Peranan bakteri, jamur, dan khamir, di bidang industri farmasi

Nama             : Dhini Aulia Phasa

NIM                 : M0311020

Jurusan         : Kimia_FMIPA

Makul             : Biologi Umum

Soal!

1.    Jelaskan bagaimana peranan bakteri, jamur, dan khamir, di bidang industri farmasi?

Jawab:

Bakteri dan fungi termasuk dalam jemis mikroorganisme, karena berukuran kecil. Sebenarnya, jamur juga ada yang berukuran makro, tetapi jamur yang akan dibahas kali ini adalah jamur yang berukuran mikroskopis. Mikroorganisme atau yang lebih kita kenal dengan sebutan mikroba, bisa membawa dampak baik maupun dampak buruk buat manusia. Manusia lebih mengenal mikroba sebagai pembawa penyakit (pathogen), tetapi sebenarnya tidak semua mikroba bersifat pathogen, sebagian besar mikroba malah menguntungkan.

Ilmu-ilmu terapan tentang mikrobiologi yang meneliti tentang keuntungan-keuntungan mikroba semakin berkembang. Tidak terkecuali di bidang farmasi. Ahli farmasi telah memanfaatkan mikroba-mikroba yang menguntungkan untuk membantu menusia dalam bidang kesehatan, khususnya di bidang farmasi (obat-obatan).

·         Peran bakteri di bidang industri farmasi

Bakteri merupakan mikroorganisme yang berukuran sangat kecil. Seperti yang telah dijelaskan di atas, bakteri ada yang bersifat patogen dan non-patogen. Bakteri yang bersifat pathogen yaitu bakteri yang berbahaya karena pembawa penyakit. Tapi tentunya tidak semua bakteri bersifat pathogen, hanya sebagian kecil. Sedangkan yang lain bersifat non-patogen atau menguntungkan. Bakteri inilah yang kita menfaatkan dalam bidang farmasi untuk pembuatan obat. Tetapi, bakteri pathogen juga bisa menguntungkan jika kita tahu cara memanfaatkannya. Misalnya pembuatan antibiotik. Berikut adalah contoh-contoh bakteri yang berperan di bidang industry farmasi.

·         Streptomyces griceus, menghasilkan antibiotik streptomisin (membunuh bakteri penyebab TBC).

·         Streptomvces aureofaciens, menghasilkan antibiotik aureomisin.

·         Streptomyces olivaceus, untuk menghasilkan sianokobalamin vitamin B12.

·         Clostridium acetobutylicum, menghasilkan aseton dan butanol.

·         Xanthomonas campestris, menghasilkan polisakarida.

·         cetobacter aceti, digunakan untuk membuat asam cuka.

·         Leucanostoc masenteroides, menghasilkan dekstran.

·         Lactobacillus delbruecki, penghasil asam laktat.

·         Peran jamur di bidang industri farmasi

Jamur juga memiliki peran yang besar di bidang industri farmasi. Walaupun sebagian besar jamur bersifat toxic (racun), tetapi ada juga jamur yang bisa digunakan sebagai obat. Salah satunya adalah Ganoderma yang diyakini dapat menyembuhkan segala macam penyakit. Ekstrak miselium Ganoderma yang berkhasiat anti tumor juga diyakini dapat menghambat infeksi HIV pada sel-sel manusia yang dibiakkan.

·         Peran khamir di bidang industri farmasi

Peranan khamir di bidang industri farmasi juga tidak kalah pentingnya. Khamir dapat melakukan proses fermentasi gula. Kemampuan khamir memfermentasi gula ditentukan oleh adanya system transport untuk gula dan system enzim yang dapat menghidrolisis gula dengan akseptor elektron alternatif selain oksigen, pada kondisi anaerob fakultatif.

Penggunaan bakteri, jamur, dan khamir dalam kehidupan kita sehari-hari bukanlah hal yang baru. Terlebih di jaman modern dengan sains dan teknologi yang telah maju, perkembangan menciptakan inovasi-inovasi baru gencar dilakukan, berbagai penemuan-penemuanpun terungkap. Begitu pula dalam bidang kesehatan dan farmasi. Banyak penelitian dilakukan untuk menemukan obat-obatan baru yang bisa membantu manusia melawan berbagai jenis penyakit yang terus berkembang.  Dibawah ini adalah beberapa contoh, produk farmasi yang dihasilkan oleh bakteri, jamur, atau khamir.

1.    Produk antibiotic

Produksi antibiotik biasanya dilakukan dalam jumlah besar pada tangki fermentasi. Sebagai contoh Penicillium chrysogenum. Mula-mula suspensi spora P. chrysogenum ditumbuhkan dalam larutan media bernutrisi. Kultur diinkubasi selama 24 jam pada temperatur 24 °C setelah itu ditransfer ke tangki inokulum. Tangki inokulum digojlok teratur untuk mendapatkan aerasi yang baik selama satu hingga dua hari.

Pada proses produksi penisilin, media bernutrisi yang mengandung gula asam fenilasetat ditambahkan ke secara kontinu. Untuk membuat penisilin semisintetik, penisilin G dicampur dengan bakteri yang mensekresi enzim asilase. Enzim ini akan melepas gugus benzil dari penisilin G lalu mengubahnya menjadi 6-aminopebicillanic acid (6-APA).

Hal yang sama juga terjadi pada sefalosporin C yang diperoduksi oleh cephalosporium acremonium. Molekul sepalosporin C dapat ditranspormasi dengan melepas rantai samping α-aminodipic acid dan menambahkan gugus baru yang memiliki kisaran antibakteri yang lebih luas.

Strain streptomyces griseus dan Actinomycetes lainnya menghasilkan streptomisin dan juga antibiotik lainnya. Spora S. Griseus diinokulasi kedalam media untuk mendapatkan kultur pertumbuhan dengan biomassa miselia yang tinggi sebelum dimasukkan kedalam tangki inokulum. Media dasar untuk praduksi streptomisin mengandung pati kedelai sebagai sumber nitrogen, glukosa sebagai sumber karbon, dan NaCl. Temperatur optimum untuk proses fermentasi ini berkisar pada 28°C, dengan kecepatan pengadukan dan aerasi yang tinggi diperlukan untuk mendapatkan produksi streptomisin yang maksimal. Proses fermentasi berlangsung sekitar 10 hari dengan jumlah streptomisin yang dipanen berkisar 1g/L.

2.    Produksi steroid

Homon steroid memiliki peranan yang sangat penting dalam dunia kesehatan. Misalnya kortison dan steroid lain (yang serupa) diketahui dapat digunakan untuk mengobati gejala yang berhubungan dengan alergi dan berbagai respons inflamasi oral dan untuk mengobati ketidak seimbangan homonal.

Sintesis steroid seperti kotison sangat mahal, karena proses pembuatannya secara kimiawi sangat susah dan panjang. Kesulitan utama pada sintesis kortison adalah introduksi atom oksigen pada cincin steroid nomor 11. Tetapi, hal ini dapat diatasi dengan pemanfaatan mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme untuk mengganti proses kimiawi ini dikenal dengan istilah biokomversi.

Fungi Rhizopuz arrhizus menghidroksilasi progesteron membentuk steroid koteksolon untuk membentuk hidrokortison dengan mengintroduksi oksigen pada posisi nomor 11. Bentuk tranformasi lain dari inti steroid dilakukan oleh mikroorganosme melalui proses hidrogenasi, dihidrogenasi, epoksidasi, dan penambahan serta penghilangan rantai samping. Penggunaan mikroorganisme pada produksi kortison dapat menurunkan biaya produksi.

3.    Produksi vitamin dan asam amino

Vitamin merupakan nutrisi esensial bagi manusia. Ada beberapa vitamin yang dapat diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, dan digunakan sebagai suplemen makanan. Misalnya vitamin B₁₂ dapat diproduksi sebagai produk sampingan pada fermentasi antibiotik oleh Streptomyces. Vitamin B₁₂ juga diperoleh dari fermentasi Propionibacteriaum shermanii atau Paracoccus denitrificans.

Riboflavin dapat dihasilkan dari fermentasi berbagai macam mikrooganisme, misalnya bakteri Clostridium dan fungi Eremothecium ashbyi atau Ashbya gossypii.

Sebagai manusia tentunya kita tidak terlepas dari kebutuhan kita akan asam amino, termasuk lisin. Konsentrasi lisin dalam padi-padian tidak cukup banyak untuk memenuhi kebutuhan nutrisi manusia. Lisin diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, sehingga dapat digunakan sebagai suplemen makanan bagi manusia dan sebagai bahan tambahan pada sereal. Metionin juga diproduksi melalui sintesis kimia dan digunakan sebagai suplemen makanan.

Produksi lisin dari karbohidrat menggunakan Corynebactrerium glutamicum, suatu auksotrof yang memerlukan homoserin. Cane molasses umumnya digunakan sebagai substrat, dan pH dijaga agar tetap netral dengan menambahakan amonia atau urea. Pada saat gula dimetabolisme, lisin akan tetap terakumulasi pada media dan sintesis homoserin dihambat pada tahap homoserin dihidrogenase.

4.    Produksi asam organik

Beberapa asam organik dihasilkan melalui fermentasi mikroorganisme. Asam glukonat dapat diproduksi oleh berbagai bakteri termasuk spesies acetobater dan fungsi seperti penisilium dan aspergillus. Aspergillus neger mengoksidasi glukosa menjadi asam glukonat dalam reaksi enzimatik tunggal oleh enzim glukosa  oksidase. Berikut adalah beberapa kegunaan asam glukonat di bidang farmasi:

·         Kalsium glukonat digunakan sebagai produk farmasi untuk menyuplai kalsium dalam tubuh.

·         Ferrous glukonate digunakan sebagai asupan besi untuk mengobati anemia.

·         Asam sitrat diproduksi oleh aspergillusniger dengan molases sebagai substrat fermentasinya.

5.    Produksi protein manusia

Untuk memenuhi kebutuhan protein manusia, bidang farmasi memanfaatkan mikroorganisme untuk membuat protein sintesis dengan metode rekayasa genetik. Melalui tehnik rekombinasi DNA, sekuens DNA manusia yang mengkode berbagai protein dapat digabungkan dengan genum bakteri, dan dengan menumbuhkan bakteri rekonbioanan dalam fermentor, maka protein manusia dapat diproduksi secara komersial.

Insulin merupakan indicator yang mutlak diperlukan oleh manusia. Insulin merupakan hormon polipeptida yang dihasikan oleh pulau-pulau langerhans dipankreas yang berfungsi mengatur metabolisme karbohidrat.dalam makanan dikomfersi menjadi glukosa monosakarida, karbohidrat pokok dalam darah.