BIOTEKNOLOGI

BIOTEKNOLOGI

Disusun oleh :

- Khaerul Cikal.T

- Asep Kusdana

- Robby Maulana.M

- Nissa Lestari

- Fadilla Febriyanti

Kelompok    : 1

Kelas            : IX-B

DINAS PENDIDIKAN SMPN 9 KOTA TASIKMALAYA

Jln. Babakan Siliwangi No.9 Kota Tasikmalaya

    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. perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya.^[1] Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

*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 merupakan bioteknologi sederhana. Bioteknologi ini mempunyai beberapa manfaat, yaitu:

-         Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman.

-          Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat diciptakan makanan baru yaitu Nata de coco.

-         Dapat membuat makanan yang tahan lama, misalnya asinan.

-          Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena bioteknologi sederhana tidak banyak membutuhkan biaya sehingga masyarakat kecil bisa melakukannya dan menjual hasilnya untuk keperluan hidup sehari-hari. Contohnya tempe dan tape. Proses pembuatan tempe dan tape termasuk bioteknologi.

                                                                                              

1.PENGOLAHAN MAKANAN

      A .Pengolahan Produk Susu

-          MENTEGA

      Mentega adalah produk olahan susu yang bersifat plastis, diperoleh melalui proses pengocokan (Churning) sejumlah krim. Mentega yang baik harus mengandung lemak minimal 80%. Kadar air maksimal 16%, kadar protein maksimal 1% dan MSNF (Milk Solids-Non-Fat) tidak lebih dari 2 %. Warna kuning pada mentega disebabkan oleh zat warna β karoten dalam krim. Nilai gizi mentega banyak tergantung pada kandungan lemak dan vitamin-vitamin yang larut dalam lemak. Mentega merupakan sumber vitamin A yang sangat baik dan merupakan makanan yang berenergi tinggi (7-9 kalori/g), tidak mengandung laktosa dan mineral serta berprotein rendah

-          YOGHURT

     Yoghurt atau yogurt, adalah susu yang dibuat melalui fermentasi bakteri. Yoghurt dapat dibuat dari susu apa saja, termasuk sari kacang kedelai. Produksi modern saat ini didominasi susu sapi. Fermentasi gula susu (laktosa) menghasilkan asam laktat yang berperan dalam protein susu untuk menghasilkan tekstur seperti gel dan aroma unik pada yoghurt. Yoghurt tersedia dalam beraneka macam rasa, rasa alami, rasa buah, rasa vanilla, atau rasa cokelat juga populer.            

-          KEJU

      Keju adalah sebuah makanan yang dihasilkan dengan memisahkan zat-zat padat dalam susu melalui proses pengentalan atau koagulasi.  Proses pengentalan ini dilakukan dengan bantuan bakteri atau enzim tertentu yang disebut rennet. Hasil dari proses tersebut nantinya akan dikeringkan, diproses, dan diawetkan dengan berbagai macam cara. Dari sebuah susu dapat diproduksi berbagai variasi produk keju.^[1] Produk-produk keju bervariasi ditentukan dari tipe susu, metode pengentalan, temperatur, metode pemotongan, pengeringan, pemanasan, juga proses pematangan keju dan pengawetan.^[1] Umumnya, hewan yang dijadikan sumber air susu adalah sapi.^[2] Air susu unta, kambing, domba, kuda, atau kerbau digunakan pada beberapa tipe keju lokal.

susu atau sengaja ditambahkan sebagai kultur starter sebanyak 2-5%. Suhu fermentasi optimum adalah 42-45°C selama 3-6 jam, hingga dicapai pH 4,4 dan kadar asam tertitrasi mencapai 0,9-1,2%.

B.Pengolahan Produk Non Susu

-          TEMPE

     Tempe adalah makanan yang dibuat dari fermentasi terhadap biji kedelai atau beberapa bahan lain yang menggunakan beberapa jenis kapang Rhizopus, seperti Rhizopus oligosporus, Rh. oryzae, Rh. stolonifer (kapang roti), atau Rh. Arrhizus. Sediaan fermentasi ini secara umum dikenal sebagai "ragi tempe".

Kapang yang tumbuh pada kedelai menghidrolisis senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana yang mudah dicerna oleh manusia. Tempe kaya akan serat pangan, kalsium, vitamin B dan zat besi. Berbagai macam kandungan dalam tempe mempunyai nilai obat, seperti antibiotika untuk menyembuhkan infeksi dan antioksidan pencegah penyakit degenerative.

-          TAPAI

      Tapai atau tape adalah kudapan yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan pangan berkarbohidrat sebagai substrat oleh ragi. Di Indonesia dan negara-negara tetangganya, substrat ini biasanya umbi singkong dan beras ketan. Ragi untuk fermentasi tapai merupakan campuran beberapa mikroorganisme, terutama fungi (kapang dan jamur), seperti Saccharomyces cerevisiae, Rhizopus oryzae, Endomycopsis burtonii, Mucor sp., Candida utilis, Saccharomycopsis fibuligera, dan Pediococcus sp. namun tidak tertutup kemungkinan jenis lain juga terlibat. Tapai hasil fermentasi dengan ragi yang didominasi S. cerevisiae umumnya berbentuk semi-cair, lunak, berasa manis keasaman, mengandung alkohol, dan memiliki tekstur lengket^[1]. Produksi tapai biasanya dilakukan oleh industri kecil dan menengah^[1].

-          KECAP

      Kecap adalah bumbu dapur atau penyedap makanan yang berupa cairan berwarna hitam yang rasanya manis atau asin. Bahan dasar pembuatan kecap umumnya adalah kedelai atau kedelai hitam. Namun ada pula kecap yang dibuat dari bahan dasar air kelapa yang umumnya berasa asin. Kecap manis biasanya kental dan terbuat dari kedelai, sementara kecap asin lebih cair dan terbuat dari kedelai dengan komposisi garam yang lebih banyak, atau bahkan ikan laut. Selain berbahan dasar kedelai atau kedelai hitam bahkan air kelapa, kecap juga dapat dibuat dari ampas padat dari pembuatan tahu.

2.Bioteknologi Bidang Pertanian

    A.Penanaman Secara Hidroponik

          Hidroponik adalah suatu istilah yang digunakan dalam bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tumbuhnya. Untuk memperoleh zat makanan atau unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman, ke dalam air yang digunakan dilarutkan campuran pupuk organik. Campuran pupuk ini dapat diperoleh dari buatan sendiri atau pupuk buatan yang siap pakai. Adapun keuntungan dengan cara hidroponik adalah sebagai berikut.
a. Tumbuhan bebas dari hama dan penyakit.
b. Produksi tanaman lebih tinggi.
c. Tumbuh lebih cepat.
d. Pemakaian pupuk lebih efisien.
e. Mudah pengerjaannya.
f. Tidak tergantung pada kondisi alam.
g. Tidak membutuhkan lahan luas.

     B.Penanaman Secara Aeroponik

      Selain hidroponik, saat ini teknik yang sedang dikembangkan adalah teknik aeroponik. Jika hidroponik media yang digunakan untuk tumbuh akar adalah air dan media lain misalnya kerikil atau pasir. Tapi pada aeroponik tidak 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.
Sistem aeroponik memiliki kelebihan dibandingkan sistem hidroponik. Pada sistem aeroponik, akar yang menggantung akan lebih banyak menyerap oksigen sehingga meningkatkan metabolisme dan kecepatan pertumbuhan tanaman.

*Bioteknologi Modern

      Bioteknologi modern adalah jenis ilmu bioteknologi yang menggunakan alat – alat modern dan bersifat sangat kecil sekali sehingga sulit untuk dilakukan di rumah – rumah. BIoteknologi modern memiliki ciri – ciri yaitu sudah memanfaatkan teknologi DNA rekombinan. Salah satu contoh dari BIoteknologi modern adalah memanfaatkan Bakteri E.Coli untuk perbanyakan hormon insulin bagi penderita diabetes sehingga kadar gula darahnya dapat dikurangi.Pada intinya Bioteknologi sudah memanfaatkan teknologi penyambungan dan pemotongan dna dari suatu virus atau bakteri untuk digabung dengan makhluk hidup lainnya agar lebih bermanfaat. Contoh Bioteknologi Modern yaitu : Bayi tabung,Produksi hormon pertumbuhan manusia (Growth Hormon), Antibiotik, Vaksin Malaria, Hormon BST, Hewan Transgenik, Tanaman Tahan hama, Dan domba Dolly.

     Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Beberapa penerapan bioteknologi modern sebagai berikut.

  1. Rekayasa genetika

       Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifatsifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA .

A.Transplantasi inti

    Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga 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 diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.

B.Fusi sel

        Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:

-          sel sumber gen (sumber sifat ideal);

-          sel wadah (sel yang mampu membelah cepat);

-          fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).

c.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 alasan-alasan sebagai berikut. (1) Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama. (2) DNA dapat disambungkan

2.Bioteknologi bidang kedokteran

      Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon.

A. Pembuatan antibodi monoklonal

      Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:

-          untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil

-          mengikat racun dan menonaktifkannya;

-          mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.

B. Pembuatan vaksin

        Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.

C. Pembuatan antibiotika

         Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organism lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.

D. Pembuatan hormon

        Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.

3.Bioteknologi Bidang Pertanian

A. Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen

      Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari protein DNA dan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan sering ditemukan nodul pada akarnya. Di dalam nodul tersebut terdapat bakteri Rhizobium yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhan polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri. Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan agar bakteri Rhizobium dapat hidup di dalam akar selain tumbuhan polong-polongan. Di samping, itu juga berupaya meningkatkan kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi gen. Kedua upaya di atas dilakukan untuk mengurangi atau meniadakan penggunaan pupuk nitrogen yang dewasa ini banyak digunakan di lahan pertanian dan menimbulkan efek samping yang merugikan.

B. Pembuatan tumbuhan tahan hama

       Tanaman yang tahan hama dapat dibuat melalui rekayasa genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel. Contohnya, untuk mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperlukan gen yang menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian disisipkan pada sel tanaman kentang. Sel tanaman kentang tersebut, kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang tahan penyakit. Selanjutnya tanaman kentang tersebut dapat diperbanyak dan disebarluaskan.

4.Bioteknologi Bidang Peternakan

Dengan bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk peternakan. Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai 20%.

5.Bioteknologi Bahan Bakar Masa Depan

       Kita sudah mengetahui bahwa bahan bakar minyak termasuk sumber daya yang tidak bisa diperbarui. Oleh karena itu, suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan bagi para ilmuwan untuk menemukan bahan bakar pengganti yang diproduksi melalui bioteknologi. Saat ini telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan gasohol (alkohol). Alternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. Pada fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan untuk bahan bakar. Di negara Cina, dan India terdapat beberapa kelompok masyarakat yang hidup di desa yang telah menerapkan teknologi fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan baku teknologi fermenter tersebut adalah feses hewan, daun-daunan, kertas, dan lain-lain yang akan diuraikan oleh bakteri dalam fermenter. Sedangkan teknologi gasohol telah dikembangkan oleh negara Brazil sejak harga minyak meningkat sekitar tahun 1970. Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yang melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidak menimbulkan polusi.

6. Bioteknologi Pengolahan Limbah

     Kaleng, kertas bekas, dan sisa makanan, sisa aktivitas pertanian atau industri merupakan bahan yang biasanya sudah tak dikehendaki oleh manusia. Bahan-bahan tersebut dinamakan limbah atau sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam lingkungan. Oleh karena itu, harus ada upaya untuk menanganinya. Penanganan sampah dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya dengan ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di antara semua cara tersebut yang paling baik adalah dengan daur ulang. Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan adalah proses pirolisis. Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan anorganik. Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos. Dalam pembuatan kompos, sangat diperlukan mikroorganisme. Jenis mikroorganisme yang diperlukan dalam pembuatan kompos bergantung pada bahan organik yang digunakan serta proses yang berlangsung (misalnya proses itu secara aerob atau anaerob). Selama proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya selulosa, pembentukan asam organik terutama asam humat yang penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat sebagai pupuk. Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah, misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi yang menyebabkan minyak bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri Acinetobacter calcoaceticus.

*Dampak Penerapan Bioteknologi

1. Dampak Terhadap Lingkungan

     Pelepasan organisme transgenik (berubah secara genetik) ke alam bebas dapat menimbulkan dampak berupa pencemaran biologi yang dapat lebih berbahaya daripada pencemaran kimia dan nuklir.

        Dengan keberadaan rekayasa genetika ini perubahan genotype tidak terjadi secara alami sesuai dengan dinamika populasi, melainkan menurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu. Perubahnan drastis akan menimbulkan bahaya, bahkan kehancuran. "Menciptakan" makhluk hidup yang seragam bertentangan dengan prinsip di dalam biologi sendiri, yaitu keanekaragaman.

2. Dampak Terhadap Kesehatan

    Produk rekayasa genetika di bidang kesehatan dapat menimbulkan masalah serius. Contohnya adalah pengguanaan insulin hasil rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris. Tomat Flavr Savr diketahui mengandung gen resisten terhadap antibiotik. Susu sapi yang disuntik dengan hormon BGH disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi bahaya bagi kesehatan manusia.

3. Dampak dibidang Sosial Ekonomi

    Beragam aplikasi rekayasa menunjukkan bahwa bioteknologi mengandung dampak ekonomi yang membawa pengaruh kepada kehidupan masyarakat. Produk Bioteknologi dapat merugikan petani kecil. Penggunaan hormon pertumbuhan sapi (bovine growth hormone : BGH) dapat meningkatkan produksi susu sapi sampai 20% niscaya akan menggusur peternak kecil. dengan demikian, Bioteknologi dapat menimbulkan kesenjangan ekonomi. Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, tembakau, coklat, kopi, gula, kelapa, vanili, ginseng dan opium akan dapat duhasilkan melalui modifikasi genetika tanaman lain, sehingga akan menyingkirkan tanaman aslinya. Duniaketiga sebagai penghasil tanaman-tanaman tadi akan menderita kerugian besar.

4.Dampak Terhadap Etika
    Menyisipkan gen makhluk hidup lain memiliki dampak etika yang serius. Menyisipkan gen makhluk hidup lain yang tidak berkerabat dianggap melanggar hukum alam dan sulit diterima masyarakat. Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan gen itu tidak etis, 90% menentang pemindahan gen manusia ke hewan, 75% menentang pemindahan gen hewan ke hewan lain. Bahan pangan transgenik yang tidak berlabel juga membawa konsekuensi bagi penganut agama tertentu. Bagaimana hukumnya bagi penganut agama islam, kalau gen babi disisipkan kedalam buah semangka? Penerapan hak paten pada makhluk hidup hasil rekayasa merupakan pemberian hak pribadi atas makhluk hidup. Hal itu bertentangan dengan banyaknya nila-nilai budaya yang menghargai nilai instrinsik makhluk hidup.