BIOTEKNOLOGI LINGKUNGAN

Dosen : Ir. Herawati Budiastuti, Ph. D

oleh :

Nurul Fathatun 121424023

Ulfia Tiaravani 121424031

Kelas 2A-TKPB

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014

Tanggal Penugasan : 14 Maret 2014

Tanggal Pengumpulan : 21 Maret 2014

ENZIM

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang

mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik. Molekul awal

yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk.

Enzim adalah molekul yang sebagian besar berupa protein yang berfungsi sebagai katalis biologis.

1. Enzim Protease

Gambar 1. Struktur 3D enzim peptidase yang berasal dari fungi.

Protease, disebut juga peptidase atau proteinase,merupakan enzim golongan hidrolase yang akan

memecah protein menjadi molekul yang lebih sederhana, seperti menjadi oligopeptida pendek

atau asam amino, dengan reaksi hidrolisis pada ikatan peptida.

Aplikasi:

Peptidase merupakan salah satu jenis enzim yang banyak digunakan dalam berbagai jenis

industri, seperti roti, daging, tekstil,detergen, dan keju. Rennet merupakan enzim golongan

peptidase yang digunakan dalam mengkoagulasikan protein susu dalam pembuatan keju. Jenis

peptidase lain, seperti papain dan bromelain, banyak digunakan dalam mengempukkan tekstur

daging. Peptidase juga dapat diaplikasikan dalam industri tekstil untuk membuat benang yang

berkualitas baik.

2. Enzim Amilase

Gambar 2. Struktur 3D alfa-amilase.

Amilase adalah enzim yang berfungsi memecah zat tepung dan polisakarida lainnya menjadi

monosakarida, bentuk gula yang dapat diserap tubuh. Amilase merupakan enzim yang berfungsi

untuk menghidrolis amilum (pati) menjadi gula-gula sederhana seperti dekstrin dan glukosa.

Aplikasi

Amilase merupakan enzim yang paling penting dan keberadaanya paling besar, pada bidang

bioteknologi, enzim ini diperjual belikan sebanyak 25% dari total enzim yang lainya. Amilase

didapatkan dari berbagai macam sumber, seperti tanaman, hewan dan mikroorganisme. Amilase

yang berasal dari mikroorganisme banyak digunakan dalam industri, hal ini dikarenakan

mikroorganisme periode pertumbuhanya pendek. Amilase pertama kali yang diproduksi adalah

amilase yang berasal dari fungi pada tahun 1894.

Enzim alfa-amilase merupakan enzim yang banyak digunakan pada berbagai macam makanan

(seperti dalam proses pembuatan biskuit), minuman (seperti proses pembuatan minuman

beralkohol, dan pembuatan sirup glukosa) dan industri tekstil.

3. Enzim Invertase

Enzim invertase termasuk ke dalam kelompok enzim hidrolase. Enzim hidrolase merupakan enzim

yang sangat penting bagi pengolahan pangan, karena enzim tersebut adalah enzim yang

mengkatalisis reaksi hidrolisis suatu substrata tau pemecahan substrat dengan pertolongan molekul

air. Enzim tersebut disebut invertase karena pada hasil hidrolisisnya terjadi perubahan arah putaran

optik atau disebut invertasi.

Enzim invertase dikenal sebagai enzim β-D-fructofuranoside fructohydrolase (EC 3.2.1.26). EC 3

artinya enzim yang memecah substrat dengan reaksi hidrolisis. EC 3.2 artinya enzim bekerja pada

senyawa glikosil. EC 3.2.1 artinya senyawa glikosil yang dipecah adalah senyawa O-glikosil dan S-

glikosil. Sehingga, Enzim Invertase (EC 3.2.1.26) sendiri dapat didefinisikan sebagai enzim urutan ke-

26 yang menghidrolisis senyawa O-glikosil dan S-glikosil.

Aplikasi

Invertase penting dalam industri pangan, misalnya industri selai, industri permen, industri produk

gula-gula, dan produksi asam laktat dari fermentasi sirup tebu. Invertase juga digunakan untuk

memproduksi etanol dari sukrosa sebagai sumber karbon (Hasanah, 2010). Dalam industri permen,

invertase digunakan untuk menjaga adonan permen agar tetap halus serta mencegah kristalisasi

gula bila sukrosa digunakan sebagai bahan permen (Sarles, 1956). Pada industri sirup, hidrolisis

larutan pekat sukrosa akan menghasilkan sirup yang lebih manis dengan kandungan padatan terlarut

yang lebih tinggi. Titik didih sirup gula invert lebih tinggi dan titik bekunya lebih rendah. Glukosa dan

fruktosa lebih larut daripada sukrosa sehingga tidak mudah mengkristal pada konsentrasi tinggi

(Winarno, 1983). Invertase juga digunakan untuk persiapan high-test molase invert untuk keperluan

indutri (Sarles, 1956).

BIOPOLIMER

Gambar 3. Biopolymer

Biopolimer merupakan suatu senyawa polimer yang bahan bakunya berasal dari tumbuhan.

Aplikasi

biopolimer banyak digunakan di berbagai industri kimia, antara lain dipakai sebagai koagulan

dalam pengolahan limbah air, bahan pelembab, pelapis benih yang akan ditanam,adsorbenion

logam,anti kanker /anti tumor, anti kolesterol, komponen tambahan pakan ternak, sebagai lensa

kontak, pelarut lemak,dan pengawet makanan

1. Xanthan

Gambar 4. Xanthan

Xanthan Gum merupakan Polisakarida ekstraseluler yang disekresikan oleh mikroorganisme

Xanthomonas campestris yang berasal dari kedelai, jagung atau produk tanaman lainnya.

Aplikasi

1. Adonan Panekuk

Di dalam adonan basah, xanthan gum dapat mengurangi pengendapan tepung, meningkatkan

retensi (waktu tinggal) gas, menanamkan enzim, kestabilan dari pencairan keadaan beku,

memberikan lapisan yang merata dan melekat dengan baik. Xanthan gum juga dapat digunakan

dalam adonan bahan beku seperti daging ayam, udang, atau ikan.

2. Roti

Xanthan gum menimbulkan kelembutan, pengumpulan dan penyimpanan udara, pada adonan untuk

membuat kue, biskuit dan roti

3. Produk susu

Campuran xanthan gum, carrageenan, galactomonnans sangat stabil untuk berbagai produk susu

beku dan dingin seperti eskrim, bir, krim susu, dan susu kombinasi. Campuran yang ekonomis dapat

disediakan dengan memperhatikan viskositas optimal, peningkatan perpindahan kalor selama

proses, kestabilan jangka panjang, perlindangan dari perubahan panas mendadak, serta adanya

kontrol terhadap kristal es.

4. Saus

Kadar yang rendah dari xanthan gum menyediakan viskositas tinggi dalam saus. Saus bersifat asam.

Viskositasnya stabil pada perubahan temperatur dan di maintenance dibawah berbagai kondisi

penyimpanan.

5. Sirup dan Taburan

Xanthan gum memudahkan penuangan dan sangat melekat pada es krim, buah-buahan dan

panekuk. Di dalam refrigerator, sirup dan taburan stabil secara konsisten.

2. Dextran

Gambar Dextran

Dextran adalah suatu polisakarida yang tersusun atas unit α-D-glukopiranosil yang berkaitan dengan

ikatan α-D. Dextran dapat dihasilkan oleh bakteri jika ditumbuhkan pada sukrosa, dextran komersial

dihasilkan oleh Leucnostoc mesenteroides dan L. Dextranicum.

Aplikasi

Dalam makanan, Dextran bermanfaat sebagai stabilisator, pengental, emulgator, pembentuk gel,

dan memiliki kemampuan mengikat air yang baik sehingga dapat mempertahankan tekstur agar

tetap lembut selama penyimpanan.

Dalam bidang farmasi, Dextran bermanfaat sebagai salah satu matriks pada sistem penghantaran

obat baru berbentuk konjugat. Dextran juga memiliki efek farmakologi sebagai anti platelet,

antifibrin, dan plasma volume expansion pada kondisi hipovolemia. Serta dextran dapat digunakan

pada transplantasi microvascular dan microsurgery sebagai pelindung pembuluh darah dan

meningkatkan sirkulasi mikro di dalam pembuluh darah.

TEKNIK HIBRIDOMA

Gambar Teknik Hibridoma

Teknologi hibridoma (fusi sel) adalah suatu cara yang digunakan pada bioteknologi modern

untuk meleburkan atau menyatukan dua sel dari jaringan yang sama ataupun berbeda untuk

memperoleh sel tunggal yang mengandung gen-gen dari kedua sel yang berbeda tersebut. Sel

tunggal disebut juga dengan hibridoma yang memiliki sifat dari kedua sel yang di lebur.

Aplikasi

Hibridoma adalah zat antibodi yang dihasilkan dalam skala yang besar. Contoh produk yang

dihasilkan dari penggunaan teknologi hibridoma adalah antibodi. Antibodi merupakan protein yang

di produksi dari sel limfosit B atau sel T yang fungsinya untuk melawan setiap benda asing (anti gen)

yang masuk ke dalam tubuh manusia.

FACTOR VIII

Faktor VIII adalah suatu glikoprotein yang dibentuk di sel sinusoidal hati. Produksi F VIII dikode

oleh gen yang terletak pada kromosom X. Faktor VIII merupakan salah satu protein yang dibutuhkan

untuk membentuk jaringan yang kuat. Tanpa adanya faktor VIII dalam dalam jumlah yang normal

maka proses pembekuan darah akan memakan waktu yang lebih lama.

Aplikasi

Faktor VIII berfungsi pada jalur intrinsik system koagulasi yaitu sebagai kofaktor untuk F IXa dalam

proses aktivasi F X. Pada orang normal aktivitas faktor VIII berkisar antara 50 – 150%. Pada hemofilia

A, aktivitas F VIII rendah. Faktor VIII termasuk protein fase akut yaitu protein yang kadarnya

meningkat jika terdapat kerusakkan jaringan, peradangan, dan infeksi. Kadar F VIII yang tinggi

merupakan faktor resiko trombosis.

HGH (HUMAN GROWTH HORMONE)

Hormon Pertumbuhan Manusia adalah hormon

protein yang terdiri dari 191 Asam amino yang

disintesa dan dirembeskan oleh sel-sel yang disebut

Somatotrof di dalam Anterior, yaitu Kelenjar

Pituitary. Hormon ini berperan untuk mengendalikan

pertumbuhan tulang, otot dan organ serta

mempengaruhi kecepatan pertumbuhan tubuh.

Contoh aplikasi:

o Anti-aging: Penelitian Dr Daniel Rudman dkk pada 1990 melaporkan bahwa HGH

membalikkan proses penuaan pada`manusia. Eksperimen Dr. David Khansari dan Dr. Thomas

Gustad, dari North Dakota memdapatkan bahwa tikus yang diberi HGH hidupnya lebih

panjang dari yang tidak diberi HGH. Penelitian Van der Lely (2000) menemukan bahwa

pemberian HGH 6 minggu secara bermakna mempercepat penyembuhan fraktur (patah)

tulang pada pasien usia 75 tahun ke atas.

o HGH diberikan pada anak-anak yang pendek sebagai penambah tinggi badan.

o Digunakan pada penderita AIDS karena meningkatkan daya tahan tubuh dengan cara

menstimulasi produksi dari sel-T.

INTERFERONS

Interferon adalah hormon berbentuk sitokina berupa protein berjenis glikoprotein yang

disekresi oleh sel vertebrata karena akibat rangsangan biologis,

seperti virus, bakteri, protozoa, mycoplasma, mitogen, dan senyawa

lainnya. Atau dengan kata lain interferon adalah zat antivirus yang

diproduksi oleh tubuh sebagai bagian dari zat pengebal tubuh.

Interferon diproduksi oleh tubuh bila mendapat serangan dari

berbagai agen penyakit. Namun, umumnya jumlah yang

diproduksi tidak mencukupi untuk melawan agen penyakit yang

berkembang biak sangat cepat. Karena itu, suplai interferon dari

luar diperlukan.

Contoh aplikasi:

o Multidrug untuk terapi berbagai penyakit (Imunoterapi): terapi kanker, hepatitis B, hepatitis

C.

o Interferon alpha digunakan untuk merawat penyakit kanker dan infeksi-infeksi virus

o Interferon beta digunakan untuk merawat multiple sclerosis

o Interferon gamma digunakan untuk merawat penyakit granulomatous kronis.

UROKINASE

Urokinase adalah produk buatan manusia yang dikembangkan

dengan menggunakan protein yang terjadi secara alami di dalam

ginjal. Urokinase merupakan sejenis enzim terdapat dalam air seni.

Contoh aplikasi:

o Urokinase digunakan sebagai obat (ekstrak urokinase) untuk mengaktifkan plasminogen

menjadi plasmin dalam usaha untuk melarutkan bekuan darah

o Terapi emboli pulmonary. Karena urokinase dapat membantu vasodilatasi (pelebaran

pembuluh darah)dan menyerupai nitrogliserin dalam kemampuannya untuk memperkuat

aliran darah dari arteri koroner untuk otot jantung.

PROTEIN SEL TUNGGAL

Protein sel tunggal (PST) atau single cell protein (SCP) merupakan

istilah yang digunakan untuk protein kasar atau murni yang berasal

dari mikroorganisme bersel satu atau ber sel banyak yang sederhana

seperti : bakteri, khamir, jamur, ganggang dan protozoa.

Contoh aplikasi:

o Produk PST dapat digunakan untuk makanan manusia dan makanan ternak.

o Ganggang hijau Chlorella&spirulina. Ganggang ini hidup di air tawar yang menghasilkan

protein yang dapat dimanfaatkan untuk makanan tambahan.

o Bakteri Methylophillus methylotrophus, bakteri ini memilik kandungan protein, yaitu asam

nukleat (asam inti) yang tinggi yang sulit dicerna, dapat diolah dan digunakan sebagai

makanan ternak.

DAFTAR PUSTAKA

Adiningsih. 2013. “Khasiat Dari Urin Sebagai Terapi Pengobatan”

http://www.upsehat.net/2013/10/bedah-isu-khasiat-dari-air-seni-urin.html .

Diakses tanggal 20 Maret 2014.

Detkey, Dragon. 2011. “Hormon Pertumbuhan Manusia (Human Growth Hormone-HGH) “.

http://detkeypropolis.blogspot.com/2011/04/hormon-pertumbuhan-manusia-

human-growth.html. Diakses tanggal 20 Maret 2014.

Dwi, Sandika. 2010. “Urokinase”.

http://health.detik.com/read/2010/08/11/141846/1418295/769/urokinase .

Diakses tanggal 20 Maret 2014.

Hadiyana. 2011. “Enzim Invertase … ??” http://fruktosa.wordpress.com/2011/12/19/enzim-

invertase/

Hamdani, S. 2014. “Interferon”. http://catatankimia.com/catatan/interferon.html . Diakses tanggal

20 Maret 2014.

Huda, Niamul. 2013. “Pengertian Interferon”.

http://pengertianpengertian.blogspot.com/2013/03/pengertian-interferon.html .

Diakses tanggal 20 Maret 2014.

Klipriati, Tuti. 2014. “Proses Termal, Biopolimer, PEF, dan Separasi Membran (Prinsip, Faktor-faktor,

dan Aplikasi dalam Agroindustri).

http://blog.ub.ac.id/tutiklipriati/2014/01/05/proses-termal-biopolimer-pef-dan-

separasi-membran-prinsip-faktor-faktor-dan-aplikasi-dalam-agroindustri/.

Diakses tanggal 20 Maret 2014

Mashen. 2011. “Mengenal Lebih Jauh Xanthan Gum”.

http://whymashen.wordpress.com/2011/03/12/xanthan-gum/. Diakses tanggal

20 Maret 2014

Maulidya, Puput. 2012. “Biokimia Dextran”. http://blog.ub.ac.id/puputmaulidya/2012/04/01/bab-i-

pendahuluan-dextran-adalah-suatu-polisakarida-yang-tersusun-atas-unit-%CE

%B1-d-glukopiranosil-yang-berkaitan-dengan-ikatan-%CE%B1-d-dextran-dapat-

dihasilkan-oleh-bakteri-jika-ditumbuhkan-pada/. Diakses tanggal 20 Maret 2014

No name. 2008. “Pengobatan Alternatif”.

http://bbpp-lembang.info/index.php/en/arsip/artikel/artikel-umum/146-

pengobatan-alternatif . Diakses tanggal 20 Maret 2014.

No Name. 2011. “Growth Hormone Replacement”. http://www.realantiaging.com/hgh.htm . Diakses

tanggal 20 Maret 2014.

No Name. 2013. “Definisi:Enzim“. http://kamuskesehatan.com/arti/enzim/. Diakses tanggal 18

Maret 2014

No name. 2013. “Interferon”. http://id.wikipedia.org/wiki/Interferon . Diakses tanggal 20 Maret

2014.

No Name. 2013. “Protease” http://id.wikipedia.org/wiki/Protease. Diakses tanggal 18 Maret

No Name. 2014. “Enzim”. http://id.wikipedia.org/wiki/Enzim. Diakses tanggal 18 Maret 2014

No.Name. 2011. “Tips Enzim Pencernaan: Mengetahui Cara Kerja Enzim Amilase”.

http://www.amazine.co/10146/tips-enzim-pencernaan-mengetahui-cara-kerja-

enzim-amilase/. Diakses tanggal 18 Maret 2013

Rinaldi, Adi. 2011. “PST atau SCP”. http://adifirman.wordpress.com/tag/keuntungan-industri-

protein-sel-tunggal/ . Diakses tanggal 20 Maret 2014.

Setiabudy, Rahajuningsih. 2002. “Diagnosis Hemofilia Secara Laboratorik”

http://www.hemofilia.or.id/artikel.php?col_id=4&coldtl_id=2. Diakses tanggal 20

Maret 2014

Sugeng. 2014. “Pemanfaatan Fusi Sel Untuk Bioteknologi Modern (Hibridoma)”.

http://bedahilmubiologi.blogspot.com/2014/01/pemanfaatan-fusi-sel-untuk-

bioteknologi-modern.html. Diakses tanggal 20 Maret 2014

Suliyansyah.2013. “Bioteknologi dengan Menggunakan Mikroorganisme”. http://sule-

gratis.blogspot.com/2013/03/bioteknologi-dengan-menggunakan.html . Diakses

tanggal 20 Maret 2014.

Vera. 2009. “Plastik Biodegradable Berbasis Biopolimer”.

http://veraanvera.wordpress.com/2009/04/26/plastik-biodegradable-berbasis-

biopolimer/. Diakses tanggal 20 Maret 2014

Wanwa. 2009. “Enzim (Penjelasan singkat dan aplikasinya dalam industri makanan dan minuman)”

http://wanwa03.wordpress.com/2009/11/23/enzim-penjelasan-singkat-dan-

aplikasinya-dalam-industri-makanan-dan-minuman/. Diakses tanggal 20 Maret

2014