“Bidang Kajian Bioteknologi”
BIOTEKNOLOGI • Arti
Bioteknologi suatu penerapan biosin dan teknologi yang menyangkut penerapan praktis organisme hidup, atau komponen selulernya pada industri jasa manufaktur serta pengelolaan lingkungan. • Merupakan aktivitas berbagai disiplin ilmu untuk memberikan kontribusi dalam produksi bahan hayati (pertanian, pangan, peternakan, kedokteran dll) •
•Bioteknologi di bidang pangan : •pemanfaatan sel tanaman, hewan dan mikroorganisme untuk menghasilkan produk pangan.
PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI Sejarah Bioteknologi: Bioteknologi masa lalu : 2000 sampai 3000 sebelum Masehi - Fermentasi pangan : roti, bir, keju secara tradisional - Pengembangan proses fermentasi dg bahan lain : daging, ikan, sayuran/buah.
Tahun 1857-1940 : - mulai dipelajari arti fermentasi, proses bioteknologi pada kondisi steril - dipelajari dan diketemukannya beberapa jenis mikrorganisme yg berperan dalam proses fermentasi - diketemukannya senyawa antibiotika
Tahun 1940 - sekarang -Pengembangan proses bioteknologi tradisional untuk industri pangan, dng. diketahui jenis mikrorganisme yang berperan - Produksi hasil pertanian dan peternakan utk. meningkatkan kualitas, produksi biofertilizer dan bioinsektisida - Bidang kesehatan : terutama penyebab penyakit dan senyawa penghambat dan antibiotika
Bioteknologi sekarang dan akan datang - Suatu prediksi : proses modifikasi genetika (modern biotechnology)- moleculer biology - Didukung berbagai ilmu : merupakan penerapan teknologi biologik utk produksi jenis (strain) baruGMO - Masih banyak tantangan karena adanya efek negatif untuk manusia. - Belum ada peraturan penerapan bioteknologi
Ilmu dasar-dasar pendukung - Ilmu kimia-biologi/moleculer biology : termasuk mikrobiologi sel, biokimia - Ilmu Fisika-fisika kimia- fisika biologi - Ilmu matematika-rekayasa-rekayasa biokimia-rekayasa biofisika
BIOTEKNOLOGI untuk penyediaan bahan pangan - Pelaksanaan rekayasa genetika utk menghasilkan jenis baru unggulan, dng cara transformasi gen atau merubah sifat sehingga dapat menghasilkan sifat yang sesuai - Produksi biofertilizer, bioinsektisida - Sistem penanaman dng. cara kultur jaringan (tissue culture) atau utk. bibit - Pembuatan hormon untuk meningkatkan produksi hewan
Strategi pengembangan bioteknologi - Pengolahan hasil pertanian untuk produk pangan - Pengolahan untuk produk non pangan (pakan) - Produksi obat-obatan - Penanganan limbah industri - Diversifikasi energi untuk industri - Rancangan bioreaktor - Pengembangan galur/strain mo utk industri
Bioteknologi dalam industri pengolahan pangan - Industri makanan/minuman terfermentasi : tempe, tape, keju, nata, yakult dll - Industri bahan penyedap dan flavoring (MSG, kecap) - Industri asam organik : asam sitrat, laktat, asam asetat/vinegar - Industri asam amino (glutamat.lisin) - Industri enzim utk. pangan (amilase, pektinase, protease, isomerase) - Industri protein sel tunggal (SCP), lemak sel tunggal (SCO) - Industri bahan pengawet (bakteriosin, antibiotika)
Rekayasa Genetika - Pembentukan
fragmen DNA : DNA yang
telah diambil dipotong menjadi sequent yang lebih pendek
- Penggabungan DNA kedalam vektor : sequent DNA yang pendek dapat digabungkan atau ditempelkan kedalam vektor mol. DNA oleh enzim
Rekayasa Genetika - Pemasukan
vektor kedalam sel induk: vektor
dari plasmid bersifat replikon dan dapat dikeluarkan sebagai ekstrachromosomal, dipindahkan secara normal dengan cara transduksi atau transformasi - Seleksi sel yang mempunyai DNA baru : ditujukan pada sifat sel atau karakterisasi dari klon hasil rekombinasi
Bioteknologi untuk sel mikroorganisme - Dalam proses pengolahan pangan : aktivitas mo utk. menghasilkan produk - Disebut sebagai bioteknologi konvensional yaitu cenderung pada proses bioteknologi tanpa mengubah sifat sel mikrobia yang dipergunakan - Bioteknologi modern cenderung melibatkan proses pengubahan sifat sel untuk menghasilkan produk - Bioteknologi konvensional dengan mengatur kondisi lingkungan pertumbuhan sel sehingga dapat meningkatkan produksi
Bakteri dalam proses pengolahan pangan * Bakteri asam laktat - Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus, Pediococcus, Leuconostoc. Bifidobacterium (prebiotik) * Bakteri asam asetat (Acetobacter) * Bacillus (makanan fermentasi) * Brevibacterium/Mikrobakterium
Jamur dan yeast untuk pengolahan pangan - Rhizopus oligosporus (tempe) - Aspergillus oryzae/A.sojae (kecap) - Neurospora intermedia (oncom) - Amylomyces rouxii (tape) - Aspergillus niger (asam sitrat) - Saccharomyces cerevisiae (tape, brem, wine, roti) - Candida (SCP,SCO)
Mikrobia produksi antibiotik # Streptomyces sp. # Bacillus sp. # Cephalosporium sp. # Penicillium sp. # Nocardia sp. # Acremorium # Streptococcus lactis, Lactobasillus sp.
BIOPHARMACEUTICAL * Insulin * Human growth hormone * α-interferon * Anti-T-cell * Hepatitis B vaccine * Tissue plasminogen activator * Erythropoietin * Interleukin-2
Latihan : Berikan penjelasan hubungan bahan hasil pertanian, teknologi proses, dan nilai tambah Diskusi Kooperatif : Seandainya Saudara lulus, apa yang bisa Saudara perbuat di lingkungan Saudara (asal), dianggap akan mendirikan suatu pabrik pengolahan hasil pertanian yang hubungannya dengan bioteknologi
