MIKROORGANISME [PDF]

Citation preview

JENIS-JENIS MIKROORGANISME YANG DIMANFAATKAN UNTUK MENINGKATKAN PRODUK PANGAN No. Bahan Pangan Susu 1



2



Kedelai



3 4



Kacang tanah Beras



5



Singkong



6 7 8 9



Air kelapa Tepung gandum Kubis Padi-padian atau umbi-umbian



10



Mikroorganisme



Mikroorganisme Lactobacillus bulgaricus Streptococcus termophillus Streptococcus lactis Panicillium requiforti Propioni bacterium Lactobacillus casei Rhizopus oligosporus Rhizopus stoloniferus Rhizopus oryzae Aspergillus oryzae Neurospora sitophyla Saccharomyces cereviseae Endomycopsis fibulegera Saccharomyces elipsoides Endomycopsis fibulegera Acetobacter xylinum Saccharomyces elipsoides Enterobacter sp. Saccharomyces cereviseae Saccharomyces caelsbergensis Spirulina Chlorella



Golongan Bakteri Bakteri Bakteri Jamur Bakteri Bakteri Jamur Jamur Jamur Jamur Jamur Jamur Jamur Jamur Jamur Bakteri Jamur Bakteri Jamur



Produk Yoghurt Yoghurt Mentega Keju Keju Swiss Susu asam Tempe Tempe Tempe Kecap Oncom Tape Ketan



Alga bersel satu



Protein sel tunggal



Tape singkong Nata de coco Roti Asinan Minuman beralkohol



1. Pengolahan Produk Susu Susu dapat diolah dengan bioteknologi sehingga menghasilkan produk-produk 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 selama ± 5 jam pada temperatur 45oC. – Selama penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam laktat. Selanjutnya susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa. Yoghurt yang nikmat dan bergizi siap dinikmati.



Yoghurt dalam kemasan



Yoghurt siap saji



Metabolisme Bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus Menjadi Yoghurt Prinsip pembuatan yoghurt adalah fermentasi susu dengan cara penambahan bakteri-bakteri Laktobacillus bulgaris dan Streptoccus thermophillus. Dengan fermentasi ini maka rasa yoghurt akan menjadi asam, karena adanya perubahan laktosa menjadi asam laktat oleh bakteri-bakteri tersebut. Apabila tidak diinginkan rasa yang tidak terlalu asam, tambahkan zat pemanis (gula, sirup) maupun berbagai flavour buatan dari buah-buahan strawberry, nenas, mangga, jambu, dan sebagainya. Minuman lactobacillus yang banyak dijual di pasaran dan yoghurt ternyata punya perbedaan. Menurut Carmen, dalam proses pembuatannya, minuman lactobacillus hanya menggunakan satu bakteri yaitu Lactobacillus bulgaricus. Sedangkan prinsip pembuatan yoghurt adalah fermentasi susu dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus. Kedua macam bakteri tersebut akan menguraikan laktosa (gula susu) menjadi asam laktat dan berbagai komponen aroma dan citarasa. Lactobacillus bulgaricus lebih berperan pada pembentukan aroma, sedangkan Streptococcus thermophilus lebih berperan pada pembentukan cita rasa yoghurt. Proses fermentasi yoghurt berlangsung melalui penguraian protein susu. Sel-sel bakteri menggunakan laktosa dari susu untuk mendapatkan karbon dan energi dan memecah laktosa tersebut menjadi gula sederhana yaitu glukosa dan galaktosa dengan bantuan enzim βgalaktosidase. Proses fermentasi akhirnya akan mengubah glukosa menjadi produk akhir asam laktat. Laktosa → Glukosa+Galaktosa →Asam piruvat → Asam laktat+CO2+H2O Adanya asam laktat memberikan rasa asam pada yoghurt. Hasil fermentasi susu ini merubah tekstur susu menjadi kental. Hal ini dikarenakan protein susu terkoagulasi pada suasana asam, sehingga terbentuk gumpalan. Proses ini memakan waktu 1-3 hari yang merupakan waktu tumbuh kedua bakteri, dan bekerja menjadi 2 fasa, kental dan bening encer dan rasanya asam. Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam. Asam laktat yang dihasilkan oleh bakteri tersebut dapat mengubah susu menjadi yogurt yang melalui proses fermentasi.



Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Yoghurt



Proses pembuatan Yoghurt melalui teknik Homogenasi



Skema Proses Pembuatan Yoghurt Hingga Pemasaran Alat-Alat yang Digunakan dalam Proses Produksi Yoghurt (panci dan kompor)



Penuangan susu



(pengaduk)



Mixing



Keju Pada pembuatan keju, kelompok bakteri yang dipergunakan adalah bakteri asam laktat. Bakteri asam laktat yang bisa digunakan adalah Lactobacillus dan Sterptococcus. Ada 4 macam jenis keju, yaitu : 1. 2. 3. 4.



Keju sangat keras, contoh: keju Romano, keju Permesan. Keju keras, contoh: keju Cheddar, keju Swiss. Keju setengah lunak, contoh: keju Requefort (keju biru). Keju lunak, contoh: keju Camembert.



– Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90oC atau dipesteurisasikan melalui pemanasan sebelum kultur bakteri asam laktat dinokulasikan (ditanam), kemudian didinginkan sampai 30oC. –



Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan.



– Akibat dari kegiatan atau aktivitas bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah menjadi cairan whey dan dadih padat, proses ini disebut pendadihan. –



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 32oC – 42oC dan ditambah garam, kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang. Adapun whey yang terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.



Metabolisme Bakteri Asam Laktat Bakteri asam laktat berfungsi memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat menurut reaksi berikut : C12H22O11 + H2O → 4CH3CHOHCOOH Laktosa Air Asam laktat Tahapan metabolisme bakteri asam laktat dalam pembuatan keju adalah:



1. Pengasaman Susu dipanaskan agar bakteri asam laktat, yaitu Streptococcus and Lactobacillus dapat tumbuh. Bakteri-bakteri ini memakan laktosa pada susu dan merubahnya menjadi asam laktat. Saat



tingkat keasaman meningkat, zat-zat padat dalam susu (protein kasein, lemak, beberapa vitamin dan mineral) menggumpal dan membentuk dadih. 2. Pengentalan Bakteri rennet ditambahkan ke dalam susu yang dipanaskan yang membuat protein menggumpal dan membagi susu menjadi bagian cair (air dadih) dan padat (dadih). Setelah dipisahkan, air dadih kadang dipakai untuk membuat keju seperti Ricotta dan Cypriot hallumi namun biasanya air dadih tersebut dibuang. Rennet mengubah gula dalam susu menjadi asam dan protein yang ada menjadi dadih. Jumlah bakteri yang dimasukkan dan suhunya sangatlah penting bagi tingkat kepadatan keju. Proses ini memakan waktu antara 10 menit hingga 2 jam, tergantung kepada banyaknya susu dan juga suhu dari susu tersebut. 3. Pengolahan dadih Beberapa keju lunak dipindahkan dengan hati-hati ke dalam cetakan. Sebaliknya pada keju-keju lainnya, dadih diiris dan dicincang menggunakan tangan atau dengan bantuan mesin supaya mengeluarkan lebih banyak air dadih. Semakin kecil potongan dadih maka keju yang dihasilkan semakin padat. Mentega – Pembuatan mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis dan Lectonosto ceremoris. –



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.



Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Pembuatan Mentega Dalam membuat mentega, alat yang dibutuhkan:    



Mixer Saringan Mangkuk / Baskom Spatula



Keterangan penggunaan alat: 1. Masukkan bahan (heavy cream) ke dalam mixer dan aduk dengan menggunakan adukan jenis balloon whisk. 2. Tutup permukaan bowl mixer supaya heavy cream tidak mengotori dapur kita saat dikocok. 3. Kocok dengan kecepatan sedang selama 5 – 7 menit bila menggunakan mixer jenis heavy duty. 4. Hentikan mixer pada saat mentega sudah terpisah dari cairan cream. 5. Keluarkan kocokan butter dari dalam bowl mixer, kemudian saring menggunakan saringan yang bersih. 6. Beri mentega dengan sedikit air yang bertujuan untuk benar-benar membersihkan mentega dari campuran cairan sisa heavy cream. 7. Aduk mentega dengan menggunakan spatula supaya halus dan tidak bergerindil. Aduk selama 2 menit. 8. Bila ingin membuat jenis mentega yang asin, bisa menambahkan garam saat proses mengaduk ini berlangsung. Bila sudah halus, simpan mentega dalam wadah tertutup dan siap digunakan. 9. Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Keju 10. a. Proses Produksi Keju Cheddar



11. 12.



13. b.



Produksi Keju Mozarella



14. 15. 16. Alat dan Bahan yang Digunakan dalam Pembuatan Keju



17. 18. Keterangan : 19. 1. Susu (dalam gelas takar) 20. 2. Termometer 21. 3. Sendok takar 22. 4. Gelas-gelas 23. 5. Kultur Lactobaccilus bulgaricus 24. 6. Lipase 25. 7. Rennet 2. Produk Makanan Non – Susu Kecap – Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus wentii dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. – Jamur Aspergillus wentii bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum. – Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap.



Kecap Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Kecap



Skema proses pembuatan kecap



Pembuatan kecap dengan cara fermentasi di Indonesia, secara singkat adalah sebagai berikut :   



      



Kedelai dibersihkan dan direndam dalam air pada suhu kamar selama 12 jam, kemudian direbus selama 4-5 jam sampai lunak. Setelah direbus, kedelai ditiriskan dan didinginkan di atas tampah. Tampah tersebut ditutup dengan lembaran karung goni, karung terigu, atau lembaran plastik. Karena terus berulang kali dipakai, bahan yang digunakan sebagai penutup ini biasanya mengandung spora, sehingga berfungsi sebagai inokulum. Spora kapang Aspergillus wentii akan bergerminasi dan tumbuh pada substrat kedelai dalam waktu 3 sampai 12 hari pada suhu kamar. Kapang dan miselium yang terbentuk akibat fermentasi inilah yang dinamakan koji. Selanjutnya, koji diremas-remas, dijemur, dan kulitnya dibuang. Koji dimasukkan ke dalam wadah dari tanah, tong kayu, atau tong plastik yang berisi larutan garam 20-30 persen. Campuran antara kedelai yang telah mengalami fermentasi kapang (koji) dengan larutan garam inilah yang dinamakan moromi. Fermentasi moromi dilanjutkan selama 14-120 hari pada suhu kamar. Setelah itu, cairan moromi dimasak dan kemudian disaring.



Skema proses produksi kecap – Untuk membuat kecap manis, ke dalam filtrat ditambahkan gula merah dan bumbu-bumbu lainnya, diaduk sampai rata dan dimasak selama 4-5 jam. – Untuk membuat kecap asin, sedikit gula merah ditambahkan ke dalam filtrat, diaduk, dan dimasak selama 1 jam. – Kecap yang telah masak, selanjutnya disaring dengan alat separator untuk memisahkan kecap dari berbagai kotoran, kemudian didinginkan. – Langkah akhir pembuatan kecap adalah memasukkannya ke dalam botol gelas, botol plastik, atau botol pet. – Secara tradisional, kecap dibuat dengan proses fermentasi, yaitu menggunakan jasa mikroorganisme kapang, khamir, dan bakteri untuk mengubah senyawa makromolekul kompleks yang ada dalam kedelai (seperti protein, lemak, dan karbohidrat) menjadi senyawa yang lebih sederhana, seperti peptida, asam amino, asam lemak dan monosakarida. – Adanya proses fermentasi tersebut menjadikan zat-zat gizi dalam kecap menjadi lebih mudah dicerna, diserap, dan dimanfaatkan oleh tubuh.



Tempe – Jenis tempe sebenarnya sangat beragam, bergantung pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai. –



Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi.



–



Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang.



– Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genus Rhizopus, antara lain :



a.



Rhyzopus oligosporus



b.



Rhyzopus stolonifer



c.



Rhyzopus arrhizus



d.



Rhyzopus oryzae



– Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping biji kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe. – Proses fermentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. –



Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai 9x lipat.



Perebusan kedelai



Tempe yang sudah jadi



Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Tempe



Proses Produksi Tempe



Alat dan Bahan yang Digunakan dalam Pembuatan Tempe Alat : 1. Panci



Bahan : 1. Kedelai



2. Kompor



2. Ragi



3. Saringan



3. Air



4. Plastik untuk mengemas



Roti – Pada pembuatan roti, biji-bijian serelia dipecah dahulu untuk membuat tepung terigu. Selanjutnya oleh enzim amilase tepung dirubah menjadi glukosa. – Selanjutnya khamir Saccharomyces cerevisiae, yang akan memanfaatkan glukosa sebagai substrat respirasinya sehingga akhirnya membentuk gelembung-gelembung yang akan terperangkap pada adonan roti. Adanya gelembung ini menyebebkan roti bertekstur ringan dan mengembang. Sedangkan jika ditambah protease maka roti yang dihasilkan akan bertekstur lebih halus.



Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Roti



Skema produksi roti



Alat-Alat yang Digunakan Dalam Proses Produksi Roti



Mixer



Mencampurkan bahan



Oven



Untuk memanggang roti



1. Pemanfaatan Mikroorganisme untuk Produksi Pangan Mikroorganisme juga dimanfaatkan sebagai penghasil bahan pangan yang berprotein tinggi, atau dikenal sebagai protein sel tunggal (PST). Kelebihan mikroorganisme sebagai penghasil protein adalah mudah dibudidayakan, pertumbuhannya sangat cepat, dan kadar proteinnya sangat tinggi yaitu dapat mencapai 80%. Bandingkan dengan



protein pada biji kedelai yang kadarnya sekitar 45%. Contoh organisme penghasil PST adalah ganggang Chlorella dan Spirulina. Perhatikan beberapa contoh jenis makanan dan mikroorganisme yang berperan dalam pengolahannya. Jumlah Kromosom No. Produk Makanan Bahan Mentah Mikroorganisme Pengolah 1. Berbagai jenis kue Tepung gandum Saccharomyces cerevisiae 2. Kopi Biji kopi Erwinia dissolvens 3. Kecap Kedelai Aspergillus wentii 4. Yoghurt Susu L. bulgaricus & L. acidophilus 5. Keju Susu Lactobacillus casei 6. Nata de coco Air kelapa Acetobacter xylinum 7. Oncom Kacang tanah Neurospora crassa 8. Tape Umbi ketela pohon Saccharomyces cerevisiae 9. Tempe Kedelai Rhizopus oryzae 10. Sayur asin Sawi hijau Bakteri asam laktat Berikut ini adalah beberapa contoh peran mikroorganisme sebagai pengolah makanan. a. Pemanfaatan Mikroorganisme untuk Membuat Kue/Roti Dalam pembuatan kue, pada adonan tepung ditambahkan ragi ke dalam adonan tersebut



. Di dalam ragi terdapat jamur Saccharomyces cerevisiae. Jamur ini akan berkembang biak dengan cepat dalam substrat tepung dan memfermentasi adonan gula (glukosa). Dalam proses fermentasi ini dihasilkan gelembung-gelembung gas karbon dioksida. Keluarnya gas inilah yang menyebabkan adonan kue atau roti dapat mengembang. b. Mikroorganisme untuk Membuat Asinan Asinan atau acar merupakan hasil fermentasi bakteri asam laktat (Lactobacillus bulgaricus) yang memberi rasa masam dan sedikit asin pada bahan-bahan seperti kubis, mentimun, dan lobak. Pada umumnya, pembuatan acar dilakukan secara terbuka sehingga memungkinkan bakteri aerob mengubah rasa menjadi masam. c. Mikroorganisme untuk Membuat Minuman Mikroorganisme yang banyak digunakan untuk membuat minuman adalah kelompok jamur anaerob. Substrat yang digunakan jamur berupa zat tepung atau karbohidrat. Jamur akan menghasilkan semacam enzim sehingga dapat memfermentasi tepung menjadi glukosa dan karbon dioksida. Anggur dibuat dari buah anggur atau buah yang lain dengan memanfaatkan Saccharomyces cerevisiae dan Saccharomyces bayanus melalui proses fermentasi. d. Mikroorganisme untuk Membuat Yogurt Yogurt adalah sejenis minuman yang berasal dari susu yang diproses dengan dimanfaatkan mikroorganisme tertentu. Dalam pembuatan yogurt, susu diuapkan agar lebih kental dan kadar lemaknya berkurang. Susu kental ini kemudian difermentasikan pada suhu 45° dengan menggunakan campuran bakteri Streptococcus thermophillus dan bakteri Lactobacillus bulgaricus. Bakteri Streptococcus thermophillus pada pembuatan yogurt berfungsi memberi rasa masam, sedangkan bakteri Lactobacillus bulgaricus memberi aroma dan rasa yang berbeda. Jadi, kombinasi antara kedua bakteri itulah yang memberi cita rasa dan aroma pada yogurt.



e. Mikroorganisme untuk Membuat Mentega dan Keju Mentega dibuat dari susu krim atau susu skim. Cita rasa dan aroma mentega berasal dari hasil fermentasi bakteri yang sama seperti bakteri yang digunakan untuk membuat yogurt yaitu bakteri asam laktat (Lactobacillus bulgaricus). Sedangkan keju juga dibuat dari susu yang difermentasikan oleh bakteri asam laktat. Pembuatan keju memerlukan air dadih yang dibuat dari protein susu yang disebut kasein. Beberapa jenis keju difermentasikan oleh bakteri Propionibacterium. Jamur lain juga dapat digunakan untuk membuat keju, misalnya beberapa spesies dari genus Penicillium untuk membuat keju yang berwarna hijau kebiruan. 2. Pemanfaatan Mikrobiologi di Bidang Industri Selain berperan dalam industri makanan, mikroorganisme juga digunakan dalam industri minuman, industri kesehatan, industri pakaian, dan industri kayu. Syaratsyarat mikroorganisme yang dipakai dalam industri adalah sebagai berikut.  



Organisme yang digunakan harus menghasilkan produk yang banyak, stabil, dan tidak membahayakan kesehatan manusia. Bahan substrat/tempat hidup mikroorganisme harus murah dan mudah untuk mendapatkannya.



Berikut ini beberapa industri atau bidang usaha yang memanfaatkan organisme dalam proses pembuatannya. a. Industri Makanan dan Minuman Dalam industri makanan dan minuman, mikroorganisme berperan penting untuk menghasilkan berbagai bahan seperti asam cuka dan minuman fermentasi. Mikroorganisme yang berperan adalah khamir (jenis jamur uniseluler, contohnya Saccharomyces cerevisiae). Produk minuman fermentasi berbeda-beda sesuai dengan bahan mentah dan jenis khamir yang digunakan. Contohnya rum merupakan hasil fermentasi dari jagung sedangkan anggur merupakan hasil fermentasi dari sari buah anggur. Khamir yang digunakan pada rum dan anggur adalah sama-sama dari genus Saccharomyces. b. Industri Farmasi dan Obat-Obatan Dalam industri farmasi atau industri obat-obatan, mikroorganisme menghasilkan antibiotik dan hormon. Antibiotik adalah zat yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain, khususnya mikroorganisme parasit pada tubuh manusia dan hewan. Penisilin merupakan antibiotik pertama yang dibuat dalam skala industri, dihasilkan oleh jamur Penicillium notatum. Contoh lain adalah neomisin-B dihasilkan oleh Streptomyces fradiae, streptomisin dihasilkan oleh Streptomyces griseus, dan fumigilin dihasilkan oleh Aspergillus fumigatus. Hormon juga dapat dihasilkan oleh mikroorganisme. Contohnya hormon insulin berguna untuk menolong penderita diabetes melitus. Bahan lain yang dihasilkan adalah berbagai jenis asam amino, enzim, dan vitamin. c. Produk Sumber Energi Melalui bioteknologi, kamu dapat juga mengubah kotoran hewan, sampah, dan limbah pertanian dijadikan energi dengan bantuan mikroorganisme. Gas bio atau biogas adalah hasil fermentasi berbagai mikroorganisme yang banyak mengandung gas metana. Oleh karena itu gas bio dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi panas dan penerangan. Prinsip pembuatan gas bio seperti pada pembentukan gas yang terjadi pada hewan memamah biak, misalnya sapi. Di dalam lambung sapi, serat dari rumput yang bercampur air akan diubah oleh bakteri menjadi asam organik. Kemudian asam organik akan berubah menjadi gas metan dan karbon dioksida dengan bantuan



mikroorganisme seperti Bacterioides, Clostridium Methanobacterium, Methanobacillus, dan Eschericia coli.



butyrinum,



d. Industri Perminyakan dan Pertambangan Mikroorganisme digunakan dalam berbagai bidang perminyakan dan pertambangan. Dalam bidang perminyakan berperan dalam pembentukan minyak, eksplorasi minyak, dan pembersihan ceceran minyak. Selain itu beberapa jenis bakteri dapat dimanfaatkan dalam pemisahan logam dari bijihnya. Contohnya adalah Thiobacillus ferooxidans. Bakteri ini tumbuh dalam lingkungan asam, seperti tempat pertambangan dan mampu memisahkan tembaga-tembaga dari bijinya melalui reaksi kimia. Strain yang lain mampu memisahkan logam besi dari bijihnya (besi sulfida). Chlorella vulgaris juga dapat melepaskan emas dari bijihnya dan mengakumulasi emas itu di dalam selnya. Jenis bakteri yang lain telah digunakan untuk memperoleh kembali beberapa bijih logam seperti mangan (Mn) dan uranium yang terdapat pada konsentrasi rendah pada bijih. Mikroorganisme bermanfaat dalam pertambangan karena alasan-alasan berikut.  



Tidak merusak lingkungan dibandingkan pengolahan dengan bahan kimia. Lebih banyaknya mineral yang dapat menggunakan mikroorganisme dalam pengolahannya. Mikroorganisme mampu mengumpulkan mineral dari bijih yang hanya mengandung sedikit mineral. Bijih miskin mineral ini tidak layak diproses secara konvensional.



Bioteknologi konvensional / modern Aplikasi Bioteknologi Konvensional dan Modern di Berbagai Bidang ;D A. Bioteknologi dalam Bidang Pangan Berikut adalah contoh makanan dari aplikasi bioteknologi yang paling sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari: 1) Tempe Bahan dasar : kedelai Proses : fermentasi nonalkoholik Mikroorganisme yang berperan : – Rhizopus oligosporus = menyintesis enzim pemecah protein/protease – Rhizopus oryzae = menyintesis enzim pemecah pati / amilase 2) Tapai Ketan Bahan dasar : ketan Proses : fermentasi alkoholik Mikroorganisme yang berperan : – Mucor clamydosporus & Endomycopsis fibuligera = membantu memecah pati menjadi gula – Saccharomyces cerevisiae = mengubah fruktosa dan glukosa menjado alkohol dan CO2 3) Yoghurt atau Keju Bahan dasar : susu Proses : fermentasi Mikroorganisme yang berperan : – Lactobacillus bulgaricus & Streptoccocus thermophillus = memfermentasi laktosa menjadi asam laktat



4) Minuman Beralkohol Contoh : anggur, sake, dan wine Proses : fermentasi Mikroorganisme yang berperan : – Jamur Aspergillus = mengubah pati menjadi glukosa – Jamur Saccharomyces = mengubah glukosa menjadi etanol – Bakteri Acetobacter = mengubah etanol menjadi asam cuka – Bakteri Methanobacterium = mengubah asam cuka menjadi metanol 5) Nata de coco Bahan dasar : Air kelapa Proses : fermentasi air kelapa Mikroorganisme yang berperan : – Acetobacter xylinum = mengubah gula menjadi serat/selulosa 6) Kecap Bahan dasar : kedelai Proses : fermentasi kedelai yang dihaluskan Mikroorganisme yang berperan : – Arpegillus wentii = mengubah protein menjadi bentuk protein terlarut, peptida, pepton dan asam-asam amino 7) Mentega Bahan dasar : krim dengan kadar lemak 25%-45% yang diperoleh dari susu sapi Proses : emulsifikasi, pendinginan dan kristalisasi emulsi, tempering, kneading, pengemasan Mikroorganisme yang berperan : – Streptoccocus lactis & Lectonostoceremoris = membantu proses pengasaman B. Bioteknologi dalam Bidang Pertanian 1) Tanaman Antiserangga Tanaman yang tahan terhadap serangan hama serangga dapat diperoleh melalui proses transplantasi gen. Proses transplantasi gen pada tanaman : – mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens. – plasmid disisipi dengan gen delta endotoksin Bacillus thuringiensis. – plasmid tersebut dimasukkan kembali pada bacteri Agrobacterium tumefaciens. – plasmid akan memasukkan gen delta endotoksin ke kromoson sel tumbuhan. – sel-sel tumbuhan yang mengandung gen tersebut ditumbuhkan dengan metode kultur jaringan. Hasil : tanaman yang dihasilkan akan mampu memproduksi protein delta endotoksin sehingga serangga yang memakan tanaman tersebut akan mati keracunan. 2) Biofertilizer Biofertilizer merupakan produk bioteknologi di bidang pertanian. Biofertilizer adalah mikrobia yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati. Berikut adalah beberapa peran dari pemakaian pupuk hayati (biofertilizer) : – penyediaan dan peningkatan ketersediaan hara – pengontrol organisme pengganggu tanaman – pengurai bahan organik dan pembentuk humus – perombak persenyawaan agrokimia 3) Kultur Jaringan Teknologi ini memanfaatkan sifat totipotensi, yaitu kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu utuh. Media yang digunakan untuk tumbuhnya akar adalah air atau pasir dan kerikil. Teknologi ini mampu menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan waktu singkat. Berikut adalah beberapa keuntngan dari penggunaan teknik kultur jaringan :



– pengadaan bibit tidak tergantung musim – dapat diperoleh sifat-sifat yang diinginkan – kualitas makanan dan gizi lebih baik, perbaikan mikronutrien – potensi hasil panen yang lebih tinggi – menciptakan bibit unggul 4) Hidroponik dan Aeroponik Hidroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tumbuhnya. Untuk memperoleh zat makanan atau unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman,dilarutkan campuran pupuk organik pada air yang digunakan. Adapun keuntungan dari teknik hidroponik ini adalah : – tumbuhan bebas dari hama dan penyakit – produksi tanaman lebih tinggi – tidak membutuhkan lahan luas – tidak bergantung pada alam – pengerjaannya mudah dan pemakaian pupuk lebih efisien Sedangkan teknik aeroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan media sama sekali. Akar tanaman di letakkan menggantung dalam suatu wadah yang dijaga kelembapannya dari air yang biasanya berasal dari pompa bertekanan sehingga timbul uap air. Zat makanan diperoleh melalui larutan nutrien yang disemprotkan ke bagian akar tanaman. Secara garis besar, teknik aeroponik juga memiliki keuntungan seperti teknik hidroponik, namun pada teknik aeroponik, akar yang menggantung akan lebih banyak menyerap oksigen sehingga meningkatkan metabolisme dan kecepatan pertumbuhan tanaman. C. Bioteknologi dalam Bidang Pertambangan Penggunaan bakteri kemolitotrof Thiobacillus ferrooxidans yang digunakan untuk pemisahan logam tembaga dari bijinya. D. Bioteknologi Bidang Kesehatan 1) Antibiotik Antibiotik merupakan zat kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme terutama bakteri dan jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri dan mikroorganisme lain. Contoh mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan antibiotik : – Penicillium notatum menghasilkan antibiotik penisilin – Jamur Cephalosporium menghasilkan antibiotik sefalosporin yang digunakan untuk obat radang paru-paru – Jamur Streptomyces menghasilkan antibiotik streptomisin yang digunakan sebagai obat TBC 2) Interferon Interferon adalah zat kimia yang dihasilkan tubuh sebagai respons terhadap infeksi virus. Interferon berfungsi sebagai pelindung tubuh terhadap serangan penyakit. Interferon dapat digunakan melalui rekayasa genetika. Terdapat tiga kelas interferon yaitu, alfa, beta, dan gamma yang memiliki peran masing-masing : – Interferon-α dihasilkan oleh leukosit dan berperan sebagai molekul anti-viral. Penggunaan interferon-α untuk perawatan penderita hepatitis B dan hepatitis C dapat menginduksi hipotiroidisme atau hipertiroidisme, tiroiditis maupun disfungsi kelenjar tiroid.IFN-α memiliki efek anti-proliferatif dan anti-fibrosis pada sel mesenkimal. – Interferon-β dihasilkan oleh fibroblas dan dapat bekerja pada hampir semua sel di dalam tubuh manusia. – Interferon-γ dihasilkan oleh limfosit sel T pembantu dan hanya bekerja pada sel-sel tertentu, seperti makrofag, sel endotelial, fibroblas, sel T sitotoksik, dan limfosit B. 3) Antibodi Monoklonal Pembuatan antibodi monoklonal menggunakan sel tumor dan sel limpa mamalia. Sel tumor memiliki kemampuan untuk memperbanyak diri tanpa henti, sedangkan sel limpa sebagai antigen yang akan menghasilkan antibodi. Hasil penggabungan kedua sel tersebut dinamakan sel



hibridoma. Hibridoma menjadi teknik tersendiri dalam pembuatan sel yang dihasilkan dari fusi (penggabungan) antara sel B limfosit dengan sel kanker (jenis mieloma NS-1). Sifat dari sel hibridoma ini adalah immortal (sel abadi karena mampu bertahan hidup, membelah dan memperbanyak diri dalam jumlah tak terbatas dalam media kultur). 4) Pembuatan Insulin Pembuatan insulin dilakukan dengan rekayasa genetika. Berikut adalah tahapan pembuatan insulin : – gen manusia penghasil insulin diisolasi dari kromosom – plasmid dari bakteri dikeluarkan dari bakteri – gen penghasil insulin disisipkan pada plasmid bakteri – plasmid yang telah mengandung gen insulin manusia lalu dikultur bersama-sama sel bakteri Escherichia coli sehingga bakteri tersebut mengandung plasmid rekombinan. – gen penghasil insulin manusia tersebut dapat mengarahkan sel E.coli untuk menghasilkan insulin. Hasil : insulin yang dihasilkan dapat digunakan untuk membantu penyakit diabetes melitus. 5) Pembuatan vaksin Pembuatan vaksin dilakukan dengan rekayasa genetika. Berikut adalah tahapan pembuatan vaksin : – mengisolasi gen yang mengkode antigen dari mikrobia yang bersangkutan – gen tersebut disisipkan pada plasmid yang sama, namun sudah dilemahkan – mikrobia yang telah disisipi gen tersebut akan membentuk antigen murni Hasil : jika antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi yang berfungsi melawan antigen yang masuk ke tubuh. E. Bioteknologi dalam Bidang Lingkungan 1) Penanganan Pencemaran Lingkungan Mikroorganisme untuk mengatasi pencemaran lingkungan antara lain : – Pseudomonas putida, menguraikan minyak bumi pada kasus pencemaran air laut oleh pengeboran minyak lepas pantai maupun tumpahan minyak di laut. – Bacillus subtilis, memisahkan logam berat yang ada dalam limbah industri – Thiobacillus ferrooxidans, menangani limbah di pertambangan batu bara dengan teknik disulfurisasi batu bara. 2) Pembuatan Biogas Biogas merupakan gas yang berasal dari hasil fermentasi senyawa organik oleh bakteri. Bahanbahan organik seperti limbah dapur, kotoran hewan, dan sisa-sisa pertanian dapat dimanfaatkan untuk memproduksi biogas melalui proses fermentasi menggunakan mikroorganisme tertentu dalam keadaan anaerob.



Home » Bioteknologi » Bioteknologi Modern : 10 Contoh Produk dan Penerapannya



Bioteknologi Modern : 10 Contoh Produk dan Penerapannya Administrator Add Comment Bioteknologi Tuesday, February 23, 2016 Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong lahirnya beragam teknik yang mampu memecahkan permasalahan hidup manusia. Salah satu teknik buah karya perkembangan iptek tersebut adalah teknik bioteknologi modern.



Pengertian Bioteknologi Modern Bioteknologi modern adalah penerapan bioteknologi menggunakan alat dan cara kerja yang canggih dalam menghasilkan suatu produk yang berasal dari rekayasa genetik, melalui teknik DNA rekombinan, fusi protoplasma, atau kultur jaringan. Bioteknologi modern dilakukan dalam keadaan steril, sehingga kualitas produk yang dihasilkan lebih optimal, baik secara kualitas maupun kuantitas.



Contoh Bioteknologi Modern Sebagian produk yang dihasilkan dari penerapan bioteknologi modern ternyata sudah akrab dalam kehidupan kita. Beberapa contoh produk bioteknologi modern tersebut antara lain:



1. Kultur Jaringan Kultur jaringan adalah contoh penerapan bioteknologi modern yang dilakukan untuk menghasilkan bibit tanaman melalui isolasi jaringan tanaman tertentu dalam media in vitro. Kultur jaringan merupakan solusi masalah perbanyakan tanaman dalam usaha budidaya pertanian. Dengan kultur jaringan, kita bisa memperoleh bibit tanaman seragam dalam jumlah banyak tanpa terbatas oleh kondisi iklim dan cuaca. Beberapa tanaman yang sering dibiakan menggunakan teknik kultur jaringan misalnya pisang, tebu, anggrek, dan beberapa tanaman hias lainnya. Bonus : Mengenal Teknik Kultur Jaringan 2. Bayi Tabung Bayi tabung adalah penerapan bioteknologi modern yang membantu banyak pasangan suami istri dengan masalah kesuburan. Pasangan yang tidak dapat memperoleh keturunan karena adanya faktor pembatas fisik bisa menerapkan teknik ini sebagai solusi terbaik. Teknik pembuahan yang dirintis oleh R.G Edwards dan P.C Steptoe pada tahun 1977 ini dilakukan dengan pengendalian ovulasi wanita secara hormonal, pengambilan sel telur, dan pembuahan oleh sperma dalam suatu media cair. Pembuahan yang terjadi dalam teknik bayi tabung dilakukan di luar tubuh wanita. 3. Kloning Kloning adalah teknik bioteknologi modern yang dilakukan untuk menghasilkan individu baru yang identik secara genetik. Melalui kloning, kita dapat menghasilkan salinan berkas dari DNA, gen, sel, jaringan, atau organisme tertentu. Contoh penerapan teknik ini misalnya dapat kita temukan pada kloning domba dolly. Domba dolly dihasilkan dari transfer inti sel autosom (diploid) ke dalam ovum (haploid) yang telah diambil inti telurnya. 4. Tanaman Unggul Melalui bioteknologi modern, manusia juga telah berhasil memodifikasi sifat tanaman sehingga memiliki ketahanan tertentu terhadap kondisi tertentu, seperti hama, penyakit, atau kekeringan. Teknik yang dilakukan dalam menghasilkan tanaman bersifat unggul adalah dengan melakukan penyisipan gengen tertentu secara transfer genetik. Bonus : Bioteknologi Pertanian 5. Hewan Transgenik Transfer genetik yang dilakukan untuk menghasilkan individu dengan sifat unggul juga dapat diterapkan di bidang peternakan. Hewan-hewan transgenik yang diperoleh dari teknik ini memiliki kemampuankemampuan yang lebih baik baik dalam ketahanannya terhadap hama penyakit, mampu menghasilkan susu dan daging yang lebih banyak dan berkualitas, serta sifat-sifat unggul lainnya. 6. Inseminasi Buatan Inseminasi buatan atau kawin suntik adalah teknik yang dilakukan untuk mempercepat proses perkembangbiakan pada hewan-hewan tertentu. Teknik ini dilakukan dengan memasukan sperma dari induk jantan ke dalam sel telur betina menggunakan insemination gun. Adapun hewan yang lazimnya digunakan sebagai indukan adalah hewan memamah biak seperti kambing, sapi, kuda, dan lain sebagainya. Melalui teknik inseminasi buatan, kita dapat memperoleh banyak keuntungan seperti mutu genetik ternak lebih baik, penggunaan bibit pejantan dapat oprimal, angka kelahiran ternak baru meningkat, serta dapat mencegah penularan penyakit kelamin tertentu.



7. Hormon BST Rekayasa genetik yang merupakan cabang bioteknologi telah mendorong para ilmuan untuk berhasil menemukan hormon BST(Bovine Somatotrophin). Hormon ini adalah hormon yang mampu mengoptimalkan pertumbuhan dan produktivitas susu pada hewan mamalia. Melalui penggunaan hormon ini, sapi dapat menghasilkan 20% susu lebih banyak dari keadaan normal. Penggunaan hormon BST legal dan sudah disetujui di Amerika, akan tetapi di Eropa hal tersebut dilarang karena dianggap dapat meningkatkan kemungkinan munculnya penyakit masitis hingga 70% pada hewan yang disuntik hormon ini. Bonus : Bioteknologi Pangan 8. Vaksin Vaksin merupakan produk bioteknologi modern yang berupa bahan antigenik penangkal masuknya suatu penyakit ke dalam tubuh kita. Pemberian vaksin membuat kekebalan aktif tubuh terhadap serangan penyakit (terutama yang disebabkan virus dan bakteri) akan semakin meningkat. Beberapa vaksin yang sudah akrab di tubuh kita misalnya vaksin folio, campak, hepatitis, dan vaksin malaria. 9. Antibiotik Jenis Baru Bioteknologi modern juga berperan penting dalam dunia farmasi dan kesehatan. Melalui penerapannya, para ilmuan dapat memproduksi antibiotik-antibiotik baru melalui rekayasa genetik galur mikroorganisme. Antibiotik adalah obat yang kita gunakan untuk mengatasi masalah kesehatan pada tubuh yang diakibatkan inveksi bakteri, jamur, atau virus. 10. Hormon Insulin Hormon insulin berperan penting dalam mengendalikan penyerapan karbohidrat atau glukosa di dalam tubuh kita. Orang-orang yang terserang diabetes umumnya memiliki masalah produksi hormon insulin di dalam tubuhnya. Tubuh mereka tidak mampu menghasilkan hormon insulin sendiri sehingga diperlukan teknologi plasmid yang dapat mengisolasi gen penghasil insulin dari sel pancreasnya.



BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Selain itu bioteknologi juga memanfaatkan sel tumbuhan atau sel hewan yang dibiakkan sebagai bahan dasar sebagai proses industri. Prinsip-prisip bioteknologi telah digunakan untuk membuat dan memodifikasi tanaman, hewan, dan produk makanan. Bioteknologi yang menggunakan teknologi yang masih sederhana ini disebut bioteknologi konvensional atau tradisional. Penerapan bioteknologi konvensional ini



sering diterapkan dalam pembuatan produk-produk makanan. Seiring dengan perkembangan dan penemuan dibidang molekuler maka teknologi yang digunakan dalam bioteknologi pada saat ini semakin canggih.bioteknologi yang menggunakan teknologi canggih ini disebut bioteknologi modern. Lalu apa saja contoh bioteknologi yang telah dikembangkan para ahli ? itulah yang mendasari kami dalam pengolahan makalah ilmiah ini. Namun, dalam makalah ini kami hanya mengulas bioteknologi dibidang pangan. Dimana sekarang ini bioteknologi bidang pangan seakan menjadi primadona karena sangat sering digunakan masyarakat.



1.2 Rumusan Masalah 1. Contoh pemanfaatan bioteknologi pangan dalam kehidupan seharihari ? 2. Apa saja dampak dari bioteknologi ? 1.3 Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ilmiah ini adalah : 1. Untuk memaparkan pengertian dari bioteknologi. 2. Untuk mengetahui apa saja pemanfaatan serta contoh bioteknologi pangan dalam kehidupan sehari-hari. 3. Untuk mengetahui dampak dari bioteknologi. 1.4 Metode Dalam pembuatan makalah ilmiah ini, kami menggunakan metode daftar pustaka, yaitu metode dengan mengumpulkan data dengan mencari data tersebut di buku-buku maupun internet. 1.5 Manfaat Pembuatan makalah ilmiah in I diharapkan dapat memberikan manfaat baik secara teoritis maupun secara praktis, sebagai berikut a. Secara teoritis Hasil makalah ini diharapkan dapat berguna dalam memberikan pengetahuan bagi pembaca khususnya dalam hal yang terkait dengan bioteknologi. b. Secara praktis Melalui pembuatan makalah ini diharapkan dapat meningkatkan wawasan berpikir ilmiah dan kemampuan menganalisis suatu masalah dalam hal terkait.



BAB II PEMBAHASAN 2.1



Pengertian Bioteknologi Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia. Bioteknologi digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena perkembangbiakannya relatif cepat, mudah dimodifikasi, dan mampu memproses bahan baku lebih cepat untuk menghasilkan produk baru. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lainnya. Berdasarkan pengertian bioteknologi tersebut, maka terdapat 4 prinsip dasar bioteknologi, yaitu 1) penggunaan agen biologi, 2) menggunakan metode tertentu, 3) dihasilkannya suatu produk turunan, dan 4) melibatkan banyak disiplin ilmu. Bioteknologi digunakan dalam berbagai bidang seperti bidang pengolahan makanan, bidang kesehatan, bidang pertaniaan dan perkebunan, serta bidang lingkungan.



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia. Bioteknologi digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena perkembangbiakannya relatif cepat, mudah dimodifikasi, dan mampu memproses bahan baku lebih cepat untuk menghasilkan produk baru. Pengolahan bioteknologi terbagi menjadi 2, yaitu secara tradisional atau konvensional serta modern. Penerapan bioteknologi konvensional dalam bidang pangan antara seperti : a. Aplikasi Bioteknologi pada Yoghurt. b. Aplikasi Bioteknologi pada Keju c. Aplikasi Bioteknologi pada Tempe. d. Aplikasi Bioteknologi pada Tahu. Sedangkan contoh bioteknologi secara modern adalah pembuatan OHMG. 3.2 Saran.



Makalah ilmiah ini diharapkan dapat berguna bagi pembaca, khusunya penulis. Serta diharapkan adanya kesadaran masyarakat tentang dampak negative dari bioteknologi agar tidak disalahgunakan penggunaanya.



BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat cepat memberi pengaruh kepada pola kehidupan manusia.Bagaimanapun tidak dapat dipungkiri bahwasannya sebagian besar aspek kehidupan manusia telah memanfaatkan teknologi. Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Pada akhir tahun 1970-an, bioteknologi mulai dikenal sebagai salah satu revolusi teknologi yang sangat menjanjikan. Pentingnya bioteknologi secara strategis dan potensinya untuk kontribusi dalam bidang pertanian, pangan, kesehatan, sumber daya alam dan lingkungan mulai menjadi kenyataan yang semakin berkembang. Secara tidak langsung bioteknologi dapat membantu meningkatkan kesejahteraan hidup manusia juga. Akan tetapi, perlu kita sadari bahwa perkembangan bioteknologi yang bervariasi ini belum dapat menjamin peningkatan kesejahteraan hidup manusia. Karena masih banyak masyarakat yang tingkat perekonomiannya rendah sehingga penggunaan bioteknologi belum dapat dirasakan oleh semua lapisan masyarakat. Namun demikian, banyaknya penggunaan hasil-hasil bioteknologi belum diimbangi dengan pengetahuan masyarakat tentang pengertian dari bioteknologi. Jadi masyarakat hanya memanfaatkan hasil-hasil dari bioteknologi tanpa mengetahui secara pasti apa itu bioteknologi. B. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, masalah-masalah yang ingin saya jelaskan dan sampaikan adalah : 1. Apa yang dimaksud dengan bioteknologi? 2. Ada berapa jeniskah bioteknologi itu ? 3. Apa perbedaan dari masing-masing jenis bioteknologi itu? 4. Apa peranan mikroorganisme dalam bioteknologi ? 5. Dampak apa saja yang ditimbulkan dari penerapan bioteknologi ? C. Tujuan Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah : 1. Mengetahui apa itu bioteknologi. 2. Mengetahui jenis-jenis bioteknologi. 3. Mengetahui perbedaan dari jenis-jenis bioteknologi yang ada. 4. Mengetahui peranan mikrorganisme dalam bioteknologi. 5. Mengetahui dampak dari penerapan bioteknologi.



11111



BAB II PEMBAHASAN BIOTEKNOLOGI



BAB III PENUTUP KESIMPULAN Berdasarkan pemaparan diatas maka dapat disimpulkan bahwa, Bioteknologi adalah usaha terpadu dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan, seperti Mikrobiologi, Genetika, Biokimia, Sitologi, dan Biologi Molekuler untuk mengolah bahan baku dengan bantuan mikroorganisme, sel, atau komponen selulernya yang diproleh dari tumbuhan atau hewan sehingga menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu : bioteknologi konvensional (tradisional) dan bioteknologi modern. Peranan mikroorganisme dalam bioteknologi, yaitu dalam bidang pangan, dalam bidang pertanian dan perkebunan, dalam bidang peternakan, dalam bidang kedokteran dan farmasi, dalam bidang lingkungan (bioremediasi), dan dalam bidang pertambangan (biometalurgi). Bioteknologi bukan hanya memiliki dampak positif saja, tetapi juga memiliki dampak negatif. PENUTUP Demikian yang dapat saya paparkan mengenai Bioteknologi yang menjadi pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.



        



Home Makalah Bank Soal Berita Materi Kelas 10 Kelas 11 Kelas 12







Home » bioteknologi » kelas 3 » materi » sma » Pemanfaatan Bioteknologi Modern di Berbagai Bidang Kehidupan



Pemanfaatan Bioteknologi Modern di Berbagai Bidang Kehidupan bioteknologi, kelas 3, materi, sma Bioteknologi Modern - Telah dijelaskan pada postingan sebelumnya bahwa salah satu ciri dalam bioteknologi modern adalah adanya rekayasa sifat makhluk hidup. Dari hasil rekayasa tersebut, didapatkan berbagai agen biologi dengan sifat yang diinginkan manusia. Agen biologi tersebut akan mengolah bahan mentah menjadi berbagai produk yang diinginkan.



Oleh karena bioteknologi modern dicirikan oleh adanya rekayasa sifat makhluk hidup, bioteknologi modern berkaitan erat dengan rekayasa genetik. Rekayasa genetik adalah pengubahan komposisi gen individu melalui percobaan dan upaya lainnya. Gen sebagai pembawa sifat makhluk hidup dapat diidentifikasi, diisolasi, dan disisipkan dalam materi genetik makhluk hidup lain. Individu yang dihasilkan melalui rekayasa genetika disebut makhluk hidup transgenik atau organisme hasil modifikasi genetik (OHMG).



Organisme yang bisa menerima DNA asing dan umum digunakan dalam proses penyisipan gen adalah bakteri. Hal ini dilatarbelakangi oleh beberapa sifat yang dimiliki bakteri. Bakteri memiliki dua jenis materi genetik yaitu kromosom bakteri dan plasmid. Plasmid merupakan rantai DNA berbentuk sirkuler yang ditemukan di bakteri. Plasmid terkadang mengandung gen yang membuat bakteri tahan terhadap antibiotik ampisilin dan tetrasilin. Plasmid dapat keluar masuk sel, bahkan dapat masuk ke dalam sel bakteri yang berbeda jenis.



(a) Plasmid pada bakteri yang mengandung gen untuk ampisilin dan tetrasilin. (b) Plasmid bakteri dilihat dengan mikroskop elektron DNA plasmid.



Plasmid dapat diisolasi dari bakteri dan dapat “dipotong” menggunakan enzim restriksi. Dengan cara yang sama, DNA penyusun gen, misalnya gen insulin dapat dipotong dan diisolasi menggunakan enzim restriksi yang sama. Contohnya, enzim restriksi EcoR1 yang memotong urutan basa TTAA, karena gen insulin memiliki rantai DNA dengan ujung urutan basa yang sama, TTAA dan AATT, rantai DNA gen insulin dapat bergabung dengan DNA plasmid melalui bantuan enzim DNA ligase, perhatikan gambar berikut.



Pemotongan dan penyisipan gen insulin dalam plasmid.



Proses penyisipan tersebut menghasilkan bakteri yang mengandung gen pembentukan insulin pada manusia. Bakteri ini nantinya dapat menghasilkan hormon insulin manusia. Molekul DNA rekombinasi ini kali pertama dilakukan pada 1973 oleh Stanley Cohen dari Universitas Stanford dan Herbert Boyer dari Unversitas California. Hal ini menandai lahirnya rekayasa genetik modern.



Selain rekayasa genetik, bioteknologi modern juga mencakup fusi sel (penggabungan sel) dari makhluk hidup yang berbeda spesies. Fusi sel adalah teknik yang digunakan untuk menghasilkan sel hibrid (hibridoma). Sel hibrid ini mengandung bahan genetik dari sel-sel yang difusikan. Prinsip dasar teknik ini yaitu membuka dinding kedua sel, kemudian kedua isi sel dicampurkan. Dinding sel dihilangkan dengan menggunakan enzim tertentu. Untuk menggabungkan isi sel, digunakan virus atau bahan kimia seperti polietilen glikol. Teknik fusi sel dilakukan antara lain untuk mendapatkan hibrid baru penghasil antibiotik, tanaman interspesies, dan antibodi monoklonal.



Teknik fusi sel untuk mendapatkan sel dengan sifat campuran.



Dari dua teknik dasar bioteknologi modern tersebut dihasilkan bermacam-macam produk baru. Untuk menghasilkan produk bioteknologi modern, terkadang tetap menggunakan teknik-teknik yang telah dikembangkan dalam bioteknologi konvensional. Pada beberapa hal, bioteknologi konvensional sulit dibedakan dari bioteknologi modern. Berikut ini dijelaskan beberapa contoh bioteknologi modern yang berperan pada beberapa aspek kehidupan.



Makanan Penerapan bioteknologi pada makanan secara modern, diawali pada 1992. Saat itu sebuah perusahaan Amerika, Calgene, mendapatkan izin untuk memasarkan OHMG yang disebut Flavrsavr. OHMG ini adalah tomat yang dibuat lebih tahan hama dan tidak dapat membusuk.



Secara umum, penerapan bioteknologi modern pada makanan tidak dapat dipisahkan dengan bioteknologi modern pada bidang pertanian. Produkproduk makanan yang dihasilkan dari OHMG, seperti tanaman pertanian, hewan, atau mikroorganisme, disebut makanan hasil modifikasi genetik.



OHMG lebih banyak dilakukan pada tanaman pertanian. Contohnya, jagung tahan lama, kedelai tahan herbisida, kentang tahan virus, padi dengan zat dan vitamin yang ditingkatkan (golden rice), gandum dengan protein yang tinggi bagi ternak, dan banyak hasil pertanian lainnya. Perkembangan selanjutnya dari penerapan bioteknologi modern semakin beraneka ragam. Sekarang, para ilmuwan dapat membuat makanan yang mengandung obat, pisang yang menghasilkan vaksin hepatitis B, ikan yang lebih cepat dewasa, dan tanaman buah yang berbuah lebih cepat.



Pertanian Pada bidang pertanian, telah banyak dilakukan penerapan bioteknologi modern. Para ilmuwan telah berhasil membuat prosedur penyisipan gen pada berbagai tanaman. Prosedur tersebut melibatkan teknik kultur jaringan dan teknik genetika pada bakteri yang telah Anda pelajari.



Penyisipan gen ke dalam tumbuhan dapat dilakukan melaui beberapa cara. Salah satunya, sumber DNA gen asing terlebih dahulu dimasukkan ke dalam plasmid bakteri Agrobacterium tumefaciens. Bakteri Agrobacterium rekombinasi tersebut diinfeksikan pada jaringan tumbuhan. Bakteri yang digunakan Agrobacterium tumefaciens sebab di alam bakteri ini menginfeksi tanaman dan menyebabkan penyakit cro n gall (sejenis tumor).



Dengan dimasukkannya gen asing ke dalam plasmid bakteri, gen asing akan memasuki DNA tumbuhan. Dengan demikian, tumbuhan akan memiliki sifat yang sesuai dengan gen asing tersebut. Tumbuhan hasil penyisipan gen disebut juga tanaman transgenik.



Berbagi macam gen telah berhasil disisipkan ke dalam DNA tanaman pertanian. Beberapa di antaranya adalah gen bagi penghasil vitamin, gen untuk penghasil racun bagi serangga, gen bagi pengikatan



nitrogen bebas, dan gen untuk bahan herbisida. Gen-gen tersebut dapat menyebabkan tanaman transgenik memiliki sifat gen yang dimasukkan tersebut. Perhatikan Gambar berikut.



Langkah-langkah penyisipan gen pada tumbuhan. Peternakan Dalam bidang peternakan, bioteknologi modern telah dapat meningkatkan produksi dan kesehatan ternak. Beberapa cara yang dilakukan antara lain dalam pembuatan vaksin dan hormon pertumbuhan bagi hewan ternak. Vaksin dan hormon tersebut disuntikkan pada hewan ternak. Hormon pertumbuhan yang disuntikkan berguna agar ternak mengalami pertumbuhan dan perkembangan yang sangat pesat. Selain itu, waktu panen akan menjadi lebih singkat dibandingkan tanpa menggunakan hormon tersebut.



Berikut ini akan diuraikan hasil bioteknologi pada bidang perternakan, yaitu vaksin, hormon pertumbuhan bagi ternak, kloning reproduksi, dan fertilisasi in vitro.



1.) Vaksin Pencegah Penyakit Ternak Virus yang menyerang ternak dan paling merugikan adalah virus penyebab penyakit mulut, kuku, dan lidah menjadi berwarna biru. Pada unggas, virus yang menyerang dan merugikan adalah virus penyebab penyakit tetelo (New Castle Disease NCD), sedangkan pada anjing, kucing serta karnivora lainnya adalah virus rabies.



Vaksin untuk penyakit mulut dan kuku dibuat dengan cara mengisolasi dan memperbanyak gen yang mengode pembentukan kulit protein virus (VPI). Kemudian, gen ini disisipkan pada plasmid E.coli.



Protein yang dihasilkan E.coli yang sudah direkayasa akan bekerja sebagai vaksin yang efektif terhadap virus penyakit mulut dan kuku. Cara serupa dilakukan untuk menghasilkan vaksin-vaksin bagi penyakit tetelo, dan lidah biru. Selain vaksin, dipakai juga interferon hewan sebagai senyawa antivirus alamiah.



2.) Hormon Pada akhir dasawarsa ini, penggunaan hormon untuk meningkatkan produksi daging untuk ternak sudah lazim digunakan, terutama pada sapi. Dalam waktu dekat, hormon sejenis juga akan dipergunakan untuk meningkatkan produksi daging domba.



Pembuatan hormon pertumbuhan dilakukan dengan cara mengisolasi dan memperbanyak gen pertumbuhan, kemudian disisipkan pada mikroba dan akhirnya dihasilkan hormon-hormon yang dimaksud. Hormon tersebut kemudian disuntikkan pada ternak. Tentu saja usaha ini harus disertai dengan pemberian nutrisi ternak yang seimbang. Penggunaan hormon untuk pertumbuhan ini sudah sering dilakukan.



Para ahli sudah jauh memikirkan untuk membuat hormon yang akan disuntikkan pada domba penghasil wol. Dengan suntik hormon EGF ( Epidermal Grouth Factor), bulu-bulu domba akan rontok dengan sendirinya, tanpa pisau cukur. EGF adalah suatu hormon yang dapat mengendalikan kecepatan tumbuh rambut. Konsentrasi EGF yang tinggi akan menyebabkan pertumbuhan rambut yang cepat, tetapi helaian rambut akan lebih tipis. Satu dosis EGF tertentu akan membuat rambut sedemikian tipis helaiannya sehingga lebih rapi. Beberapa hari kemudian, titik rapuh rambut tersebut akan muncul di permukaan kulit dan tentu saja rambut akan mudah lepas dari kulitnya.



3.) Kloning Reproduksi Contoh lain penerapan bioteknologi modern dalam bidang peternakan adalah kloning. Kloning adalah proses untuk membuat salinan molekul, elektron atau organisme multiseluler yang identik. Pada kloning reproduksi, hal tersebut dilakukan untuk menghasilkan individu yang sama dengan induknya. Salah satu proses kloning yang terkenal adalah kloning domba Dolly. Kloning tersebut dilakukan pada 1996 dan Dolly hidup hingga 2003. Kelahiran domba hasil kloning ini mengundang kontroversi dari berbagai pihak. Pada kloning Dolly, ilmuwan mengisolasi inti sel somatis kelenjar mamae domba dan memasukkannya ke dalam sel telur yang telah dihilangkan inti selnya. Sel telur yang mengandung inti sel donor tersebut diberi kejutan listrik atau zat kimia untuk memicu pembelahan sel. Ketika klon embrio mencapai tahap yang sesuai, embrio tersebut dimasukkan dalam uterus domba betina.



Kloning reproduksi dapat digunakan untuk menghasilkan ternak yang identik dengan induknya, tetapi ilmuwan mengetahui bahwa kloning mempunyai potensi yang lebih berguna. Para ilmuwan berusaha melakukan kloning reproduksi pada hewan-hewan yang telah punah. Beberapa hewan punah telah dicoba dikloning. Pada 2003, seekor banteng jawa berhasil dikloning, kemudian diikuti oleh tiga kucing liar afrika dari embrio yang dibekukan. Hasil ini memberikan harapan bahwa teknik yang sama dapat dilakukan pada hewan ternak lainnya.



Pengobatan dan Kesehatan Penelitian dalam bioteknologi terus dilanjutkan untuk mencari cara pencegahan, diagnosa dan pengobatan pada berbagai kelainan dan penyakit. Terdapat beberapa hasil bioteknologi modern pada bidang pengobatan dan kesehatan, di antaranya hormon dan antibodi monoklonal.



1.) Hormon Pada 1949, penderita arthritis dapat sembuh setelah diobati dengan hormon steroid kortison. Sejak saat itu, jenis steroid ini digunakan untuk mengobati penyakit arthritis, rheumatik, leukemia, anemia hemafotik dan beberapa penyakit lain.



Steroid merupakan senyawa kimia yang sangat kompleks. Pembuatannya secara sintetis memerlukan proses dan biaya yang cukup tinggi. Pada 1952, ditemukan sejenis kapang, yaitu hi opus arrhi us yang dapat mengubah steroid yang berasal dari hewan atau tumbuhan menjadi kortison. Jenis-jenis dari Aspergillus, ternyata dapat mengubah progesteron (steroid yang berasal dari hewan dan manusia) menjadi senyawa kortison. Penyakit kencing manis (diabetes mellitus) dapat diobati dengan hormon insulin. Insulin hasil bioteknologi saat ini sudah dapat diproduksi. Gen manusia yang mengendalikan pembentukan hormon insulin, disisipkan ke dalam bakteri E-coli.



2.) Antibodi Monoklonal Setiap saat tubuh kita dapat terkena serangan virus, bakteri, jamur, dan zat-zat lain dari lingkungan sekitarnya. Zat-zat tersebut dapat membahayakan tubuh. Secara alami, manusia dapat menghasilkan antibodi bagi kuman atau antigen tersebut. Namun, agar sistem kekebalan tubuh aktif, tubuh harus pernah diserang kuman tersebut. Terkadang jika tubuh tidak mampu bertahan, akibatnya akan fatal.



Untuk memicu kekebalan tubuh, dapat dilakukan dengan menyuntikkan vaksin yang mengandung antigen penyakit tersebut. Dengan demikian, dapat terbentuk antibodi pada tubuh yang dapat melawan patogen. Oleh karena kemampuan melawan patogen ini, antibodi monoklonal dikembangkan untuk mengatasi penyakit spesifik.



Cara yang umum digunakan untuk menghasilkan antibodi adalah dengan menyuntikkan sedikit antigen pada tikus atau kelinci. Tubuh kelinci atau tikus akan merespon antigen dengan menghasilkan antibodi yang secara langsung dapat diambil dari darahnya. Akan tetapi, biasanya antigen direspon oleh beberapa macam sel. Antibodi yang dihasilkan adalah antibodi poliklonal, yaitu campuran berbagai antibodi yang dihasilkan oleh berbagai sel.



Sekitar 1970, sebuah teknik dikembangkan untuk menghasilkan antibodi monoklonal. Antibodi yang dihasilkan dari satu sel yang sama dan spesifik terhadap satu antigen. Antibodi monoklonal ini didapat dari kultur sel. Pembuatan antibodi monoklonal adalah melalui fusi sel antara sel B dari hati dan sel penghasil tumor. Sel B hati digunakan karena sel inilah yang menghasilkan antibodi. Adapun sel tumor digunakan karena dapat membelah diri terus-menerus. Perhatikan Gambar berikut.



Pembuatan antibodi monoklonal



Langkah pertama untuk membuat antibodi monoklonal adalah hewan disuntikkan antigen sel B tersebut. Kemudian, sel B hewan diisolasi dan difusikan dengan sel tumor. Hasilnya adalah sel hibrid yang menghasilkan satu antibodi tertentu dan terus membelah. Antibodi monoklonal juga dapat digunakan untuk keperluan diagnosa dan diharapkan dapat menyembuhkan kanker.