II MIKROORGANISME UNTUK INDUSTRI Kompetensi mahasiswa memahami jenisjenis

II. MIKROORGANISME UNTUK INDUSTRI Kompetensi : mahasiswa memahami jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam industri fermentasi dan usaha pengembangannya

Mengapa mikroorganisme ? • kultivasi mudah • pertumbuhan cepat (waktu generasi pendek : orde menit atau jam) • kebutuhan substrat murah (dapat menggunakan limbah) • produk beragam • mudah dimanipulasi genetiknya

Jenis mikroorganisme : • • • virus, bakteri, actinomycetes, khamir, fungi, alga.

Sumber mikroorganisme : • Isolasi dari sumber alami – shotgun dan objective • Koleksi kultur – American Type Culture Collection (ATCC) Manassa, Virginia, USA, yang mengkoleksi semua tipe mikroorganisme – Centraalbureau vour Schimmelcultures (CBS) Baarn, The Netherlands, yang mengkoleksi filamentous fungi dan yeast – National Collection of Food Bacteria (NCFB) Aberdeen, yang mengkleksi bakteri untuk industri pangan – Nutrition and Food Culture Collection (NFCC) PAU Pangan dan Gizi, UGM, Yogyakarta, yang mengkoleksi semua tipe mikroorganisme untuk industri pangan

Mikroorganisme industri secara ideal mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: • genetik stabil • produksi produk target efisien • sedikit atau tidak memerlukan vitamin dan faktor pertumbuhan tambahan • menggunakan sumber karbon murah dan mudah diperoleh • mudah dimanipulasi genetiknya • aman dan nonpatogenik (tidak menghasilkan agen toksik), kecuali produk targetnya • produk target mudah dipanen dan dipurifikasi

Beberapa contoh target perbaikan galur adalah sebagai berikut: • • • pertumbuhan cepat stabilitas genetik tidak toksik terhadap manusia ukuran sel besar (sehingga mudah dipisahkan dari kultur) mampu menggunakan substrat murah modifikasi morfologi submerged eliminasi produksi senyawa yang dapat mengganggu proses hilir derepresi katabolit deregulasi fosfat perubahan permeabilitas untuk memperbaiki laju eksport produk resisten metabolit

Contoh mikroorganisme yang berperan dalam industri fermentasi dan produk yang dihasilkannya : Products Bacteria Yeasts and filamentous fungi Traditional products Bread, beer, wine and spirits Cheeses, other dairy products Mainly Saccharomyces cerevisiae Lactic acid bacteria Ripening of blue and Camembert-type cheeses Fermented meats and vegetables Penicillium species Mostly lactic acid bacteria Mushrooms Agaricus bisporus, Lentinula edodes Soy sauce Aspergillus oryzae, Zygosaccharomyces rouxii Sufu (soya bean curd) Mucor species Vinegar Acetobacter species

Agricultural products Gibberellins Fusarium moniliforme Fungicides Coniothyrium minitans Insecticides Bacillus thuringiensis Silage Lactic acid bacteria Amino acids L-Glutamic Corynebacterium glutamicum L-Lysine Brevibacterium lactofermentum L-Tryptophan Klebsiella aerogenes

Enzymes Carbohydrases : Bacillus subtilis - -amylase Aspergillus niger - amyloglucosidase Aspergillus niger - glucose isomerase Streptomyces olivaceus - invertase Kluyveromyces species - lactase ( galactosidase) Kluyveromyces lactis Cellulases Lipases Pectinases Proteases : Trichoderma viride Candida cylindraceae Aspergillus wentii Bacillus licheniformis - subtilisin (alkaline) - neutral Aspergillus oryzae - microbial rennet (acid) Rhizomucor miehei

Fuels and chemical feedstocks Acetone Clostridium species Butanol Clostridium acetobutylicum Ethanol Zymomonas mobilis Glycerol Methane Saccharomyces cerevisiae Zygosaccharomyces rouxii Methanogenic archaens Nucleotides 5’-Inosine monophosphate Bacillus subtilis 5’-Guanosine monophosphate Brevibacterium ammoniagenes

Nucleotides 5’-Inosine monophosphate Bacillus subtilis 5’-Guanosine monophosphate Brevibacterium ammoniagenes Organic acids Actic Acetobacter xylinum Citric Aspergillus niger Yarrowia lipolytica Fumaric Rhizopus species Gluconic Acetobacter suboxydans Itaconic Aspergillus itaconicus Aspergillus flavus Kojic Lactobacillus delbrueckii

Pharmaceuticals and related compounds Alkaloids - ergotamine Claviceps purpurea - ergometrine Claviceps fusiformis - D-lysergic acid Claviceps paspali Antibiotics - Aminoglycosides - streptomycin Streptomyces griseus - -Lactams - penicillins Penicillium chrysogenum - cephalosporins - clavulanic acid Acremonium chrysogenum Streptomyces clavuligerus - Lantibiotics - nisin - Macrolides - erythromycin Saccharapolypora erythraea - Peptides - bacitracin Bacillus licheniformis - gramicidin - Tetracyclines Bacillus brevis Streptomyces aureofasciens

Hormones - Human growth hormone Rec. Eschericia coli Rec. S. cerevisiae - Insulin Rec. E. coli Rec. S. cerevisiae Immunosuppressants - cycloporin Trichoderma polysporum Interferon Rec. E. coli Rec. S. cerevisiae Steroids Arthrobacter species Rhizopus species Vaccines Bacillus anthracis Clostridium tetani Rec. E. coli Salmonella typhi Vitamins - B 12 (cyanocobalamin) Pseudomonas denitrificans - -Carotene (provit. A) Blakeslea trispora - Ascorbic acid (vit. C) Acetobacter suboxydans - Riboflavin Rec. Bacillus subtilis Ashbya gossypii

Polymers Alginates Azotobacter vinelandii Cellulose Acetobacter xylinum Dextran Leuconostoc mesenteroides Gellan Sphingomonas paucimobilis Polyhydroxybutiyrate Ralstonia eutropha Pullulan Aureobasidium pullulans Scleroglucan Sclerotium rolfsii Xanthan Xanthomonas campestris Single cell protein Methylococcus capsulatus Methylophilus methylotropus Sumber : Waites et al. (2001). Candida utilis Fusarium venenatum Kluyveromyces marxianus Paecilomyces variotii Saccharomyces cerevisiae