Pemanfaatan bakteri dalam industri dan pertanian meliputi produksi enzim, probiotik, PGPR, dan biokontrol. Bakteri dapat memproduksi enzim intraseluler dan ekstraseluler untuk digunakan dalam industri makanan. Probiotik seperti Lactobacillus dan Bifidobacterium dapat mempengaruhi keseimbangan mikrobiota usus. PGPR seperti Pseudomonas dan Trichoderma dapat merangsang pertumbuhan tanaman dan melindunginya dari patogen. Bak

1. PEMANFAATAN BAKTERI DALAM
INDUSTRI DAN PERTANIAN
KULIAH 14
Dr. Nadya Farah, S.Si., M.Si.
FMIPAM Universitas Pertahanan RI

2. BAKTERI, INDUSTRI DAN PERTANIAN
PRODUKSI
ENZIM
PROBIOTIK PGPR BIOKONTROL

3. Produksi Enzim
❑ Bakteri mensekresikan enzim secara intraseluler maupun ekstraseluler
❑ Enzim intraseluler → endoenzim; aktif dan digunakan di dalam sel; mayoritas
❑ Enzim ekstraseluler → eksoenzim; aktif dan digunakan di luar sel; minoritas

4. PRODUKSI ENZIM DALAM INDUSTRI MAKANAN
Food Technol. Biotechnol. 56 (1) 16-30 (2018)

5. Food Technol. Biotechnol. 56 (1) 16-30 (2018)
PRODUKSI ENZIM DALAM INDUSTRI MAKANAN

6. https://doi.org/10.1016/j.tim.2019.03.008

7. https://doi.org/10.1186/s12934-020-01436-8
Bacillus subtilis dan
pemanfaatannya

8. https://doi.org/10.1016/j.tim.2019.03.008
Bacillus subtilis dan
pemanfaatannya

9. doi:10.1038/nm.4142
MICROBIOM
Mikrobioma adalah
komunitas
mikroorganisme yang
biasanya dapat
ditemukan hidup
bersama di habitat
tertentu
Mikrobiom =
Mikrobiota

10. https://doi.org/10.1038/s41392-022-00974-4
MIKROBIOTA DALAM
TUBUH
❑ Mikrobiota hidup bersama
dengan manusia di berbagai
organ tubuh
❑ Mikrobiota membantu dalam
proses yang terjadi dalam
tubuh sesuai dengan lokasi
tumbuhnya → sekresi enzim,
proteksi dengan pH rendah,
fermentasi makanan, dll

11. MIKROBIOTA DALAM
TUBUH

12. MIKROBIOTA USUS
❑ Mikrobiota usus berada dalam
konsentrasi tertentu sehingga
menyebabkan keseimbangan
jumlah mikroba dalam usus
❑ Mikrobiota usus berperan
penting dalam metabolisme
energi inang
❑ Jika konsentrasinya tidak
seimbang menyebabkan
disbiosis
❑ Disbiosis pada mikrobiota usus
jika jumlahnya berlebih bisa
menyebabkan obesitas, jika
kekurangan menyebabkan
stunting (tubuh pendek/kerdil)

13. Mikrobiota dan Kasus Stunting
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245399

14. Mikrobiota dan Kasus Stunting
❑ Studi dilakukan terhadap 78
anak yang stunting dan 53 anak
dengan nutrisi normal dari
Pandeglang and Sumedang
dengan rentang usia 3-5 tahun

15. Mikrobiota dan Kasus Stunting
❑ Pada anak-anak stunting, konsumsi makronutrisinya rendah dengan hilangnya energi dalam bentuk asam
lemak rantai pendek
❑ Pada anak stunting, kelimpahan relatif Bacteroidetes lebih rendah dibanding anak yang normal, sementara
Firmicutes lebih tinggi
❑ Filum Bacteriodetes dan Firmicutes merupakan yang terbesar dari microbiota usus (90-91%)
❑ Pada level genus, Prevotella 9 merupakan yang paling banyak (rata-rata 27%), dan lebih rendah secara
signifikan pada anak stunting dibandingkan normal
❑ Tiga belas genus lainnya secara signifikan berbeda antara anak stunting dan normal dengan beberapa
berada dalam kelimpahan yang rendah dan hanya ada pada beberapa anak saja

16. Mikrobiota dan Kasus Stunting
❑ Prevotella 9 merupakan genus yang
paling berlimpah dalam microbiota
usus anak-anak.
❑ Prevotella 9 berkaitan positif dengan
ketinggian dan berat.
❑ Pada anak stunting, Prevotella 9 lebih
rendah secara signifikan dibanding
normal.
❑ Kelimpahan ini berkaitan dengan
konsumsi serat (yang rendah pada
anak stunting)
❑ Karena serat difermentasi oleh
microbiota usus menjadi asam lemak
rantai pendek yang merupakan
sumber energi, maka meningkatkan
proporsi Pevotella 9 pada anak
stunting akan memberikan manfaat
terhadap anak tsb.

17. PROBIOTIK
❑ Menurut Crawford (1979),
probiotik didefinisikan sebagai
organisme yang memberikan
kontribusi terhadap keseimbangan
mikroba dalam usus.
❑ Fuller (1992) menyatakan bahwa
probiotik akan efektif bila mampu
bertahan dengan baik dalam
beberapa kondisi lingkungan dan
tetap hidup dalam beberapa bentuk
kemasan.
❑ Probiotik merupakan
mikroorganisme, yang dikonsumsi
dalam kondisi hidup dengan jumlah
cukup, serta mampu berkembang
biak dalam saluran pencernaan dan
membawa manfaat bagi kesehatan
(FAO/WHO, 2001, 2002).
doi:10.3390/microorganisms7030083

18. PEMBUATAN PROBIOTIK
• Lactobacillus
• Bifidobacterium
• Bacillus
• Streptococcus
Pemilihan
Strain
Formulasi
Media
Fermentasi Sentrifugasi Pencampuran
dan Pembotolan

19. doi:10.3390/microorganisms7030083
PEMBUATAN PROBIOTIK

20. Plant Growth Promoting Rhizobacteria
(PGPR)
❑ Rhizosfer → habitat yang kaya nutrisi dan
tempat hidup berbagai bakteri dan jamur
yang masing-masing dapat bersifat netral,
menguntungkan atau merugikan bagi
tanaman
❑ Beberapa dari organisme ini dapat
meningkatkan pertumbuhan tanaman
dengan mekanisme yang berbeda
❑ Sebagai contoh:
Pseudomonas fluorescens dan Trichoderma →
mampu merangsang pertumbuhan tanaman
dan melindungi tanaman dari infeksi
pathogen
❑ Rhizosfer akan dikolonisasi oleh PGPR
(plant growth promoting rhizobacteria) dan
PGPF (plant growth promoting fungi)
doi:10.1038/nrmicro3109

21. Komposisi Bakteri
dalam Rhizosfer
doi:10.1038/nrmicro3109

22. Rhizobakteri
❑ Bakteri yang hidup
di sekitar perakaran
(rhizosfer) tanaman
❑ Bakteri ini hidupnya
secara berkoloni
menyelimuti akar
tanaman →
memberikan
berbagai manfaat
untuk tanaman
https://doi.org/10.3390/biology10060475

23. Rhizobakteri berada
dalam bentuk
konsorsium dengan
mikroba lain →
membentuk suatu
sistem fungsi
https://www.wikiwand.com/en/Rhizosphere
Rhizobakteri

24. Asal mula PGPR
❑Awal mula diteliti oleh peneliti asal Amerika Bernama Kloepper dan
Scroth di pertengahan tahun 1982
❑ Hasilnya menunjukkan bahwa bakteri tanah yang hidup di area
perakaran tanaman yang diinokulasikan ke dalam benih dapat
meningkatkan pertumbuhan tanaman
❑Sejak itu PGPR mengalami perkembangan yang sangat cepat
❑Bagi tanaman, keberadaan bakteri ini akan memberi keuntungan
dalam proses fisiologis tanaman dan pertumbuhannya

25. Pengaruh PGPR
❑ PGPR sangat menguntungkan bagi tanaman baik secara langsung
maupun tak langsung
❑ Pengaruh Langsung:
PGPR mampu menyediakan dan memfasilitasi penyerapan berbagai
unsur hara dalam tanah serta mensintesis dan mengubah konsentrasi
fitohormon untuk memacu pertumbuhan
❑ Pengaruh tak langsung:
PGPR mampu menekan aktivitas pathogen dengan menghasilkan
berbagai senyawa atau metabolit seperti antibiotik

26. Karakter Fisiokimia PGPR
❑ Rhizobakteri → bakteri
yang hidup bebas;
beberapa ada yang hidup
dalam jaringan tanaman
❑ Bakteri ini dapat digunakan
pada bibit atau tanaman
dan dapat melindungi,
meningkatkan
pertumbuhan tanaman
atau mengurangi
kerusakan karena serangan
pathogen

27. ❑ Beberapa kelompok bakteri yang banyak digunakan dalam pengujian
PGPR antara lain: Pseudomonas,Azospirilum,Azotobacter, Klebsiella,
Enterobacter,Alcaligens,Arthrobacter, Burkholderia, Bacillus dan Serratia
❑ PGPR dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dengan cara
melepaskan metabolit sekunder dan memfasilitasi ketersediaan dan
serapan nutrisi tertentu dari lingkungan akar
❑ Namun, interaksi antara PGPR dan tanaman dapat menjadi tak stabil
→ hasil yang baik pada uji in vitro bisa tidak sama dengan pengujian di
lapangan
Karakter Fisiokimia PGPR

28. Aplikasi PGPR
❑Diberikan ke tanah
❑Ke benih dengan cara seed
coating atau perendaman
❑Ke akar dengan cara
perendaman

29. Bakteri Sebagai
Agen Biokontrol
doi : 10.14429/dlsj.4.14966

30. Bakteri Sebagai Agen Biokontrol
❑ Kemampuan bakteri bersaing untuk mendapatkan zat makanan, atau
karena hasil-hasil metabolit seperti siderofor, hydrogen sianida,
antibiotik, atau enzim ekstraseluler yang bersifat antagonis melawan
pathogen.
❑ Contoh: Pseudomonas sp. dapat menghasilkan siderofor dan menekan
serangan penyakit yang disebabkan oleh Fusarium oxysporum dan
penyakit akar yang disebabkan oleh Gaeumannomyces graminis

31. Bakteri Sebagai Agen Biokontrol
African Journal of BiotechnologyVol. 5 (2), pp. 54-72 (2006)

32. Cara Kerja Agen
Biokontrol
https://doi.org/10.3390/plants10020210

33. doi: 10.3389/fmicb.2020.01619
Cara Kerja
Agen
Biokontrol