BIOTEKNOLOGI

MAKALAH DASAR-DASAR BIOTEKNOLOGI

“Bioteknologi Konvensional dan Aplikasinya”

Dosen Pengampu:

Dra. MUSWITA M.Si

DISUSUN OLEH:

KELOMPOK 4

1.      Chinthiya Putri                                    (A1C414030)

2.      Rosima Novianti                                   (A1C414017)

3.      Tasya Agustina                                     (A1C414022)

4.      Sylvina Rosalia                                     (A1C413017)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENDIDIKAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan taufiq, hidayah, rahmat dan karunianya serta kelapangan berpikir dan waktu, sehingga kami dapat menyusun dan menyelesaikan makalah dengan judul “bioteknologi modern dan aplikasinya”.

Bioteknologisecara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin. Selain itu beberapa hal yang penting lainnya yang berkaitan dengan Bioteknologi akan kita bahas disini.

Dalam proses penulisan makalah ini belum bisa dikatakan sempurna, baik materi maupun cara penulisannya. Namun demikian, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki sehingga makalah ini dapat selesai dengan baik. Oleh karena itu, penulis dengan rendah hati dan dengan tangan terbuka menerima masukan, saran, dan usul, yang berguna dalam penyempurnaan makalah ini.

Akhirnya penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembaca.

Jambi,   16  september 2016

                                                                                                                         Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL..................................................... ..............i

KATA PENGANTAR................................................................ ii

DAFTAR ISI............................................................................. iii

BAB I   PENDAHULUAN........................................................ 1

A.    Latar Belakang.............................................................. 1

B.     Rumusan Masalah.......................................................... 2

C.     Tujuan............................................................................ 2

BAB II   PEMBAHASAN......................................................... 3

A.    Pengertian Bioteknologi................................................ 3

B.     Pengertian Bioteknologi Konvensional......................... 4

C.     Aplikasi Bioteknologi Konvensional............................. 4

BAB III   PENUTUP........................................................... .....10

A.       Kesimpulan............................................................... 10

DAFTAR PUSTAKA.................................................................11

 

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar belakang

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. Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut..

Prinsip-prisip bioteknologi telah digunakan untuk membuat dan memodifikasi tanaman, hewan, dan produk makanan. Bioteknologi yang menggunakan teknologi yang masih sederhana ini disebut bioteknologi konvensional atau tradisional. Penerapan bioteknologi konvensional ini sering diterapkan dalam pembuatan produk-produk makanan. Seiring dengan perkembangan dan penemuan dibidang molekuler maka teknologi yang digunakan dalam bioteknologi pada saat ini semakin canggih.bioteknologi yang menggunakan teknologi canggih ini disebut bioteknologi modern.. Bioteknologi modern biasanya menggunakan teknologi-teknologi yang dapat membantu kita dalam proses pengkloningan, kultur jaringan.Pengolahan pangan dengan cara fermentasi merupakan jenis pengolahan pangan yang cukup tua. Secara tradisional banyak dilakukan di tingkat rumah tangga. Indonesia sangat kaya akan produk-produk pangan hasil proses fermentasi. Salah satu contohnya tape( Campbell, 2003:234).

Pada prinsipnya pembuatan bioteknologi konvensional di berikaan secara turun menurun dari satu generasi kegenerasi. berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakukan pengkajian lebih mendalam mengenai “Bioteknologi konvensional dan Aplikasinya”.

1.2  Rumusan Masalah

A.                Apa yang dimaksud bioteknologi?

B.                 Apa yang dimaksud dengan bioteknologi konvensional?

C.                 Bagaimanakah aplikasi bioteknologi konvensional?

1.3  Tujuan  Makalah

A.                Mengetahui pengertian bioteknologi

B.                 Mengetahui pengertian bioteknologi konvensional.

C.                 Mengetahui pengaplikasian bioteknlogi konvensional

BAB II

ISI

A.    Pengertian bioteknologi

Bioteknologi dari asal katanya sendiri, yaitu bio artinya hidup atau organisme hidup dan kata teknologi artinya suatu cara atau teknik. Bioteknologi merupakan ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup ataupun produk dari makhluk hidup dengan penggunaan peralatan teknologi untuk menghasilkan produk dan jasa. Kata bioteknologi mulai muncul pada tahun 1917 dari seorang ilmuan asal Hungaria yang bernama Karl Ereky untuk menjelaskan penggunaan gula bit hasil fermentasi sebagai pakan ternak babi. Pemberian gula bit dapat meningkatkan produksi ternak babi. Cara ini, disebut bioteknologi karena menggunakan gula bit dari hasil fermentasi. Namun pada saat itu, orang belum tertarik untuk memahami istilah bioteknologi. (Fahruddin, 2010: 13)

Baru pada tahun 1961 Carl Goran Heden ahli mikrobiologi menerbitkan jurnal ilmiah Biotechnology and Bioengineering, banyak mempublikasikan hasil-hasil penelitiannya dalam jurnal tersebut yaitu mengenai pemenfaatan jazad hidup dalam mengahasilkan berbagai bahan untuk kebutuhan manusia, kemudian muncul definisi bioteknologi yang diartikan sebagai pemanfaatan jazad hidup dalam industri untuk menghasilkan barang dan jasa.

B.     Pengertian Bioteknologi Tradisional atau  Konvesional

Aplikasi bioteknologi secara tradisonal, yaitu bioteknologi yang belum mengenal adanya istilah genetika dan kloning.Bioteknologi tradisional/sederhana adalah fermentasi bakteri & jamur untukmenghasilkan alkohol, asam cuka, dll. bahan organikBioteknologi tradisional (konvensional), berupa pemanfaatan mikroba dalam fermentasi, seleksi atau persilangan tradisional dibidang pertanian dan peternakan untuk mencari bibit unggul. Selain pemanfaatan mikroba dengan menghasilkan produk, bioteknologi tradisinal juga termasuk dalam tehnik seleksi di bidang pertanian dan peternakan : yaitu pemilihan sifat yang sesuai dengan keinginan manusia melalui hibridisasi dengan  tujuan memperbaiki keturunan. Prinsip bioteknologi konvensional pada dasarnya untuk pemenuhan kebutuhan dalam jumlah yang banyak dengan menggunakan metode tebaru untuk mengembangkan produk (Fahruddin, 2010: 14).

Bioteknologi konvensional 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 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.

Ciri-ciri bioteknologi tradisional/konvensional,yaitu:

1.      kurang steril

2.       jumlah sedikit (terbatas)

3.      kualitas belum terjamin

C.    Mengetahui pengaplikasian bioteknlogi konvensional dalam berbagai bidang Penerapan Bioteknologi dalam Kehidupan

1.      Produk-produk Aplikasi Industri Bioteknologi Fermentasi

Dalam dimensi baru teknologi fermentasi mikroba berperan untukmenghasilkan:

1.       Bir, minuman beralkohol. Mikroorganisme yang terlibat terutama adalah khamir dari genus Saccharomyces sp. (S. cerevisiae dan S. carlbergensis): Mengubah gula pada substrat menjadi alkohol pada kondisi aerob.Sari buah, atau gula diiberi Saccharomyces cerevisiaekemudian diinkubasikan akan didapatkan minuman beralkohol.

2.       Yoghurt, diproduksi dengan cara memfermentasi air susu dengan bakteri bukankhamir. Biasanya menggunakan campuran Lactobacillus bulgaricus danStreptococcus thermophillus. Pada pembuatan yoghurt air susu dipasteurisasipada suhu 73oC selama 15 detik. Kemudian ditambahkan kultur starter bakteri.Fermentasi pada suhu 40oC selama 2,5 -3,5 jam sampai susu menggumpal, danasam laktat dihasilkan. Bakteri mengubah gula susu (laktosa) pada kondisianaerobic. Lactose diubah menjadi asam laktat yang bersifat menggumpalkancasein (protein susu). Dihasilkan krem yoghurt tebal dengan rasa sedikit asam.Yoghurt sebaiknya disimpan pada suhu 4oC untuk mengurangi aktivitas mikroba (Kusumawati, 2012: 182).

3.       Keju, berbagai jenis bakteri dapat digunakan untuk memfermentasi susu menjadikeju, tergantung jenis keju yang dihasilkan. Biasanya digunakan spesiesStreptococcus thermophillus dan Lactobacillus bulgaricus. Enzim yangdiperlukan untuk menghasilkan keju adalah rennet yang mengandung chymosinyang bersifat menggumpalkan casein.

Pembuatan Yogurt

1. Susu segar beku

2. Perendaman susu (tawing)

3. Pembukaan kemasan susu

4. Pasteurisasi

5. Penyiapan bakteri

6. Pencampuran bakteri dengan susu

7.Inkubasi (wadah inkubator bisa berupa lampu listrik 25 watt selama 4jam/stiroformbox)

8. Penyimpanan

4.       VCO, santan kelapa bagian kanil (lapisan atas) diberikan inokulum dieramkanbeberapa hari kemudian didapatan minyak kelapa murni (VCO) yang memilikikhasiat sebagai obat.bakteri yang digunakan yaitubakteri asam laktat. Bakteri lain yang banyak digunakan yaitu bakteri sacharomices..

5.       Nata de coco (air kelapa), Nata de pina (nanas), nata de soya (limbah tahu).Acetobater xylinum ditumbuhkan pada substrat gual yang diberi air kelapadieramkan beberapa hari didapatkan nata de coco. Selulosa murni produk kegiatan mikrobia Acetobacter xylinum: merubahgula menjadi selulosa. Yang kaya serat dan baikuntuk sumber makanan berserat tinggi.

6.      Tempe merupakan hasil fermentasi dari kedelai yang telah direbusmenggunakan jamur Rhizopus oryzae

7.      Tape dibuat dari ubi kayu ataupun beras ketan. Ada 3 mikroorganisme yang berperan:

- Endomycopsis fibuliger: merombak pati menjadi gula

- Saccharomyces dan Candida: mengubah tape menjadi alcohol

-Acetobacter aceti: mengubah alkohol menjadi asam asetat dan membuatberasa asam

8. Fermentasi vitamin terutama vit B

Mikroorganisme yang terlibat dalam produksi vitamin ini adalah kapang askomisetes Eremothecium ashbyii dan Ashbya gossypii.

9.    Fermentasi Kefir

Spesies mikrobia dalam bibit kefir diantaranya Lactocococcus lactis, Lactobacillusacidophilus, Lactobacillus kefir, Lactobacillus kefirgranum, Lactobacillus parakefir:mempunyai fungsi dalam pembentukan asam laktat dari laktosa.Lactobacillus kefiranofaciens sebagai pembentuk lendir (matriks butiran kefir)Leuconostoc sp. Membentuk diasetil dari sitratCandida kefir pembentuk etanol dan karbondioksida dari laktosa.

10.  Fermentasi Kombucha

Minuman tradisional hasil fermentasi larutan teh dan gula dengan menggunakanstarter mikrobia kombucha (Acetobacter xylinum dan beberapa jenis khamir) dandifermentasi selama 8 – 12 hari.

11.  Fermentasi Kecap

Kedelai rebus difermentasi oleh kapang Aspergillus sp. dan Rhizopus sp. Menjadisemacam tempe kedelai. Kemudian "tempe" ini dikeringkan dan direndam di dalam larutan garam (Mikroba yang tumbuh pada rendaman kedelai pada umumnya dari jenis khamir dan bakteri tahan garam, seperti khamir Zygosaccharomyces dan bakteri susu Lactobacillus): Merombak protein menjadi asam-asam amino dan komponen rasa dan aroma, sertamenghasilkan asam.

·         Produk Fermentasi

Dalam dimensi baru teknologi fermentasi mikroorganisme berperan untukmenghasilkan:

1. Biomass (single cell protein)

2. Metabolit primer penting tertentu dalam skala yang lebih besar seperti gliserol,asam asetat, asam laktat, aseton, butanol dan butanadiol, serta berbagai asamorganik, asam amino, vitamin, polisakarida dan xanthan.

3. Metabolit sekunder yang berguna (kelompok metabolit yang tidak memainkanperanan langsung dalam kehidupan mikroorganisme) seperti penisilin,steptomissin, oksitetrasiklin, sefalosporin, gibelerin, alkaloid dan aktinomisin.

4. Enzim dalam skala industri, seperti enzim interseluler-invertase, asparaginase,urik oksidase, restruksi endonukl dan DNA ligase.

·         Bioteknologi Berbasis Fermentasi dalam Pengolahan Limbah

Salah satu tujuan utama biotek adalah meningkatkan menajemen penanganandan pemanfaatan material sampah organic yang volumenya cenderung bertambahdengan pesat. Pemanfaatan sampah tersebut akan mengeliminasi sumber polusiterutama pencemaran air, dan dengan penerapan proses bioteknologi, maka dapatmengubah limbah menjadi produk-produk yang bermanfaat.

Limbah untuk substrat fermentasi:

1. Molase, sebagai produk sampingan (limbah) industri gula masih mengandungkadar gula 50 %. Molase digunakan secara luas sebagai bahan baku fermentasidan untuk produksi antibiotik, asam organic, dan khamir untuk pembuatan roti,bumbu masak (MSG) atau diberikan langsung untuk makanan ternak.

2. Whey sebagai produk sampingan (limbah) industri keju digunakansebagaisubstrat fermentasi.

3. Batang padi (damen) untuk produksi jamur merang.

4. Bagase (ampas tebu) banyak mengandung lignoselulose.

Peran biotek dalam pemanfaatan bahan sampah organik:

1. Mengubah kualitas makanan limbah agar sesuai untuk konsumsi manusia.

2. Memberi makan bahan sampah secara langsung atau setelah pemrosesan keunggas, babi, ikan, atau ternak lainnya yang dapat mencerna secara langsung.

3. Limbah yang banyak mengandung lignoselulose diberikan pada sapi atauruminansia.

4. Produksi biogas methane dan poduk fermentasi lain jika tidak dapat diberikanternak.

·         Peran mikroorganisme dalam proses fermentasi

Jasad hidup (living thing) yang meliputi organisme (mikroba) dan komponen subselulernya dalam konteks bioteknologi merupakan organisme renik yang ada di alam.

• Mikroba memiliki sifat khas sehingga dapat digunakan sebagai sarana untukmemproduksi bahan-bahan kimia yang diperlukan oleh manusia.

• Mikroba memiliki kemampuan mensintesis berbagai senyawa di alam dan jugadapat menghasilkan banyak enzim yang dapat dimanfaatkandalam industrypengolahan makanan, bahan kimia dan bahan farmasi.

• Enzim yang dihasilkan merupakan katalisator yang mendorong terjadinya prosessintesis dan perombakan makhluk hidup.Teknologi fermentasi sebagian besar merupakan teknologi yang menggunakanmikroorganisme untuk produksi makanan dan minuman seperti keju, yoghurt,minuman alcohol, cuka, sirkol, acar, sosis, kecap, dll.

Dalam dimensi baru teknologi fermentasi mikroorganisme berperan untukmenghasilkan:

• Metabolit primer penting tertentu dalam skala yang lebih besar seperti gliserol,asam asetat, asam laktata, aseton, butanol dan butanadiol, serta berbagai asamorganic, asam amino, vitamin, polisakarida dan xanthan.

• Metabolit sekunder yang berguna (kelompok metabolit yang tidak memainkanperanan langsung dalam kehidupan mikroorganisme) seperti penisilin,steptomisin, oksitetrasiklin, sefalosporin, giberelin, alkaloid dan aktinomisin.

• Enzim dalam skala industri, seperti enzim interseluler-invertase, asparaginase,urik oksidase, restruksi endonukl dan DNA ligase.

Kelebihan dan Kelemahan Bioteknologi Konvensional

1.      Kelebihan Bioteknologi Konvensional

a.       Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman, seperti air susu menjadi yoghurt, mentega, keju.

b.      Teknologinya relatif sederhana,

c.       Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat dibuat Nata de coco

d.      Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena bioteknologi konvensional tidak banyak membutuhkan biaya karena biaya yang digunakan relatif murah

e.       Pengaruh jangka panjang umumnya sudah diketahui karena sistemnya sudah mapan 

2.      Kelemahan  Bioteknologi Konvensional

a.       Tidak dapat mengatasi masalah ketidaksesuaian (inkompatibilitas) genetic

b.      Perbaikan sifat genetik tidak terarah

c.       Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya

d.      Memerlukan waktu yang relatif lama untuk menghasilkan galur baru

e.       Tidak dapat mengatasi kendala alam dalam sistem budidaya tanaman, misalnya hama

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah:

1.                  bioteknologi adalah pemanfaatan jazad hidup dalam industri untuk menghasilkan barang dan jasa dengan tujuan meningkatkan kualitas barang dan jasa tersebut

2.                  bioteknologi tradisonal, yaitu bioteknologi yang belum mengenal adanya istilah genetika dan kloning. Bioteknologi tradisional (konvensional), berupa pemanfaatan mikroba dalam fermentasi, seleksi atau persilangan tradisional dibidang pertanian dan peternakan untuk mencari bibit unggul

3.                  Pengaplikasian bioteknologi konvensional diantaranya adalah pembuatan tapai, tempe, keju, mentega, kecap dan lain sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Reece dan Mitchell. 2003. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Fahruddin. 2010. Bioteknologi Lingkungan. Bandung: Alfabeta.

http://file.upi.edu/Direktori/SPS/PRODI.PENDIDIKAN_IPA/1974041719932-ANA_RATNAWULAN/Bioteknologi.pdf

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Diaktat%20Bioteknologi.pdf