgaricus tidak mencerna kasein, tidak memproduksi indol dan H2S, tidak memproduksi enzim katalase dan bukan pathogen, serta dapat tumbuh optimal pada suhu di 37˚C dan keadaan pH 5,5 (Hendarto, et al. 2019).
Yoghurt merupakan produk olahan susu menjadi minuman asam terfermentasi yang terbuat dari starter bakteri asam laktat. Bakteri yang hidup dalam yoghurt juga menyumbang enzim laktase yang diperlukan untuk mencerna sisa gula susu yang ada dalam yoghurt. Lactobacillus bulgaricus umumnya dikombinasikan dengan bakteri Streptococcus thermophilus dalam industri bioproses pembuatan yoghurt. Dalam proses pembentukan laktosa dalam susu menjadi asam laktat oleh Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus terjadi mekanisme biokimiawi yang terjadi melalui proses glikolisis (jalur Embden Mayerhoff Parnass/EMP) (Hendarto, et al. 2019).
Gambar 1 Lactobacillus Bulgaricus (Hendarto, et al. 2019)
2. Bacillus subtilis
Kerajaan : Bacteria Divisi : Bacillota Kelas : Bacilli
Ordo : Bacillales
Famili : Bacillaceae Genus : Bacillus
Spesies : Bacillus Subtillis
Bacillus subtilis adalah bakteri gram positif, berbentuk batang, bersel satu, berukuran 0,5–2,5 m x 1,2–10 m, bereaksi katalase positif, bersifat aerob atau anaerob fakultatif, dan heterotrof. Bacillus subtilis memiliki fisiologi yang berbeda dari bakteri lain yang bukan patogen, yakni relatif mudah dimanipulasi secara genetik dan mudah pula dibiakkan sehingga dapat dikembangkan pada skala industri. Bakteri antagonis ini dapat bertahan pada kondisi lingkungan tertentu, yakni pada suhu -5˚C sampai 75˚C dengan tingkat keasaman (pH) antara 2–8. Pada kondisi yang sesuai, populasi Bacillus subtilis akan meningkat dua kali lipat dalam kurun waktu tertentu. Waktu ini dikenal dengan waktu generasi atau waktu penggandaan, yang untuk Bacillus subtilis adalah 28,5 menit pada suhu 40˚C (Suriani & Muis, 2016).
Bacillus subtilis adalah bakteri sel probiotik multifungsi yang ideal, dengan potensi besar untuk mencegah pertumbuhan bakteri patogen dan meningkatkan asimilasi nutrisi. Bacillus subtilis juga biasa digunakan sebagai pabrik sel industri, untuk produksi vitamin, inositol, asetoin, hyaluronan, dan bahan kimia lainnya. Di bidang pertanian, penelitian telah menunjukkan bahwa menambahkan jumlah Bacillus subtilis yang tepat dapat secara signifikan meningkatkan kandungan humus dan karbon kompos, sehingga meningkatkan kualitas tanah dan mendorong pertumbuhan tanaman. Bacillus subtilis juga dapat membentuk biofilm kompleks, yang dapat digunakan sebagai bahan biologis hidup untuk produksi banyak biomaterial fungsional, seperti faktor pertumbuhan permukaan, antibiotik, lisozim, dan peptida antimikroba untuk bahan medis (Su, et al. 2020).
Gambar 2 Bacillus subtilis (Kusdini, et al. 2024)
3. Streptomyces griseus
Kerajaan : Bacteria
Divisi : Actinomycetota Kelas : Actinomycetia
Ordo : Streptomycetales
Famili : Streptomyceteceae Genus : Streptomyces
Spesies : Streptomyces griseus
Streptomyces griseus merupakan bakteri gram positif kelas Actinomycetes.
Streptomyces memiliki ciri-ciri, yaitu ukuran koloni kecil (sekitar 1-10 nm), tumbuh optimum pada suhu 25-35˚C, pH 6,5-8,0 dan memiliki warna pada spora. Spora pada Streptomyces berwarna putih, abu-abu, kuning, merah, biru, hijau maupun violet.
Sedangkan rantai sporanya dapat berbentuk flexuous atau spiral. Streptomyces dapat digunakan sebagai antibakteri, antifungi, insektisida bagi tanaman dan sebagai antelmintik bagi manusia (Kasrina, et al. 2021).
Penggunaan utama yang terkait dengan Streptomyces griseus adalah produksi streptomisin. Ini adalah antibiotik bakterisida. Ini pertama kali terdeteksi pada tahun 1943 oleh Albert Schatz di galur spesies. Streptomisin adalah salah satu perawatan paling efektif untuk mengobati TBC yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis.
Namun,, Streptomyces griseus Ini memiliki kegunaan lain. Spesies ini menghasilkan antibiotik lain, di antaranya beberapa yang menyerang tumor. Ini juga menghasilkan enzim proteolitik yang digunakan secara komersial, seperti pronase. Enzim ini menghambat inaktivasi saluran natrium.
Gambar 3 Streptomyces griseus (sumber: https://bacdive.dsmz.de/strain/16229)
BAB III KESIMPULAN
Bioproses memanfaatkan organisme hidup atau enzim untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Dalam industri bioproses, beberapa mikroorganisme penting adalah Lactobacillus bulgaricus, Bacillus subtilis, dan Streptomyces griseus. Lactobacillus bulgaricus digunakan dalam produksi yoghurt, bekerja sama dengan Streptococcus thermophilus untuk mengubah laktosa menjadi asam laktat. Bacillus subtilis adalah bakteri probiotik yang digunakan dalam produksi vitamin, antibiotik, dan peningkatan kualitas tanah di pertanian. Streptomyces griseus menghasilkan streptomisin, antibiotik yang efektif untuk mengobati TBC, serta enzim proteolitik yang digunakan secara komersial. Dengan memanfaatkan mikroorganisme ini, industri bioproses dapat menghasilkan produk yang bermanfaat bagi kesehatan, pertanian, dan berbagai sektor industri lainnya.
DAFTAR PUSTAKA
Hardiyanto & Azim, Maulana. 2016. Dasar-Dasar Bioproses. Semarang: EF Press Digimedia.
Hendarto, D.R., Handayani, A.P., Esterelita, E., & Handoko, Y.A. 2019. Mekanisme Biokimiawi dan Optimalisasi Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus dalam Pengolahan Yogurt yang Berkualitas. Jurnal Sains Dasar, 8 (1), 13 –19.
Kasrina, Fardiyanti, R., & Bustaman, H. 2021. Ragam Jenis Streptomyces sp. pada Rizosfer Tanaman Suku Liliacea di Kawasan Desa Sumber Bening Rejan Lebong Bengkulu.
Konservasi Hayati, 17 (1), 29 – 34.
Kusdini, Kastilon, Gumanti, R., Reflis, & Utama, S.P. 2024. Kajian Penggunaan Bakteri Bacillus subtillis dalam Penanganan Tumpahan Minyak Mentah. INSOLOGI: Jurnal Sains dan Teknologi, 3 (3), 262 – 270.
Su, Y., Liu, C., Fang, H., & Zhang, D. 2020. Bacillus subtillis: a Universal Cell Factory for Industry, Agriculture, Biomaterials and Medicine. Microbial Cell Factories, 19 (1), 173 – 185.
Suriani & Muis, Amran. 2016. Prospek Bacillus subtilis Sebagai Agen Pengendali Hayati Patogen Tular Tanah pada Tanaman Jagung. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 35 (1), 37 – 45.
Tufail, M., Hussain, S., Malik, F., Mirza, T., Parveen, G., Shafaat, S. Wajid, A., Mahmood, R., Channa, R.A., & Sadiq, A. 2011. Isolation and Evaluation of Antibacterial Activity Bacteriocin Produced by Lactobacillus bulgaricus from Yogurt. African Journal of Microbiology Research, 5 (22), 3842 – 2847.
