Aplikasi Bioteknologi

Bioteknologi dapat diaplikasikan di beberapa bidang antara lain pangan, pertanian, kesehatan, dan lingkungan.

                          

1.      Bidang Pangan

Bidang	Contoh Produk	Mikroorganisme
Makanan	Yogurt Keju Tempe Oncom Kecap Tauco Tape Nata De Coco	Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus lactis Penicillium cammemberti Penicillium roqueforti Rhizopus sp. Neurospora sitophila Aspergillus soyae Saccharomyces rouxii Pediococcus soyae Aspergillus wentii Aspergillus oryzae Saccharomyces cerevisiae Rhizopus sp. Acetobacter xyilium
Industri	MSG (Monosodium glutamat)	Corynebacterium glutamicum

Contoh yang dapat diambil dari implikasi bioteknologi dibidang pangan adalah pembuatan keju. Pada dasarnya proses pembuatan keju akan melalui lima tahap, yaitu:

1.      tahap persiapan susu.

2.      koagulasi atau penggumpalan susu menggunakan enzim atau asam yang kelak menghasilkan curd (bagian susu yang tergumpalkan) serta whey (bagian susu yang berbentuk cairan setelah curd terbentuk dan dipisahkan).

3.      pemisahan whey untuk mendapatkan curd.

4.      pengolahan curd.

5.      pematangan keju.

Pada tahap persiapan susu, dilakukan penjernihan susu agar susu bebas kotoran, standarisasi komposisi susu. Juga pasteurisasi (pemanasan pada suhu dan waktu tertentu) guna membunuh bakteri patogen (kuman yang dapat menyebabkan penyakit) dan bakteri yang dapat merusak susu.

Pada tahap koagolasi, terdapat 3 cara yaitu:

1.      menggunakan enzim salah satu protein yang berkemampuan mempercepat reaksi biologis yang kemudian disebut sebagai koagulan. Koagulan yang digunakan adalah yang berasal dari perut sapi muda (anak sapi) yang disebut dengan rennet. Pada saat ini rennet tak hanya diperoleh dari perut sapi muda melainkan juga perut sapi dewasa, anak kambing, kambing dewasa, domba dan babi. Koagulan juga ada yang berasal dari mikroorganisme, tumbuh-tumbuhan dan hasil fermentasi GMO (Genetically-Modified Organism  mikroorganisme yang telah diubah genetiknya).

2.      melalui penambahan asam yang dihasilkan bakteri asam laktat (Lactobacillus lactis) ke dalam susu. Bisa juga asam organik, seperti asam sitrat, asam asetat, asam tartarat, atau whey yang telah diasamkan. Dari segi kehalalan, perlu dicermati media yang digunakan untuk pertumbuhan bakterinya, karena biasanya terdiri dari komponen susu dan nutrien lain seperti ekstrak khamir (yeast extract), mineral, dan vitamin.

3.      menggumpalkan susu dengan menggunakan asam dan pemanasan tinggi.

Setelah tahap koagulasi selesai, maka akan menghasilkan curd. Tahap pengolahannya bergantung tergantung pada jenis keju yang akan dihasilkan. Pada tahap ini dapat dilakukan penambahan garam atau perendaman dalam larutan garam, penambahan kapang (jamur) seperti pada pembuatan keju Camembert/Brie, pengepresan (untuk menghasilkan keju Gouda dan Edam), pemanasan, pengadonan, dan penarikan (stretching) seperti pada pembuatan keju pasta filata (keju piza atau Mozarella).

Tahap terakhir dalam pembuatan keju adalah tahap pematangan. Untuk beberapa jenis keju, tahap ini tak dilakukan. Misalnya, keju pasta filata (Mozarella), cottage dan krim. Dalam tahap pematangan, keju disimpan pada suhu rendah dan kelembaban tinggi. Kisaran waktu pemeraman 1-2 minggu hingga 8 bulan. Pemeraman bertujuan menumbuhkan dan menghambat mikroorganisme yang diinginkan dan yang tidak diinginkan. Hal tersebut terkait dengan pembentukan citarasa serta tekstur yang sesuai keinginan.

2.      Bidang Pertanian

Melalui bioteknologi dalam bidang pertanian, dapat dikembangkan varietas-varietas baru dengan produksi yang lebih tinggi dan lebih bergizi, lebih tahan terhadap serangan hama dan penyakit, serta terhadap keadaan lain yang merugikan.

Teknologi rekombinasi AND di bidang pertanian ialah untuk menghasilkan tanaman yang resisten terhadap hama serangga, yakni dengan memanfaatkan bakteri Bacillus thuringiensis. Bacillus thuringiensis adalah bakteri yang mampu menghasilkan suatu protein Kristal yang bersifat racun terhadap serangga dan larva berbagai Lepidoptera dan larva coleoptera, dan tidak beracun terhadap hewan dan manusia.  

3.      Bidang Medis

Bioteknologi dalam bidang medis mengalami kemajuan sangat pesat. Salah satu contohnya adalah Bayi tabung. Bayi tabung adalah bayi yang awal proses fertilasinya terjadi diluar tubuh (invitro) yaitu didalam tabung. Proses pembuatan bayi tabung memang masih tergolong sulit. Untuk itu sebelum melakukan program bayi tabung, biasanya pasien (suami-istri) melakukan beberapa rangkaian prosedur dari dokter atau rumah sakit. Sebab, tidak semua wanita mempunyai sel telur yang subur setiap bulannya. Berikut tahapan-tahapan yang harus dilakukan:

1.      Dokter akan melakukan seleksi pasien terlebih dahulu, apakah masih layak untuk mengikuti program bayi tabung atau tidak. Bila layak, barulah pasien bisa masuk dan mengikuti program bayi tabung.

2.      Kemudian, dilakukan stimulasi dengan merangsang indung telur si calon ibu untuk memastikan banyaknya sel telur. Karena secara alami, sel telur hanya satu. Namun untuk bayi tabung, diperlukan sel telur lebih dari satu untuk memperoleh embrio.

3.      Pemantauan pertumbuhan folikel berupa suatu cairan berisi sel telur di indung telur yang bisa dilihat dengan USG. Pemantau tersebut bertujuan untuk melihat apakah sel telur tersebut sudah cukup matang untuk dipanen.

4.      Menyuntikkan obat untuk mematangkan sel telur yang belum dipanen agar siap.

5.      Setelah itu dokter atau tenaga medis akan melakukan proses pengambilan sel telur untuk di proses di laboratorium.

6.      Pengambilan sperma dari suami pada hari yang sama. Bagi suami yang tidak memiliki masalah dengan spermanya, maka pengambilan sperma umumnya dilakukan dari hasil masturbasi. Tapi jika ternyata ada masalah dengan sperma atau masturbasi, sperma diambil dengan cara operasi untuk mengambil sperma langsung dari buah zakar.

7.      Baru dilakukan proses pembuahan (fertilisasi) di dalam media kultur di laboratorium untuk menghasilkan zigot. Zigot tersebut dipelihara di dalam tabung, dan melakukan pembelahan beberapa kali. Biasanya dipelihara di dalam tabung selama tiga hari hingga berbentuk blastula.

8.      Pada hari keempat, diadakan pemilihan blastula. Blastula yang terpilih dimasukkan/ditransfer  kedalam rahim ibunya. Proses ini disebut implantasi.

9.      Penunjang fase luteal untuk mempertahankan dinding rahim. Pada tahap ini, biasanya dokter akan memberikan obat untuk mempertahankan dinding rahim si ibu supaya bisa terjadi kehamilan.

10.  Yang terakhir, proses simpan beku embrio untuk waktu tertentu. Hal ini dilakukan jika ada embrio yang lebih, sehingga bisa dimanfaatkan kembali bila diperlukan untuk kehamilan selanjutnya.

Selain bayi tabung, bioteknologi yang bermanfaat di bidang medis adalah pembuatan antibiotika dengan menggunakan mikroorganisme.contohnya:

Jenis antibotika	Mikroorganisme	Mekanisme kerja
Penisilin	Penicilium chrysogenum	Menghambat sintesis dinding sel.
Streptomisin Spektinomisin Neomisin Kanamisin	Streptomyces griseus Streptomyces sp. Streptomyces fradiae Streptomyces kanomyceticus	Menginduksi sintesis protein normal.

4.      Bidang Lingkungan

Pencemaran lingkungan akibat limbah industry sering membuat manusia kesulitan. Agar tidak terjadi pencemaran, pengolahan limbah dilakukan dengan menggunakan bakteri untuk mencernakan limbah tersebut. Salah satu bakteri yang digunakan untuk mereduksi limbah logam berat yang bersifat racun (Chromium) adalah bakteri Enterobacter cloacae.

Dalam UPL (Unit Pengolah Limbah), bakteri pencerna dimaksuklan kebak berisi limbah, yang diberi aerator (alat pemasok udara) untuk memasukkan oksigen guna pernapasan bakteri. Limbah akan terurai dan dapat dibuang ke lingkungan setelah air dipisahkan dari endapan limbah yang tidak berbahaya lagi.