A. Pengertian Bioteknologi
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).
Dengan definisi tersebut bioteknologi bukan merupakan sesuatu yang baru. Dimulai dari nenek moyang kita, pemanfaatkan mikroba telah dilakukan untuk membuat produk-produk berguna seperti tempe, oncom, tape, arak, terasi, kecap, yogurt, dan nata de coco . Hampir semua antibiotik berasal dari mikroba, demikian pula enzim-enzim yang dipakai untuk membuat sirop fruktosa hingga pencuci pakaian.
Dalam bidang pertanian, mikroba penambat nitrogen telah dimanfaatkan sejak abad ke 19. Mikroba pelarut fosfat telah dimanfaatkan untuk pertanian di negara-negara Eropa Timur sejak tahun 1950-an. Mikroba juga telah dimanfaatkan secara intensif untuk mendekomposisi limbah dan kotoran. Bioteknologi memiliki
gradien perkembangan teknologi, yang dimulai dari penerapan bioteknologi tradisional yang telah lama dan secara luas dimanfaatkan, hingga teknik-teknik bioteknologi baru dan secara terus menerus berevolusi.
B. Perkembangan Bioteknologi
Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya struktur helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun 1950-an. Ilmu pengetahuan telah sampai pada suatu titik yang memungkinkan orang untuk memanipulasi suatu organisme di taraf seluler dan molekuler.
Bioteknologi mampu melakukan perbaikan galur dengan cepat dan dapat diprediksi, juga dapat merancang galur dengan bahan genetika tambahan yang tidak pernah ada pada galur asalnya. Memanipulasi organisme hidup untuk kepentingan manusia bukan merupakan hal yang baru. Bioteknologi molekuler menawarkan cara baru untuk memanipulasi organisme hidup.
Seperti halnya teknologi-teknologi yang lain, aplikasi bioteknologi untuk pertanian selain menawarkan berbagai keuntungan juga memiliki potensi risiko kerugian. Keuntungan potensial bioteknologi pertanian antara lain: potensi hasil panen yang lebih tinggi, mengurangi penggunaan pupuk dan pestisida, toleran
terhadap cekaman lingkungan, pemanfaatan lahan marjinal, identifikasi dan eliminasi penyakit di dalam makanan ternak, kualitas makanan dan gizi yang lebih baik, dan perbaikan defisiensi mikronutrien (Jones, 2003).
Satu pendekatan baru yang sedang mendapatkan banyak perhatian adalah Bio-farming , seperti antibiotika
dalam buah pisang. Potensi risiko bioteknologi terhadap pertanian dan lingkungan – walaupun masih dalam perdebatan - antara lain efek balik terhadap organisme non-target, pembentukan hama resisten, dan transfer gen yang tidak diinginkan yang meliputi transfer gen ke tanaman liar sejenis, transfer gen penyandi untuk produksi gen toksik, dan transfer gen resisten antibiotik melalui gen penanda ( marker ) antibiotik.
\
Beberapa kritikan menyebutkan bahwa modifikasi DNA rekombinan menyebabkan pangan tidak aman untuk dimakan. Kelompok pecinta lingkungan mengkritik bahwa organisme trasgenik menyebabkan kerusakan keanekaragaman hayati, karena membunuh organisme liar yang berguna, atau membuat organisme invasif
yang dapat merusak lingkungan (Conko, 2003).
Terlepas dari perdebatan keuntungan dan kerugian di atas, prinsip ”kehatihatian” harus dikedepankan dalam aplikasi bioteknologi untuk agribisnis, khususnya rekayasa genetika. Pelajaran yang baik dapat kita peroleh dari pengalaman Revolusi Hijau yang semula dianggap aman, namun intensifikasi penggunaan pupuk dan pestisida terbukti berakibat buruk terhadap lingkungan dan baru diketahui setelah beberapa puluh tahun kemudian.
Bioteknologi modern lahir pada tahun 1970-an dengan munculnya teknologi DNA rekombinan. Istilah DNA rekombinan mungkin sudah pernah didengar tapi samar-samar maknanya. Ilmuwan dari Universitas Kalifornia di San Fransisco (UCSF) bernama Herbert Boyer berhasil mengembangkan teknologi canggih untuk dapat memotong rantai DNA lalu menyambungnya lagi.
Tetapi karena materi DNA berukuran sangat kecil, hal ini tidak dapat dibuktikan dengan melihat langsung
karena jumlahnya juga sangat sedikit. Masih dari daerah yang sama yaitu propinsi Kalifornia-AS, seorang ilmuwan lain dari Universitas Stanford bernama Stanley Cohen menemukan cara bagaimana memasukkan materi DNA berbentuk lingkaran atau plasmid ke dalam sel.
Walau tinggal berjarak hanya 60 km saja, keduanya tidak pernah bisa bertemu sehingga dapat menyatukan teknologi yang dimilikinya itu. Sampai akhirnya pada tahun 1972, keduanya bertemu di sebuah pertemuan
ilmiah, ribuan kilometer dari tempat mereka tinggal dan bekerja di Kalifornia, yaitu di Hawaii. DNA yang sudah disambung lagi dengan teknologi Boyer dapat diperbanyak dengan memasukkan ke dalam sel bakteri dengan teknologi Cohen.
Karena bakteri berkembang biak sangat cepat, DNA yang telah dimasukkan pun jadi banyak dalam waktu singkat, sehingga dapat dicek keberadaannya dengan mudah [4]. Inilah inti dari teknologi DNA rekombinan.
Teknologi DNA rekombinan bukanlah satu-satunya tetapi memang adalah tonggak utama dari lahirnya bioteknologi modern.
Beberapa tonggak penting lainnya dimulai dari penemuan fenomena pewarisan sifat oleh Gregor Mendel
(tahun 1866), keyakinan bahwa materi genetik adalah DNA oleh Oswald Avery (1944), dugaan struktur double helix DNA oleh Watson dan Crick (1953), penemuan mRNA oleh Monod dan Jacob (1961), pengungkapan kode genetik oleh Khorana dan Nirernberg (1966), inovasi teknologi hibridoma oleh Milstein dan Kohler (1974), pengembangan teknologi pembacaan sekuen DNA oleh Maxam dan Gilbert (1977) sampai penemuan teknologi penggandaan DNA, PCR oleh Karry Mullis (1983).
Semua ini biasanya tercakup dalam kuliah biologi molekuler yang memang menjadi fondasi dari bioteknologi modern.
C. Perkembangan Bioteknologi
Perkembangan bioteknologi setelah lebih dari 30 tahun diawali dengan teknologi rekayasa genetika ini menjadi semakin cepat. Dalam dogma sentral atau pemahaman dasar ilmu biologi diketahui bahwa cetak biru kehidupan DNA menyimpan informasi yang pemanfaatannya dilakukan melalui perubahan informasi itu ke materi baru yaitu RNA.
Proses ini disebut transformasi. Selanjutnya RNA juga dirubah informasinya ke dalam materi akhir yaitu protein dalam proses translasi. Dari alur informasi dalam dogma sentral itu bisa dipahami bahwa rekayasa DNA/genetika membawa implikasi pada perubahan RNA sebagai materi pertengahan maupun kepada protein sebagai produk akhir.
Hanya sepuluh tahun dari lahirnya rekayasa genetika/teknologi DNA rekombinan, lahirlah teknologi baru dalam kancah bioteknologi yaitu rekayasa protein . Rekayasa protein saat ini menjadi andalah bioteknologi modern karena produk - produk bioteknologi yang beredar luas di masyarakat umumnya berbentuk protein
seperti obat-obat dari jenis hormon, antibodi sampai alat-alat diagnosa penyakit untuk aplikasi kedokteran / kesehatan maupun untuk aplikasi pangan seperti protein BMP/bone morphological protein dalam susu bubuk bahkan ke kosmetika seperti collagen dalam shampoo dan protease dalam pasta gigi.
Penemuan bahwa RNA juga dapat memiliki aktivitas enzimatik seperti enzim yaitu ribozyme melahirkan teknologi baru dalam bioteknologi yaitu rekayasa RNA. Walaupun belum semaju teknologi rekayasa genetika dan rekayasa protein karena materi RNA umumnya mudah hancur dan berumur pendek, perkembangan teknologi rekayasa RNA semakin jadi perhatian.
Misalnya penggunaan teknologi RNA interference untuk mematikan fungsi gen tertentu terbukti lebih efektif daripada pematian gen pada tingkat DNA menggunakan teknologi knock-out gen misalnya. Yang lebih menghebohkan sekarang adalah lahirnya teknologi kloning. Teknologi kloning dapat dibagi menjadi dua yaitu teknologi kloning terapi dan teknologi kloning reproduksi.
Teknologi kloning terapi yang legal dan didukung semua negara karena manfaatnya untuk membuat jaringan dan organ sebagai ganti dalam pencangkokan jaringan atau organ yang rusak. Sementara teknologi kloning reproduksi ditentang dunia termasuk PBB karena bertujuan membuat individu baru serupa yang berakibat sosial luas.
Teknologi kloning terapi semakin menjadi kenyataan setelah ilmuwan Korea Selatan baru-baru ini berhasil membuat sel syaraf, sel pembuluh darah dan sel kulit yang dapat menggantikan sel-sel rusak seperti pada penderita Parkinson contohnya Muhammad Ali petinju dan Michael J. Fox artis film Back to the Future yang sel syaraf otaknya mati sehingga menjadi pikun dan tidak dapat beraktifitas normal. Untuk kedepannya, sel-sel itu perlu dibentuk menjadi jaringan atau kumpulan sel dengan fungsi sama seperti jaringan kulit, jaringan
tulang rawan dll.
Cangkok jaringan ini yang sebenarnya lebih banyak diperlukan karena umumnya bagian tubuh yang berada di luar, lebih peka terhadap penolakan dalam pencangkokan. Misalnya penderita luka bakar hanya dapat menerima kulit dari tubuhnya sendiri tidak dapat dari donor lain. Rekayasa jaringan adalah teknologi dalam
bioteknologi yang dimulai tahun 1987 oleh ilmuwan MIT yaitu Langer dan Vacanti untuk membuat jaringan-jaringan baru dengan tujuan transplantasi/pencangkokan.
Menggunakan polimer biodegradable dalam media pembiakkan khusus, dibuat cetakan yang mirip dengan jaringan baru yang akan dibentuk. Selanjutnya ditanamkan ke dalam cetakan itu sel-sel yang menjadi tunas lalu dibiakkan sampai menjadi jaringan yang sempurna.
Menggunakan teknologi rekayasa jaringan, jaringan manusia yang paling rumit yaitu jaringan tulang rawan pembentuk telinga telah berhasil dibuat dan ditanamkan di atas punggung tikus telanjang/nude mouse yang telah dimatikan sistem kekebalannya. Telinga tersebut sama sekali tidak ditolak oleh tubuh tikus dan menempel dengan sempurna. Inilah kemenangan teknologi jaringan yang banyak dinanti pasien transplantasi, bukan untuk menyakiti hewan.
D. Perkembangan Bioteknologi sebagai Ilmu di Indonesia
Kurang lebih 15 tahun yaitu tahun 1985, pemerintah Indonesia telah menjadikan bioteknologi sebagai prioritas pengembangan iptek yang dilakukan oleh Kantor Menteri Negara Riset dan Teknologi (RISTEK) . Selanjutnya sejak tahun 1988, bioteknologi sudah masuk dalam REPELITA juga sebagai prioritas pembangunan khususnya bidangiptek. Perkembangan terbaru dari sisi kebijakan/aturan pemerintah yaitu pada tahun 2000 lalu, bioteknologi juga muncul sebagai bidang prioritas dalam Jakstra Ipteknas yang dilanjutkan dengan Renstra Ipteknas.
Dalam implementasi/penerapan dari kebijakan itu, pada tahun 1990 mulai dipikirkan pembentukan SDM bioteknologi yaitu dengan pembentukan PAU atau Pusat Antar Universitas bidang bioteknologi di UGM bidang bioteknologi kedokteran, ITB bidang bioteknologi industri dan IPB bidang bioteknologi pertanian.
Kerjasama antar lembaga pendidikan dan penelitian pemerintah juga mulai digesa dengan penunjukan pusat
pengembangan atau center of excellence dengan tiga bidang utama yaitu bioteknologi pertanian dengan anggota PAU Bioteknologi IPB, Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI, bioteknologi kedokteran dengan anggota UI/Lembaga Biologi Molekul Eijkman dengan PAU Bioteknologi UGM dan bioteknologi industri dengan anggota PAU Bioteknologi ITB dan BPPT. PAU-PAU di universitas juga ditugaskan untuk mencetak
SDM bioteknologi dengan pembentukan program studi pasca sarjana S-2 dan S-3 bioteknologi.
Riset tanpa dana, menjadi tak bermakna. Maka sejak tahun 1992 dana riset kompetitif terbesar di Indonesia yaitu RUT/Riset Unggulan Terpadu yang dikoordinasi oleh RISTEK dan diemban pelaksanaan administrasinya oleh LIPI, memasukkan bioteknologi sebagai salah satu program tersendiri yang dibiayai. Selain RUT ada pula skema dana kompetitif serupa yaitu RUTI/untuk tingkat internasional dan RUK/kemitraaan untuk kerjasama lembaga riset dengan swasta.
Usaha-usaha antara pemerintah menggandeng swasta ini membuahkan hasil antara lain berdirinya Konsorsium Bioteknologi Indonesia/KBI dengan anggota lembaga pemerintah, penelitian, pendidikan dan swasta industri farmasi dan pangan khususnya. Selain beberapa lembaga yang telah disebut di atas, lembaga pemerintah yang aktif mengembangkan bioteknologi lainnya adalah departemen teknis yaitu Departemen Pertanian lewat Badan Penelitian dan Pengembangannya seperti Badan Litbang Bioteknologi Pertanian dan Sumber Daya Genetik Pertanian (Balitbiogen) yang berkantor di Bogor.
Himpunan bioteknologi juga mulai bermunculan baik yang formal atau non-formal misalnya Perhimpunan Bioteknologi Pertanian Indonesia, Jaringan Peneliti Bioteknologi Indonesia, dsb. Tak kurang pula jurnal-jurnal baik yang spesifik maupun yang lebih luas seperti Indonesian Journal of Biotechnology yang berkantor di PAU Bioteknologi-UGM, sekarang berganti nama menjadi Pusat Studi Bioteknologi-UGM,
dsb.
Upaya terakhir pemerintah untuk mendorong kemajuan bioteknologi Indonesia adalah rencana pembentukan lokasi khusus di pulau Rempang, berdekatang dengan pulau Batam, sebagai wilayah khusus pengembangan dan komersialiasasi bioteknologi farmasi dan pertanian. Usaha ini dikenal dengan istilah bio-island.
E. 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.
E. Prospek dan Tantangan
Dengan uraian di atas, prospek perkembangan bioteknologi di Indonesia terlihat semakin jelas. Pertama, untuk pendidikan S-1, bioteknologi tidak harus berarti memiliki pengalaman eksperimen rekayasa genetika. Karena fondasi bioteknologi adalah pemanfaatan molekul biologi baik DNA, protein, dst. Maka pengalaman eksperimen biokimia mulai dari isolasi protein/enzim dan karakterisasinya juga penting.
Termasuk juga tingkatan bioteknologi tua seperti pemanfaatan sel untuk bioreaktor, kultur jaringan dsb juga penting. Pengalaman di tingkat S-1 bisa ditingkatkan dengan ke tingkat S-2 dan S-3 untuk penguasaan materi bioteknologi yang lebih dalam dan luas.
Penelitian bioteknologi bisa dilakukan pada umumnya di lembaga penelitian Indonesia sendiri yang sudah mengarah ke bioteknologi modern seperti LIPI, Eijkman, Balitbiogen, dan sebagainya.
Dengan mulai masuknya industri farmasi ke ranah bioteknologi, maka peluang memasuki lapangan kerja dengan keahlian bioteknologi semakin besar selain yang sudah ada selama ini untuk industri pangan dan pertanian. Termasuk yang baru adalah industri kosmetika yang juga maju pesat. Lembaga pemerintah terkait produk obat dan pangan yaitu Badan POM dalam penerimaan pegawai tahun 2005 juga mulai mencari
alumni bioteknologi yang menunjukkan semakin banyaknya produk obat, termasuk vaksin dan pangan yang berbasis bioteknologi.
Tantangan terbesar adalah penyediaan SDM terampil dan berwawasan bioteknologi luas. Umumnya bioteknologi di Indonesia berlandaskan bidang keilmuwan pertanian atau ilmu alam baik biologi atau kimia. Sedikit seperti di UI ada yang berbasis kedokteran. Di luar negeri, negara maju seperti Jepang, bioteknologi bisa saja berbasis keteknikan.
Bahkan negara berkembang sekalipun seperti Malaysia, beberapa universitasnya juga memiliki departemen bioteknologi berbasis pertanian dan teknik sekaligus. Semakin besarnya kebutuhan di Indonesia belum diikuti dengan penyediaan SDM bioteknologi yang mumpuni tersebut.
Saat ini tidak dipungkiri, para ilmuwan peneliti dan doktor bioteknologi Indonesia masih sebagian besar almuni LN. Jadi merupakan tantangan besar melahirkan SDM produk DN yang lebih tahu kondisi dan permasalah lokal.
G. Produk Bioteknologi Pertanian
Produk-produk bioteknologi pertanian di Indonesia berdasarkan gradien bioteknologi antara lain : (1) bahan tanam unggul, (2) biofertilizer, (3) biodecomposer, dan (4) biocontrol. Bahan tanam dapat ditingkatkan kualitasnya melalui pendekatan bioteknologi.
Peningkatan kualitas bahan tanam berdasarkan pada empat kategori peningkatan, yaitu peningkatan kualitas pangan, resistensi terhadap hama atau penyakit, toleransi terhadap cekaman lingkungan, dan manajemen budidaya (Huttner, 2003). Produk bahan tanam unggul yang saat ini telah berhasil dipasarkan antara lain adalah bibit kultur jaringan, misalnya: bibit jati dan bibit tanaman hortikultura. Namun, bahan tanam unggul yang dihasilkan dari rekayasa genetika yang dilakukan oleh peneliti di Indonesia sampai saat ini belum ada yang dikomersialkan.
Produk-produk bahan tanam rekayasa genetika yang ada di pasaran Indonesia umumnya merupakan produk dari negera lain, sebagai contoh : Jagung Bt dan Kapas Bt yang dipasarkan oleh Monsanto. Kultur jaringan
merupakan tingkatan umum penguasaan bioteknologi di Indonesia.
Bagaimanapun juga, produksi bibit kelapa kopyor telah berhasil di komersialkan melalui teknik transfer embrio (Paten ID 0 001 957). Produk biofertilizer merupakan salah satu produk bioteknologi yang banyak beredar di pasaran Indonesia. Produk-produk tersebut sebagian dikembangkan oleh peneliti di Indonesia maupun di impor dari negara lain.
Salah satu produk biofertilizer bernama Emas ( Enhancing Microbial Activity in the Soils ) telah dirakit oleh BPBPI (Paten ID 0 000 206 S), dilisensi oleh PT Bio Industri Nusantara dan digunakan di berbagai perusahaan perkebunan (BUMN dan BUMS) (Goenadi, 1998). Produk biofertilizer lain yang dikembangkan oleh peneliti di Indonesia antara lain: Rhizoplus , Rhiphosant , Bio P Z 2000, dan lain-lain.
Produk sejenis biofertilizer/ bioconditioner dari luar negeri misalnya: Organic Soil Treatment (OST).Produk-produk biodecomposer juga banyak beredar di pasaran Indonesia. Biodecomposer dipergunakan untuk mempercepat proses penguraian limbah-limbah organik segar pertanian menjadi kompos yang siap diaplikasikan ke dalam tanah.
Contoh produk-produk biodecomposer antara lain: Orgadec (BPBPI), SuperDec (BPBPI), Degra Simba (ITB), Starbio , EM4 , dan lain sebagainya. Produk-produk baru terus bermunculan sejalan dengan kebutuhan untuk mengatasi masalah limbah padat organik.
Mikroba juga telah dimanfaatkan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman. Aplikasi mikroba untuk biokontrol hama dan penyakit tanaman meliputi mikroba liar yang telah diseleksi maupun mikroba yang telah mengalami rekayasa genetika. Contoh mikroba yang telah banyak dimanfaatkan untuk biokontrol adalah
Beauveria bassiana untuk mengendalikan serangga, Metarhizium anisopliae untuk mengendalikan hama boktor tebu ( Dorysthenes sp) dan boktor sengon ( Xyxtrocera festiva ), dan Trichoderma harzianum untuk mengendalikan penyakit tular tanah ( Gonoderma sp, Jamur Akar Putih, dan Phytopthora sp).
Produk-produk biokontrol yang telah dikomersialisasikan oleh unit kerja lingkup Lembaga Riset Perkebunan
Indonesia (LRPI) antara lain : Meteor, Greemi-G, Triko SP, NirAma , dan Marfu . Keuntungan pemanfaatan biokontrol untuk pertanian antara lain adalah ramah lingkungan, dan mengurangi konsumsi pestisida yang tidak ramah lingkungan.
Mikroba juga dimanfaatkan dalam proses pembuatan pupuk anorganik. Peneliti di Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia (BPBPI) mengembangkan teknologi pembuatan pupuk superfosfat yang disebut dengan Bio-SP dengan menggunakan bantuan mikroba pelarut fosfat. Kualitas dari Bio-SP menyamai kualitas pupuk superfosfat konvensional (SP 36). Keunggulan dari teknologi ini adalah penggunaan agensia hayati untuk mengurangi konsumsi asam anorganik dan lebih aman lingkungan serta mampu mengurangi biaya produksi.
H. Komersialisasi Produk Bioteknologi
Komersialisasi merupakan serangkaian upaya dari pengembangan dan pemasaran sebuah produk atau pengembangan sebuah proses dan penerapan proses ini dalam kegiatan produksi. Kegiatan ini merupakan rangkaian yang cukup kompleks dengan melibatkan berbagai aspek yang mencakup kebijakan ekonomi, sumberdaya manusia, investasi, waktu, lingkungan pasar, dan sebagainya.
Sebuah invensi bioteknologi pada dasarnya merupakan ide atau solusi bagi sebuah masalah teknis. Oleh karena itu adalah sangat penting untuk memperoleh perlindungan hukum sebelum mengkomersialkannya. Dalam beberapa kasus, penelitian lebih lanjut masih dibutuhkan sebelum sebuah invensi dapat diwujudkan dalam bentuk produk yang dapat dipasarkan atau proses yang dapat diterapkan dalam produksi komersial.
Bahkan setelah produksi dari invensi baru dilaksanakan, upaya lebih lanjut masih dibutuhkan untuk memasarkannya, yang juga memerlukan dukungan sumberdaya manusia, investasi, waktu, dan kerja kreatif.
Banyak penelitian-penelitian bioteknologi pertanian yang sejak awal memiliki defisiensi, misalnya penelitian yang sudah ada sebelumnya untuk menangani masalah yang sama dan penelitian baru ini tidak memiliki keunggulan ekonomis dan teknis dibandingkan yang telah ada di pasar, atau ada produk baru yang lebih baik muncul setelah invensi bioteknologi sebelumnya dan invensi sebelumnya akan menjadi tidak berharga sebelum
sempat dikomersialisasikan.
Riset pengembangan merupakan tahapan yang sangat penting sebelum sebuah hasil penelitian bioteknologi dapat menjadi sebuah produk atau proses. Walaupun banyak tahapan yang dapat ditempuh, pengalaman penulis menunjukkan bahwa riset pengembangan menentukan keyakinan pihak investor dalam mengkomersialisasikan teknologi yang dihasilkan.
Tahapan umumnya adalah seperti yang digambarkan pada yang lebih rumit lagi sebelum dapat dikomersialkan secara luas (Carpenter & Gianessi. 2001).
Faktor lain yang penting adalah menyangkut kebijakan keuangan, pajak, dan yang terkait lainnya. Manfaat yang besar dapat diperoleh dari penerapan produk bioteknologi baru, namun komersialisasi invensi bioteknolgi itu sendiri mengandung risiko yang tinggi. Sangat sering sebuah produk baru atau proses digantikan oleh yang lebih baru dan lebih efisien dalam tempo yang singkat sebelum investornya mampu memperoleh kembali investasinya.
Tanpa adanya preferensi kebijakan keuangan, pajak, dan yang terkait lainnya, investor akan enggan untuk menanamkan modalnya pada komersialisasi invensi yang berisiko.
Di samping aspek produk tersebut di atas, pengenalan terhadap segmen pasar adalah sangat penting artinya agar invensi yang diciptakan mampu secara potensial memiliki pasar utama ( captive market ). Untuk itu diperlukan strategi mengamankan pasar produk melalui keterkaitan yang erat antara produsen dan konsumen. Salah satunya adalah bahwa produsen adalah sekaligus bertindak sebagai konsumen utama.
Untuk memenuhi kebutuhan manusia tersebut maka berkembanglah suatu kemajuan teknologi baru yang memberikan kesempatan kepada manusia untuk menjadi arsitek kehidupan yaitu BIOTEKNOLOGI. Bioteknologi berasal dari kata “bio” dan “teknologi”
yang dapat diartikan sebagai penggunaan organisme atau sistem hidup untuk memecahkan
suatu masalah atau untuk menghasilkan produk yang berguna.
I. Kelompok-Kelompok Teknologi Botani
Bioteknologi terdiri dari 2 kelompok teknologi utama. Kelompok pertama adalah rekayasa genetika (genetic engineering). Teknologi ini melakukan semacam proses gunting tempel bagian-bagian tubuh makhluk hidup, termasuk gen untuk menciptakan makhluk yang unggul.
Kelompok kedua adalah kultur jaringan (tissue culture), penanaman sel-sel yang telah diisolasi dari jaringan atau potongan kecil jaringan secara in vitro dalam medium biakan. Kebutuhan yang sangat vital dan harus selalu dicari solusinya adalah masalah pangan. Untuk pemenuhan kebutuhan akan pangan tersebut, ternyata perkembangan teknologi lebih banyak berperan.
Yang menarik, bioteknologi lebih banyak mengarah kepada peningkatan mutu (kualitatif) dibanding kearah kuantitatif. Manfaat lain dari kemajuan teknologi bagi manusia adalah membuat terobosan baru untuk menemukan teknologi pencegahan, penyembuhan serta pelacaklan penyakit maupun kelainan fisik yang sebelumnya mustahil dilakukan manusia.
Ternyata hasil bioteknologi menunjukan bahwa, bioteknologi bukanlah senjata pamungkas yang bisa mengatasi segala masalah kesehatan, bahkan menimbulkan masalah baru.
Secara garis besar kegiatan bioteknologi pangan dapat didaftar sebagai berikut:
1. Teknologi sel mikroba, untuk produksi pangan terfermentasi dan aditif pangan.
2. Aplikasi enzim baik untuk persiapan bahan maupun pengolahan pangan.
3. Kultur sel atau jaringan tanaman dan tanamn transgenik.
4. Kultur sel hewan dan hewan transgenik.
5. Rekayasa protein.
1. Teknologi Sel Mikroba
Jauh beberapa abad yang silam, teknologi sel mikroba tanpa disadari sudah diaplikasikan orang dibidang pangan, barangkali lebih didorong oleh tujuan pengawetan pangan yang menghasilkan berbagi jenis pangan terfermentasi seperti dadih, miso, tauco, tape dan sebagainya.
Barangkali teknologi mikrobial tertua untuk menghasilkan bahan kimia (sekaligus bahan pangan) adalah produksi etanol oleh khamir dan proses lanjutannya untuk mengahasilkan cuka (asam asetat) oleh bakteri. Pada awal PD II ditemukan teknologi produksi gliserol oleh khamir yang diransang oleh kebutuhan untuk memproduksi dinamit.
Berbagai macam asam dan enzim sudah dapat dihasilkan dengan bantuan mikroba ini. Bahkan sederetan bahan kimia lain yang telah dapat diproduksi secara mikrobial. Intinya, mikroba sudah terbukti merupakan
agen biologis yang sangat potensial untuk mengahsilkan berbegai jenis zat kimia. Banyak diantaranya merupakan bahan aditif pangan.
Teknologi produksi aditif pangan secara mikrobial dilandasi oleh teknik manipulasi metabolisme agar zat yang dikehendaki terakumulasi dan dikeluarkan dari dalam sel. Teknik manipulasi metabolisme ini diperoleh dari mutasi konvensional seperti radiasi dengan sinar X, UV. Gamma dan penggunaan mutagen kimia, maupun mutasi modern melalui rekayasa genetik. Aplikasi Enzim untuk persiapan Bahan maupun Pengolahan Pangan
Yang paling tua dari teknologi ini adalah proses pembuatan keju.
Kini teknologi aplikasi enzim untuk persiapan maupun pengolahan pangan sangat luas. Aplikasi yang tergolong kelompok pertama misalnya pembuatan sirup glukosa dari pati-patian yang melibatkan enzim-enzim á dan â amylase, amiloglukosidase dan pullulanase, konversi glukosa ke fruktosa oleh glukosaisomerase, penggunaan
pektinase untuk membantu ekstraksi pati dari bahan asalnya, modifikasi pati untuk mengubah sifat fungsionalnya dan sebagainya.
Pada kelompok kedua selain contoh klasik pembuatan keju adalah misalnya penggunaan lipase untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant, mentega, coklat tiruan, protease untuk membantu pengempukan daging, mencegah kekeruhan bir, naringinase untuk menghilangkan rasa pahit pada juice jeruk, glukosa oksidase
untuk mencegah reaksi pencoklatan pada produk tepung telur dan lain-lain.
2. Sel atau Jaringan tanaman dan Tanaman Transgenik
Sel tanaman mempunyai kemampuan yang disebut “totipotency”, yaitu kemampuan tumbuh dan berkembang biak untuk menjadi tanaman lengkap pada medium yang memenuhi syarat. Dapat pula sel tersebut tumbuh tanpa mengalami deferensiasi. Hal ini tertgantung pada kadar hormone pertumbuhan yang diberikan.
Dengan kenyataan ini maka kemungkinan pemberdayaan sel atau jaringan tanaman untuk maksud-maksud berikut:
1. Produksi zat kimia atau aditif pangan
2. Menumbuhkan tanaman (dengan produk bahan pangan) bersifat tinggi.
3. Menumbuhkan tanaman dengan produktifitas bahan pangan tinggi.
Sifat variasi somaklonal dari sejumlah populasi sel tanaman yang tumbuh dapat digunakan untuk menseleksi sel tanaman yang unggul untuk memproduksi metabolit tertentu. Produk-produk aditif yang dapat diharapkan dari sel tanaman antara lain:
1. Zat warna pangan (antosianin, betasinin, saffron)
2. Flavor (strawberry, anggur, vanilla, asparagus)
3. Minyak atsiri (mint, ros, lemon bawang)
4. Pemanis (steviosida, monelin)
Untuk semua tujuan aplikasi sel tanaman, aplikasi teknik-teknik pemindahan gen seringkali diperlukan. Ini mencakup teknik-teknik hibridisasi somatik, breeding sitoplasmik, mikroinjeksi gen, teknik transwitch, transfer gen dengan perantaraan vektor.
Manipulasi tanaman dengan produk tanaman pangan bersifat khusus contohcontohnya adalah:
1. Tanaman tahan terhadap herbisida
2. Tanaman yang menghasilkan insektisida
3. Tanaman yang tahan terhadap kondisi tertentu
4. Kacang tanah yang asin rasanya tanpa diberi bahan tambahan
Tanaman dengan produktifitas pangan tinggi dapat terdiri dari 2 bentuk: (i) tanaman dengan rasio biomassa dapat meningkat, misalnya ukuran tanaman diperkecil tapi buah diperbesar, (ii) tanaman dengan umur panen yang singkat sehingga menambah frekuensi panen dalam satu tahun seperti yang sudah diperoleh
pada padi.
Tanaman transgenik adalah khususnya tanaman yang mempunyai gen hasil alihan dari mikroorganisme lain (walaupun definisi ini adalah yang berarti asal menerima gen dari luar tanaman itu sendiri, jadi termasuk yang berasal dari tanaman juga). Contoh tanaman dengan definisi pertama adalah tanaman yang mengandung gen racun serangga dari Bacillus thuringiensis (gen Bt). Tanaman kentang tahan terhadap herbisisda biolaphos, tanaman kapas tahan terhadap herbisisda glyphosate.
4. Kultur sel Hewan dan Hewan Transgenik
Kultur sel hewan adalah sisitem menumbuhkan sel manusia maupun hewan untuk tujuan memproduksi metabolit tertentu. Pada saat sekarang aplikasi dari sistem ini banyak digunakan untuk menghasilkan untuk menghasilkan produkproduk farmasi dan kit diagnostik dengan kebanyakan jenis produk berupa molekul
protein kompleks.
Hal yang paling mendorong kearah aplikasi ini adalah karena biaya operasionalnya yang tinggi, terutama medium. Selain itu system metabolisme sel hewan tidak “seramai” pada system metabolisme sel tanaman. Sekalipun demikian ada aplikasi yang berhubungan tidak langsung dengan masalah pangan, misalnya: penetapan jenis kelamin dari embrio yang akan ditanam, penentuan masa ovulasi dari sapid an fertilisasi in vitro untuk hewan.
Adapun contoh-contoh produk yang biasa dihasilkan oleh sel hewan misalnya: interferon, tissue plasminogen activator, erythroprotein, hepatitis B surface antigen. Hewan transgenic adalah hewan yang menerima gen pindahan dari organisme lain (atau hewan yang sama) untuk tujuan-tujuan yang tentunya dianggap menguntungkan bagi manusia.
Ada jenis hewan transgenik yang dianggap sebagai system produksi yang lebih baik bagi beberapa protein yang biasanya diproduksi oleh sisitem sel hewan, salah satu contohnya adalah produksi t-PA oleh tikus yang depresi pada susu. Dunia perikanan pun tak ketinggalan dengan mengklon gen beku pada ikan salmon agar tahan dingin sehingga menunda masa bertelur dan sebagai gantinya meningkatkan bobot badannya.
5. Rekayasa Protein
Aplikasi rekayasa protein dalam bidang pangan melibatkan dua hal: (i) enzim melalui modifikasi molekul protein dan (ii) modifikasi protein pangan untuk mengubah sifat fungsionalnya. Dalam hal tujuan pertama sasarannya stabilitas enzim pada kondisi-kondisi khusus. Sasaran tujuan kedua misalnya memperbaiki
sifat elastisitas, kemampuan membentuk emulsi atau kemampuan menstabilkan tekstur.
Contoh nyata dalam teknologi enzim misalnya perbaikan kestabilan termal dari enzim glukosa isomerase. Gukosa isomerase dari Actinomycetes missouriensis mengalami penggantian arginin oleh lisan pada posisi 253 (K253Rl) menghasilkan jembatan garam yang lebih kuat antar permukaan dimmer sehingga menjadi lebih
tahan panas lebih rendah (sekitar 5.8).
Dalam hal modifikasi sifat-sifat fungsional belum ada contoh nyata yang menerangkan hubungan struktur molekul dan fungsi, ditambah lagi dengan hal-hal lain seperti interaksi yang komplek antar molekul
protein dengan makromolekul dan mikromolekul. Pemikiran awal terfokus pada pembentukan hambatan disulfida.
J. Masalah-Masalah Sosio-Kultural Bioteknologi Pangan
Dari uaraian di atas secara umum terlihat manfaat bioteknologi dalam bidang pangan. Akan tetapi karena kebanyakan aktivitas dapat dikatakan “mengubah alam” dan timbul kekhawatiran penyimpangan yang terlalu jauh dari kondisi alamiah. Masalah-masalah lingkungan yang dikhawatirkan mungkin pula terpau masalah
keamanan (lahir batin) dari pangan, serta masalah hak kepemilikan intelektual yang berdampak ekonomi.
Dalam masalah ghubungannya denga lingkungan evaluasi tanaman yang dimodifikasi secara bioteknologi, bukan diliahat dari caranya diperoleh tetapi dari faktor-faktor pengamatan tertentu. Hasil pemikiran peserta lokakarya (20 Ilmuwan) yang diselenggarakan di IRRI Los Banos mengajukan usul 5 parameter pengamatan
untuk menentukan tingkat resiko terhadap lingkungan.
Kelima parameter itu adalah (1) Kemampuannya membentuk koloni (2) Hubungannya dengan lingkungan (3) pengaruhnya terhadap manusia (4) potensinya untuk mengalami perubahan genetic (5) resiko pengelolaannya.
Bahan pangan yang sudah dikategorikan GRASS (General Recognized as Save) dapat berubah statusnya bila telah mengalami perlakuan bioteknologi. Negara-negara Eropah sepakat bahwa bahan panmgan atau produk pangan hasil bioteknologi harus dilabel dengan fakta tersebut.
Di Asia, pertaturan ini diikuti oleh Jepang. Masalah-masalah yang sekarang muncul pada masyarakat mengenai bioteknologi antara lain: Munculnya hama/penyakit biotipe baru dan Produk bioteknologi akan merusak keragaman dan keseimbangan hayati.
Dalam laporan UCS (Union of Concerned Scientists) membeberkan fakta komersial tanaman transgenik luas ternyata berdampak ekologi yang sangat serius, terutama dinegara-negara berkembang yang sebagian besar merupakan tempat pemusatan keanekaragaman hayati paling besar.
Karena tanaman transgenic merupakan hasil rekayasa pemisahan gen, maka tanaman ini mengandung materi genetic dari satu atau lebih organisme lain, misalnya gen dari bakteri, virus, hewan dan tumbuhan lain. Dalam berbagai peristiwa, gen-gen baru tanaman transgenik dapat berpindah ke tanaman liar di alam melalui benang sari. Keadaan ini akan serius pengaruhnya bagi tanaman liar di sekitar tanaman transgenik itu.
K. Manfaat Bioteknologi
Di era globalisasi, kebutuhan manusia semakin meningkat. Meningkatnya kebutuhan itu haruslah diikuti dengan peningkatan alat pemenuhan kebutuhan. Kebutuhan manusia yang beraneka ragam mulai dari kebutuhan dalam bidang makanan, sandang, papan, pertanian, peternakan, hingga kesehatan dan pengobatan, menuntut adanya alat pemenuhan kebutuhan yang memadai.
Dengan kata lain, kebutuhan manusia yang semakin kompleks tersebut menuntut sumber daya alam yang memadai, misalnya hutan, bahan bakar, dan potensi laut. Jika hal itu tidak dipenuhi akan mengakibatkan ketidakseimbangan kehidupan manusia karena adanya kesenjangan antara kebutuhan dengan ketersediaan alat pemenuhannya.
Manusia dengan otaknya dituntut untuk memikirkan berbagai alternatif yang harus ditempuh untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Oleh karenanya, diperlukan suatu teknologi yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. \
Dalam hal ini, terlihat bahwa bioteknologi yang produknya mencakup berbagai aspek kebutuhan manusia yang cocok dan sangat relevan untuk diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Dengan demikian,
mempelajari dan memahami apa itu bioteknologi merupakan suatu keharusan yang tidak dapat ditunda.
Bioteknologi merupakan pemanfaatan berbagai prinsip ilmiah dan rekayasa terhadap organisme, sistem, atau proses biologis untuk menghasilkan atau meningkatkan potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia.
Bioteknologi yang demikian, sebenarnya sudah dipraktikkan oleh nenek moyang manusia sejak berabad-abad yang lalu, yaitu melalui bioteknologi tradisional. Pada awalnya, bioteknologi tradisional ini memang sudah
dikenal dan dilakukan oleh masyarakat tradisional, akan tetapi tanpa sebutan bioteknologi. Bioteknologi tradisional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroba, proses biokimia, dan proses genetik yang terjadi secara alami.
Produk dari bioteknologi tradisional tersebut antara lain: tempe, oncom, yoghurt, dan keju. Bioteknologi tradisional ini terus mengalami perkembangan hingga ditemukannya struktur ADN yang diikuti dengan penemuan lainnya. Dengan ditemukannya struktur ADN dan berkembangnya ilmu pengetahuan tentang ADN, muncullah istilah bioteknologi modern.
Aplikasi bioteknologi, baik tradisional maupun modern, meliputi berbagai macam aspek kehidupan manusia, mulai dari bidang pertanian dan peternakan hingga kesehatan dan pengobatan. Beberapa contoh bioteknologi dalam bidang (1) pangan, misalnya tempe, oncom, dan tomat hasil manipulasi genetic; (2) pertanian, misalnya
hidroponik dan tanaman jagung transgenic; (3) peternakan, misalnya domba ankon (berkaki pendek dan bengkok) hasil mutasi alami dan ternak unggul hasil manipulasi genetic; (4) kesehatan dan pengobatan, misalnya vaksin dan hormon somatotropin yang dihasilkan oleh E-coli.
Melihat berbagai macam produk dan jasa yang dihasilkan, agaknya tidak salah kalau sementara dapat disimpulkan bahwa bioteknologi memegang peranan penting dalam memenuhi kehidupan dan kebutuhan manusia. Mulai dari kebutuhan mendasar, yaitu makanan dan minuman hingga kesehatan, hampir semuanya terpenuhi oleh produk dan jasa dari bioteknologi.
Dengan demikian, bioteknologi memberikan manfaat yang begitu besar bagi kehidupan manusia. Akan tetapi, sebuah sunnatullah juga tidak dapat dipungkiri bahwa segala sesuatu saling silih berganti, kelebihan dan
kekurangan, manfaat dan ancaman, keduanya merupakan sebuah keniscayaan karena pada dasarnya tidak ada sesuatu yang sempurna di muka bumi ini. Bioteknologi dengan berbagai produk dan jasa yang dihasilkan, tidak hanya mendatangkan dampak positif, tetapi juga dampak negatif.
Untuk itu, tugas kita adalah mencari cara bagaimana mengatasi dampak negatif tersebut. Sebenarnya, dampak negatif yang ditimbulkan dari bioteknologi tergantung dari apa produk dan jasa yang dihasilkan dari bioteknologi itu. Beberapa contoh dampak negatif dari bioteknologi, misalnya alergi, dan hilangnya plasma nutfah/keanekaragaman makhluk hidup.
Untuk mencegah terjadinya alergi itu dapat dilakukan dengan pengujian suatu produk bioteknologi dalam jangka waktu yang lama untuk memastikan ada tidaknya efek negatif tersebut terhadap konsumen. Sedangkan plasma nutfah dapat musnah akibat budidaya hewan atau tumbuhan yang unggul saja. Kepunahan plasma nutfah dapat diatasi dengan melakukan pemeliharaan berbagai jenis hewan dan tumbuhan di suatu
tempat konservasi tertentu.
Bioteknologi dalam Industri
1. Asam sitrat
- Mikroba : Aspergillus niger,: tetes gula dan sirup
Fs. Asam Sitrat : pemberi citarasa, pengemulsi susu, dan antioksidan. Umumnya asam ini banyak terdapat pada jeruk
2. Protease
- Digunakan antara lain dalam produksi roti, bir
- Protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dan campuran deterjen untuk menghilangkan noda protein .
2. Mikroba: Aspergillus oryzae dan .Bacillus subtilis
3. Amilase : digunakan dalam produksi sirup, kanji, glukosa.
Glukosa isomerase : mengubah amilum menjadi fruktosa.
Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan sukrosa.
4. Mikroba:Aspergillus niger..Aspergillus oryzae...Bacillus subtilis
