Proses Pembuatan Biosurfactant dari Pseudomonas aeruginosa

Kelompok VIIbnu MaulanaFhani MelianaNurul AzizahClarissa AdhyatmanNindya SulistyaniTiara Febriani

Deskripsi Sel : Pseudomonas Aeruginosa

Klasifikasi Sel Kingdom : Bacteria Phylum : Proteobacteria Class : Gamma Proteobacteria Order : Pseudomonadales Family : Pseudomonadaceae Genus : Pseudomonas Species : Pseudomonas aeruginosa

Deskripsi Sel Bertumbuh baik pada suhu 37-42 oC Oksidase positif, non-fermenter, mengoksidasi

glukosa Menghasilkan satu atau lebih pigmen, dihasilkan

dari asam amino aromatik (tirosin dan fenilalain): piosianin (biru) pioverdin (kuning) piorubin (merah) piomelanin (coklat)

Menghasilkan berbagai jenis koloni yang masing-masing memiliki aktivitas biokimia dan enzimatik yang berbeda, juga kepekaan antimikroba yang berbeda

Tahapan Pembuatan Biosurfactant dari Pseudomonas aeruginosa

Terdapat tiga cara transpor hidrokarbon ke dalam sel bakteri secara umum yaitu :

Interaksi sel dengan hidrokarbon yang terlarut dalam fase air.

Kontak langsung (perlekatan) sel dengan permukaan tetesan hidrokarbon yang lebih

besar daripada sel mikroba.

Interaksi sel dengan tetesan hidrokarbon yang telah teremulsi atau tersolubilisasi

oleh bakteri.

 

Mekanisme degradasi hidrokarbon di dalam sel bakteri Pseudomonas

Langkah pendegradasian hidrokarbon alifatik jenuh oleh Pseudomonas sp. meliputi oksidasi molekuler (O2) sebagai sumber reaktan dan penggabungan satu atom oksigen ke dalam hidrokarbon teroksidasi.Hidrokarbon Alifatik

Metabolisme senyawa ini oleh bakteri diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atau senyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini. Kedua senyawa ini selanjutnya didegradasi oleh enzim katekol 2,3-dioksigenase menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs (siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat.

Hidrokarbon Aromatik

Biosintesis Rhamnolipid P. aeruginosa memproduksi 2 jenis

utama rhamnolipid pada kultur cair, yaitu monorhamnolipid, rhamnosyl-β-hydroxydecanoyl-β-hydroxydecanoate (Rha-C10-C10) dan dirhamnolipid, rhamnosyl-rhamnosyl-β-hydroxydecanoyl-β-hydroxydecanoate (Rha-Rha-C10-C10)

Biosintesis Rhamnolipid melalui 3 reaksi berurutan

Biosintesis Rhamnolipid Pembentukan rhamnolipid oleh Pseudomonas

aeruginosa terjadi di bawah pembatasan konsentrasi nitrogen dan besi selama fase akhir eksponensial dan stasioner pertumbuhan. Sebuah lokus yang berisi gen rhlR dan rhlI tandem terorganisir telah diidentifikasi hilir gen rhlAB dan pada akhirnya diperlukan untuk ekspresi mereka. Protein RhIR 28-kDa milik LuxR aktivator transkripsi. Kegiatannya dimediasi dalam sel tergantung mekanisme oleh lakton homoserine N-asil, yang diproduksi oleh RhlI autoinducer sintetase.

Biosintesis Rhamnolipid Tahap 1: RhIA mengkatalis sintesis asam

lemak dimer dari rhamnolipid dan membebaskan 3-(3-hydroxyalkanoyloxy) alkanoic acid (HAA)

Rhamnosyltransferases RhlB dan RhlC mengkatalisis transfer dTDP - l - rhamnose dan juga untuk HAA

Dihasilkan monorhamnolipid dan dikatalis oleh Rhamnosyltransferases RhlC menjadi dirhamnolipids.

Struktur kimia Rhamnolipid

Siklus Biosintesis Rhamnolipid

Media dan Kondisi Pertumbuhan Medium pertumbuhan yang digunakan ada 3 macam,

berupa medium dasar air laut sintetis dengan substrat 20 g/l glukosa dan 0,5 g/l ekstrak yeast (medium I), 20 g/l heksadekan (medium II), dan 20 g/l pelumas (medium III).

Komposisi air laut sintetis (Gilewicz et al., 1997) adalah NaCl (11,7 g/l), NH4Cl (3,00 g/l), KCl (0,75 g/l), Tris (4,00 g/l), MgSO4 (7,85 g/l), CaCl2 (1,47 g/l), FeSO4 (0,10 mM), dan K2HPO4 (0,33 mM). pH medium dibuat 7,00. Inokulum yang digunakan adalah bakteri Pseudomonas sp. yang ditumbuhkan dalam medium Nutrien Broth (NB) dan diinkubasi pada shaker incubator dengan kecepatan 90 rpm/menit selama 24 jam pada suhu 30 °C. Selanjutnya dilakukan penanaman bakteri dari kultur NB ke dalam prekultur bakteri.

Prekultur&Kultur BakteriKultur Bakteri

Prekultur dibuat dalam Erlenmeyer berukuran 100 ml yang berisi 25 ml medium pertumbuhan. Pseudomonas sp. ditumbuhkan masing masing ke dalam medium I, medium II dan medium III yang telah disterilkan dengan autoclave pada suhu 121oC selama 20 menit. Selanjutnya diinkubasi pada shaker incubator pada suhu 30 °C.

Prekultur Bakteri

Komposisi medium kultur sama dengan medium prekultur, namun dibuat dalam Erlenmeyer berukuran 500 ml yang berisi 150 ml medium pertumbuhan. Prekultur dimasukkan ke dalam kultur bakteri sebanyak 2% dari volume kultur (Optical Density/OD = 0,5 dengan λ = 610 nm), selanjutnya diinkubasi pada shaker incubator pada suhu 30 °C, sehingga didapatkan kurva pertumbuhan. Produksi biosurfaktan diukur pada fase stasioner. Kultur dibuat duplo, satu Erlenmeyer untuk uji produksi biosurfaktan, sedang lainnya untuk pembuatan kurva pertumbuhan bakteri

Deskripsi Produk

Rhamnolipid Biosurfactanct Campuran dari dua molekul rhamnolipid

yang terstruktur dan berhubungan Bahan aktif difermentasikan dengan

proses fermentasi aerobik dari bakteri Pseudomonas aeruginosa yang berasal dari tanah

Molekul rhamnolipid yang digunakan merupakan glikolipid yang simpel dengan buntut yang terbuat dari asam lemak dengan satu atau dua cincin rhamnose pada akhir carboxyl dari asam lemak

Biosurfactant Biosurfaktan merupakan surfaktan yang disintesis

oleh mikroorganisme, terutama jika mereka ditumbuhkan pada substrat yang tidak larut dalam air.

Biosurfaktan merupakan senyawa yang dihasilkan oleh mikroba sebagai metabolit sekunder. Tidak seperti surfaktan berbahan dasar minyak yang diklasifikasikan berdasarkan grup polar naturalnya, biosurfaktan dikategorikan berdasarkan struktur kimia dan bakteri penghasilnya.

Pada umumnya, struktur kimiawi biosurfaktan terdiri atas gugus hidrofilik yang mengandung asam amino atau anion dan kation peptida, mono-, di-, atau polisakarida; dan gugus hidrofobik yang mengandung asam lemak jenuh dan tak jenuh.

Biosurfactant Untuk Pseudomonas aeruginosa sendiri

menghasilkan Rhamnolipid yang merupakan jenis glikolipid yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antar permukaan.

Berdasarkan struktur kimianya, biosurfaktan diklasifikasikan sebagai : glikolipid lipopeptida atau lipoprotein asam lemak fosfolipid, biosurfaktan polimerik biosurfaktan partikulat.

Peranan BiosurfaktanKeuntungan penggunaan Biosurfaktan dibanding penggunaan surfaktan sintesis: Biodegradabilitas Ketoksikan rendah, mudah dicerna, dan

biocompatabilitas sehingga dapat digunakan di dalam kosmetik, farmasi, dan bahan tambahan makanan yang fungsional

Ketersediaan bahan baku : biosurfaktan dapat diprosuksi dari bahan baku yang murah dan tersedia dalam jumlah besar.

Bernilai ekonomis Digunakan dalam control lingkungan : kendali ceceran

minyak, menangani industry emulsi-emulsi, biodegradasi, dan detoksifikasi efluen industry dan di dalam bioremediasi lahan tercemar.

THANK YOU