Pengertian
Bioteknologi
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia
sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi
pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan
tanaman untuk menghasilkan
varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan
dan reproduksi hewan. Di
bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan
antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas
akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis
Pasteur. Dengan alat ini,
produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Bioteknologi dapat diartikan sebagai
cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus,
dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses
produksi untuk menghasilkan barang dan jasa Dewasa ini, perkembangan
bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada
ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi
molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya.
Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai
cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi
berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi'
yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata
tersebut European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan
bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa
yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari
organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa
(Goenadi & Isroi, 2003).
Bioteknolgi
sendiri dibagi menjadi duan yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi
modern. Bioteknologi konvensional adalah paraktik bioteknologi yang
dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana, tanpa adanya rekayasa
genetika. Contoh produknya bir, wine, tuak, sake, yoghurt, roti, keju, tempe
dll. Bioteknologi
modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa
DNA, selain memanfaatkan dasar Mikrobiologi dan Biokimia. Penerapan bioteknologi
modern juga mencangkup berbagai aspek kehidupan, misalnya ternak unggul hasil
manipulasi genetik (peternakan), buah tomat hasil manipulasi genetik yang
tahan lama (pangan), tanaman jagung dan kapas yang resisten terhadap serangan
penyakit tertentu (pertanian), hormone insulin yang dihasilkan oleh E. coli
(kedokteran dan farmasi). Bioteknologi
modern sudah memanfaatkan metode-metode mutakhir contohnya seperti kultur
jaringan, DNA Rekomendasi, Kloning dll.
Bioteknologi Industri
Bioteknologi industri
adalah aplikasi bioteknologi untuk memenuhi tujuan aktivitas industri,
termasuk manufaktur, bioenergi, dan biomaterial. Juga mencakup penggunaan sel dan komponen sel seperti organel dan enzim untuk menghasilkan produk.
Bioteknologi mampu mempengaruhi berbagai industri kimia
karena banyak produknya mampu dihasilkan secara efisien dengan bioteknologi.
Selain itu, bioteknologi juga menjadikan banyak industri terkait secara
signifikan menjadi kurang bergantung pada bahan bakar fosil.
Produksi penisilin dapat menjadi contoh bagaimana bioteknologi tumpang
tindih dengan industri lain seperti farmasi.
Berdasarkan
klasifikasi yang diberikan Biotechnology Industry Organization, terdapat tiga tahap industrialisasi bioteknologi. Tahap
pertama adalah bioteknologi hijau yang pertama kali berkembang dalam bentuk industri pertanian. Tahap kedua yaitu industri farmasi dan bioteknologi kedokteran. Dan
tahap ketiga adalah bioteknologi industri di mana bioteknologi diindustrialisasikan
secara besar-besaran di semua sektor industri, terutama di bidang energi (bioenergi) dan bioproses.
Bioteknologi
industri sangat terkait dengan perubahan iklim,
terutama dalam kemampuannya menggunakan material biologis dalam menangkap
karbon di udara selama proses produksi berlangsung dan produksi bioenergi untuk
bahan bakar
industri. Bioenergi juga menghasilkan emisi seperti
bahan bakar pada umumnya, namun dikategorikan ramah lingkungan karena selama proses produksi
berlangsung sejumlah karbon dioksida
diserap dari udara.
Bioteknologi
industri juga mampu mengurangi penggunaan lahan yang biasanya digunakan untuk
menanam bahan pangan. Bioteknologi industri mampu menghasilkan bahan pangan
bernutrisi lengkap di dalam laboratorium menggunakan alga. Selain itu, aplikasi
produk bioteknologi industri juga bisa digunakan di lahan pertanian,
misal pupuk hayati untuk diaplikasikan ke tanaman pertanian sehingga
produksi bahan pangan meningkat. Bioteknologi industri juga mampu mengurangi
persaingan antara kebutuhan bahan bakar dan kebutuhan bahan pangan karena mampu
mengolah bahan non-pangan (seperti selulosa dan
lemak nabati non-pangan (minyak jarak, minyak nyamplung))
menjadi bahan bakar. Persaingan ini terutama terjadi pada produksi tebu sebagai
bahan baku industri etanol dan gula, dan
produksi kelapa sawit untuk industri biodiesel dan minyak goreng.
Bioteknologi industri juga mampu mengolah sampah pertanian menjadi bahan baku
industri, bahan siap pakai, dan energi; serta menggantikan penggunaan bahan
baku industri yang tidak ramah lingkungan, misal menggantikan plastik dengan bioplastik.
Perkembangan Bioteknologi industri di
Indonesia
Perkembangan Bioteknologi
Industri/Bioindustri di Indonesia Apabila perkembangan bioteknologi secara
keilmuwan di Indonesia kuat khususnya di bidang pertanian, perkembangan industri/bioindustri Indonesia justru
sebaliknya. Seperti contoh di pendahuluan, bioteknologi pertanian dengan
pemanfaatan tanaman transgenik oleh perusahaan seperti Monsanto/Monagro Kimia,
banyak mendapat tantangan. Sehingga pemanfaatan bioteknologi pertanian kita
masih bersandar pada bioteknologi tingkat tua yaitu pemanfaatan pada tingkat
seluler bukan molekuler. Contohnya adalah industri kultur jaringan yang
berkembang baik dalam industri kehutanan dengan kebutuhan penyediaan bibit
tanaman untuk reboisasi maupun untuk estetika seperti bunga-buga untuk pajangan
seperti anggrek, dsb. Kultur jaringan adalah pembuatan bibit dan perbanyakannya
menggunakan permainan komposisi media. Yang digunakan bisa segala sumber organ
tumbuhan mulai dari biji, daun, tunas, dsb jadi lebih luas dari teknologi
pembibitan konvensial dengan stek. Yang dimanipulasi adalah sel penyusun organ
itu untuk berubah menjadi tanaman sempurna melalui hormon-hormon dalam media
yang digunakan. Jadi ini adalah bioteknologi tingkat tua, bukan bioteknologi
modern.
Bioteknologi pangan, cukup
berkembang dengan baik walau belum tereksploitasi secara optimal. Misalnya
komposisi kecap yang membedakan rasa, warna dan bau/flavor sangat dipengaruhi
oleh jenis kedelai sebagai bahan baku dan juga mikroba yang digunakan.
Sementara ini semua masih dilakukan secara tradisional walau secara penelitian
sudah ada yang mulai mengarah pada pemanfaatan flavornya. Demikian pula
berbagai buah dan produk pertanian untuk pangan baik sebagai perasa seperti
vanili maupun pewarna dan bau yang banyak dieksploitasi oleh industri flavor
Eropa dan Amerika di Indonesia, juga makin merasakan pentingnya bioteknologi
modern. Selain flavor, kebutuhan yang besar adalah enzim dan protein yang
banyak digunakan dalam proses pembuatan produk pangan seperti enzim protease,
enzim lipase, dsb. Tak terkecuali dengan pemanfaatan baru di kosmetik dan
kebersihan seperti munculnya pasta gigi yang mengurangi detergen dengan
mengganti protease, shampoo dengan komposisi protein collagen, dll. Sektor
industri yang semakin besar cakupan penggunaan bioteknologinya di Indonesia
adalah industri farmasi. Mungkin hal ini tidak terlalu didengar karena sebagian
besar komponen industri farmasi masih impor dan produk-produk obat untuk
bioteknologi masih dinikmati oleh kalangan berpunya di kota besar saja. Obat -
obat untuk pengobatan dan pendukung terapi kanker misalnya, seperti hormon eritropoietin,
hormon growth colony, stimulting factor, antibodi spesifik, dsb adalah
contoh-contoh obat yang sekali suntik sekian juta rupiah harganya. Kalau obat
resep seperti disebutkan, tidak pernah diiklankan di media massa, tapi alat
kedokteran untuk diagnosa bisa diamati. Misalnya alat diagnosa penyakit DM yang
harus mengukur kadar gula darahnya secara teratur menggunakan alat pengukur
gula darah, sudah mulai diiklankan di media massa cetak nasional sejak beberapa
tahun terakhir [14]. Komponen utama dalam perangkat elektronik ini adalah enzim
yang mengubah molekul glukosa menjadi sinyal elektronik. Perusahaan farmasi
nasional baik yang BUMN seperti PT Kimia Farma, Tbk dan PT Kalbe Farma juga
mulai melirik kebutuhan produk obat bioteknologi. PT Kimia Farma menggandeng
LIPI dan lembaga riset Jerman, Fraunhofer untuk mengembangkan teknologi
produksi obat-obat berbasis protein yang lebih murah dengan teknologi molecular
farming. PT Kalbe Farma menggandeng lembaga riset Kuba dan Eropa dengan
membentuk anak perusahaan bernama Innogen yang berkantor di Singapura.
Berikut ini beberapa industri atau bidang usaha yang
memanfaatkan organisme dalam proses pembuatannya.
a. Industri Makanan dan Minuman
Dalam industri makanan dan minuman,
mikroorganisme berperan penting untuk menghasilkan berbagai bahan seperti asam
cuka dan minuman fermentasi. Minuman hasil fermentasi biasanya mengandung
alkohol. Contohnya adalah bir, rum, anggur, wiski, dan minuman beralkohol lain.
Mikroorganisme yang berperan adalah khamir (jenis jamur uniseluler, contohnya
Saccharomyces cerevisiae). Produk minuman fermentasi berbeda-beda sesuai dengan
bahan mentah dan jenis khamir yang digunakan. Contohnya rum merupakan hasil
fermentasi dari jagung sedangkan anggur merupakan hasil fermentasi dari sari
buah anggur. Khamir yang digunakan pada rum dan anggur adalah sama-sama dari
genus Saccharomyces.
Di Indonesia sendiri sudah berdiri
banyak industri dibidang makanan atau minuman yang menggunakan bioteknologi.
Yaitu menggunakan bioteknologi kenvensional maupun modern.Contohnya seperti industri
pembuatan kecap, yogurt, roti, keju dan lain-lainnya.
b. Industri Farmasi dan Obat-Obatan
Dalam industri farmasi atau industri
obat-obatan, mikroorganisme menghasilkan antibiotik dan hormon. Antibiotik
adalah zat yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme yang dapat menghambat
pertumbuhan mikroorganisme lain, khususnya mikroorganisme parasit pada tubuh
manusia dan hewan. Penisilin merupakan antibiotik pertama yang dibuat dalam
skala industri, dihasilkan oleh jamur Penicillium notatum. Contoh lain adalah
neomisin-B dihasilkan oleh Streptomyces fradiae, streptomisin dihasilkan oleh
Streptomyces griseus, dan fumigilin dihasilkan oleh Aspergillus fumigatus.
Hormon juga dapat dihasilkan oleh mikroorganisme. Contohnya hormon insulin
berguna untuk menolong penderita diabetes melitus. Bahan lain yang dihasilkan
adalah berbagai jenis asam amino, enzim, dan vitamin. Contoh industri di
Indonesia dibidang farmasi dan obat-obata yaitu Perusahaan farmasi nasional
baik yang BUMN seperti PT Kimia Farma, Tbk dan PT Kalbe Farma juga mulai
melirik kebutuhan produk obat bioteknologi. PT Kimia Farma menggandeng LIPI dan
lembaga riset Jerman, Fraunhofer untuk mengembangkan teknologi produksi
obat-obat berbasis protein.
c. Produk Sumber Energi
Contoh dari bioteknologi industri
yag berkembang di Indonesia yaitu pada perusahaan perkebunan kelapa sawit BUMN
PTPN Vdi Riau yang memproduksi biogas dengan mengolah limbah cair kelapa sawit,
ada pula industri penghasil gas elpiji Prosesnya mikrooganisme
mencerna kotoran menjadi gas metana, gas ini kemudian dapat dialirkan ke
rumah-rumah sebagai penghasil energi seperti gas elpiji. Limbahnya sangat baik
untuk pupuk tanaman. Agar lebih jelas lihat Gambar berikut:
Melalui bioteknologi, dapat juga
mengubah kotoran hewan, sampah, dan limbah pertanian dijadikan energi dengan
bantuan mikroorganisme. Gas bio atau biogas adalah hasil fermentasi berbagai
mikroorganisme yang banyak mengandung gas metana. Oleh karena itu gas bio dapat
dimanfaatkan sebagai sumber energi panas dan penerangan. Prinsip pembuatan gas
bio seperti pada pembentukan gas yang terjadi pada hewan memamah biak, misalnya
sapi. Di dalam lambung sapi, serat dari rumput yang bercampur air akan diubah
oleh bakteri menjadi asam organik. Kemudian asam organik akan berubah menjadi
gas metan dan karbon dioksida dengan bantuan mikroorganisme seperti
Bacterioides, Clostridium butyrinum, Methanobacterium, Methanobacillus, dan Eschericia
coli.
d. Industri Perminyakan dan Pertambangan
Mikroorganisme digunakan dalam
berbagai bidang perminyakan dan pertambangan. Dalam bidang perminyakan berperan
dalam pembentukan minyak, eksplorasi minyak, dan pembersihan ceceran minyak.
Selain itu beberapa jenis bakteri dapat dimanfaatkan dalam pemisahan logam dari
bijihnya. Contohnya adalah Thiobacillus ferooxidans. Bakteri ini tumbuh dalam
lingkungan asam, seperti tempat pertambangan dan mampu memisahkan
tembaga-tembaga dari bijinya melalui reaksi kimia. Strain yang lain mampu
memisahkan logam besi dari bijihnya (besi sulfida). Chlorella vulgaris juga
dapat melepaskan emas dari bijihnya dan mengakumulasi emas itu di dalam selnya.
Jenis bakteri yang lain telah digunakan untuk memperoleh kembali beberapa bijih
logam seperti mangan (Mn) dan uranium yang terdapat pada konsentrasi rendah
pada bijih.
Mikroorganisme bermanfaat dalam
pertambangan karena alasan-alasan berikut :
·
Tidak merusak lingkungan dibandingkan pengolahan
dengan bahan kimia.
·
Lebih banyaknya mineral yang dapat menggunakan
mikroorganisme dalam pengolahannya. Mikroorganisme mampu mengumpulkan mineral
dari bijih yang hanya mengandung sedikit mineral. Bijih miskin mineral ini
tidak layak diproses secara konvensional.
e. Industri
Plastik
Bahan biodegradable polymer termasuk
salah satu produk baru yang dikembangkan di Indonesia. Bahan itu lebih murah
dibanding bahan plastik lainnya. Waktu hancurnya lebih singkat. Bahan ini juga
tidak beracun dan sangat aman untuk membungkus makanan.Bahan biodegradable
polymer termasuk salah satu produk baru yang dikembangkan di Indonesia. Bahan
itu lebih murah dibanding bahan plastik lainnya. Waktu hancurnya lebih singkat.
Bahan ini juga tidak beracun dan sangat aman untuk membungkus makanan.
Plastik dan polimer banyak digunakan
masyarakat. Hampir setiap produk menggunakan plastik sebagai kemasan atau bahan
dasar. Setiap tahun sekitar 100 juta ton plastik diproduksi dunia untuk
digunakan di berbagai sektor industri. Kira-kira sebesar itulah sampah plastik yang
dihasilkan setiap tahun.
Material plastik banyak digunakan
karena mempunyai sifat unggul, seperti ringan, transparan, tahan air, serta
harganya relatif murah dan terjangkau oleh semua kalangan masyarakat. Sebaliknya, plastik masih mempunyai sifat
kurang menguntungkan. Plastik tidak mudah hancur karena lingkungan, baik oleh
cuaca hujan dan panas matahari maupun mikroba yang hidup dalam tanah. Beranjak
dari permasalahan itu, muncul pemikiran menggunakan bahan alternatif untuk
membuat material polimer yang ramah lingkungan (biodegradable, Red). Di
beberapa negara maju, bahan plastik biodegradable sudah diproduksi secara
komersial, seperti poli hidroksi alkanoat (PHA), poli e-kaprolakton (PCL), poli
butilen suksinat (PBS), dan poli asam laktat (PLA). Namun, kebanyakan bahan baku untuk bahan
plastik biodegradable masih menggunakan sumber daya alam yang tidak diperbarui
(non-renewable resources, Red) dan tidak hemat energi. Dengan demikian, tentu
pengembangan bahan plastik biodegradable yang memanfaatkan bahan-bahan alam
terbarui (renewable resources, Red) sangat diharapkan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.
2015. Bioteknologi (Online).
(http://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi, diakses 15 Februari 2015).
Anonim. 2014. Bioteknologi Industri (Online).
Anonim. 2015. Bahan Plastik Ramah Lingkugan (Online) http://www.biotek.lipi.go.id/index.php/8-news/general4/338-bahan-plastik-ramah-lingkungan. diakses pada taggal 22 Februari 2014
Fembrisma. 2015. Bioteknologi
Industri (Online) https://fembrisma.wordpress.com/science/bioteknologi/bioteknologi-industri/. Diakses pada tanggal 15 januari 2015.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar