II.1 Teknologi Pangan II.1.1 PANGAN BERBASIS PROTEIN HEWANI
PERBAIKAN GENETIK IKAN KERAPU TIKUS Ikan kerapu tikus (Cromileptis altivelis) adalah ikan karang, sebagai komoditas ekspor dijual dalam keadaan hidup di pasar Hongkong. Salah satu kendala dalam pembenihan kerapu tikus adalah kualitas dan kuantitas indukan. Karenanya melalui program RUSNAS dilakukan teknik Selective Breeding untuk menghasilkan induk unggul yang cepat tumbuh dan tahan terhadap penyakit. Pada tahun 2006 telah didapat generasi kedua (F2) ikan kerapu seleksi indukan terbaik. Pada saat ini telah dihasilkan 6.000 ekor ukuran 7 cm.
10
Annual Report BPPT 2006
TEKNOLOGI BUDIDAYA IKAN KERAPU DI BATAM Dalam kerjasamanya, BPPT dan Pemerintah Daerah Kota Batam telah mengembangkan kawasan budidaya laut Batam Marikultur Estat (BME) antara lain untuk budidaya ikan kerapu yang berorientasi ekspor. Untuk mendukung kebutuhan benihnya, BPPT bekerjasama dengan Balai Pengembangan Agribisnis Otorita Batam mengembangkan Fisheries Teaching Industry sebagai prototipe unit produksi benih ikan kerapu. Program tersebut sekaligus juga untuk fasilitas pembelajaran bagi masyarakat Batam.
Annual Report BPPT 2006
11
II.1 Teknologi Pangan TEKNOLOGI PRODUKSI IKAN NILA GESIT Ikan nila (Oreochromis niloticus) merupakan spesies penting pada budidaya saat ini. Perkembangbiakan alami yang tidak terkendali merupakan masalah utama dalam budidaya ikan nila. Pertumbuhan ikan nila jantan satu setengah kali lebih cepat dibanding dengan nila betina. Usaha budidaya diarahkan pada produksi ikan nila jantan yang memiliki kromosom YY, yang secara genetik dapat dihasilkan keturunan jantan XY 98-100%. Ikan nila jantan YY didapatkan atas kerjasama antara BPPT dengan Institut Pertanian Bogor dan Balai Besar Pengembangan Budidaya Air Tawar (BBPBAT), Sukabumi. Melalui Surat Keputusan Menteri Kelautan dan Perikanan, pada15 Desember 2006 ikan nila jantan YY telah dilepas dengan nama ikan nila GESIT (Genetically Supermale Indonesian Tilapia). Bobot ikan nila GESIT jantan dapat mencapai 600 gram dalam 5-6 bulan. Saat ini ikan nila GESIT dan benih ikan nila jantan XY telah diproduksi oleh BBPBAT dan siap dipasarkan.
TEKNOLOGI PRODUKSI DOMBA GARUT Domba garut telah diakui dunia sebagai domba tropis unggul mampu menghasilkan anak lebih dari 150% per tahun, bersifat prolifik, menghasilkan daging 50% dari berat badan, kulit berkualitas baik dan mudah beradaptasi dengan lingkungan. Untuk mempertahankan keunggulan itu diperlukan pengembangan formula pakan, pembibitan dan manajemen pemeliharaan. Pengolahan tongkol jagung melalui amoniasi urea 3% dapat meningkatkan kualitas nutrisi tongkol jagung dengan nilai kecernaan bahan kering 41,86% dan nilai kecernaan bahan organik 52,70%. Penambahan kunyit dan mineral selenium pada pakan betina bunting dapat meningkatkan bobot lahir anak dan bobot induknya. Pengolahan semen berbasis kuning telur berhasil dipersiapkan untuk inseminasi buatan yang didukung oleh sinkronisasi estrus dengan menerapkan teknik laserpunktur.
Ikan Nila Gesit
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI PAKAN IKAN KERAPU
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI PASCA PANEN HASIL PERIKANAN TERPADU
Penggunaan ikan rucah sebagai sumber pakan utama dalam budidaya ikan kerapu sangat berisiko, karena ketersediaannya yang tidak stabil, di mana secara kuantitas dan kualitas sangat dipengaruhi oleh musim. Penggunaan pakan buatan (pelet) secara massal sangat menguntungkan, karena selain lebih ekonomis, kontinuitas suplainya lebih terjamin dan dari sisi biosecurity lebih terkontrol.
Dalam mengatasi masalah kesegaran hasil perikanan selama transportasi telah dikembangkan prototipe pabrik es kapasitas 4 ton/hari, dan prototipe pengering ikan kapasitas 0,5 ton/batch, optimasi pemanfaatan alat pendingin ikan di kapal nelayan, dan desain proses pembuatan gelatin dari kulit ikan. Keunggulan paket ini mudah dipindahkan sehingga bermanfaat mengatasi masalah transportasi.
BPPT melalui program RUSNAS telah mengembangkan pakan buatan ikan kerapu yang bertujuan untuk memperoleh pertumbuhan dan survival rate yang optimal.
Dalam rangka produksi gelatin, BPPT kerjasama dengan PT. Muhara Dwi Tunggal Tanery membuat prototipe evaporasi gelatin sistem filling film dan produksi gelatin dari kulit sapi dengan kapasitas 20 kg gelatin kering per batch (8 jam).
Pelet Ikan Kerapu
12
Annual Report BPPT 2006
Prototipe Pabrik Es
Pengeringan Gelatin
Annual Report BPPT 2006
13
II.1 Teknologi Pangan II.1.2 PANGAN BERBASIS KARBOHIDRAT
TEKNOLOGI DIVERSIFIKASI DERIVATIF PATI
Asam asetat hasil fermentasi umum digunakan dalam industri pangan, demikian pula poliol (gula alkohol) seperti isomalt, lactitol, maltitol, mannitol, sorbitol, dan xylitol masih diimpor. Secara alamiah poliol ditemukan pada bermacam buah-buahan.
PENGEMBANGAN TEKNOLOGI PRODUK PANGAN SIAP SAJI BERGIZI TINGGI BERBASIS PATI JAGUNG Pengembangan teknologi produk pangan siap saji bergizi tinggi berbasis pati jagung, bertujuan meningkatkan nilai tambah hasil tanaman pangan lokal menjadi produk pangan siap saji. Pembuatan desain dan peralatan unit pengolahan jagung terpadu kapasitas 10 ton jagung pipil/hari telah dipasang di Bojonegoro. Adanya instalasi itu diharapkan dapat meningkatkan produktivitas dan kualitas produk penanganan pasca panen jagung, serta dihasilkannya formulasi produk pangan dari tepung jagung. Selain itu dihasilkan 3 desain dan instalasi peralatan tungku biomasa limbah jagung, alat pencacah limbah jagung dan alat pemipil jagung.
TEKNOLOGI PRODUKSI PATI TERMODIFIKASI UNTUK INDUSTRI PANGAN Unit Produksi Alpha Starch Produk derivat pati umumnya masih diimpor seperti sirup glukosa, dekstrin, pre-gelatinized starch atau alpha starch. Ubikayu potensial sebagai bahan baku modifikasi pati. Pada saat ini sedang dilakukan uji coba sistem proses pemurnian glukosa cair dan optimasi proses produksi hingga pengemasan produk pati pragelatinasi sesuai standar industri, serta optimasi produksi pyro-dextrin dari pati tapioka kering pada demo plant kapasitas 1000 kg/hari di Tulang Bawang Lampung.
PRODUK
Pengembangan diversifikasi produk derivatif pati difokuskan pada produksi asam asetat melalui proses fermentasi hidrolisat pati ubikayu menggunakan mikroba Acetobacter. Erithritol adalah poliol berasa manis rendah kalori dapat diproduksi secara fermentasi menggunakan khamir osmofilik atau bakteri tertentu pada substrat glukosa. Didapatkannya strain Candida lipolityca penghasil erithritol tinggi terus dioptimasi menggunakan glukosa hasil proses hidrolisat pati untuk skala lebih besar.
PENGEMBANGAN SISTEM PEMUPUKAN BERIMBANG UNTUK BUDIDAYA UBI KAYU Ubi kayu adalah tanaman penghasil karbohidrat dapat langsung dikonsumsi atau sebagai bahan baku industri maupun sebagai bahan bakar nabati. Pada lahan yang subur potensi produktivitas ubi kayu dapat mencapai 40 ton/ha, produktivitas rata-rata nasional 12 ton/ha. Peningkatan produktivitas itu dapat diupayakan dengan memperbaiki kondisi kesuburan lahan, antara lain dengan cara pemupukan yang tepat dan bijaksana. Rendahnya kesuburan pada sebagian besar lahan kering di Indonesia adalah kurangnya kandungan bahan organik. Kombinasi kompos bahan organik dengan pupuk kimia telah dikembangkan sebagai formula pupuk berimbang. Uji coba telah dilakukan pada kebun produksi seluas 400 Ha di Lampung menunjukkan bahwa telah mereduksi 50% penggunaan pupuk, penghematan biaya operasional 7% dan produktivitas rata-rata 25 ton ubikayu/Ha.
Alat Pemipil Jagung
14
Annual Report BPPT 2006
Kebun produksi ubi kayu menggunakan pupuk berimbang
Annual Report BPPT 2006
15
II.1 Teknologi Pangan PENERAPAN BIOTEKNOLOGI UNTUK PENINGKATAN PRODUKTIVITAS LAHAN DAN TERNAK
PEMBINAAN DAN PENGEMBANGAN AGRIBISNIS
Penerapan bioteknologi merupakan salah satu alternatif dalam pemecahan masalah kerusakan lahan. Upaya melestarikan sumber daya alam dan lingkungan serta meningkatkan produktivitas tanaman adalah dengan memperbaiki kondisi tanah di sekitar perakaran dengan memanfaatkan mikroba yang ada. Telah berhasil dikembangkan pupuk hayati berbasis mikroba penambat gas nitrogen. Telah berhasil pula dikembangkan biofungsida untuk pengendalian penyakit tanaman yang disebabkan oleh jamur patogen melalui pemanfaatan jamur Trichoderma sp. Produk biofungisida Trichoderma herzianum dalam bentuk granula skala pilot dengan nama dagang “Naturalindo Biofungisida” telah mendapatkan paten Indonesia ID.0-0011-004. Produk ini dapat digunakan pula sebagai bioprotektan pada saat penyemaian biji dan tanaman bibit perkebunan. Pada saat ini melalui program KATALIS sedang dilakukan sosialisasi penerapan produk di lapangan. Selain itu telah didapatkan isolat mikroba pendegradasi lignoselulosa Trichoderma sp potensial pemecah lignin tandan kelapa sawit.
Kecukupan pangan Indonesia masih harus dipenuhi dengan impor untuk berbagai jenis bahan pangan seperti beras, jagung, kedelai, gandum, gula. Di pedesaan usaha pertanian pada umumnya masih bersifat subsistem belum berorientasi bisnis. Oleh karena itu peluang pengembangan agrobisnis masih terbuka.
PEMANFAATAN MIKROBA PADA LAHAN GAMBUT Lahan gambut merupakan akumulasi bahan organik mati yang terjerembab pada suasana anaerob selama ribuan tahun silam, bersifat asam pH 2-3, sehingga pemanfaatan dalam pertanian sangat terbatas. Menaikkan pH yang biasa dilakukan dengan cara penambahan abu hasil pembakaran. Pemanfaatan aktifitas konsorsium mikroba pendegradasi gambut dapat menyebabkan terlepasnya mineral gambut dan meningkatkan kapasitas tukar kation, pH dapat meningkat. Gambut termodifikasi oleh mikroba berpeluang dapat dimanfaatkan sebagai media tanam. Telah didapatkan 3 isolat mikroba Aspergillus, Trichoderma viridae dan T. coningii potensial diformulasikan sebagai sistem konsorsia mikroba pendegradasi gambut.
PENINGKATAN KEAMANAN PRODUK PANGAN Dalam rangka mengantisipasi cemaran produk bioteknologi hasil rekayasa genetika maupun mikroba patogen dan zat kimia bahaya dalam makanan, diperlukan pengembangan dan rekayasa bioteknologi untuk peningkatan keamanan produk pangan baik produk impor maupun lokal. Tujuannya adalah dapat dilakukan pengujian untuk deteksi cemaran dengan metode sesuai dengan ketentuan yang berlaku. Telah didapat dan dikuasai metoda uji untuk deteksi Genetically Modified Organism/Genetically Modified Food (GMO/GMF) bahan dan produk makanan dari kedelai, didapat dan dikuasai metode uji yang baku untuk deteksi keberadaan mikroba patogen Salmonella pada makanan, didapat dan dikuasai metode uji yang baku untuk deteksi keberadaan cemaran kimia khlorampenikol dan khlororganik pada makanan, validasi dan metoda uji banding.
16
Annual Report BPPT 2006
Pengembangan sistem pertanian terpadu diterapkan dengan sasaran: (1) Terwujudnya fasilitas pengembangan agroteknobisnis jagung secara terpadu di Bojonegoro; dan (2) Beroperasinya kawasan pengembangan agroteknobisnis pertanian terpadu di Sumedang. Pada upaya penerapan teknologi pertanian terpadu pada Kawasan Agroteknobisnis Sumedang (KAS), BPPT bekerjasama dengan Pemerintah Daerah Kabupaten Sumedang mengembangkan komoditas pertanian, peternakan dan perikanan potensial, sedangkan di Bojonegoro pengembangan agroteknobisnis dikhususkan pada komoditas jagung varietas hibrida, dan di Ciampea Laboratorium kultur jaringan tanaman untuk mendukung pemuliaan tanaman. Dampak sosial yang menonjol adalah KAS mampu meningkatkan keterampilan mitra petani, dan meningkatkan nilai jual produk sehingga menambah pendapatan mitra petani. Keunggulan dalam sistem pertanian terpadu adalah efisien dan rendah biaya operasionalnya.
II.1.3 PANGAN FUNGSIONAL
FORMULA PANGAN FUNGSIONAL PENURUN KOLESTEROL DAN PENGHAMBAT PEMBENTUKAN PLAK (ANTI ARTERIOSKLEROSIS) PADA PENDERITA HIPERKOLESTEROLEMIA Pangan fungsional dapat berkhasiat menurunkan kolesterol dan menghambat pembentukan plak. Hiperkolesterol penyebab penyakit degeneratif seperti penyakit jantung koroner yang dicatat menjadi penyebab utama kematian di Indonesia akibat gagal jantung, 24%. Oksidasi Low-Density Lipoprotein (LDL) menghasilkan radikal bebas dalam pembuluh darah arteri dan bersifat toksik merusak sel endotelial yang diakhiri dengan penimbunan lemak (plak). Plak yang Pencegah Arteriosklerosis semakin tebal dapat menyebabkan pengerasan arteri (Arteriosklerosis) dampaknya penyempitan saluran arteri dan menyebabkan kardiovaskular. Antioksidan adalah senyawa yang dapat mencegah terjadinya reaksi radikal bebas pada oksidasi LDL. Kekurangan antioksidan tubuh harus ada asupan antioksidan dari makanan. Telah dilakukan seleksi bahan makanan mengandung antioksidan. Didapatkan 2 formula pangan fungsional penurun kolesterol. Formula-1 hasil fermentasi kedelai dengan mikroba isolat-5 mempunyai aktivitas antioksidan 64,76 mg BHA (Beta Hydroxy Acids)/g dapat menurunkan LDL kolesterol 61% dan formula-2 campuran teh dengan rempah-rempah dengan aktivitas antioksidan 2498 mg BHA/g dapat menurunkan LDL kolesterol 76%. Annual Report BPPT 2006
17
II.1 Teknologi Pangan
FORMULA PANGAN FUNGSIONAL BERBASIS SERAT MIKROBIAL SEBAGAI PENURUN KOLESTEROL Pengembangan formula pangan fungsional berbasis serat mikrobial sebagai penurun kolesterol penting mendapat perhatian mengingat mekanisme penurunan kolesterol oleh obat maupun pangan fungsional. Ada tiga hal yaitu:
? melalui penghambatan terhadap aktivitas enzim pembentuk kolesterol,
? melalui regulasi fungsi garam empedu serta ? entrapping kolesterol dengan serat. Serat larut seperti pektin, musilase, gum bermanfaat menurunkan kolesterol darah karena Minuman Mengandung Antioksidan mempunyai kemampuan mengikat lemak, kolesterol dan asam empedu. Berkurangnya asam empedu akan diproduksi kembali oleh hati dengan menarik kolesterol, sehingga menyebabkan kadar kolesterol dalam darah berkurang. Kegiatan bertujuan mengembangkan produk inovatif formula pangan fungsional mengandung serat terlarut yang dapat menurunkan kadar kolesterol. Hasil pengujian pra-klinis menunjukkan bahwa formula pangan fungsional berbasis serat mampu menurunkan kadar total kolesterol 45% setara obat komersial, menghambat peningkatan LDL-kolesterol 50% dan meningkatkan High-Density Lipoprotein (HDL)kolesterol 30%.
PENGEMBANGAN INDUSTRI JAMUR UNTUK PANGAN FUNGSIONAL BERBASIS IMUNOMODULATOR Jamur tiram (Pleurotus ostreatus) dan Shiitake (Lentinus edodes) potensi sebagai bahan pangan fungsional mengingat kandungan nutrisi dan bahan aktif yang berguna dapat meningkatkan kesehatan dan sistem kekebalan tubuh. Kandungan nutrisi 10-30% protein, 30-56% karbohidrat, 367 kalori, 1.7-2.2% lemak (70% sebagai lemak tidak jenuh). Bahan aktif dimaksud adalah Pluran pada jamur tiram dan Lentinan pada shiitake. Pluran dan Lentinan adalah polisakarida dengan rantai utama (1-3)-? -D-Glukan bercabang pada (1-6), (1-4). Susunan struktur cabang inilah yang menentukan respon sistem kekebalan.
Jamur Tiram
Tujuan kegiatan adalah pengembangan bibit jamur tiram dan shitake melalui mutagenesis, optimasi produksi miselia dan produksi badan buah jamur sebagai sumber bahan baku pangan fungsional berkasiat imunomodulator. Diperoleh dosis mutagen radiasi sinar gamma (1,0 kGy) berpengaruh pada perubahan warna jamur tiram coklat menjadi lebih pudar, dan dapat meningkatkan jumlah primordia pada jamur tiram putih China dan akan dianalisis kandungan ? -D-Glukan.
. PENGEMBANGAN IMUNOMODULATOR DARI BAKTERI ASAM LAKTAT Bakteri asam laktat (BAL) merupakan bakteri non patogen yang banyak terdapat di alam dan merupakan mikroflora normal usus manusia dan hewan. BAL saat ini banyak dimanfaatkan sebagai bahan pangan fungsional ataupun suplemen yang memiliki berbagai manfaat bagi kesehatan antara lain untuk terapi metabolit (meningkatkan penyerapan laktosa oleh tubuh, anti kolesterol, anti Minuman berbasis BAL kanker kolon), menjaga keseimbangan mikroflora dalam usus (anti diare, mencegah iritasi dan inflamasi saluran cerna), serta imunomodulator (keseimbangan dan meningkatkan respon imun, imunosupresan). Penapisan mikroba dari berbagai sumber berpotensi dilakukan untuk tujuan pengembangan sebagai probiotik dan berkhasiat imunomodulator.
Minuman berbasis BAL
Pengembangan produk dari isolat terpilih diaplikasikan dalam berbagai bentuk makanan olahan atau minuman seperti produk minuman kesehatan berbasis susu, atau pangan fungsional lainnya.
18
Annual Report BPPT 2006
FORMULASI INOKULUM (RAGI) TEMPE DARI SPORA KAPANG RHIZOPUS OLIGOSPORUS DAN RHIZOPUS ORYZAE Tempe merupakan produk pangan fungsional selain enak rasanya, kandungan protein dan senyawa aktifnya dapat meningkatkan kesehatan antara lain mencegah penyakit seperti diare. Kualitas tempe sangat tergantung pada kualitas inokulumnya. Hibah paten “Formulasi inokulum (ragi) tempe dari spora kapang Rhizopus oligosporus MS-5 dan R. oryzae EN dengan bahan pencampur tepung beras” adalah ragi tempe salah satu dari 9 paten BPPT yang ditandatangani oleh BPPT dengan CV. Manfaat, Ambarawa Jawa Tengah. Kegiatan yang dilakukan adalah mendirikan pabrik dan transfer teknologi produksi inokulum tempe, kapasitas 1 ton/bulan.
Ragi tempe RAMA
Pada tahun 2006 telah direnovasi bangunan pabrik terdiri atas ruang persiapan, ruang steril, ruang inkubasi terkendali dan gudang. Perakitan peralatan produksi antara lain clean bench, oven, autoklaf, drum pengering, pencampur dan transfer teknologi berupa kegiatan supervisi. Pada bulan Januari 2007 telah dipromosikan inokulum dengan merek dagang ”Rama”. Annual Report BPPT 2006
19