BIOTEKNOLOGI DAN DUNIA INDUSTRI

(Tugas II Aplikasi Bioteknologi)

Oleh

1. Grafellia Sudarman (0715041043)

2. Lisanti Emelda (0715041049)

3. Rangga Radika Prihandana (0715041062)

4. Suhardini Martiana Putri (0715041069)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2010

Dahulu manusia hanya mengambil sesuatu dari lingkungannya yang

langsung dapat dimanfaatkan untuk kehidupannya, misalnya buah-buahan

langsung dipetik untuk dimakan, sementara bagian lain dari tumbuhan itu

dibiarkan atau dibuang begitu saja. Begitu pula pemanfaatan manusia terhadap

hewan, hanya diambil daging atau telurnya saja. Namun setelah berkembangnya

Biologi, khususnya pada cabang bioteknologi, manusia telah berhasil menemukan

berbagai bagian tubuh tumbuhan atau hewan yang dapat diolah menjadi bahan

baku industri. Bioteknologi merupakan sesuatu ilmu yang mengaplikasikan

seluruh tubuh organisme atau bagian tubuh dari suatu organisme dalam teknologi

untuk menghasilkan sesuatu yang bermanfaat. Dengan kata lain, bioteknologi

merupakan pemanfaatan organisme dan agen-agen biologis untuk menghasilkan

barang dan jasa demi kepentingan manusia. Hal itu berhubungan dengan

pemanfaatan organisme atau komponen selulernya secara terarah dan terkontrol

yang melibatkan berbagai multidisiplin ilmu serta merupakan aplikasi terpadu

antara mikrobiologi, biokimia, biologi sel, fisiologi, genetika molekuler, rekayasa

genetika, dan teknik kimia.

Dengan berkembangnya mikrobiologi, telah diketahui berbagai struktur

dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/jasad renik, baik yang

menguntungkan maupun yang bersifat patogen (menyebabkan penyakit), maka

berkembanglah industri makanan/minuman, industri farmasi, industri

pertambangan dan industri plastik.

INDUSTRI MAKANAN

Pengolahan produk susu

Susu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk baru, seperti yoghurt, keju,

dan mentega.

- Yoghurt

Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu,

selanjutnya sebagian besar lemak dibuang. mikroorganisme yang

berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricus dan

Streptococcus thermophillus. kedua bakteri tersebut ditambahkan pada

susu dengan jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan kurang lebih

5 jam pada temperatur 45′ C. selama penyimpanan tersebut pH akan

turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam laktat.

selanjutnya susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa.

- Keju

Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, yaitu

Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsi

mempermentesikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Proses

pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90′C atau

dipasteurisasi, kemudian didinginkan sampai 30′C. Selanjutnya bakteri

asam laktat dicampurkan. akibat dari kegiatan bakteri tersebuh pH

menurun dan susu terpisah menjadi whey dan dadih padat, kemudian

ditambahkan enzim renin dari lambung sapi muda untuk

mengumpulkan dadih. enzim renin dewasa ini telah digantikan dengan

enzim buatan, yaitu klimosin.Dadih yang terbentuk selanjutnya

dipanaskan pada temperatur 32′C-420′C dan ditambah garam, kemudian

ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang. adapun whey

yang terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.

- Mentega

Pembuatan mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis

dan Lectonostoceremoris. bakteri-bakteri tersebut membentuk proses

pengasaman. selanjutnya, susu diberi cita rasa tertentu dan lemak

mentega dipisahkan. kemudian lemak mentega diaduk untuk

menghasilkan mentega yang siap dimakan.

● Produk makanan nonsusu

- Kecap

Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspregillus oryzae dibiakan pada kulit

gandum terlebih dahulu. jamur Aspregillus oryzae bersama-sama

dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah

dimasak menghancurkan campuran gandum. setelah proses permantasi

karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk

kecap.

- Tempe

Tempe kadang-kadang dianggap sebagai bahan makanan masyarakat

golongan menengah kebawah sehingga masyarakat merasa gengsi

memasukan tempe sebagai salah satu menu makanannya. akan tetapi,

setelah diketahui manfaatnya bagi kesehatan, tempe mulai banyak dicari

dan digemari masyarakat dalam maupaun luar negri. jenis tempe

sebenarnya sangat beragam, tergantung pada bahan dasarnya, namun

yang paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai.

Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga

diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpuan spora mikroorganisme,

dalam hal ini kapang. dalam proses pembuatan tempe paling sedikit

diperlukan 4 jenis kapang dari genus Rhyzopus,yaitu Rhyzopus

oligosporus, Rhyzopus sotolonifer, Rhyzopus arrhizus, dan Rhyzopus

oryzae. Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping

baji kedelai mempermentasikan menjadi produk tempe. proses

permentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada

protein, lemak, dan karbohidrat. perubahan tersebut meningkatkan

kadar protein tempe sampai sembilan kali lipat.

- Tape

Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan menggunakan sel-sel

ragi. ragi menghasilkan enzim yang dapat mengubah zat tepung menjadi

produk yang berupa gula dan alkohol. masyarakat kita membuat tape

tersebut berdasarkan pengalaman.

INDUSTRI FARMASI

Pembuatan Hormon

Pada tahun 1949, penderita arthritis berhasil disembuhkan dengan

hormone steroid kortison. Sejak saat itu, jenis steroid ini digunakan untuk

mengobati berbagai penyakit seperti rheumatic, leukemia, anemia,

hemafotik, dan beberapa penyakit lain. Pada tahun 1952, ditemukan

kapang Rhizopus arrhizus yang dapat mengubah steroid yang berasal dari

sel hewan ataupun tumbuhan menjadi kortison. Jenis-jenis Aspergillus

ternyata juga dapat mengubah progesterone (steroid yang berasal dari

hewan) menjadi senyawa kortison.

Hormon lain yang sangat dibutuhkan bagi penderita kencing manis

(diabetes) adalah hormone insulin. Melalui bioteknologi insulin dapat

diproduksi melalui E. coli. Gen manusia yang mengendalikan

pembentukan hormone insulin disisipkan ke dalam E. coli. Dengan

demikian bakteri ini akan menghasilkan insulin sebanyak yang anda

kehendaki.

Pembuatan Antibiotik

Pada tahun 1928, Alexander Flemming menemukan bahwa

Penicillium notatum menghasilkan zat yang dapat menghambat

pertumbuhan bakteri. Zat tersebut dinamakan penisilin, yang merupakan

antibiotic yaitu suatu zat yang dapat mencegah pembentukan dinding

bakteri. Penemuan Flemming ini mendorong penelitian lebih lanjut hingga

didapatkan jenis P. chrysogenum yang mampu memproduksi penisilin

dengan konsentrasi lebih tinggi daripada P. notatum.

Antibiotik berasal dari bahasa yunani yang terdiri dari Anti

(lawan),Bios (hidup). Antibiotik adalah Suatu zat kimia yang dihasilkan

oleh bakteri ataupun jamur yang berkhasiat obat apabila digunakan dalam

dosis tertentu dan berkhasiat mematikan atau menghambat pertumbuhan

kuman dan toksisitasnya tidak berbahaya bagi manusia. Sampai saat ini

sudah didapatkan kurang lebih sekitar seratus juta antibiotic. Contoh

antibiotik yaitu sebagai berikut :

1. Penisilin : Dihasilkan oleh fungi Penicillinum chrysognum.

2. Sefalosporin : Dihasilkan oleh jamur Cephalosporium acremonium.

3. Aminoglikosida : Dihasilkan oleh fungi Streptomyces dan

micromonospora.

4. Tetrasiklin : Diperoleh dari Streptomyces aureofaciens dan

Streptomyces rimosus

5. Sulfonamida : Merupakan antibiotika spektrum luas terhadap bakteri

gram positrif dan negatif. Bersifat bakteriostatik. Mekanisme kerja :

mencegah sintesis asam folat dalam bakteri yang dibutuhkan oleh

bakteri untuk membentuk DNA dan RNA bakteri.

Contoh penggunaan antibiotik:

Infeksi saluran kemih : kotrimoksazol

Infeksi mata : sulfasetamid

Radang usus : sulfasalazin

Malaria tropikana : fansidar

Mencegah infeksi pada luka bakar : silver sulfadiazin

Tifus : kotrimoksazol

Radang paru-paru pada pasien AIDS : kotrimoxazol

Pembuatan Vitamin dan Asam Amin

Dua jenis senyawa ini dibutuhkan oleh tubuh untuk

melangsungkan metabolisme secara normal. Biasanya manusia

mendapatkannya dari bahan makanan yang masuk kedalam tubuh.

Beberapa jenis mikroba dapat menghasilkan vitamin dan asam amino

tertentu. Dengan mengultur dan memelihara jenis mikroba tertentu

kemudian mengekstraknya, maka dapat diperoleh asam amino yang

dimaksud. Berikut jenis mikroba yang dapat menghasilkan Vitamin atau

Asam Amino :

1. Glucanobacteria suboxydans : Sorbose

2. Streptomyces oliveus : Kobalamin

3. Propionobacterium freudenreichii : Kobalamin

4. Ashbya gossipi : Riboflavin

5. Pseudomonas sp : Vitamin B-12

6. Propionobacterium spp : Vitamin B-12

7. Brevibacterium spp : Glutamate

8. Micrococcus glutamicus : Lisin

9. Corybacterium glutamicum : Lisin

INDUSTRI PERTAMBANGAN

Pada tahun 1957, diketahui bahwa bakteri Thiobacillus feroxidans yang

sangat banyak terdapat di pertambangan batubara di Virginia Selatan, Amerika

Serikat. Bakteri ini digunakan untuk mengekstrak tembaga dari bijihnya.

Penemuan ini telah meningkatkan mutu logam yang selama ini bermutu rendah

akibat diekstrak dengan cara leaching (pelepasan secara manual).

Proses pemisahan tembaga dari bijihnya dengan menggunakan bakteri

Thioobacillus Feroxidans adalah sebagai berikut. Bakteri ini akan mengoksidasi

senyawa besi sulfide di sekitarnya. Proses ini akan melepaskan energi asam sulfat

(H2SO4) dan besi sulfide (FeS). Kedua senyawa ini akan menghancurkan bebatuan

disekitarnya dan melepaskan tembaga dari bijihnya. Dengan kata lain, bakteri ini

akan mengubah sulfide yang tidak larut dalam air. Dengan demikian, apabila air

dialirkan di bebatuan yersebut, maka tembaga sulfat akan terbawa dan terkumpul

di dalam kolam yang sudah disediakan. Larutan dalam kolam bewarna biru

cemerlang. Larutan biru cemerlang kemudian dialirkan melalui pipa-pipa. Besi

akan mengikat sulfat dan tembaga akan dilepas. Sehingga, akan didapat tembaga

murni dengan konsentrasi sekitar 99%.

Penggunaan bakteri Thiobacillus feroxidans tidak hanya digunakan untuk

pencucian tembaga, tetapi juga untuk uranium, nikel, emas, dan timah.

Penggunaan bakteri dalam proses pencucian logam ini, selain dapat meningkatkan

kemurnian logam juga dapat memperkecil resiko pencemaran terhadap

lingkungan.

INDUSTRI PLASTIK

Plastik adalah materi yang sangat sulit untuk diuraikan secara alamiah.

Sedangkan jika dibakar akan berbahaya bagi paru-paru. Saat ini ada produk

plastic dari politen dan polyester poliurethan yang bermassa molekul rendah yang

dikembangkan. Plastic dari bahan tersebut dapat didegradasi oleh mikroba jamur

Cladosporium resinae.

Pada umumnya, plastic yang lebih lentur dapat didegradasi, misalnya

plastic untuk kemasan. Ada penelitisn yang berhasil menemukan bentuk baru

plastic yang biodegradable untuk industri pengemasan. Produksi plastic ini

didasarkan pada bahan kimia polihidroksibutirat yang dihasilkan beberapa

mikroba. Plastic ini bukan hanya bisa didegradasi tetapi juga bisa dibuat mikroba,

contohnya oleh Alxaligenes eutrophus. Plastic biodegradable lain adalah pollulan

yang diproduksi secara komersial dari polisakarida yang dihasilkan oleh

Aureobasidium pollulans.

INDUSTRI PERTANIAN

Dalam bidang pertanian, mikroba penambat nitrogen telah dimanfaatkan

sejak abad 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 mendekomposisi limbah dan kotoran. Mikroba

telah mengambil andil besar dalam menggalakkan pertanian organic. Juga tak

kalah pentingnya teknologi kultur jaringan yang merupakan kemajuan besar

dalam bidang pertanian. Kultur jaringan tanaman merupakan teknik in vitro

(dalam gelas) yang merupakan cara untuk memperbanyak tanaamn dengan

pengambilan bagian tanaman yang mempunyai titik tumbuhnya. Keuntungannya:

-Dapat menghasilkan banyak tanaman baru dalam waktu singkat

-Dapat menghasilkan tanaman baru yang sifatnya sama dengan induknya

-Dapat menghasilkan tanaman baru yang bebas virus

Contoh sederhana pada pisang, bila di ambil cambium atau ujun-ujung akarnya,

lalau di perlakukan dalam gelas dalam laboratorium, kemudian bagian itu akan

membelah sendiri dan setiap belahanya akan menghsilkan tanaman baru. Intinya

asalakan pada tanaman itu ada titik tumbuh atau yang disebut jaringan

meristematik, tanaman tersebut bias diperbanyak.

Belum lagi teknik DNA rekombinan. Dengan salah satu contohnya yaitu

kapas yang memiliki gen Bt. Sebuah bakteri yang bernama Bacillus thuringiensis,

merupakan bakteri yang tahan terhadap serangan hama. Dan tanaman kapas

temasuk tanaman yang paling peka terhadap serangan hama. DNA dari bakteri ini

disisipkan ke dalam DNA tanaman kapas kemudian ditumbuhkan dan

menghasilkan tanaman kapas yang tahan terhadapa hama. Selain itu, ada contoh

yang lain seperti:

Teknologi Kompos Bioaktif

Salah satu masalah yang sering ditemui ketika menerapkan pertanian

organik adalah kandungan bahan organik dan status hara tanah yang rendah.

Petani organik mengatasi masalah tersebut dengan memberikan pupuk hijau atau

pupuk kandang. Kedua jenis pupuk itu adalah limbah organik yang telah

mengalami penghacuran sehingga menjadi tersedia bagi tanaman. Limbah organik

seperti sisa-sisa tanaman dan kotoran binatang ternak tidak bisa langsung

diberikan ke tanaman. Limbah organik harus dihancurkan/dikomposkan terlebih

dahulu oleh mikroba tanah menjadi unsur hara yang dapat diserap oleh tanaman.

Proses pengkomposan alami memakan waktu yang sangat lama, berkisar antara

enam bulan hingga setahun sampai bahan organik tersebut benar-benar tersedia

bagi tanaman.

Proses pengomposan dapat dipercepat dengan menggunakan mikroba

penghancur (dekomposer) yang berkemampuan tinggi. Penggunaan mikroba dapat

mempersingkat proses dekomposisi dari beberapa bulan menjadi beberapa minggu

saja. Di pasaran saat ini banyak tersedia produk-produk biodekomposer untuk

mempercepat proses pengomposan, misalnya: SuperDec, OrgaDec, EM4, EM

Lestari, Starbio, Degra Simba, Stardec, dan lain-lain.

Kompos bioaktif adalah kompos yang diproduksi dengan bantuan mikroba

lignoselulolitik unggul yang tetap bertahan di dalam kompos dan berperan sebagai

agensia hayati pengendali penyakit tanaman. Mikroba biodekomposer unggul

yang digunakan adalah Trichoderma pseudokoningii, Cytopaga sp, dan fungi

pelapuk putih. Mikroba tersebut mampu mempercepat proses pengomposan

menjadi sekitar 2-3 minggu. Mikroba akan tetap hidup dan aktif di dalam kompos.

Ketika kompos tersebut diberikan ke tanah, mikroba akan berperan untuk

mengendalikan organisme patogen penyebab penyakit tanaman.

Biofertilizer

Petani organik sangat menghindari pemakaian pupuk kimia. Untuk

memenuhi kebutuhan hara tanaman, petani organik mengandalkan kompos

sebagai sumber utama nutrisi tanaman. Sayangnya kandungan hara kompos

rendah. Kompos matang kandungan haranya kurang lebih : 1.69% N, 0.34% P2O5,

dan 2.81% K. Dengan kata lain 100 kg kompos setara dengan 1.69 kg Urea, 0.34

kg SP 36, dan 2.18 kg KCl. Misalnya untuk memupuk padi yang kebutuhan

haranya 200 kg Urea/ha, 75 kg SP 36/ha dan 37.5 kg KCl/ha, maka membutuhkan

sebanyak 22 ton kompos/ha. Jumlah kompos yang demikian besar ini memerlukan

banyak tenaga kerja dan berimplikasi pada naiknya biaya produksi.

Mikroba-mikroba tanah banyak yang berperan di dalam penyediaan

maupun penyerapan unsur hara bagi tanaman. Tiga unsur hara penting tanaman,

yaitu Nitrogen (N), fosfat (P), dan kalium (K) seluruhnya melibatkan aktivitas

mikroba. Hara N tersedia melimpah di udara. Kurang lebih 74% kandungan udara

adalah N. Namun, N udara tidak dapat langsung dimanfaatkan tanaman. N harus

ditambat oleh mikroba dan diubah bentuknya menjadi tersedia bagi tanaman.

Mikroba penambat N ada yang bersimbiosis dan ada pula yang hidup bebas.

Mikroba penambat N simbiotik antara lain : Rhizobium sp yang hidup di dalam

bintil akar tanaman kacang-kacangan ( leguminose ). Mikroba penambat N non-

simbiotik misalnya: Azospirillum sp dan Azotobacter sp. Mikroba penambat N

simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose saja, sedangkan

mikroba penambat N non-simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman.

Mikroba tanah lain yang berperan di dalam penyediaan unsur hara adalah mikroba

pelarut fosfat (P) dan kalium (K). Tanah pertanian kita umumnya memiliki

kandungan P cukup tinggi (jenuh). Namun, hara P ini sedikit/tidak tersedia bagi

tanaman, karena terikat pada mineral liat tanah. Di sinilah peranan mikroba

pelarut P. Mikroba ini akan melepaskan ikatan P dari mineral liat dan

menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu melarutkan

P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan Bacillus

megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga

berkemampuan tinggi dalam melarutkan K.

Kelompok mikroba lain yang juga berperan dalam penyerapan unsur P

adalah Mikoriza yang bersimbiosis pada akar tanaman. Setidaknya ada dua jenis

mikoriza yang sering dipakai untuk biofertilizer, yaitu: ektomikoriza dan

endomikoriza. Mikoriza berperan dalam melarutkan P dan membantu penyerapan

hara P oleh tanaman. Selain itu tanaman yang bermikoriza umumnya juga lebih

tahan terhadap kekeringan. Contoh mikoriza yang sering dimanfaatkan adalah

Glomus sp dan Gigaspora sp.

Beberapa mikroba tanah mampu menghasilkan hormon tanaman yang

dapat merangsang pertumbuhan tanaman. Hormon yang dihasilkan oleh mikroba

akan diserap oleh tanaman sehingga tanaman akan tumbuh lebih cepat atau lebih

besar. Kelompok mikroba yang mampu menghasilkan hormon tanaman, antara

lain: Pseudomonas sp dan Azotobacter sp.

Mikroba-mikroba bermanfaat tersebut diformulasikan dalam bahan

pembawa khusus dan digunakan sebagai biofertilizer. Hasil penelitian yang

dilakukan oleh BPBPI mendapatkan bahwa biofertilizer setidaknya dapat

mensuplai lebih dari setengah kebutuhan hara tanaman. Biofertilizer yang tersedia

di pasaran antara lain: Emas, Rhiphosant, Kamizae, OST dan Simbionriza.

Agen Biokontrol

Hama dan penyakit merupakan salah satu kendala serius dalam budidaya

pertanian organik. Jenis-jenis tanaman yang terbiasa dilindungi oleh pestisida

kimia, umumnya sangat rentan terhadap serangan hama dan penyakit ketika

dibudidayakan dengan sistim organik. Alam sebenarnya telah menyediakan

mekanisme perlindungan alami. Di alam terdapat mikroba yang dapat

mengendalikan organisme patogen tersebut. Organisme patogen akan merugikan

tanaman ketika terjadi ketidakseimbangan populasi antara organisme patogen

dengan mikroba pengendalinya, di mana jumlah organisme patogen lebih banyak

daripada jumlah mikroba pengendalinya. Apabila kita dapat menyeimbangakan

populasi kedua jenis organisme ini, maka hama dan penyakit tanaman dapat

dihindari.

Mikroba yang dapat mengendalikan hama tanaman antara lain: Bacillus

thurigiensis (BT), Bauveria bassiana, Paecilomyces fumosoroseus, dan

Metharizium anisopliae . Mikroba ini mampu menyerang dan membunuh

berbagai serangga hama. Mikroba yang dapat mengendalikan penyakit tanaman

misalnya: Trichoderma sp yang mampu mengendalikan penyakit tanaman yang

disebabkan oleh Gonoderma sp, JAP (jamur akar putih), dan Phytoptora sp.

Beberapa biokontrol yang tersedia di pasaran antara lain: Greemi-G, Bio-Meteor,

NirAma, Marfu-P dan Hamago.

INDUSTRI PETERNAKAN

Bioteknologi pada bidang peternakan, khususnya bioteknologi reproduksi

adalah inseminasi buatan (IB), transfer embrio (TE), pemisahan jenis kelamin,

peisahan spermatozoa X dan Y, In Vitro Fertilization (IVF) atau lebih dikenal

dengan bayi tabung, kloning dan sebagainya.

Di Bidang peternakan khususnya sapi, bioteknologi reproduksi mulai

berkembang pesat pada tahun1970-an. Teknologi Inseminasi Buatan berperan

penting dalam rangka peningkatan mutu geneti dari segi pejantan. Sperma beku

dapat diproduksi dan digunakan dalam jumlah banyak cukup dengan memelihara

pejantan berkualitas baik dipusat IB.

Teknologi transfer embrio yang diterapkan secara bersama dengan

teknologi IB dapat mengoptimalkan sekaligus potensi dari sapi jantan dan betina

berkualitas unggul. Kemajuan di Bidang manipulasi mikro, khususnya pembelian

embrio sebelum ditransfer pada resipien sangat bermanfaat bila ditinjau dari segi

eknomi. Sapi jantan lebih menguntungkan untuk usaha produksi daging.,

sedangkan sapi betina lebih menguntungkan untuk usaha produksi susu. Untuk

tujuan penentuan jenis kelamin embrio, biopsi dapat dilakukan pada tahap

embrional dan selanjutnya embrio dapat langsung di transfer pada resipien tau

disimpan dengan teknik pembekuan.

Dalam rangka meneruskan keturunan suatu individu, secara alamiah

diperlukan suatu proses perkawinan dimana jantan dan betina mutlai diperlukan.

Jantan akan menghasilkan sel kelamin jantan (sperma) dan betina akan

menghasilkan sel kelamin betina (sel telur). Pada hewan menyusui proses

pembuahan dan perkembangan selanjutnya terjadi di dalam tubuh induk sampai

proses kelahiran.

Program peningkatan produksi dan kualitas pada hewan ternak (dalam hal

ini sapi) berjalan lambat bila proses reproduksi dilakukan secara alamiah. Dengan

rekayasa bioteknologi reproduksi, proses reproduksi dapat dimaksimalkan antara

lain dengan teknologi Inseminasi Butana (IB). Transfer Embrio (TE), pembekuan

embrio dan manipulasi embrio. Tujuan utama dari teknik IB adalah

memaksimalkan potensi pejantan berkualitas unggul. Sperma dari sutau pejantan

berkualitas unggul dapat digunakan untuk beberapa ratus bahkan ribuan betina,

meksipun seprma tersebut dikirim kesuatu tempat yang jauh. Perkembangngan

selanjutnya adalah teknologi TE dimana bukan hanya potensi dari jantan saja yang

dioptimalkan, melainkan potensi betina berkualitas unggul juga dapat

dimanfatkan secara optimal. Pada betina untuk bunting hanya sekali dalam

setahun (9 bulan bunting dan persiapan bunting selanjutnya) dan hanya mampu

menghasilkan satu atau dua anak bila terjadi kembar. Dengan teknik TE betina

unggul tidak perlu bunting tetapi hanya berfungsi menghasilkan embrio yang

untuk selanjutnya bias ditransfer (dititipkan) pada induk titipan (resipien) dengan

kualitas yang tidak perlu bagus tetapi mempunyai kemampuan untuk

mengandung.

Kematian bukan lagi merupakan berakhirnya proses untuk meneruskan

keturunan. Dengan teknik bayi tabung (IVF), sel telur yang berada dalam ovarium

betina berkualitas unggul sesaat setelah mati dapat diproses diluar tubuh sampai

tahap embrional. Selanjutnya embrio tersebut ditransfer pada resipien sampai

dihasilkan anak. Produksi embrio dalam jumlah banyak (baik dengan teknik TE

maupun bayi tabung) ternyata juga dapat menghasilkan masalah karena

keterbatasan resipien yang siap menerima embrio. Untuk mengatasi masalah

tersebut dikembangkan metode pembekuan embrio.

INDUSTRI PERIKANAN

Bioteknologi perikanan adalah bioteknologi yang ditekankan khusus pada

bidang perikanan. Penerapan bioteknologi dalam bidang perikanan sangat luas,

mulai dari rekayasa media budidaya, ikan, hingga pascapanen hasil perikanan.

Pemanfaatan mikroba telah terbukti mampu mempertahankan kualitas media

budidaya sehingga aman untuk digunakan sebagai media budidaya ikan.

Bioteknologi telah menciptakan ikan berkarakter genetis khas yang dihasilkan

melalui rekayasa gen. Melalui rekayasa gen, dapat diciptakan ikan yang tumbuh

cepat, warnanya menarik, dagingnya tebal, tahan penyakit dan sebagainya.

Pada tahap pascapanen hasil perikanan, bioteknologi mampu mengubah ikan

melalui proses transformasi biologi hingga dihasilkan produk yang bermanfaat

bagi kelangsungan hidup manusia.

Secara garis besarnya Bioteknologi pengolahan hasil perikanan (BPHP)

adalah salah satu teknologi untuk mengolah hasil perikanan menggunakan jasa

mahluk hidup, yaitu mikroba. Salah satu sifat mikroba yang menjadi dasar

penggunaan BPHP adalah kemampuannya merombak senyawa kompleks menjadi

senyawa lebih sederhana, sehingga dihasilkan pangan berbentuk padat, semi padat

dan cair. Mikroba memiliki kemampuan merombak senyawa kompleks (protein,

lemak dan karbohidrat) menjadi senyawa lebih sederhana (asam amino, asam

lemak dan glukosa). Perombakan demikian telah merombak hasil perikanan

menjadi pangan yang aman dikonsumsi manusia. Apabila tidak segera dihentikan,

mikroba akan merombak senyawa sederhana tersebut menjadi ammonia, hidrogen

sulfida, keton dan alkohol. Perubahan tersebut menjadikan pangan tersebut tidak

layak lagi dikonsumsi.

Kita semua memanfaatkan sebagai sumber kehidupan. Namun tidak

disadari bahwa dari air yang mengalir tersebut jutaan mikroorganisme potensial,

salah satunya yaitu Chlorellasp., tumbuh dengan baik menghuni ekosistem Sungai

Brantas. Tapi apalah daya, biota yang bernilai tinggi tersebut akhirnya tidak

disadari kehadirannya. Sementara itu, Jepang dengan ipteknya hadir

memanfaatkan biota ini, dibudidayakan, diolah, dikemas, dipromosikan dan dijual

dalam bentuk tablet “sun chlorella” yang sangat terkenal itu. Mikroorganisme ini

telah lama diteliti oleh peneliti Jepang yang memberi kesimpulan bahwa

Chlorellasp., asal Indonesia memiliki kualitas yang sangat baik sebagai sumber

food supplement dan sumber bahan baku industri farmasi lainnya.Untuk

memanfaatkan hasil riset dan sekaligus menjawab permintaan pasar yang terus

meningkat, Jepang telah memanfaatkan lokasi di Kabupaten Pasuruan sebagai

lokasi kultur Chlorella. Kondisi ini menunjukkan betapa kita sangat jauh

tertinggal dalam bidang bioteknologi, padahal seandainya kita memiliki

kemampuan dalam mengelolanya bukan tidak mungkin produk tersebut sebagian

besar akan memberikan kontribusi terhadap pendapatan wilayah tersebut. Ribuan

bahkan mungkin jutaan jenis mikroalgae yang hidup di air tawar dan laut, sampai

sekarang menjadi perhatian beberapa negara untuk dimanfaatkan.

Pemanfaatan sumberdaya hayati perairan ini melalui riset bioteknologi

molekuler bukan hanya memberikan konstribusi pada pemenuhan kebutuhan

bahan pangan karena kandungan nutrisinya yang lengkap seperti kandungan asam

amino, vitamin, mikronutrien lainnya, asam-asam lemak, DHA dan EPA yang

sangat berguna, tetapi lebih jauh dapat mencakup area kegunaan yang sangat luas.

Kemampuan sumberdaya ini untuk diperbaharui merupakan modal dasar yang

sangat berarti asal terjaga kontinuitas keberadaannya. Di samping itu mikrolagae

ternyata dapat berperan seperti layaknya mesin-mesin mikroskopis yang mampu

menyerap karbondioksida (CO2), di mana hampir 90% dari jumlah karbon organik

di laut yang diperkirakan sekitar 4,2 x 1011 ton ada dalam bentuk terlarut yang

dimanfaatkan oleh mikroorganisme untuk proses pertumbuhan dalam suatu

“microbial loop” (Jannasch, H.W and Wirsen, C.O., 1995)

Kemampuan mikroalgae dalam menyerap karbon organik ini menjadi

landasan bagi ahli Jepang untuk mempelajari kemanfaatan mikroalgae bagi

kegiatan lainnya. Melalui Japan Times, kantor berita Kyodo, Jepang,

menginformasikan hasil temuan riset di sekitar Juni tahun 1997, yang menyatakan

bahwa kelompok peneliti Jepang dan dari pusat penelitian perusahaan Idemitsu

Kosan yang bekerjasama dengan perusahaan penyulingan minyak Okinawa telah

berhasil sukses dalam mengekstrak minyak dari jenis mikroalgae air tawar yang

dikenal sebagai Botryococcus bravnii. Rekayasa genetik telah mampu

meningkatkan kemampuan produktivitas mikroalgae ini dari awal penanaman

sejumlah 2 gram dihasilkan 10 gram dalam tempo waktu 10 hari di mana 50%

dari berat tersebut (5 gram) merupakan berat minyak yang dapat dihasilkan. Riset

juga melaporkan bahwa kualitas minyak yang dihasilkan memiliki kapasitas panas

yang ekuivalen dengan grade C dari heavy fuel oil yang biasa digunakan oleh

kapal motor (boat). Hasil temuan ini memberikan optimisme bahwa jika

mikroalgae ini dibudi-dayakan pada area seluas 60% Pulau Hokaido, maka akan

mampu menyerap seluruh karbondioksida (CO2) yang ada sebagai bahan polutan

di seluruh Jepang yang diserap oleh mikroalgae ini sebagai sumber karbon dalam

proses fotosintesisnya dan sekaligus memberikan harapan bagi kemungkinan

produksi minyak, yang berarti akan mereduksi ketergantungan Jepang terhadap

minyak sebagai sumber energi strategis bagi sebagian besar kegiatan industri dan

kehidupan di Jepang.

Sebagai negara yang kaya akan sumberdaya hayati, maka temuan ini

sekaligus memberikan harapan, bahwa di Indonesia juga memiliki peluang untuk

dikembangkan, namun kemampuan sumberdaya manusia dalam menguasai ilmu

dan teknologi menjadi hal yang mutlak harus dipenuhi sehingga kita tidak terus

harus terjebak pada ketidak-berdayaan sebagaimana gambaran kami terhadap

pemanfaatan Chlorella sebagai sumber bahan pangan, pakan dan obat-obatan

yang potensial yang ternyata belum mampu kita manfaatkan.

Di samping potensi mikroalgae, makroalgae juga berperan penting dalam

banyak industri. Keberhasilan dalam rekayasa genetika dapat menghasilkan

rumput laut dengan kecepatan tumbuh yang tinggi. Kekayaan biodiversitas

rumput laut ini belum banyak mendapat sentuhan teknologi. Budidaya rumput laut

dengan potensi wilayah pesisir yang ada belum dimanfaatkan secara optimal. Jika

pun telah dilakukan budidaya, penyediaan benih yang bermutu belum menjadi

perhatian, dan terkadang pengolahan pascapanen menjadi permasalahan sehingga

menyebabkan rumput laut tidak terserap dalam proses pengolahan. Kemampuan

di tingkat petani sampai saat ini baru pada tingkat pengeringan dan pembuatan

chips rumput laut. Keterbatasan jumlah industri pengolah rumput laut, menjadi

kendala ketika panen raya terjadi.

Karagenan dan agar merupakan salah satu hasil dari ekstraksi polisakarida

yang ada dalam rumput laut. Karagenan menjadi bahan penting yang banyak

dimanfaatkan untuk kebutuhan industri pangan, pakan dan obat-obatan serta

kegiatan-kegiatan ekperimental laboratorium. Kegunaan praktis karagenan dapat

dimanfaatkan dalam produk selai, sirup, saus, makanan bayi, produk susu,

produk-produk olahan daging dan ikan, bumbu-bumbu dan sebagainya. Senyawa

ini juga banyak digunakan sebagai bahan pengental dalam industri farmasi seperti

odol, produk-produk kosmetika, sampo dan produk-produk kecantikan lainnya

serta diaplikasikan sebagai pengental pada industri cat dan tekstil.

Di samping itu, rumput laut dan sisa olahan udang dan rajungan/kepiting

merupakan sumber penghasil alginate, laminaran, chitin dan chitosan. Penggunaan

bahan biopolimer ini dipergunakan secara luas dalam proses industri. Bahan

bahan buangan ikan seperti bagian dalam/pencernaan dan usus-usus ikan melalui

pendekatan bioteknologi telah mampu dikonversi menjadi produk pakan yang

berguna, digunakan sebagai “attractant”, penghasil pepton, pembangkit aroma dan

enzim (pepsin, alkaline phosphatase dan lysozyme) (Strom and Raa, 1993).

Sifat spesifik dari wilayah perairan dengan tekanannya serta sifat kimia

dari kehadiran komponen garam pada air laut dan kestabilan temperatur,

khususnya pada wilayah laut dalam, turut memberikan kontribusi terhadap

organisme yang hidup di dalamnya dalam menghasilkan enzim-enzim spesifik

yang sangat berperan dalam industri. Kondisi demikian menumbuhkan organisme

yang secara metabolis dan fisiologis berbeda dengan organisme yang hidup di

darat.

Enzim yang dihasilkan dari bakteri laut merupakan bahan penting dalam

bioteknologi karena sifatnya yang sangat spesifik dan jarang ditemukan pada

daerah darat. Beberapa merupakan organisme yang resisten terhadap garam yang

merupakan hal yang sangat spesifik diperlukan dalam proses industri. Sebagai

contoh enzim protease ekstraseluler yang merupakan bahan penting dan dapat

digunakan dalam industri deterjen dan industri bahan pembersih seperti pada

pencucian membran reverse-osmosis. Jenis bakteri Vibrio spp., yang dikenal

sebagai salah satu penyebab penyakit pada ikan dan udang ternyata menghasilkan

berbagai macam enzim protease ekstraseluler. Vibrio alginolyticus, menghasilkan

6 jenis protease, termasuk di dalamnya enzim yang tidak umum yaitu enzim yang

tahan terhadap deterjen dan enzim alkaline serine exoprotease. Bakteri ini juga

menghasilkan collagenase, yaitu suatu jenis enzim yang dapat diaplikasikan

dalam berbagai industri dan penerapan komersial, termasuk di dalamnya

kemampuan dalam mendispersi sel-sel dalam kultur jaringan. Alteromonasspp,

yang diisolasi dari laut juga dilaporkan beberapa jenis di antaranya mampu

menghasilkan enzim protease yang memiliki kemampuan dalam proses

penghambatan pertumbuhan beberapa jenis bakteri lainnya. Bahan inhibitor yang

diidentifikasi ternyata mengandung dua bahan penting yaitu marinostatin yang

dibangun dari 12 sampai 14 asam-asam amino, sedangkan bahan lainnya dikenal

sebagai monostatin yang dibangun dari glycoprotein (Imada, 2000). Enzim

alkaline serine protease yang termasuk dalam famili subtilisin juga ditemukan di

beberapa jenis bakteri laut, antara lain pada bakteri laut psychrophilic yang hidup

di laut dengan suhu rendah/dingin (Alfredsson, et al., 1995).

Di samping bakteri, beberapa jenis mikroalgae juga mampu menghasilkan

enzim penting, seperti enzim haloperoksidase yang mampu berperan dalam

penggabungan halogen kedalam bahan-bahan metabolit. Enzim ini dapat berperan

penting dalam industri kesehatan, kecantikan dan pangan.

Kondisi sifat fisik laut yang sangat beragam dan ekstrim telah

menghasilkan beberapa enzim yang sangat berperan dalam bidang bio-molekuler

dan bioteknologi molekuler. Enzim yang tahan panas tinggi lebih dari 100°C

dapat diisolasi dari kelompok bakteri Archae (Thermus aquaticus) yang diisolasi

dari sumber air panas dari Yellowstone National Park, memberikan konstribusi

yang sangat berarti dalam pengembangan Polymerase Chain Reaction (PCR)

yang merupakan teknik yang sangat penting untuk mempelajari material genetik

dan rekayasa genetika.

DAFTAR PUSTAKA

http://erdiansyah.blog.friendster.com/2007/03/bioteknologi-pertanian/. 20

Februari 2010.

http://ennotech.blogspot.com/2009/. 20 Februari 2010.

http://ikanmania.wordpress.com/2008/01/20/peran-bioteknologi-molekuler-

dalam-pembangunan-bidang-perikanan-dan-kelautan-indonesia/. 20

Februari 2010.

http://ilmuternak.wordpress.com/reproduksi-ternak/mengenal-teknologi-

reproduksi/ . 20 Februari 2010.

http://prasetya.brawija.ac.id/sukoso.htm. 20 Februari 2010.

http://raruro.blogspot.com/2009/01/bioteknologi.html. 17 Februari 2010.

http://www.ipard.com/art_perkebun/feb21-05_isr-I.asp. 17 Februari 2010.