TUGAS BIOTEKNOLOGI

Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi adalah suatu teknik modern untuk mengubah bahan mentah melalui transformasi biologi sehingga menjadi produk yang berguna.  Supriatna (1992 ) memberi batasan tentang arti bioteknologi secara lebih lengkap, yakni: pemanfaatan prinsip–prinsip ilmiah dan kerekayasaan terhadap organisme, sistem atau proses biologis untuk menghasilkan dan atau meningkatkan potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia.

Ciri utama bioteknologi:

1.               Adanya Ben biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan

2.              Adanya pendayagunsan secara teknologi dan industri

3.              Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian

CONTOH-CONTOH PENERAPAN ILMU BIOTEKNOLOGI

1. Antibodi Monoklonal

adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel b sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel b Limpa dan sel mieloma) yang dikultur.

Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan

2.Terapi Gen

adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal

3. Antibiotik

Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum.

- Penicillium chrysogenum Þ memperbaiki penisilin yang sudah ada.
.......................................Dilakukan dengan mutasi secara .......................................iradiasi ultra violet dan sinar X.
- Cephalospurium ..................Þ penisilin N.
- Cephalosporium ..................Þ sefalospurin C.
- Streptomyces .....................Þ streptomisin, untuk pengobatan TBC

4. Interferon

Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karena itu dilakukan rekayasa genetika.

5. Vaksin

Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria.

Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia.

Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.

JENIS – JENIS BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/tradisional dan modern.

1.                     Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap. Mikroorganism dapat mengubah bahan pangan. proses yang dibantu mikroorganisme, misalnya dengan fermentasi, hasilnya antara lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju dan yoghurt. proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masalalu. ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim.

a.                    Pengolahan Bahan Makanan

·                    Pengolahan produk susu

Susu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk baru, seperti yoghurt, keju, dan mentega.

-                      Yoghurt

Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar lemak dibuang. mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan kurang lebih 5 jam pada temperatur 45′ C. selama penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam laktat. selanjutnya susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa.

-                      Keju

Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsi mempermentesikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90′C atau dipasteurisasi, kemudian didinginkan sampai 30′C. Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan. akibat dari kegiatan bakteri tersebuh pH menurun dan susu terpisah menjadi whey dan dadih padat, kemudian ditambahkan enzim renin dari lambung sapi muda untuk mengumpulkan dadih. enzim renin dewasa ini telah digantikan dengan enzim buatan, yaitu klimosin.Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperatur 32′C-420′C dan ditambah garam, kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang. adapun whey yang terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.

-                      Mentega

Pembuatan mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis dan Lectonostoceremoris. bakteri-bakteri tersebut membentuk proses pengasaman. selanjutnya, susu diberi cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan. kemudian lemak mentega diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.

●             Produk makanan nonsusu

-               Kecap

Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspregillus oryzae dibiakan pada kulit gandum terlebih dahulu. jamur Aspregillus oryzae bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum. setelah proses permantasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap.

-                      Tempe

Tempe kadang-kadang dianggap sebagai bahan makanan masyarakat golongan menengah kebawah sehingga masyarakat merasa gengsi memasukan tempe sebagai salah satu menu makanannya. akan tetapi, setelah diketahui manfaatnya bagi kesehatan, tempe mulai banyak dicari dan digemari masyarakat dalam maupaun luar negri. jenis tempe sebenarnya sangat beragam, tergantung pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai.

Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpuan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang. dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan 4 jenis kapang dari genus Rhyzopus,yaitu Rhyzopus oligosporus, Rhyzopus sotolonifer, Rhyzopus arrhizus, dan Rhyzopus oryzae. Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping baji kedelai mempermentasikan menjadi produk tempe. proses permentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai sembilan kali lipat.

-                      Tape

Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan menggunakan sel-sel ragi. ragi menghasilkan enzim yang dapat mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan alkohol. masyarakat kita membuat tape tersebut berdasarkan pengalaman.

2.                    Bioteknologi Modern

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahlitelah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien.

Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologimungkin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. beberapa penerapan bioteknologi modern sebagai berikut:

a.                    Rekayasa genetika

Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sipat yang diinginkan, rekayasa genetika disebut juga pencangkokoan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun temurun. Bioteknologi, terutama rekayasa genetika pada awalnya diharapkan dapat menjelaskan berbagai macam persoalan dunia seperti, polusi, penyakit, pertanian, dan sebagainya.

PERANAN BIOTEKNOLOGI

Berikut ini beberapa implikasi bioteknologi bagi perkembangan sains dan teknologi serta perubahan lingkungan masyarakat.

a.             Bioteknologi dikembangkan melalui pendekatan multidisipliner dalam wacana molekuler. Ilmu-ilmu dasar merupakan tonggak utama pengembangan bioteknologi maupun industri bioteknologi

b.             Bioteknologi dengan pemanfaatan teknologi rekayasa genetik memberikan dimensi baru untuk menghasilkan produk yang tidak terbatas.

c.             Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif.

d.             Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan intrferon

PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI

perkembangan bioteknologi, yaitu sebagai Berikut :

1.                     Periode bioteknologi tradisional ( sebelum abad ke-15 M )

Dalam periode ini  telah ada teknologi pembuatan minuman bir dan anggur menggunakan ragi (6000 SM), mengembangkan roti dengan ragi (4000 SM), dan pemanfaatan ganggang sebagai sumber makanan yang dilakukan oleh bangsa aztek (1500 SM ).

2.                   Periode bioteknologi ilmiah ( abad ke-15 sampai ke-20 M)

Periode ini ditandai dengan adanya beberapa peristiwa berikut ini :

Tahun 1670 :             usaha penambangan biji tembaga dengan bantuan mikrob di Rio Tinto, Spanyol.

Tahun 1686 :             Penemuan mikrosop oleh Antony van Leeuwenhoek yang juga menjadi manusia pertama yang dapat melihat mikrob.

Tahun 1870 :             Louis pasteur menemukan adanya mikrob dalam makanan dan minuman.

Tahun 1890 :             alkohol dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar motor.

Tahun 1897 :             penemuan enzim dari ekstrak ragi yang dapat mengubah gula menjadi alkohol oleh Eduard Buchner.

Tahun 1912 :              pengelolahan limbah dengan menggunakan mikrob.

Tahun 1915 :              produksi aseton, butanol, dan gliserol dengan menggunakan bakteri.

Tahun 1928 :             penemuan zat antibiotik penisilin oleh Alexander Fleming

Tahun 1994 :             Produksi besar-besaran penisilin

Tahun.1953 :             penemuan struktur asam deoksiribo nukleat ( ADN ) oleh Crick dan Watson .

3.                   Periode bioteknologi modern ( abad ke-20 M sampai sekarang)

Periode ini diawali dengan penemuan teknik rekayasa genetik pada tahun 1970-an. Era rekayasa genetik dimulai dengan penemuan enzim endonuklease restiksi oleh Dussoix dan Boyer. Dengan adanya enzim tersebut memungkinkan kita dapat memotong ADN pada posisi tertentu, mengisolasi gen dari kromosom suatu organisme, dan menyisipkan potongan ADN lain ( dikenal dengan teknik ADN rekombinan). Setelah penemuan enzim endonuklease restriksi, dilanjutkan dengan program bahan bakar alkohol dari brazil, teknologi hibridoma yang menghasilkan antibodi monoklonal (1976), diberikannya izin untuk memasarkan produk jamur yang dapat dikonsumsi manusia kepada Rank Hovis Mc. Dougall (1980). Peran teknologi rekayasa genetik pada era ini semakin terasa dengan diizinkannya penggunaan insulin hasil percobaan rekayasa genetik untuk pengobatan penyakit diabetes di Amerika Serikat pada tahun 1982. insulin buatan tersebut diproduksi oleh perusahaan Eli Lilly dan Company. Hingga saat ini, penelitian dan penemuan yang berhubungan dengan rekayasa genetik terus dilakukan. Misalnya dihasilkan organisme transgenik penelitian genom makhluk hidup.

DAMPAK BIOTEKNOLOGI

1.                     Dampak Negatif Bioteknologi

Bioteknologi, seprti juga lain, mengandung resiko akan dampak negatif. Timbulnya dampak yang merugikan terhadap keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya aliran gen ketanaman sekarabat atau kerabat dekat. Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan produk gen asaing, seperti, gen cry dari bacillus thuringiensis maupun bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan ) gen asibg ke genom inag dapat menimbulkan interaksi anatar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi.
Dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi. Persaingan tersebut dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju.

2.                    Dampak Positif Bioteknologi

Keanekaragaman hayati merupakan modal utama sumber gen untuk keperluan rekayasa genetik dalam perkembangan dan perkembangan industri bioteknologi. Baik donor maupun penerima (resipien) gen dapat terdiri atas virus, bakteri, jamur, lumut, tumbuhan, hewan, juga manusia. Pemilihan donor / resipien gen bergantung pada jenis produk yang dikehendaki dan nilai ekonomis suatu produk yang dapat dikembangkan menjadi komoditis bisnis.

CONTOH BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

Proses Pembuatan Tempe

Terdapat berbagai metode pembuatan tempe. Namun, teknik pembuatan tempe di Indonesia secara umum terdiri dari tahapan perebusan, pengupasan, perendaman dan pengasaman, pencucian, inokulasi dengan ragi, pembungkusan, dan fermentasi.

Pada tahap awal pembuatan tempe, biji kedelai direbus. Tahap perebusan ini berfungsi sebagai proses hidrasi, yaitu agar biji kedelai menyerap air sebanyak mungkin. Perebusan juga dimaksudkan untuk melunakkan biji kedelai supaya nantinya dapat menyerap asam pada tahap perendaman.

Kulit biji kedelai dikupas pada tahap pengupasan agar miselium fungi dapat menembus biji kedelai selama proses fermentasi. Pengupasan dapat dilakukan dengan tangan, diinjak-injak dengan kaki, atau dengan alat pengupas kulit biji.

Setelah dikupas, biji kedelai direndam. Tujuan tahap perendaman ialah untuk hidrasi biji kedelai dan membiarkan terjadinya fermentasi asam laktat secara alami agar diperoleh keasaman yang dibutuhkan untuk pertumbuhan fungi. Fermentasi asam laktat terjadi dicirikan oleh munculnya bau asam dan buih pada air rendaman akibat pertumbuhan bakteri lactobacillus. Bila pertumbuhan bakteri asam laktat tidak optimum (misalnya di negara-negara subtropis, asam perlu ditambahkan pada air rendaman. Fermentasi asam laktat dan pengasaman ini ternyata juga bermanfaat meningkatkan nilai gizi dan menghilangkan bakteri-bakteri beracun.

Proses pencucian akhir dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang mungkin dibentuk oleh bakteri asam laktat dan agar biji kedelai tidak terlalu asam. Bakteri dan kotorannya dapat menghambat pertumbuhan fungi.

Inokulasi dilakukan dengan penambahan inokulum, yaitu ragi tempe atau laru. Inokulum dapat berupa kapang yang tumbuh dan dikeringkan pada daun waru atau daun jati(disebut usar; digunakan secara tradisional), spora kapang tempe dalam medium tepung (terigu, beras, atau tapioka; banyak dijual di pasaran), ataupun kultur R. oligosporus murni (umum digunakan oleh pembuat tempe di luar Indonesia). Inokulasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu (1) penebaran inokulum pada permukaan kacang kedelai yang sudah dingin dan dikeringkan, lalu dicampur merata sebelum pembungkusan; atau (2) inokulum dapat dicampurkan langsung pada saat perendaman, dibiarkan beberapa lama, lalu dikeringkan.

Setelah diinokulasi, biji-biji kedelai dibungkus atau ditempatkan dalam wadah untuk fermentasi. Berbagai bahan pembungkus atau wadah dapat digunakan (misalnya daun pisang, daun waru, daun jati, plastik, gelas, kayu, dan baja), asalkan memungkinkan masuknya udara karena kapang tempe membutuhkan oksigen untuk tumbuh. Bahan pembungkus dari daun atau plastik biasanya diberi lubang-lubang dengan cara ditusuk-tusuk.

Biji-biji kedelai yang sudah dibungkus dibiarkan untuk mengalami proses fermentasi. Pada proses ini kapang tumbuh pada permukaan dan menembus biji-biji kedelai, menyatukannya menjadi tempe. Fermentasi dapat dilakukan pada suhu 20°C–37°C selama 18–36 jam. Waktu fermentasi yang lebih singkat biasanya untuk tempe yang menggunakan banyak inokulum dan suhu yang lebih tinggi, sementara proses tradisional menggunakan laru dari daun biasanya membutuhkan waktu fermentasi sampai 36 jam.

CARA PEMBUATAN ONCOM

Untuk membuat oncom, sebenarnya tidak terlalu sulit. Bahannya, yaitu :

• kacang tanah
• ragi oncom
• bambu

Kacang tanah adalah bahan baku utama produksi oncom. Bambu sebagai bahan sasag atau dasar/alas tempat meletakkan oncom, sedangkan minyak tanah/kayu bakar untuk proses penanakannya.

Proses pembuatan oncom pasireungit :

• Kacang tanah yang telah dibersihkan sebersih mungkin dimasukkan ke kampa, sejenis mesin penggilingan kacang tanah.
• Setelah itu, wujudnya menjadi bungkil mentah. Bungkil mentah tersebut lalu dicetak dengan mesin pres.
• Kadar minyaknya dipisahkan dan menjadi bungkil pres. Bungkil pres berbentuk lempengan bulat seperti lingkaran CD. Beratnya lebih kurang 1 kg per lempeng.
• Bungkil pres ini selanjutnya direndam dengan air yang sudah dimasak. Setelah 7 jam proses perendaman, bungkil pres yang sudah berubah jadi serbuk oncom tersebut dimasukkan ke dalam carangka.
• Serbuk oncom itu pada sekira pukul 1.00 dini hari dikukus hingga masak, setelah itu dicetak berbentuk empat persegi panjang. Selama 12 jam potongan-potongan oncom tersebut ditutup atau diselimuti dengan karung setelah sebelumnya ditaburi ragi oncom secukupnya agar nantinya timbul jamur-jamur oncom. Setelah berjamur, potongan-potongan oncom diberi sasag yang terbuat dari bambu. Baru selanjutnya oncom siap dipasarkan.