Bioteknologi

A. Pengertian dan Perkembangan Bioteknologi

Bioteknologi berasal dari kata bio (makhluk hidup) dan teknologi (cara/ alat untuk memudahkan manusia dalam memecahkan masalah atau membuat produk yang berguna). Bioteknologi adalah penggunaan organisme atau bagian dari organisme untuk membuat suatu produk atau jasa, sehingga dapat mensejahterakan manusia. Bioteknologi mulai berkembang pesat sejak tahun 1857, setelah Louis Pasteur menemukan hasil fermentasi yang dilakukan oleh mikroorganisme.

Berdasarkan pemanfaatan mikroorganisme, bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu bioteknologi konvnsional dan biotknologi modern.

Bioteknologi yang memanfaatkan secara langsung mikroorganisme (missal bakteri, jamur atau enzim yang dihasilkan mikroorganisme) dalam menghasilkan produk atau jasa disebut bioteknologi konvensional. Contoh : tempe, tahu, tapai, roti, keju, dan yoghurt.

Seiring perkembangan teknologi, bioteknologi melibatkan prinsip biokimia, biologi molekuler, dan rekayasa genetika disebut bioteknologi modern. Contoh: Organisme transgenik (orgnisme yang menggunakan gen dari organisme lain di dalam tubuhnya).

B. Penerapan Bioteknologi

1. Bioteknologi Pangan

Tapai

Tapai (khamir Saccharomyces cerevisiae, jamur Aspergillus sp., dan bakteri Actobacter aceti)

Perubahan Kimia dalam Proses Pembuatan Tapai

Langkah-langkah Pembuatan Tapai

Langkah prosedur pembuatan tapai

Yoghurt

Yoghurt  merupakan makanan yang dihasilkan dari proses fermentasi susu dengan bantuan bakteri.

Yoghurt (Lactobacillus casei, Streptococcus thermophillus, Lactobacillus bulgaricus, dan Bifidobacteria). Bahan yang penting (komponen susu) dan paling berperan dalam pembuatan yoghurt adalah laktosa, protein, lemak dan kasein. 

Lactobacillus bulgarius menghidrolisis protein menjadi asam amino dan peptida (nutrisi bagi Streptococcus thermophillus). Streptococcus thermophillus menghidrolisis laktosa menjadi asam laktat. Asam laktat yang terbentuk hasil fermentasi laktosa menyebabkan keasaman susu meningkat atau pH susu semakin menurun. Kasein mempunyai sifat peka terhadap keasaman (pH). Jika pH susu rendah sampai kurang dari pH 4,6 maka kasein menjadi tidak stabil dan akan terkoagulasi (menggumpal) sehingga membentuk padatan.

Langkah Prosedur Pembuatan Yoghurt

Keju

Selama pembuatan, susu dibuat dalam kondisi asam dan ditambahkan rennet (kompleks enzim yang dihasilkan di dalam perut hewan memamah biak, penyusun utamanya enzim renin). Enzim renin berperan penting dalam memisahkan dan mengentalkan protein dalam susu,  sehingga terbentuk bagian padat yaitu dadih (curd) dan bagian cair, yaitu air dadih (whey). Selain menggunakan rennet, untuk menggumpalkan protein kasein dapat menggunakan enzim protase yang dihasilkan oleh tumbuhan seperti, tumbuhan keper (Capparis spinose L), utrika (Urtica dioica L.), cinera (Carduus nutans L.), dan malva (Malva sylvestris), dan juga jamur Rhizomucor miehei.

Tempe

Tempe dibuat menggunakan teknik fermentasi dengan menumbuhkan jamur Rhizopus oryzae dan Rhizopus oligosporus pada biji kedelai. Pada proses pertumbuhannya, jamur akan menghasilkan benang-benang yang disebut hifa, mengakibatkan biji-bijian kedelai saling terikat dan membentuk struktur yang kompak. Kandungan gizi tempe lebih rendah dibandingkan kedelai, tetapi tempe lebih baik di konsumsi karena pada pertumbuhan jamur akan menghasilkan enzim protase yang mengubah protein kedelai menjadi asam amino yang mudah dicerna

Kecap

Kecap merupakan hasil hidrolisis fermentasi dengan menggunakan jamur Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae,  dan Aspergillus wentii. Di Jepang, ditambahkan Saccharomyces cevisiae dan spesies Lactobacillus untuk menghasilkan aroma khas.

Langkah Prosedur Pembuatan Kecap

Roti

Bahan utama tepung dan air, difermentasi dengan Saccharomycer cerevisiae, menghasilkan  gas karbondioksida dan sedikit alkohol.

Gas karbondioksida mengakibatkan roti mengembang, dan alkohol memberikan aroma khas.

Minuman beralkohol

Bahan biji serealia (bir), dan ekstrak anggur (wine) difermentasikan dengan bantuan Saccharomyces.

Semakin lama proses fermentasenya memengaruhi jumlah alcohol yang dihasilkan.

2. Bioteknologi Pertanian

Manfaat bioteknologi pertanian:

• Mengatasi keterbatasan lahan
• Meningkatkan produksi tanaman budi daya
• Tahan terhadap herbisida dan insektisida
• Mengurangi pemakaian bahan kimia berbahaya

Bioteknologi modern pertanian dilakukan dengan menerapkan teknik rekayasa genetika, yaitu dengan melakukan manipulasi susunan gen suatu organisme sehingga dapat dihasilkalkan organisme yang memiliki sifat baru (tanaman transgenik).

Teknik rekayasa genetika dalam bioteknologi pertanian:

• Menyiapkan potongan DNA yang mengandung gen tertentu
• Menyiapkan vector (perantara), misanya menggunakan plasmid Ti yang diambil dari bakteri Agrobacterium tumefaciens.
• Menggabungkan potongan (merekombinasi) potongan DNA yang mengandung gen tertentu dengan plasmid Ti menggunakan enzim ligase.
• Memasukkan plasmid Ti yang telah mengandung gen tertentu pada sel-sel tanaman
• Tanaman akan mendapatkan DNA yang mengandung gen tertentu dan tumbuh menjadi tanaman yang memiliki sifat tertentu.

Teknik Rekayasa Genetika

3. Bioteknologi Pertanian

Seperti pada bioteknologi pertanian, bioteknologi peternakan menghasilkan hewan transgenik melalui teknik rekayasa genetika. Misalnya, pengembangan sapi transgenik yang tahan terhadap mastitis (penyakit pembengkakan pada kelenjar susu yang disebabkan oleh infeksi bakteri Staphylococcus aureus) dengan cara memasukkan gen pengode enzim lysostaphin yang diambil dari bakteri Staphylococcus simulans. Salah satu teknik rekayasa genetika yang banyak digunakan dalam bioteknologi peternakan, yaitu kloning.