“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)‏ 2

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. 4

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 untuk industri pangan, dng. diketahui jenis -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 6

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) baru- GMO - Masih banyak tantangan karena adanya efek negatif untuk manusia. - Belum ada peraturan penerapan bioteknologi 7

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 8

untuk penyediaan bahan pangan 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 9

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 10

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)‏ 11

Rekayasa Genetika dipotong menjadi sequent yang lebih pendek - 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 12

Rekayasa Genetika bersifat replikon dan dapat dikeluarkan sebagai - 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 13

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 14

Bakteri dalam proses pengolahan pangan * Bakteri asam laktat - Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus, Pediococcus, Leuconostoc. Bifidobacterium (prebiotik)‏ * Bakteri asam asetat (Acetobacter)‏ * Bacillus (makanan fermentasi)‏ * Brevibacterium/Mikrobakterium 15

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)‏ 16

Mikrobia produksi antibiotik # Streptomyces sp. # Bacillus sp. # Cephalosporium sp. # Penicillium sp. # Nocardia sp. # Acremorium # Streptococcus lactis, Lactobasillus sp. 17

BIOPHARMACEUTICAL * Insulin * Human growth hormone * α-interferon * Anti-T-cell * Hepatitis B vaccine * Tissue plasminogen activator * Erythropoietin * Interleukin-2 18

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

20