Juli 2021 | ibs.co.id

Faktor yang Mempengaruhi Hasil Fermentasi

Juli 5, 2021/0 Comments/in Artikel /by IBS

Proses terjadinya perubahan kimia pada suatu substrat organik karena adanya aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikro-organisme disebut fermentasi. Pemanfaatan fermentasi kerap digunakan dalam banyak industri, misalnya industri pangan. Dengan demikian, berbagai faktor yang memengaruhi hasil fermentasi perlu diperhatikan.

Proses fermentasi pada industri pangan digunakan sebagai pengawet. Hal ini disebabkan, adanya bakteri asam laktat (BAL) yang dapat mengawetkan makanan dan minuman secara alami. Selain itu, kandungan tersebut dapat digunakan untuk meningkatkan nilai gizi.

Tak hanya pada industri pangan, hasil fermentasi dimanfaatkan pula pada bidang farmasi kesehatan. Beberapa di antaranya ialah dalam pembuatan antibiotik dengan menggunakan bakteri Penicillium chrysogenum, produksi steroid, vaksin, enzim, vitamin, dan asam amino.

Oleh sebab itu, diketahui jika manfaat dari proses fermentasi sangat luas dan dapat tersebar di berbagai sektor. Berikut beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalamn proses fermentasi.

Mikroorganisme

Pemilihan mikroorganisme umumnya disesuaikan dengan jenis karbohidrat yang digunakan sebagai medium. Jenis dan jumlah mikroorganisme yang digunakanpun akan memengaruhi hasil dari fermentasi.

Pada produksi alkohol dari pati dan gula menggunakan S. Cerevisiae, sedangkan untuk produksi laktosa dapat menggunakan Candida pseudotropicalis. Jumlah mikroorganisme yang digunakan juga harus diperhatikan, jika terlalu sedikit, maka hasil fermentasi tidak akan menjadi sempurna. Ada empat hal yang harus dipenuhi mikroorganisme dalam proses fermentasi yaitu murni, unggul, stabil dan bukan patogen.

Media (makanan dan nutrisi)

Salah satu faktor penting untuk mikroorganisme, yakni media. Hal ini dikarenakan, media merupakan tempat hidup, tumbuh, dan berkembang biak mikroogranisme.

Untuk itu, penyesuaian media terhadap mikroorganisme yang akan digunakan sangat dibutuhkan. Persiapan media yang dibutuhkan, yaitu yang memiliki kandungan bahan-bahan yang dapat memenuhi syarat untuk perkembangan mikroorganisme dalam proses fermentasi.

Umumnya, unsur karbon dan nitrogen kerap digunakan dalam proses fermentasi. Dalam hal ini, unsur karbon dapat meningkatkan energi dan biosintesis kemudian nitrogen berfungsi untuk mempercepat pertumbuhan sel selama fermentasi.

pH ( potential of hydrogen)

Proses fermentasi makanan biasanya akan menghasilkan suatu asam pada hasil akhir produksi. Hal ini diakibatkan, penggunaan mikroorganisme bakteri asam laktat (BAL) meningkatkan keasaman suatu makanan yang akan difermentasikan sehingga memengaruhi proses fermentasi.

Besaran pH optimum untuk proses fermentasi, yaitu 4.5 – 5 lalu, jika besaran pH berkisar 3 maka proses fermentasi akan berkurang kecepatannya. Berdasarkan hal tersebut, nilai pH memengaruhi efektivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme serta perubahan pH dapat membuat terjadinya denaturasi yang akan menurunkan aktivitas kerja enzim.

Suhu

Mikroorganisme memiliki suhu minimal maupun maksimal yang dapat memengaruhi optimalitas pertumbuhannya. Jika pada suhu optimal, mikroorganisme akan berkembang dengan sangat baik dan dapat mempercepat proses fermentasi. Kecepatan suatu reaksi enzimatik mikroorganisme akan meningkat sejalan dengan meningkatnya suhu.

Waktu

Variabel penting lainnya adalah waktu saat fase pertumbuhan mikroorganisme ketika proses fermentasi berlangsung serta dapat memengaruhi hasil fermentasi. Perhitungan waktu yang dibutuhkan untuk proses fermentasi bergantung dari jenis substrat, suhu, pH serta mikroorganisme yang digunakan.

Beberapa penelitian menunjukkan, bahwa lama fermentasi akan memengaruhi karakteristik minimum pada fermentasi asam laktat. Waktu fermenta asam laktat yang terlalu singkat akan menyebabkan pertumbuhan bakteri asam laktat tidak optimal menyebabkan jumlah populasinya kurang untuk dikategorikan sebagai probiotik.

Akan tetapi, jika waktu fermentasi terlalu lama akan membuat rasa yang terlalu asam dan menyebabkan penurunan jumlah populasi bakteri asam laktat karena habisnya nutrisi pada substrat dan akan terakumulasi metabolit yang bersifat toksik, misalnya etanol yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat heterofermentatif.

3 Cara Dekontaminasi Alat Laboratorium

Juli 4, 2021/0 Comments/in Artikel /by IBS

Kontaminasi alat-alat laboratorium akan selalu terjadi, meskipun telah berhati-hati dalam penggunaannya. Penggunaan bahan-bahan tertentu dapat meningkatkan risiko kontaminasi silang, kerusakan sampel, kerusakan alat bila tidak dibersihan secara berkala dengan baik dan benar sehingga dapat menghambat pekerjaan laboratorium. Untuk itu, protokol pembersihan alat atau dekontaminasi alat laboratorium akan bergantung berdasarkan jenis kontaminasi dan bagaimana alat itu digunakan. Prinsip pembersihan perlu dipastikan bahwa bahan kimia atau metode pembersihannya tidak akan mengganggu eksperimen penggunaan peralatan di masa mendatang.

Pembersihan awal yang dapat dilakukan untuk menangani peralatan laboratorium hampir sama untuk semua jenis kontaminasi, yaitu dengan membersihkan menggunakan sabun dan air mengalir sebagai pembersihan dasar, kemudian diperlukan sikat halus untuk menghilangkan beberapa residu, lalu bisa dibilas kembali menggunakan aquadest untuk menghilangkan semua sisa sabun.

Dekontaminasi adalah proses menetralisir kontaminasi atau menghilangkan kontaminan yang terdapat pada peralatan. Metode melakukan dekontaminasi alat laboratorium bisa dilakukan dengan cara pembersihan (cleaning), desinfeksi dan sterilisasi.

Pembersihan (cleaning)

Pembersihan menyeluruh merupakan hal penting yang harus diperhatikan sebelum melakukan disinfeksi dan sterilisasi. Hal ini dikarenakan, material organik dan anorganik dapat mengganggu proses disinfeksi dan sterilisasi bila tidak dibersihkan dengan benar. Pembersihan adalah proses menghilangkan noda atau kotoran organik maupun anorganik yang terlihat di peralatan laboratorium. Pembersihan biasanya, dilakukan secara manual (mekanik) dengan menggunakan air dengan deterjen atau produk enzimatik.

Disinfeksi

Disinfeksi adalah proses penghancuran, penghilangan atau pengurangan sejumlah patogen, tetapi beberapa virus dan spora bakteri mungkin masih bisa bertahan pada proses disinfeksi. Berikut metode disinfeksi yang kerap digunakan.

Menggunakan disinfektan kimia, seperti Alcohol, klorin dan campurannya, formaldehid lutaraldehid, hidrogen peroksi, iodophors, ortho-phthalaldehyde (OPA), asam perasetat, asam perasetat dan hydrogen peroksida, fenolik, dan campuran ammonium quaternary
Penggunaan aneka macam agen penginaktifasi, yaitu germisida, radiasi ultraviolet, pasterisasi, flushing, dan pencuci disinfektor

Sterilisasi

Sterilisasi adalah suatu proses penghancuran seluruh kehidupan mikroorganisme. Metode melakukan sterilisasi dapat disesuaikan dengan kondisi dan hasil yang dibutuhkan. Beberapa metode sterilisasi, yakni.

1. Insinerasi

Adalah proses membakar seluruh benda yang akan di sterilisasikan menggunakan alat insenerator. Penggunaan metode ini, tidak selalu cocok karena ada beberapa peralatan yang bisa digunakan kembali setelah dilakukan sterilisasi.

2. Autoclave

Merupakan alat yang digunakan untuk membunuh mikrooranisme patogen dengan menggunakan uap (steam) dan tekanan. Suhu dalam autoclave bisa mencapai lebih dari 100° celcius pada tekanan atmosferik yang cukup untuk membunuh endospora.

3. Ethylene Oxide

Digunakan untuk sterilisasi benda yang tidak bisa tahan dengan suhu tinggi seperti plastik. Ethylene oxide merupakan gas yang dapat mempenetrasi sell, menjangkau DNA dari mikroorganisme dan membunuhnya dengan proses alkilasi. Tetapi penggunaannya sangat berbahaya untuk manusia karena zat tersebut mudah meledak.

4. Uap hidrogen peroksida atau plasma.

Plasma dapat diproduksi dari aplikasi energi microwave ke molekul gas hidrogen peroksida, yang mengandung anion, cation dan hidroksil. Zat tersebut, dapat mempenetrasi instrument dengan baik dan melakukan sterilisasi dengan baik. Plasma dapat melakukan sterilisasi dalam jangka waktu yang singkat (50 menit) dan tidak menghasilkan sisi toksik untuk manusia, tetapi penggunaan metode ini memerlukan biaya yang tinggi.

5 Manfaat Aplikasi PCR

Juli 3, 2021/0 Comments/in Artikel /by IBS

PCR (Polymerase Chain Reaction) adalah metode perbanyakan (amplifikasi) fragmen DNA secara in vitro dengan bantuan enzim polimerase. Teknik PCR sangat membantu dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya yang berkaitan dengan DNA rekombinan atau rekayasa genetik. Hal ini dikarenakan, dapat menyalin segmen DNA hingga jutaan kali dalam waktu yang relatif singkat. Selain untuk perbanyakaan DNA, aplikasi PCR sekarang sudah jauh mengalami perkembangan mengikuti kebutuhan akan analisis berdasarkan kasus yang sedang terjadi. Berikut adalah aplikasi dari teknik PCR.

Aplikasi PCR untuk Bidang Kedokteran

Aplikasi PCR di bidang kedokteran, misalnya untuk medeteksi suatu penyakit tertentu, seperti kanker. Pengaplikasian ini, diterapkan pada analisis keragaman gen-gen bawaan pembawa penyakit, analisis mutasi gen tertentu pada pasien penderita kanker ataupun untuk deteksi penyakit sejak dini, dan mendeteksi mikroorganisme berbahaya yang titernya cukup kecil sekalipun dalam beragam sampel, misalnya virus.

Bidang Farmasi

Aplikasi PCR dalam bidang farmasi, yaitu untuk mengetahui efektivitas suatu obat melalui perhitungan jumlah kopi gen. Analisis aktivitas enzim dengan resolusi skala sel tunggal.

PCR untuk Bidang Pangan

Deteksi patogen pada makanan dilakukan agar dapat menentukan tingkat higienitas makanan, mengetahui kerusakan makanan karena mikroorganisme, mendeteksi GMO, dan mengetahui kandungan babi atau tikut (laboratorium halal).

Bidang Lingkungan dan Pertanian

Aplikasi PCR di bidang lingkungan digunakan untuk pengembangan nomor identitas spesifik (ID) dalam mengelola plasma nutfah yang sangat banyak di alam. Sebab, adanya perbedaan nama untuk suatu tanaman dengan karakter morfologi yang sama.

Pengaplikasian ini, dapat dimanfaatkan untuk pemuliaan tanaman, analisis keragaman genetik dengan SSR. Pun, digunakan untuk proses seleksi galur menggunakan penanda molekuler (Marker Assisted Selection).

Bidang Research dan Teknologi

Pemanfaatan PCR lainnya dalam bidang research yang semakin berkembang, antara lain dalam Next Generation Sequencing (NGS), identifikasi identitas (sidik jari, forensik), mengetahui kekerabatan antar species dalam ilmu evolusi, mengetahui dan melacak migrasi hewan, menentukan jenis kelamin (sex determination).

Semakin maju ilmu pengetahuan maka teknologi pun akan semakin berkembang begitupun peng-aplikasian dari suatu bioteknologi akan semakin berkembang untuk memenuhi kebutuhan manusia.

Apa yang Dimaksud Teknik Kriopreservasi?

Juli 2, 2021/0 Comments/in Artikel /by IBS

Pelestarian organisme atau penyimpan secara in vitro memiliki beberapa teknik, yakni penyimpanan jangka pendek, dan panjang. Penyimpanan ini, menggunakan metode atau teknik kriopreservasi.

Teknik kriopreservasi merupakan teknik penyimpanan pada suhu yang sangat rendah yaitu di -196° C dalam nitrogen cair. Teknik ini, dapat digunakan untuk penyimpanan sel hewan, tumbuhan ataupun materi genetik lain, seperti semen.

Penggunaan suhu rendah menyebabkan terjadinya pembekuan dan mereduksi aktivitas metabolisme, tetapi tanpa mempengaruhi organel-organel di dalam sel sehingga fungsi fisiologis, biologis dan morfologis masih terjaga. Plasma nutfah yang disimpan menggunakan teknik kriopreservasi disebut sebagai base collection atau koleksi dasar dalam bank gen in vitro.

Teknik kriopreservasi dibagi menjadi dua, yakni.

Teknik Kriopreservasi Lama (Klasik)

Teknik lama disebut juga teknik pembekuan dua tahap atau teknik pembekuan lambat, di mana pembekuannya dua tahap meliputi inkubasi sel pada krioprotektan dengan total konsentrasi 1-2 M. Hal ini, menyebabkan dehidrasi moderat dan diikuti oleh pembekuan lambat, misalnya dengan kecepatan 1o C/menit hingga suhu -35o C. Lalu, pembekuan dalam nitrogen cair dan selanjutnya thawing (pelelehan). Teknik lama hanya dapat diterapkan untuk spesies tertentu.

Teknik Kriopreservasi Baru

Teknik baru didasarkan pada vitrifikasi. Vitrification (vitrifikasi) adalah fase transisi air dari bentuk cair menjadi bentuk nonkristalin atau amorf, tembus pandang (glassy) karena elevasi ekstrim dari larutan yang viskos selama pendinginan. Teknik baru dapat diterapkan pada skala spesies yang lebih luas dan jenis eksplan yang lebih banyak

Kelebihan dan Kekurangan

Teknik penyimpanan kriopreservasi memilki kelebihan dan kekurangan, kelebihannya, yaitu.

Teknik kriopreservasi tidak memerlukan tindakan subkultur yang berulang-ulang sehingga dapat lebih efektif dan efisien dalam hal waktu, tenaga, ruang, biaya
Mengurangi risiko kontaminasi serta kehilangan vigoritas karena kehabisan unsur hara yang terdapat dalam media.
Penyimpanan tahan lama hingga 20 tahun tanpa memerlukan tindakan subkultur yang berulang-ulang
Penyimpan menggunakan suhu yang sangat rendah, tidak menggunakan zat penghambat tumbuh yang memiliki resiko terjadinya perubahan genetik .

Kekurangan teknik kriopreservasi, memerlukan keterampilan khusus serta kebutuhan nitrogen cair dalam jumlah besar karena diperlukan secara kontinu atau berlanjut.

Setelah teknik ini, dilakukan, tolak ukur keberhasilannya tidak hanya ditunjukkan oleh kemampuan hidup dan regenerasi, tetapi hasil pasca kriopreservasi juga yang ditentukan oleh tingkat stabilitas genetiknya.

Mengenal Apa Itu Kultur Sel Mamalia dan Macam Sistemnya

Juli 1, 2021/0 Comments/in Artikel /by IBS

Kultur sel adalah proses pemindahan sel dari suatu jaringan dan ditumbuhkan dalam lingkungan artifisial yang mendukung pertumbuhannya. Kultur sel berkaitan dengan isolasi sel dari lingkungan aslinya (in vivo) ataupun dalam kondisi lingkungan terkontrol (in vitro).

Sel dapat diisolasi langsung dari jaringan dan didisintegrasi secara enzimatis atau mekanik sebelum dikulturkan. Selanjutnya, dapat pula diturunkan dari suatu cell line atau strain sel yang telah ada.

Kultur sel mamalia saat ini, telah berkembang, sel sel yang berasal dari epitel, darah, ovarium, otak maupun bagian organ lainnya, termasuk sel dari jaringan kanker dapat ditumbuhkan. Umumnya, teknik kultur mamalia membutuhkan media khusus dengan penambahan serum, penggunaan biosafety agar aseptis, serta Co2 inkubator untuk menumbuhkan sel nya.

Macam sistem kultur sel mamalia

Kultur sel mamalia dapat ditumbuhkan secara konvensional pada kondisi 2 dimensi (2D) atau metode 3 dimensi (3D) yang merupakan pengembangan dari kultur sel mamalia 2D.

1. Kultur sel 2 dimensi (2D)

Penggunaan metode kultur sel mamalia disesuaikan dengan karakteristik dan morfologi sel yang akan dikultur. Dua sistem kultur 2D yaitu sistem kultur 2D adheren dan kultur 2D suspensi.

Kultur sel 2D adheren (sel melekat), yaitu sel epitelia, atau sebagai kultur sel suspensi seperti halnya sel darah. Sel tumbuh kultur sel 2D adheren membentuk satu lapisan sel yang melekat pada permukaan culture flask atau culture dish, sedangkan kultur sel 2D suspensi, sel tidak melekat pada permukaan culture flask atau culture dish tetapi sel tersuspensi dalam media kultur.

Kultur 2D suspensi skala besar biasanya membutuhkan shaker untuk penggoyangan, agar sel mendapatkan aerasi secara merata. Sel yang ditumbuhkan dengan sistem 2D akan mengalami perubahan ekspresi gen, topologi dan proses biokimia.

Pun umumnya, tidak terjadi interaksi antar sel-sel dan interaksi sel dengan lingkungan ekstraselular yang menyerupai kondisi aslinya. Hal ini menyebabkan, terjadinya perubahan morfologi sel dan memengaruhi fungsi sel, misalnya kemampuan sekresi, signaling sel, dan struktur organel yang ada didalam sel itu sendiri serta sel yang tumbuh juga akan kehilangan polaritasnya yang bisa berakibat pada fenomena seperti apoptosis sel.

2. Kultur sel 3 dimensi (3D)

Sistem kultur 3D merupakan metode yang dikembangkan dari kultur 2D yang dirasa memiliki beberapa kekurangan. Kultur sel 3D memiliki kemiripan lebih tinggi dengan kondisi alamiah dari sel jika dibandingkan dengan metode kultur sel 2D.

Meskipun sampai saat ini, kultur 2D lebih banyak digunakan untuk kultur sel secara rutin dan sebagian besar kultur sel yang digunakan dalam penemuan obat adalah sel monolayer 2D. Namun demikian, kultur 2D tidak selalu mencerminkan sel-sel lingkungan mikro yang kompleks yang ditemui dalam suatu jaringan.

Dengan demikian, teknik kultur sel 3D lebih dapat menggambarkan kondisi jaringan dan mikroarsitektur dari organ spesifik yang sebenarnya dan sudah banyak digunakan untuk pengujian in vitro. Tetapi, kekurangan kultur 3D adalah teknik yang lebih rumit serta biaya yang lebih mahal.

Manfaat kultur sel mamalia

Kultur sel mamalia sangat besar manfaatnya pada penelitian secara in vitro, karena seluruh penelitian yang menggunakan sel harus melakukan kultur sel terlebih dahulu.
Kultur sel mamalia dapat digunakan untuk studi metabolisme manusia dan fisiologi manusia, karena ada beberapa studi yang tidak mudah dilakukan secara in vivo, maka dapat dilakukan secara in vitro dengan menggunakan kultur sel mamalia
Sel dari jaringan atau organ tertentu dapat digunakan untuk penelitian maupun diagnosis, terutama pada infeksi virus.
Sudah banyak sekali penemuan obat yang berhasil ditemukan dengan metode kultur sel.
Dibandingkan dengan model hewan yang mahal, pengujian menggunakan sel yang dikultur lebih sederhana, cepat dan hemat biaya serta serbaguna dan mudah direproduksi.