Download - Aplikasi Bioteknologi Tumbuhan Untuk Energi
BIOTEKNOLOGI
(MIPA 5118)
MAKALAH
APLIKASI BIOTEKNOLOGI TUMBUHAN UNTUK ENERGI
Disusun Oleh :
Nazar Mutawali, S.Pd. (A2C514037)
Utari Intan Suwenda, S.Pd. (A2C514038)
Dosen Pengasuh :
Dr. Ir. Badruzsaufari, M.Sc
Prof. Dr. Supramono, M.Pd.
MAGISTER KEGURUAN IPA
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
NOVEMBER 2015
BAB I
PENDAHULAN
1.1 Latar Belakang
Secara terus-menerus, dunia meningkatkan penggunaan energi diikuti peningkatan
jumlah populasi manusia, dan hendak mencapai standar kehidupan. Penggunaan energi tentunya
juga berdampak pada lingkungan seperti semakin banyaknya produksi gas CO2 terhadap iklim
sehingga dibutuhkan analisis kembali tanaman yang berpotensi dalam menghasilkan bioenergy.
Hal ini mendukung perkembangan energi alternatif dan sumber energi terbarukan melalui kajian
ilmu bioteknologi.
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.
Bioteknologi merupakan kumpulan peralatan yang dapat digunakan untuk berbagai
keperluan seperti peningkatan genetik varietas tanaman dan populasi hewan terhadap kaakteristik
dan konservasi sumberdaya genetik. Saat ini kontribusi dan aplikasi bioteknologi telah dapat
diterapkan pada produksi bioenergy seperti produksi biomassa dan konversi dari biomassa untuk
generasi pertama atau biofuel cair pada generasi kedua, selain produksi biodiesel dari mikroalga
dan produksi biogas (Ruane et al., 2010).
Lalu apa saja contoh bioteknologi yang telah dikembangkan para ahli ?, itulah yang
mendasari kami dalam pengolahan makalah ilmiah ini. Namun, dalam makalah ini kami hanya
mengulas bioteknologi dibidang energi. Pada zaman sekarang kebutuhan akan energi semakin
meningkat. Sebagian besar energi didapat dari bahan bakar fosil yang dimana kita ketahuai
bahwa energi dari fosil tidak dapat diperbaharui dan lambat laun akan habis ketersediaannya di
alam. Berdasarkan permasalah tersebut maka munculah gagasan pemanfaatan bioteknologi
dibidang energi untuk meminimalisir penggunaan energi berbahan fosil.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa saja jenis-jenis dari bioteknologi?
2. Apakah manfaat bioteknologi dibidang energi?
3. Bagaimana produksi bioteknologi sebagai bioenergi?
1.3 Tujuan Penuliasan
1. Menjelaskan jenis-jenis dari bioteknologi.
2. Menjelaskan manfaat bioteknologi dibidang energi.
3. Menjelaskan produksi bioteknologi sebagai bioenergi
1.4 Metode Penulisan
Dalam penulisan makalah ini metode yang digunakan adalah metode kepustakaan dengan
menggunakan pustaka atau literatur yang relevan dan sesuai yang disertai dengan opini, gagasan,
dan ide dari penulis.
1.5 Manfaat Penulisan
1. Sebagai tambahan ilmu pengetahuan baik bagi pembaca atau bagi penulis sendiri.
2. Sebagai salah satu sumber reverensi bagi tulisan-tulisan selanjutnya yang terkait dengan
bioteknologi, khususnya tentang materi aplkasi bioteknologi mikroba dibidang energi.
3. Sebagai bahan bacaan khusnya bagi mahasiswa program studi magester keguruan IPA dan
umumnya bagi masyarakat luas.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jenis-jenis dari Bioteknologi
1. Bioteknologi Konvensional
Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi sederhana yang menerapkan ilmu
biologi, biokimia. Rekayasa yang terjadi masih dalam tingkat yang terbatas. Bioteknologi
konvensional menggunakan jasad hidup secara utuh. Biotektologi konvensioanal tidak dipakai
untuk pembuatan produk secara mahal dan menggunakan biaya yang relatif rendah, selain itu
ilmu yang digunakan pun biasanya diwariskan secara turun-temurun.
2. Bioteknologi Modern
Bioteknologi modern telah menggunakan teknik rekayasa tingkat tinggi dan terarah
sehingga hasilnya dapat dikendalikan dengan baik. Teknik yang sering digunakan adalah dengan
melakukan manipulasi genetik pada suatu jasad hidup secara terarah sehingga diperoleh hasil
sesuai dengan yang diinginkan.
Teknik yang digunakan dalam bioteknologi modern adalah teknik manipulasi bahan
genetik (DNA) secara in vitro, yaitu proses biologi yang berlangsung di luar sel atau organisme,
misalnya dalam tabung percobaan. Oleh karena itu, bioteknologi modern juga dikenal
dengan rekayasa genetika, yaitu proses yang ditujukan untuk menghasilkan organism
transgenik. Organisme transgenik adalah organisme yang urutan informasi genetik dalam
kromosomnya telah diubah sehingga mempunyai sifat menguntungkan yang dikehendaki.
Perkembangan Bioteknologi Perkembangan bioteknologi dibagi menjadi empat, yaitu:
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
hormone
4) Era bioteknologi generasi baru ( bioteknologi baru ) Contoh: produksi insulin, interferon,
antibodi monoclonal
Pemanfaatan Bioteknologi tidak hanya terbatas pada bidang pangan dan kesehatan, ia
juga berperan dalam bidang energi dan penangan lingkungan masa depan. Dalam bidang energi,
mengingat kekhawatiran terbatasnya jumlah fossilfuel(minyak bumi), Bioteknologi berpeluang
untuk menghasilkan suatu energi yang terbuat dari bahan-bahan organik(biomassa) yang
jumlahnya bisa dikendalikan, bahan bakar tersebut lebih ramah lingkungan sehingga diharapkan
dapat mengurangi pencemaran pada udara. Bahan bakar tersebut antara lain adalah Bioethanol,
Biogas, Biodiesel, dan Biohidrogen. Semua bahan bakar yang terbuat dari bahan yang ramah
lingkungan tersebut dinamakan Biofuel. Saat ini Biofuel sedang dalam tahap pengembangannya
sehingga diharapkan dimasa depan bahan bakar ini dapat menggantikan ketergantungan terhadap
penggunaan minyak bumi yang kurang ramah lingkungan akibat gas emisi yang dihasilkan.
2.2 Manfaat Bioteknologi Dibidang Energi
Permintaan energi untuk keperluan industri, transportasi dan kebutuhan rumah tangga
akan terus meningkat sedangkan bahan bakar yang berasal dari fosil kapasitasnya semakin
menurun, sehingga perlu dicari alternatifnya. Penelitian terus berupaya mendapatkan energi yang
dapat bersaing dan banyak yang melakukan melalui pendekatan secara bioteknologi dalam
mencari sumber-sumber energi alternatif sebagai pilihan untuk mensuplai bahan bakar. Biomassa
adalah hasil dari bioteknologi dalam sumbersumber energi alternatif.
Biomassa adalah bahan organik yang terbuat dari tumbuhan atau hewan dan berasal dari
residu pertanian dan kehutanan, kota dan limbah industri dan perairan darat dan tumbuh tanaman
khusus untuk keperluan energi. Biomassa yang merupakan sumber energi terbarukan dapat
diubah menjadi energi dan digunakan sebagai alternatif minyak bumi. Penggunaan biomasa di
bidang bioteknologi energi alternatif menggunakan teknologi ramah lingkungan. Etanol dan
biodiesel berasal dari tanaman pertanian seperti kelapa sawit, jagung dan kedelai dan sedang
meningkat digunakan dengan cara biokonversi. Dari semua bahan bakar nabati, yang paling
banyak digunakan adalah bio-etanol dan merupakan alternatif yang sangat baik untuk bensin.
Hal ini juga digunakan untuk meningkatkan tingkat oktan dan mengurangi polusi.
2.3 Produksi Bioteknologi Sebagai Bioenergi
Dalam bentuk bioenergy modern, etanol, biodiesel, dan biogas adalah produk utama
bioenergi. Etanol dan biodiesel dapat digunakan sebagai bahan bakar transportasi, dan etanol
juga produk mentah penting alam industri kimia. Produksi etanol berperan penting dalam
transformasi petroleum terhadap biomassa berdasarkan ekonomi, ketahanan pangan, dan
lingkungan (Sari & Hardiyanto, 2013) .
Gambar 1: Platform proses untuk produksi biofuel yang berbeda
1. Bioethanol
Bioetanol adalah bahan bakar berbasis alkohol yang terbuat dari gula dan pati ditemukan
dalam Jagung, sorgum biji-bijian dan gandum oleh fermentasi dan proses penyulingan. Bahan
baku bioetanol sebagai berikut :
a) Bahan berpati, singkong, atau ubi kayu, ubi jalar, tepung sagu, biji jagung, biji
sorgum,gandum kentang, ganyong, garut, umbi dahlia, dan lain-lain.
b) Bahan bergula, berbentuk molasess (tetes tebu), nira tebu, nila kelapa, nila batang sorgum
manis, nira aren (enau), nira nipah, gewang, nira lontar dan lain-lain.
c) Bahan berselulosa, berupa limbah logging,limbah pertanian seperti jerami padi, ampas tebu,
jenggel (tongkol) jagung, onggok (limbah tapioka), batang pisang, serbuk gergaji (grajen)
dan lain-lain (Setyahadi, 2010).
Sebagaimana tampak pada Gambar 1, dimana (a) tepung dan gula didasarkan sebagai
generasi pertama etanol. Dalam platform ini, tepung dapat dihidrolisis menjadi monosakarida,
dimana gula dapat difermentasi selanjutnya menjadi etanol. (b) Lignoselulosa etanol. Produksi
lignoselulosa etanol mempunyai penanganan awal material biomassa, hidrolisis untuk produksi
monosakarida, dan fermentasi untuk memproduksi etanol. Lignoselulosa etanol dijadikan
sebagai generasi kedua bioetanol. (c) Biodiesel. Roduksi biodiesel sering mempunyai proses
transesterifikasi asam lemak. (d) Gasifikasi biomassa. Biomassa dapat digunakan utnuk
memproduksi metanol, karbon monoksida, hidrogen, atau gas lainnya yang terbentuk alam
proses gasifikasi.
Hambatan utama untuk transisi dari pati ke lignoselulosa biofuel adalah rumitnya struktur
dinding sel yang oleh alam, tahan terhadap kerusakan-masalah perlawanan. Saat ini, proses
untuk lignoselulosa biomassa termasuk penanganan awal,sakarifikasi (hidrolisis) dan fermentasi
Peningkatan atau penggantian proses ini sangat penting untuk meningkatkan efisiensi dan
mengurangi biaya produksi biofuel. Penghindaran penanganan awal bersama dengan sakarifikasi
dan fermentasi secara simultan adalah dua faktor penting dalam mengurangi biaya produksi
etanol lignoselulosa.
2. BiodieselBiodiesel merupakan biofuel yang membutuhkan teknologi pengolahan yang jauh lebih
sederhana dibandingkan etanol. Biodiesel adalah campuran solar dengan minyak dari biji
tanaman, alga atau sumber hayati lainnya seperti penyumbangan hewan yang telah
ditransesterifikasi untuk menghilangkan gliserol. Berbagai spesies tanaman untuk produksi
biodiesel termasuk kedelai, rapeseed dan kanola, bunga matahari, dan kelapa sawit. Setelah
minyak diekstrak dari bagian tanaman tersebut, selanjutnya ditransesterifikasi sehingga diperoleh
metil biodiesel atau etil ester. Pilihan potensial lain untuk biodiesel termasuk menggunakan
produk terpenoid dari spesies Copaifera sebagai biodiesel secara langsung. Atau, rekayasa
tanaman jalur terpenoid untuk menghasilkan sejumlah besar seskuiterpen dan diterpenes.
Sebagai alternatif sebagai bahan bakar diesel, biodiesel sudah memiliki bagian dalam
transportasi saat ini, sistem bahan bakar dan secara luas digunakan, tetapi produksi relative
endah. Sumber dan bentuk biodiesel sangat beragam, dan itu penting untuk mempertimbangkan
lingkungan dan faktor-faktor ekonomi yang berlaku alam produksi yang berbeda dari jenis
biodiesel. Misalnya, bahan baku yang beragam seperti kedelai dan limbah minyak goreng.
Pengolahannya relative sederhana, produksi luas, tetapi kualitias bervariasi (Sari & Hardiyanto,
2013).
3. BiogasSebuah pilihan modern yang ketiga untuk bioenergy adalah biogas dari berbagai limbah
organik termasuk tanaman jerami melalui gasifikasi. Biogas termasuk metana, hidrogen, dan
karbon monoksida. Saat ini, gasifikasi menggunakan teknologi dengan rendahnya keseimbangan
energi bersih dan kegunaannya karena mungkin terbatas. Selain biogas tradisional, produksi
hydrogen dengan ganggang hijau dan mikroba telah diusulkan sebagai potensi sumber untuk
biofuel generasi ketiga.Tidak seperti produksi hydrogen dari sumber biomassa lainya, produksi
hydrogen berbasis alga menggunakan air secara biologi-reaksi pemisahan dimana hidrogenase
menggunakan rantai transport electron fotosintesis untuk mereduksi proton produksi hidrogen.
Rekayasa hidrogenase meningkatkan toleransi oksigen dan jalur yang terlibat dalam produksi
hydrogen untuk mewujudkan potensi platform ini (Sari & Hardiyanto, 2013).
BAB III
PENUTUP
3.1 kesimpulan
1. Bioteknologi adalah salah satu cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang aplikasi ilmu
biologi dibidang teknologi. Jenis-jenis dari bioteknologi ada dua yaitu: bioteknologi
konvensional dan bioteknologi modern.
2. Salah satu manfaat bioteknologi adalah dibidang energi yaitu pembuatan biomassa. Biomassa
adalah bahan organik yang terbuat dari tumbuhan atau hewan dan berasal dari residu
pertanian dan kehutanan, kota dan limbah industri dan perairan darat dan tumbuh tanaman
khusus untuk keperluan energi.
3. Produksi bioteknologi sebagai bioenergy adalah berupa bioethanol, biodiesel, dan biogas
DAFTAR PUSTAKA
Ruane, John; Sonnino, Andrea, dan Agostini, Astrid. 2010. Bioenergy and the potential contribution of agricultural biotechnologies in developing countries. ScienceDirect. Biomass & Bioenergy.
Sari Dessy Agustina, Hadiyanto. 2013. Proses Produksi Bioenergy Berbasiskan Bioteknologi. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan Volume 2.
Setyahadi Siswa. 2010. Peran Bioteknologi Dalam Mendukung Energi Berkelanjutan. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”. Yogyakarta.