MIKROBIOLOGI INDUSTRI (BlO 423)

Transkripsi

1 HALAMAN JUDUL RENCANA PROGRAM KEGIATAN PEMBELAJARAN SEMESTER (RPKPS) MIKROBIOLOGI INDUSTRI (BlO 423) OLEH Theresia Tri Suharni A. Endang Sutariningsih Soetarto FAKULTAS BIOLOGI UN1VERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2003

2 PRAKATA Bahan ajar mikrobiologi ini disusun mengingat buku pegangan mata kuliah banyak dalam bahasa Inggris. Maka Hand Out ini dimaksudkan untuk memotivasi mahasiswa agar giat belajar tentang pokok bahasan dan sub pokok bahasan dalam buku ajar. Dari tulisan ini diharapkan dapat mengakomodasi beragam titik awal dan alur belajar berdasarkan asumsi bahwa rnahasiswa mernpunyai tingkat pengetahuan heterogen. Bahan ajar ini memuat pokok bahasan tentang pengertian Mikrobiologi industry, dasar-dasar dan biokimia fermentasi, isolasi serta seleksi, peningkatan aktivitas mikrobia. pengunduhan dan purifikasi produk, rancang bangun bioreaktor, kinetika pertumbuhan mikrobia, produksi metabolit primer dan sekunder, biokonversi steroid serta protein sel tunggal, dan penanganan limbah industri oleh mikrobia. Dengan tersusunnya bahan ajar dan RPKPS ini diucapkan banyak terima kasih kepada Pimpinan Bidang Pendidikan dan Pengendalian Mutu yang telah memberikan fasilitas dan kepada rekan-rekan yang telah membantu terselesaikannya bahan ajar ini. Penulis rnengharapkan saran dan kritik dari pembaca demi perbaikan bahan ajar ini. Yogyakarta, November 2003 Penulis

3 DAFTAR ISI Halaman Judul Halaman Pengesahan Prakata Daftar isi A. Identitas matakuliah 1. Nama mata kuliah 2. Kode sks 3. Prasyarat 4. Status matakuliah 5. Deskripsi singkat mata kuliah 6. Tujuan Pembelajaran 7. Materi Pembelajaran 8. Outcome/Kompetensi 9. Rencana Pembelajaran Mingguan 10. Evaluasi 11. Sumber Pustaka B. Bahan Ajar Pokok Bahasan I : Pengantar mikrobiologi industry Pokok Bahasan II : Dasar-dasar dan biokirnia fermentasi Pokok Bahasan III : Pertumbuhan mikrobia dalam bioreactor Pokok Bahasan IV : Isolasi, seleksi dan penyiapan serta peningkatan sifat mikrobia Pokok Bahasan V : Rancang bangun bioreaktor Pokok Bahasan VI : Pengunduhan dan purifikasi produk fermentasi Pokok Bahasan VII : Fermentasi metabolit primer Pokok Bahasan VIII : Fermentasi metabolit sekunder Pokok Bahasan IX : Biokonversi steroid Pokok Bahasan X : Produksi protein sel tunggal Pokok Bahasan Xl : Penanganan limbah industri

4 IDENTITAS MATA KULIAH 1. Nama mata kuliah : MIKROBIOLOGI INDUSTRI 2. Kode SKS : BIO 423/ 3(2,1) 3. Prasyarat : Untuk mengikuti matakuliah ini mahasiswa disyaratkan harus sudah mengambil Matakuliah Mikrobiologi (BIU 319) 4. Status matakuliah : Pilihan 5. Deskripsi singkat matakuliah: Matakuliah Mikrobiologi Industri dengan bobot 3 sks (2 sks kuliah, 1 (satu) sks praktikum) merupakan matakuliah pilihan disemester lima. Dalarn matakuliah ini dibahas tentang pengertian industri fermentasi, dasar fermentasi, biokimia fermentasi, kinetika pertumbuhan mikrobia, isolasi, pemeliharaan dan peningkatan strain mikrobia yang potensial dalam industri, rancang bangun bioreaktor, pengunduhan dan purifikasi produk, produksi metabolit primer dan sekunder, biokonveksi steroid dan protein sel tunggal serta penanganan limbah. Matakuliah ini akan dilaksanakan 13 minggu, mahasiswa diharapkan untuk melakukan proses belajar dengan mengikuti: 1. Kuliah/ceramah 100 menit untuk tatap muka 2. Praktikum 8 kali masing-masing 3 jam 3. Ujian dilakukan 3 kali (ujian midterm dan ujian akhir semester dan ujian praktikum, setiap Praktikum dilakukan pretest) 6. Tujuan pembelajaran Diakhir semester setelah mempelajari pokok bahasan tersebut mahasiswa dapat merangkum prinsip dasar-dasar fermentasi dan menjelaskan biokimia fermentasi, mengukur pertumbuhan berdasarkan rumus matematika, mampu mengisolasi dan memelihara serta menjelaskan cara meningkatkan strain atau aktifitas mikrobia yang potensial dalam industri, dapat mempersiapkan media baik sterilisasi dan preparasinya, memperbanyak inokula untuk fermentasi, dan mampu mengoperasikan fermentor, dapat isolasi dan purifikasi produk, mampu memproduksi metabolit, primer sekunder serta protein sel tunggal, mampu memilih teknik pengolahan Iimbah industri dengan memanfaatkan mikrobia.

5 7. Materi pembelajaran a. Pengantar mikrobiologi industri dan ruang Iingkupnya b. Mikrobia yang mempunyai arti penting bagi industry c. Kinetika pertumbuhan dan pemberitahuan produk dalam industri fermentasi d. Rancang bangun bioreaktor untuk industri fermentasi e. Pengunduhan dan purifikasi produk fermentasi f. Produksi metabolit primer dan sekunder g. Biokonversi steroid h. Penanganan limbah industri menggunakan mikrobia 8. Outcome/Kompetensi a. Knowledge and understanding: 1. Memahami pengertian atau konsep dasar tentang jenis mikrobia dan peranannya dalam bidang industri fermentasi 2. Memahami rancangan fermentor pertumbuhan isolasi dan pemeliharaan mikrobia serta penyimpanannya 3. Memahami teori fermentasi metabolit primer, sekunder dan steroid 4. Memahami pengunduhan produk dan penanganan limbah b. Intelectual (thinking) skills Memiliki kemampuan berfikir untuk: 1. Mengembangkan fermentasi produk baru oleh mikrobia yang unggul 2. Menganalisis dan mencari jawaban permasalahan yang tumbuh dalam industri fermentasi 3. Menguasai berbagai permasalahan tentang sifat genetik dan rekayasa genetik untuk meningkatkan aktifitas metabolisme mikrobia c. Practical skills Mampu berkarya untuk : 1. Mengkaitkan antara prinsip/latar belakang teori dengan praktikum dan penelitian 2. Menggunakan peralatan laboratorium seperti fermentor, spektrofotometer, otoklaf untuk melaksanakan praktikum dan penelitian 3. Menggunakan pustaka dan jurnal ilmiah untuk membuat laporan praktikum dan tugas d. Managerial skills Memiliki kemampuan managerial dan alih ilmu untuk :

6 1. Mengatur jadwal sesuai aktifitas yang dilakukan 2. Memilih fermentasi metabolit sekunder dan primer dengan mempertimbangkan Biaya produksi serendah mungkin 3. Melakukan kerja sama dalam kelompok dan handal dalam menggunakan IT (Informasi Technology) 9. Rencana Pembelajaran Mingguan Minggu Kuliah / Ceramah Menit Praktikum Jam Sumber Kepustakaan Pengertian mikrobiologi industry 2. Aspek mikrobiologi industry 3. Peranan mikrobiologi Asistensi Pengertian mikrobiologi industry 2. Aspek mikrobiologi industry 3. Peranan mikrobiologi bagi manusia Definisi industry fermentasi 2. Dasar-dasar fermentasi 3. Biokimia fermentasi Kinetika pertumbuhan pada sistem batch culture, continue, dan fed batch Asistensi a. Rieviere, b. Prescott & Dunn, Isolasi a. Rieviere, selektifaktinormietes b. Stanbury & Fermentasi a. Stanbury & asam cuka I 5. Fermentasi kecap I

7 culture Metoda penemuan mikrobia 2. Penyimpanan kultur 3. Peningkatan kultur Fungsi bioreactor 2. Konstruksi bioreaktor 3. Macam-macam cara aerasi dan agitasi 4. Pemeliharaan kondisi aseptis 5. Pengendalian system dan factor lingkungan Pemisahan sel padatan bui 2. Presipitasi produk 3. Filtrasi produk 4. Sentrifuge dan ultrasentrifuge 5. Pemecahan sel 6. Penggunaan solves 7. Khromatografi 8. Pengeringan 9. Kristalisasi 10. Prosesing dalam bentuk cair Fermentasi aseton butanol dan asam cuka 2. Fermentasi Fermentasi kecap II 7. Fermentasi asam cuka II Fermentasi alcohol I 9. Fermentasi asam cuka III Ferrnentsi alcohol II 11. Pertumbu han khamir l 12. Isolasi selektif aktinomiset es II Pertumbuh an khamir II 14. Fermentasi kecap a. Rieviere, b. Stanbury & a. Stanbury & a. Stanbury & a. Rieviere, b. Prescott & Dunn,

8 alkohol:bir. anggur 3. Fermentasi asam sitrat, asam amino 4. Fermentasi enzim dan vitamin Fermentasi penisilin 2. Fermentasi pestisida hayati Definisi dan peranan steroid 2. Metoda biokonversi 3. Tipe biokonversi steroid Substrat untuk produksi PST 2. Sifat mikrobia untuk PST 3. Nilai nutrisi PST 4. Toksisitas dan penurunan asam nukleat PST c. Lederberg, Isolasi a. Reviere, selektif aktinomiset es III Pengolaha a. Prescott & n limbah Dunn, a. Reviere, b. Lederberg, Evaluasi Evaluasi untuk mahasiswa dengan penilaian pada waktu midterm dan ujian akhir serta responsi, pretes menggunakan soal uraian 11. Bahan bacaan: Casida Industrial microbiology Norris J R and Richmond Esgysin Applied Microbiology. John Wiley & Sons, New York Rievire. J. Industrial Application, Surrey University Press Inc Stanburry, PT. and Whittaker, A, Principles of Fermentation Technology. Pergamon Press, New York