Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Bioteknologi: Materi dan Contoh Soal

Materi Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Bioteknologi ini adalah bagian pertama dari 3 seri materi IPA kelas 9 SMP Bab Bioteknologi dan Produksi Pangan. Pada sub bab ini, kita akan membahas bagaimana mikroorganisme seperti bakteri dan jamur mampu membantu manusia. Materi ini sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari kita. Yuk, kita simak penjelasan Pak Adit berikut.

Mikroorganisme dalam Bioteknologi: Tempe

Bioteknologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari pemanfaatan mikroorganisme, sistem, atau proses biologi untuk menghasilkan produk berupa barang atau jasa yang berguna untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Berdasarkan instrumen dan proses yang diterapkan, bioteknologi dibagi menjadi 2, yaitu konvensional dan modern.

  • Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang masih menggunakan teknologi sederhana. Contoh: pemanfaatan mikroorganisme dalam pembuatan makanan.
  • Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang telah menerapkan prinsip-prinsip genetika dan biologi molekuler. Contoh: rekayasa genetik pada tanaman untuk meningkatkan hasil panen.

Jadi, dalam bioteknologi konvensional belum menggunakan rekayasa genetika, sedangkan pada bioteknologi modern sudah melibatkan rekayasa genetika. Pemanfaatan mikroorganisme dalam bioteknologi terbagi menjadi 2 (dua) bidang, yaitu dalam bidang produksi pangan dalam dalam bidang industri.

Pemanfaatan Mikroorganisme untuk Produksi Pangan

Tabel 1 menunjukkan jenis mikroorganisme bakteri yang digunakan untuk membuat beberapa jenis produk makanan dalam kehidupan sehari-hari.

Tabel 1. Produk makanan dan minuman beserta bakteri yang digunakan

No

Produk Makanan

Bahan Baku

Mikroorganisme

1

Tempe

Kedelai

Rhizopus oryzae

2

Kecap

Kedelai

Aspergillus wentii

3

Tauco

Kedelai

Aspergillus oryzae

4

Kopi

Biji kopi

Erwinia dissolvens

5

Yoghurt

Susu

Lactobacillus bulgarius

Streptococcus thermophillus

6

Keju

Susu

Lactobacillus casei

Lactobacillus lactis

7

Nata de coco

Air kelapa

Acetobacter xylinum

8

Tape

Singkong

Saccharomyces cerevisiae

9

Minuman anggur

Buah anggur

Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces bayanus

10

Sake

Beras ketan

Aspergillus oryzae

Pemanfaatan Mikroorganisme di Bidang Industri

Selain dimanfaatkan sebagai bahan produksi di Industri makanan dan minuman seperti contoh Tabel 1, mikroorganisme juga banyak digunakan dalam bidang industri lain.

1. Bidang Industri

  • Penisilin merupakan antibiotik pertama yang dibuat dalam skala industri, dihasilkan oleh jamur Penicillium notatum.
  • Neomisin-B dihasilkan oleh Streptomyces fradiae.
  • Streptomisin dihasilkan oleh Streptomyces griseus.
  • Fumigilin dihasilkan oleh Aspergillus fumigatus.
  • Berbagai jenis asam amino, hormon, dan enzim dapat dilihat dalam Tabel 2.

Tabel 2. Asam amino, hormon, dan enzim, yang dihasilkan dari mikroorganisme

No

Nama produk

Kegunaan

1

Interferon

Melawan infeksi, meningkatkan sistem kekebalan tubuh.

2

Insulin

Mengontrol kadar gula darah.

3

Antibodi monoklonal

Menyerang dan membunuh sel tumor dan kanker.

4

Vaksin

Meningkatkan sistem kekebalan tubuh.

5

Enzim

Meningkatkan reaksi/biokatalisator baik untuk keperluan manusia maupun industri.

6

Hormon pertumbuhan

Mengobati penyakit tubuh kerdil.

2. Produk Sumber Energi

Gas bio atau biogas adalah hasil fermentasi berbagai jenis mikroorganisme yang banyak mengandung gas metana. Prinsip pembuatan biogas seperti pada pembentukan gas pada hewan pemamahbiak seperti sapi dan kambing.

Proses pembentukan biogas:

Dalam lambung, serat rumput yang bercampur air akan diubah oleh bakteri menjadi asam organik. Kemudian asam organik tersebut akan diubah menjadi gas metana (CH4) dan karbondioksida (CO2) dengan bantuan mikroorganisme seperti Bacterioides, Clostridium butyrinum, Methanobacterium, Methanobacillus, dan Eschericia coli.

3. Industri Perminyakan dan Pertambangan

  • Thiobacillus ferooxidans tumbuh dalam lingkungan asam, seperti tempat pertambangan dan mampu memisahkan tembaga-tembaga dari bijihnya melalui reaksi kimia. Jenis bakteri ini juga mampu memisahkan logam besi dari bijihnya.
  • Chlorella vulgaris, juga dapat melepaskan emas dari bijihnya dan mengakumulasi emas itu di dalam selnya.

Materi Lanjutan Bagian 2: Bioteknologi dalam Pertanian

Contoh Soal dan Pembahasan Mikroorganisme dalam Bioteknologi

Berikut contoh soal materi pemanfaatan mikroorganisme dalam bioteknologi beserta pembahasannya.

Soal 1: Sebutkan mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan asinan!

Pembahasan: Asinan atau acar merupakan hasil fermentasi bakteri asam laktat (Lactobacillus bulgaricus) yang memberikan rasa masam dan sedikit asin pada bahan-bahan seperti kubis/kol, mentimun, dan lobak.

Mikroorganisme dalam Bioteknologi: Tomat Transgenik
Tanaman tomat transgenik yang tahan terhadap kebusukan.

Soal 2: Jelaskan perbedaan antara bioteknologi modern dengan konvensional!

Pembahasan: Perbedaan bioteknologi modern dan konvensional disajikan pada tabel berikut:

Pembanding

Bioteknologi modern

Bioteknologi konvensional

Teknik

Rekayasa DNA / rekombinan DNA

Fermentasi

Agen biologi

Tidak mengubah sifat agen biologi yang dipakai

Menggunakan mikroorganisme yang mengalami perubahan sifat

Contoh produk

Insulin, interferon, tanaman transgenik (semangka tanpa biji, padi tahan wereng, dsb)

Tempe, keju, yoghurt, tape, bir, sake

Soal 3: Sebutkan 2 mikroorganisme yang berperan dalam bidang pertambangan!

Pembahasan:

  • Thiobacillus ferooxidans, berperan memisahkan tembaga dari bijihnya.
  • Chlorella vulgaris, berperan melepaskan emas dari bijihnya.

Soal 4: Perhatikan pernyataan penerapan bioteknologi pangan dalam tabel berikut!

(1)

Saccharomyces cereviceae menghasilkan enzim untuk mengubah zat tepung mnejadi gula dan alkohol.

(2)

Budidaya tanaman tomat transgenik menghasilkan tomat yang tahan lama.

(3)

Rhizopus oryzae melakukan fermentasi biji kedelai sehingga membentuk padatan kompak putih.

(4)

Budidaya jagung transgenik menghasilkan tanaman yang tahan terhadap hama penggerek.

Penerapan bioteknologi modern dalam mendukung kelangsungan hidup manusia ditunjukkan oleh nomor …. (UN 2017)

A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)

Pembahasan:

Penerapa bioteknologi modern ditandai dengan adanya rekayasa genetika atau transgenik. Jadi, penerapan teknologi modern dalam mendukung kelangsungan hidup manusia ditunjukkan oleh nomor (2) dan (4), atau D.

Soal 5: Di daerah Pengalengan, Jawa Barat, banyak terdapat peternak sapi. Daerah ini merupakan salah satu penghasil susu sapi segar. Jumlah susu sapi segar yang dihasilkan di daerah ini sangat berlimpah sehingga sebagian besar dibuat yoghurt. Yoghurt dibuat dari susu dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus. Proses yang terjadi pada pembuatan yoghurt adalah …. (UN 2018)

A. pengubahan susu menjadi alkohol dan gula
B. pemisahan lemak menjadi asam lemak
C. pada masa inkubasi dihasilkan asam laktat
D. penguraian susu menjadi lemak berprotein

Pembahasan:

Yoghurt berasal dari susu yang kemudian ditambahkan dengan bakteri yang kemudian diinkubasi untuk membentuk asam laktat. Bakteri yang digunakan dalam pembuatan yoghurt adalah Lactobacillus bulgaricus. (D)

Soal 6: Di beberapa daerah, kotoran ternak dan bahan organik lainnya diolah melalui proses fermentasi. Melalui proses fementasi, bahan-bahan tersebut diubah menjadi metana (CH4). Manfaat dari bioteknologi tersebut adalah sebagai …. (UN 2018).

A. energi alternatif pengganti minyak bumi
B. pakan ternak pengganti rumput
C. obat penyakit hewan tertentu
D. pupuk organik

Pembahasan:

Kotoran ternak dan bahan organik lainnya diolah melalui proses fermentasi di mana bahan-bahan tersebut diubah menjadi metana (CH4). Produk yang dihasilkan dari penerapan bioteknologi tersebut adalah pupuk organik. (D)

Demikian materi Mikroorganisme dalam Bioteknologi dan contoh soal beserta kunci jawabannya. Semoga membantu kalian belajar dengan lebih baik untuk mendapatkan nilai yang baik pula.

Tinggalkan komentar