9Mikrobia Industri 2

Oleh Sri Sukadarti

Mikologi : Ilmu yang membahas tentang Fungi Morfologi fungi :Fungi mempunyai benang-benang baik tunggal maupun bercabang yang disebut hifa . Kumpulan hifa disebut miselium. Fungi merupakan organisme eukariotik yang mempunyai ciri-ciri : - Mempunyai spora - Memproduksi spora- Tidak mempunyai khlorofil sehingga tidak berfotosintesis- Dapat berkembang biak secara seksual dan aseksual.- Tubuh berfilamen dan dinding sel mengandung kitin,

glukan, selulosa dan manan.

Fungi dibedakan menjadi 2 golongan :1. Kapang : fungi yang mempunyai miselium2. Khamir : fungi bersel satu dan tak berfilamenFungi dapat hidup sebagai parasit maupun saprofit.Fungi merupakan organisme yang menyerupai tanaman , tetapi mempunyai perbedaan2 yaitu : a. Tidak mempunyai khlorofil b. Mempunyai dinding sel dengan komposisi berbeda.c. Berkembangbiak dengan sporad. Tidak mempunyai cabang, akar dan daune. Tidak mempunyai sistem vaskuler

1. KAPANG (mould/Filamentous fungi)Morfologi kapang : multiseluler mempunyai filamen atau miselium . Pertumbuhannya dalam bahan makanan berwarna putih kapas, tetapi setelah memproduksi spora dapat terbentuk beberapa warna tergantung jenis kapangnya.Berdasarkan struktur hifa dibedakan menjadi dua :- Hifa tidak bersekat atau nonseptat contoh Phycomycetes- Hifa bersekat atau septat yang membagi hifa dalam

mangan –mangan dimana setiap mangan mempunyai inti satu atau lebih. Dinding penyekat disebut septum yang tidak tertutup rata sehingga sitoplasma masih dapat mengalir dari satu ruang ke ruang lainnya.

Contoh : Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes.

Sistem Reproduksi Kapang Reproduksi dapat dilakukan dengan :1. Aseksual yaitu dengan pembelahan diri, pertunasan dan

pembentukan spora.Pembelahan : Sel membagi diri untuk membentuk dua sel anak yang serupa .Pertunasan : Sel anak tumbuh menonjol dari sel induknya

kemudian lepas.Pembentukan spora : ada beberapa macam spora aseksual- Sporangiospora : spora yang terjadi karena protoplasma

dalam sel tertentu berkelompok –kelompok dan masing-masing mempunyai membran dan inti .

- Konidiospora : spora yang terjadi karena ujung hifa ber belah-belah seperti tasbih, tangkainya disebut konidiofor.

- Klamidospora : Spora yang terbentuk pada bagian miselium yang membesar dan berdinding tebal.

- Spora pada miselium yang tidak membesar disebut: artospora (serupa batubata), oidospora (serupa telur).

2. Seksual yaitu peleburan nukleus dari kedua induknya , pembentukan spora seksual.

Beberapa type spora seksual :- Askospora : Spora bersel satu terbentuk didalam kantung yang disebut askus. Biasanya ada 8 spora/askus.- Basidiospora : Spora bersel satu yang berbentuk gada - Zigospora : Spora besar yang terbentuk jika dua ujung

hifa bertemu seksual.- Oospora : spora yang terbentuk dari pembuahan oosfer

(sel telur) oleh gamet jantan.

Pembentukan spora aseksual lebih cepat dibanding spora seksual . Ukuran sporanya lebih kecil sehingga mudah disebarkan oleh udara /angin. Jika spora kapang ini terhirup manusia , maka akan menyebabkan gangguan kesehatan terutama pernafasan. Sifat-sifat fisiologi kapang .1. Kebutuhan air Kapang membutuhkan air (Aw) minimal untuk pertum-

buhannya dibandingkan dengan khamir dan bakteri.2. Suhu Pertumbuhan Kebanyakan kapang bersifat mesofilik ( tumbuh baik pada suhu kamar 25-30oC). Beberapa ada yang dapat tumbuh pada suhu tinggi, suhu rendah dan sangat rendah (-5oC)

3. Kebutuhan Oksigen dan pH Semua kapang bersifat aerobik , dan sebagian besar dapat tumbuh pada pH 2-8 . Kondisi yang optimum didapat pada kondisi pH rendah.4. Nutrisi Kapang mampu memproduksi enzim hidrolitik seperti : amilase, pektinase, selulase, proteinase dan lipase, sehingga kapang dapat tumbuh pada bahan yang mengandung pati, pektin, selulose, protein dan lemak.5. Komponen penghambatBeberapa kapang mampu mengeluarkan senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan organisme lain. Misal antibiotik penisilin yang diproduksi oleh Penicillium chrysosgenum.

Clavasin yang dihasilkan oleh Aspergillus clavatus .Pertumbuhan kapang lebih lambat dibanding bakteri dan khamir.Beberapa jenis kapang yang penting.

Kapang Kerugian Keuntungan Ciri-ciriMucor rouxii Merusak bhn

makananMenghasilkan amilase

-Hifa takbersepta--Sporangiospora

Rhizopus oligosporus

Merusak roti -Pembuatan tempe

-Hifa tak bersepta-Sporangia besar dan berwarna hitam -Membentuk miselium spt kapas.

Aspergillus orizae Merusak makanan

- Pembuatan kecap dan tauco

-Hifa bersepta--Miselium bercabang--Koloni berkelompok--Konidiospora.

Penicillium notatum

Merusak sayuran, buah, serelia

Membentuk penisilin

-Hifa bersepta--Konidia membentuk rantai

Trichoderma reseei

Membentuk enzim selulase

-Misellium bersepta-Konidia berbentuk bulat berwarna hijau

Mikotoksin kapang Seperti bakteri, fungi juga bisa menghasilkan toksin yang disebut mikotoksin menyebabkan penyakit . Ada dua bentuk penyakit karena kapang yaitu : 1. Mikosis yaitu infeksi kapang misal panu. 2. Mikotoksikosis yaitu gejala keracunan yang disebabkan karena tertelannya suatu hasil metabolisme beracun dari kapang. Misal : alflatoksin pada kacang tanah yang disebabkan karena tumbuhnya Aspergilus flavus pada kacangtanah.

2. KHAMIR ( Yeast) Bentuknya uniseluler, kebanyakan bereproduksi secara vegetatif dengan pertunasan. Khamir tumbuh dan berkembangbiak lebih cepat dibanding kapang. Khamir juga lebih efektif dalam memecah komponen kimia dibanding kapang karena mempunyai luas permukaan yang lebih

besar.Khamir dibedakan menjadi dua golongan:- Khamir yang tidak membentuk spora , digolongkan dalam ke dalam fungi imperfekti . -Khamir yang membentuk spora seksual sehingga digolong

kan kedalam jenis Ascomycetes dan Basidiomycetes.

Morfologi Bentuk khamir bermacam-macam : oval, bulat, silinder, bulat panjang dengan salah satu ujungnya runcing.

pseudomiselium

Ukurannya bervariasi : panjang 1-5 mm sampai 20-50 mm,lebar 1-10 mm.

Mikrostruktur dari khamir terdiri dari : kapsul, dinding sel, membran sitoplasma , nukleus, satu atau lebih vakuola , mitokhondria, globula lipid, volutin atau polifosfat, sitoplasma• Dinding sel mengandung :-Glukan/selulosa-Mannan -Protein-Khitin-Lipid

Sistem Reproduksi Khamir Khamir dapat melakukan reproduksi dengan beberapa cara:1. Pertunasan: pertunasan terbentuk dari vacuola dekat

nukleus bergerak menuju dinding sel , karena adanya penipisan dinding sel protoplasma akan menonjol dan menjadi tunas. Setelah tunas besar kemudian lepas dari induknya.

2. Pembelahan : Sel khamir membengkak/memanjang kemudian nukleus terbagi menjadi dua dan terbentuk dinding penyekat.

3. Pembelahan pertunasan: Mula-mula terbentuk tunas yang melekat induknya dengan pelekatan yang lebar se-olah2 induknya membelah.

4. Sporulasi ( pembentukan spora) , spora seksual dan aseksual.

Spora aseksual pada khamir dibedakan dalam beberapa: arthospora, blastospora, balliospora dan khlamidospora. Spora seksual pada khamir terdiri dari basidiospora dan Askospora. Askospora terjadi dari penggabungan inti dua sel haploid pada khamir.Sifat fisiologi khamir Khamir yang biasa digunakan untuk industri mempunyai sifat fisiologi yang umum . Khamir tumbuh baik pada Kondisi air yang cukup , batas terendah aw nya adalah 0,88- 0,94 , khamir ada yang dapat hidup pada medium kadar gula tinggi atau garam tinggi disebut osmofilik dengan aw 0,62-0,65

- Temperatur optimum : 25 – 30oC , dan temperatur maksimum 35-47oC - pH optimum : 4 – 4,5 , khamir tidak dapat hidup pada kondisi alkali . - Khamir tumbuh pada kondisi aerob dan untuk yang

melakukan fermentasi pada kondisi an aerob, sehingga khamir umumnya bersifat fakultatif aerob.

Berdasarkan sifat metabolismenya , khamir dibedakan menjadi dua :

1. Khamir yang bersifat fermentatif : Saccharomyces cereviceae.

2. Khamir yang bersifat oksidatif : spesies Candida

Tetapi Saccharomyces cereviceae dapat berubah dari sifat fermentatif menjadi oksidatif. Ketika kondisi an aerob dia bersifat fermentatif tetapi jika dialiri oksigen , maka daya fermentasinya akan berkurang dan glukosa akan direspirasi (dioksidasi) menjadi CO2 dan air. Phenomena

ini disebut efek Pasteur karena ditemukan oleh Louis Pasteur. Untuk membuat roti, efek ini digunakan sehingga tidak dihasilkan alkohol tetapi CO2 dan air.

Khamir untuk industri No Khamir Produk Proses1. -Endomycopsis tape,brem Sakarifikasi (amilolitik) -S cereviceae pembentuk alkohol2. S.Carlsbergensis Bir pembentuk alkohol S cereviceae3. S lipolytica senyawa hidrokarbon pemecah rantai4. S cereviceae Roti pembentuk CO2

Kluyver menyatakan tiga ketentuan dasar dalam fermentasi khamir yaitu :

1. Jika suatu khamir tidak dapat memfermentasi D-Glukosa, khamir tersebut tidak dapat memfermentasi gula-gula yang lain.

2. Jika khamir dapat memfermentasi D-Glukosa, dia juga dapat memfermentasi D-Fruktosa, D-Manosa tetapi

tidak dapat memfermentasi D-Galaktosa.3. Khamir yang dapat memfermentasi maltosa dia tidak

dapat memfermentasi laktosa dan sebaliknya, kecuali kamir Bretanomyces claussenii.

Algologi/FikologiIlmu yang mempelari tentang alga/ ganggang.Alga berukuran sangat beragam dari mikrometer sampai meter, yang berukuran mikro disebut mikroalga . Alga mengandung khlorofil dan pigmen lain untuk fotosyntesis. Kebanyakan alga hidup di air ada sedikit yang hidup di

tanah.Morfologi AlgaKebanyakan spesies alga adalah uniseluler dengan bentuk bervariasi : bola, batang atau kumparan.Ada yang dapat bergerak dan ada yang tidak. Dapat membentuk koloni yang merupakan kumpulan sel-sel tunggal yang melekat. Ukuran mikroalga berkisar dari < 100 m

Alga mengandung inti yang dibatasi oleh membran yang

berisi khlorofil dan pigmen lain. Pigmen lain yang terdapat

di dalam sel-sel alga adalah: Fikosianin (warna biru) ; Xantofil

(warna kuning); Karoten (warna keemasan); Fikosantin ( warna

pirang); Fikoeritrin (warna merah).

Sel mengandung pati, tetesan minyak dan vakuola . Sel

mengandung khloroplast bisa satu atau lebih.

Fisiologi alga

Alga adalah organisme aerobik fotosintetik, hidup pada

habitat yang bercahaya, lembab dengan nutrien sederhana.

Dapat hidup pada es maupun suhu tunggi ( 70oC).

Sebagai hasil fotosintesis , alga menyimpan berbagai produk makanan

cadangan sebagai granula atau globula dalam sel-selnya. Reproduksi Alga

Alga dapat bereproduksi secara :- Seksual maupun aseksual Reproduksi seksual : terjadi pada semua jenis alga dengan cara konyugasi gamet-gamet menjadi zigot. Jika gamet-gamet itu morfologinya serupa disebut isogami dan jika ukurannya berbeda disebut heterogami. Peranan alga dalam kehidupan manusia. Alga mampu mensintesis vitamin A dan D serta vitamin yang lain (B,C dan K). Alga coklat dapat diekstraksi alginatnya untuk bahan makanan dan produk-produk farmasi.

Mikroalga Mikroalga merupakan kelompok tumbuhan berukuran

renik, baik sel tunggal maupun koloni yang hidup di seluruh wilayah perairan air tawar dan laut. Mikroalga lazim disebut fitoplankton.

Mikroalga dapat dipanen setiap 24-30 jam , mampu menggunakan CO2 sebagai makanan. Peranan mikroalga : Sebagai suplemen makanan, sebagai

sumber energi , kosmetik.Saat ini , mikroalga banyak diteliti untuk membuat

biodiesel.Beberapa spesies mikroalga yang komersial : Skeletonema

costatum, Thalassiosira pseudonana, Chaetoceros gracilis, C. calcitrans, Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica, Monochrysis lutheri ,Chlorella spp.

Kandungan minyak pada beberapa spesies mikroalga :Botryacoccus braunii 25 – 75 % ( dry basis)Chlorella Sp 28 – 32 % Isochrysis Sp 25 -33 % Nannocloropsis Sp 31 - 68 % Neochloris oleoabundans 35 – 54 % Nitzchia Sp 45 – 47 % Schizochitryum, Sp 50 -77 %

Protozoologi Ilmu yang membahas tentang protozoa. Proto dan zoo artinya hewan pertama. Protozoa merupakan mata rantai penting untuk komunitas aquatik sebagai zooplankton .Ada yang bersifat saprofit ada yang bersifat parasit obligat.Morfologi protozoa.Ukuran dan bentuk protozoa beragam, ada yang berbentuk bulat panjang ada yang berbentuk polimorfik ( bentuk berubah-ubah ). Diameter protozoa ada yang berukuran kurang dari 1mm ada yang 600 μm seperti Amoeba proteus Sel protozoa terbungkus oleh membran sitoplasma . Setiap sel mempunyai satu inti , ada juga yang mempunyai inti banyak, misal pada Ciliata terdapat makro dan mikronukleus

Membran sitoplasma dilapisi oleh pelikel yang berupa selaput tipis. Diluar pelikel ada cangkang dari bahan organik, kalsium karbonat dan silikat sehingga keras dan kaku. Banyak protozoa yang dapat membentuk kista untuk melindungi diri. Klasifikasi Protozoa berdasarkan geraknnya :Sarcodina, Mastighopora, Ciliata dan SporozoaAmoeba merupakan salah satu genus dari Sarcodina, Entamoeba gingivalis hidup dalam air liur manusia .Infeksi protozoa biasanya di usus misalnya desentri

amoeba. Kegunaan protozoa untuk mengendalikan populasi bakteri