Bioteknologi – Satu kata yang sudah tidak asing lagi untuk didengar di telinga kita.
Bioteknologi di masa sekarang dan masa depan sangat berpengaruh dan sangat bermanfaat bagi kehidupan kita. Tidak bisa pungkiri bahwa dengan adanya bioteknologi banyak sekali manusia yang diuntungkan.
Bioteknologi (Biotechnology) adalah sebuah manipulasi organisme untuk menghasilkan produk baru yang bermanfaat bagi manusia (Champbell, Neil A et al. 2008).
Menurut Yuwono (2006), bioteknologi memiliki penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, dan rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan agensia jasad hidup dari komponen-komponennya untuk menghasilkan barang atau jasa.
Jika kamu kembali melihat pengertian bioteknologi, beberapa produk jasad hidup yang telah dikembangkan ratusan tahun yang lalu, seperti yogurt, kefir, dan tempe, merupakan produk bioteknologi.
Berikut ini ulasan penting tentang bioteknologi. Mari kita simak!
1. Sejarah
Bioteknologi sesungguhnya bukan hal baru, tetapi telah digunakan ribuan tahun yang lalu, walaupun dalam bentuk yang sederhana. Sebagai contoh, dalam bidang teknologi pangan digunakan dalam proses pembuatan bir, roti, yoghurt, cuka, kecap, tempe, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19. Orang Sumeria dan Babilon bahkan telah minum bir sejak 6.000 SM. Orang Mesir juga sudah membuat adonan kue asam sejak tahun 4000 SM.
Tahun 1857-1876, mikroorganisme yang melakukan fermentasi muncul dari hasil penelitian Louis Pasteur. Hal tersebut menyebabkan Louis Pasteur dianggap sebagai bapak bioteknologi.
Istilah bioteknologi muncul pertama kali pada tahun 1919, digunakan oleh seorang ilmuwan yang bernama Karl Ereky dari Hungaria. Penggunaan istilah ini bertujuan untuk menggambarkan interaksi biologi dan teknologi manusia, yaitu teknologi yang memanfaatkan sistem biologi untuk mengubah bahan baku menjadi produk yang berguna bagi masyarakat.
Tonggak sejarah bioteknologi modern dimulai pada tahun 1928 yaitu ketika ditemukannya antibiotik penicilin dari penicillium oleh Alexander Fleming. Antibiotik ini dimanfaatkan sebagai obat penderita penyakit kulit yang disebakan oleh Staphylococcus aureus.
Pencilin 1940 digunakan untuk mengobati infeksi bakteri pada manusia. Pada tahun 1950 dan 1960, antibiotik berhasil dimurnikan dari berbagai strain bakteri. Kemudian dilakukan produksi dalam skala besar untuk menghasilkan penicilin.
Akhir tahun 1970-an, bioteknologi sudah mulai dikenal sebagai salah satu revolusi teknologi yang sangat menjanjikan.
2. Manfaat
Berikut ini beberapa manfaat bioteknologi yang dapat kamu temukan dalam kehidupan sehari-hari:
- Meningkatkan hasil produksi untuk kebutuhan akan pangan seperti perkebunan, pertanian, dan perikanan.
- Mengurangi pencemaran lingkungan dengan cara menerapkan proses daur ulang yang memanfaatkan mikroorganisme seperti bakteri dalam prosesnya.
- Memanfaatkan jamur untuk menghasilkan antibotik.
- Memanfaatkan virus untuk mengahsilkan vaksin.
- Memperbanyak suatu spesies tumbuhan dengan menerapkan proses kultur jaringan.
- Membuat pupuk hayati memanfaatkan mikroba untuk meningkatkan pengambilan unsur hara.
[read more]
3. Jenis-Jenis
Kamu mungkin telah menjadi salah satu konsumen makanan produk bioteknologi yang dibuat secara sederhana. Beberapa jenis minuman tradisional, seperti tuak dan arak juga dibuat dengan menggunakan bioteknologi sederhana. Berdasarkan kekompleksitasannya, bioteknologi dibedakan menjadi dua yaitu bioteknologi konvensional (tradisional) dan bioteknologi modern.
3.1 Bioteknologi Konvensional (Tradisonal)
Prosesnya memanfaatkan mikroorganisme seperti jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim tertentu untuk melakukan metabolisme.
Produk-produknya
| No | Agen Biologi | Enzim | Bahan | Produk |
| 1. | Rhizopus oligosporus | Protease | Kedelai | Tempe |
| 2. | Aspergillus oryzae | Protease | Kedelai | Tauco |
| 3. | Aspergillus soyae | Protease | Kedelai | Kecap |
| 4. | Monilia sitophila | Protease | Bungkil kacang | Oncom |
| 5. | Streptococcus themophillus | Laktase | Susu | Yoghurt |
| 6. | Streptococcus vulgaris | Laktase | Susu | Yoghurt |
| 7. | Lactobacillus | Lipase | Susu | Keju |
| 8. | Lactobacillus lactis | Lipase | Susu | Mentega |
| 9. | Streptococcus lactis | Lipase | Susu | Mentega |
| 10. | Lactobacillus plantarum | Laktase | Kubis | Asinan |
| 11. | Saccharomyces cereviceae | Amilase | Tepung gandum | Roti |
| 12. | Aspergillus oryzae | 1.Amilase 2.Protease | 1.Tepung gandum 2. gandum | 1.Roti
2.Bir |
| 13. | Aspergillus niger | 1.Amilase
2.Selulase 3.Lipase 4.Pektinase |
1.Gandum
2.Kopi 3.Susu 4.Anggur/Buah |
1.Bir
2.Kopi ekstrak 3.Rasa keju 4.Anggur dan sari buah |
| 14. | Saccharomyces fungilis | Laktase | Susu | Es Kri, |
| 15. | Bacillus subtilis | Amilase | Gula | Sirup |
| 16. | Acetobacter xylinum | Selulase | Air kelapa | Nata de coco |
Contoh lain dari bioteknologi dengan proses fermentasi adalah pembuatan minuman teh kombucha yang merupakan hasil fermentasi larutan teh dan kultur mikroba. Proses pembuatannya membutuhkan enzim molase sebagai sumber limbah gula yang banyak.
Molase merupakan limbah pembuatan gula tebu. Molase masih banyak mengandung gula dan asam-asam organik yang dapat dipergunakan sebagai sumber nutrisi dalam proses fermentasi sehingga molase dapat dimanfaatkan dalam pembuatan teh kombucha. Kultur teh kombucha mengandung berbagai macam bakteri dan khamir, di antaranya:
- Acetobacter xylinum
- A. aceti
- A. pasteunanus
- Gluconobacter
- Brettanamyces bruxellensis
- B. intermedius
- Candida fomata
- Mycoderma
- Mycotorula
- Pichia
- Saccharomyces cerevisiae
- Schizosoccharomyces
- Torula
Manfaat teh kombucha bermanfaat untuk menyembuhkan berbagai penyakit, misalnya:
- Penyakit kelelahan kronis.
- Ketegangan saraf dan jiwa, penuaan kulit.
- Pengerasan pembuluh darah, masalah buang air.
- Menurunkan kadar kolestrol, kanker usus, dan kanker payudara.
Mengapa teh kombucaha dapat menyembuhkan berbagai macam penyakit? Karena selama proses fermentasi kombucha menghasilkan berbagai macam zat seperti asam laktat, asam asetat, asam malat, Vitamin B, dan Vitamin C yang bersifat menyembuhkan dan menyehatkan tubuh.
Manfaat dari bioteknologi konvensional (tradisional) sendiri adalah sebagai berikut:
- Meningkatkan gizi dari produk-produk makanan dan minuman.
- Mendorong peningkatan agrobisnis untuk memproduksi bahan baku.
- Menggalakkan produk industri rumah tangga.
- Menambah lapangan kerja serta menambah pendapatan masyarakat.
3.2 Bioteknologi Modern
Bioteknologi modern umumnya menggunakan teknik rekayasa genetika, seperti DNA rekombinan yaitu penyisipan gen tertentu ke dalam sel lain dengan kloning atau dengan kultur jaringan.
Rekayasa genetik (genetic engineering) merupakan manipulasi langsung gen demi tujuan praktis. Rekayasa genetik telah melancarkan sebuah revolusi dalam bioteknologi sehingga sangat mengembangkan lingkup potensi aplikasi bioteknologi.
Alat dari kotak perlatan DNA kini diterapkan dalam berbagai cara yang tidak terpikirkan satu dasawarsa lalu. Misalnya, pada microarry DNA di titik-titik berwarna merepresentasikan tingkat ekpresi relatif 2.400 gen manusia. Analisis microarry dapat digunakan untuk membandingkan ekspresi gen pada sampel yang berbeda secara cepat, misalnya sampel dari jaringan normal dan kanker. Pengetahuan yang diperoleh dari penelitian ekspresi gen semacam itu memberikan sumbangan besar terhadap penelitian kanker dan penyakit lain.
Bioteknologi modern saat ini telah dikembangkan menjadi berbagai terapan teknologi modern dalam berbagai bidang sebagai berikut:
3.2.1 Teknologi Reproduksi
Teknologi reproduksi adalah cara perkembangbiakkan menggunakan alat dan prosedur tertentu untuk meningkatkan mutu individu yang lebih baik sesuai yang diharapkan. Contoh teknologi reproduksi adalah sebagai berikut:
- Kultur jaringan, memperbanyak tumbuhan dengan cara membudidayakan suatu jaringan menjadi individu yang meiliki sifat seperti induknya. Melalui kultur jaringan dapat diperoleh bibit tanaman unggul dalam waktu singkat, jumlah yang banyak, dan bebas kuman penyakit.
- Inseminasi buatan merupakan proses pembuahan dengan bantuan manusia. Sering dilakukan untuk ternak sapi.
- Bayi tabung (Fertilisasi in Vitro) adalah bayi hasil pembuahan yang dilakukan di luar tubuh.
- Pengklonan (Cloning) yaituproses menghasilkan keturunan yang identik dengan induknya secara aseksual.
- Pembastaran, persilangan organisme yang berbeda varietasnya.
3.2.2 Radiasi
Radiasi atau penyinaran dengan menggunakan gelombang elektromagnetik dapat digunakan untuk mengawetkan makanan, menghambat pertumbuhan tunas, menunda buah matang, dan membuat mutan.
3.2.3 Hidroponik dan Aeroponik
Hidroponik adalah suatu cara bertanam dengan menggunakan media air dan bahan bersifat porus (memiliki pori), sedangkan aeroponik adalah metode bercocok tanam dengan akar menggantung di udara tanpa menempel di media apapun.
Keunggulan bercocok tanam dengan cara hidroponik dan aeroponik adalah sebagai berikut:
- Tidak bergantung pada tempat dan musim seperti luas tanah dan ketinggian tempat.
- Mutu sayuran atau buah yang dihasilkan lebih baik.
- Hemat pupuk karena pemberiannya diatur.
- Bebas dari serangan hama dan penyakit yang berasal dari tanah.
3.2.4 Produk-Produk Bioteknologi untuk Pengobatan
Bioteknologi modern juga digunakan dalam bidang kesehatan. Berikut adalah berbagai produk bioteknologi yang digunakan dalam bidang kesehatan.
| No | Nama produk | Kegunaan |
| 1. | Interferon | Melawan infeksi, meningkatkan kekebalan |
| 2. | Insulin | Mengontrol kadar gula darah |
| 3. | Vaksin | Meningkatkan kekebalan tubuh |
| 4. | Penisilin | Antibiotika, melawan infeksi bakteri/jamur |
| 5. | Hormon pertumbuhan | Melawan kekerdila, untuk penyembuhan |
| 6. | Beta endorfin | Mengurangi rasa sakit |
| 7. | Aktivativator plasminogen | Melarutkan darah beku, mencegah stroke |
| 8. | Interleukin 2 | Mengaktifkan sistem kekebalan |
| 9. | Antibodi monoklonal | Menyerang dan membunuh sel tumor/kanker |
| 10. | Enzim | Meningkatkan reaksi/ biokatalisator baik untuk keperlua manusia ataupun industri |
4. Aplikasi
Bioteknologi saat ini sudah diaplikasikan di kehidupan sehari-hari karena bioteknologi sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia. Pengaplikasian tersebut diterapkan di bidang medis, pertanian, kehutanan, perairan, dan industri.
4.1 Bidang Pertanian dan Kehutanan
Adanya tanaman kedelai yang tahan terhadap herbisida, tanaman jagung tahan terhadap serangan serangga, dan buah tomat yang memiliki masa simpan lama merupakan buah karya dari bioteknologi di bidang pertanian. Pemanfaatan bioteknologi di bidang kehutanan di antaranya perbanyakan tanaman dapat dengan cara kultur jaringan.
4.2 Bidang kesehatan
Pemanfaatan sel punca (stem cell) rekayasa jaringan (tissue engineering), produksi insulin di bakteri, produksi vaksin, dan pemanfaatan antibodi monoklonal merupakan contoh aplikasi bioteknologi di bidang kesehatan.
4.3 Bidang Kelautan
Pemanfaatan senyawa aktif dari organisme laut dapat diaplikasikan di bidang medis, pertanian, lingkungan, dan industri. Misalnya dalam produk perawatan kulit dan restorasi habitat laut.
4.4 Bidang Pangan
Bioteknologi sangat dekat dengan kehidupan kita sehari-hari. Beberapa jenis makanan dan minuman yang kita konsumsi sebenarnya merupakan produk dari bioteknologi. Misalnya tempe yang merupakan makanan khas Indonesia. Tempe dibuat dari kacang kedelai dengan dibantu oleh aktivitas jamur Rhizopus oryzae.
4.5 Bidang Industri
Bioteknologi di bidang industri berupa pemanfaatan biomasa untuk konversi energi dan produk-produk lain yang mempunyai nilai ekonomi tinggi seperti produksi enzim, gula, alkohol, dan lain-lain.
5. Dampak Positif
Berikut ini dampak positif dari bioteknologi:
- Di bidang pangan, seperti dihasilkannya berbagai makanan produk fermentasi, pengendaliaan hama pertanian, dan peningkatan produksi pertanian.
- Di bidang kesehatan, dihasilkannya obat-obatan (antibiotik) dan vaksin.
6. Dampak Negatif
Berikut ini dampak negatif dari adanya bioteknologi:
- Hilangnya tanaman dan hewan dengan kualitas yang di bawah standar. Akibatnya keanekaragaman hayati berkurang.
- Menyebabkan alergi pada tubuh.
- Pembuatan tempe atau kecap, dalam skala besar dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Air limbah dan kulit kedelai dari proses pembuatan tempe yang dibiarkan tergenang dalam waktu yang lama dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Lingkungan menjadi tidak sehat.
- Dampak sosial, produk minuman berakohol seperti bir, anggur, wiski dan air tape. Dampak tersebut berupa kebiasaan meminum minuman berakohol bila diminum dalam jumlah banyak dapat memabukkan dan menyebabkan kantuk karena menekan aktivitas otak.
7. Mengatasi Dampak Bioteknologi
Berikut ini beberapa cara mengatasi dampak bioteknologi:
- Menampung dan menyaring limbah atau air limbah tempe kedalam sebuah bak. Kemudian bak ditutup agar tidak menimbulkan bau.
- Mengalirkan air limbah yang sudah disaring ke bak pengumpul.
- Tidak memproduksi bahan pangan dengan proses bioteknologi secara berlebihan.
Manusia tidak lepas dari peranan bioteknologi. Dampak yang ditimbulkan oleh bioteknologi tergantung dari sikap kamu dan kita semua dalam memanfaatkannya.
Referensi:
Aryulina D., Manaf S. Biologi 3. Jakarta (ID): Erlangga.
Campbell Neil A., Reece Jane B., Urry Lisa A., Chain Michael L., Wasserman Steven A., Minorsky Pter V., Jackson Robert B. Biologi: Edisi 8. Jakarta (ID): Penerbit Eerlangga.
Mades fifendy. 2013.Pengaruh Pemanfaatan Molase Terhadap Jumlah Mikroba Dan Ketebalan Nata Pada Teh Kombucha. Lampung (ID): Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung.
Wardani., K Agustin., Wijayanti D Sudarma., Endrika w. 2017. Pengantar Bioteknologi. Malang (ID): UB Press.
Yuwono, T. 2006. Bioteknologi Pertanian. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Press.
Editor:
Mega Dinda Larasati
[/read]