Slide 1

BIOTEKNOLOGI

Pemangkin Pembangunan
Pertanian dan Makanan
Professor Dr. Mohd Ali Hassan
Fakulti Bioteknologi dan Sains Biomolekul
UNIVERSITI PUTRA MALAYSIA


Slide 2

Bioteknologi dan Pertanian
(Biotechnology and Agriculture)

Pertanian (Agriculture)
Tanaman Ladang (Plantation crops)
Farmaseutik (Pharmaceuticals)
Perindustrian (Industrial)
Tanaman Hiasan (Ornamental crops)
Nutraseutik (Nutraceuticals)
Alam Sekitar (Environment)
Makanan (Food)


Slide 3

Apa itu Bioteknologi ???


Slide 4

Bioteknologi
• dari “bio” & “teknologi”
• teknologi berasaskan sistem-sistem biologi
(mikroorganisma, sel tumbuhan atau haiwan)
• penggunaannya dalam industri pertanian/makanan,
perubatan, perlindungan alam sekitar, dll
• untuk penghasilan produk atau perkhidmatan
• Ahli sains dalam bidang bioteknologi berperanan
menyelesaikan masalah dalam bidang-bidang ini
seperti keperluan merawat atau menghindarkan
penyakit, air bersih dan penghasilan bahan makanan


Slide 5

Bioteknologi

•…aplikasi prinsip sains dan kejuruteraan

bertujuan untuk manfaatkan keupayaan sel
mikrob, tumbuhan dan haiwan (atau bahan
daripada sel tersebut, eg. enzim) bagi
menghasilkan produk / perkhidmatan


Slide 6

Bidang-bidang Asas
Bidang utama
Biokimia
Mikrobiologi
Biologi Molekul

•
•
•

Bidang spesifik

• Teknologi Enzim
• Teknologi Fermentasi
• Kejuruteraan metabolik
• Kejuruteraan Bioproses


Slide 7

BIOTEKNOLOGI

Kejuruteraan
bioproses
Teknologi
Enzim

Teknologi
Fermentasi

Bioteknologi
Biokimia

Biologi
Molekul

Mikrobiologi


Slide 8

Penggunaan Bioteknologi ………… (1)
Pengkulturan secara besar-besaran sel
nikroorganisma untuk penghasilan produk:

•
•

Sel / Biojisim
Bahan kimia
(pelarut, pewarna, gula, dll)

• Asid organik
• Antibiotik / vaksin
• Asid amino
• Protein sel tunggal
• Protein spesifik
(biofarmaseutik)


Slide 9

Proses pengkulturan mikroorganisma di industri untuk
penghasilan produk bioteknologi


Slide 10

Penggunaan Bioteknologi …….. (2)
Eksploitasi fungsi dan aktiviti mikroorganisma untuk
menghasilkan perkhidmatan:
Mikroorganisma
pilihan
Rawatan air sisa

•
• Rawatan sisa pepejal
• Bioremediasi (eg. membersih
tumpahan minyak di laut)

• Baja biologi (eg. Bakteria
pengikat nitrogen)

• Biopesticide / bioinsecticide

SISTEM
Tingkatkan aktiviti dan
populasi
mikroorganisma
•Air bersih

•Kurangkan BOD /COD
•Nyahtoksik
•Pengikatan nitrogen


Slide 11

Penggunaan Bioteknologi……… (3)
Penghasilan haiwan dan tumbuhan transgenik yang
mempunyai sifat yang lebih istimewa atau kebaikan
berbanding yang asal
(Bt cotton, Bt corn, Roundup ready soybean, Transgenic tomato,
Golden rice, Starlink corn, Terminator genes)

Tumbuhan/
haiwan asal

Modifikasi
menggunakan
pengetahuan sel
biologi dan kaedah
kejuruteraan genetik

Tumbuhan/Haiwan
transgenik –
memiliki sifat yang
lebih baik dari asal


Slide 12

Penggunaan Bioteknologi………………(4)
Menggunakan kaedah/teknik biologi molekul untuk
memberi perkhidmatan pengenalan, pengesanan dan
diagnostik
Identification of genetic disorders/
diseases / Microorganisms
gene therapy
rapid method for early detection and
confirmation of diseases by PCR
Forensic – using PCR and gel
electrophoresis, dried blood, hair
samples
DNA fingerprinting
Based on genotype rather than
phenotype


Slide 13

Bioteknologi di peringkat awal….
Makanan di fermentasi (ditapai) (cuka, keju,
tapai, ubi, tempeh, Soya sauce, minuman
beralkohol, yogurt, dll)
Produk dari proses fermentasi (pengkulturan
mikrob secara besar-besaran)  (bio-pelarut
[etanol, butanol, aseton], antibiotik, ibu roti
(yis), asid organik [asid sitrik], enzim [eg.
protease untuk bahan pencuci; amilase,
glukoamilase untuk industri kanji]


Slide 14

Bioteknologi …….sekarang…



Bioteknologi moden
(melibatkan biologi molekul, kejuruteraan gen)
Aplikasi teknologi biologi keatas organisma











Mikroorganisma
Tumbuhan
Haiwan
Manusia

menghasilkan organisma ‘baru’ yang mempunyai sifat
istimewa atau mampu menghasilkan berbagai produk
berguna
Menghasilkan tumbuhan dan haiwan rekombinan atau
transgenik yang mempunyai keistemewaan berbanding
yang asal
perkhidmatan istimewa…


Slide 15

Pelbagai Disiplin (Multidisciplinary)
Advance
Materials

Animal
Science

Agricultural
Science

Cell &
Molecular
Bioprocess Biology
Biochemistry
Bioinformatics Technology
Engineering
Food
Technology
Microbiology

Genomics

Proteomics

Medicine
Veterinary
Medicine


Slide 16

Bioteknologi di UPM
Fakulti-Fakulti

Bioteknologi dan
Sains Biomolekul

Pertanian

Sains dan Teknologi
Makanan

Perhutanan

Komputer dan
Teknologi
Maklumat

Sains

Perubatan dan
Sains Kesihatan
Perubatan
Veterinar

Kejuruteraan


Slide 17

AKTIVITI PENYELIDIKAN


Slide 18

Bidang Penyelidikan











Bakteriologi (Bacteriology)
Biokimia (Biochemistry)
Enzimologi (Enzymology)
Immunologi (Immunology)
Mikrobiologi (Microbiology)
Biologi Molekul (Molecular Biology)
Mikologi (Mycology)
Toksikologi (Toxicology)
Virologi (Virology)
Bioteknologi Haiwan
(Animal Biotechnology)









Kejuruteraan Bioproses
(Bioprocess Engineering)
Bioteknologi Alam Sekitar
(Environmental Biotechnology)
Teknologi Enzim
(Enzyme
Technology)
Teknologi Fermentasi) Fermentation
Technology
Bioteknologi Makanan
(Food
Biotechnology)
Kejuruteraan Genetik
(Genetic Engineering)
Bioteknologi Tumbuhan
(Plant Biotechnology)


Slide 19

Peningkatan Hasil Pertanian

(Enhancing agricultural
production)


Slide 20

Kejuruteraan Genetik Tumbuhan







PISANG (BANANAS) – Rintang penyakit (Disease resistance)
ORKID (ORCHIDS) – Warna dan bau bunga (Flower colour, fragrance)
LADA HITAM (BLACK PEPPER) – Melambatkan masak (Delayed
ripening)
PADI (RICE) – Tingkat hasi (Increase yield)
KELAPA SAWIT (OIL PALM) – Tingkat kualiti (Quality improvement)


Slide 21

Tanaman Hiasan (Ornamental plants)
Orkid ubahsuai genetik
(Genetically engineered orchids)

Oncidium hybrids

Potential Commercializable
Scented Orchids

Dendrobium hybrids


Slide 22

Orkid Bebas Penyakit
(Disease-free orchid)


Slide 23

Peningkatan Hasil Haiwan
(Enhancing animal
production)
• Peningkatan Pemakanan
(Enhanced nutrition)
• Kawalan Penyakit (Disease
control)


Slide 24

PROBIOTIK untuk ayam –
alternatif kepada antibiotik
Lebih 50 tahun antibiotik
telah digunakan dalam
penternakan haiwan sebagai
penggalak pertumbuhan
Penggunaan antibiotik
menyebabkan:

Kehadiran antibiotik dalam
produk haiwan
Perkembangan bakteria
rintang kepada antibiotik
yang berbahaya dan boleh
menyebabkan kematian bila
menjangkiti manusia

Probiotik untuk ayam yang
mengandungi 12 strain
Lactobacillus telah
dibangunkan di UPM
Penggunaan probiotik ini telah
meningkatkan pertumbuhan
ayam, telor yang lebih besar,
kualiti telor dan daging yang
lebih baik (kurang lemak,
kolestrol dsb)


Slide 25

Lemak yang banyak
pada ayam kawalan
berbanding sedikit
lemak pada ayam
yang diberi makan
dengan probiotik
Lactobacillus


Slide 26

Akuakultur (Aquaculture)
•
•

Pembaikan kesihatan udang melalui
bioremediasi air kolam dan bekalan makanan
ksihatan natural (Natural Health Food)
Biosensor – Penentuan histamine untuk
menentukan tahap kerosakan produk-agro


Slide 27

Masalah Kolam Udang
1.
2.
3.
4.
5.

Sumber air yang dicemari
Kelebihan nutrien
Pembentukan lumpur (sludge)
Pertumbuhan algae berlebihan
Oksigen terlarut menjadi terhad

1. Mengurangkan bilangan makanan natural hidup
(rotifer, artemia etc)
1. Pengurangan pengambilan nutrien
2. Pengurangan produktiviti (high mortality rate)
3. Perkembangan virus penyakit
4. Perkembangan penyakit oleh bakteria pathogen


Slide 28

Penghasilan dan formulasi produk
mengandungi bakteria berguna yang
hidup dan stabil, yang dikenali sebagai
probiotik untuk kegunaan industri
akuakultur


Slide 29

Tumbuhan Ubatan -

Herba


Slide 30

Pembiakan (Micropropagation) tumbuhan ubatan

Labisia pumila

Eurycoma longifolia
(Tongkat Ali)

Orthosiphon staminae
Gynura procumbens

Pereskia bleo


Slide 31

Penghasilan bahan farmaseutik menggunakan
sel tumbuhan yang dihidupkan dalam bioreaktor
Contoh

• triterpene – dari pengaga
• anthraquinone – dari
mengkudu


Slide 32

Produk-produk baru


Slide 33

Tambah Nilai….
Dari Minyak Sawit
Sintesis enzim minyak
sawit untuk
menghasilkan
pelbagai produk
bernilai tinggi

•wax ester – emulsifiers
•Amino acid esters
•Kojic esters
•Structured lipid
 infant formula

 Plant based sunscreen


Slide 34

UTILIZATION OF BIOGAS AND BIOMASS
FOR NEW BIOPRODUCTS

SUSTAINABLE DEVELOPMENT FOR PALM OIL INDUSTRY

Improved Methane
Fermentation from
Palm Oil Mill Effluent
for Electric Power
Generation for CDM

Organic Acids
Production from Palm
Oil Mill Effluent

Production of Sugars,
bioplastics and Other
Valued Products from
Empty Fruit Bunch and
Fruit Fiber


Slide 35

Produk dari mikrob melalui
proses fermentasi….




Bahan kimia
 Asid organik (kojik, laktik, asitik, dll)
 gluthathione & amino acids
 Pewarna dan pengawit semulajadi
 Antibodies
 Antibiotik dan vaksin
 Farmaseutik
 PUFA
Enzim – menggunakan substrat dari kanji sagu
 glucoamylase
 Lipases
 Proteases
 Cyclomaltodextrin-glucanotransferase
(CGtase)
 Pullulanase


Slide 36

PELUANG KERJAYA


Slide 37

Peluang Kerjaya (#1)
• Industri huluan (upstream)

tanaman, ternakan, perikanan

• Industri pemprosesan

makanan, minuman, kimia, ubatan

• Industri hiliran (downstream)

perawatan dan pengendalian sisa
pemuliharaan alam sekitar
tenaga


Slide 38

… peluang kerjaya (#2)
• Sektor Perkhidmatan


Analisis, Khidmat teknikal, Khidmat
nasihat/Perundingan

• R&D (Universiti, Institut Penyelidikan)





•

Saintis / Pegawai Penyelidik (BS / MS / PhD)

R&D kontrak
Rekabentuk sistem dan proses / Pembaikan

Sektor Pemasaran
 Alatan, Penyelenggaraan, Baikpulih


Slide 39

… peluang kerjaya (#3)
• Sektor Pendidikan



Pensyarah/Profesor IPTA, IPTS, Kolej
Peluang melanjutkan pelajaran di luar negeri

• Kementerian / Kerajaan Negeri




MOSTI (NBD, Bio-Valley), JAS, dll
Kerjasama antarabangsa

• Sektor Latihan


Kursus


Slide 40

Institusi R & D : Bioteknologi












UPM
UM
USM
UKM
UTM
UiTM
UMS
UNIMAS
UIAM
UDM













UMK
UMT
MARDI
VRI
MPOB
MRB
SIRIM
FRIM
MINT
IMR


Slide 41

Industri yang terlibat dengan Bioteknologi:



















Duopharma (M) Sdn Bhd
Howard Alatpertanian Sdn Bhd
Guthrie Biotechnology Lab Sdn Bhd
Cryocord Sdn Bhd
Science Technics Sdn Bhd
Green & Smart Sdn Bhd
Bioven Holdings Sdn Bhd
Zynix Original Sdn Bhd
Innobiologics Sdn Bhd
Stevian Sdn Bhd
Stella Gen Sdn Bhd
Sime Darby
TropBio Research Sdn Bhd
KL Biotech Sdn Bhd
RES Malaysia Sdn Bhd
Biochem Laboratories Sdn Bhd
FELDA



















Hi-Tech Instrument Sdn Bhd
Applied Agricultural Research Sdn Bhd
Tioxide (M) Sdn Bhd
Bio-Focus Scientific Sdn Bhd
INS Bioscience Berhad
Fortune Laboratories Sdn Bhd
Sphere Corporation Sdn Bhd
Mecomb Malaysia Sdn Bhd
Fisher Scientific (M) Sdn Bhd
Synamatix Sdn Bhd
Sime Darby
Trop Bio Sdn Bhd
National Starch & Chemical
CCM Fertilizers (M) Sdn Bhd
United Plantations Sdn Bhd
Ajinomoto Sdn Bhd
IWK Sdn Bhd


Slide 42

Terima Kasih…