Pengertian Bioteknologi dan Penerapannya Dalam Bidang Pengolahan Pangan, Pengobatan dan Kedokteran, Pertanian dan Peternakan, Pengelolaan Lingkungan, Serta Pemisahan Logam dengan Bijihnya
Prinsip Bioteknologi
1) Agen biologis (seperti mikroorganisme, enzim, sel tumbuhan, dan sel hewan)
2) Pendayagunaan secara teknologis dan industrial
3) Produk dan jasa yang diperoleh
BIOINDUSTRI
| Sektor Aktivitas Industri | Jenis Produk dan Jasa |
| Kedokteran | Antibiotik, vaksin, vitamin, steroid, hormon, alkaloid, antibodi, interferon, inhibitor enzim, pereaksi untuk diagnostik |
| Agroindustri | Minuman beralkohol, produk dari susu, bahan cita rasa, produk dari serealia, protein sel tunggal (PST), asam amino, asam organik, enzim, nukleotida, polisakarida, antioksidan, zat pemanis, zat warna, zat penyetabil, aroma |
| Pertanian | Biopestisida, pakan ternak, silase, kompos serta pupuk, bakteri penambat N, kultur jaringan, tanaman, dan produksi embrio. |
| Kimia | Etanol. Asetaldehida, aseton, butanol, butadein, asam organik, produksi embrio, biopolimer, gliserol, furfural, surfaktan, parfum |
| Energi | Etanol, aseton, butanol, metana, hidrogen, biomassa |
| Lingkungan | Penanganan air, penanganan aerobik dan anaerobik, pendayagunaan limbah dan residu organik, akumulasi dan pengambilan metal, defosfatisasi dan denitrifikasi, detoksifikasi |
PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI
1. Era bioteknologi generasi pertama à bioteknologi sederhana. Penggunaan mikroba masih secara tradisional, contohnya dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan. Misal:
pembuatan tempe, tape, cuka.
2. Era bioteknologi generasi kedua.
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril. Dimulai ketika penisilin ditemukan oleh Alexander Flemming (1928). Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos
3. Era bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril. Mulai diterapkannya rekayasa genetika. Contoh: produksi antibiotik dan hormon
4. Era bioteknologi generasi baru à bioteknologi baru.
Contoh:
produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal
PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DALAM KEHIDUPAN
A. Dalam Bidang Pengolahan Pangan
⦁ Mikroorganisme mempunyai kemampuan melipatgandakan dirinya secara menakjubkan
⦁ Mikroorganisme ini sebagai pengubah bahan makanan melalui proses fermentasi
⦁ Salah satunya adalah dimanfaatkan dalam memproduksi protein sel tunggal dan diversifikasi susu
1) Produksi Protein Sel Tunggal (PST)
⦁ PST adalah bahan makanan berkadar protein tinggi yang berasal dari mikroba.
⦁ Istilah ini digunakan untuk membedakan bahwa PST berasal dari organisme bersel tunggal atau banyak.
Mikroorganisme yang cocok antara lain memiliki sifat:
⦁ Tidak menyebabkan penyakit terhadap tanaman, hewan dan manusia
⦁ Nilai gizi baik
⦁ Dapat digunakan sebagai bahan pangan atau pakan
⦁ Tidak mengandung bahan beracun
Biaya produksi rendah
Langkah-langkah produksi protein sel tunggal
a. Pemilihan dan penyiapan sumber karbon, beberapa perlakuan fisik dan kimiawi terhadap bahan dasar yang diperlukan
b. Penyiapan media yang cocok dan mengandung sumber karbon (C), sumber nitrogen (N), fosfor (P), dan unsur-unsur lain yang penting
c. Pencegahan kontaminasi media
d. Pembiakan mikroorganisme yang diperlukan
e. Pemisahan biomassa mikrobial dari cairan fermentasi
f. Penanganan lanjut biomassa.
2) Diversifikasi Produk Susu
⦁ Susu diproduksi melalui proses fermentasi yang menghasilkan produk makanan yang bervariasi.
⦁ Fermentasi susu umumnya disebabkan oleh bakteri Streptococcus dan Lactobacillus. Bakteri tersebut merombak laktosa menjadi asam laktat.
⦁ Produk olahan susu antara lain keju, whey, yoghurt, mentega, susu, mentega berkultur, krim asam berkultur, dan kefir.
B. Dalam bidang Pengobatan dan kedokteran
1) Penisilin
Adalah antibiotik pertama yang ditemukan.
Mikroorganisme: Penicillium chrysogenum
Image
2) Aminoglukosida
⦁ Adalah sejenis antibiotik.
⦁ Terbentuk oleh jamur Streptomyces
⦁ Streptomisin yang dihasilkan oleh bakteri mampu menjinakkan kuman yang kebal terhadap penisilin maupun sefalosporin. Streptomisin efektif untuk pengobatan TBC
3) Tetrasiklin
⦁ Adalah antibiotik
⦁ Mikroorganisme: Streptomyces
⦁ Digunakan sebagai pengobatan, terutama dalam nutrisi ternak untuk memberi efek nutritif.
4) Makrolida
⦁ Adalah antibiotik
⦁ Mikroorganisme: dari jamur Ascomycotina
5) Antrasiklin
⦁ Adalah antibiotik
⦁ Digunakan dalam kemoterapi tumor (namun masih menimbulkan pengaruh buruk terhadap aktivitas jantung)
⦁ Mikroorganisme: dari jamur Ascomycotina
C. Dalam Bidang Pertanian dan Peternakan
⦁ Dikembangkan untuk membunuh hama tanaman budidaya
⦁ Diantaranya Bacillus thuringiensis (membunuh ulat pemakan daun, larva kupu-kupu, dan lalat), dapat pula menghasilkan ICP yang bersifat racun.
⦁ Produksi PST juga dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas daging dan susu ternak
⦁ Organisme yang menghasilkan PST: Saccharomyces cereviceae, Candida utilis, Methylophilus methylotropus.
D. Dalam Bidang Pengelolaan Lingkungan
1) Pengolahan Limbah Anaerobik
⦁ Pengolahan primer: mengurangi padatan
⦁ Pengolahan sekunder: merombak campuran bahan organik terlarut
⦁ Pengolahan tersier: pengendapan kimiawi serta pemisahan fosfor dan nitrogen
⦁ Pengolahan pencemaran: menangani lumpur dari tahap primer ke tahap sekunder dengan cara konvensional
2) Pengolahan limbah Aerobik
a. Filter : pengolahan limbah dengan menggunakan mikroorganisme sebagai penyaring dan pengolah limbah. Ganggang Cyanophyta, Chlorophyta.
b. Lumpur aktif : campuran antara lumpur dan mikroorganisme yang memiliki kemampuan lebih baik dibanding filtrasi.
E. Dalam Bidang Pemisahan Logam dan Bijihnya
Contoh: Thiobacillus ferrooxidan mampu memisahkan tembaga dari bijihnya.
1. Era bioteknologi generasi pertama à bioteknologi sederhana. Penggunaan mikroba masih secara tradisional, contohnya dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan. Misal:
pembuatan tempe, tape, cuka.
2. Era bioteknologi generasi kedua.
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril. Dimulai ketika penisilin ditemukan oleh Alexander Flemming (1928). Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos
3. Era bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril. Mulai diterapkannya rekayasa genetika. Contoh: produksi antibiotik dan hormon
4. Era bioteknologi generasi baru à bioteknologi baru.
Contoh:
produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal
PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DALAM KEHIDUPAN
A. Dalam Bidang Pengolahan Pangan
⦁ Mikroorganisme mempunyai kemampuan melipatgandakan dirinya secara menakjubkan
⦁ Mikroorganisme ini sebagai pengubah bahan makanan melalui proses fermentasi
⦁ Salah satunya adalah dimanfaatkan dalam memproduksi protein sel tunggal dan diversifikasi susu
1) Produksi Protein Sel Tunggal (PST)
⦁ PST adalah bahan makanan berkadar protein tinggi yang berasal dari mikroba.
⦁ Istilah ini digunakan untuk membedakan bahwa PST berasal dari organisme bersel tunggal atau banyak.
Mikroorganisme yang cocok antara lain memiliki sifat:
⦁ Tidak menyebabkan penyakit terhadap tanaman, hewan dan manusia
⦁ Nilai gizi baik
⦁ Dapat digunakan sebagai bahan pangan atau pakan
⦁ Tidak mengandung bahan beracun
Biaya produksi rendah
Langkah-langkah produksi protein sel tunggal
a. Pemilihan dan penyiapan sumber karbon, beberapa perlakuan fisik dan kimiawi terhadap bahan dasar yang diperlukan
b. Penyiapan media yang cocok dan mengandung sumber karbon (C), sumber nitrogen (N), fosfor (P), dan unsur-unsur lain yang penting
c. Pencegahan kontaminasi media
d. Pembiakan mikroorganisme yang diperlukan
e. Pemisahan biomassa mikrobial dari cairan fermentasi
f. Penanganan lanjut biomassa.
2) Diversifikasi Produk Susu
⦁ Susu diproduksi melalui proses fermentasi yang menghasilkan produk makanan yang bervariasi.
⦁ Fermentasi susu umumnya disebabkan oleh bakteri Streptococcus dan Lactobacillus. Bakteri tersebut merombak laktosa menjadi asam laktat.
⦁ Produk olahan susu antara lain keju, whey, yoghurt, mentega, susu, mentega berkultur, krim asam berkultur, dan kefir.
B. Dalam bidang Pengobatan dan kedokteran
1) Penisilin
Adalah antibiotik pertama yang ditemukan.
Mikroorganisme: Penicillium chrysogenum
Image
2) Aminoglukosida
⦁ Adalah sejenis antibiotik.
⦁ Terbentuk oleh jamur Streptomyces
⦁ Streptomisin yang dihasilkan oleh bakteri mampu menjinakkan kuman yang kebal terhadap penisilin maupun sefalosporin. Streptomisin efektif untuk pengobatan TBC
3) Tetrasiklin
⦁ Adalah antibiotik
⦁ Mikroorganisme: Streptomyces
⦁ Digunakan sebagai pengobatan, terutama dalam nutrisi ternak untuk memberi efek nutritif.
4) Makrolida
⦁ Adalah antibiotik
⦁ Mikroorganisme: dari jamur Ascomycotina
5) Antrasiklin
⦁ Adalah antibiotik
⦁ Digunakan dalam kemoterapi tumor (namun masih menimbulkan pengaruh buruk terhadap aktivitas jantung)
⦁ Mikroorganisme: dari jamur Ascomycotina
C. Dalam Bidang Pertanian dan Peternakan
⦁ Dikembangkan untuk membunuh hama tanaman budidaya
⦁ Diantaranya Bacillus thuringiensis (membunuh ulat pemakan daun, larva kupu-kupu, dan lalat), dapat pula menghasilkan ICP yang bersifat racun.
⦁ Produksi PST juga dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas daging dan susu ternak
⦁ Organisme yang menghasilkan PST: Saccharomyces cereviceae, Candida utilis, Methylophilus methylotropus.
D. Dalam Bidang Pengelolaan Lingkungan
1) Pengolahan Limbah Anaerobik
⦁ Pengolahan primer: mengurangi padatan
⦁ Pengolahan sekunder: merombak campuran bahan organik terlarut
⦁ Pengolahan tersier: pengendapan kimiawi serta pemisahan fosfor dan nitrogen
⦁ Pengolahan pencemaran: menangani lumpur dari tahap primer ke tahap sekunder dengan cara konvensional
2) Pengolahan limbah Aerobik
a. Filter : pengolahan limbah dengan menggunakan mikroorganisme sebagai penyaring dan pengolah limbah. Ganggang Cyanophyta, Chlorophyta.
b. Lumpur aktif : campuran antara lumpur dan mikroorganisme yang memiliki kemampuan lebih baik dibanding filtrasi.
E. Dalam Bidang Pemisahan Logam dan Bijihnya
Contoh: Thiobacillus ferrooxidan mampu memisahkan tembaga dari bijihnya.
Post a Comment for "Pengertian Bioteknologi dan Penerapannya Dalam Bidang Pengolahan Pangan, Pengobatan dan Kedokteran, Pertanian dan Peternakan, Pengelolaan Lingkungan, Serta Pemisahan Logam dengan Bijihnya"
Post a Comment