Bioteknologi

Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia. Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme. Rekayasa genetika adalah 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 merupakan 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, misalnya dengan fermentasi, hasilnya
antara lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju
dan yoghurt. Proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masa
lalu. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu
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.