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. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi

tidak hanya didasari padabiologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain,

seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia,matematika, dan

lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan

berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara 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

bidangpertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan

bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuanvaksin, antibiotik,

dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak

sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur Dengan

alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Dari semakin banyaknya pemanfaatan bioteknologi, kami terusik untuk membahas

penggunaan bioteknologi dalam bidang pangan, lebih spesifiknya terkait bioteknologi

konvensional dibidang pangan. Apakah dengan penggunaan bioteknologi tersebut malah

semakin banyak manfaat baik yang didapat ataukah sebaliknya, malah banyak pula dampak

negative yang diperoleh.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa pengertian bioteknologi dalam bidang pangan?

2. Apa manfaat bioteknologi bidang pangan?

3. Apa saja dampak negatif bioteknologi bidang pangan?

1

1.3  Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian bioteknologi dalam bidang pangan. 

2. Dan contoh-contoh makanan atau bahan pangan yang cara pembuatannya memanfaatkan

mikroorganisme yang berupa bioteknologi konvensional (tradisional). 

3. Mengetahui dampak negatif pada bioteknologi bidang pangan.

2

BAB II

TEORI DAN PEMBAHASAN

A.  Pengertian Bioteknologi dalam Bidang Pangan

Bioteknologi berasal dari kata “bio” dan “teknologi” yang dapat diartikan sebagai

penggunaan organisme atau sistem hidup untuk memecahkan suatu masalah atau untuk

menghasilkan produk yang berguna. Sedangkan bioteknologi dalam bidang pangan merupakan

cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi dan lainnya) maupun

produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan bahan

pangan. Maka bioteknologi pangan dapat diartikan solusi bioteknologi dibidang pangan, sejak

dari mempersiapkan bahan sampai dengan pengolahannya menjadi produk siap olah maupun

siap hidang.

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 Dewasa ini, perkembangan bioteknologi

tidak hanya didasari padabiologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain,

seperti  biokimia,  komputer,  biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia,matematika, dan

lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan

berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional / tradisional dan

modern. Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan

mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan, seperti

tempe, tape, oncom, dan kecap.

            Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan. Proses yang dibantu mikroorganisme,

misalnya dengan fermentasi, hasilnya antara lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk

keju dan yoghurt. Proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masa lalu. Ciri khas yang

tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara

langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim.

            Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah mulai lagi

mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian.

3

Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan

efisien.

            Dewasa ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah

mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber

energi, dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang

akan datang.

Secara garis besar kegiatan bioteknologi dalam bidang pangan meliputi:

1. Teknologi sel mikroba; untuk produksi pangan terfermentasi dan aditif pangan.

Teknologi sel mikroba sudah diaplikasikan dibidang pangan beberapa abad yang lalu. Tujuan

dari tekniologi sel mikroba ini adalah untuk pengawetan pangan yang menghasilkan berbagi

jenis pangan terfermentasi seperti dadih (yoghurt dan keju), tauco, tape dan sebagainya.

Sedangkan teknologi mikrobial yang bertujuan untuk menghasilkan bahan kimia (sekaligus

bahan pangan) adalah produksi etanol oleh khamir dan proses lanjutannya untuk mengahasilkan

cuka (asam asetat) oleh bakteri. Pada awal abad ke II ditemukan teknologi produksi gliserol oleh

khamir yang diransang oleh kebutuhan untuk memproduksi dinamit. Berbagai macam asam dan

enzim sudah dapat dihasilkan dengan bantuan mikroba ini. Bahkan sederetan bahan kimia lain

yang telah dapat diproduksi secara mikrobial. Mikroba sudah terbukti merupakan agen biologis

yang sangat potensial untuk mengahsilkan berbegai jenis zat kimia. Banyak diantaranya

merupakan bahan aditif pangan. Teknologi produksi aditif pangan secara mikrobial dilandasi

oleh teknik manipulasi metabolisme agar zat yang dikehendaki terakumulasi dan dikeluarkan

dari dalam sel. Teknik manipulasi metabolisme ini diperoleh dari mutasi konvensional seperti

radiasi dengan sinar X, UV, Gamma dan penggunaan mutagen kimia, maupun mutasi modern

melalui rekayasa genetik.

2. Aplikasi enzim; baik untuk persiapan bahan maupun pengolahan pangan.

Teknologi aplikasi enzim untuk persiapan maupun pengolahan pangan sangat luas. Aplikasi yang

tergolong kelompok pertama, misalnya pembuatan sirup glukosa dari pati-patian yang

melibatkan enzim-enzim α dan β amylase, amiloglukosidase dan pullulanase, konversi glukosa

ke fruktosa oleh glukosaisomerase, penggunaan pektinase untuk membantu ekstraksi pati dari

bahan asalnya, modifikasi pati untuk mengubah sifat fungsionalnya dan sebagainya. Kelompok

kedua, misalnya penggunaan lipase untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant, mentega, coklat

4

tiruan, protease untuk membantu pengempukan daging, mencegah kekeruhan bir, naringinase

untuk menghilangkan rasa pahit pada juice jeruk, glukosa oksidase untuk mencegah reaksi

pencoklatan pada produk tepung telur dan lain-lain.

3. Kultur sel atau jaringan tanaman dan tanaman transgenik.

Sel tanaman mempunyai kemampuan yang disebut “totipotency”, yaitu kemampuan tumbuh dan

berkembang biak untuk menjadi tanaman lengkap pada medium yang memenuhi syarat. Sel

tersebut dapat tumbuh tanpa mengalami deferensiasi. Hal ini tertgantung pada kadar hormone

pertumbuhan yang diberikan. Pemberdayaan sel atau jaringan tanaman bertujuan untuk:

a) Produksi zat kimia atau aditif pangan

b) Menumbuhkan tanaman (dengan produk bahan pangan) bersifat tinggi.

c) Menumbuhkan tanaman dengan produktifitas bahan pangan tinggi.

Sifat variasi somaklonal dari sejumlah populasi sel tanaman yang tumbuh dapat digunakan untuk

menseleksi sel tanaman yang unggul untuk memproduksi metabolit tertentu. Produk-produk

aditif dari sel tanaman tersebut berguna untuk:

a. Zat warna pangan (antosianin, betasinin, saffron)

b. Flavor (strawberry, anggur, vanilla, asparagus)

c. Minyak atsiri (mint, ros, lemon bawang)

d. Pemanis (steviosida, monelin) 

Tanaman transgenik adalah khususnya tanaman yang mempunyai gen hasil alihan dari

mikroorganisme lain. Contoh tanaman transgenik adalah tanaman yang mengandung gen racun

serangga dari Bacillus thuringiensis (gen Bt). Tanaman kentang tahan terhadap herbisisda

biolaphos, tanaman kapas tahan terhadap herbisisda glyphosate.

4. Kultur sel hewan dan hewan transgenik.

Kultur sel hewan adalah sisitem menumbuhkan sel manusia maupun hewan untuk tujuan

memproduksi metabolit tertentu. Aplikasi dari system ini banyak digunakan untuk menghasilkan

produk-produk farmasi dan kit diagnostik dengan jenis produk berupa molekul protein kompleks.

Aplikasi yang berhubungan tidak langsung dengan masalah pangan, misalnya: penetapan jenis

kelamin dari embrio yang akan ditanam, penentuan masa ovulasi dari sapid an fertilisasi in vitro

untuk hewan. Adapun contoh-contoh produk yang biasa dihasilkan oleh sel hewan misalnya:

interferon, tissue plasminogen activator, erythroprotein, hepatitis B surface antigen.

5

Hewan transgenic adalah hewan yang menerima gen pindahan dari organisme lain (atau hewan

yang sama) untuk tujuan-tujuan yang tentunya dianggap menguntungkan bagi manusia.

5. Rekayasa protein.

Aplikasi rekayasa protein dalam bidang pangan melibatkan dua hal yaitu:

a. Enzim melalui modifikasi molekul protein, untuk stabilitas enzim pada kondisi-kondisi

khusus. Misalnya perbaikan kestabilan termal dari enzim glukosa isomerase.

b. Modifikasi protein pangan untuk mengubah sifat fungsionalnya, untuk memperbaiki sifat

elastisitas, kemampuan membentuk emulsi atau kemampuan menstabilkan tekstur.

B. Manfaat Bioteknologi dalam Bidang Pangan

Peran bioteknologi, khusunya pemanfaatan mikroba dalam bidang pangan, telah cukup luas

dikenal masyarakat. Dengan mudah, kita dapat menemukan makanan dan minuman hasil

fermentasi mikroba. Adapun manfaat bioteknologi dalam bidang pangan adalah sebagai berikut:

1. Menghasilkan produk makanan yang bergizi tinggi. Contohnya: tempe, roti dan nata de coco.

2. Menghasilkan produk makanan dan minuman hasil fermentasi alkohol. Contohnya: tapai, bir

dan wine.

3. Menghasilkan produk makanan dan minuman hasil fermentasi Asam. Contohnya: yoghurt,

keju, sauerkraut dan pikel (acar).

4. Menghasilkan produk bahan penyedap. Contohnya: tauco, kecap, terasi, dan cuka.

C. Produk Bioteknologi dalam Bidang Pangan

Secara garis besar, produk bioteknologi dalam bidang pangan dapat dikelompokkan menjadi

empat jenis yaitu sebagai berikut:

Produk Makanan Bergizi Tinggi

1. Tempe

Salah satu contoh makanan bergizi tinggi hasil bioteknologi adalah tempe. Tempe merupakan

makanan tradisional masyarakat Indonesia yang sudsah dikenal sejak dulu. Tempe dibuat dengan

memanfaatkan jamur genus Rhizopus, seperti R. stoloniferus, R. oligosporus, dan R. oryzae.

Tempe memiliki beberapa keungulan, yaitu bergizi tinggi dan mudah dicerna. Hal itu disebabkan

selama proses fermentasi, jamur Rhizopus menghasilkan enzim protease yang mampu

mendegradasi protein menjadi asam amino dan juga menghasilkan enzim lipase yang

6

menguraikan lemak menjadi asam lemak. Baik asam amino maupun asam lemak merupakan

senyawa sederhana yang langsung dapat diserap oleh tubuh.

2. Oncom

Oncom terbuat dari ampas tahu, yaitu ampas kedelai dengan bantuan jamur Neurospora sitophila.

Jamur ini dapat menghasilkan zat warna merah atau oranye yang merupsksn pewarna alami.

Neurospora dapat mengeluarkan enzim amylase, lipase protease yang aktif selama proses

fermentasi. Selain itu, juga dapat menguraikan bahan-bahan dinding sel ampas kacang kedelai,

singkong, atau kelapa. Fermentasi ini juga menyebabkan terbentuknya sedikit alcohol dan

berbagai ester yang berbagai aroma ester yang beraroma sedap.

3. Roti

Roti dibuat dengan cara fermentasi oleh ragi atau yeast. Dalam pembuatan roti, produk

fermentasi yang diperlukan hanyalah Karbon dioksida. Karbon dioksida membentuk gelembung-

gelembung udara dalam adonan roti. Gelembung-gelembung udara tersebut menjadi bertekstur

ringan atau berongga-rongga. Adonan roti terdiri atas campuran tepung terigu. Selanjutnya,

enzim amylase memecah amilum menjadi gula dan gula difermentasi menjadi alcohol serta

karbon dioksida oleh yeast.

4. Nata de coco

Nata de coco merupakan produk air kelapa oleh bakteri Acetobacter xylinum. Nata sebenarnya

adalah polisakarida (selulosa) yang disintesis bakteri tersebut selama proses fermentasi

berlangsung. Biosintesis selulosa ini menggunakan sumber gula yang berasal dari medium air

kelapa, yaitu glukosa dan fruktosa.

Produk Makanan dan Minuman Fermentasi Alcohol

1. Tapai

Tapai merupakan makanan beralkohol yang memiliki rasa khas dengan kandungan alcohol 3-5%.

Untuk membuat tapai digunakan ragi tapai. Ragi tapai terdapat berbagai mikroorganisme,

umumnya dari kelompok jamur dan khamr (yeast). Pada saat fermentasi tapai terjadi proses

sakarifikasi pati (amilum) oleh enzim amylase yang dihasilkan oleh jamur, kemudian

dilanjutkkan dengan fermentasi alcohol oleh yeast.

2. Bir

Bir dibuat dari tumbuhan barley (sejenis gandum). Pada umumnya yeast yang digunakan dalam

pembuatan bir adalah Saccaromyces cerevisiae dan S. carlsbergensis. Enzim-enzim yang

7

terdapat dalam biji barley menjadi glukosa. Fermentasi bir umumnya memakan waktu 5-14 hari

bergantung pada jenis biji-bijian hasil pengubahan gula menjadi alcohol, yaitu 3-5% larutan.

3. Minuman Anggur atau Wine

Minuman anggur atau wine terbuat dari sari buah anggur yang juga difermentasikan oleh Khamir

Saccaromyses cerevisiae. Jenis minuman anggur yang ur yang digunakan dihasilkan bergantung

pada jenis buah anggur digunakan, proses fermentasi, dan cara penyimpanannya. Rasa dan

aroma anggur bergantung pada asam-asam organic dan senyawa-senyawa aromatic organic yang

terdapat didalam sari buah anggur dan proses fermentasi. Minuman anggur umumnya

mengandung alcohol dengan kadar 10-15%.

Produk makanan dan Minuman Fermentasi Asam

1. Yogurt

Bakteri asam laktat yang digunakan untuk pembuatan yogurt adalah Lactobacillus bulgaris,

Streptococcus lactis, dan Streptococcus thermophilus. Bakteri-bakteri tersebut mengubah gula

susu (laktosa) menjadi asam laktat. Kondisi asam menyebabkan susu mengalami penggumpalan

menjadi dadih susu. Dadih susu terbentuk selama fermentasi oleh bakteri asam laktat. Pembuatan

yoghurt dan keju bergantung pada proses penggumpalan susu tersebut.

2. Keju

Keju dibuat dari air susu yang diasamkan dengan memasukkan bakteri, yaitu Lactobacillus

bulgarius dan Streptococcus thermophillus. Untuk mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam

susu (asam laktat) susu dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu dengan maksud untuk

membunuh bakteri yang berbahaya agar berhasil dalam proses pembuatannya. Selanjutnya,

ditambahkan campuran enzim yang mengandung renin untuk menggumpalkan susu sehingga

terbentuk lapisan, yaitu berupa cairan susu yang harus dibuang, sedangkan bagian yang padat

diperas dan dipadatkan. Enzim tersebut akan menambah aroma dan rasa, juga akan mencerna

protein dan lemak menjadi asam amino. Keju menjadi keras apabila kelembabannya kecil dan

pemampatannya besar. Jika masa inkubasinya semakin lama, maka keasamannya makin tinggi

sehingga cita rasanya makin tajam.

3. Sauerkraut dan Pikel (acar)

Bakteri asam laktat yang digunakan untuk fermentasi sayur-sayuran dan biji-bijian dalam

pembuatan sauerkraut dan pikel (acar) adalah Lactobacillus casei, Lactobacillus brevis,

8

Lastobacillus cremoris. Makanan yang difermentasikan oleh bakteri asam laktat, selain menjadi

awet juga memiliki cita rasa yang khas dan mutu gizinya lebih baik.

Produk Bahan Penyedap

1. Tauco

Tauco merupakan produk fermentasi biji kedelai oleh kapang, khamir, ataupun bakteri. Pada

pembuatan tauco tserdapat dua tahap proses fermentasi yaitu fermentasi tahap pertama dilakukan

oleh kapang, seperti pada pembuatan tempe. Dan fermentasi tahap kedua dilakukan oleh bakteri

atau khamir yang halotoleran dalam larutan garam. Mikroorganisme yang terlibat dalam

pembuatan tauco, antara lain Aspergillus oryzae, Rhizopus oligosporus, Laktobacillus delbruckii,

Hansenulla sp., Zygosaccharomyces soyae.

2. Kecap

Kecap merupakan bahan penyedap hasil fermentasi biji kedelai. Mikroorganisme yang terlibat

dalam fermentasi kecap, antara lain Aspergillus oryzae, Aspergillus soyae, bakteri asam laktat

homofermentatif (Laktobacillus), dan khamir halotoleran. Peran bakteri asam laktat adalah

membentuk rasa dan aroma kecap yang khas. Enzim terpenting yang dihasilkan selama

pembuatan kecap adalah enzim protease.

3. Terasi

Terasi merupakan produk fermentasi dari udang atau ikaan menjadi bentuk pasta berwarna

merah kecokelatan dan beraroma khas. Mikroorganisme yang terlibat dalam fermentasi terasi,

antara lain Bacillus, Pediococcus, Lactobacillus, Brevibacterium, dan Corynebacterium.

4. Cuka

Cuka merupakan bahan penyedap hasil oksidasi etanol oleh bakteri Acetobacter.

C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O + Energi

Etanol Oksigen Asam cuka Air

Etanol itu sendiri dapat berasal dari bir, anggur, atau sari buah apel. Cuka bersifat sangat asam

sehingga sebelum digunakan harus diencerkan dulu dengan air.

C. Dampak Negatif Bioteknologi dalam Bidang Pangan

Penggunaan insulin hasil rekayasa telh menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris.

Tomat Flavr Savr hasil rekayasa diketahui mengandung gen yang resisten terhadap

antibiotik.

9

Susu sapi yang disuntik hormon BGH (bovine growth hormone) atau hormon pertumbuhan

sapi, disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi berbahaya bagi kesehatan

manusia.

Jagung yang direkayasa sebagai pakan unggas menjadikan unggas tersebut mengandung

genetic modified organism (GMO) yang dikhawatirkan membahayakan manusia.

Penyisipan gen babi ke dalam buah semangka dapat membawa konsekuensi bagi penganut

agama tertentu.

Cara Mengatasi:

Berbagai upaya dilakukan untuk menanggulangi dampak negatif penggunaan

bioteknologi, misalnya perizinan dan pengawasan yang sangat ketat dari pihak terkait kepada

para peneliti yang ingin melakukan penelitian-penelitian.

Namun segala sesuatu akan kembali kepada individu masing-masing. Nilai-nilai

kemanusiaan, etika, moral, religius dan kesadaran yang tinggi untuk menjaga dan mencintai

lingkungan hidup yang nyaman dan asri merupakan kunci utama dari penanggulangan dampak

negatif penerapan bioteknologi. Penggunaan hak dan kewajiban secara arif dan bijaksana

sangatlah diperlukan untuk meminimalisir dampak negatif yang mungkin timbul.

10

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

 Bioteknologi konvensional dalam bidang pangan banyak sekali dimanfaatkan oleh

manusia. Selain dapat menambah nilai guna dan harga suatu produk, juga banyak manfaat yang

didapat oleh masyarakat, baik dar segi financial sampai sosio-kultural.

Dari segi financial, bioteknologi dapat menambah nilai suatu produk sehingga harganya

bertambah. Dari segi social budaya, pembuatan tuak seperti di daerah Tuban memberikan

tambahan lapangan kerja bagi masyarakat dan budaya meminum tuak untuk menghangatkan

tubuh menjadi ajang berkumpulnya masyarakat sehingga saling mendekatkan diri antar

masyarakat dan menambah silaturrahim.

Belum lagi makanan-makanan seperti keju dan mentega, yang seandainya tetap berwujud

susu, maka tidak akan tahan lama untuk disimpan. Akan tetapi dengan ditemukannhya

bioteknologi, maka susu tersebut bisa menjadi varian yang lain dan lebih bermanfaat.

            Namun seberapa banyaknya manfaat atas bioteknologi, tidak terlepas pula atas dampak

negative yang bisa timbul seperti yang disebutkan di dalam isi makalah.

3.2 Saran

Kembali lagi pada konsep awal bahwa segala sesuatu akan kembali kepada individu

masing-masing. Seberapa canggih teknologiyang dapat dibuat oleh manusia, akan tetapi tetap

menanamkan nilai-nilai kemanusiaan, etika, moral, religius dan kesadaran yang tinggi untuk

menjaga dan mencintai lingkungan hidup yang nyaman dan asri merupakan kunci utama dari

penanggulangan dampak negatif penerapan bioteknologi. Penggunaan hak dan kewajiban secara

arif dan bijaksana sangatlah diperlukan untuk meminimalisir dampak negatif yang mungkin

timbul.

11

DAFTAR PUSTAKA

       http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/12/26/pemanfaatan-mikroorganisme-di-bidang-

pangan-berbasis-bioteknologi-konvensional (diakses pada tanggal 28 November 2013)

        http://budisma.web.id/materi/sma/biologi-kelas-xii/aplikasi-bioteknologi-bidang-

pengolahan-pangan/ (diakses pada tanggal 28 November 2013)

         http://www.anneahira.com/pengolahan-susu. (diakses pada tanggal 28 November 2013)

         http://dwiyulia.blog.fisip.uns.ac.id/2011/12/31/tugas-iad (diakses pada tanggal 28 November

2013)

12