Bioteknologi Oleh: Neneng Olivia Solihah, S. Pd. SMP Negeri 10 Cimahi
Bioteknologi berasal dari kata bios yang berarti hidup dan teknologi yang berarti metode ilmiah untuk mencapai tujuan praktis. Jadi Bioteknologi dapat kita artikan sebagai pemanfaatan prinsip-prinsip/ metode ilmiah yang menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan produk dan jasa guna kepentingan manusia. Bioteknologi sudah dikerjakan manusia sejak ratusan tahun yang lalu, karena telah bertahun-tahun menggunakan mikroorganisme (bakteri & jamur ragi) untuk membuat makanan bermanfaat seperti tempe, roti, anggur, keju, dan yoghurt. Pengertian
• Istilah bioteknologi baru berkembang setelah Louis Pasteur menemukan proses fermentasi dalam pembuatan anggur. • Ilmu-ilmu pendukung dalam bioteknologi meliputi mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknik kimia, dan enzimologi. • Dalam bioteknologi biasanya digunakan mikroorganisme atau bagianbagiannya untuk meningkatkan nilai tambah suatu bahan.
Jenis Bioteknologi • Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/ tradisional dan bioteknologi modern. • Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi sederhana, yang memanfaatkan mikroorganisme. • Sedangkan bioteknologi modern adalah bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa genetika, seperti DNA rekombinan. • DNA rekombinan yaitu pemutusan dan penyambungan DNA, dengan cara kultur jaringan, kloning, dan fusi sel.
Perbandingan Bioteknologi Konvensional Dan Modern Karakteristik Konvensional Modern Teknik yang di gunakan Fermentasi DNA Rekombinan Keterlibatan manusia Tidak mengubah sifat (proses) pada agen biologi Mengubah sifat (proses) pada agen biologi Contoh hasil Tape, tempe, kecap, asam cuka, yogurt, alkohol Insulin dari bakteri. Tomat yg tahan lama
Penerapan Bioteknologi Dalam Kehidupan Bioteknologi banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. 1. Bioteknologi pangan (tape, youghurt, keju, tempe, kecap, roti, minuman beralkohol) 2. Bioteknologi pertanian (hidroponik, aeroponik, kultur jaringan,rekayasa genetika) 3. Bioteknologi peternakan 4. Bioteknologi kesehatan (antibiotik, insulin sintetis, vaksin, antibodi monoklonal) 5. Bioteknologi lingkungan 6. Bioteknologi forensik
Bioteknologi Konvensional
● Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk dan jasa. ● Misalnya jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan metabolisme sehingga diperoleh produk yang diinginkan. ● Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi sederhana, seperti misalnya Bioteknologi Pangan. ● Contoh produk bioteknologi konvensional misalnya tempe, tape, roti, keju, dan yoghurt.
Bioteknologi ini mempunyai beberapa manfaat, yaitu: 1. Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman. 2. Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat diciptakan makanan baru yaitu Nata de coco. 3. Dapat membuat makanan yang tahan lama, misalnya asinan. 4. Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena teknologi ini mempunyai beberapa manfaat. 5. Bioteknologi sederhana tidak banyak membutuhkan biaya sehingga masyarakat kecil bisa melakukannya dan menjual hasilnya untuk keperluan hidup sehari-hari.
• Bioteknologi pangan adalah bioteknologi yang digunakan untuk menghasilkan produk makanan dengan memanfaatkan mikroorganisme. • Aneka produk makanan memanfaatkan jasa mikroorganisme dalam pengolahannya. • Peranan mikroorganisme dalam pengolahan makanan ini adalah mengubah bahan makanan menjadi bentuk lain, sehingga nilai gizinya lebih tinggi, zat gizi lebih mudah diserap dan dimanfaatkan, serta mempunyai cita rasa yang lebih menarik. • Pemanfaatan mikroorganisme sebagai pengolah bahan makanan telah lama dikenal dan dilakukan oleh banyak orang. • Beberapa contoh produk bioteknologi di bidang pangan yaitu tapai, youghurt, keju, tempe, kecap, roti, dan minuman beralkohol. Bioteknologi Pangan
• Dalam pembuatan kue, pada adonan tepung ditambahkan ragi ke dalam adonan tersebut dan dibiarkan beberapa saat. • Di dalam ragi terdapat jamur Saccharomyces cereviceae. • 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. Kue/Roti
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.
• Youghurt adalah sejenis minuman yang berasal dari susu yang diproses dengan dimanfaatkan mikroorganisme tertentu. • Dalam pembuatan youghurt, 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 youghurt 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 youghurt. Youghurt
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.
Tape / tapai • Tapai dibuat dengan memanfaatkan mikroorganisme yang ada dalam ragi tapai. • Salah satu mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan tapai adalah khamir Saccharomyces cerevisiae. • Selain Saccharomyces cerevisiae, jamur Aspergillus sp., dan bakteri Acetobacter aceti juga berperan dalam pembuatan tapai. • Selama pembuatan tapai terjadi pemecahan amilum atau pati menjadi glukosa. • Proses ini dibantu oleh jamur Aspergillus sp. • Proses inilah yang membuat tapai berasa manis. • Glukosa yang dihasilkan dari proses tersebut difermentasi menjadi alcohol oleh khamir Saccharomyces cerevisiae. • Proses ini menyebabkan tapai memiliki aroma yang khas.
• Proses fermentasi yang dilakukan mikroorganisme dalam pembuatan tapai merupakan respirasi anaerob, artinya dalam prosesnya tidak dibutuhkan oksigen. • Rasa masam pada tapai disebabkan adanya kandungan asam cuka (asam asetat). • Asam cuka dihasilkan dari proses fermentasi alkohol oleh bakteri Acetobater aceti secara aerob (dalam keadaan terdapat oksigen). • Fermentasi ini terjadi ketika pembungkus tapai terbuka. • Oleh karena itu, agar tapai yang dihasilkan tidak terlalu masam, dalam pembuatan tapai harus ditutup rapat.
Tempe • Pada dasarnya proses produksi tempe menggunakan teknik fermentasi. • Fermentasi dilakukan dengan menumbuhkan jamur Rhizopus oryzae dan Rhizopus oligosporus pada biji kedelai. • Pada proses pertumbuhannya, jamur akan menghasilkan benang-benang yang disebut dengan hifa. • Benang-benang itu mengakibatkan biji-bijian kedelai saling terikat dan membentuk struktur yang kompak. • Pada waktu pertumbuhannya, jamur juga akan menghasilkan suatu enzim protease yang dapat menguraikan kompleks protein yang ada pada kedelai menjadi asam amino yang lebih mudah dicerna oleh tubuh kita. • Inilah alasan yang menjadikan tempe lebih mudah dicerna oleh tubuh kita daripada kedelai.
• Secara tradisional proses pembuatan kecap melibatkan proses hidrolisis dan fermentasi dengan menggunakan jamur Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae, dan Aspergillus wentii. • Di Jepang, proses fermentasi dalam pembuatan kecap juga melibatkan Saccharomyces cerevisiae dan spesies Lactobacillus untuk menghasilkan aroma khas. • enzim yang dihasilkan oleh jamur mampu menghidrolisis amilum menjadi gula sederhana dan menghidrolisis protein menjadi asam amino. • Gula sederhana dan asam amino akan mengalami reaksi membentuk ikatan amino-glikosida sehingga menghasilkan warna cokelat gelap. Kecap
• Dari proses tersebut, akan terbentuk campuran butiran biji kedelai dan cairan kental berwarna cokelat gelap. • Selanjutnya, campuran ini disaring untuk memisahkan cairan dengan butiran biji kedelai. • Cairan cokelat gelap tersebut selanjutnya dipanaskan untuk mematikan jamur maupun bakteri. • Cairan inilah yang dinamakan kecap.