7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 1/21
Tambahan Slide living cell
ENERGY
•
untuk mendukung kegiatan biosintesis (pertumbuhan misalnya, pekerjaan)• Sumber energi: C & cahaya
• Pengelompokan organisme menurut jalur energi: autothophic &
heterotrofk
A!"#!$#P%C
• organisme yang menghasilkan senyaa organik kompleks (seperti
karbohidrat, lemak, protein, sel dinding dll) dari bahan baku anorganik
termasuk C#' sebagai kepala sekolah karbonat simples senyaa
anorganik (misalnya amonium sulat, magnesium sulat dan natrium
klorida) dengan menggunakan sumber energi dasar seperti sinar matahari
• *ibagi berdasarkan kemampuan mereka untuk memanaatkan energiuntuk pertumbuhan sel: phototrophs dan chemotrophs
• Phototrophs menggunakan cahaya sebagai sumber energi (misalnya
tanaman)
• Chemotrophs dari sumber anorganik ("'S, C"+, C#') misalnya bakteri
hidup di air limbah, gunung berapi, -entilasi laut laut dalam, atmoser,
tambang)
".!.$#!$#P"%C
• menggunakan senyaa organik sebagai sumber energi dan bahan organik
untuk sintesis komponen seluler/ photoautotropic: cahaya sebagai sumber energi, C#' sebagai sumber C
(tumbuhan tingkat tinggi)' Photoheterotrophic: cahaya sebagai sumber energi, comp organik
sebagai sumber C0 Chemoautotropic: kimia sebagai sumber energi, C#' sebagai sumber C1
memiliki kemampuan untuk mereduksi comp anorganik sebagai sumber
energi teroksidasi (2"0, 2#', "'S dll)+ Chemoheterotrophic: kimia sebagai sumber energi, comp organik
sebagai sumber C (jamur, sejumlah besar bakteri)
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 2/21
.23%4
%2!$#*C!%#2
• 5husus jenis molekul protein: rantai panjang asam amino terikat oleh
ikatan peptida
• Asam amino 6 asam organik dengan amina (72"') & asam carbo8ilic (7
C##") kelompok
• diproduksi oleh sel7sel hidup
• sangat penting sebagai katalis dalam reaksi biokimia yaitu,
mengendalikan proses metabolisme, mengubah nutrisi menjadi energi,
mogok bahan makanan, dll
•
untuk mengkatalisasi pembuatan dan melanggar ikatan kimia
• meningkatkan laju reaksi tanpa dirinya mengalami perubahan kimia
permanen• Penurunan energi akti-asi
• en9im yang dilepaskan kembali setelah reaksi berhenti dan dapat terus
dalam reaksi lain
• Proses ini tidak bisa selamanya, kestabilan terbatas dan, perlahan7lahan,
mereka menjadi tidak akti
• 5emampuan katalitik en9im adalah karena struktur protein tertentu sisi
akti
• Sisi akti: sebuah bagian di mana reaksi kimia khusus untuk reaksi yang
dikatalisis terjadi pada sebagian kecil dari permukaan en9im
• eberapa interaksi fsik dan kimia terjadi pada situs ini untuk
mengkatalisis reaksi kimia tertentu untuk en9im tertentu
• 3at tambahan kadang7kadang menambah atau mengurangi laju reaksi
en9im7dikatalisasi
• 3at79at ini dapat berinteraksi dengan substrat atau dengan pengubah ataueektor yang sudah ada dalam sistem
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 3/21
• Akti-ator adalah 9at, selain katalis atau salah satu substrat, yang
meningkatkan laju reaksi katalis
• Akti-ator dapat bertindak dengan mengikat en9im akti-ator en9im
• %nhibitor adalah 9at yang mengurangi laju reaksi kimia proses ini disebut
inhibisi
• inhibitor sering bertindak dengan mengikat en9im inhibitor en9im
Pemilihan .n9im
• 4anaat iaya (nilai tambah atau mengurangi biaya produksi)
• 5etersediaan, konsistensi, dan dukungan kualitas (reputasi pemasok)
• Akti-itas (spesifk substrat dipengaruhi p", ion, temperatur, dan inhibitor)
• 5emampuan untuk mengubah kualitas reaksi (pengukuran kualitas dan
memahami en9im dapat mengontrol kegiatannya lebih tepatnya)
5euntungan
• 5atalis en9im sangat spesifk1 mengurangi jumlah reaksi samping dan
produk erbagai macam en9im yang ada, yang dapat mengkatalisis
rentang yang sangat luas dari reaksi
• ;aju reaksi en9im7katalis biasanya jauh lebih cepat• tingkat reaksi yang mudah dikontrol dengan penyesuaian kondisi inkubasi
• "anya membutuhkan sedikit
• kondisi ringan suhu dan p"
• nit pendukung sederhana
5erugian
• 4olekul yang sensiti atau tidak stabil memerlukan peraatan lebih
mahal
• dalam beberapa produk, en9im harus dinonaktikan atau dihapus setelah
pengolahan yang menambah biaya produk• biasanya dilapisi atau bergerak pada bahan pembaa untuk mengurangi
risiko inhalasi, mengurangi biaya
• Seperti protein lain, en9im dapat menyebabkan respon alergi
4#*.; 5.$<A .23%4
;ock and 5ey
• "anya cocok yang tepat kunci (untuk substrat tertentu): ukuran yang
tepat dan bentuk, memiliki muatan di tempat yang benar, memiliki donor
hidrogen7ikatan yang tepat dan akseptor, dan hanya memiliki tambalan
hidroobik yang tepat
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 4/21
• 4engapa reaksi, mekanismenya=
%nduced >it
• 4engikat substrat yang benar mengubah struktur en9im kelompok
katalitik dalam posisi yang tepat untuk memasilitasi reaksi
• substrat baik,bagian dari molekul yang diperlukan untuk menginduksi
(tidak langsung ikut) en9im untuk mengubah konormasi dan menjadi
katalis yang efsien
• Substrat yang buruk tidak dapat membuat interaksi tertentu yang
menyebabkan perubahan masih dalam konormasi tidak akti nya
• 4enjelaskan substrat yang buruk bukan subtrat yang baik
Produkti yang tidak mengikat
• Substrat buruk mengikat en9im dalam orientasi yang salah
• kelompok katalitik dan interaksi tertentu yang mempercepat reaksi
substrat yang benar ikut bermain hanya dalam jumlah yang sangat kecil
dari interaksi antara en9im dan substrat yang buruk• erbeda dengan7ft diinduksi model, model ini tidak memerlukan
perubahan dalam konormasi en9im
Strain and *istortion
• pengikatan S ke . menarik mendorong ikatan kimia spesifk membuat
reaksi kimia berikutnya lebih mudah
• <ika ikatan harus rusak, en9im meraih ke kedua sisi ikatan dan tarikan
• <ika ikatan harus dibentuk, en9im meraih ke kedua belah pihak dan
dorongan
$eaksi .n9im
• $eaksi en9imatik sederhana /st order
• 4ekanisme en9im nyata lebih kompleks1 tidak pernah dilanjutkan
melalui hanya / .S kompleks
• 4elibatkan banyak steps jalur
• ?ang paling lambat menentukan laju reaksi keseluruhan
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 5/21
• laju reaksi dipengaruhi oleh kondisi reaksi (S, P, .) penting, untuk
memahami eekti-itas & karakteristik reaksi en9im1 untuk desain proses
$eaksi akan mulai pada tingkat tinggi dan memperlambat aktu ke aktu
karena beberapa alasan:
• Substrat akan digunakan dan laju reaksi akan melambat karena setiapmolekul en9im menghabiskan lebih banyak aktu menyebar melalui solusi
sebelum bertabrakan dengan molekul substrat baru
• Sebagai hasil reaksi, produk akan menumpuk yang mungkin cenderung
menghambat en9im4olekul7molekul en9im secara bertahap kehilangan akti-itas karena
denaturasi acak
@rafk
4emplot r di berbagai BS & B.:
r sebanding dengan BS (/st7order reaksi)
ketika BS adalah dalamkisaran rendah
BS sangat rendah grafk garis lurusketika BS rendah, BS aktor pembatas1 peningkatan BS menghasilkan
peningkatan proporsional
5onfgurasi .n9im
• Akti-itas en9im tergantung pada interaksi antara molekul protein spesifk
dan molekul lain mempengaruhi struktur en9im
• .n9im: protein, dan kombinasi dari satu atau lebih bagian yang disebut
DkoaktorD
• Sebuah koaktor adalah senyaa kimia non7protein yang terikat pada
en9im dan diperlukan untuk memasilitasi akti-itas mereka sebagai katalis
• .n9im tidak akti, tanpa koaktor yang disebut apoen9yme, sedangkanen9im lengkap dengan koaktor adalah holoen9yme
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 6/21
• Peran koaktor adalah untuk mengaktikan protein en9im dengan
mengubah bentuk geometris yang, atau dengan benar7benar
berpartisipasi dalam reaksi keseluruhan
• 4isal Eitamin, ion logam
• 5oaktor dapat diklasifkasikan tergantung pada seberapa erat mereka
mengikat en9im: koen9im & kelompok prostetik• 5oen9im koaktor koaktor longgar
• kelompok prostetik koaktor terikat erat
• 5oen9im kadang7kadang dikenal sebagai cosubstrates tetapi tidak
dianggap sebagai bagian dari struktur en9im
5arateristik en9im
• Akti-itas tinggi ;aju 4eningkatkat dengan mengurangi .a
• Selekti-itas Sisi akti 0* berbetuk saku, hanya cocok untuk substrat
spesifk• $egiospecifcity Sebuah en9im dapat mendeteksi perbedaan dalam
penataan ruang atom dalam senyaa kelompok cincin tertentuketika reaksi memiliki bentuk potensi beberapa isomer struktural
hanya membentuksatu regioisomer (6 isomer struktural)
• Stereospesiisitas dalam pemilihan substrate cis7trans, optik isomer ;
atau *1 karena asimmetric en9imstereoisomer: sama molekul rumus,
berurutan tetapi berbeda dalam orientasi 0*
• Pengendalian oleh jumlah substrat & oleh aktor lain (suhu, p", dll) sisi
akti • $amah lingkungan lebih rendah7produk yang dihasilkan Substrat alami
produk alamiF Pembagian .n9im
/#8idoreductase
mengkatalisis reaksi oksidasi7reduksi dimana atom hidrogen atau oksigen atau
elektron ditranser antara molekul
' transerase
mengkatalisasi transer atom atau kelompok atom (misalnya, asil, alkil, dan
glycosyl7), dari satu kelompok molekul dan atau ungsional yang lain
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 7/21
0 hidrolase
%ni melibatkan reaksi hidrolisis dan pembalikan mereka (degradasi "'# untuk
#"7 dan produk " G)
+ ;yases
melibatkan reaksi eliminasi di mana sekelompok atom akan dihapus dari substrat
H %somerase
mengkatalisasi isomeri9ations molekul
F ;igase
mengkatalisis kondensasi dua molekul bersama7sama dengan pembelahan A!P
atau obligasi piroosat lain
4.*%A
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 8/21
%ntroduction
• 4ikroorganisme memperoleh energi untuk mendukung biosintesis dan
pertumbuhan dari lingkungan mereka dalam berbagai cara
• Perlu penyelidikan rinci untuk membangun media yang paling cocok untuk
proses ermentasi industri, tetapi persyaratan dasar tertentu yang harusdipenuhi oleh media tersebut
• kebutuhan gi9i yang kompleks dan ber-ariasi
• !idak hanya jenis mikroorganisme beragam (bakteri, jamur, ragi), tetapi
spesies dan strain menjadi sangat spesifk1 produk
• Semua mikroorganisme membutuhkan air, sumber energi, C, 2, 4ineral,
-itamin, oksigen (aerobik)
• Pada skala kecil mudah untuk mempertahankan tetapi pada skala besar
sangat sulit untuk mempertahankan pertumbuhan yang memuaskan
5riteria 4edia
• 4enghasilkan hasil maksimal produk atau biomassa per g substrat yangdigunakan
• 4enghasilkan konsentrasi maks prod
• memungkinkan tingkat ma8 pembentukan prod
• 4emungkinkan min hasil yang tidak diinginkan prod
• 5onsisten kualitas & tersedia sepanjang tahun
• 4enyebabkan masalah minimal selama persiapan
• 4enyebabkan masalah minimal selama produksi & proses don stream
Pertimbangan
• ketersediaan nutrisi yang dibutuhkan oleh mikroorganisme: energi,tumbuh, produksi
• 5ondisi ermentasi dan perubahan kondisi selama ermentasi (misalnya p"
substrat, 4C, suhu inkubasi)
• tahap pertumbuhan mikro7organisme produk
• 5ehadiran mikro7organisme pesaing lainnya
• <enis reaktor
• Persiapan & proses hilir (misalnya pemisahan, pemulihan, pengolahan
limbah)
• 4asalah dalam kelas atas (misalnya agitasi, -iskositas, transer gas)
4edia 2atural atau >ormulated74edia=
2atural media
• murah
• Eariasi tinggi bets
• Produk npredictable biomassa
• ;ebih kompleks dalam proses hilir
• Sulit untuk mendeteksi peningkatan hasil kecil
>ormulated media
• mudah mereproduksi
• 5husus untuk strain• lebih mahal
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 9/21
• "asil yang lebih dapat diprediksi
• Proses lebih sederhana murah
• ;ebih mudah untuk mendeteksi perbaikan proses
>ormulasi 4edia
• !ahap penting dalam desain eksperimen laboratorium yang sukses,
pengembangan skala pilot & proses manuaktur
• 5onstituen media harus memenuhi:
7persyaratan unsur untuk biomassa sel dan produksi metabolit7harus cukup pasokan energi untuk biosintesis dan pemeliharaan sel
• eberapa komponen butuhkan untuk pembentukan produk tetapi tidak
untuk pembentukan biomassa
• Stoikiometri untuk pembentukan pertumbuhan & produk:
C (sumber energi) G 2 G sumber lainnyabiomass G Produk G C#' G
"'# G panas
• Persamaan ini harus dinyatakan dalam istilah kuantitati
• %tu harus mungkin untuk menghitung:
I <umlah minimal nutrisi yang akan diperlukan untuk menghasilkan
biomassaI 5onsentrasi substrat untuk menghasilkan hasil produk yang dibutuhkan5omersial, rahasia dagang
4icrobial 2utrient
• @i9i: kombinasi elemen memerlukan energi, biosintesis dari materi seluler,
produk dalam operasi sel, pemeliharaan dan reproduksi
• konstituen atom dominan organisme, C, ", 2, #, P, dan S, +7HJ C,
07HJ #', F7KJ "', 07/' 2• Semua sel hidup mengandung air sebagai konstituen utama mereka
• Sel: lipid, polisakarida, asam nukleat, protein dan sedikit garam umum
• 2utrisi dibagi menjadi 0 kelompok (sering tumpang tindih): pemasok
energi, pemasok C dan setiap & segala sesuatu yang lain pemasok
• 4enurut pola gi9i, organisme diklasifkasikan: sumber energi dan sumber
C
Air
• Comp utama butuhkan dalam ermentasi digunakan untuk pelarut hara
dan pelarut dalam sel
• memiliki beberapa siat yang tidak biasa mengionisasi menjadi asam dan
basa, dan memiliki kecenderungan untuk ikatan hidrogen
• 4ungkin perlu peraatan
• Pertimbangkan: p", garam terlarut, mineral, kontaminan limbah
• erdasarkan ketersediaan air: Solid state >ermentation (SS>) &
Submerged liLuid ermentation (S4>)
• SS> media yang tidak ada air bebas
SS>
7kelebihan
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 10/21
• 5etersediaan air yang rendah mengurangi kontaminasi oleh bakteri &
jamur
• !ingkat aerasi yang tinggi berpori
• 4irip dengan lingkungan alami cetakan
• ;ebih tinggi hasil produk cairan nutrisi yang rendah
• ;ebih rendah biaya produksi energi rendah untuk agitasi & aerasi
7kekurangan
• Substrat memerlukan pretreatment (mis S$, pengayakan)
• Pertumbuhan yang buruk dari mikroba kelembaban tinggi
• Sulit dalam penentuan biomassa (bercampur)
• Sulit dalam proses kontrol (mis p", #', 4C)
• 5ondisi statis, tidak ada agitasi
• Sulit dalam skala up (mis aerasi)
SS>7microbial
• <amur berflamen adalah yang terbaik
• !oleransi yang baik dalam akti-itas air rendah
• ftur hia memberikan kekuatan untuk menembus ke dalam substrat padat
• Peningkatan penetrasi aksesibilitas semua nutrisi dalam substrat
Cell7nutrient
• 2utrisi yang dibutuhkan oleh sel: makronutrien & mikronutrien
• 4acronutrients diperlukanM /N7+ 4
• membuat sekitar OHJ dari d
• mis C, 2, #, P, S
• 4icronutrient dibutuhkan /7+ 4
• terlibat dalam ungsi en9im, mempertahankan struktur protein
• mis 3n, Cu, 4n, Ca, 2a
Carbon
• iomassa HJ C (db)1 kerangka semua molekul seluler
• untuk membangun massa sel dan membentuk produk, serta bertindak
sebagai sumber energi
• Sumber energi1 disekresi sebagai C#' & senyaa organik
• Comp tunggal untuk sumber energi & C1 menambah nutrisi
• .nergi yang digunakan untuk mempertahankan metabolisme7biosintesis
reaksi & sel
• Produk utama dari proses ermentasi akan sering menentukan pilihan
sumber C , terutama jika hasil produk dari disimilasi langsung
• 5etidakmurnian sumber C harus dipertimbangkan
• sterilisasi dapat mempengaruhi kesesuaian sumber C (misalnya gula
dipisahkan dari asam amino 2 hitam yang dapat menghambat tumbuh
mikroba
Sumber Carbon
/7 5arbohidrat: C, #, " & energi ,'7'HJ media
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 11/21
• 0 kelas: mono7, di7, & polysacharides
• Perincian poli7 & di7 untuk gula sederhana dengan sumber utama en9im
penolong dari comp kaya energi
• 4edia ;ab glukosa, sukrosa & ruktosa
• 4edia %ndustri pati (glukosa, dekstrin), 4ollases (sukrosa), hey
(laktosa)
' 7 4inyak & ;emak
• 4inyak nabati mengandung asam lemak, oleat, linoleat & asam linolenat
• 4inyak khas mengandung I energi '+8 glukosa berat
• 5urang Eolume ruang smaller ermentor (/ kkal /,'+ l minyak, H l
glukosa
• bertindak sebagai antioam juga
0 7 "ydrocaarbon & turunannya
• 27alkana untuk asam organik, asam amino, -itamin dll• 4emberikan energi I '8 C, gula 08
2itrogen
• /7/+J dari d sel
• 2 berungsi untuk membangun protein struktural, en9im ungsional &
asam nukleat
• 2 hadir dalam sel sebagai gugus amino
• *isediakan sebagai sumber organik atau anorganik
• Asam organik lebih cepat pertumbuhan & memenuhi kebutuhan
mikroorganisme (misalnya Protein, peptida, asam amino dll)• 2 anorganik diberikan sebagai garam amonia (2"+Cl, 2"+2#0), gas
amonia, nitrat
• *alam industri: kedelai makan, ekstrak ragi,
#ksigen
• nutrisi kunci untuk mikroba aerobik
• 'J dari d sel
• mikroorganisme yang bergantung pada respirasi untuk menghasilkan
energi membutuhkan molekul oksigen sebagai hidrogen akhir atau
elektron
• umumnya ditemukan sebagai konstituen air seluler dan senyaa organik
(misalnya karbohidrat)
• kelarutan oksigen yang rendah dalam air
• !ranser oksigen dicapai dengan getaran, sparging, aerasi dan agitasi
!race7.lement
• *alam tingkat m4 comp penting, ditambahkan sebagai comp yang
berbeda di banyak media: P, S, 5, dan 4g
• *alam tingkat m4 kadang dipasok dari jumlah yang terjadi dalam air
atau kotoran dari comp lain: >e, 2a, Ca, Cu, Co, 3n, 4n dll
• *isediakan selama budidaya sel
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 12/21
• erbagai ungsi: melayani di koen9im, mengkatalisis reaksi, sintesis
-itamin, transportasi sel
• Produksi metabolit primer biasanya tidak terlalu sensiti untuk melacak
konsentrasi unsur, tetapi tidak untuk produksi metabolit sekunder
• unsur logam dapat diberikan sebagai nutrisi dalam bentuk kation garam
anorganik• 5, 4g, Ca dan >e yang biasanya diperlukan dalam jumlah yang relati
besar dan sebaiknya selalu biasanya dimasukkan sebagai garam dalam
media kultur
• !idak mungkin untuk menggeneralisasi kebutuhan ionik
• #ksigen selalu disediakan di dalam air
• #rganisme aerobik membutuhkan oksigen molekul sebagai agen
pengoksidasi terminal untuk memenuhi kebutuhan energik mereka melalui
respirasi aerobik
• ntuk anaerob obligat oksigen adalah 9at beracun
>aktor Pertumbuhan
• comp organik, membutuhkan konsentrasi yang sangat rendah, melakukan
katalitik peran struktural spesifk
• -itamin, sterol, asam amino, asam lemak dll
• 5husus untuk mikroorganisme tertentu
• *iperlukan untuk merangsang pertumbuhan mikroba
• anyak alami C & 2 mengandung beberapa aktor pertumbuhan1 tidak
penting
• Eitamin adalah aktor pertumbuhan yang memenuhi kebutuhan katalitik
tertentu dalam biosintesis
• Eitaminberungsi sebagai (bagian dari) koen9im untuk mengkatalisisberbagai reaksi
• Eitamin yang paling sering dibutuhkan adalah thiamin dan biotin
• *iperlukan dalam jumlah besar biasanya niacin, pantothenate, riboQa-in,
dan beberapa turunan olat, biotin, -itamin , dan lipoic acid dibutuhkan
dalam jumlah yang lebih kecil
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 13/21
S!.$%;%SAS%
%ntroduction
• 5ebanyakan ermentasi memerlukan strain yang dipilih (produksi
mikroorganisme) yang tumbuh
• <ika mikroorganisme asing yang ada di media atau bagian dari peralatan,
organisme produksi harus bersaing dengan kontaminan untuk nutrisiterbatas
• 4ikroorganisme kontaminan dapat menghasilkan produk yang berbahaya
yang dapat membatasi pertumbuhan organisme produksi
• #leh karena itu, sebelum memulai ermentasi, media dan semua peralatan
ermentasi harus bebas dari setiap yanh hidup
• Selain itu, kondisi aseptik harus dipertahankan selama proses
!ahapan agar tidak terkontaminasi
• @unakan inokulum murni
• 4edia disterilkan
• sterilisasi ermentor
• *isterilkan semua peralatan pendukung
• 4enjaga kondisi aseptik selama proses ermentasi
Sterilisasi
• setiap proses yang eekti membunuh atau menghilangkan mikroba dari
media dan peralatan
• *alam prakteknya sterilitas dicapai oleh paparan dari objek yang akan
disterilkan untuk kimia atau agen fsik untuk aktu tertentu
• 5ondisi yang diperlukan harus dipenuhi untuk menjamin keberhasilan
sterilisasi:/persiapan: menghapus semua kotoran, dekontaminasi menyeluruh
peralatan'agen sterilisasi harus bersentuhan dengan semua permukaan yang akan
disterilkan
4etode Sterilisasi
• panas (lembab atau kering)
• ahan kimia (metode gas)
• fltrasi atau sentriugasi kecepatan tinggi
• radiasi (ultra-iolet atau sinar7R)
• cara mekanis (getaran sonic atau ultrasonik)
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 14/21
Sterilisasi Panas
• yang paling banyak digunakan dan dapat diandalkan metode sterilisasi
• tergantung pada derajat panas, aktu pemaparan dan keberadaan air
• aksi panas akan terjadi karena induksi peristia kimia mematikan
dimediasi melalui aksi air dan oksigen
en9im merusak dan konstituensel penting lainnya
• dapat digunakan untuk media cair dan padat yang merupakan produk
termostabil
• Proses ini lebih eekti dalam keadaan terhidrasi (dengan adanya air) di
mana dalam kondisi kelembaban tinggi, hidrolisis dan denaturasi terjadi,
panas & aktu sehingga lebih rendah paparan diperlukan
• *i baah keadaan kering, perubahan oksidati terjadi, dan masukan panas
yang lebih tinggi diperlukan
• ' metode panas: kering panas (/F7/KC) sterilisasi dan panas lembab
(/'/7/0+ C)
Panas 5ering
• kisaran /F7/KC Paparan aktu hingga ' jam
• 4anaat: penetrasi yang baik dan siat non7korosi
• Aplikasi: untuk mensterilkan alat gelas dan instrumen bedah logam, cairan
termostabil non7air dan bubuk termostabil, botol kaca yang diisi secara
aseptik
• Panas kering menghancurkan endotoksin bakteri (atau pirogen) yang sulit
untuk dihilangkan dengan cara lain
• Contoh: o-en udara panas, pembakaran, panas merah, menyala
Panas lembab sterilisasi
• Sterilisasi uap di /'/7/0+ C
• Cepat, tidak beracun, ramah dengan lingkungan, ekonomis
• ap harus bersentuhan dengan semua permukaan
• 4enghancurkan organisme dengan mengentalkan sel protein uap harus
mampu untuk kontak dengan semua permukaan
• bekerja dengan baik untuk banyak logam dan kaca tapi tidak dapat
diterima untuk karet, plastik, dan peralatan yang akan rusak oleh suhu
tinggi
• 0 ase:
>ase pendingin: udara dihapus, uap memasuki ruang, peralatandipanaskan untuk satu set !>ase pemaparan: aktu pemanasan aktu pembunuhan yang
sebenarnya>ase uangan: uap diganti dengan udara, ruang kembali ke P atmoser
Strelisasi gas
• Agen kimia memiliki akti-itas biosidal dapat digunakan untuk
membunuh mikroorganisme
• (7) !idak dapat digunakan untuk sterilisasi media karena bahan kimia sisa
dapat menghambat organisme ermentasi
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 15/21
• sering digunakan untuk desineksi yang umum mengimplikasikan
pengobatan untuk menghilangkan atau mengurangi risiko dari organisme
patogen
• mumnya menggunakan agen antimikroba kimia: ormaldehida (C"'#)
dan etilen oksida (C"') #
• 4ekanisme kerja antimikroba dari dua gas diasumsikan melalui oksidasiatau alkylations dari sulphydryl, amino, hidroksil dan karboksil kelompok
pada protein dan gugus amino dari asam nukleat
• $entang konsentrasi (berat gas per satuan -olume chamber) biasanya
dalam kisaran K7/' mg ; untuk etilen oksida dan /H7/ mg ;
untuk ormaldehida dengan suhu operasi dari +H7F0 C dan T7TH C
masing7masing
• 5edua gas ini menjadi agen alkylating berpotensi mutagenik dan
karsinogenik 4ereka juga menghasilkan toksisitas akut termasuk iritasi
pada kulit, konjungti-a dan mukosa hidung
>iltrasi Sterilisasi
• tidak merusak, tetapi menghilangkan mikroorganisme
• yang paling eekti digunakan untuk menghilangkan mikroorganisme dari
udara atau gas lainnya
• digunakan untuk klarifkasi dan sterilisasi cairan dan gas karena mampu
mencegah bagian kedua partikel layak dan non layak
• 4ekanisme utama fltrasi adalah penyaringan, adsorpsi dan menjebak
dalam matriks bahan flter
• Sterilisasi flter kadar digunakan dalam pengobatan suntikan sensiti
panas, produk biologi dan gas untuk pasokan ke daerah aseptik
• 4ereka juga digunakan dalam industri sebagai bagian dari sistem -entilasipada ermentor, sentriugal, otokla dan pengering beku
• *alam kasus larutan cair, digunakan dengan termolabil produk atau
media, mereka dengan mudah dihancurkan oleh panas, seperti serum
manusia dan hean dan en9im
• Ada dua jenis flter yang digunakan dalam penyaringan sterilisasi
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 16/21
/ *epth flter:
• !erdiri dari bahan berserat atau granular dikemas untuk membentuk
saluran tisted dimensi menit
• !erbuat dari tanah diatom, tanpa glasir penyaring porselen, kaca masir
atau asbes
' 4embran flter:• membran berpori sekitar ,/ mm
• terbuat dari selulosa asetat, selulosa nitrat, polikarbonat, dan
poly-inylidene Quoride, atau bahan sintetis lainnya
• 4embran yang didukung pada bingkai dan diadakan di tempat khusus
• Cairan yang dibuat untuk melintangi membran dengan tekanan positi
atau negati atau dengan sentriugasi
Sterilisasi $adiasi
• !arget utama adalah *2A mikroba
• eberapa metode: radiasi elektromagnetik (misalnya sinar gamma dan
sinar E) & partikulat radiasi (misalnya elektron dipercepat, 4U)
• Sinar @amma dan elektron menyebabkan ionisasi dan produksi radikal
bebas sementara sinar E menyebabkan eksitasi
S%2A$ @A44A
• %sotop radioakti cobalt F
• beberapa perubahan yang tidak diinginkan, contoh adalah larutan di mana
radiolisis air terjadi
• $adiasi sterilisasi umumnya diterapkan untuk artikel dalam keadaan
kering (instrumen bedah, jarum suntik plastik dan produk armasi kering)
S%2A$ E
• anyak bahan selular menyerap sinar ultra-iolet, yang menyebabkan
kerusakan *2A & akibatnya kematian sel
• Panjang gelombang sekitar 'FH nm memiliki efsiensi bakterisida tertinggi
• energi yang lebih rendah & sedikit kemampuan untuk menembus materi
Penggunaan terbatas (misalnya sterilisasi area kerja udara)
• Sebuah lampu merkuri pada 'H+ nm adalah sumber yang cocok
R7$A?S
• mematikan mikroorganisme dan memiliki kemampuan penetrasi
• 2amun, tidak praktis sebagai alat sterilisasi karena biaya dan keselamatan
keprihatinan mereka
>aktor7aktor yang mempengaruhi eekti-itas pengobatan antimikroba
/ ukuran populasi' 5omposisi Populasi0 4etode perlakuan yang benar+ Protokol pengobatan (persiapan, selama & >inishing)H 5ondisi perlakuan (konsentrasi agen antimikroba, intensitas perlakuan, periodepaparan agen mematikan, suhu)F 5ondisi lingkungan
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 17/21
!A4A"A2 S;%*. C.;; 24.$S
"emacytometer
PetroV7"auser
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 18/21
5erugian metode PetroV7"auser
/ Sel7sel mati biasanya tidak dapat dibedakan
' tidak cocok untuk suspensi sel kepadatan rendah
0 sel kecil yang sulit dilihat di baah mikroskop dan dapat luput ketika
menghitung
+ Prosedur penghitungan sebenarnya melelahkan dan dapat menyebabkan
ketegangan mata
H tidak cocok untuk miselium
Eiable Plate Count
• Sebuah sel hidup didefnisikan sebagai salah satu yang mampu membagi
& membentuk koloni
• *ua cara: metode spread plate dan metode pour plate
• 4etode spread plate: -olume tidak lebih besar dari ,/ ml yang tersebar di
permukaan agar7agar
• metode pour plate: sampel dicampur dengan agar7agar cair dan
dituangkan ke piring steril
• Piring diinkubasi sampai koloni muncul dihitung• Penting baha jumlah koloni harus tidak terlalu besar atau terlalu kecil
diencerkan
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 19/21
Coulter Counter
• tidak hanya jumlah sel, tetapi ukuran sel dapat diukur
• Sebuah Coulter counter khas memiliki satu atau lebih saluran mikro yang
memisahkan dua ruang yang berisi larutan elektrolit Sebagai cairan yang
mengandung partikel atau sel yang diambil melalui setiap microchannel,
setiap partikel menyebabkan perubahan singkat hambatan listrik dari
cairan Penghitung mendeteksi perubahan dalam hambatan listrik• 5erugian:
7tidak bisa membedakan sel dan kotoran7Sulit untuk digunakan dengan organisme dalam rantai dan tidak berguna
pada miselium
P.2@5$A2 4ASSA S.;
erat kering sel
• Sel erat 5ering: langsung dengan mengambil Alikuotnya dari suspensi sel
dan mensentriugasi itu supernatan dibuang, sel7sel dicuci dengan air
suling untuk menghilangkan semua materi larut• Suspensi ini di sentriugasi ulang dan sel7sel yang menetap dikeringkan
dalam o-en dan ditimbang
• pendekatan yang paling langsung dan mungkin yang paling dapat
diandalkan dan direproduksi untuk kuantitati massa sel
• (7) 4emakan aktu dan relati tidak sensiti terhadap perubahan kecil dari
massa sel
• hanya dapat digunakan dengan suspensi sel padat, dan sel7sel harus
benar7benar bebas dari semua materi asing
5ekeruhan
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 20/21
• Sel diukur optik dengan menentukan jumlah cahaya tersebar oleh
suspensi sel
• !eknik ini didasarkan pada kenyataan baha partikel kecil
menghamburkan cahaya secara proporsional, dalam batas7batas tertentu,
dengan konsentrasi mereka
• 5etika seberkas cahaya dileatkan melalui suspensi organisme,pengurangan jumlah cahaya yang ditransmisikan sebagai konsekuensi
dari hamburan demikian ukuran kepadatan sel
• Pengukuran tersebut biasanya dibuat dalam spektrootometer, yang
membaca di absorbency (A) unit
• 5ur-a kalibrasi dapat diperoleh dengan mengukur absorbansi sampel pada
konsentrasi sel diketahui
• iasanya pada F7T nm
4.!#*. !%*A5 ;A2@S2@
•
berdasarkan stoikiometri keseluruhan untuk pertumbuhan danpembentukan produk, yang dapat ditulis dalam bentuk umum:
• Perubahan massa sel dapat dimonitor secara tidak langsung dengan
mengukur: konsumsi 9at gi9i, pembentukan produk, komponen sel, e-olusi
panas, atau siat fsik lainnya
/5onsumsi @i9i
diperlukan untuk memilih nutrisi yang tidak mungkin digunakan untuk
mensintesis produk metabolik
yaitu: >osat, sulat, atau magnesium
5etika massa sel adalah produk utama, konsentrasi sumber karbon dapat diukur
untuk memperkirakan massa sel
' Pembentukan Produk:
produk yang terbentuk adalah pertumbuhan yang terkait
eberapa produk terbentuk setelah massa sel mencapai ase stasioner darisiklus pertumbuhan dan, oleh karena itu, tidak terkait pertumbuhan
.-olusi karbon dioksida dapat diukur
0 5omponen Sel:
ntuk kultur mengalami pertumbuhan yang seimbang, komponen sel makro7
molekul seperti protein, $2A, dan *2A dapat diukur bukan dari massa sel
2amun, peraatan diperlukan karena proporsi bahan7bahan dalam sel dapat
berubah dengan aktu jika kultur tidak mengalami pertumbuhan yang seimbang
+ .-olusi Panas
7/21/2019 Tambahan Slide Living Cell, Slide Enzim, Slide Media, Slide Sterilisasi, Dan Tambahan Slide Cell Number
http://slidepdf.com/reader/full/tambahan-slide-living-cell-slide-enzim-slide-media-slide-sterilisasi-dan 21/21
Pertumbuhan sel berkembang panas
Panas pembakaran organisme cukup konstan dengan nilai khas H kkal g
<umlah panas berkembang tergantung pada efsiensi pemanaatan energi
karbon #leh karena itu, pengukuran panas ermentasi dapat berhubungan
langsung dengan pertumbuhan sel
2amun, total panas terakumulasi dalam sistem ermentasi adalah eek gabungan
dari berbagai sumber panas yang dihasilkan dan penghilangan seperti panas dari
agitasi dan penguapan, panas hilang ke lingkungan melalui dinding ermentor,
dan panas yang masuk akal dalam aliran udara
#leh karena itu, untuk mengukur pertumbuhan dengan e-olusi panas,
keseimbangan energi yang lengkap dari sistem ermentasi harus dibuat, yang
mungkin tidak menjadi tugas yang mudah
HEiskositas
Pertumbuhan miselium dan pembentukan polisakarida meningkatkan -iskositas
cairan ermentasi
#leh karena itu, pengukuran -iskositas kaldu berguna dalam banyak ermentasi
komersial
Sering, kaldu ermentasi menunjukkan perilaku non72etonian, yang membuat
pengukuran -iskositas yang sebenarnya sangat rumit