Contoh Bioteknologi di Bidang Industri Organik

Tidak hanya diterapkan dalam industri makanan, bioteknologi juga diterapkan dalam produksi bahan organik yang berguna bagi tubuh. Beberapa jenis bahan organik yang telah diproduksi dengan menggunakan bioteknologi antaralain asam amino, enzim, vitamin, dan asam organik. Asam amino, enzim, dan vitamin merupakan senyawa yang sangat diperlukan oleh tubuh. Kebutuhan akan asam amino, enzim, dan vitamin pada umumnya diperoleh dari makanan yang dikonsumsi. Melalui bioteknologi, asam amino, vitamin, dan enzim dapat diperoleh dengan bantuan mikroorganisme. Beberapa jenis mikroorganisme diketahui dapat menghasilkan asam amino, enzim, dan vitamin tertentu yang sangat dibutuhkan oleh manusia. Ketiga senyawa tersebut dapat diperoleh melalui proses kultur dan pemeliharaan mikroorganisme tertentu untuk kemudian diesktrak agar menghasilkan asam amino, enzim, dan vitamin. Pada kesempatan ini, si Jeger akan memaparkan beberapa produksi bahan organik yang memanfaatkan bioteknologi.

#1 Produksi Asam Amino

Asam amino adalah senyawa organik yang mengandung gugus amino dan gugus fungsional karboksil. Asam amino esensial dibutuhkan oleh tubuh untuk bertahan hidup. Asam amino esensial adalah jenis asama amino yang dibutuhkan oleh tubuh, namun tubuh tidak dapat memproduksinya sendiri sehingga diperlukan makanan yang mengandung asam amino esensial untuk mencukupinya.

Defisiensi asam amino dapat menyebabkan terganggunya fungsi tubuh. Jika kebutuhan akan asam amino tidak tercukupi, maka fungsi tubuh mulai dari fungsi transportasi hingga fungsi enzimatis akan mengalami penurunan atau gangguan. Pentingnya asam amino bagi tubuh menjadi salah satu sasaran penerapan bioteknologi.

Pemanfaatan bioteknologi untuk menghasilkan asam amino sebenarnya sudah diterapkan sejak lama dan terus dikembangkan seiring dengan kemajuan bioteknologi. Salah satu kelebihan produksi asam amino menggunakan bioteknologi adalah cenderung lebih mudah dan ekonomis dibanding produksi asam amino secara kimia.

Beberapa jenis mikroorganisme diketahui dapat menghasilkan asam amino sehingga dapat dimanfaatkan dalam produksi asam amino secara mikrobiologis. Mikroorganisme yang telah diamnfaatkan dalam produksi asam amino antara lain Microbacterium, Brevibcaterium, Corynebacterium, dan Arthobacter.

Brevibacterium sp dimanfaatkan dalam produksi asam amino glutamat, Micrococcus glutamicus dimanfaatkan untuk produksi asam amino lisin, dan Corynebacterium glutamicum digunakan dalam produski asam amino treonin dan lisin.

#2 Produksi Asam Organik

Selain dimanfaatkan untuk menghasilkan asam amino, bioteknologi juga diterapkan untuk menghasilkan asam organik lainnya seperti asam sitrat dengan memanfaatkan mikroorganisme seperti Aspergillus niger dan Aspergillus wentii. Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus.

Asam sitrat sering dimanfaatkan sebagai bahan pengawet dan penambah rasa masam pada makanan atau minuman ringan. Selain itu, asam sitrat juga digunakan untuk menyesuaikan pH dalam industri kosmetik dan obat-obatan. 

#3 Produksi Vitamin

Vitamin adalah senyawa organik yang terkandung dalam berbagai makanan seperti sayur, buah, kacang-kacangan, susu, ikan, telur, daging, dan sebagainya. Vitamin diperlukan oleh tubuh untuk mengatur dan memperlancar metabolisme tubuh.

Salah satu produk vitamin hasil bioteknologi adalah vitamin B12 atau sianokobalamin. Vitamin B12 biasanya diperoleh dari daging unggas, ikan, susu, telur, keju, udang, kerang, dan sebagainya. Vitamin ini berperan penting dalam pertumbuhan jaringan dan pembentukan sel-sel darah merah.

Beberapa jenis mikroorganisme yang telah dimanfaatkan untuk menghasilkan vitamin B12 antara lain Pseudomonas sp, Propionibacterium sp, Streptomyces griceus, Streptomyces oliveus, dan Propionibacterium freudenreichii.

Selain kobalamin, bioteknologi juga telah berhasil dipterapkan untuk memproduksi vitamin B2 atau riboflavin dengan memanfaatkan bakteri Ashbya gossypii atau Eremothecium ashbyii. Riboflavin berperan penting dalam reaksi biologis tubuh dan pemindahan rangsangan sinar ke saraf mata serta memelihara jaringan kulit di sekitar mulut.

#4 Produksi  Enzim

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai biokatalisator, yaitu senyawa yang berfungsi mempercepat reaksi yang terjadi di dalam sel makhluk hidup. Enzim akan terlibat dalam reaksi kimia tetapi tidak mempengaruhi hasil akhir hanya mempercepat laju reaksi saja.

Karena fungsinya sebagai biokatalisator, enzim sangat dibutuhkan untuk menunjang aktivitas metabolisme dalam tubuh. Kekurangan enzim tertentu akan menyebabkan gangguan metabolisme yang berdampak pada timbulnya beberapa penyakit yang berhubungan dengan metabolisme tubuh.

Seiring dengan meningkatnya kebutuhan enzim dalam berbagai industri, maka produksi enzim menggunakan bioteknologi menjadi salah satu solusi untuk mengatasi hal tersebut. Sebagian besar enzim dihasilkan oleh mikroorganisme melalui proses fermentasi.

Beberapa jenis mikroorganisme yang telah dimanfaatkan dalam produksi enzim antaralain kapanga Aspergillus, bakteri Bacillus, Streptomyces sp, Mucor miechi, Saccharomyces, Trichoderma, dan sebagainya.

Mikroorganisme	Enzim dan Fungsinya
Trichoderma viridae	Selulose : untuk pengolahan sayur dan buah-buahan
Saccharomyces sp	Laktase : untuk pengolahan susu
Aspergilus oryzae	Amilase : untuk pembuatan sirop glukosa dari amilum
Aspergillus sp	Lipase : untuk pengolahan mentega
Bacillus subtilis	Glukanase : untuk pembuatan minuman
Lactobacillum plantarum	Laktase : untuk pembuatan asinan kubis
Mucor miehei	Protease asam : untuk produksi keju
Aspergilus niger	Pektinase : untuk penjernihan asari buah
Mucor sp	Lipase : untuk pengolahan lemak
Lactobaccilus vulgaris	Laktase : untuk industri olahan susu