Kamis, 20 Oktober 2011

BIOTEKNOLOGI PROSES

knologikali aQ posting again menganai bioteknologi


KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wata’ala karena dengan anugrah dan kekuatan yang diberikan kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan makalah kami yang berjudul “Penerapan Bioteknologi Dalam Industry Non Pangan”.
Salawat dan taslim senaantiasa tercurahkan kepada Nabiyullah Muhammad Sallallahu ‘Alaihi Wasallam,keluarga,sahabat serta para pengikut beliau yang senantiasa istiqomah di jalan-Nya hingga akhir zaman.Insya Allah
 Kami dari penyusun mempunyai harapan makalah ini dapat bermanfaat bagi orang yang membacanya.Dan kami juga menyadari bahwa pada makalah ini masih terdapat kekurangan-kekurangan yang perlu di benahi, karena kita ketahui bersama bahwa manusia itu tidak pernah luput dari kesalahan,untuk itulah kami dengan tangan dan hati terbuka menerima kritik dan saran dari pembaca selama itu merupakan sesuatu yang dapat memperbaiki dan menjadi masukan bagi kami agar ke depannya lebih baik.
Makassar, 21 November 2009
TTD,

PENYUSUN




DAFTAR ISI

Halaman Judul ..............................................................................................................     1
Kata Pengantar .............................................................................................................     2
Daftar Isi .........................................................................................................................     3
BAB I Pendahuluan ......................................................................................................     4
BAB II Penerapan Bioteknologi Dalam Industri Non Pangan .......................     5
             1.Perkembangan Bioteknologi...........................................................................     5
                1.1. Era Perkembangan Bioteknologi............................................................     7
                1.2. Bioteknologi Dalam Industri...................................................................     8
             2.Vektor , Bakteri dan Enzim.............................................................................    10
             3.Pemamfaatan Bioteknologi.............................................................................    11
                A.Bioteknologi dalam Kedokteran dan Produksi Obat...............................    11
                B.Bioteknologi dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran....................    13
                C.Bioteknologi dalam Kultur Jaringan..........................................................    14
                D.Bioteknologi Penambangan........................................................................    15
                E.Bioteknologi dalam Pemberantasan Hama................................................    15
             4.Biokontrol dan Bioremediasi.........................................................................    17
             5.Peternakan dan Perikanan...............................................................................    18
BAB III Penutup ............................................................................................................    19
Daftar Pustaka ..............................................................................................................    20


        BAB I
PENDAHULUAN
Istilah bioteknologi untuk pertama kalinya dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakannya (Suwanto, 1998). Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa.
Dengan definisi tersebut bioteknologi bukan merupakan sesuatu yang baru. Tanaman dan hewan telah didomestifikasi sejak ribuan tahun yang lalu. Nenek moyang kita telah memanfaatkan mikroba untuk membuat produk-produk berguna seperti tempe, oncom, tape, arak, terasi, kecap, yogurt, dan nata de coco . Hampir semua antibiotik berasal dari mikroba, demikian pula enzim-enzim yang dipakai untuk membuat sirop fruktosa hingga pencuci pakaian. Dalam bidang pertanian, mikroba penambat nitrogen telah dimanfaatkan sejak abab ke 19. Mikroba pelarut fosfat telah dimanfaatkan untuk pertanian di negara-negara Eropa Timur sejak tahun 1950-an. Mikroba juga telah dimanfaatkan secara intensif untuk membersihkan dan mendekomposisi limbah dan kotoran selama berpuluh-puluh tahun. Dalam bidang medis, vaksin-vaksin tertentu dibuat dari virus atau bakteri yang telah dilemahkan.

BAB II
PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DALAM INDUSTRI
NON PANGAN
1. Perkembangan  Bioteknologi
 Bioteknologi memiliki gradien perkembangan teknologi, yang dimulai dari penerapan bioteknologi tradisional yang telah lama dan secara luas dimanfaatkan, hingga teknik-teknik bioteknologi baru dan secara terus menerus berevolusi (Gambar 1.a).
 
Gambar 1.a: Gradien Bioteknologi (dimodifikasi dari Doyle dan Presley, 1996).
Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya struktur helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun 1950-an. Ilmu pengetahuan telah sampai pada suatu titik yang memungkinkan orang untuk memanipulasi suatu organisme di taraf seluler dan molekuler. Bioteknologi mampu melakukan perbaikan galur dengan cepat dan dapat diprediksi, juga dapat merancang galur dengan bahan genetika tambahan yang tidak pernah ada pada galur asalnya. Memanipulasi organisme hidup untuk kepentingan manusia bukan merupakan hal yang baru, bioteknologi menawarkan cara baru untuk memanipulasi organisme hidup.
Seperti halnya teknologi-teknologi yang lain, aplikasi bioteknologi untuk pertanian selain menawarkan berbagai keuntungan juga memiliki potensi resiko kerugian. Keuntungan potensial bioteknologi pertanian antara lain: potensi hasil panen yang lebih tinggi, mengurangi penggunaan pupuk dan pestisida, toleran terhadap cekaman lingkungan, pemanfaatan lahan marjinal, identifikasi dan eliminasi penyakit di dalam makanan ternak, kualitas makanan dan gizi yang lebih baik, dan perbaikan defisiensi mikronutrien (Jones, 2003).
Potensi resiko bioteknologi terhadap pertanian dan lingkungan antara lain efek balik terhadap organisme non-target, pembentukan hama resisten, dan transfer gen yang tidak diinginkan yang meliputi transfer gen ke tanaman liar sejenis, transfer gen penyandi untuk produksi gen toksik, dan transfer gen resisten antibiotik melalui gen penanda ( marker ) antibiotik. Beberapa kritikan menyebutkan bahwa modifikasi DNA rekombinan menyebabkan pangan tidak aman untuk dimakan. Kelompok pecinta lingkungan mengkritik bahwa organisme trasgenik menyebabkan kerusakan keragaman hayati, karena membunuh organisme liar yang berguna, atau membuat organisme invasif yang dapat merusak lingkungan (Conko, 2003).
Terlepas dari perdebatan keuntungan dan kerugian di atas, prinsip ”kehati-hatian” harus dikedepankan dalam aplikasi bioteknologi untuk pertanian di pedesaan, khususnya rekayasa genetika. Belajar dari pengalaman Revolusi Hijau yang semula dianggap aman, intensifikasi penggunaan pupuk dan pestisida terbukti berakibat buruk yang baru diketahui setelah beberapa puluh tahun kemudian.

1.1.  Era Perkembangan Bioteknologi :
1.
Era bioteknologi generasi pertama  bioteknologi sederhana.
Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan.
Contoh:
pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.
2.
Era bioteknologi generasi kedua.
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.
Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos
3.
Era bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril.
Contoh:
produksi antibiotik dan hormon
4.
Era bioteknologi generasi baru  bioteknologi baru.
Contoh:
produksi insulin, interferon, antibodi monoclonal

1.2.  Bioteknologi Dalam Industri
1.
Asam Sitrat
mikroba : Aspergillus niger
bahan : tetes gula dan sirup
Fs. Asam Sitrat : pemberi citarasa, pengemulsi susu, dan antioksidan. Umumnya asam ini banyak terdapat pada jeruk.
2.
Vitamin
- B1 oleh Assbya gossipii
- B12 oleh Propionibacterium dan Pseudomonas
3.
Enzim
a.
Amilase  digunakan dalam produksi sirup, kanji, glukosa.
Glukosa isomerase : mengubah amilum menjadi fruktosa.
Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan sukrosa.
Mikroba:- Aspergillus niger
               -Aspergillus oryzae
               -Bacillus subtilis
b.
Protease
- Digunakan antara lain dalam produksi roti, bir,dan lain-lain.
- Protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dan campuran          deterjen untuk menghilangkan noda protein
mikroba: - Aspergillus oryzae
                - Bacillus subtilis
c.
Lipase
Antara lain dalam produksi susu dan keju  untak meningkatkan cita rasa.
mikroba:- Aspergillus niger
               - Rhizopus spp
d.
Asam Amino
- Asam glutamat  bahan utama MSG (Monosodium Glutamat)
- Lisin  asam amino esensial, dibutuhkan dalam jumlah besar
  oleh ternak.
-Keduanya oleh Corynobacterium glutamicum
e. e. Protein Sel Tunggal
Protein  Sel Tunggal (Single Cell Protein = SCP) adalah makanan berkadar protein tinggi, berasal dari mikroorganisme.
Contoh: 1. Mikoprotein dari Fusarium, Substrat: tepung gandum dan ketan
              2. Spirulina dan Chlorella
Kelebihan SCP:
1. Kadar protein lebih tinggi dari protein kedelai atau hewan
2. Pertumbuhan cepat
Gbr. 1.b: Diagram umum proses/tahapan produksi SCP
2.Vektor,Bakteri dan Enzim
 a.Vektor, berupa plasmid bakteri atau viral ADN virus.


Gbr.2.a: Pembuatan plasmid dan mekanisme penyisipan gen

 b.Bakteri, berperan dalam perbanyakan plasmid melalui perbanyakan bakteri

Gbr.2.b: Pemisahan DNA oleh enzim restriksi


c. Enzim, terdiri dari enzim RESTRIKSI (pemotong plasmid/ADN) dan enzim LIGASE (penyambung ptongan-potongan ADN).
Gbr.2.c: Proses produksi insulin manusia dengan rekayasa genetika

3.Pemamfaatan Bioteknologi
    A.Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat
    1.
Antibodi Monoklonal
Adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel Limpa dan sel Mieloma) yang dikultur.Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan.
2.
Terapi Gen
adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal.
3.
Antibiotik
Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum.
- Penicillium chrysogenum  memperbaiki penisilin yang sudah ada.Dilakukan dengan mutasi secara iradiasi ultra violet dan sinar X.
- Cephalospurium  penisilin N.
- Cephalosporium sefalospurin C.
- Streptomyces  streptomisin, untuk pengobatan TBC
4.
Interferon
Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karena itu dilakukan rekayasa genetika.
5.
Vaksin
Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria.
Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia.
Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.
Gbr.3.a: Tahapan sintesis vaksin yang direkayasa secara genetika

B.Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran
1.
Pencemaran oleh minyak.
Strain-strain Pseudomorms  mengkonsumsi hidrokarbon. Rekayasa genetik membentuk bakteri super yang
meogandung empat jenis plasmid pembawa gen untuk konsumsi hidrokarbon.
2.
Limbah organik dapat diuraikan oleh bakteri aerob atau anaerob.

Proses pengolahan limbah cair,adalah seperi gambar dibawah ini:
Gbr.3.b: Skema pengolahan air limbah






C.Bioteknologi dalam Kultur Jaringan
Sifat Totipotensial tanaman, dapat diterapkan untuk kultur jaringan. Kultur jaringan (sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel) untuk memperoleh individu baru.
Penemu F.C. Steward menggunakan jaringan floem akar wortel,seperti gambar dibawah ini:





Gbr.3.c:Skema teknik kultur jaringan sederhana yang dilakukan oleh Steward terhadap tanaman wortel (Daucus carota)
·        Mamfaat / Keuntungan Kultur Jaringan
1.
Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yau~g singkat
2.
Sifat identik dengan induk
3.
Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki
4.
Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanama dewasa.


D. Bioteknologi Penambangan
aktifitas
Thichacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi. Thiobacillus ferrooxidan bersifat kemolitotrof. Sebagai contoh pada tembaga (Cu).
Reaksi:
CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2                          CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi
aktivitas
CuSO4 + 2 Fe+ + H2SO4 + Energi ———————————> 2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+

E. Bioteknologi  dalam  Pemberantasan Hama
Dalam membatasi pemakaian pestisida, dilakukan upaya pemberantasan hama secara biologi antara lain penggunaan musuh alami dan menciptakan tanaman resisten hama.
1.
Bacillus thuringiensis  menghasilkan bioinsektisida yang toksin terhadap larva serangga.
-Transplantasi gen penghasil toksin pada tanaman menghasilkan tanaman yang bersifat resisten hama serangga.
- Kristal (racun Bt) diolah menjadi bentuk yang dapat disemprotkan ke tanaman. Racun akan merusak saluran pencernaan serangga.
2.
Baculovirus sp.
Virus disemprotkan ke tanaman. Bila termakan, serangga akan mati dengan sebelumnya, menyebarkan virus melalui perkawinan.
§  Pengembangan Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara
1.
Tanaman kebal terhadap penyakit, misalnya tembakau kebal terhadap TMV.
Gbr.3.d:Skema rekayasa genetika untuk membuat tumbuhan kebal virus TMV
2.
Tanaman mampu menambat N2.
Pemberian nitrogen dalam bentuk pupuk buatan secara berlebih ternyata berdampak negatif yaitu:
1.
Meningkatkan tekanan osmosis air tanah
2.
Meningkatkan keasaman tanah  akibat lanjut adalah defisiensi Ca, Mg dan K
3.
Terjadinya eutrofikasi karena penumpukan NO3 di perairan, jalan keluarnya adalah dilakukan rekayasa genetika.
Secara umum pemamfaatan Bioteknologi dapat dilihat melalui skema dibawah ini:
Gbr.3.e: Kegunaan Bioteknologi untuk memenuhi kebutuhan manusia
4.Biokontrol dan Bioremediasi
Mikroba juga telah dimanfaatkan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman. Aplikasi mikroba untuk biokontrol hama dan penyakit tanaman meliputi mikroba liar yang telah diseleksi maupun mikroba yang telah mengalami rekayasa genetika. Contoh mikroba yang telah banyak dimanfaatkan untuk biokontrol adalah Bauveria bassiana untuk mengendalikan serangga, Metarhizium anisopliae untuk mengendalikan hama boktor tebu ( Dorysthenes sp) dan boktor sengon ( Xyxtrocera festiva ), dan Trichoderma harzianum untuk mengendalikan penyakit tular tanah ( Gonoderma sp, Jamur Akar Putih, dan Phytopthora sp). Biokontrol tidak selalu menggunakan mikroba sebagai bahan aktinya, Puslit Kopi dan Kakao di Jember saat ini tengah mengembangkan semut hitam untuk mengendalikan hama Penggerek Buah Kakao (PBK).
Keuntungan pemanfaatan biokontrol untuk pertanian antara lain adalah ramah lingkungan, dan mengurangi konsumsi pestisida yang tidak ramah lingkungan.
Salah satu penyebab menurunnya kualitas lahan pertanian di Indonesia adalah bayaknya residu bahan kimia sintetik, seperti herbisida. Menurut data dari FAO (1998) penggunaan herbidisa di Indonesia pada tahun 1996 sebesar 26.570 ton. Jumlah ini meningkat sebesar 395% jika dibandingkan pengunaa herbisida pada tahun 1991 (6.739 ton).
 Upaya untuk memperbaiki kondisi lingkungan yang terkena polusi herbisida tersebut telah dilakukan. Salah satu teknologi alternatif untuk tujuan tersebut adalah melalui bioremediasi . Bioremediasi didefinisikan sebagai proses penguraian limbah organik/anorganik polutann secara biologi dalam kondisi terkendali. Penguraian senyawa kontaminan ini umumnya melibatkan mikroorganisme (khamir, fungi, dan bakteri).
Pendekatan umum yang dilakukan untuk meningkatkan biodegradasi adalah dengan cara: (i) menggunakan mikroba indigenous (bioremediasi instrinsik), (ii) memodifikasi lingkungan dengan penambahan nutrisi dan aerasi (biostimulasi), (iii) penambahan mikroorganisme (bioaugmentasi) (Silia, 2003).

5.Peternakan dan Perikanan
Bioteknologi juga telah melakukan beberapa terobosan penting dalam dunia peternakanan dan perikanan. Salah satu keberhasilan yang beberapa waktu lalu cukup mengemparkan dunia adalah keberhasilan Dr. Ian Helmut mengkloning domba yang dikenal dengan ”Dolly”. Keberhasilan ini membuka peluang bagi dunia peternakan untuk mengembangbiakan tenak dengan sifat-sifat yang relatif seragam. Keberhasilan lain adalah rekayasa genetik untuk meningkatkan efisiensi metabolisme ternak/ikan, seperti peningkatan penyerapan pakan, peningkatan kualitas daging, dan produksi susu (Huttner, 2003).
BAB III
PENUTUP
A.Perkembangan Bioteknologi
Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya struktur helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun 1950-an. Ilmu pengetahuan telah sampai pada suatu titik yang memungkinkan orang untuk memanipulasi suatu organisme di taraf seluler dan molekuler.
B.Era Perkembangan Bioteknologi :
1.Era bioteknologi generasi pertama teknologi sederhana
2.Era bioteknologi generasi kedua
3.Era bioteknologi generasi ketiga
4.Era bioteknologi baru teknologi modern
C.Pemamfaatan Bioteknologi dengan Mikroorganisme:
1.Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat
2.Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran
3.Bioteknologi dalam Kultur Jaringan
4. Bioteknologi Penambangan
5. Bioteknologi  dalam  Pemberantasan Hama
Mikroba juga telah dimanfaatkan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman. Aplikasi mikroba untuk biokontrol hama dan penyakit tanaman meliputi mikroba liar yang telah diseleksi maupun mikroba yang telah mengalami rekayasa genetika.

DAFTAR PUSTAKA

·         (On line) http://aplonya.wordpress.com/2009/06/  (diakses tanggal : 19 November 2009)
·         (On line) http://eug3n14.wordpress.com/2009/06/30/bioteknologi/  (diakses tanggal : 19 November 2009)
·         (On line) http://stoendak.blogspot.com/2009/07/biotekhnologi.html (diakses tanggal : 19 November 2009)
·          (On line) http://kambing.ui.ac.id/bebas/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0159%20Bio%203-7k.htm (diakses tanggal : 19 November 2009)
·         (On line) http://bioteknologiindonesia.blogspot.com/2009_02_01_archive.html (diakses tanggal : 19 November 2009)
·         (On line) http://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi (diakses tanggal : 19 November 2009)
·         (On line) http://www.ipard.com/art_perkebun/dhg1.asp (diakses tanggal : 19 November 2009)
·         Carpenter, J. E. And L.P. Gianessi. 2001. Agricultural Biotechnology: Update Benefit Estimates. National Center for Food and Agricultural Policy. www.ncfap.org
·         Conko, G. 2003. The Benefits of Biotech. Retgulation Spring, p. 20-25.
·         Doyle, J.J. and Persley, G.J. 1996. Enabling the Safe Use of Biotechnology: Principles and Practice. Enviromentally Sustainable and Natural Studies and Monographs Series No. 10. World Bank. Washinton , DC .
·         Jones, D.D. 2003. Food and Agricultural Biotechnology for the 21 st Century. www.apctt.org/publication
·         Huttner, S.L. 2003. Biotechnology and Food. University of California Systemwide Biotechnology Research and Education Program. www.acsh.org/publications
·         Sillia, S.B. 2003. Enviromental Application of Biotechnology. Foundation for Biotechnology Awareness and Education )FBAE). www.fbae.org.