TEKNOLOGI PAKAN
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 30

KULIAH VIII B IOTEKNOLOGI PAKAN FERMENTASI PowerPoint PPT Presentation


  • 413 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

TEKNOLOGI PAKAN. KULIAH VIII B IOTEKNOLOGI PAKAN FERMENTASI. LABORATORIUM NUTRISI TERNAK UNGGAS NON RUMINANSIA DAN INDUSTRI MAKANAN TERNAK. B ioteknologi Pakan. Biokonversi. PRODUK. mikroba. (Bakteri, kapang, yeast). Biokonversi.

Download Presentation

KULIAH VIII B IOTEKNOLOGI PAKAN FERMENTASI

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

TEKNOLOGI PAKAN

KULIAH VIII

BIOTEKNOLOGI PAKAN FERMENTASI

LABORATORIUM NUTRISI TERNAK UNGGAS NON RUMINANSIA DAN INDUSTRI MAKANAN TERNAK


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Bioteknologi Pakan

Biokonversi

PRODUK

mikroba

(Bakteri, kapang, yeast)

Biokonversi

  • proses yang dilakukan oleh mikroba untuk mengubah suatu senyawa menjadi suatu produk yang mempunyai struktur kimia yang berhubungan (transformasi mikrobial).

  • proses mengonversi atau mengubah suatu bahan organik menjadi produk lain yang berguna dan memiliki nilai lebih dengan memanfaatkan peristiwa biologis (biosintesis dan biolisis).


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

produk yang dihasilkan

  • sel-sel mikroba atau biomassa,

  • enzim,

  • metabolik primer dan

  • metabolik sekunder

Faktor-faktor yang mempengaruhi biokonversi

Sifat fisik dan kimia substrat.

Kelarutan, pada umumnya zat larut lebih mudah didegradasi.

Luas permukaan, semakin luas permukaan akan semakin mudah diserang mikroba. Oleh karenanya, untuk mempercepat degradasi digunakan substrat dengan ukuran yang kecil.


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Kemampuan mengadopsi uap air, material yang higroskopis lebih mudah diserang oleh mikroba. Oleh karenanya, kelembaban sangat mempengaruhi kondisi proses.

Struktur kimia substrat.

Pengaruh struktur kimia dalam degradasi oleh mikroba pada umumnya senyawa karbon yang terbentuk secara alamiah lebih mudah didegradasi dari pada yang sintetik

Faktor lingkungan

Setiap spesies mikroba mempunyai kisaran kondisi lingkungan dalam batas-batas toleransi yang sempit. Diluar batas itu mikroba tidak dapat tumbuh optimal dan biodegradasi tidak sempurna


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Manfaat Biokonversi

  • memperbaiki serta meningkatkan cita rasa.

  • bersifat mengawetkan

  • meningkatkan daya cerna

  • menghasilkan warna lain yang berbeda dengan bahan asalnya

  • menurunkan / menghilangkan anti nutrisi


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

FERMENASI

Biokonversi : dilakukan melalui teknik fermentasi

Definisi Fermentasi

  • Cara pengolahan dengan menggunakan jasa mikroba (Kapang, bakteri atau ragi), baik yang ditambahkan dari luar atau secara spontan sudah terdapat dalam bahan bakunya.

  • Proses kimia dari senyawa-senyawa organik baik dalam keadaan aerob maupun anaerob melalui kerja enzim yang berasal dari mikroorganisma yang dihasilkannya.

  • Proses pemecahan bahan-bahan organik oleh mikroorganisma sehingga diperoleh bahan-bahan yang diinginkan


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

  • proses fermentasi proses proteinenrichment

  • proses pengayaan protein bahan dengan menggunakan mikroba tertentu.

  • pembuatan Single Cell Protein atau Protein Sel Tunggal (PST),

Media Fermentasi

Media tumbuh mikroba dalam proses fermentasi = substrat

  • Menurut jenis medianya, proses fermentasi dibagi dua, yaitu:

  • fermentasi media padat dan

  • fermentasi media cair


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

  • fermentasi media padat : fermentasi yang substratnya tidak larut dan tidak mengandung air bebas, tetapi cukup mengandung air untuk keperluan hidup mikroba,

  • fermentasi media cair : fermentasi yang substratnya bersuspensi atau larut dalam fase cair

Faktor yang Mempengaruhi Fermentasi

1. Mikroba

Murni, harus menggunakan biakan murni (dari satu strain tertentu) yang telah diketahui sifat-sifatnya

Unggul, mikroba harus mampu menghasilkan perubahan-perubahan yang dikehendaki secara cepat dan hasil yang besar.


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Stabil, mikroba harus mempunyai sifat-sifat yang tetap, tidak mengalami perubahan karena mutasi atau lingkungan

Bukan Patogen, bukan patogen bagi manusia maupun hewan, kecuali untuk produksi bahan kimia tertentu

2. Nutrisi Substrat

Semua mikroba memerlukan nutrisi dasar sebagai sumber karbon, nitrogen, mineral, penyedia energi, dan pembentuk konstituen seluler


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

(3) Suhu

Mempengaruhi laju pertumbuhan mikroba

Mempengaruhi ukuran sel dan efisiensi konsentrasi substrat menjadi massa sel.

berdasarkan suhu pertumbuhan optimum mikroba dapat digolongkan ke dalam tiga kelompok yaitu :

psikrofilik, adalah kelompok mikroba yang pertumbuhan optimumnya terjadi pada suhu di bawah 20 0C.

mesofilik, merupakan kelompok mikroba yang pertumbuhan optimumnya terjadi pada suhu antara 30 – 35 0C.

Thermofilik adalah kelompok mikroba yang pertumbuhan optimumnya terjadi pada suhu di atas 50 0C


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

(4) Aerasi

Aerasi berguna untuk menyuplai oksigen, mengeluarkan CO2, uap air dan metabolit yang volatil serta untuk mengatur suhu

aerobik, mikroba yang memerlukan oksigen dalam proses metaboliknya

anaerobik. mikroba yang tidak memanfaatkan oksigen dalam proses metaboliknya

fakultatif anaerobik. Mikroba yang hanya mampu memanfaatkan oksigen yang terdapat dalam lingkungan kultur


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

(5) Kandungan Air Media

Air merupakan faktor yang paling berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroba

  • air bertindak sebagai pelarut

  • air juga berfungsi sebagai katalis yang terlibat langsung dalam beberapa reaksi enzimatis

(6) Derajat Keasaman ( pH)

  • Mikroba yang menyekresikanasam organik seperti asam sitrat dan asam laktat dapat menurunkan pH,

  • mikroba yang mengasimilasi asam organik yang terdapat dalam substrat menaikan pH.


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Kisaran pH minimum, optimum dan maksimum dari golongan bakteri, jamur dan yeast


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

(7) Water Activity (Aw)

Water activity : pengukuran air bebas untuk reaksi potensial enzim dari mikroba dan merupakan ukuran dalam kelembaban produk

  • diperoleh dari hasil bagi antara tekanan uap air dari substrat dibagi dengan tekanan uap air murni pada temperatur yang sama.

  • Pengukuran dilakukan pada skala 0 sampa1, di mana nilai 1 merupakan aktivitas dari air murni.


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

(8) Takaran inokulum

  • Takaran inokulum (dosis) : berhubungan dengan banyaknya populasi mikroba yang digunakan

  • menentukan cepat tidaknya proses fermentasi berlangsung .

  • Semakin tinggi takaran inokulum semakin tinggi populasi mikroba yang menghasilkan enzim pemecah substrat.

  • berpengaruh terhadap kualitas produk dalam menghasilkan kandungan nutrien seperti kadar protein,lemak, dan serat kasar produk fermentasi.


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

(9) Ketebalan Substrat

  • berpengaruh terhadap kekompakan penyebaran miselia

  • menentukan keberhasilan pada perombakan nutien

  • Semakin menyebar dan kompak pertumbuhan mikroba, semakin tinggi produk protein mikrobial terbentuk demikian juga zat zat makanan lainnya.

  • ketebalan substrat berkisar 2-3 cm


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Perubahan Bahan Selama Fermentasi

perubahan tersebut berupa kandungan protein, karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral, juga pH, kelembaban dan aroma, serta perubahan nilai gizi

Keuntungan fermentasi : terbentuknya antibiotik alami yang memiliki sifat berbeda dengan antibiotik sintetis, yang tidak menyebabkan resisten kuman dan tidak terakumulasi dalam tubuh

Mikroba proteolitik : memecah protein dan komponen-komponen nitrogen lainnya

Mikroba selulolitik: dapat mengubah serat kasar dan derivatnya, menjadi komponen yang lebih sederhana


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Mikroba amilolitik: dapat mengubah karbohidrat dan turunannya menjadi alkohol, asam, dan CO2.

Mikroba lipolitik : memecah atau menghidrolisis lemak, fosfolipid, dan turunannya

Fermentasi Substrat Padat

Keberhasilan fermentasi substrat padat : adanya pertumbuhan micellium atau hypha pada permukaan substrat

Keuntungan :

  • medium yang digunakan relatif sederhana,

  • ruang yang digunakan relatif kecil dan sederhana,

  • inokulum yang digunakan dapat disiapkan secara sederhana


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

  • kondisi substrat tempat pertumbuhan mikroba mendekati kondisi habitat alaminya.,

  • aerasi dihasilkan dengan mudah karena ada ruang di antara tiap partikel -partikel substrat,

  • produk yang dihasilkan dapat dipanen dengan mudah .

  • Umumnya tidak diperlukan kontrol pH dan suhu yang teliti seperti pada fermentasi substrat cair.

Kelemahan :

  • keterbatasan jenis mikroba yang dapat digunakan,

  • kebutuhan jumlah spora inokulum yang cukup besar,

  • sukar dilakukan penetapan bobot miselium secara teliti,

  • adanya masalah mengenai panas yang timbul bila digunakan substrat lembab dalam jumlah besar dan

  • pengukuran kadar air,dan ph lebih sulit


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Fermentasi substrat Cair

keuntungan

  • komposisi dan konsentrasi inokulum dapat diatur dengan mudah.

  • tidak memerlukan takaran atau jumlah inokulum yang tinggi

kelemahan

  • mudah terkontaminasi

  • untuk mendapatkan permukaan yang luas diperlukan banyak bejana dengan volume tiap bejana yang relatif kecil,

  • banyak dibutuhkan tenaga kerja untuk membersihkan dan mensterilisasi alat - alat


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Fase Pertumbuhan Mikroorganisme

1) fase adaptasi

  • sel melakukan penyesuaian aktivitas metabolik dan fisiologik untuk mempersiapkan pembelahan,

  • belum terjadi pembelahan sel

  • Lama fase ini bervariasi, tergantung dari kecepatan penyesuaian lingkungan sekitar.

Kurva Pertumbuhan Mikroba


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

2) Fase Pertumbuhan Logaritmik (Log Phase)

  • Pada kondisi optimal tiap sel akan membelah.

  • memerlukan jumlah waktu yang sama.

  • populasi akan mengalami perkembangan paling pesat.

  • Perimbangan multifikasi tergantung kepada konsentrasi media, metabolit-metabolit toksik dan lingkungan yang menguntungkan

3) Fase Pertumbuhan Lambat

  • Pertumbuhan mikroba mengalami perlambatan.

  • Perlambatan pertumbuhan disebabkan zat nutrisi di dalam medium sudah berkurang dan adanya hasil-hasil metabolisme yang beracun sehingga menghambat pertumbuhan mikroba.

  • Pertumbuhan sel pada fase ini tidak stabil,

  • jumlah populasi masih naik karena jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak dari sel yang mati


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

4) Fase Pertumbuhan Tetap ( Stationary Phase)

  • seluruh sel berhenti membagi diri atau bilamana sel-sel hidup telah mencapai keseimbangan dengan sel-sel mati

  • Meskipun pertumbuhan telah terhenti, metabolisme dan akumulasi produk masih terjadi di dalam sel atau di dalam cairan.

  • Massa sel total dapat tetap konstan tetapi jumlah sel hidup cenderung menurun

5) Fase Menuju Kematian dan Fase Kematian

  • nutrient di dalam medium dan energi cadangan di dalam sel sudah habis

  • terjadinya lisis dari sel

  • terjadi akumulasi lanjutan, produk metabolit yang menghambat nutrient penting dalam medium habis,

  • jumlah sel turun secara logaritmik

  • dipengaruhi oleh kondisi nutrient, lingkungan dan jenis mikroba


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Enzim

Definisi

  • sebagai fermen yang bentuknya tidak tertentu dan tidak teratur, yang dapat bekerja tanpa adanya mikroba, dan dapat bekerja di luar mikroba

  • senyawa organik yang dihasilkan oleh sel-sel hidup

  • Enzim berfungsi untuk mempercepat berlangsungnya reaksi kimiawi, tanpa enzim itu sendiri berubah setelah reaksi selesai


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroba

1. α-amilase

  • Amilase menghidrolisis pati menjadi dekstrin dan gula

  • Kapang yang mampu menghasilkan α-amilase adalah spesies dari genus Penicillium, Cephalosporium, Mucor, Neurospora, dan Rhizopus

2. Protease

  • bersifat alkalin (kebanyakan dari bakteri, dan kapang):Aspergillus niger, A. sojoe, A. oryzae, dan A. flavus


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

  • bersifat netral: dari bakteri dan Actinomycetes, serta kapang A. oryzae, A. sojoe

  • bersifat asam (pH optimum 2,0-3,0) dihasilkan oleh banyak kapang Aspergillus sp

3. Lipase

  • Enzim lipase berfungsi dalam penyedia asam lemak bebas bagi Fetty Acid Methyl Ester (FAME) yang penting dalam industri biofarmasi, untuk pembuatan deterjen serta produksi gliserol .

  • Kapang yang menghasilkan lipase adalah : Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Penicillium, Geotrichum, Torulopsis, dan Candida


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

4. Selulase

Kapang umumnya memiliki selulase karena habitatnya di alam adalah bahan organik yang mengandung selulase

5. Glukoamilase (α-1,4-glukan-glukohidrolase)

  • berfungsi memecahkan pati langsung menjadi glukosa.

  • Hasil reaksinya hanya glukosa, sehingga dapat dibedakan dengan alfa dan beta

  • Banyak dipakai di industri pangan dan industri sirop.

  • Enzim tersebut dihasilkan oleh Aspergillus niger, A. oryzae, A. awamori, Rhizophus formosaensis, R. niveus, R. delemar, dan R. javanicus


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

6. Pektinase

  • Pektin pada umunya terdiri dari berbagai senyawa karbohidrat.

  • Senyawa utamanya adalah poligalakturonat yang terdiri dari unit asam galakturonat.

  • Enzim pektinase digunakan untuk menjernihkan sari buah dengan cara mengurangi kekeruhan dan viskositasnya

  • Pektinase juga digunakan untuk menghidrolisis pektin dalam batang tanaman rami untuk membebaskan serat-serat selulose untuk membuat kain linen dan karung goni

Pektinase dihasilkan oleh Aspergillus niger, A. wentii, Rhizopus oryzae, R. oligosporus, Botrytis cinerea, Penicillium chrysogenum, dan Penicillium notatum


Kuliah viii b ioteknologi pakan fermentasi

Terima Kasih


  • Login