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
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
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
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 fermentasi,
prinsip dasar-dasar fermentasi dan menjelaskan biokimia
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.
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 :
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 1.
Kuliah / Ceramah 1. Pengertian
Menit
Praktikum
100
1. Asistensi
100
2. Asistensi
Jam
Sumber Kepustakaan
3
mikrobiologi industry 2. Aspek mikrobiologi industry 3. Peranan mikrobiologi 2.
1. Pengertian mikrobiologi
a. Rieviere, 1977
industry
b. Prescott &
2. Aspek mikrobiologi
Dunn, 1959
industry 3. Peranan mikrobiologi
bagi
manusia 3.
1. Definisi
industry 100
fermentasi
3. Isolasi selektifakti-
2. Dasar-dasar
normietes
fermentasi
a. Rieviere, 1977 b. Stanbury & Whitaker,
3. Biokimia
1984
fermentasi 4.
1. Kinetika
100
4. Fermentasi
a. Stanbury &
pertumbuhan pada
asam cuka
Whitaker,
sistem
I
1984
batch
culture, dan
continue,
fed
batch
5. Fermentasi kecap I
culture 5.
1. Metoda penemuan 100
6. Fermentasi
a. Rieviere,
mikrobia
kecap II
1977
2. Penyimpanan
7. Fermentasi
kultur 3. Peningkatan kultur 6.
1. Fungsi bioreactor
100
2. Konstruksi bioreaktor cara
asam cuka
Whitaker,
II
1984
8. Fermentasi
a. Stanbury &
alcohol I
Whitaker,
9. Fermentasi
3. Macam-macam aerasi
b. Stanbury &
1984
asam cuka
dan
III
agitasi 4. Pemeliharaan kondisi aseptis 5. Pengendalian system dan factor lingkungan 7.
sel 100
1. Pemisahan
10. Ferrnentsi alcohol II
padatan bui 2. Presipitasi produk
Whitaker, 1984
han khamir
3. Filtrasi produk 4. Sentrifuge
11. Pertumbu
a. Stanbury &
dan
ultrasentrifuge
l 12. Isolasi
5. Pemecahan sel
selektif
6. Penggunaan
aktinomiset es II
solves 7. Khromatografi 8. Pengeringan 9. Kristalisasi 10. Prosesing
dalam
bentuk cair 8.
1. Fermentasi aseton 300 butanol dan asam cuka 2. Fermentasi
13. Pertumbuh an khamir II 14. Fermentasi kecap
a. Rieviere, 1977 b. Prescott & Dunn,
alkohol:Bir. anggur 3. Fermentasi
12959
asam
c. Lederberg,
sitrat, asam amino
1992
4. Fermentasi enzim dan vitamin 9.
1. Fermentasi
100
penisilin
selektif
2. Fermentasi
a. Reviere, 1977
aktinomiset
pestisida hayati 10.
15. Isolasi
1. Definisi
dan 100
peranan steroid
es III 16. Pengolaha n limbah
2. Metoda
a. Prescott & Dunn, 1959
biokonversi 3. Tipe
biokonversi
steroid 11.
1. Substrat
untuk 100
produksi PST 2. Sifat
a. Reviere, 1977
mikrobia
untuk PST
b. Lederberg , 1992
3. Nilai nutrisi PST 4. Toksisitas penurunan
dan asam
nukleat PST 10. Evaluasi Evaluasi untuk mahasiswa dengan penilaian pada waktu midterm dan ujian akhir serta responsi, pretes menggunakan soal uraian 11. Bahan bacaan: −
Casida 1978. Industrial microbiology
−
Norris J R and Richmond 1981. Esgysin Applied Microbiology. John Wiley & Sons, New York
−
Rievire. J 1977. Industrial Application, Surrey University Press Inc
−
Stanburry, PT. and Whittaker, A, 1987. Principles of Fermentation Technology. Pergamon Press, New York
