bioteknologi asli

5/28/2018 Bioteknologi Asli

1/55

Bab 8 BIOTEKNOLOGI


2/55

Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi upaya untuk merekayasaorganisme maupun komponen organisme untukmenghasilkan barang dan jasa yang penting bagimanusia

Prinsip dasar bioteknologi mencanangkan 3 halyaitu :

1. Agen biologi mikroba, enzim, sel tanaman,dan sel hewan

2. Pendayagunaan melaui bidang teknologi danindustri

3. Menghasilkan produk dan jasa

Bab 8 Bioteknologi


3/55

Macam-Macam Bioteknologi

1. Bioteknologi konvensional (tradisional) Bioteknologi yang menggunakan teknologi yang masih

sederhana.

Ciri bioteknologi konvensional : penggunaan makhlukhidup secara langsung dan belum menggunakan enzim.

Penerapan bioteknologi konvensional sering digunakandalam produk-produk makanan

Contoh : fermentasi

Dengan menggunakan metode fermentasi, manusia telah

dapat memanfaatkan jasa mikroorganisme untukmengubah dan meningkatkan nilai bahan baku menjadiproduk yang bermanfaat

Bab 8 Bioteknologi


4/55

Bab 8 Bioteknologi


5/55

Bab 8 Bioteknologi


6/55

Bahan Mikroorganisme Hasil

Singkong Saccharomyces cerevisae Peuyem

Beras Aspergillua oryzae Sake

Anggur Saccharomices cerevisae Wine

Tepung Saccharomices cerevisae Roti

Kacang tanah Neurospora sitophila oncom

Jagung, tebu,

sagu

Saccharomices cerevisae,

Zymommonas mobilis

Etanol

Alkohol Acetobacter aceti Asam cuka

Daging sapi Pediococcus cereviceae Sosis

kering

Kedelai Rhizopus oryzae tempe

Bab 8 Bioteknologi


7/55

Bahan Mikroorganisme Hasil

Kedelai Aspergillus wentii Kecap

Sari ketan hitam atau putih Streptomyces griceus Brem bali

Air kelapa Acetobacter cylinum Nata de coco

Spirulinna, Chlorella Protein

Candida utilis Protein sel tunggal

Susu Penicillium camemberti keju

susu Prepoioni bacterium

skirmamanesi

Keju swiaa

Susu skim Streptococcus lactis Krim asam

Bab 8 Bioteknologi


8/55

2. Bioteknologi modern

Bioteknologi yang menggunakan teknologicanggih.

Bioteknologi modern melibatkan manipulasi

terhadap susunan gen dalam kromosomorganisme

Oleh karena itu bioteknologi modern dikenal

dengan istilah rekayasa genetik Macam-macam bioteknologi modern :

Bab 8 Bioteknologi


9/55

1. Bidang pertanian

Tanaman kebal hama dan penyakit TMV, dilakukan dengan

teknik rekombinan gen dan kultur sel Vektor penyisip yang digunakan adalah plasmid dari

bakteriAgrobacterium tumefaciens

Pembasmi hama :

- Dengan proses bioteknologi Bacillus thuringiensis, dapat

diupayakan untuk memproduksi protein delta endotoksin.Adanya tanaman yang mampu membentuk protein deltaendotoksin dapat mengurangi pencemaran lingkunganakibat penggunaan pestisida. Hal ini karena serangga yangmemakan tanaman tersebut akan mati keracunan

sehingga tidak lagi diperlukan insektisida untukmengendalikan hama serangga tersebut

- Bacillus thuringiensis, digunakan untuk mengatasi larvangengat dan kupu-kupu perusak. Bakteri nini memiliki genkristal yang akan mengoyak usus larva hingga mati

Bab 8 Bioteknologi


10/55

- Bacillus populliae, digunakan untuk mengatasikumbang jepang dengan menularkan penyakit susu

- Baculovirus, digunakan untuk memberantas seranggapenggerek jagung, kumbang kentang, serta kutu, dankumbang daun

Tanaman kedelai dan polong-polongan dapat

menghasilkan pupuk nitrogen sendiri melalui fiksasinitrogenRhyzobium leguminosariumyangbersimbiosis pada akar tanaman. Bakteri ini mampumenangka[ nitrogen dari atmosfer lalu secarabiokimia mengubahnya menjadi nitrogen yang larut

dalam air. Nitrogen dalam bentuk ini sangat esensialbagi tanaman untuk meningkatkan kuantitas dankualitas hasil panen.

Bab 8 Bioteknologi


11/55

Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman

Bab 8 Bioteknologi

Pengaruh spora dan toksin Bacillus thuringiensis terhadaphama ulat.

Bakteri Bacillusthuringiensis.


12/55

Rekayasa genetik pada tanaman dengan menggunakanAgrobacterium.

Bab 8 Bioteknologi


13/55

Kultur jaringan

Perbanyakan secara vegetatif dengan menggunakan sel, jaringan, atauorgan tumbuhan yang ditumbuhkan pada media yan berisi nutrisi dalam

kondisi steril- Kultur jaringan dilakukan karena tumbuhan memiliki daya totipotensi yang

tinggi

- Daya totipotensi kemampuan sel mampu tumbuh menjadi individubaru yang utuh dan lengkap sama seperti induknya dengan tujuanmemperoleh bibit yangg seragam dalam jumlah besar

- Keuntungan kultur jaringan :1) Sifat identik dengan induk

2) Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki

3) Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yangsingkat

4) Metabolit sekunder tanaman segera di dapat tanpa perlu menunggutanaman dewasa

5) Bibit terhindar dari hama dan penyakit

6) Mendapat hasl metabolit tumbuhan (metabolit sekunder), misalnyakaret, rsin, tanpa areal tanam yang luas dan tidak perlu mengunggutumbuhan dewasa

7) Melestarikan tanaman-tanaman yang hampir punah

Bab 8 Bioteknologi


14/55

Prinsip dalam Teknik Kultur Jaringan

Harus dilakukan di tempat yang steril tanaman yang

akan dikulturkan sebaiknya berupa jaringan muda yangsedang tumbuh.

Eksplan yang steril dikultur dalam botol yang berisi

medium cair. Eksplan akan tumbuh jaringan kalus

berwarna putih yang disebutprotocorm like body (PLB).

Faktor-faktor lingkungan di luar nutrisi, seperti cahaya,

temperatur, kelembapan, dan pH, juga harus

dikondisikan agar sesuai untuk kelangsungan hidup PLB.

PLB akan berkembang menjadi tanaman kecil yangdisebutplantlet. Plantlet membentuk tanaman

sempurna.

Bab 8 Bioteknologi


15/55

Kultur jaringan memiliki manfaat sebagai berikut:

a. Melestarikan sifat tanaman indukb. Menghasilkan tanaman yang memiliki sifat

seragam

c. Menghasilkan tanaman baru dalam jumlah besard. Dapat menghasilkan tanaman yang bebas virus

e. Dapat dijadikan sarana untuk melestarikan

plasma nutfahf. Untuk menciptakan varietas baru melalui

rekayasa genetika.

Bab 8 Bioteknologi


16/55

Prosedur kultur jaringanTahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknikkultur jaringan adalah:

1. Pembuatan media Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur

jaringan baik media cair maupun media padat

Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, danhormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula,dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga

bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuandari kultur jaringan yang dilakukan.

Macam-macam zat pengatur :

1. IAA (Indoleasetic acid/asam indolasetat

2. IAAID (Indolacetaldehyde/indol asetaldehida)

3. IAN (Indoleacetonitrile/indol asetonitril)

4. IAEt (ethylendoleacetate/ etilendol asetat)5. IpyA (indolepyruvic acid/ asam indol piruvat)

Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botolkaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan caramemanaskannya dengan autoklaf.

Bab 8 Bioteknologi


17/55

2. Inisiasi

pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akandikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakanuntuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.

3. Sterilisasi

Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kulturjaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu dilaminar flow dan menggunakan alat-alat yang jugasteril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan,yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secaramerata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang

melakukan kultur jaringan juga harus steril.

Bab 8 Bioteknologi


18/55

4. Multiplikasi

Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak

calon tanaman dengan menanam eksplanpada media.

Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk

menghindari adanya kontaminasi yangmenyebabkan gagalnya pertumbuhaneksplan.

Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan

diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan ditempat yang steril dengan suhu kamar.

Bab 8 Bioteknologi


19/55

5. Pengakaran

Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan

menunjukkan adanya pertumbuhan akar yangmenandai bahwa proses kultur jaringan yangdilakukan mulai berjalan dengan baik.

Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat

pertumbuhan dan perkembangan akar sertauntuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteriataupun jamur.

Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan

gejala seperti berwarna putih atau biru(disebabkan jamur) atau busuk (disebabkanbakteri).

Bab 8 Bioteknologi


20/55

6. Aklimatisasi

Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan

eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan

bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup.Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari

udara luar dan serangan hama penyakit karenabibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadapserangan hama penyakit dan udara luar.

Setelah bibit mampu beradaptasi dengan

lingkungan barunya maka secara bertahapsungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibitdilakukan dengan cara yang sama denganpemeliharaan bibit generatif.

Bab 8 Bioteknologi


21/55

KULTUR JARINGAN

Bab 8 Bioteknologi


22/55

Bab 8 Bioteknologi

b i k l i


23/55

2. Bioeknologi dalam bidang suplemen protein

Protein sel tunggal (PTS) atau single cellprotein (SCP) dikembangkan dengan

menggunakan mikroorganisme.

Contoh mikroorganisme yang digunakanadalah

- Alga : Chorella, Scenedesmus, dan Spirulina

- Kapang berfilamen : Fusarium gramineaum- Khamir : Candida utylis

Bab 8 Bioteknologi

B b 8 Bi k l i


24/55

3. Bioteknologi dalam bidang peternakan

Hewan transgenik, contohnya : domba

transgenik yang menghasilkan susu untuk

menolong penderita hemofilia

Hormon BTShormon pemacu

pertumbuhan hewan ternak sehingga mampu

meningkatkan produksi daging dan susu

Bab 8 Bioteknologi

B b 8 Bi t k l i


25/55

4. Bioteknologi dalam bidang industri dan

pertambangan

Bab 8 Bioteknologi

Nama Penjelasan

Imobilisasi enzim Mencegah difusi enzim ke dalam campuran reaksi dan

mempermudah memperoleh kembali enzim tersebut dari aliran

produk

Asam amino Memperoleh asam amino dari mikroorganisme sepertipseudomonas, bacillus, Brevibacterium, Micrococcus

Pembuatan vitamin Memperoleh vitamin menggunakan mikroorganisme

Acetobacter, bacillus, Propionicbacterium, Streptomyces,

Ashbya, Blakeslea, eremothecium

Pemisah logam Mengekstrak logam dengan bantuan Thiobacillus ferroxidans

Insulin Membuat insulin dalam jumlah banyak dengan memanfaatkan

plasmid dan teknik kloning

Penghasil gas H2 Mikroorganisme penghasil gas H2 diantaranya Scenedesmus,

Chlorella, Chlamydomonas, Ankistrodesmus, Coralina, Chondris,

Dunaliella, Ceramium, Porphyridium

B b 8 Bi t k l i


26/55

4. Bioteknologi dalam bidang farmasi/kedokteran

a. Antibiotikzat kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme terutama bakteridan jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri ataumikroorganisme lain.

Mikroorganisme penghasil antibiotik :

Bab 8 Bioteknologi

Mikroorgaisme Hasil Kegunaan

Penicillium notatum dan

Penicillium chysogenum

Penisilin

Bacillus polymixa Polimiksin

Streptomycesgriceus Streptomisin Pengobatan penyakit TBC

streptomyces aureofaciens tetrasiklin

Chepalosporium

acremonium

Streptomisin Pengobatan penyakit

pneumonia

Antibiotikpenisilin, sefalosporin, tetrasiklin

Vaksin

Berbagai jenis antibiotik.

Bab 8 Bioteknologi


27/55

b. Antibodi monoklonal

Antibodi yang diproleh oleh sel tunggal (hibidoma) atau selpenggabungan dari dua sel yang berbeda.

Kelebihan antibodi monoklonal :

1. Kemampuan mengobati penyakit lebih kuat

2. Mempu mendiagnosa penyakit

3. Hanya untuk melawan satu jenis antigen aja

Produk antibodi monoklonal merupakan hasil pemanfaatanteknologi hibridoama

Teknologi hibridoma adalah suatu cara untuk menyatukandua sel dari jaringan-jaringan berbeda suatu organismeyang sama atau bahkan organisme yang berbeda, sehinggadiperoleh satu sel tunggal (sel hibrid)

Manfaat teknologi hibridomauntuk memperolehantibodi dalam skala besar dan memeotong sawar genetik

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


28/55

Pada teknologi antibodi monoklonal menggunakan sel-sel tumor dan sel-sel limpa mamalia

Sel-sel tumor mempunyai kemampuan memperbanyakdiri tanpa henti, sedangkan sel limpa sebagai antigenyang akan menghasilkan antibodi. Hasil penggabungankedua sel tersebut dinamakan sel hibridoma

Sel hibridoma merupakan hasil penggabungan seltumor dan sel limfa mamalia. Sel-sel tumor memilikikemampuan dapat memperbanyak diri tanpa henti,sedangkan sel limfa sebagai antigen yang akanmenghasilkan antibodi.

Sel-sel hibridoma dapat memproduksi antibodi secarakontinyu. Antibodi ini disebut monoklonal, karenaberasal dari satu tipe sel, yaitu sel hibridoma

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


29/55

Bab 8 Bioteknologi

Produksi antibodi monoklonal

Bab 8 Bioteknologi


30/55

c. Pembuatan insulin secara rekayasa genetik

Mula-mula gen penghasil insulin pada manusia

dipotong dengan menggunakan enzim pemotong(restriksi)

Gen penghasil insulin disambungkan pada plasmidbacteri Escherichia coli

Plasmid yang telah mengandung gen insulin manusia

lalu dikultur bersama-sama sel bakteri Escherichia colisehingga bakteri tersebut mengandung plasmidrekombinan

Gen penghasil insulin manusia tersebut dapat

mengerahkan sel Escherichia coli untuk menghasilkaninsulin

Insulin yang diperoleh dapat digunakan untukmengobati penyakit diabetes melitus

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


31/55

Insulin manusia yang

diproduksi oleh bakteri E.

coli.

Bab 8 Bioteknologi

Proses pembuatan insulin manusia

oleh bakteri E. colimelalui teknik

pencangkokan gen.

Bab 8 Bioteknologi


32/55

d. Interferon

Merupakan sel-sel tubuh yang mampu menghasilkansenyawa kimia yang dapat membunuh virus

Melalui rekayasa genetik dapat diproduksi dalam jumlahbanyak untuk mengobati berbagai penyakit yangdisebabkan oleh virus dan jenis kanker tertentu

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


33/55

e. Pembuatan vaksin

Dilakukan melalui rekayasa genetik

Vaksin dibuat dengan mengisolasi gen-gen dariorganisme penyebab sakit yang berperan dalammenghasilkan antigen

Menyisipkan gen-gen tersebut ke dalam tubuh

organisme yang kurang patogen. Mikroorganismeyang telah disisipi gen tersebut akan membentukantigen murni

Bila natigen tersebut disuntikkan pada manusia,

sistem kekebalan tubuh akan membentukantibodi yang berfungsi melawan antigen yangmasuk ke dalam tubuh

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


34/55

5. BIOTEKNOLOGI DENGAN MENGGUNAKAN REKAYASA GENETIK

Rekayasa Genetik Sekumpulan teknik yang memungkinkan penelitiuntuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan melipatgandakan suatu fragmen DNA

dalam bentuk murninya.

Pemotongan fragmen DNA

dengan enzim restriksi

Plasmid rekombinan

Sel inang dengan

plasmid rekombinan

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


35/55

Rekayasa genetikasuatu metode biokimiawi atau manipulasi gendengan cara menyisipkan atau menggabungkan gen yang

dikehendaki ke dalam suatu organisme. Hasil penggabungan DNA dari individu yang tidak sama ini di sebutDNA rekombinan. Sementara itu, gen dari satu individu yangdisisipkan atau digabungkan pada gen individu yang lain disebuttransgen, individunya disebut transgenik

Salah satu contoh rekayasa genetika yang sudah berhasil adalah

penyisispan atau pemindahan gen manusia sebagai penghasilinsulin, ke dalam plasmid bakteri Escherichia coli.

alur mekanisme rekayasa genetika :

1. Isolasi gen

2. Pembuatan wahana

3. Pembuatn klon4. Replikasi

5. produksi

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


36/55

Beberapa teknik rekayasa genetika sebagai berikut :

1. DNA rekombinan

Proses penyambungan dua DNA dari organisme yangberbeda

Teknologi DNA rekombinan melibatkan bakteri atau virussebagai perantaranya

Tahapan rekombinan DNA adalah sebagai berikut :

a. Mengisolasi DNA Untuk memisahkan DNA maupun gen yang dikehendaki

Pemisahan gen menggunakan enzim endonukleaseretriksi

Segmen DNA yang diperoleh kemudian dimasukkan dalamsuatu vektor berupa plasmid

Plasmidrantai DNA yang melingkar diluar kromosombakteri

Bab 8 Bioteknologi

Bab 8 Bioteknologi


37/55

b. Transplantasi gen/DNA

Dilakukan dengan cara menyambung gen yang

telah diisolasi ke dalam DNA plasmid vektor Setelah penyambungan ini maka vektor

mengandung DNA asli dan DNA sisipan (asing)

c. Memasukkan DNA ke dalam sel hidup

Pemasukan DNA ke dalam vektor bakteri maupunvirus dilakukan melalui pemanasan dalam larutanNaCl atau melalui elektroporasi

Selanjutnya, bakteri melakukan replikasi dengan

cara membelah diri. Melalui proses ini diperolehplasmid-plasmid hasil transplantasi gen (DNArekombinan)

g

Bab 8 Bioteknologi


38/55

Urutan rekayasa genetika (teknik plasmid)

1. Identifikasi gen yang diinginkan

2. Ekstraksi plasmid (cincin DNA) dari sel bakteri

3. Memasukkan plasmid yang sudah direkayasa

ke dalam tubuh bakteri

4. Mengembangbiakkan bakteri dalam tabung

fermentasi

5. Dihasilkan produk yang diinginkan

g

Bab 8 Bioteknologi


39/55

2. Fusi protoplasma

Penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dariorganisme yang berbeda dalam suatu medan listrik

fusi protoplasma dapat dilakukan pada sel tumbuhan dan sel hewan3. Plasmid

Molekul DNA untai ganda denan ukuran dari 1-200 kb yang merupakansatuan genetik tambahan yang bereplikasi secara autonom.

Plasmid digunakan sebagai alat atau kendaraan dalam proses kloning

4. . Kloning

Mengembangbiakkan sel somatis dari suatu organisme dengan caramengambil inti sel tersebut kemudian ditransplantasikan ke dalam seltelur (ovum) penerima untuk ditumbuhkan menjadi individu baru

Sifat individu baru akan identik dengan organisme asal sel somatistersebut

Prinsip kloning :

- Isolasi DNA yang akan diperbanyak

- Insersi atau DNA ke dalam vektor plasmid (DNA + vektor plasmid disebutvektor rekombinan)

- Pemasukan vektor rekombinan ke sel bakteri untuk diperbanyak ataudikloning

- Seleksi

g

Bab 8 Bioteknologi


40/55

Bab 8 Bioteknologi


41/55

Contoh kloning

Tahapan kloning embrio pada hewan ternak.

Bab 8 Bioteknologi


42/55

(a) Tahapan kloning dengan transfer inti pada domba Dolly. (b) Domba Dolly.

Bab 8 Bioteknologi


43/55

Enzim yang berperan :

Enzim restriksi : enzim yang dapat memotongDNA dan plasmid

Enzim ligase : enzim yang berperan dalam

penyambungan DNA dengan plasmid

Bab 8 Bioteknologi


44/55

Tahapan transplantasi nukleus pada hewan

1. Sel kelenjar susu diambil dari kambing/seekor domba danditumbuhkan di dalam kultur dengan nutrisi rendah. Kondisinutrisi rendah (setengah kelaparan) ini menahan siklus sel tetap

berada pada fase G0 (siklus sel di tahan) dan tampaknyamembiarkan sel berdiferensiasi

2. Sementara itu sel telur diambil dari domba lain dan nukleusnyadipindahkan

3. Sel kelenjar susu dalam fase Go berfusi dengan sel telur yang tak

bernukleus dengan cara memberikan getaran arus listrik ke keduasel tersebut, yang juga merangsang agar mulai pembelahan

4. Setelah ditumbuhkan dalam kultur selama 6 hari

5. Embrio di tanam pada uterus domba ketiga, yang mirip sepertipendonor sel telur

6. Hasilnya setelah kehamilan berupa anak domba (Dolly) yangidentik dalam penampakan dan susunan kromosomnya dengandomba yang mendonorkan sel kelenjar susu. (namun, gen Dollytidak identik secara keseluruhan dengan domba pendonor selkelenjar susu, karena DNA mitoondria Dolly berasal dari pendonorsel telur)

Bab 8 Bioteknologi


45/55

6. Bioteknologi dalam bidang lingkungan

Penanganan pencemaran lingkungan :

Mikroorganisme Penjelasan/kegunaan

Bacillus subtillis dapat mengimobilisasi logam berat pada limbah industri

yang banyak mengandung logam berat

Pseudomonas putida Dapat mencerna minyak bumi pada kasus pencemaran air

laut oleh pengeboran minyak lepas pantai

Pseudomonas,

Nitrobacter, Thiobacillus,

Ferrobacillus, danNitrosomonas

Dapat membantu memulihkan pencemaran air

Bab 8 Bioteknologi


46/55

Mikroorganisme Pengolah Limbah

Tujuan utama pengelolaan limbah cair dengan mikroorganisme

adalah untuk mengurangi kandungan BOD dan bahan padattersuspensi

pengelolan limbah cair dibutuhkan untuk mnghilangkan pupuk

yang masuk k saluran air, bahan kimi beracun, dan padatan

terlarut

Mikroorganisme mengolah limbah cair melalui proses penguraian

secara aerob dan anaerob

pada pemrosesan aerob terdapat berbagai mikroorganisme(bakteri, protista, dan jamur) yang menguraikan materi organik

dari limbah menjadi mineral-mineral, gas-gas, dan air. Aktivitas ini

membutuhkan banyak oksigen

Bab 8 Bioteknologi


47/55

Mikroorganisme Pengolah Limbah

Bab 8 Bioteknologi


48/55

Pemrosesan limbah secara aerob terdiri dari 2 metode :

1. Pengolahan dengan lumpur aktif

Pengolahan limbah cair dengan membiakkan bakteriaerobik dalam suatu tangki limbah yang diberiaerasidengan tujuan untuk menurunkan bahan organik yangmengandung karbon atau nitrogen dalam limbah

Bakteri yang berperan menurunkan bahan organik karbon

bakteri heterotrof Sumber energinya berasal dari oksidasi senyawa organik

dari bvahan organik karbon yang menghasilkan karbondioksida, amonia, bahan untuk sel baru, dan lumpur

Reaksi :

C6H12O2N2S + O2+ nutrient CO2+ NH3+C5H7NO2+ H2S + lumpur

Mikroorganise

Bab 8 Bioteknologi


49/55

2. Pengolahan dengan menggunakan saringan tetes

Adalah pengolahan limbah cair dengan memanfaatkan teknologibiofilm

Biofilm merupakan lapisan mikroorganisme yang mnutupihamparan saringan atau filter pada dasar tangki limbah

Hamparan saringan berupa tumpukan arang kayu, batu krikil, atauplastik

Limbah yang berasal dari tangki sedimentasi primer disemprotkandari lengan-lengan penyemprot yang berputar lambat di bagian atastangki pengolahan saringan tetes ke dalam hamparan biofilm didalam tangki

Saat limbah perlahan-lahan menetes terus menerus,mikroorganisme pada biofilm menguraikan materi organik yangterkandung di dalamnya

Mikroorganisme pada biofilm mengandung Vorticella(protista)yang hidup dengan memakan bakteri dan jamur, yang bergunauntuk memperlambat proses penguraian dan mencegahterbentuknya lapisan pada filter

Bab 8 Bioteknologi


50/55

Penguraian lumpur

Proses penguraian bahan padat yang

terakumulasi dari pemrosesan aerob atau dariendapan perlakuan fisik sebelumnya (misalnyaperlakuan pengendapan sebelum limbah cairdiolah secara biologis)

Lumpur tersebut dibiarkan selama dua-tigaminggu di dalam suatu tangki yang tidakmengandung oksigen, pada suhu sekitar 30-40derajat celcius.

Penguraian lumpur secara anaerob, misalnyaMethanobacteriumyang mengubah materiorganik menjadi gas metana (CH4),karbondioksida (CO2), dan Hidrogen (H2),termasuk air serta mineral

Bab 8 Bioteknologi


51/55

Peranan mikroorganisme penting dalam proses ekstraksilogam dari bijuhnya karena :

1. deposit-deposit mineral yang lbih kaya sudah banyakberkurang. Kini bijih bermutu rendah banyak diolah danmembutuhkan pengembangan teknik-teknik yang dapatmengekstraksi logam dengan lebih sempurna

2. Metode pengolahan bijih secara tradisional yaitu dengan

peleburan, merupakan penyebab utaman polusi udaradan kini banyak ditentang oelh kelompok pecintalingkungan

Mikroorganisme mampu memperbaiki kedua keadaantersebut, misalnya beberapa bakteri aerobik autotrofik,

Thibacillus oxidans dan Thiobacillus ferrooxidan biladitumbuhkan dalam lingkungan yang mengandung bijihtembaga akan menghasilkan asam dan mengoksidasi bijihtersebut disertai pemisahan (pengendapan) logamtembaganya. Proses ini disebut pencucian mikrobial

(microbial bleaching)

Mikroorganisme Pemisah Logam dari Biji Logam

Bab 8 Bioteknologi


52/55

Gambar/bagan pencucian bijih bermutu rendah dengan menggunakanbakteri

Thiobacillus ferrooxidans berperan penting di dalam ekstraksi logam daribijih besi bermutu rendah

Bagian diatas memperlihatkan suatu penataan dipompakannya bakteri,

nutrien, dan asam kedalam lapisan bijih Pertumbuhan Thiobacillus ferrooxidans yang lebih lanjut menghasilkan

asam lebih banyak yang kemudian melarutkan kandungan logam sehinggamemudahkan ekstraksinya

Logam tersebut kemudian dipisahkan dari larutan asamnyalogam

Bab 8 Bioteknologi


53/55

Bakteri Thiobacillus feroxidans digunakan untukmemisahkan tembaga dari bijihnya, bakteri ini bila

ditumbuhkan dalam lingkungan yang mengandung bijihtembaga akan menghasilkan asam dan mengoksidasibijih tersebut disertai pemisahan (pengendapan) logamtembaganya.

Energi yang digunakan oleh bakteri ini adalah berasaldari oksidasi senyawa anorganik (besi dan belerang).

Bakteri ini termasuk hemolitotrop yang mampu hidupdi tempat miskin senyawa organik, dan mampu

mengekstraksi karbon lngsung dari CO2 di atmosfer Proses ini disebut pencucian mikrobial

Bab 8 Bioteknologi


54/55

Dampak negatif bioteknologi

1. Bidang lingkungan

Pencemaran biologis yang terlepasnyaorganisme transgenik di alam bebas tanpa

pengawasan Penurunan terhadap keanekaragaman

genetik

Menyebabkan kepunahan sebagian plasmanutfah asli, sehingga akan mengganguekosistem

Bab 8 Bioteknologi


55/55

2. Bidang sosial ekonomi

Munculnya kesenjangan sosial, yaitu

munculnya kecemburuan terhadap

penanaman modal besar yang diperoleh

tanaman transgenik kualitas unggul, tetapi

para petani makin terpuruk karena tidakmendapatkannya

3. Bidang kesehatan

Timbulnya alergi yang diakibatkan karena

mengonsumsi produk tanaman transgenik

bioteknologi asli

Documents