Bioteknologi à penggunaan
biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk
menghasilkan barang atau lainnya. Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme.
Rekayasa genetika: aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu
organisme ke organisme lain.
Ciri
utama bioteknologi:
1.
Adanya Benda biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan
2.
Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri
3.
Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian
A. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
Bioteknologi konvensional: bioteknologi
yang memanfaatkan mikroorganisme untuk
memproduksi alkohol, asam asetat, gula,
atau bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap.
Mikroorganisme dapat mengubah bahan
pangan. Proses
yang dibantu mikroorganisme.
cont: dengan fermentasi, hasilnya antara
lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju dan yoghurt.
Ciri khusus: adanya penggunaan makhluk
hidup secara langsung dan belum tahu
adanya penggunaan enzim.
1. Pengolahan Bahan Makanan
a. Pengolahan produk susu
Susu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk
baru, seperti
yoghurt, keju, dan mentega.
1) 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 temperature 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.
2) Keju
Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat,
yaitu Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsi
memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Proses pembuatan keju
diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90oC atau dipasteurisasi, kemudian
didinginkan sampai
30oC. Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan.
Akibat dari kegiatan bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah menjadi
cairan 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
32oC – 420oC dan ditambah garam, kemudian ditekan
untuk membuang air dan disimpan agar matang. Adapun whey yang terbentuk diperas
lalu digunakan untuk makanan sapi.
3)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.
b. Produk makanan nonsusu
1) Kecap
Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus oryzae
dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus oryzae
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.
2)Tempe
Tempe kadang-kadang dianggap sebagai bahan makanan
masyarakat golongan menengah ke bawah, sehingga masyarakat merasa gengsi
memasukkan tempe sebgai salah satu menu makanannya. Akan tetapi, setelah
diketahui manfaatnya bagi kesehatan, tempe mulai banyak dicari dan digemari
masyarakat dalam maupun luar negeri. Jenis tempe sebenarnya sangat beragam,
bergantung pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya adalah
tempe kedelai. Tempe mempunyai nilai gizi yang baik. Di samping itu tempe
mempunyai beberapa khasiat, seperti dapat mencegah dan mengendalikan diare,
mempercepat proses penyembuhan duodenitis, memperlancar pencernaan, dapat
menurunkan kadar kolesterol, dapat mengurangi toksisitas, meningkatkan
vitalitas, mencegah anemia,
menghambat ketuaan, serta mampu menghambat resiko
jantung koroner, penyakit gula, dan kanker.
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, yaitu Rhyzopus
oligosporus, Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus arrhizus, dan 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 sembilan kali lipat.
c)Tape
Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan
menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan enzim yang dapatmengubah zat tepung
menjadi produk yang berupa gula dan alkohol. Masyarakat kita membuat tape
tersebut berdasarkan pengalaman.
B.BIOTEKNOLOGI MODERN
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para
ahli teknlogi mulai mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip
ilmiah melalui penelitian dan berupaya menghasilkan produk secara efektif dan
efisien. Bioteknologi tidak hanya di manfaatkan dalam industri makanan, tetapi
telah mencakup berbagai bidang seperti rekayasa genetika, penanganan polusi,
penciptaan sumber energi dan lainnya. Dengan adanya penelitian serta
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar
manfaatnya untuk masa yang akan datang. Berikut beberapa penerapan bioteknologi
yang akan di bahas:
A. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu cara
memanipulasikan gen untuk menghasilkan mahluk hidup baru dengan sifat yang
diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencakokan gen atau rekombinasi DNA.
Dalam
rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat mahluk hidup. Hal itu
karena DNA dari setiap mahluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga
dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat mahluk
hidup secara turun temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan dengan
beberapa cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid
dan rekomendasi DNA. Berikut penjelasannya :
A. Transplantasi Inti
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu
sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat yang sesuai
dengan inti yang di terimanya. Sebagai contoh, tansplantasi inti pernah di
lakukan pada sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel usus
katak yang bersifat diploid, inti sel tersebut di masukan ke dalam ovum tanpa
inti sehingga terbentuk terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti
baru, ovum membelah secara mitosis berkali – kali sehingga terbentuklah morula
yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong
menjadi banyak sel dan d iambi intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukan
ke dalam ovum tanpa inti. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam
jumlah yang banyak. Dan masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu
baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.
B. Fusi Sel
Fusi sel adalah peleburan 2 sel baik dari spesies
yang sama maupun berbeda agar terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel di
awali oleh pelebaran membrane dua sel lalu diikuti oleh peleburan sitoplasma
(plasmogami) dan peleburn inti sel (kariogami).
Manfaat fusi sel antara lain untuk pemetaan
kromosom, lalu membuat antibody monoclonal dan membentuk spesies baru. Dan di
dalam fusi sel diperlukan adanya:
1. Sel sumber gen (sumber sifat ideal).
2. Sel wadah (sel yang mampu membelah cepat).
3. Fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).
C. Teknologi Plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat
dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid antara
lain :
1. Merupakan molekul DNA yang mengandung DNA
tertentu.
2. Dapat beraplikasi diri.
3. Dapat berpindah ke sel bakteri lain.
4. Sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan
pasmid induk.
Karena sifat-sifat tersebut plasmid digunakan
sebagai vector atau pemindah gen ke dalam sel target.
D. Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA –DNA
dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menyambungkan gen yang ada di
dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA disebut juga rekombinasi gen.
Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena mempunyai
alasan sebagai berikut:
1. Struktur DNA setiap mahluk hidup sama.
2. DNA dapat di sambungkan.
B . Bioteknologi Bidang Kedokteran
Bioteknologi mempunyai peranan penting dalam bidang kedokteran, misalnya pembuatan
antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon. Dan berikut penjelasannya:
1. Antibodi Monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh
dari suatu sumber tunggal. manfaat antibody monoclonal antara lain :
1. Untuk mendeteksi kandungan hormon kronik
gonadotropin dalam urine wanita hamil.
2. Mengikat racun dan menonaktifkannya.
3. Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil
transplantasi jaringan lain.
2. Pembuatan Vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah serangan tubuh yang
berasal dari mikro organisme. Vaksin di dapat dari virus dan bakteri yang telah
di lemahkan atau racun yang di ambil dari mikroorganisme tesebut.
3). Pembuatan Antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh
organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain
yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri
yang diproses dengan cara tertentu.
4). Pembuatan Hormon
Dengan rekayasa DNA, telah digunakan mikroorganisme
untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi misalnya insulin,
hormon pertumbuhan, kortison dan tertosteron.