Solid Stated Fermentation &

Sub Merged Fermentation

FERMENTASI

SSF

SMF

proses fermentasi yang berlangsung pada kondisi ketersediaan air yang minimal

proses fermentasi yang berlangsung pada kondisi dimana air tersedia dalam jumlah berlimpah

SSF SMF

Mikroba Kapang Bakteri, yeast

Kadar air Kurang dari 40% 50-75%

pH Tidak stabil Stabil (ada sistem kontrol)

Suhu Terjadi akumulasi panas penurunan aktivitas

Tidak terjadi akumulasi panas

Substrat Limbah agroindustri (ampas tebu, dedak)

Substrat murni

Penambahan nutrisi

Tidak ada Ada penambahan nutrisi

Pretreatment Pengecilan ukuran, hidrolisis enzim/kimiawi, pemanasan (pre-degradasi)

Tanpa pretreatment

BIOREAKTOR

1. Media padat, bagian dalam fermentor memiliki kompartemen yang tersusun vertikal (bertingkat ke bawah)

2. Tidak memiliki alat pengatur pH

3. Fermentor cukup sederhana

1. Media cair, bagian dalam fermentor tidak memiliki kompartemen

2. Seluruh variabel fermentasi dapat dideteksi dan diatur secara otomatis

3. Fermentor cukup rumit karena perlengkapan pengatur fermentasi cukup kompleks

SSF FERMENTOR

Keterangan Gambar:1. ruang 2. saluran pembuangan udara 3. tempat inokulasi culture4. nampan pertumbuhan 5. substrat yang ditumbuhkan6. saluran pendingin & pemanas7& 8. saluran pemasukan udara9. saluran pembuangan air10. suplai udara/uap dingin atau panas dari mesin

5

10

Pengaturan kadar air pada substrat merupakan hal yang penting untuk mendapatkan Aw yang sesuai untuk proses SSF.

Substrat diharapkan memiliki area permukaan yang luas, sehingga kontak mikroorganisme pada substrat lebih besar.

Kapang merupakan tipe organisme yang ideal dan bisa beradaptasi dengan baik pada SSF (toleransi yang baik pada Aw yang rendah).

• Contoh : Produksi Protein Ektraseluler oleh Rhyzopus oryzae (Ken Oda, 2006)

• Contoh : Produksi Protein Ektraseluler oleh Rhyzopus oryzae (Ken Oda, 2006)

1. Produktivitas lebih tinggi

• Aktivitas enzim

adalah kemampuan enzim untuk menghidrolisis substrat

• Contoh: Aktivitas enzim tannase .

• Aktivitas enzim

adalah kemampuan enzim untuk menghidrolisis substrat

• Contoh: Aktivitas enzim tannase .

2. Meningkatkan aktivitas enzim

• Konsentrasi biomassa Jumlah mikroorganisme selama proses fermentasi

• Contoh : Produksi Eksopektinase oleh Aspergillus niger

• Konsentrasi biomassa Jumlah mikroorganisme selama proses fermentasi

• Contoh : Produksi Eksopektinase oleh Aspergillus niger

3. Meningkatkan konsentrasi biomassa

4. Meningkatkan kestabilan enzim

Produksi aktivitas dari enzim Pektinolitik oleh Aspergillus niger pada submerged and solid-state fermentation

• Contoh : Produksi cyclosporin pada SMF dan SSF (Niesha et al, 2008)

• Contoh : Produksi cyclosporin pada SMF dan SSF (Niesha et al, 2008)

5. Meningkatkan produktivitas Antibiotik

Contoh : Produksi pratease dengan metode SSF menggunakan media limbah pertanian

Contoh : Produksi pratease dengan metode SSF menggunakan media limbah pertanian

7. Biaya lebih murah

Spesifik terhadap organisme tertentu Substrat membutuhkan perlakuan pendahuluan Kontrol proses sulit Sulit dilakukan agitasi dan aerasi Mekanisme perpindahan panas sulit Sulit untuk diterapkan pd skala besar

Proses downstream sulit untuk dilakukan

Spesifik terhadap organisme tertentu Substrat membutuhkan perlakuan pendahuluan Kontrol proses sulit Sulit dilakukan agitasi dan aerasi Mekanisme perpindahan panas sulit Sulit untuk diterapkan pd skala besar

Proses downstream sulit untuk dilakukan

Stock cultureShake flaskSeed fermenter

Medium Sterilization

Medium Formulation

Medium Raw Materials

Production fermenter

Culture fluid

Separation

Purification

Product

SMF FERMENTOR

Mudah ditumbuhkanMeningkatkan pertumbuhan bakteriMudah untuk dilakukan scale-upMudah dilakukan agitasi

Mudah ditumbuhkanMeningkatkan pertumbuhan bakteriMudah untuk dilakukan scale-upMudah dilakukan agitasi

Biaya lebih mahalMempunyai periode inkubasi yang pendekMenghasilkan produk dalam jumlah rendahAw dari medium cenderung tinggi sehingga rentan terjadi kontaminasi jika kondisi aseptis tidak dipertahankan. Terjadi represi katabolit (catabolite repression)

Biaya lebih mahalMempunyai periode inkubasi yang pendekMenghasilkan produk dalam jumlah rendahAw dari medium cenderung tinggi sehingga rentan terjadi kontaminasi jika kondisi aseptis tidak dipertahankan. Terjadi represi katabolit (catabolite repression)