Transcript bioteknologi

BIOTEKNOLOGI
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
DIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH PERTAMA
2010
PENERAPAN
BIOTEKNOLOGI
TIM IPA-BIOLOGI
Tujuan Pembelajaran
 Mendeskripsikan penerapan bioteknologi dalam
mendukung kelangsungan hidup manusia melalui
produksi pangan
 Mendefinisikan pengetian bioteknologi
 Mendeskripsikan keuntungan pemanfaatan bioteknologi
dalam produksi pangan
 Mendata produk-produk bioteknologi konvensional dan
modern di lingkungan sekitarnya
 Membuat produk bioteknologi sederhana yang dapat
dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari (membuat
tempe, fermentasi sari buah, penanaman secara
hidroponik dan aeroponik)
Mengenal Bioteknologi
 Bioteknologi berasal dari kata Bio dan
Teknologi. Definisi bioteknologi adalah
teknik penerapan prinsip-prinsip ilmiah
dengan memanfaatkan organisme (seperti
bakteri, jamur, virus dan lain-lain) maupun
produk dari organisme (misalnya alkohol,
bir, anggur, roti, keju, antibiotika, vaksin,
enzim) dalam proses produksi untuk
menghasilkan barang dan jasa guna
memenuhi kebutuhan manusia.
Peristiwa Penting dalam Perkembangan Bioteknologi
Peristiwa
Kapan?
Ragi untuk pembuatan anggur
Sebelum 6000 SM
Ragi untuk mengembangkan roti
Sekitar 4000 SM
Tembaga ditimbang dengan mikroba di Spanyol
Sebelum 1970
Mikroba pertaman kali dilihat oleh A. V. Leuwenhoek
1680
Mikroba perusak fermentasi ditemukan Louis Pasteur
1876
Enzim diekstrak dari ragi dapat membuat alkohol ditemukan Eduard
Buchner
1897
Bakteri penghasil aseton, butanol, gliserol
Sekitar 1910
Struktur rantai ganda ADN terungkap
1953
Penemuan bakteri antibiotik baru (streptomisin, safelosporin, dan lainlain
1953
Mikroba digunakan menambang uranium di Kanada
1950-an
Ditemukan ADN rekombinan dan percobaan rekayasa genetika pertama
berhasil
1973
Bahan mentah industri plastik dari mikroba, interferon untuk kanker
Akhir 80-an
Mikroba hasil rekayasa membantu mengekstrak minyak dari tanah.
Mikroba secara luas digunakan untuk mengekstrak logam,
produksi hidrogen dan bakteri, Antibodi monoklonal digunakan
untuk menuntun obat anti kanker, membuat tanaman yang
memupuk dan tanaman yang mampu menolak serangan hama
1990-an
Produk Bioteknologi Konvensional
No.
Nama Makanan dan Minuman
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Alkohol
Anggur minuman
Antibiotik
Asam Cuka
Bir
Brem Bali
Kecap
Keju
Nata de Coco
Mentega
Oncom
Roti
Sake
Saus ikan
Soygurt
Tape
Tauco
Tempe
Terasi
Yoghurt
Bahan Dasar
Gula
Gula
Larutan nutrien
Gula/air nira
Biji gandum
….
Kedelai
Susu
Air Kelapa
…..
Kedelai
Tepung terigu
....
….
Susu
Singkong/Beras Ketan
Kedelai, garam
Kedelai
Udang
Susu
Mikroorganisme yang Berperan
Saccharomyces
Saccharomyces cereviceae
Jamur Penicillium
Bakteri Acetobacter
Saccharomyces cereviceae
....
Aspergillus wentii
Streptococcus lactis
Acetobacter xylinum
Streptococcus citrivorus
Neurospora sitophila
Yeast
Aspergillus oryzae
....
Lactobacillus acidophillus
Saccharomyces cereviceae
Aspergillus wentii
Rhizopus oryzae
Bakteri Lactobacillus
Lactobacillus bulgaricus
Produk Bioteknologi Modern
Produk
Insulin manusia
Manfaat
Mengobati kencing manis
Berbagai macam hormon yang diproduksi dan
dikemas secara massal
Berbagai enzim untuk produk makanan dan
detergen
Pengelolaan polusi dan limbah logam
Antibodi Inferon
Mencegah infeksi virus
Hormon pertumbuhan
Mengobati kekerdilan
Protein Hepatitis-B
Vaksin melawan Hepatitis B
Urokinase
Menghilangkan bekuan darah
Gen beta-globulin
Mengobati thalasemia
Antibodi monoklonal
Diagnosis penyakit menurun (misalnya sich cell anemiae)
Erythtroprotein
Mengobati anemia, dan merangsang pembentukan sel darah
merah baru.
Pupuk biologis
Pestisida biologis
Organisme transgenik
Teknologi Reproduksi








Kultur Jaringan
Inseminasi Buatan
Bayi Tabung
Kloning (Pengklonan)
Radiasi
Hidroponik dan Aeroponik
Rekayasa Genetika
Rekombinasi DNA
Membuat Produk Bioteknologi
Sederhana
Antibiotik


Antibiotik penisilin dihasilkan oleh jamur Penicillium.
Antibiotik merupakan suatu zat kimia yang dihasilkan
oleh mikroorganisme (bakteri, jamur) yang dapat
menghambat atau mematikan pertumbuhan bakteri
atau mikroorganisme lainnya. Antibiotik penisilin
pertama kali ditemukan secara tidak sengaja oleh
Alexander Flemming pada tahun 1929.
Jamur Penicillium notatum dan Penicillium crysogenum
mengeluarkan zat penisilin yang dapat mematikan
bakteri yang hidup disekitarnya. Karena
kemampuannya zat penisilin dibuat sebagai antibiotik.
Cuka
 Cuka terbuat dari air nira kelapa. Oleh
khamir Saccharomyces, gula nira diubah
menjadi alkohol. Alkohol ini diubah lagi
menjadi asam cuka oleh bakteri asam
cuka (Acetobacter)
Keju



Kegiatan: 7.4. Cara membuat Olahan Susu (Keju)
Tujuan : Untuk mengetahui cara-cara membuat
Olahan Susu (Keju)
Keju terbuat dari air susu. Susu dipanaskan pada suhu
tertentu selama beberapa waktu terutama untuk
membunuh bakteri berbahaya. Proses ini disebut
pasteurisasi. Selanjutnya susu difermentasikan dengan
bakteri asam yaitu Lactoballus bulgaricus. dan
Sterptococcus thermophillus untuk mengubah gula
susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat).
Aktivitas bakteri ini menyebabkan keasaman susu
menurun dan terpisah menjadi cairan dan dadih. Dadih
ini yang akan menjadi keju.
Mentega
 Mentega terbuat dari susu. Susu
diasamkan dengan aktivitas fermentasi
bakteri Sterptococcus lactis dan
Leuconostoc cremoris sehingga akan
terbentuk lemak mentega.
Minuman beralkohol
 Contoh minuman beralkohol antara lain
bir, anggur, arak, drum dan wiski. Bir
terbuat dari biji gandum. Biji gandum
yang telah ditumbuk selanjutnya
difermentasikan dengan khamir
(Saccharomyces). Khamir akan
mengubah zat gula menjadi
karbondioksida dan alkohol.
Nata de coco






Kegiatan
: 7.3. Cara membuat Nata de Coco
Tujuan
: Untuk mengetahui cara membuat Nata de Coco
Nata de coco merupakan salah satu makanan olahan kelapa. Pembuatan de
coco merupakan suatu proses fermentasi air kelapa oleh bakteri Acetobacter
xylinum. Proses pembuatan de coco terbagi dalam 2 tahap, yaitu pembuatan
biakan murni dan pembuatan nata de coco.
Pembuatan Biakan Murnni (Starter)
Untuk mendapatkan Acetobacter xylinum dapat digunakan ampas nanas yang
dicampur dengan air dan gula pasir dengan perbandingan 6 : 3 : 1.
Cara kerja





Kupas dan cuci bersih buah nanas yang sudah matang.
Potong nanas dengan ukuran kecil, kemudian parut.
Peras parutan nanas tersebut hingga habis sarinya.
Campur ampas nanas dengan air dan gula dengan perbandingan 6 : 3 : 1 sambil diaduk
hingga merata.
Simpan campuran tersebut dalam botol yang disumbat dengan kertas. Diamkan selama 2-3
minggu hingga terbentuk lapisan di permukaan campuran tersebut. Lapisan putih merupakan
bakteri untuk pembuatan nada de coco.
Pembuatan Nata de coco




Alat dan Bahan

Air kelapa 1 liter.

Bahan pengawet (natrium benzoat) 100 g/kg nata de coco.

Gula pasir 675 gram.

Asam cuka, air, dan esens secukupnya.

Kertas koran, saringan kelapa, wadah plastik, kertas lakmus (untuk menguji derajat
keasaman/pH).
Cara Kerja

Saring kelapa untuk menghilangkan kotoran yang ada.

Panaskan air kelapa yang telah disaring itu hingga mendidih agar mikroorganisme yang ada
mati.

Siapkan wadah plastik yang sudah disterilkan. Dinginkan air kelapa yang sudah di masak dan
simpan dalam wadah plastik steril sambil diberi asam cuka secukupnya hingga pH larutan
berkisar antara 4-5.

Inokulasikan (tanam) larutan dengan starter dan simpan dalam wadah plastik yang ditutup
dengan koran. Simpan selama 2 minggu dalam ruangan yang tertutup.

Setelah 2 minggu terbentuk nara de coco berupa lembaran putih. Potong lembaran nata de coco
menjadi kubus kecil, dan tiriskan. Kemudian rendam dalam air bersih selama 3 hari; air
rendaman harus diganti setiap hari.
Jika perendaman tidak dapat menghilangkan rasa asam, maka nata de coco sebaiknya direbus hingga
mendidih selama 10 menit. Perebusan ini dapat dilakukan berulang kali hingga rasa asam pada nara de
coco hilang.

Untuk memberi rasa manis dan tahan lama serta aroma yang memikat, nata de coco direndam
dalam larutan gula (600 g gula untuk 1,5 liter air) yang ditambah dengan natrium benzoat (100
mg natrium benzoat untuk 1 kg nata de coco) serta esens secukupnya. Masa perendaman + 1
malam agar gula dan pengawet meresap dan bekerja dengan baik. Agar gula larut seluruhnya
dalam air, maka larutan gula harus dipanaskan.

Nata de coco siap untuk dimakan.
(Sumber: Rony Palungkun, Aneka Produk Olahan Kelapa, Penebar Swadaya, 1993).
Oncom
 Bahan dasar oncom adalah ampas tahu,
yaitu ampas kedelai yang difermentasi
dengan jamur Neurospora sitophila.
Disamping sebagai bahan makanan,
jamur Neurospora sitophila dapat
menghasilkan zat warna merah atau
oranye.
Roti
 Roti terbuat dari biji/tepung terigu.
Tepung terigu difermentasi dengan yeast
atau khamir Saccharomyces cerevisiae.
Yeast atau Khamir ini memafaatkan gula
sebagai makanannya yang akan
dioksidasi dan akhirnya menghasilkan
karbondioksida. Karbondioksida
membentuk gelombang-gelombang yang
terperangkap dalam adonan roti sehingga
akan mengembang.
Tape
 Kegiatan
: 7.2. Cara Membuat Tape
 Tape terbuat dari ketela pohon atau ketan
hitam. Ketela pohon atau ketan hitam
difermentasikan dengan ragi. Ragi merupakan
mikroorganisme yang dapat menghasilkan
enzim untuk mengubah zat tepung menjadi
gula. Selanjutnya gula diubah menjadi alkohol.
Bila disimpan lama, alkohol akan diubah
menjadi asam oleh bakteri asam cuka. Untuk
mengetahui cara membuat tape lakukanlah
kegiatan berikut:
 Tujuan
: Untuk mengetahui cara membuat tape
 Cara membuat tape singkong









Alat dan bahan
Singkong yang telah dikupas
Ragi tape
Panci pengukus
Kain penutup/daun pisang
Panci.
Cara membuat:
Kukus singkong selama 30 menit.
Angkat dan letakkan di dalam panci/baskom yang telah
dialasi daun pisang. Biarkan sampai dingin.
 Taburkan ragi secara meratas di atas singkong, kemudian
tutup dengan kain berpori dengan daun pisang.
 Biarkan selama 3 hari atau sampai singkong sudah terasa
lunak dan manis.
Membuat tape ketan hitam













Alat dan bahan
Beras ketan hitam ½ liter.
Ragi tape.
Panci pengukus.
Kain penutup/daun pisang
Wadah/baskom.
Cara membuat
Cuci beras ketan hingga bersih.
Tiriskan.
Didihkan air, kemudian kukus beras ketan selama 10 menit.
Dinginkan ketan di atas panci/baskom.
Taburkan ragi secara merata di atas ketan.
Tutup selama 3 hari atau sampai ketan terasa lunak dan manis.
Tempe












Kegiatan
: 7.1. Cara Membuat Tempe
Bahan dasar untuk membuat tempe adalah kacang kedelai dengan bantuan ragi
tempe atau jamur tempe (Rhizopus oryzae). Ragi tempe atau jamur (Rhizopus
oryzae) akan mencernakan kedelai dengan cara mengubah protein kompleks
pada kacang kedelai yang berbentuk keras menjadi protein sederhana yang
lebih lunak sehingga mudah dicerna oleh manusia. Untuk lebih mengetahui cara
membuat tempe lakukanlah kegiatan berikut:
Tujuan
: Untuk mengetahui cara membuat tempe
Alat dan bahan
Kompor
Panci
Baskom
Ayakan
½ kg kacang kedelai yang sudah tua
0,3 gram ragi tempe (Rhizopus oryzae)
daun pisang atau plastik
 Cara membuat
 Cucilah kedelai dengan air untuk membersihkan kotoran yang
melekat
 Rebuslah kacang kedelai hingga setengah matang kira-kira selama
30 menit
 Kedelai yang telah direbus, dibiarkan terendam selam 12 jam
sampai pada kondisi asam agar kedelai lunak dan pertumbuhan
bakteri pembusuk terhambat.
 Kupaslah kulit ari dengan diremas-remas dalam ayakan, lalu
dikuliti menjadi biji-biji kedelai.
 Rebuslah biji-biji kedelai hingga matang sampai kering
 Tiris dan dinginkan biji-biji kedelai yang sudah matang sampai
kering
 Campurkan dan aduk biji-biji kedelai itu bersama ragi tempe hingga
merata, kemudian dikeringanginkan sebentar.
 Bungkuslah biji-biji yang telah tercampur ragi mengguanakan daun
pisang atau plastik yang sudah diberi lubang-lubang kecil.
 Peram dan tutuplah bungkusan dengan karung goni
 Amati perubahan yang terjadi selama 8 jam sekali selama 2 hari.
 Catatlah hasil pengamatanmu dalam tabel berikut:
Yoghurt








Susu asam atau yoghurt terbuat dari air susu yang lemaknya dibuang,
selanjutnya susu difermentasi dengan bakteri asam laktat Lactoballus
bulgaricus. dan Sterptococcus thermophillus. aktivitas bakteri ini
menyebabkan keasaman susu menurun. Setelah itu susu di tambah cita
rasa buah.
Tujuan: …
Bahan-bahan
250 garam susu bubuk atau skim
1 bungkus bibit yoghurt (dapat dibeli di pasar swalayan)
gula pasir
cita rasa/esens buah
Cara membuat




Sediakan 2,5 liter air matang yang hangat
Masukan air susu kedalam air itu dan aduk sampai rata
Masukan 1 sendok makan bibit yoghurt dan aduk sampai rata. Kemudian tutup
rapat dan simpan pada suhu 280C (suhu kamar) selama 24 jam, sampai menjadi
kental dan menimbulkan aroma yang khas
Lalu campurkan dengan gula secukupnya dan bisa langsung diminum
Dampak Penerapan Bioteknologi





Dampak di Bidang Sosial Ekonomi
Dampak ekonomi yang tampak adalah paten hasil rekayasa,
swastanisasi dan konsentrasi bioteknologi pada kelompok tertentu,
memberikan pengaruh yang amat luas pada masyarakat.
Dampak paten terlihat dengan diberikan paten pada kapas tahan
hama hasil rekayasa oleh Amerika Serikat kepada perusahaan ternetu.
Keadaan ini memaksa petani tradisional untuk tidak mengdakan bibit
sendiri, para peneliti harus mendapatkan ijin terlebih dahulu sebelum
melakukan penelitian menggunakan bibit-bibit hasil rekayasa itu.
Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil. Penggunaan
hormon pertumbuhan sapi (bovine growth harmone (BGH) dapat
meningkatkan produksi susu sapi sampai 20% niscanya akan
menggusur peternakan kecil. Bioteknologi dapat menimbulkan
kesenjangan ekonomi.
Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, tembakau, coklat, kopi,
gula, kelapa, vanilli, ginseng dan opium akan dapat dihasilkan melalui
modifikasi genetika tanaman lain. Keadaan ini akan menyingkirkan
tanaman aslinya, dunia ketiga sebagai penghasil tanaman-tanaman tadi
akan menderita kerugian besar.
 Dampak di Bidang Lingkungan

Pelepasan makhluk transgenik ke alam
bebas dapat menimbulkan dampak berupa
pencernaan biologi yang bisa lebih berbahaya
daripada pencernaan kimia dan nuklir.

Dengan keberadaan rekayasa genetika,
perubahan genotip tidak dirancang secara
alami sesuai dengan kebutuhan dinamika
populasi melainkan menurut kebutuhan pelaku
bioteknologi itu. Perubahan drastis ini akan
menimbulkan peluang bahaya.
 Dampak di Bidang Kesehatan

Produk rekayasa di bidang kesehatan ini
memang sudah ada yang menimbulkan
masalah yang serius. Contohnya adalah
penggunaan insulin hasil rekayasa telah
menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris.
Tomat Flavr Savr diketahui mengandung gen
resisten terhadap antibiotik. Susu sapi yang
disuntik dengan hormon BGH disinyalir
mengandung bahan kimia baru yang punya
potensi berbahaya bagi kesehatan manusia.



Dampak di Bidang Etika dan Moral
Menyisipkan gen makhluk hidup kepada makhluk hidup lain
memiliki dampak etika yang seriius. Menyisipkan gen makhluk
hidup lain yang tidak berkerabat dianggap sebagai pelanggaran
terhadap hukum alam dan sulit diterima masyarakat. Mayoritas
orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan gen itu tidak etis,
90% menentang pemindahan gen manusia ke hewan, dan 75%
menentang pemindahan gen hewan ke hewan lain.
Bahan pangan transgenik yang tidak berlabel juga membawa
konsekuensi bagi penganut agama tertentu. Bagaimana
hukumnya bagi penganut agama Islam, kalau gen babi disisipkan
ke dalam buah semangka? Penerapan hak paten pada
organisme hasil rekayasa merupakan hak pribadi atas organisme.