Bioteknologi

Bioteknologi – Dewi Ganawati 9.1

Kalian tentu mengenal makanan seperti rempeyek kedelai, tahu, kecap, tauge, dan susu kedelai. Dari bahan dasar apa makanan tersebut dibuat? Samakah proses pembuatannya? Adakah bahan lain yang diperlukan untuk membuat produk makanan tersebut? Kacang kedelai adalah bahan dasar untuk pembuatan produk – produk makanan di atas. Dengan cara pengolahan yang berbeda, butiran – butiran kacang kedelai diubah menjadi produk dengan nama atau sebutan bermacam – macam. Untuk mengubah suatu bahan makanan menjadi produk makanan yang lain tentu harus memiliki pengetahuan cara pengolahan makanan. Biologi yang terus berkembang turut memberi sumbangan dalam meningkatkan kesejahteraan manusia terutama dalam pemenuhan kebutuhan makanan. Bioteknologi merupakan salah satu contoh bentuk nyata sumbangan dari biologi. Contoh di atas adalah salah satu penerapan bioteknologi dalam industri makanan atau minuman. Pada bahasan ini kalian akan diajak untuk dapat mendeskripsikan penerapan bioteknologi dalam mendukung kelangsungan hidup manusia melalui produksi pangan.

Pendahuluan

Bioteknologi adalah penggunaan makhluk hidup dan proses di dalamnya untuk menghasilkan produk tertentu. Bioteknologi memanfaatkan bakteri, ragi, kapang, alga, sel tumbuhan, atau jaringan hewan. Penerapan bioteknologi memadukan berbagai disiplin ilmu, seperti mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi molekuler, kimia, rekayasa proses, dan teknik kimia. Saat ini telah dikembangkan berbagai penerapan bioteknologi, contohnya teknik rekombinasi gen, kultur jaringan, hidroponik, radiasi, dan inseminasi buatan.

Penerapan Bioteknologi Sederhana

Produk bioteknologi sudah dikenal baik oleh masyarakat seperti tape, tempe, brem bali, bir, anggur, cuka, keju, yoghurt, dan roti. Proses ini sudah dikenal orang sejak lama. Seiring dengan perkembangan teknologi pendukungnya, proses pengolahannya sudah dikembangkan lebih modern di pabrik – pabrik dalam produksi yang besar. Namun secara sederhana kita dapat menerapkan proses tersebut.

Pembuatan Tempe Kedelai

Tempe kedelai adalah bahan makanan hasil fermentasi biji kedelai oleh kapang (jamur). Jenis jamur yang digunakan biasanya jenis Rhizopus oligosporus, karena memiliki aktivitas enzim proteolitik (pengurai protein) tinggi. Dibandingkan tempe dari bahan lain, seperti dari kecipir, lamtoro, ampas tahu, benguk, maka tempe kedelai lebih dikenal oleh masyarakat.

Image:empe.JPG

Telah diakui dunia bahwa tempe adalah makanan asli Indonesia yang kandungan gizinya patut diperhitungkan. Cara pemanfaatan tempe antara lain digoreng, disayur lodeh, oseng-oseng, kering tempe, tempe burger, rolade tempe, dan sebagainya. Tempe digemari orang bukan hanya rasanya yang gurih dan lezat, tetapi juga karena kaya gizi. Dengan kadar protein 18,3 per 100 gram, merupakan alternatif sumber protein nabati. Selain itu, tempe kedelai juga mengandung beberapa asam amino yang diperlukan tubuh manusia. Untuk mengetahui kandungan gizi tempe kedelai dibanding dengan bahan bakunya (kedelai kuning dan kedelai hitam) dapat dilihat pada Tabel 6.2 berikut.

Image:kedelai hitam.JPG

Dengan melihat kandungan gizi tersebut, yang dulunya tempe hanya dijadikan konsumsi kelas rakyat, namun sekarang sudah dinikmati segala lapisan. Bahkan restoran elit dan hotel berbintang pun menyajikan tempe dalam ragam penyajian yang lebih canggih. Bahkan para ahli di Jepang dan Amerika Serikat tertarik melakukan penelitian tempe, terutama berkaitan dengan teknologi fermentasi. Secara tradisional tempe dibuat dengan langkahlangkah sebagai berikut.

Penyortiran

Tujuannya untuk memisahkan benda yang tidak diinginkan, dan memilih biji yang baik. Caranya, biji kedelai diletakkan pada tampah/nyiru kemudian ditampi.

Image:sortir tampah.JPG

Pencucian I

Biji kedelai dimasukkan ke dalam ember berisi air, dan lebih baik dicuci pada air yang mengalir. Tujuan pencucian ini adalah menghilangkan kotoran yang melekat atau bercampur dengan biji kedelai.

Image:cuci 1.JPG

Perebusan I

Perebusan pertama berlangsung sekitar 30 menit sehingga diperoleh biji kedelai setengah matang.

Image:rebus 1.JPG

Perendaman

Perendaman berlangsung semalam atau kurang lebih 8 jam hingga menghasilkan kondisi asam. Tujuan perendaman ini selain melunakkan kedelai juga untuk mencegah pertumbuhan bakteri pembusuk selama fermentasi.

Image:rendam.JPG

Pengupasan Kulit

Keesokan harinya dilakukan pengupasan kulit. Caranya, kedelai diremas – remas dalam air sampai kulitnya terkelupas. Tujuan pengupasan
kulit ini adalah agar ragi tumbuh dengan baik.

Image:kupas.JPG

Pencucian II

Sekali lagi kedelai yang sudah dikupas kulitnya dicuci. Caranya, mirip mencuci beras yang akan dimasak. Tujuannya untuk menghilangkan kotoran yang masih ada dan kulit kedelai yang terkelupas.

Image:cuci ii.JPG

Perebusan II

Setelah kedelai dikupas kulitnya dan dicuci lagi, kemudian direbus hingga kedelai menjadi matang. Tujuannya adalah agar kedelai lebih lunak, menghilangkan bau, menambah rasa, dan membunuh bakteri yang mungkin tumbuh selama perendaman.

Image:rebus ii.JPG

Penirisan dan Pendinginan

Setelah kedelai masak, tuang di tampah/nyiru dan diratakan tipis – tipis. Biarkan dingin sampai permukaan kedelai kering agar terhindar dari pertumbuhan mikroorganisme yang tidak dikehendaki. Tampah yang dipakai untuk penirisan dan pendinginan pilih yang benar – benar bersih bebas dari kotoran dan zat yang menghambat pertumbuhan ragi, misalnya garam.

Image:tiriskan.JPG

Peragian

Tahap ini merupakan kunci keberhasilan dalam membuat tempe kedelai. Taburkan ragi pada kedelai dan aduk sampai rata. Setelah itu, diangin – anginkan sebentar. Fungsi ragi selain untuk fermenter, juga sebagai pengikat keping – keping kedelai oleh miselium.

Image:pragian.JPG

Pembungkusan

Campuran kedelai dan ragi dibungkus dengan menggunakan daun pisang yang bagian luarnya dilapisi kertas atau dibungkus menggunakan plastik dengan ukuran tertentu. Tujuan pembungkusan adalah untuk menciptakan keadaan anaerob, karena jamur Rhizopus akan bekerja dalam menguraikan kedelai dalam keadaan anaerob.

Image:bungkusan.JPG

Pemeraman

Bila pembungkusnya daun, maka pemeraman dilakukan dalam bakul bambu yang ditutup karung goni dengan suhu kurang lebih 30°C. Tetapi bila pembungkusnya plastik, pemeramannya diletakkan di rak – rak bambu. Setelah diperam semalam, jika pembungkusnya plastik, maka plastik pembungkus tersebut ditusuk – tusuk dengan lidi. Tujuannya agar udara segar dapat masuk dalam bahan tempe, setelah itu diperam satu malam lagi.

Image:memeram.JPG
Image:laur daun.JPG

Pembuatan Tape Singkong

Yang dimaksud tape adalah suatu hasil yang dibuat dari bahan – bahan sumber pati, seperti ubi, singkong, dan beras ketan, dengan diberi ragi dalam proses pembuatannya. Singkong adalah salah satu jenis umbi – umbian yang cukup banyak dikenal masyarakat Indonesia. Umbi tanaman singkong selain dapat dikonsumsi langsung juga dapat dibuat tapioka, gaplek, kerupuk, tape, dan sebagainya. Tape singkong dapat diolah lebih lanjut menjadi minuman alkohol, sirup glukosa, sari tape, asam cuka, dan sebagainya. Untuk lebih jelasnya, perhatikan langkah – langkah pembuatan tape singkong berikut ini.

Pengupasan Kulit

Kulit singkong dikupas dengan cara menyayat kulit secara memanjang lalu menarik bagian kulitnya. Setelah itu dikerik sampai lendirnya hilang, yaitu sampai singkong terasa kesat.

Image:kupas singkong.JPG

Pencucian

Singkong dicuci hingga bersih, kemudian dipotong kecil – kecil atau dibiarkan utuh.

Image:cuci singkong.JPG

Pengukusan

Dengan menggunakan dandang, singkong dikukus sampai matang atau setengah matang, tergantung selera kita mau tape yang agak keras atau yang lembek.

Image:kukus singkong.JPG

Pendinginan

Singkong dipindahkan di atas  nyiru, kemudian dibiarkan dingin.

Peragian

Setelah dingin, ragi ditaburkan secara merata. Bila tape dibuat dalam jumlah banyak sebaiknya ragi tersebut dibungkus dengan kantong kain, kemudian ditepuk-tepukkan secara merata pada singkong yang telah didinginkan tersebut.

Image:tabur ragi.JPG

Pemeraman

Singkong yang telah beragi itu diatur ke dalam keranjang yang dialasi daun pisang yang bersih, dikerudungi dan ditutupi dengan daun rapat – rapat. Kemudian diperam selama 2 – 3 hari pada suhu kamar. Selama masa pemeraman tidak boleh dibuka dan tidak boleh terkena tangan agar tape yang dihasilkan tidak kecut (masam).

Image:pemeraman tape.JPG

Hidroponik

Dalam bidang pertanian, bioteknologi memberi andil dalam usaha pemenuhan kebutuhan makanan. Beberapa hasil bioteknologi dalam bidang pertanian antara lain kultur jaringan, hidroponik, pembuatan tumbuhan kebal hama, dan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen sendiri. Pada bagian ini kita akan mempelajari teknik tanam dengan sistem hidroponik, karena di antara hasil bioteknologi bidang pertanian, teknik ini paling memungkinkan untuk kita lakukan. Hidroponik (hydroponics) adalah cara bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanamnya. Di kalangan umum, istilah ini dikenal sebagai “bercocok tanam tanpa tanah”. Termasuk juga bercocok tanam di dalam pot atau wadah lainnya yang menggunakan air atau bahan yang bersifat porus, seperti pecahan genting, pasir kali, kerikil,
spons, sabut kelapa, arang kayu, dan sebagainya.

Image:pasir batu.JPG
Image:sabut kelapa.JPG

Istilah hidroponik lahir tahun 1936, untuk memberi hasil percobaan DR.WF.Gericke, seorang agronomis dari Universitas California, USA. Hasil percobaannya berupa tomat setinggi 3 meter yang penuh buah dan ditanam dalam bak berisi mineral hasil uji cobanya. Maka sejak itu hidroponik berarti hydros adalah air dan ponics untuk menyebut pengerjaan atau bercocok tanam. Dalam perkembangannya hidroponik tidak lagi sebatas di laboratorium saja, tetapi dengan teknik yang sederhana dapat diterapkan siapa saja, termasuk ibu rumah tangga.

Keunggulan Hidroponik

Kelebihan sistem tanam hidroponik antara lain sebagai berikut.

  1. Perawatan lebih praktis dan gangguan hama lebih terkontrol.
  2. Pemakaian pupuk lebih hemat.
  3. Tanaman hidroponik dapat tumbuh lebih pesat dengan keadaan tidak kotor dan tidak rusak.
  4. Beberapa jenis tanaman bisa dibudidayakan di luar musim.
  5. Tanaman hidroponik dilakukan pada lahan atau ruang yang terbatas, misalnya: di atap, dapur, atau garasi.

Metode Hidroponik

Pada dasarnya metode hidroponik dibagi menjadi 2 bagian, yaitu:

Hidroponik Substrat

Metode ini tidak menggunakan air sebagai media, tetapi menggunakan media padat (bukan tanah) yang dapat menyerap atau menyediakan nutrisi, air, dan oksigen serta mendukung akar tanaman seperti halnya fungsi tanah. Media yang dapat digunakan dalam hidroponik substrat antara lain batu apung, pasir, serbuk gergaji, atau gambut. Media tanam sebelum digunakan harus dilakukan sterilisasi dahulu. Cara paling umum dilakukan adalah dengan penguapan atau dengan bahan kimia. Larutan nutrisi atau pupuk diberikan dengan cara disiramkan atau dialirkan melalui sistem irigasi, setiap pemberian larutan nutrisi, harus dapat melembapkan barisan tanaman secara seragam. Banyaknya penyiraman tergantung dari pertumbuhan tanaman, jenis substrat, dan iklim. Permukaan substrat yang kasar dan tidak teratur harus lebih sering disiram.

Image:tea.JPG

Hidroponik NFT (Nutrient Film Technique)

Metode ini dilakukan dengan cara meletakkan akar tanaman pada lapisan air yang dangkal. Air tersebut dialirkan dan mengandung nutrisi sesuai kebutuhan tanaman. Perakaran berkembang di dalam larutan nutrien.

Image:hidoro.JPG

Larutan Nutrien

Larutan nutrien atau zat hara, adalah makanan bagi tanaman yang berupa campuran garam – garam pupuk yang dilarutkan dan diberikan secara teratur. Karena pada sistem hidroponik, media tanam hanya sebagai penopang akar, sehingga garam – garam pupuk harus mengandung semua unsur yang diperlukan tanaman. Zat – zat hara untuk keperluan hidroponik dapat diperoleh di pasaran dalam bentuk formula yang sudah jadi, seperti Hyponex atau Margaflor.

Merakit Hidroponik

Jenis tanaman yang dapat ditanam secara hidroponik, baik di kebun maupun di rumah antara lain, cabai, paprika, tomat, asparagus,bunga kol, seledri, selada, semangka, labu, jagung manis, terung, dan tanaman hias.

Berikut ini cara merakit hidroponik untuk menanam tanaman seperti tomat, paprika, dan melon.

Persiapan lahan

Untuk menghindari tanaman dari pengaruh lingkungan, sebaiknya dibangun rumah plastik. Ukurannya disesuaikan dengan luas lahan. Bagian alas/lantai dibuat bedengan dengan lebar sekitar 70 cm dan panjangnya sesuai lahan yang tersedia. Tinggi bedengan sekitar 20 – 30 cm. Kemudian bedengan ditutup dengan plastik hitam yang agak tebal untuk mencegah penularan penyakit yang berasal dari tanah.

Persiapan Wadah

Sebagai wadah untuk menanam hidroponik dapat digunakan polibag atau kantong plastik hitam ukuran tinggi 50 cm dan diameter 30 cm. Dipilih warna hitam agar sinar matahari tidak mampu menembus akar, jadi tidak ada kemungkinan ganggang tumbuh dan merusak akar. Pada dasar polibag dilubangi untuk keluar air dan samping polibag juga dilubangi 4 tempat.

Memasukkan Media Tanam

Lapisan pertama masukkan ijuk atau sabut kelapa yang sudah disterilkan/ditumbuk sebagai filter, lalu di atasnya diberi pasir setinggi 30 cm. Media ini harus dalam keadaan steril.

Penanaman Bibit

Setiap polibag hanya ditanam satu bibit saja. Polibag yang sudah ditanami bibit diatur di atas bedengan.

Penyiraman Larutan Nutrien

Penyiraman paling mudah dilakukan dengan menggunakan gembor atau hand sprayer. Larutan nutrien dapat diperoleh di toko obat pertanian yang khusus untuk hidroponik, atau dapat digunakan NPK, urea, dan TSP sebagai pupuk makro, sedangkan pupuk mikro pilih pupuk yang mengandung Mn, Fe, Zn, dan Cu. Penggunaan pupuk makro sesuaikan fase pertumbuhan.

Perawatan Lain

Beberapa jenis perawatan yang perlu dilakukan adalah:

  1. Pengikatan atau pengajiran, agar tanaman dapat berdiri tegak, setelah umur 1 minggu. Ajir dapat terbuat dari kayu atau bilah bambu.
  2. Pemangkasan, daun-daun yang sudah tua sebaiknya dipangkas. Untuk beberapa tanaman seperti paprika cabang yang tidak dipilih sebagai cabang untuk berproduksi, dipangkas menggunakan gunting yang tajam.
  3. Pemberantasan hama, disemprot dengan insektisida sesuai dosis yang dibutuhkan.

Dampak Negatif Penggunaan Bioteknologi

Dampak Terhadap Lingkungan

Selain membawa keuntungan bagi manusia, aplikasi bioteknologi ternyata menimbulkan akibat buruk oleh penerapan teknologi tersebut. Contohnya, pembuatan tempe atau kecap dalam skala besar dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan. Air limbah dan kulit kedelai dari proses pembuatan tempe, apabila dibiarkan tergenang dalam waktu cukup lama, limbah tersebut mengubah lingkungan menjadi tidak sehat. Jika air limbah itu dibiarkan mengalir ke dalam kolam – kolam ikan atau ke lahan – lahan persawahan, kehidupan ikan atau tanaman akan terganggu, bahkan bisa mati. Selain meracuni organisme yang hidup di dalam air, limbah ini juga menimbulkan bau yang tidak enak. Untuk itu maka perlu ditangani secara baik agar tidak mencemari lingkungan.

Dampak Sosial

Produk minuman beralkohol seperti bir, anggur, wiski, dan air tape terkadang juga menimbulkan dampak yang buruk bagi lingkungan. Dampak tersebut berupa kebiasaan meminum minuman beralkohol tersebut sehingga mabuk. Minuman beralkohol bila diminum dalam jumlah banyak bersifat memabukkan dan menyebabkan kantuk karena menekan aktivitas otak. Alkohol juga bersifat candu. Orang yang sering minum alkohol dapat menjadi ketagihan dan sulit untuk meninggalkan kebiasaan minum minuman beralkohol. Walaupun tidak beracun, alkohol dapat menimbulkan angka kematian yang tinggi, misalnya pengemudi kendaraan yang dalam keadaan mabuk menimbulkan kecelakaan lalu lintas. Alkohol yang terdapat dalam minuman beralkohol kadarnya bermacam – macam. Secara alami alkohol hasil fermentasi kadarnya 12 – 15 % karena pada larutan yang berkadar sebesar ini ragi akan mati. Tetapi melalui proses penyulingan dapat diperoleh alkohol sampai 95,5%.

Image:gletak.JPG

Usaha Mengatasi Dampak Penerapan Bioteknologi

Beberapa usaha yang dapat dilakukan untuk mengurangi/mengatasi akibat buruk penggunaan bioteknologi antara lain:

  • Penanganan limbah tempe, yang secara sederhana dapat dilakukan dengan cara:
  1. Menampung dan menyaring limbah/air limbah tempe ke dalam sebuah bak. Kemudian bak ditutup agar tidak menimbulkan bau.
  2. Kemudian, mengalirkan air limbah yang sudah disaring ke bak pengumpul. Pada bak ini, air limbah yang berasal dari beberapa kali
    proses pembuatan tempe akan bercampur secara merata dan seragam.
  3. Terakhir, mengalirkan air limbah yang berasal dari bak penampung, ke bak kedap udara dan selanjutnya diendapkan selama 20 hari. Di dalam bak kedap udara, benda – benda (polutan) berat yang dapat membahayakan lingkungan diuraikan oleh mikroorganisme secara alami sehingga menjadi tidak berbahaya.
  • Untuk minuman beralkohol dikenai cukai atau pajak yang tinggi sehingga harganya mahal. Akibatnya tidak sembarang orang dapat mengonsumsi. Selain itu juga secara rutin diadakan penyitaan dan pemusnahan minum-minuman keras terutama yang berkadar alkohol tinggi.
  • Di beberapa negara untuk mengurangi kecelakaan, pengemudi mobil di tes kadar alkohol dalam darahnya seperti Gambar 6.23.

Coba kalian sebutkan usaha – usaha yang lain untuk mengatasi dampak penerapan bioteknologi, carilah dari berbagai referensi baik media cetak maupun elektronik.

Image:tes kadar alkohol.JPG

Image:biote.JPG

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s