PRODUK BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

Contoh produk bioteknologi konvensional

Bismillahirrahmanirrahiim

Selamat datang di situs IPA MTs

Bioteknologi konvensional atau bioteknologi tradisional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan secara langsung mikroorganisme seperti bakteri maupun jamur, enzim yang dihasilkan mikroorganisme serta proses fermentasi untuk menghasilkan produk atau jasa.

Baca juga : Pengertian bioteknologi konvensional dan modern serta perbedaannya.

Saat ini, bioteknologi konvensional dengan penambahan bakteri dan jamur dalam makanan sudah banyak dilakukan karena dapat menghasilkan makanan dan minuman yang memiliki rasa, aroma, warna dan menambah nutrisi dari makanan dan minuman tersebut sehingga dapat meningkatkan harga dari makanan dan minuman.

Penerapan bioteknologi konvensional juga dilakukan di bidang pertanian dan peternakan agar dihasilkan hewan dan tumbuhan yang memiliki sifat unggul. Selain itu, bioteknologi konvensional juga diterapkan dalam bidang kesehatan untuk menghasilkan vaksin.

Apa saja produk-produk hasil bioteknologi konvensional dalam kehidupan sehari-hari. Artikel ini akan menjelaskan beberapa produk bioteknologi konvensional. Baca sampai tuntas yaa.

Tapai (Tape)

Tapai dibuat dengan memanfaatkan mikroorganisme yang ada dalam ragi. Mikroorganisme yang terdapat di dalam ragi antara lain jamur Aspergillus sp, bakteri Saccharomyces cerevisiae dan Acetobacter aceti. Ketiga mikroorganisme tersebut akan bekerja sama untuk mengubah bahan baku dari singkong atau beras ketan menjadi tapai.

Selama pembuatan tapai, terjadi fermentasi bahan baku oleh mikroorganisme. Ketika fermentasi berlangsung, amilum atau pati dipecah menjadi glukosa oleh jamur Aspergillus sp sehingga membuat tapai berasa manis. Kemudian, glukosa dipecah oleh bakteri Saccharomyces cerevisiae menjadi alkohol dan melepaskan karbondioksida yang membuat tapai memiliki aroma yang khas.

Proses fermentasi ini terjadi secara anaerob dimana prosesnya tidak membutuhkan oksigen. Oleh karena itu selama pembuatan tapai, campuran bahan baku dan ragi ditutup rapat agar tidak ada oksigen yang masuk sehingga dihasilkan tapai yang baik. 

Ketika pembungkus tapai dibuka, maka akan terjadi fermentasi secara aerob dari bakteri Acetobacter acetii yang akan mengubah alkohol menjadi asam cuka (asam asetat) dan air sehingga memberi rasa masam pada tapai. Oleh karena itu, tapai sebaiknya tetap dalam kondisi tertutup agar dapat mempertahankan rasa manisnya.

Yoghurt

Yoghurt adalah makanan yang terbuat dari susu yang difermentasi. Fermentesi susu pada yoghurt melibatkan bakteri asam laktat seperti Lactobacillus casei, Streptococcus thermophillus, Lactobacillus bulgaricus, dan Bifidobacteria.

Pembuatan yoghurt dimulai dari pemanasan susu murni (susu hasil perahan tanpa ada campuran lain) atau susu full cream sampai suhu 85-90ºC dengan tujuan membunuh bakteri-bakteri lain yang terkandung di dalam susu dan mengubah struktur protein susu menjadi padat. Tetapi pemanasan susu dapat menyebabkan kandungan protein susu terdenaturasi atau mengalami kerusakan molekul proteinnya.

Kemudian dinginkan susu yang sudah dipanaskan lalu campur dengan plain yoghurt dan aduk sampai merata. Setelah itu, simpan campuran susu dan plain yoghurt tersebut di wadah dan tutup dengan rapat agar tidak ada oksigen atau udara yang masuk agar proses fermentasi berlangsung sempurna.

Selama proses fermentasi dalam pembuatan yoghurt, bakteri asam laktat akan mengubah laktosa yang terkandung di dalam susu menjadi asam laktat yang akan memberi rasa masam pada yoghurt dan menurunkan pH. Turunnya pH menyebabkan denaturasi protein dan pelepasan kalsium serta fosfat dari protein kasein susu sehingga protein kasein susu tidak stabil dan terjadi endapan. Hal itulah yang membuat tekstur yoghurt menjadi kental.

Yoghurt kaya akan protein, kalsium dan vitamin A, B, C, E dan K. Konsumsi yoghurt secara teratur memiliki dampak yang baik bagi kesehatan tubuh antara lain : meremajakan kulit, membantu proses pencernaan, kesehatan jantung, mencegah hipertensi (tekanan darah tinggi), mengurangi resiko osteoporosis (keropos tulang), mengatasi jerawat dan mengurangi kolesterol.

Yoghurt dapat dikonsumsi oleh penderita laktasa intolerance. Laktosa intoleran adalah gangguan pencernaan sebagai akibat tubuh tidak dapat mencerna laktosa dalam susu karena tubuh kekurangan enzim laktase yang berfungsi menguraikan laktosa. Laktosa intoleran biasanya ditandai dengan diare, kembung dan kram setelah mengkonsumsi makanan dan minuman yang mengandung laktosa seperti susu dan olahannya.

Olahan susu lainnya yang mirip dengan yoghurt adalah yakult. Yakult merupakan minuman propbiotik yang diperoleh dari fermentasi susu skim dan gula dengan menggunakan bakteri Lactobacillus cassei. Rasa yakult juga agak masam. 

Keju

Keju adalah makanan yang dihasilkan dari proses koagulasi (pengentalan) protein kasein susu. Susu yang digunakan dapat berupa susu skim, susu sapi murni atau susu kambing. Pembuatan keju terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

1. Pasteurisasi. Pasteurisasi merupakan proses pemanasan atau pemasakan susu. Susu yang akan dijadikan keju terlebih dahulu dipasteurisasi atau dimasak pada suhu sekitar 75ºC untuk membunuh bakteri-bakteri yang tidak diinginkan, kemudian diturunkan kembali suhunya sampai 31ºC.
2. Fermentasi. Fermentasi pada pembuatan keju dilakukan dengan menambahkan kultur bakteri asam laktat seperti Lactobacillus sp., Lactobacillus bulgaricus, dan streptococcus thermophillus. Kultur bakteri tersebut akan mengubah laktosa susu menjadi asam laktat. Tujuan fermentasi ini agar susu dapat bertahan lama. 
3. Penggumpalan. Penggumpalan atau koagulasi merupakan proses penggumpalan protein kasein dalam susu sehingga terbentuk bagian padat yang disebut dadih (curd) dan bagian cair yang disebut dengan air dadih (whey). Dadih itulah yang akan diolah lebih lanjut untuk dijadikan keju. Penggumpalan susu yang akan dijadikan keju dilakukan dengan menambahkan rennet. Rennet adalah kompleks enzim yang berasal dari perut hewan ruminansia dimanan komponen penyusun utamanya yaitu enzim renin dan chymosin. Enzim renin termasuk ke dalam enzim protease yang mampu memutuskan ikatan peptida dalam protein dan menghubungkan asam amino sehingga terbentuk endapan atau gumpalan semi padat dan whey cair. 
4. Pencetakan. Gumpalan-gumpalan susu (dadih) kemudian diletakkan di alat pencetakan agar sehingga memiliki bentuk-bentuk yang diinginkan dan juga mengurangi kandungan air dalam dadih. Proses pencetakan ini akan membentuk tekstur dari keju.
5. Penggaraman. Penggaraman dilakukan dengan tujuan memberi rasa asin dan mengawetkan keju secara alami.
6. Penyimpanan. Keju yang sudah melalu penggaraman kemudian akan disimpan selama beberapa waktu agar proses fermentasi berjalan dengan sempurna dan memberikan aroma khas juga rasa dari keju. 

Kandungan gizi yang terdapat di dalam keju antara lain lemak, kolesterol, natrium, kalium, karbohidrat, protein, vitamin A, B12, B6, dan D, juga mengandung mineral seperti zat besi serta magnesium. Kalori yang terdapat dalam 100 gram keju yaitu sebesar 402 kkal.

Kecap

Kecap biasanya ditambahkan ke dalam makanan atau masakan sebagai penyedap. Kecap merupakan salah satu produk bioteknologi dengan bahan baku kacang kedelai.

Pada pembuatan kecap terjadi proses fermentasi dan hidrolisis dengan menggunakan jamur Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae, dan Aspergillus wentii. Di Jepang, proses fermentasi dalam pembuatan kecap juga melibatkan Saccharomyces serevisiae dan Lactobacillus agar kecap memiliki aroma khas.

Pembuatan kecap dimulai dengan mencuci kacang kedelai sampai bersih kemudian direbus hingga matang lalu dicampur dengan kultur jamur dan air garam. Jamur berkembang lalu menghasilkan enzim yang akan memecah amilum menjadi gula sederhana dan protein menjadi asam amino. Gula sederhana dan asam amino akan berikatan membentuk ikatan amino glikosida yang menghasilkan warna coklat gelap.

Proses fermentasi pada pembuatan kecap menghasilkan campuran biji kedelai dengan cairan kental berwarna coklat. Cairan tersebut dipisahkan dari biji kedelai dengan penyaringan kemudian dipanaskan untuk mematikan jamur dan bakteri. Cairan itulah yang disebut dengan kecap.

Roti

Roti adalah makanan yang berbahan baku utama tepung dan air. Pada proses pembuatannya, adonan roti ditambahkan kultur bakteri (ragi) Saccharomyces cervisiae.

Fermentasi bakteri Saccharomyces cervisiae akan menghasilkan alkohol dan gas karbondioksida. Alkohol akan memberikan aroma khas, dan karbondioksida membuat adonan roti mengembang saat dipanaskan dengan oven.

Tempe

Tempe merupakan salah satu makanan khas walaupun lisensinya ada di Jepang. Tempe terbuat dari fermentasi biji kedelai dengan menggunakan jamur jenis kapang seperti Rhizopus oligosporus, Rhizopus orizae, Rhizopus stolonifer, dan Rhizopus arrhizus.

Pada proses pembuatan tempe, ragi jamur yang dicampurkan dengan biji kedelai, akan menghasilkan benang-benang atau hifa yang akan mengikat biji kedelai sehingga membentuk struktur yang kompak. Selain itu, jamur juga akan menghasilkan enzim protease yang akan menguraikan molekul kompleks protein dalam biji kedelai menjadi asam amino yang lebih mudah dicerna oleh tubuh.

Pengolahan kedelai menjadi tempe memiliki beberapa manfaat, antara lain :  

• menghasilkan makanan baru
• meningkatkan nilai ekonomis
• sebagai sumber protein, kalsium dan vitamin B12 dari nabati
• memiliki antioksidan yang tinggi
• sebagai makanan diet termasuk bagi penderita diabetes

Minuman Beralkohol

Minuman beralkohol seperti bir, wine, arak dan lain-lain merupakan salah satu produk bioteknologi konvensional karena pada proses pembuatan minuman tersebut memanfaatkan fermentasi yang melibatkan kultur bakteri jenis Saccharomyces. Bir merupakan minuman beralkohol dengan bahan baku utama biji serelia dan wine merupakan minuman beralkohol berbahan baku ekstrak buah anggur.

Minuman beralkohol dibuat dengan menambahkan kultur bakteri jenis Saccharomyces ke dalam bahan baku, kemudian disimpan dalam wadah dan ditutup rapat agar kultur bakteri tersebut dapat berfermentasi dengan baik. Fermentasi bakteri Saccharomyces akan mengubah kandungan gula dalam bahan baku menjadi alkohol dan gas karbondioksida. Alkohol itulah yang menimbulkan aroma khas pada minuman beralkohol. Semakin lama penyimpanan maka semakin banyak kandungan alkoholnya.

Minuman beralkohol bila dikonsumsi dalam jumlah tertentu dapat membuat mabuk dan menghilangkan kesadaran peminumnya. Dalam agama Islam, pemeluknya dilarang mengkonsumsi, membuat dan menyebarkan minuman beralkohol.

Hewan Persilangan

Hewan persilangan adalah hewan yang dihasilkan dari persilangan. Persilangan merupakan perkawinan antar dua hewan dengan mengambil sifat-sifat unggul tertentu, seperti pertumbuhan, konversi pakan, produksi telur dan lain-lain agar hewan hasil persilangan memenuhi kebutuhan pangan manusia. Saat ini, kebutuhan daging dan telur dipenuhi dari hewan hasil persilangan.

Baca juga : Memahami Pemuliaan Tumbuhan dan Hewan Beserta Contohnya - IPA MTs.

Antibiotik

Antibiotik adalah senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain seperti bakteri. Perkembangan antibiotik dimulai dengan penemuan antibiotik penisilin oleh Alexander Fleming tahun 1928.

Antibiotik biasanya diberikan kepada penderita infeksi seperti influenza, luka luar, luka luar dan infeksi lainnya. Hal tersebut bertujuan untuk menghambat pertumbuhan bakteri penyebab infeksi.

Senyawa antibiotik diperoleh dari proses fermentasi dari jamur dan bakteri. Berikut jamur dan bakteri yang digunakan sebagai antibiotik :

• Penicillium notatum dan Penicillium chrysogenum yang menghasilkan antibiotik penisilin
• Streptomyces griseus menghasilkan antibiotik Streptomycin
• Streptomyces fradiae menghasilkan antibiotik Neomycin
• Sterptomyces aureofaciens menghasilkan antibiotik Tetracycline
• Bacillus licheniformis menghasilkan antibiotik Bacitracin

Vaksin

Vaksin merupakan bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan terhadap suatu penyakit. Vaksin berupa bakteri dan virus yang dilemahkan atau bagian kecil tubuh bakteri dan virus.

Bakteri dan virus mengandung protein khusus pada permukaan luar tubuhnya. Jika protein ini dimasukkan ke dalam tubuh seseorang, maka sel darah putih (limfosit B) akan berusaha mengidentifikasi dan mengatasi protein asing tersebut dengan membelah menjadi sel plasma dan sel memori. Sel plasma berperan untuk menghasilkan antibodi dan melepaskannya ke dalam cairan tubuh untuk mengatasi protein asing tersebut, sedangkan sel memori akan mengikat antibodi kemudian menggunakannya kembali jika ada bakteri dan virus yang sama masuk kembali ke dalam tubuh.

Mekanisme pembentukan antibodi pada sel darah putih saat pemberian vaksin dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Mekanisme pembentukan antibodi sel darah putih

Selain dengan melemahkan bakteri atau virus untuk dijadikan vaksin, penggunaan teknik rekayasa genetika juga dapat dilakukan untuk mendapatkan vaksin yang lebih aman dan diproduksi dalam jumlah banyak.

Teknik rekayasa genetika untuk memproduksi vaksin dimulai dengan mengisolasi gen pengode protein yang terdapat pada bakteri dan virus tertentu. Gen tersebut lalu dimasukkan ke dalam sel Saccharomyces. Sel Saccharomyces yang berkembang biak akan menghasilkan protein sejenis dengan protein pada permukaan luar bakteri atau virus dan tidak berbahaya. Jika protein tersebut disuntikkan ke dalam tubuh, maka tubuh akan memproduksi antobodi yang akan menangkal serangan bakteri dan virus sesungguhnya.

Vaksin bersifat spesifik yang berarti hanya mencegah satu jenis bakteri atau virus saja, sesuai dengan vaksin yang disuntikkan.

Baca juga : Mengetahui kandungan vaksin covid19 Sinovac beserta kelompok yang bisa dan tidak bisa diberikan vaksin

Pemberian vaksin ke dalam tubuh dinamakan vaksinasi atau imunisasi. Tujuan imunisasi adalah mencegah suatu penyakit yang disebabkan oleh bakteri dan virus patogen seperti campak, hepatitis, polio, tenanus dan lain-lain, dengan meningkatkan kekebalan tubuh karena sel darah putih sudah memiliki informasi mengenai bakteri dan virus tersebut.

Seseorang yang akan divaksin, kondisi tubuhnya harus dalam keadaan sehat agar sel darah putih dapat bekerja optimal dalam mengenali dan mengatasi bakteri dan virus yang terdapat di dalam vaksin. Vaksinasi dilakukan dengan cara suntik dan oral. Pemberian vaksin bukanlah mengobati melainkan mencegah.

Bioremediasi

Bioremediasi adalah usaha mengatasi pencemaran lingkungan dengan memanfaatkan mikroorganisme seperti bakteri untuk menguraikan polutan yang mencemari lingkungan tersebut. Sebagai contoh penanggulangan pencemaran minyak yang tumpah perairan seperti laut.

Minyak yang tumpah ke laut dapat membuat biota laut mati karena minyak yang memiliki massa jenis lebih rendah dari air menyebabkan minyak mengapung dan membentuk lapisan yang menutupi permukaan air sehingga mengganggu proses respirasi dan fotosintesis biota laut.

Tumpahan minyak dapat menyebar sampai ke pantai dan dapat menimbulkan kerusakan pada ekosistem bakau karena akar bakau yang terlapisi minyak dapat menghalangi pertukaran antara oksigen dan karbondioksida pada akar bakau. Bila ini berlangsung lama dapat membuat akar bakau membusuk dan menyebabkan kematian pada tanaman bakau.

Salah satu upaya mengatasi tumpahan minyak tersebut dapat dilakukan dengan memanfaatkan bakteri genus Pseudomonas. Bakteri Pseudomonas mampu memanfaatkan minyak sebagai sumber energinya dengan memecah molekul minyak yang berupa hidrokarbon menjadi karbondioksida (CO₂).

Tetapi cara seperti ini membutuhkan waktu yang lama. Untuk mempercepat proses pemecahan molekul minyak tersebut, maka ditambahkan senyawa kalium fosfat dan urea sebagai nutrisi tambahan bagi bakteri. Selain menggunakan bakteri, penanggulangan pencemaran perairan dapat menggunakan tanaman tertentu seperti eceng gondok dan bunga matahari. Teknik tersebut dinamakan fitoremediasi.

Biogas dan Bioetanol

Biogas adalah gas yang dihasilkan melalui proses fermentasi atau aktivitas anaerobik bakteri ketika menguraikan bahan-bahan organik seperti kotoran manusia dan hewan, juga sampah-sampai biodegradable. Gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan organik adalah gas metan dan karbon.

Biogas dapat digunakan untuk memasak dan sebagai penghasil energi listrik juga dapat sebagai pupuk cair bagi tanaman.

Bioetanol merupakan bahan bakar yang ramah lingkungan dapat diperbaharui karena diperoleh melalui fermentasi alkohol seperti pada pembuatan tapai. Jadi bahan baku bioetanol ini berasal dari bahan organik. Pengembangan bioetanol ini masih terus membutuhkan pengembangan agar dapat menggantikan bahan bakar bensin yang diperkirakan akan habis

Penutup

Berdasarkan uraian di atas, walaupun hanya memanfaatkan proses fermentasi dari bakteri dan jamur, ternyata bioteknologi konvensional memiliki manfaat yang besar bagi kehidupan manusia dalam bidang pangan, kesehatan dan sumber energi alternatif. Jadi teruslah belajar dan berbuat sesuai apa yang sudah dipelajari lalu bermanfaatlah bagi orang lain dan lingkungan.

Terima kasih, sudah membaca artikel ini. Baca juga artikel-artikel lainnya. Jika dirasa bermanfaat, kami berharap kamu dapat membagikannya kepada teman-temanmu agar mereka memperoleh manfaat dari artikel ini.

Bagikan artikel :