Penggunaan Teknik Particle Bombardment Dalam Teknologi Rekayasa Genetika Pada Tanaman Transgenik Jagung Bt (Bacillus thuringiensis)

Penggunaan Teknik Particle Bombardment  Dalam Teknologi Rekayasa Genetika Pada Tanaman Transgenik Jagung Bt (Bacillus thuringiensis)

Use of Technical Particle bombardment In Genetic Engineering Technology In Plant Transgenic Bt Corn (Bacillus thuringiensis)

Bakhtiar Dwi P (09330110), Dr. H. Moch. Agus Krisno B, M.Kes.

Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Muhammadiyah Malang

Abstract

Efforts to increase maize production can be done through various means, including through genetic improvement of plants. Genetic improvement of maize aims to overcome the constraints of plant growth, especially environmental biotic and abiotic stress. Genetic improvement of maize can be done conventionally or through genetic engineering (genetic engeenering), generally used method of shooting particles (particle bombardment), because this method the results obtained fertile transgenic maize by simpler methods (particle bombardment / gun method of DNA in corn plant cells or tissues).

In improving the quality of Bt corn yields (Bacillus thuringiensis), the Indonesian government to disseminate to the public especially the farmers know the importance of Indonesia to planting corn with a particle bombardment method (Gun method), thus producing quality corn that is resistant to pests.

Keywords: shooting particles, Genetic Engineering, Bt Corn.

Abstrak

Upaya peningkatan produksi jagung dapat dilakukan melalui berbagai cara, antara lain melalui perbaikan genetik tanaman. Perbaikan genetik jagung bertujuan untuk mengatasi kendala pertumbuhan tanaman, terutama cekaman lingkungan biotik dan abiotik. Perbaikan genetik jagung dapat dilakukan secara konvensional maupun melalui rekayasa genetika (genetic engeenering), pada umumnya digunakan metode Penembakan partikel (Particle bombardment), karena metode ini hasil yang didapatkan yaitu jagung transgenik fertile dengan metode yang lebih sederhana (penembakan partikel/ gun method DNA dalam sel atau jaringan tanaman jagung).

Dalam meningkatkan mutu hasil panen jagung Bt (Bacillus thuringiensis), pemerintah Indonesia melakukan sosialisasi kepada masyarakat khususnya petani Indonesia untuk mengetahui pentingnya penanaman jagung dengan metode penembakan partikel (Gun method), sehingga menghasilkan kualitas jagung yang resisten terhadap hama.

Kata Kunci: Penembakan partikel, Rekayasa genetika, Jagung Bt.

PENDAHULAN

Pada umumnya jagung dibudidayakan untuk digunakan sebagai pangan, pakan, bahan baku industri farmasi, makanan ringan, susu jagung, minyak jagung, dan sebagainya. Di Negara maju, jagung banyak digunakan untuk pati sebagai bahan pemanis, sirop, dan produk fermentasi, termasuk alkohol. Di Amerika, jagung banyak digunakan untuk bahan baku pakan (Sitepe M, 2001).

Di Indonesia jagung merupakan bahan pangan kedua setelah padi. Selain itu, jagung juga digunakan sebagai bahan baku industri pakan dan industri lainnya. Hal ini mengakibatkan kebutuhan jagung di dalam negeri terus meningkat dari tahun ke tahun. Untuk memenuhi kebutuhan jagung harus dilakukan impor, terutama dari Amerika. Diperkirakan kebutuhan jagung dalam negeri sampai tahun 2012 akan terus meningkat sehubungan dengan bertambahnya jumlah penduduk dan berkembangnya industri pangan dan pakan. Oleh karena itu, produksi jagung dalam negeri perlu ditingkatkan sehingga volume impor dapat dikurangi dan bahkan ditiadakan.

Upaya peningkatan produksi jagung dapat dilakukan melalui berbagai cara, antara lain melalui perbaikan genetik tanaman. Perbaikan genetik jagung bertujuan untuk mengatasi kendala pertumbuhan tanaman, terutama cekaman lingkungan biotik dan abiotik. Perbaikan genetik jagung dapat dilakukan secara konvensional maupun melalui rekayasa genetik (genetic engeenering). Dalam rekayasa genetik jagung, sifat unggul tidak hanya didapatkan dari tanaman jagung itu sendiri, tetapi juga dari spesies lain sehingga dapat dihasilkan tanaman transgenik. Jagung Bt merupakan tanaman transgenik yang mempunyai ketahanan terhadap hama, di mana sifat ketahanan tersebut diperoleh dari bakteri Bacillus thuringiensis (Herma,M. 2004). Oleh karena itu, perlu adanya kajian materi genetika molekuler dan bioteknologi yang mendalam agar memudahkan dalam objek studi sendiri.

PEMBAHASAN

Pengertian dan Ruang Lingkup Gen Bt

Bacillus thuringiensis ditemukan pertama kali pada tahun 1911 sebagai patogen pada ngengat (flour moth) dari Provinsi Thuringia, Jerman. Bakteri ini digunakan sebagai produk insektisida komersial pertama kali pada tahun 1938 di Perancis dan kemudian di Amerika Serikat (1950). Pada tahun 1960-an, produk tersebut telah digantikan dengan galur bakteri yang lebih patogen dan efektif melawan berbagai jenis insekta. Pada lingkungan dengan kondisi yang baik dan nutrisi yang cukup, spora bakteri ini dapat terus hidup dan melanjutkan pertumbuhan vegetatifnya. Bacillus thuringiensis dapat ditemukan pada berbagai jenis tanaman, termasuk sayuran, kapas, tembakau, dan tanaman hutan.

Bacillus thuringiensis (Bt) adalah bakteri gram positif yang berbentuk batang, aerobik dan membentuk spora. Banyak strain dari bakteri ini yang menghasilkan protein yang beracun bagi serangga. Sejak diketahui potensi dari protein Kristal atau cry Bt sebagai agen pengendali serangga, berbagai isolasi Bt mengandung berbagai jenis protein kristal. Dan sampai saat ini telah diidentifikasi protein kristal yang beracun terhadap larva dari berbagai ordo serangga yang menjadi hama pada tanaman pangan dan hortikultura. Kebanyakan dari protein kristal tersebut lebih ramah lingkungan karena mempunyai target yang spesifik yaitu tidak mematikan serangga dan mudah terurai sehingga tidak menumpuk dan mencemari lingkungan (Agus Krisno,, 2011). Oleh karena itu Bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) banyak digunakan sebagai alternatif tanaman yang resisten terhadap hama.

Pendekatan Biologi Molekuler dalam  Objek Studi Produksi Pangan

Pemuliaan tanaman konvensional menggunakan hasil observasi fenotipe, kadang-kadang di dukung oleh statistika yang rumit dalam menyeleksi individu unggul dalam populasi pemuliaan. Oleh karena itu pemuliaan tanaman di masa mendatang akan lebih mengarah kepada penggunaan tehnik dan metodologi pemuliaan molekuler dengan menggunakan penanda genetik. Dengan penggunaan “pemuliaan molekuler” yang menjanjikan kesederhanaan terhadap kendala dan tantangan tersebut. Seleksi tidak langsung dengan menggunakan penanda molekuler yang terikat dengan sifat-sifat yang diinginkan telah memungkinkan studi individu pada tahap pertumbuhan dini, mengurangi permasalahan yang berkaitan dengan seleksi sifat-sifat ganda dan ketidaktepatan pengukuran akibat ekspresi sifat disebabkan oleh faktor eksterrnal lokus genetik ganda. Usaha yang dilakukan untuk menanggulangi krisis pangan di Indonesia dengan pendekatan biologi molekuler, antara lain dengan merakit tanaman yang resisten terhadap serangga hama dan penyakit, serta toleran terhadap cekaman lingkungan (salin, kekeringan, dan keracunan A1).

Dengan dihasilkannya rekayasa genetika melalui metode transfer gen secara langsung, memungkinkan DNA yang melapisi partikel secara langsung ke dalam sel atau jaringan tanaman (Adiwilaga, K. 1998). Rekayasa genetika dalam bidang tanaman dilakukan dengan penembakan partikel pada tanaman jagung oleh dan berhasil didaparkan tanaman transgenik yang fertil.

Teknik Pembuatan Jagung Bt

Jagung Bt merupakan tanaman transgenik yang mempunyai ketahanan terhadap hama, di mana sifat ketahanan tersebut diperoleh dari bakteri Bacillus thuringiensis (Herman, M. 2002). Salah satu hambatan yang paling besar dalam upaya peningkatan produksi jagung adalah serangan organisme pengganggu tanaman. Seperti hama dan penyakit tanaman. Serangan pada tanaman jagung selain menurukan produksi juga mengurangi pendapatan petani dan adanya residu pestisida dalam jumlah besar yang menyebabkan polusi lingkungan.

Penggunaan teknologi rekayasa genetik pada tanaman jagung berkembang pesat setelah pertama kali Gordonn-Kamm et al. (1990) berhasil mendapatkan tanaman jagung transgenik yang fertil. Hal ini merupakan terobosan dalam pengembangan dan pemanfaatan plasma nutfah dalam penelitian di bidang biologi tanaman jagung. Teknologi rekayasa genetik merupakan teknologi transfer gen dari satu spesies ke spesies lain, di mana gen interes berupa suatu fragmen DNA (donor gen) ditransformasikan ke dalam sel atau tanaman inang (akspetor gen) untuk menghasilkan tanaman transgenik yang mempunyai sifat baru. Terdapat tiga metode dalam pemanfaatan teknologi transfer gen, yaitu:

a. Elektroporasi (electroporation)

Metode ini menggunakan protoplas sebagai inang. Dengan bantuan Polyetilen glikol (PEG), DNA interes terpresipitasi dengan mudah dan kontak dengan protoplas. Setelah dilakukan elektroforasi dengan voltase yang tinggi permeabilitas protoplas menjadi lebih tinggi, sehingga DNA melakukan penetrasi ke dalam protoplas. Metode elektroforasi telah diaplikasikan pada protoplas jagung (Fromm et al. 1985) dan berhasil mendapatkan tanaman jagung transgenik (Rhodes et al. 1988) tetapi tidak fertil.

b. Karbid silikon (silicon carbide)

            Karbid silikon yaitu teknologi transfer gen di mana suspensi sel tanaman inang dicampur dengan serat karbid silikon yang mengandung DNA plasmid dari gen interes, kemudian dimasukkan ke dalam tabung mikro dan dilakukan pemutaran dengan vortex. Serat silikon karbida berfungsi sebagai jarum injeksi mikro (micro injection) untuk memudahkan perpindahan DNA ke dalam sel tanaman. Metode ini telah digunakan dan menghasilkan tanaman jagung transgenik yang fertil (Herman, M., K. Kusumanegara, dan D. Damayanti. 2004).


Gambar 1. Transfer plasmid DNA ke dalam tanaman

c.  Penembakan partikel (Particle bombardment)

Penembakan partikel yaitu teknologi yang menggunakan metode penembakan partikel atau gen gun. DNA yang melapisi partikel ditembakkan secara langsung ke dalam sel atau jaringan tanaman (Klein et al.1988). Partikel yang mengandung DNA tersebut menembus dinding sel dan membran, kemudian DNA berdifusi dan menyebar di dalam sel secara independen. Metode transformasi dengan penembakan partikel pertama kali diaplikasikan pada jagung oleh Gordon Kamm et al. (1990) dan berhasil mendapatkan jagung transgenik yang fertil.

Berdasarkan beberapa metode yang telah disebutkan diatas, pada penulisan ini lebih menekankan dalam penggunaan metode Penembakan partikel (Particle bombardment), karena metode ini hasil yang didapatkan yaitu jagung transgenik fertile dengan metode yang lebih sederhana (penembakan partikel/ gun method DNA dalam sel atau jaringan tanaman jagung).

Gambar 2.Penembakan partikel pada tanaman

 

Gambar 3. Mekanisme pembuatan jagung Bt

Seperti yang dijelaskan dalam ayat Al-Quran dibawah ini :

Artinya :

“Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi. Dan Dia anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya” (Q.S Al Furqon : 2).

Oleh karena itu, segala sesuatu yang diciptakan Allah SWT memiliki sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup. Dimana dibumi ini terdapat keanekaragaman organisme mikro ataupun makro yang dapat menunjukkan karakteristiknya.

Aplikasi Tanaman Jagung Bt Dalam Pengembangan Produksi Pangan di Indonesia

Upaya peningkatan produksi jagung dapat dilakukan melalui berbagai cara, antara lain melalui perbaikan genetik tanaman. Perbaikan genetik jagung bertujuan untuk mengatasi kendala pertumbuhan tanaman, terutama cekaman lingkungan biotik dan abiotik.

Dalam rekayasa genetik jagung, sifat unggul tidak hanya didapatkan dari tanaman jagung itu sendiri, tetapi juga dari spesies lain sehingga dapat dihasilkan tanaman transgenik. Jagung Bt merupakan tanaman transgenik yang mempunyai ketahanan terhadap hama, di mana sifat ketahanan tersebut diperoleh dari bakteri Bacillus thuringiensis (Herman,M 2002).

Salah satu contoh negara yang telah memanfaatkan Jagung Bt, yaitu di bagian Iowa, Amerika Serikat, yang mempunyai 80% areal jagung Bt terjadi pengurangan penggunaan pestisida hingga 600 ton. Berdasarkan hasil analisis mikotoksin, jagung Bt mempunyai kandungan fumonisin 1,5 ppm, sedangkan jagung non-Bt mempunyai kadar yang lebih tinggi, mencapai 14,5 ppm (Sitepe M, 2001).

Di Indonesia, serangan hama jagung khususnya penggerek tongkol (H. armigera) atau CEW dan penggerek batang (O. furnacalis) atau ACB masih merupakan salah satu kendala dalam produksi tanaman jagung. Menurut hasil evaluasi Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan pada tahun 2002-2006 di 29 provinsi, kerusakan tanaman jagung akibat serangan organisme pengganggu tumbuhan hanya terjadi di tiga provinsi yang tidak terserang CEW dan ACB. Antara tahun 2002-2006, serangan CEW tertinggi di Indonesia terjadi pada tahun 2003, yaitu seluas 5224 ha. Dari 29 provinsi, serangan CEW tertinggi terjadi di Provinsi Lampung, yaitu 3462 ha. Pada tahun 2005, serangan CEW hanya 3149 ha, dengan serangan tertinggi masih di Provinsi Lampung, yaitu 704 ha. Pada tahun 2006, serangan CEW menurun menjadi 2141 ha, dengan serangan tertinggi tetap di Provinsi Lampung, yaitu 450 ha. Serangan ACB tertinggi juga dijumpai pada tahun 2003, yaitu 3714 ha, dengan luas serangan tertinggi pada pertanaman jagung di Provinsi Gorontalo, yaitu 1085 ha dan puso 10 ha. Pada tahun 2005, luas serangan ACB adalah 2953 ha dengan puso 10 ha. Serangan ACB tertinggi dijumpai di Provinsi Gorontalo, yaitu seluas 551 ha. Pada tahun 2006, luas serangan ACB menurun menjadi 2506 ha, dengan serangan tertinggi di Provinsi Sulawesi Utara seluas 568 ha (Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan, 2007).

Saat ini, jagung Bt belum ditanam di Indonesia. Pengalaman pertama penanaman komoditas pertanian yang mengandung gen Bt transgenik di Indonesia adalah penanaman kapas Bt oleh petani di Sulawesi Selatan pada musim tanam 2001-2002.

Tanaman transgenik, khususnya jagung Bt mempunyai prospek dan peluang untuk dimanfaatkan di Indonesia. Hal ini mengingat pengalaman di berbagai negara lain yang telah menanam jagung Bt dapat mendatangkan manfaat dan keuntungan bagi petani. Manfaat jagung Bt bagi petani tidak hanya berupa ketahanan terhadap serangga hama target dan menurunkan pemakaian insektisida, tetapi juga dapat menurunkan tingkat kontaminasi mikotoksin akibat serangan cendawan Fusarium (Adiwilaga, K. 1998).

Dalam mengimplementasikan kebutuhan pengkajian risiko tanaman transgenik tersebut, telah dikeluarkan. Surat Keputusan Bersama Menteri Pertanian, Menteri Kehutanan dan Perkebunan, Menteri Kesehatan, dan Menteri Negara Pangan dan Hortikultura No.998.1/Kpts/OT.210/9/99; 790.a/Kpts-IX/1999; 1145A/ MENKES/SKB/IX/199; 015A/Nmeneg PHOR/09/1999 tentang Keamanan Hayati dan Keamanan Pangan Produk Pertanian Hasil Rekayasa Genetik. Surat Keputusan Bersama tersebut telah diangkat menjadi Peraturan Pemerintah (PP) No. 21/2005 tentang Keamanan Hayati Produk Rekayasa Genetik.

          Jagung BT          Jagung NonBt       

Jagung Bt

n Bt

Sumber: Herman et al. (2004), Adiwilaga (1998).

Dalam meningkatkan mutu hasil panen jagung Bt, pemerintah Indonesia melakukan sosialisasi kepada masyarakat khususnya petani Indonesia untuk mengetahui pentingnya penanaman jagung dengan metode penembakan partikel (Gun method) sehingga menghasilkan kualitas jagung yang resisten terhadap hama. Selain menghasilkan kualitas jagung yang resisten terhadap hama, juga mengurangi biaya produksi dalam pembelian pestisida.

Seperti yang dijelaskan pada Surat Az- Zumar: 21 dibawah ini:


Artinya: ”Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah menurunkan air dari langit, maka diaturnya menjadi sumber-sumber air di bumi kemudian ditumbuhkan-Nya hancur berderai-derai. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi orang-orang yang mempunyai akal” (Q.S Az-Zumar: 21).

Berdasarkan surat diatas dapat diketahui bahwa Allah SWT menciptakan sesuatu yang Ia inginkan dan apapun di kehendaki. Makhluk-makhluk yang telah diciptakan dan Allah dapat menjadikannya bermakna dari masing masing penciptaan-Nya. Begitu juga dalam proses pemuliaan tanaman ini terjadilah makhluk mikroorganisme atau bakteri yang tidak kasat mata mampu mengubah hal yang tak bermanfaat menjadi bermanfaat.

Dampak Dalam Penggunaan Tanaman Transgenik

            Adapun kajian dari studi gen Bt antara lain, sebagai berikut :

Dampak positif dari penggunaan tanaman Transgenik

  1. Dapat menekan penggunaan pestisida, sehingga menurunkan biaya produksi.
  2. Ketahanan tanaman terhadap hama dan jamur toksin dari Fusarium penyebab pembusukan pada tongkol, dibandingkan dengan jagung non-Bt yang mengalami kerusakan berat.
  3. Hasil produksi menigkat sehingga akan mengatasi kelaparan.

Dampak negatif dari penggunaan tanaman Transgenik

  1. Dapat menimbulkan penyakit atau gangguan kesehatan pada konsumen akibat terjadinya kesalahan / human eror project.
  2. Menimbulkan gangguan pada keseimbangan ekosistem lingkungan yang terdapat tanaman transgenik.
  3. Terjadi persaingan harga tanaman jagung transgenik dan tanaman jagung biasa.

KESIMPULAN

Berdasarkan uraian isi pembahasan di atas, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1) Gen Bacillus thuringiensis (Bt) adalah bakteri gram positif yang berbentuk batang dan  menghasilkan protein yang beracun bagi serangga. 2) Penggunaan metode penembakan partikel pada tanaman jagung Bt merupakan teknik yang sederhana sehingga mudah diterapkan oleh masyarakat Indonesia khususnya para petani. 3)  Upaya peningkatkan mutu hasil panen jagung Bt, pemerintah Indonesia melakukan sosialisasi kepada masyarakat khususnya petani Indonesia untuk mengetahui pentingnya penanaman jagung dengan metode penembakan partikel (Gun method) sehingga menghasilkan kualitas jagung yang resisten terhadap hama. 4) Dampak positif penggunaan tanaman transgenik yaitu menekan penggunaan pestisida, dan ketahanan terhadap hama sehingga hasil produksi menigkat. Sedangkan dampak negatifnya yaitu menimbulkan gangguan kesehatan bagi konsumen, gangguan keseimbangan pada ekosistem, dan persaingan harga antara tanaman transgenik dan tanaman jagung biasa.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2010. Gen Bacillus thuringiensis (Bt). http ://www. Pemuliaan Tanman.com/ (diakses tanggal 16 Desember 2011).

Adiwilaga, K. 1998. Permohonan pengkajian keamanan hayati tanaman transgenik http://www.google.com/Tanaman-transgenik (diakses tanggal 16 Desember 2011).

Agus krisno, 2011. Rekayasa Genetika bakteri Bt dalam Perakitan Tanaman transgenik. http ://www.wordpress.Blog/pondok ilmu. (diakses tanggal 16 Desember 2011).

Herman, M. 2002. Perakitan tanaman tahan serangga hama melalui teknik rekayasa genetik. Buletin AgroBio 5(1): 1-13.

Herman, M., K. Kusumanegara, dan D. Damayanti. 2004. Perakitan dan bioasai tanaman transgenik tahan serangga hama. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian. Badan Litbang Pertanian. 40 hlm.molekuler.com/ (diakses tanggal 5 Desember 2011).

Sitepe M, 2001. Rekayasa Genetika. Jakarta: Penerbit Grasindo.

Suryo (2008). Genetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University).

Posted in Uncategorized | Leave a comment

GENETIKA LANJUT – REKAYASA GENETIKA

APLIKASI TEKNOLOGI TRANSFORMASI DNA BAKTERI Agrobacterium tumefaciens GALUR CP4 PADA TANAMAN KEDELAI UPAYA PENINGKATAN KULTIVAR RESISTEN TERHADAP HERBISIDA


DNA Bacterial Transformation Technology Applications Agrobacterium tumefaciens strain CP4 on Soybean Crop Improvement Efforts cultivars resistant to herbicides

Amalia Rakhman (0930047), DR. Moch. Agus Krisno Budiyanto, M.Kes
Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318

Abstract
Recombinant DNA technology or genetic engineering is often called is a science that studies the formation of new combinations of genetic material by the insertion of the DNA molecule into a vector allowing the integration and propagation in a cell having other organisms that serve as host cells. DNA transfer or transfer of DNA into the bacteria can be in three ways, namely conjugation, transformation, and transduction. Transformation is a collection of DNA by bacteria from the environment around him. DNA around the bacteria (foreign DNA) can be either DNA fragments or DNA fragments derived from other bacterial cells or other organisms. One application is the formation of DNA transformation of soybean plants resistant to herbicides by inserting genes from herbicide resistant bacterium tumefaciens strain CP4 Agrobactrium. These bacteria can infect soybean plants naturally because it has a Ti plasmid, a vector (carrier DNA) to insert a foreign gene.

Key words: DNA Recombination, DNA transformation, Agrobacterium CP4, Soybean Plants

Abstrak
Teknologi DNA rekombinan atau sering disebut juga rekayasa genetika merupakan suatu ilmu yang mempelajari pembentukan kombinasi materi genetik yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya terjadinya integrasi dan mengalami perbanyakan dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang. Transfer DNA atau perpindahan DNA ke dalam bakteri dapat melalui tiga cara, yaitu konjugasi, transformasi, dan transduksi. Transformasi merupakan pengambilan DNA oleh bakteri dari lingkungan di sekelilingnya. DNA yang berada di sekitar bakteri (DNA asing) dapat berupa potongan DNA atau fragmen DNA yang berasal dari sel bakteri yang lain atau organisme yang lain. Salah satu aplikasi transformasi DNA yaitu pembentukan tanaman kedelai resisten terhadap herbisida dengan memasukan gen resisten herbisida dari bakteri Agrobactrium tumefaciens galur CP4. Bakteri ini dapat menginfeksi tanaman kedelai secara alami karena memiliki plasmid Ti, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing.

PENDAHULUAN
Bioteknologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lainnya, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia ,matematika, dan lain sebagainya (Listanto, 2011).
Pada masa ini, perkembangan bioteknologi sudah sangat pesat, terutama di negara-negara maju. Penerapan bioteknologi dimasa ini misalnya di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan.
Teknik DNA rekombinan adalah rekayasa genetika untuk menghasilkan sifat baru dengan cara merekombinasikan gen tertentu dengan DNA genom. Manfaat rekayasa genetika ini diantaranya adalah dimungkinkannya melakukan isolasi dan mempelajari fungsi masing-¬masing gen dan mekanisme kontrolnya. Selain itu, rekayasa genetika juga memungkinkan diperolehnya suatu produk dengan sifat tertentu dalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih besar daripada produksi secara konvensional. Adapun Teknik Rekombinan DNA diantaranya isolasi DNA, teknik memotong DNA, teknik menggabung DNA dan teknik untuk memasukan DNA ke dalam sel hidup.
Transfer DNA atau perpindahan DNA atau perpindahan DNA ke dalam bakteri dapat melalui tiga cara, yaitu konjugasi, transformasi, dan transduksi. DNA yang masuk ke dalam sel bakteri selanjutnya dapat berintegrasi dengan DNA atau kromosom bakteri sehingga terbentuk kromosom rekombinan. Konjugasi merupakan perpindahan DNA dari satu sel (sel donor) ke dalam sel bakteri lainnya (sel resepien) melalui kontak fisik antara kedua sel. Transformasi merupakan pengambilan DNA oleh bakteri dari lingkungan di sekelilingnya. Sedangkan Transduksi adalah cara pemindahan DNA dari satu sel ke dalam sel lainnya melalui perantaraan bakteriofage.
Aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi diantaranya adalah pembuatan tanaman transgenik. Tanaman transgenik merupakan tanaman yang telah disisipi atau memiliki gen asing dari spesies tanaman yang berbeda atau makhluk hidup lainnya. Penggabungan gen asing ini bertujuan untuk mendapatkan tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan, misalnya pembuatan tanaman yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan, resisten terhadap organisme pengganggu tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari tanaman alami.
Beberapa tanaman transgenik telah diaplikasikan untuk menghasilkan tiga macam sifat unggul, yaitu tahan hama, tahan herbisida, dan buah yang dihasilkan tidak mudah busuk. Misalnya Tanaman jagung dan kapas transgenik dengan sifat tahan hama telah diproduksi secara massal dan dipasarkan di dunia. Gen asing yang banyak digunakan untuk sifat resistensi hama ini adalah gen penyandi toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis.
Tanaman kedelai merupakan salah satu tanaman pangan penting di Indonesia setelah padi dan jagung, yang hingga saat ini masih perlu diimpor. Kebutuhan kedelai Indonesia terus meningkat sebesar 2.24 juta ton setiap tahunnya, padahal kapasitas produksi kedelainasional hanya mencapai 1.19 juta tondari luas areal tanam 967.002 ha (Badan Pusat Statistik, 2002).
Kendala dalam peningkatan produksi tanaman kedelai adalah tingginya serangan penyakit dan hama tanaman, terutama hama penggerek polong kedelai yang disebabkan oleh Etiella zinkenella dari ordo Lepidoptera. Hama ini merupakan hama penting tanaman kedelai yang hingga saat ini masih sulit untuk diatasi, karena sifat penyerangnya yang sulit dideteksi secara cepat dari luar.
Dari latar belakang diatas maka pada penulisan artikel kali ini, akan dibahas mengenai bagaimana aplikasi teknologi transformasi DNA bakteri Agrobacterium galur CP4 resisten terhadap herbisida pada tanaman kedelai.

PEMBAHASAN
Transgenik adalah suatu organisme yang mengandung transgen melalui proses bioteknologi (bukan proses pemuliaan tanaman). Transgen adalah gen asing yang ditambahkan kepada suatu spesies. Suatu jasad yang memiliki sifat baru, yang sebelumnyatidak dimiliki oleh jenis jasad tersebut, sebagai hasil penambahan gen yang berasal dari jasadlain. Juga disebut organisme transgenik.
Teknik bioteknologi tanaman telah dimanfaatkan terutama untuk memberikan karakter baru pada berbagai jenis tanaman. Teknologi rekayasa genetika tanaman memungkinkan pengintegrasian gen-gen yang berasal dari organisme lain untuk perbaikan sifat tanaman. Salah satu contoh aplikasi bioteknologi dibidang pertanian adalah mengembangkan tanaman transgenic yang memiliki sifat toleran terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida), tahan terhadap hama dan penyakit, serta mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi beta-caroten dan vitamin A).
Tanaman transgenic diperoleh dari hasil rekayasa genetika dengan teknologi DNA rekombinan. Teknologi DNA rekombinan atau sering disebut juga rekayasa genetika ini adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang pembentukan kombinasi materi genetik yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya terjadinya integrasi dan mengalami perbanyakan dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang. Manfaat rekayasa genetika ini diantaranya adalah dimungkinkannya melakukan isolasi dan mempelajari fungsi masing¬masing gen dan mekanisme kontrolnya. Selain itu, rekayasa genetika juga memungkinkan diperolehnya suatu produk dengan sifat tertentu dalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih besar daripada produksi secara konvensional.
Teknik DNA rekombinan merupakan kumpulan teknik untuk merekombinasi gen dalam tabung reaksi. Teknik itu diantaranya isolasi DNA, teknik memotong DNA, teknik menggbung DNA dan teknik untuk memasukan DNA ke dalam sel hidup. Setelah DNA rekombinan terbentuk maka dilakukan proses transformasi ke host cell kemudian dilkakukan proses inkubasi sel bakteri tersebut. Setelah dilakukan inkubasi maka sel bakteri dapat diuji kehadiran DNA rekombinannya yaitu melalui uji antibiotik, uji medium seleksi dan seleksi putih biru. Setelah didapatkan bakteri dengan DNA rekombinan maka dilakukan purifikasi untuk mengisolasi gen yang direplikasi.
Transfer DNA atau perpindahan DNA atau perpindahan DNA ke dalam bakteri dapat melalui tiga cara, yaitu konjugasi, transformasi, dan transduksi. DNA yang masuk ke dalam sel bakteri selanjutnya dapat berintegrasi dengan DNA atau kromosom bakteri sehingga terbentuk kromosom rekombinan. Pada pembuatan kedelai transgenik resisten terhadap herbisida digunakan transfer DNA dengan cara transformasi genetic. Transformasi merupakan pengambilan DNA oleh bakteri dari lingkungan di sekelilingnya. DNA yang berada di sekitar bakteri (DNA asing) dapat berupa potongan DNA atau fragmen DNA yang berasal dari sel bakteri yang lain atau organisme yang lain. Masuknya DNA dari lingkungan ke dalam sel bakteri ini dapat terjadi secara alami.

Gambar 1 : Proses Transformasi

Gambar 2 : Proses transformasi pada sel bakteri

Perangkat teknologi DNA rekombinan
Adapun perangkat yang digunakan dalam teknik DNA rekombinan diantaranya enzim restriksi untuk memotong DNA, enzim ligase untuk menyambung DNA dan vektor untuk menyambung dan mengklonkan gen di dalam sel hidup, transposon sebagai alat untuk melakukan mutagenesis dan untuk menyisipkan penanda, pustaka genom untuk menyimpan gen atau fragmen DNA yang telah diklonkan, enzim transkripsi balik untuk membuat DNA berdasarkan RNA, pelacak DNA atau RNA untuk mendeteksi gen atau fragmen DNA yang diinginkan atau untuk mendeteksi klon yang benar. Vektor yang sering digunakan diantaranya plasmid, kosmid dan bakteriofag.

Gambar : Plasmid bakteri sebagai vektor

Enzim restriksi digunakan untuk memotong DNA. Enzim restriksi mengenal dan memotong DNA pada sekuens spesifik yang panjangnya empat sampai enam pasang basa. Enzim tersebut dikenal dengan nama enzim endonuklease restriksi.
Sesuai dengan firman Allah SWT yang tercantum di surat Al-furqon ayat 2, menjelaskan bahwa Allah menciptakan segala sesuatu dan menetapkan ukuran dengan serapi-rapinya. Hal itu dibuktikan dengan penciptaan plasmid pada bakteri Agrobacterium tumefuriens yang sangat khusus dan fungsional dan berfungsi dalam transformasi genetic.

Artinya : “yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya (QS. Al-furqon: 2)

Isolasi DNA
Isolasi DNA diawali dengan perusakan dan atau pembuangan dinding sel, yang dapat dilakukan baik dengan cara mekanis seperti sonikasi, tekanan tinggi, beku¬leleh maupun dengan cara enzimatis seperti pemberian lisozim. Langkah berikutnya adalah lisis sel. Bahan-¬bahan sel yang relatif lunak dapat dengan mudah diresuspensi di dalam medium bufer nonosmotik, sedangkan bahan¬bahan yang lebih kasar perlu diperlakukan dengan deterjen yang kuat seperti triton X¬ 100 atau dengan sodium dodesil sulfat (SDS).
Pada eukariot langkah ini harus disertai dengan perusakan membran nukleus. Setelah sel mengalami lisis, remukan¬remukan sel harus dibuang. Biasanya pembuangan remukan sel dilakukan dengan sentrifugasi. Protein yang tersisa dipresipitasi menggunakan fenol atau pelarut organik seperti kloroform untuk kemudian disentrifugasi dan dihancurkan secara enzimatis dengan proteinase. DNA yang telah dibersihkan dari protein dan remukan sel masih tercampur dengan RNA sehingga perlu ditambahkan RNAse untuk membersihkan DNA dari RNA. Molekul DNA yang telah diisolasi tersebut kemudian dimurnikan
dengan penambahan amonium asetat dan alkohol atau dengan sentrifugasi kerapatan menggunakan CsCl.
Teknik isolasi DNA tersebut dapat diaplikasikan, baik untuk DNA genomik maupun DNA vektor, khususnya plasmid. Untuk memilih di antara kedua macam molekul DNA ini yang akan diisolasi dapat digunakan dua pendekatan. Pertama, plasmid pada umumnya berada dalam struktur tersier yang sangat kuat atau dikatakan mempunyai bentuk covalently closed circular (CCC), sedangkan DNA kromosom jauh lebih longgar ikatan kedua untainya dan mempunyai nisbah aksial yang sangat tinggi. Perbedaan tersebut menyebabkan DNA plasmid jauh lebih tahan terhadap denaturasi apabila dibandingkan dengan DNA kromosom. Oleh karena itu, aplikasi kondisi denaturasi akan dapat memisahkan DNA plasmid dengan DNA kromosom.
Enzim Restriksi
Selanjutnya adalah pemotongan DNA dengan menggunakan enzim restriksi endonuklease. Pemutusan ini dilakukan di dalam strain tertentu yang bertujuan untuk mencegah agar tidak merusak DNA. Selain itu strain tersebut juga mempunyai suatu sistem modifikasi yang menyebabkan pemutusan basa pada urutan tertentu yang merupakan recognition sites bagi enzim restriksi tersebut. Pemotongan DNA genomik dan DNA vektor dengan menggunakan enzim restriksi ini harus menghasilkan ujung–ujung potongan yang kompatibel dalam arti setiap fragmen DNAnya harus dapat disambungkan dengan DNA vektor yang sudah berbentuk linier.
Pada aplikasi transformasi gen bakteri Agrobacterium tumefaciens resisten terhadap herbisida pada tanaman kedelai, bakteri ini dapat menginfeksi tanaman kedelai secara alami karena memiliki plasmid Ti, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing. Di dalam plasmid Ti terdapat gen yang menyandikan sifat virulensi untuk menyebabkan penyakit tanaman tertentu. Gen asing yang ingin dimasukkan ke dalam tanaman dapat disisipkan di dalam plasmid Ti. Selanjutnya, A. tumefaciens secara langsung dapat memindahkan gen pada plasmid tersebut ke dalam genom (DNA) tanaman. Setelah DNA asing menyatu dengan DNA tanaman maka sifat-sifat yang diinginkan dapat diekspresikan tumbuhan kedelai resisten terhadap herbisida.

Ligasi molekul DNA
Pemotongan DNA genomik dan DNA vektor menggunakan enzim restriksi harus menghasilkan ujung¬ujung potongan yang kompatibel. Artinya, fragmen¬-fragmen DNA genomik nantinya harus dapat disambungkan (diligasi) dengan DNA vektor yang sudah berbentuk linier. Ada tiga cara yang dapat digunakan untuk meligasi fragmen-fragmen DNA secara in vitro. Pertama, ligasi menggunakan enzim DNA ligase dari bakteri. Kedua, ligasi menggunakan DNA ligase dari sel¬sel E. coli yang telah diinfeksi dengan bakteriofag T4 atau lazim disebut sebagai enzim T4 ligase. Jika cara yang pertama hanya dapat digunakan untuk meligasi ujung-¬ujung lengket, cara yang kedua dapat digunakan baik pada ujung lengket maupun pada ujung tumpul. Sementara itu, cara yang ketiga telah disinggung di atas, yaitu pemberian enzim deoksinukleotidil transferase untuk menyintesis untai tunggal homopolimerik 3’.
Suhu optimum bagi aktivitas DNA ligase sebenarnya 37ºC. Akan tetapi, pada suhu ini ikatan hidrogen yang secara alami terbentuk di antara ujung-ujung lengket akan menjadi tidak stabil dan kerusakan akibat panas akan terjadi pada tempat ikatan tersebut. Oleh karena itu, ligasi biasanya dilakukan pada suhu antara 4 dan 15ºC dengan waktu inkubasi (reaksi) yang diperpanjang (sering kali hingga semalam). Pada reaksi ligasi antara fragmen¬fragmen DNA genomik dan DNA vektor, khususnya plasmid, dapat terjadi peristiwa religasi atau ligasi sendiri sehingga plasmid yang telah dilinierkan dengan enzim restriksi akan menjadi plasmid sirkuler kembali. Hal ini jelas akan menurunkan efisiensi ligasi. Untuk meningkatkan efisiensi ligasi dapat dilakukan beberapa cara, antara lain penggunaan DNA dengan konsentrasi tinggi (lebih dari 100Ng/ml), perlakuan dengan enzim alkalin fosfatase untuk menghilangkan gugus fosfat dari ujung 5’ pada molekul DNA yang telah terpotong, serta pemberian molekul linker, molekul adaptor, atau penambahan enzim deoksinukleotidil transferase untuk menyintesis untai tunggal homopolimerik 3’ seperti telah disebutkan di atas.
Transformasi Sel Inang
Tahap berikutnya setelah ligasi adalah analisis terhadap hasil pemotongan DNA genomik dan DNA vektor serta analisis hasil ligasi molekul¬-molekul DNA tersebut. Tahap memasukkan campuran reaksi ligasi ke dalam sel inang ini dinamakan transformasi karena sel inang diharapkan akan mengalami perubahan sifat tertentu setelah dimasuki molekul DNA rekombinan. Teknik transformasi pertama kali dikembangkan pada tahun 1970 oleh M. Mandel dan A. Higa, yang melakukan transformasi bakteri E. coli. Sebelumnya, transformasi pada beberapa spesies bakteri lainnya yang mempunyai sistem transformasi alami seperti Bacillus subtilis telah dapat dilakukan. Kemampuan transformasi B. subtilis pada waktu itu telah dimanfaatkan untuk mengubah strain¬strain auksotrof (tidak dapat tumbuh pada medium minimal) menjadi prototrof (dapat tumbuh pada medium minimal) dengan menggunakan preparasi DNA genomik utuh. Baru beberapa waktu kemudian transformasi
dilakukan menggunakan perantara vektor, yang selanjutnya juga dikembangkan pada transformasi E.coli.
Seleksi Transforman dan Seleksi Rekombinan
Oleh karena DNA yang dimasukkan ke dalam sel inang bukan hanya DNA rekombinan, maka kita harus melakukan seleksi untuk memilih sel inang transforman yang membawa DNA rekombinan. Selanjutnya, di antara sel¬sel transforman yang membawa DNA rekombinan masih harus dilakukan seleksi untuk mendapatkan sel yang DNA rekombinannya membawa fragmen sisipan atau gen yang diinginkan. Pada dasarnya ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi setelah transformasi dilakukan, yaitu (1) sel inang tidak dimasuki DNA apa pun atau berarti transformasi gagal, (2) sel inang dimasuki vektor religasi atau berarti ligasi gagal, dan (3) sel inang dimasuki vektor rekombinan dengan/tanpa fragmen sisipan atau gen yang diinginkan.
Untuk membedakan antara kemungkinan pertama dan kedua dilihat perubahan sifat yang terjadi pada sel inang. Jika sel inang memperlihatkan dua sifat marker vektor, maka dapat dipastikan bahwa kemungkinan kedualah yang terjadi. Selanjutnya, untuk membedakan antara kemungkinan kedua dan ketiga dilihat pula perubahan sifat yang terjadi pada sel inang. Jika sel inang hanya memperlihatkan salah satu sifat di antara kedua marker vektor, maka dapat dipastikan bahwa kemungkinan ketigalah yang terjadi. Seleksi sel rekombinan yang membawa fragmen yang diinginkan dilakukan dengan mencari fragmen tersebut menggunakan fragmen pelacak (probe), yang pembuatannya dilakukan secara in vitro menggunakan teknik reaksi polimerisasi berantai atau polymerase chain reaction (PCR).
Pelacakan fragmen yang diinginkan antara lain dapat dilakukan melalui cara yang dinamakan hibridisasi koloni. Koloni¬koloni sel rekombinan ditransfer ke membran nilon, dilisis agar isi selnya keluar, dibersihkan protein dan remukan sel lainnya hingga tinggal tersisa DNAnya saja. Selanjutnya, dilakukan fiksasi DNA dan perendaman di dalam larutan pelacak. Posisi¬posisi DNA yang terhibridisasi oleh fragmen pelacak dicocokkan dengan posisi koloni pada kultur awal (master plate). Dengan demikian, kita bisa menentukan koloni¬koloni sel rekombinan yang membawa fragmen yang diinginkan.
Skema Aplikasi Transformasi Gen Agrobacterium pada tanaman kedelai

KESIMPULAN
Teknik DNA rekombinan adalah rekayasa genetika untuk menghasilkan sifat baru dengan cara merekombinasikan gen tertentu dengan DNA genom. Teknik DNA rekombinan merupakan kumpulan teknik untuk merekombinasi gen dalam tabung reaksi. Teknik itu diantaranya isolasi DNA, teknik memotong DNA, teknik menggbung DNA dan teknik untuk memasukan DNA ke dalam sel hidup.
Pada aplikasi rekombinan DNA bakteri Agrobacterium tumefaciens terhadap tanaman kedelai menggunakan teknik transformasi gen. Dimana DNA bakteri resisten terhadap herbisida tersebut dipotong dan kemudian disambung dengan DNA sel dari tumbuhan kedelai kemudian diinjeksi ke tanaman kedelai.

DAFTAR PUSTAKA
Afifatun. 2008. Transformasi Plasmid DNA Metode Elektroporasi. http://afie.staff.uns.ac.id. Diakses tanggal Januari 2011

Aidya.2011. Ligasi dan Transformasi DNA. http://aidya73.wordpress. com. Diakses tanggal 4 Januari 2011

Anonymous.2010.Tanaman Transgenik. http://www.wikipedia.org. Diakses tgl 2 Januari 2011.

Bioscience.2010. Transformasi Ekspresi Gen Asing Dalam Sel Bakteri. http://sciencebiotech.net. Di Akses tanggal 4 Januari 2011.

Edi, Listanto. 2011. Sains dan Teknologi.http://listantoedy.wordpress.com. Diakses tanggal 2 Januari 2011

Haryono. 2008. Transformasi sel Inang DNA.http://www.artikelkimia.info. Diakses tanggal 4 Januari 2011

Posted in Uncategorized | Leave a comment

PENERAPAN TEHNIK-TEHNIK PENGKLONINGAN GEN DALAM KEHIDUPAN MANUSIA DAN PANDANGAN PERSPEKTIF ISLAM

PENERAPAN TEHNIK-TEHNIK PENGKLONINGAN GEN DALAM KEHIDUPAN MANUSIA DAN PANDANGAN PERSPEKTIF ISLAM

Ainul Izzah, Asminarti, Kurniawan Setia Putra, Eli Maslika, Dr. H. Moch. Agus Krisno B, M. Kes
Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah
Malang

APPLICATION TECHNIQUES CLONING GENES IN HUMAN LIFE AND THE ISLAMIC PERSPECTIVE VIEWS

Abstract

Gene into the genetic basis for the development of research include gene mapping, analyzing the position of genes on the chromosome. A study which is a revolution in Biology medern is after the advent of recombinant DNA technology methods or genetic engineering is a core process of gene cloning is a procedure to obtain a replica that can be just from a single cell or organism. The amount of DNA obtained from a simple DNA extraction of the majority is not enough experimental purposes. When geneticists want to manipulate the genes, they must produce millions of copies of cloned genes in a way. DNA techniques have been dieploitasi rekombianan in the manufacture of human proteins that berniai only by bacteria and yeasts. There is also the possibility that these techniques may ultimately allow for the effective repair gene function in eukaryotic or provide gene functions are new to him. In Islam cloning can lead to fatal consequences if this is done on humans that is starting from marriage, nasab and division of inheritance and of course this will out of the path of Islam.
Keywords: Gene, recombinant DNA, cloning techniques, the Islamic Perspective

Abstrak

Gen menjadi dasar dalam pengembangan penelitian genetika meliputi pemetaan gen, menganalisis posisi gen pada kromosom. Suatu penelitian yang merupakan revolusi dalam Biologi medern adalah setelah munculnya metode teknologi DNA rekombinasi atau rekayasa genetika yang inti prosesnya adalah kloning gen yaitu suatu prosedur untuk memperoleh replika yang dapat sama dari sel atau organisme tunggal. Jumlah DNA yang diperoleh dari ekstrasi DNA sederhana tidaklah cukup sebagain besar tujuan percobaan. Apabila para ahli genetika ingin memanipulasi gen, mereka harus menghasilkan jutaan salinan gen dengan cara dikloning. Tehnik-tehnik DNA rekombianan ini sudah dieploitasi dalam pembuatan protein-protein manusia yang berniai hanya oleh bakteri dan khamir. Ada juga kemungkinan bahwa tehnik-tehnik tersebut pada akhirnya dapat memungkinkan untuk memperbaiki fungsi gen yang efektif pada eukariotik atau memberikan fungsi-fungsi gen yang baru baginya. Dalam Islam kloning dapat menimbulkan akibat yang fatal apabila hal ini dilakukan terhadap manusia yaitu mulai dari perkawinan, nasab dan pembagian warisan dan tentu hal ini akan keluar dari jalur Islam.
Kata kunci: Gen, DNA rekombinan, Teknik-teknik kloning, Perspektif Islam

PENDAHULUAN
Perkembangan IPTEK adalah sebuah fenomena dan fakta yang jelas dan pasti terjadi sebagai sebuah proses yang berlangsung secara terus-menerus bagi kehidupan global yang juga tidak mengenal istilah berhenti, hal ini senada dengan yang diungkapkan oleh Ibnu Khaldun dalam mukaddimahnya “Tidak ada masyarakat manusia yang tidak berubah” dengan demikian dalam merespon perkembangan IPTEK, menghentikan jalannya perubahan merupakan pekerjaan mustahil. Salah satu dari perkembangan IPTEK dewasa ini adalah Rekayasa genetika dalam berbagai proses dan produknya yang akhir-akhir ini mengalami perkembangan yang cukup drastis dan meminta perhatian serius. Seiring dengan hal itu penelitian genetika kembali maju dengan pesatnya sekitar tahun 1971 sampai 1973, sehingga dapat disebut revolusi dalam ilmu biologi modern. Suatu metode yang sama sekali baru di kembangkan. Sehingga memungkinkan eksperimen yang sebelumya tidak mungkin dilakukan akhirnya dilaksanakan dan gena itu sendiri adalah suatu partikel yang berada dalam sel. Kloning merupakan prestasi besar dan menjadi berita spektakuler sejak kemunculannya pada akhir abad yang lalu sehingga sampai sekarang menjadi topik yang sangat menarik untuk di bicarakan dalam tulisantulisan maupun pertemuan. Berbagai sudut pandang digunakan untuk melihat permasalahan kloning. Dari sudut pandang biologi, medis, hukum dan moral, ini semua menggambarkan betapa kloning akan memiliki dampak yang sangat besar bagi masa depan peradaban karena kemampuan manusia untuk melakukan rekayasa genetika yang radikal terhadap perjalanan hidup manusia
Kloning manusia menjadi isu pembicaraan semakin menarik para ulama akhir-akhir ini. Sejak keberhasilan kloning Domba 1996, muncullah hasil kloning lain pada monyet (2000), lembu (2001), sapi (2001), kucing (2001) dan dikomersialkan pada 2004, kuda (2003), anjing, serigala dan kerbau. Selain itu, beberapa lembaga riset telah berhasil mengkloning bagian tubuh manusia seperti tangan. Kloning bagian tubuh manusia dilakukan untuk kebutuhan medis, seperti tangan yang hilang karena kecelakaan dapat dikloning baru, begitu juga jika terjadi ginjal yang rusak (gagal ginjal). Melalui rekayasa genetika telah memunculkan berbagai problem, pertanyaan-pertanyaan etis, serta tingkat kekhawatiran manusia yang sangat mencemaskan terhadap seluruh perkembangannya. Upaya penerapan kloning pada manusia telah menimbulkan reaksi pro dan kontra dari berbagai kalangan dan berbagai pandangan yang dikeluarkan sama-sama memiliki argumen yang cukup kuat.
Perdebatan seputar kloning pada manusia masih menyisakan kesimpulan yang bemgam. Dalam perspektif hikum Islam para ulama memberikan kesimpulan bahwa kloning pada manusia haram hukumnya. Keharaman itu karena dampak yang muncul akan mengancam kehidupan manusia itu sendiri. Di pihak lain dikatakan bahwa kloning pada manusia hukumnya adalah mubah, halini karena tidak ada alasan dalam nas yang mengharamkannya. Meskipun demikian tetap diakui bahwa kloning manusia mempunyai dampak negatif serius bagi kehidupan manusia. Untuk itu, diperlukan perangkat hukum (undang-undang) untuk mengantisifasinya. Perangkat hukum itu harus mengandung prinsip bahwa kloning manusia hanya dapatdilakukan bila dalam keadaan mendesak (darurat).

KLONING
Kloning menurut bahasa adalah berasal dari bahasa Yunani, yaitu clone atau klon yang berarti kumpulan sel turunan dari sel induk tunggal dengan reproduksi aseksual. Sedangkan menurut istilah Kloning adalah teknik membuat keturunan dengan kode genetik yang sama dengan sel induknya tanpa diawali proses pembuahan sel telur atau sperma tapi diambil dari inti sebuah sel pada makhluk hidup tertentu baik berupa tumbuhan, hewan maupun manusia.

MACAM-MACAM KLONING
Kloning gen
Melalui Biologi molekuler perkembangan ilmu pengetahuan khususnya di bidang science mengalami revolusi yang sangat pesat.
Kloning gen merupakan suatu terobosan baru untuk mendapatkan sebuah gen yang mungkin sangat dibutuhkan bagi kehidupan manusia. Kloning gen meliputi serangkaian proses isolasi fragmen DNA spesifik dari genom suatu organisme, penentuan sekuen DNA, pembentukan molekul DNA rekombinan, dan ekspresi gen target dalam sel inang.
Penentuan sekuen DNA melalui sekuensing bertujuan untuk memastikan fragmen DNA yang kita isolasi adalah gen target sesuai dengan kehendak kita. Gen target yang kita peroleh selanjutnya kita klon dalam sebuah vektor (plasmid, phage atau cosmid) melalui teknologi DNA rekombinan yang selanjutnya membentuk molekul DNA rekombinan. DNA rekombinan yang dihasilkan kemudian ditransformasi ke dalam sel inang (biasanya sel bakteri, misalnya strain E. coli) untuk diproduksi lebih banyak. Gen-Gen target yang ada di dalam sel inang jika diekspresikan akan mengahsilkan produk gen yang kita inginkan.
Aplikasi kloning gen yang sudah pernah kita dengar adalah produksi insulin dengan pendekatan kloning gen. Fragmen DNA spesifik penyandi insulin kita isolasi dan diklon dalam suatu vektor membentuk DNA rekombinan yang selanjutnya produksi insulin dilakukan di dalam sel inang bakteri E. coli.
Dalam hal ini Kloning terdiri dari beberapa macam, antara lain:
- Kloning pada tumbuhan
Kloning pada tumbuhan yaitu mencangkok atau menstek tanaman untuk mendapatkan tanaman yang memiliki sifat persis sama dengan induknya.
- Kloning pada hewan
Kloning pada hewan pertama kali dicoba pada tahun 1950-an pada hewan katak, tikus, kera dan bison juga pada domba, dan dalam kelanjutannya proses yang berhasil hanyalah percobaan Kloning pada domba. Awal mula proses pengkloningan domba adalah dengan mengambil inti sel dari tubuh domba, yaitu dari payudara atau ambingnya lalu sifat khusus yang berhubungan dengan fungsi ambing ini dihilangkan, kemudian inti sel tersebut dimasukkan kedalam lapisan sel telur domba, setelah inti selnya dibuang kemudian ditanamkan kedalan rahim domba agar memperbanyak diri, berkembang berubah menjadi janin dan akhirnya di hasilkan bayi domba. Pada akhirnya domba ini mempunyai kode genetic yang sama dengan domba pertama yang menjadi sumber pengambilan sel ambing.
- Kloning pada embrio
Kloning embrio tejadi pada sel embrio yang berasal dari rahim istri yang terbentuk dari pertemuan antara sel sperma suaminya dengan sel telurnya lalu sel embrio itu dibagi dengan satu teknik perbanyakan menjadi beberapa sel embrio yang berpotensi untuk membelah dan berkembang. Kemud¬ian sel-sel embrio itu dipisahkan agar masing-masing menjadi embrio tersendiri yang persis sama dengan sel embrio pertama yang menjadi sumber pengambilan sel. Selanjutnya sel-sel embrio itu dapat ditanamkan dalam rahim perempuan asing (bukan isteri), atau dalam rahim isteri kedua dari suami bagi isteri pertama pemilik sel telur yang telah dibuahi tadi. Yang selanjutnya akan menghasilkan lebih dari satu sel embrio yang sama dengan embrio yang sudah ada. Lalu akan terlahir anak kembar yang terjadi melalui proses Kloning embrio ini dengan kode genetik yang sama dengan embrio pertama yang menjadi sumber Kloning.
- Kloning pada manusia
Kloning pada manusia terdapat dua cara. Petama, Kloning manusia dapat berlangsung dengan adanya laki-laki dan perempuan dalam prosesnya. Proses ini dilaksanakan dengan mengambil sel dari tubuh laki-laki, lalu inti selnya diambil dan kemudian digabungkan dengan sel telur perempuan yang telah dibuang inti selnya. Sel telur ini –setelah bergabung dengan inti sel tubuh laki-laki– lalu ditransfer ke dalam rahim seorang perempuan agar dapat memeperbanyak diri, berkembang, berubah menjadi janin, dan akhirnya dila¬hirkan sebagai bayi. Bayi ini merupakan keturunan dengan kode genetik yang sama dengan laki-laki yang menjadi sumber pengambilan sel tubuh.
Kedua, Kloning manusia dapat pula berlangsung di antara perem¬puan saja tanpa memerlukan kehadiran laki-laki. Proses ini dilaksanakan dengan mengambil sel dari tubuh seorang perem¬puan, kemudian inti selnya diambil dan digabungkan dengan sel telur perempuan yang telah dibuang inti selnya. Sel telur ini –setelah bergabung dengan inti sel tubuh perem¬puan– lalu ditransfer ke dalam rahim perempuan agar memper¬banyak diri, berkembang, berubah menjadi janin, dan akhirnya dilahirkan sebagai bayi. Bayi yang dilahirkan merupakan keturunan dengan kode genetik yang sama dengan perempuan yang menjadi sumber pengambilan sel tubuh. Hal tersebut mirip dengan apa yang telah berhasil dilakukan pada hewan domba.
Adapun pewarisan sifat yang terjadi dalam proses Kloning, sifat-sifat yang diturunkan hanya berasal dari orang yang menjadi sumber pengambilan sel tubuh, baik laki-laki maupun perempuan. Dan anak yang dihasilkan akan memiliki ciri yang sama dengan induknya dalam hal penampilan fisiknya –seperti tinggi dan lebar badan serta warna kulit– dan juga dalam hal potensi-potensi akal dan kejiwaan yang bersi¬fat asli. Dengan kata lain, anak tersebut akan mewarisi seluruh ciri-ciri yang bersifat asli dari induknya. Sedang-kan ciri-ciri yang diperoleh melalui hasil usaha, tidaklah dapat diwariskan. Jika misalnya sel diambil dari seorang ulama yang faqih, atau mujtahid besar, atau dokter yang ahli, maka tidak berarti si anak akan mewarisi ciri-ciri tersebut, sebab ciri-ciri ini merupakan hasil usaha, bukan sifat asli.

TEHNIK-TEHNIK KLONING GEN
Pengklonan c DNA
Sebagian besar, metode-metode yang digunakan oleh perusahaan perusahaan pengklonan gen untuk memperoleh DNA rekombinan yang terdiri dari gen yang diinginkan dalam vektor ekspresi, adalah sama yang digunakan dalam laboratorium -laboratorium penelitian. Karena banyak protein yang bernilai komersil hanya terdapat dalam jumlah kecil dalam sel-sel dan jaringan hewan, dan karena ekspresi gen flon itu sangat penting, maka banyak pekerjaan komersial itu terpusat pada pengklonan c DNA dari mRNA-mRNA yang terdapat dalam jumlah sangat kecil didalam sel. Pendekatan lain yang digunakan untuk memperoleh insulin manusia, adalah sintesis kimia dari suatu gen. Hampir setiap molekul mRNA eukariot pada ujung 3’-nya mempunyai rangkaian resedu nukleotida adenin yang disebut ekor poli-A. Apapun fungsinya, poli-A itu memberikan jalan yang mudah untuk mensintesis suatu untaian DNA yang komplementer terhadap mRNA-nya. JIKa rantai-rantai pendek dari oligo –dT dicampur dengan mRNA, rantai tersebut berhibridasiasi ke ekor poli-A untuk memberikan suatu primer untuk aksinya enzim transfriptase balik. Enzim ini, yang disolasikan dari virus-virus tumor RNA tertentu dapat menggunakan RNA sebagai cetakan untuk mensintesis suatu untaian DNA. Hasil reaksinya adalah suatu hibrida RNA-DNA, untaian DNA yang baru itu mempunyai lingkaran tusuk konde pada ujungnya, tampaknya sebagai hasil dari enzim “ memutari sudut “ dan mulai mengkopi dirinya sendiri. Lingkaran tusuk konde itu mungkin merupakan suatu artefak ( sesuatu yang buatan ) ‘in vitro’ tetapi ia memang memberikan suatu primer yang sangat mudah untuk pembuatan untaian DNA yang kedua. cDNA ( DNA komplementer ) berantaian ganda yang dihasilkan mempunyai lingkaran tusuk konde yang utuh ini dapat dibelah oleh S1 nuklease, yaitu suatu nuklease spesifik yang beruntaian tunggal. Molekul cDNA yang beruntaian ganda yang diperoleh dengan cara tersebut, lalu disiapkan untuk disisipkan kedalam pBR 322, dengan jalan pemberi ekor dengan terminal transferase atau dengan menambahkan tempat-tempat enzim restriksi buatan pada ujung-ujung cDNA-nya. Tempat-tempat restriksi ini yang kita sebut ‘penyambung” ( “linker”) adalah oligunekloitida-oligunekloitida dari 8 sampai 10 pasangan basa yang dibuat secara kimia. Penyambung-penyambung itu ditambahkan pada cDNA beruntaian ganda dengan menggunakan DNA ligase, lalu penyambung-penyambung itu digunting hingga terbuka dengan enzim restriksi, dan cDNA-nya, yang sekarang mengandung ujung-ujung lekat yang dihasilkan oleh enzim tadi, dimasukkan ke dalam pBR 322 yang telah di belah dengan enzim yang sama. Kemudian plasmid rekombinan yang mengandung cDNA yang di hasilkan itu, dimasukkan ke dalam strain “E. coli“ yang sesuai dan dikembangbiakkan.

Gen pengklonan: DNA rekombinan
Bakteri merupakan mesin-mesin efesien untuk untuk menciptakan turunuan identik DNA bacterifogdalam jumlah. Begitu masuk dalam sel imangnya. DNA fag tersebut berlipat ganda berkali-kali, turunan dikemas kedalam partikel-partikel berdaya tulang, baru dilepas dari sel inangnya sehingga siap mengulangi daur infeksitersebut. Jika kita adapat menempelkan gen eukariotik kepada molekul DNA fag seperti itu, maka dapat direflikasi dengan cara yang sama sekali lagi endonukliase restriksi memungkinkan musliaht itu. Ekori adalah endonuklease resttriksi yang dihasilkan oleh “E. koli” . enzim ini membelah DNA hanya ditempat yang meliputi rangkaiannya. Setiap utusan pilihan ganda itu dipotong diantara buangin dan adenin. Setiap kali hal ini terjadi ujung-ujung belahan filman ganda itu membaawa panjang tambahan emapt nukleotida. DNA yang berpasangan (berhelai tunggal), yang dinamai ujung “lengket” karena mapu berpasangan basa dengan molekul DNA yang manapun mengandung ujung lengket pelengkap. Gagasannya adalah memperlakukan kedua DNA eukariotik dan DNA bakteriopag dengan endonuklease retriksi yang sama sehingga tercipta ujung-ujung pelengkap pada masing-masing.
Dalam keadan yang sesusai, secara bercampur molekul-molekul DNA eukariotik akan menempel pada molekul-molekul DNA dengan ujung-ujung lengketnya masingmasing. Kemudian DNA ligase dapat dipakai untuk mengaitkan secara kovalen molekul-molekul itu bersama. Beberapa dari hibrid atau molekul-molekul rekombinan ini akan tetap berdaya infeksi pada inang bakteriofognya (ekoli) sebagaimana bakteriofog yang normal. Hal ini dapat dideteksi dengan membiarkan ekoli terbuka bagi campuran molekul DNA rekombinan dan selanjutnya menabur selsel pada cawan fetri berisi agar. Sel-sel bakteri itu mulai berkembang biak, membentuk selaput sel-sel dipermukaan agar. Akan tetapi, setiap sel yang secara berhasil diinfeksi oelh molekul-moleku DNA rekombinan akan membentuk banyak turunan baru DNA rekombinan tersebut sebelum dibunuh dan dilisis. Molekul-molekul yang infektif dilepas, menginfeksi sel-sel terdekat, dan proses itu diulang. Akibatnya segara nampak pada mata dengan mata telanjang sebagai zona atau plak sikular yang jernih pada “padang” sel-sel . setiap plak merupakan suatu “flon” molekul-molekul DNA dan dapat diriakkan secara tak terbatas dengan meninfeksi lebih banyak sel ekoli. Walau setiap plak (plague) menghasilkan ikon unit molekul-molekul DNA rekombinan, potongan “dari DNA” eukariotik yang ada pada plak tertentu merupakan kebetulan semata-mata. Pencernaan semua DNA dalam sel-sel organisme eukariotik seperti mencit atau tikus oleh oleh endonuklease restriksi menghasilkan kumpulan fragman DNA yang sangat beragam.
Fragman-fragman ini tergabung pada DNA bakteriofag secara acak semata-mata. Pengklonan fragmen yang merupakan seluruh genam suatu organisme dinamakan pengklonan “senapan”. Kini masalahnya adalah salah satu temuan dari satu atau lebih plag (mungkin dari beberapa ribu ) yang mengandung gen edukariotik yang menarik perhatian kita. Untuk ini diperlukan suatu “tolok”. Misalnya kitya mencari DNA kelinci yang menjadikan lantai-lantai hemoklobinnya. Sebagaimana kita ketahui, RNA pesuruh untuk rantai-rantai ini dapat diisolasi dari prekursor sel-sel darah merah kelinci. Pesuruh-pesuruh ini dapat diisolasi dari prekursor dan dapat diberi label isotop radio aktif dan digunakan untuk mencari plak-plak yang mengandung rangkaian DNA pelengkap, yaitu rangkaian DNA yang dari pada pesuruh-pesuruh hemoglobin ini ditranskripsi. Inilah prosedurnya, sehelai kertas saring yang dibuat dari nitro selulosa secara perlahan ditekan pada permukaan lempengan agar yang berplak.
Beberapa dari DNA pada setiap plak diserap oleh kertas saring tadi. DNA yang terserat itu kemudian diubah sifatnya menjadi pelayan tunggal, dan kertas saring yang dicelupkan kedalm kedalam larutan yang berisikan molekul-molekul DNA rekombinan yang menyatakan rangkaiannya yang dicari itu.
Karena plak-plak asal tidak menjadi rusak karena prosedur ini, maka molekul-molekul tambahan sampel khusus DNA rekombianan itu dapat dibiakkan dalam sel-sel “koli” tambahan untuk memproduksi sebanyak turunan sampelnya yang diinginkan. Maka inilah satu cara (namun bukan satu-satunya cara) untuk mencapai tujuan terdekatnya yaitu sampel murni suatu gen eukariotik. Prosesnya mungkin tanpak rumit, tetapi sungguh sangat langsung dan akhirnya tujuan dapat diacapai.

HASIL DAN PEMBHASAN
Berbagai macam sumber DNA yang akan diklon antara lain: DNA kromosom, cDNA (complementary DNA) yang disintesis menggunakan mRNA sebagai cetakan (template) dimana DNA ini akan digandakan atau diduplikasikan, dan yang terakhir yaitu DNA yang dihasilkan dari perbanyakan menggunakan PCR.

Sumber:http://maringdotcom.blogspot.com
Penyisipan yang terlihat pada gambar diatas yaitu sel telur yang terdapat pada wanita dikeluarkan atau dipisahkan nukleus atau inti dari selnya, kemudian sel tersebut disatukan dan disambung dengan sel somatik dari seseorang yang ingin di kloningkan baik dari pria bahkan wanita. Sel somatik ini bisa diambil dari sel rambut, kaki, tangan atau bagian tubuh lainnya. Penyisipan gen atau DNA yang akan diklon memiliki mekanisme-mekanisme sebagai berikut: DNA yang ingin disisipkan, diisolasi, dan dipotong oleh enzim endonuklease restriksi, di tempat yang urutan nukleotidanya spesifik.
DNA yang akan digunakan sebagai inang, misalnya plasmid bakteri E. coli, diisolasi dan dipotong pula oleh enzim yang sama. Plasmid ini biasanya disebut sebagai vektor pengklon.Fragmen DNA kemudian disisipkan ke dalam vektor dan disatukan oleh enzim endonuklease ligase. Plasmid yang telah disisipi, dimasukkan kembali ke dalam bakteri, kemudian bakteri tersebut dikembangbiakkan menjadi banyak sehingga rekombinan pun ikut bertambah banyak, demikian pula hasil ekspresi gennya.
Manusia pertama di dunia yang lahir hasil dari kloning adalah bernama Eve, bayi perempuan yang lahir pada 26 Desember 2002 berhasil dikloning oleh perusahan bioteknologi di Bahama yaitu Klaim Clonaid. Pada umur 5 tahun, Eve sehat dan kini menginjak pendidikan taman kanak di pinggiran kota Bahama. Berikut adalah gamabar bayi Eve

Sumber:http://bloggertouch.appspot.com/gallerydunia
Dampak Kloning
Perdebatan tentang kloning dikalangan ilmuwan barat terus terjadi, bahkan dalam hal kloning binatang sekalipun, apalagi dalam hal kloning manusia. Kelompok kontra kloning diwakili oleh George Annos (seorang pengacara kesehatan di universitas Boston) dan pdt. Russel E. Saltzman (pendeta gereja lutheran). menurut George Annos, kloning akan memiliki dampak buruk bagi kehidupan, antara lain :
- Merusak peradaban manusia.
- Memperlakukan manusia sebagai objek.
- Jika kloning dilakukan manusia seolah seperti barang mekanis yang bisa dicetak semaunya oleh pemilik modal. Hal ini akan mereduksi nilai-nilai kemanusiaan yang dimiliki oleh manusia hasil kloning.
- Kloning akan menimbulkan perasaan dominasi dari suatu kelompok tertentu terhadap kelompok lain. Kloning biasanya dilakukan pada manusia unggulan yang memiliki keistimewaan dibidang tertentu. Tidak mungkin kloning dilakukan pada manusia awam yang tidak memiliki keistimewaan. Misalnya kloning Einstein, kloning Beethoven maupun tokoh-tokoh yang lain. Hal ini akan menimbulkan perasaan dominasi oleh manusia hasil kloning tersebut sehingga bukan suatu kemustahilan ketika manusia hasil kloning malah menguasai manusia sebenarnya karena keunggulan mereka dalam berbagai bidang.

Kajian perspektif islamnya yaitu:
- أَلَمْ يَكُ نُطْفَةً مِنْ مَنِيٍّ يُمْنَى ثُمَّ كَانَ عَلَقَةً فَخَ فَسَوَّى
“Bukankah dia dahulu setetes mani yang ditumpahkan (ke dalam rahim), kemudian mani itu menjadi segumpal darah, lalu Allah menciptakannya, dan menyempurnakannya.” (QS. Al Qiyamah : 37-38)
KESIMPULAN
Tehnik-tehnik mengisolasi gen terpilih, yaitu kloning dan menenukan rangkaian neuklitidanya. Gen-gen enkariotik dan juga prikariotik dapat diklon dengan menyisipkannya dalam sepotong DNA, yang dapat di reflikasi dala inang bakterinnya. Bakteriopag dan flasmi membentuk “DNA Rekombinan” yaitu dengan peleburan DANnya. Selain itu tehnik-tehnik untuk menyisipkan gen-gen asing kedalam eukariotik dan prokariotik turut bekembang dan gen-gen ini secara efesien ditranskripsi dan translasi. Tehnik-tehnik DNA rekombianan ini sudah dieploitasi dalam pembuatan protein-protein manusia yang berniai hanya oleh bakteri dan khamir. Ada juga kemungkinan bahwa tehnik-tehnik tersebut pada akhirnya dapat memungkinkan untuk memperbaiki fungsi gen yang efektif pada eukariotik atau memberikan fungsi-fungsi gen yang baru baginya.
Kloning terdiri dari beberapa macam, antara lain: Kloning pada tumbuhan, Kloning pada hewan, Kloning pada embrio,dan Kloning pada manusia.
Adapun mengenai hukum Kloning dari kajian diatas dapat disimpulkan bahwa hukum Kloning dibagi menjadi dua, yang pertama yaitu Kloning yang di perbolehkan, dan Kloning yang tidak diperbolehkan.
Sedangkan Mengenai Kloning yang diperbolehkan adalah Kloning yang meninmbulkan kemaslahatan bagi manusia antara lain yaitu Kloning pada tanaman dan hewan adalah untuk memperbaiki kualitas tanaman dan hewan, mening-katkan produktivitasnya, mencari obat alami bagi banyak penyakit manusia-terutama penyakit-penyakit kronis.
Sedangkan Kloning yang tidak diperbolehkan adalah Kloning terhadap manusia yang dapat menimbulkan dampak negatif yang tidak sedikit; antara lain : menghilangkan nasab, menyulitkan pelaksanaan hukum-hukum syara’.

DAFTAR PUSTAKA
Kimbal, John W. 1989. Biologi . Edisi kelima cetakan kedua. Penerbit
Erlangga. Jakarta

Muhammad, S.A. 1991. Pengantar Kloning Gena. Yayasan Esentia Medica,Yogyakarta

Roberts, J.A. Fraser, Pambrey, Marcus E. 1995. Genetika Kedokteran. Suatu
Pengantar.Edisi kedelapan Cetakan Pertama Penerbit Buku kedokeran
(EGC) Jakarta.

Watson, James D., Tooze, John, Kurtz, David T. 1988. DNA Rekombinan.
Penerbit Erlangga Jakarta

Abdullah, M. Amin, “Kloning Ditinjau dari Aspek Kalam Era Modern: Upaya Mencari Titik Temu Keseimbangan antara Ilmu dan Agama”, dalam Jurnal Tarjih dan Pengembangan Pemikiran Islam, Yogyakarta: PP Muhammadiyah Majlis Tarjih dan Pengembangan Pemikiran Islam, 1977.

Ebrahim, Abul Fadl Mohsin, “Organ Transplantation, Euthanasia, Kloning and Animal Experimentation: An Islamic View”, diterjemahkan oleh Mujiburrahman, Kloning, Euthanasia, Transfusi Darah, Transplantasi Organ, dan Eksperimen pada Hewan: Telaah Fikih dan Bioetika Islam, Jakarta: PT Serambi Ilmu Semesta, 2004.

Kuswandi, M., “Bioteknologi Kloning: Kloning Manusia dan Agama”, dalam Jurnal Tarjih dan Pengembangan Pemikiran Islam, Yogyakarta: PP Muhammadiyah Majlis Tarjih dan Pengembangan Pemikiran Islam, 1997.

Anonymus, 2010. http:// tinjauanhukumislamterhadapkloning.html

Anonymous. 2003. http:// kloningdalamperspektifislam/Hajar,M. pdf

Posted in Uncategorized | Leave a comment

Pemanfaatan Bioteknologi Bidang Pertanian melalui Perbanyakan Padi Transgenik dengan Teknik Kultur Anther

Utilization of Agricultural Biotechnology through the Propagation of Transgenic Rice by Anther Culture Technique

Dian Mayangsari, Ratna Ayu M, Winnie Ayu H, Husnul Aldeno F, dan DR. H. Moch. Agus Krisno B, M.Kes
Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318

Abstract

Genetic engineering of rice to be important research area in recent years. Rice is staple food for almost half of world population and has been extensively used as a plant model system for monocotyledonous plant. Compare to direct DNA transfer techniques (PEG, electroporation, and DNA bombardment), Agrobacterium tumefaciens mediated transformation was considered to be more advantageous because it is easy to handle, integration and segregation pattern are more predictable, and the likelihood to get transgenic plant with low copy number is high, thus decreasing gene silencing phenomena. Various important genes have been introduced into rice genome via Agrobacterium transformation.
Rice breeding program that led to the establishment of pest-resistant varieties for improved results to date continue to be made. This is the most effective and efficient in tackling pests and diseases to increase productivity. Thus, breeding pest-resistant rice varieties that can be done with the multiplication of rice anther culture technique or pollen culture.
Anther culture, rather, referred to as culture is the induction of pollen embryogenesis from pollen cells that produce haploid plants. Tues pollen or male gamete cells derived from stem cells of male gamete (mikrospor) diploid (2n). In the formation of gametes through meiosis, mikrospor cell divides into 4 daughter cells (haploid) with half the number of chromosomes parent cell. Chromosome recombination elders (of high yielding varieties of transgenic rice yield) during meiosis will result in genetic recombination on chromosome haploidnya.

Keyword: Genetic engineering, Agrobacterium tumefaciens,Rice, Anther culture, Haploid.

Abstrak
Rekayasa genetik beras menjadi bidang penelitian yang penting dalam beberapa tahun terakhir. Beras merupakan makanan pokok bagi hampir setengah dari penduduk dunia dan telah banyak digunakan sebagai sistem model tanaman untuk tanaman monocotyledonous. Bandingkan dengan langsung teknik transfer DNA (PEG, elektroporasi, dan penembakan DNA), transformasi Agrobacterium tumefaciens dimediasi itu dianggap lebih menguntungkan karena mudah untuk menangani, integrasi dan pola segregasi yang lebih dapat diprediksi, dan kemungkinan untuk mendapatkan tanaman transgenik dengan rendah jumlah salinan yang tinggi, sehingga menurunkan fenomena gen silencing. Berbagai gen penting telah diperkenalkan ke dalam genom padi melalui transformasi Agrobacterium.
Program pemuliaan padi yang mengarah pada pembentukan varietas tahan hama untuk peningkatan hasil sampai saat ini terus dilakukan. Hal ini merupakan cara yang paling efektif dan efisien dalam menanggulangi hama penyakit untuk peningkatan produktivitas. Dengan demikian, pemuliaan varietas padi tahan hama tersebut dapat dilakukan perbanyakan padi dengan teknik kultur anther atau kultur pollen.
Kultur anther lebih tepatnya, disebut sebagai kultur pollen adalah induksi embriogenesis dari sel pollen yang menghasilkan tanaman haploid. Sel pollen atau sel gamet jantan berasal dari sel induk gamet jantan (mikrospor) diploid (2n). Pada pembentukan gamet melalui pembelahan meiosis, sel mikrospor membelah menjadi 4 sel anak (haploid) dengan jumlah kromosom setengah sel induknya. Rekombinasi kromosom tetua (dari varietas unggul hasil padi transgenik) selama meiosis akan menghasilkan rekombinasi genetik pada kromosom haploidnya.

PENDAHULUAN

Padi merupakan komoditi penting karena merupakan makanan pokok hampir setengah penduduk dunia di mana sebagian besar berasal dari negara berkembang termasuk Indonesia. Penyediaan beras bagi penduduk dunia yang tumbuh pesat merupakan tantangan berat. Ketersediaan pangan harus dipenuhi dalam kondisi di mana lahan subur berkurang setiap tahun, ketersediaan air terbatas, dan ada serangan hama penyakit. Salah satu hama yang menyerang tanaman padi adalah hama penggerek batang padi kuning (Scirpophaga incertulas) merupakan hama perusak tanaman padi peringkat satu di Indonesia.
Penurunan produktivitas padi di Jawa saja diperkirakan terjadi karena beberapa hal diantaranya sebagian tanaman yang ditanam pada musim kemarau 2011 mengalami kekurangan air. Kekurangan air pada fase tertentu atau pertumbuhan dapat menyebabkan jumlah anakan padi menjadi berkurang dan pembentukan bulir gabah kurang optimal atau bulir hampa meningkat. Peningkatan luas tanaman yang terkena dampak perubahan iklim (banjir atau kekeringan) dan terserang hama/OPT periode Januari-Agustus 2011 seluas 105,67 ribu ha, yaitu dari 522,21 ribu ha tahun 2010 menjadi 627,88 ribu ha tahun 2011 (BPS, 2011).
Untuk mengantisipasi ketersediaan dan menjaga ketahanan pangan secara berkesinambungan perlu dikembangkan varietas tanaman yang mempunyai kemampuan adaptasi yang baik dengan daya hasil tinggi, kualitas biji dan kandungan nutrisi baik, serta tahan terhadap cekaman hama penyakit.
Upaya perbaikan sifat-sifat penting tanaman telah dimulai sejak manusia mengenal cara bercocok tanam dengan melakukan persilangan dan seleksi benih. Penemuan gen, yaitu penentu sifat yang diwariskan pada turunan berikutnya oleh Gregor Mendel pada tahun 1866 dilanjutkan dengan berbagai penemuan berikutnya di mana gen dapat diisolasi, ditransfer, dan diekspresikan dalam sel lain telah membuka peluang yang besar dalam upaya perbaikan sifat genetik tanaman. Penerapan teknologi transfer gen ini memungkinkan penyisipan hanya gen-gen penting saja, sehingga sifat lain diharapkan tidak berubah.
Pada tanaman padi, secara garis besar ada dua teknik transfer gen yang telah berhasil diterapkan, yaitu transfer gen secara langsung (misalnya dengan senyawa kimia polyethylene glycol (PEG), alat elektroporator, atau penembak DNA), atau secara tidak langsung dengan menggunakan bantuan bakteri tanah Agrobacterium tumefaciens (Slamet-Loedin, 1994).
Masing-masing teknik memiliki kelemahan dan keunggulan. Namun, adanya kecenderungan teknik transfer DNA secara langsung menyisipkan DNA dengan jum-lah salinan yang banyak menyebabkan teknik transfor-masi Agrobacterium menjadi alternatif pilihan. Semakin banyak jumlah salinan gen yang disisipkan maka ekspresi gen kurang stabil akibat dari adanya pembungkaman gen dan proses penyusunan kembali (rearrangement) semakin tinggi yang mengakibatkan ekspresi gen kurang stabil (Dai et al, 2001).
Secara alami A. tumefaciens hanya menginfeksi tanaman dari kelompok dikotil (biji berkeping dua), sehingga keberhasilan transformasi Agrobacterium pada awalnya hanya terbatas pada kelompok tanaman dikotil. Penelitian secara intensif dan mendasar telah membuahkan pemahaman yang baik mengenai biologi dan mekanisme transfer gen A. tumefaciens.
Keberhasilan transformasi gen pada tanaman padi (monokotil) menggunakan Agrobacterium pertama kali dilaporkan oleh Hiei et al (1994;1997). Manipulasi berbagai faktor penting menentukan keberhasilan transformasi. Saat ini berbagai kultivar tanaman padi telah berhasil ditransformasi menggunakan Agrobacterium (Toki 1997; Yara et al, 2001; Saharan et al, 2004).
Di Indonesia, penelitian mengenai manipulasi genetik padi telah dimulai sejak tahun 1995. Pada awalnya teknik transfer gen yang digunakan adalah penembakan DNA. Baru pada tahun 1996 mulai dirintis pengembangan sistem transformasi Agrobacterium untuk padi jenis Indica dan Javanica yang banyak ditanam di Indonesia (Slamet Loedin et al, 1997), namun hingga saat ini hanya padi kultivar Rojolele yang sudah berhasil ditransformasi.
Program pemuliaan padi yang mengarah pada pembentukan varietas tahan hama untuk peningkatan hasil sampai saat ini terus dilakukan. Hal ini merupakan cara yang paling efektif dan efisien dalam menanggulangi hama penyakit untuk peningkatan produktivitas. Dengan demikian, pemuliaan varietas padi tahan hama tersebut dapat dilakukan perbanyakan padi dengan teknik kultur anther atau kultur pollen.
Aplikasi teknik kultur anther dalam pemuliaan padi telah berhasil merakit berbagai varietas unggul terutama di Cina dan Korea (Hu, 1985). Teknik ini telah dikembangkan pula di negara-negara produsen padi lainnya seperti di India, Jepang, dan Filipina (Niizeki, 1997).
Melalui kultur anther, sel pollen haploid dapat diinduksi menjadi tanaman haploid. Kombinasi karakter tetua yang unggul akan dimiliki oleh tanaman haploid, sehingga bila kromosomnya digandakan atau terjadi penggandaan spontan selama kultur akan diperoleh tanaman-tanaman haploid ganda yang homozigot atau galur murni.
Secara teknis kultur anther padi telah dapat dilakukan di Indonesia. Namun demikian keberhasilan memperoleh sejumlah galur haploid ganda yang diinginkan masih perlu ditingkatkan. Oleh karena itu, diperlukan perbaikan secara genetik (menyiapkan materi eksplan yang berpeluang dikulturkan) maupun secara teknis (modifikasi media, ruang kultur, dan keterampilan).

Agrobacterium tumefaciens
A. tumefaciens adalah bakteri patogen pada tanaman yang banyak digunakan untuk memasukkan gen asing ke dalam sel tanaman untuk menghasilkan suatu tanaman transgenik. Secara alami, A. tumefaciens dapat menginfeksi tanaman dikotiledon melalui bagian tanaman yang terluka sehingga menyebabkan tumor mahkota empedu (crown gall tumor).
Bakteri yang tergolong ke dalam gram negatif ini memiliki sebuah plasmid besar yang disebut plasmid-Ti yang berisi gen penyandi faktor virulensi penyebab infeksi bakteri tersebut pada tanaman.D:\Agrobacterium_tumefaciens.htm – cite_note-1 Untuk memulai pembentukan tumor, A. tumefaciens harus menempel terlebih dahulu pada permukaan sel inang dengan memanfaatkan polisakarida asam yang akan digunakan untuk mengkoloniasi atau menguasai sel tanaman.
Selain tanaman dikotil, tanaman monokotil seperti jagung, gandum, padi, dan tebu telah digunakan untuk memasukkan sel asing ke dalam genom tanaman. Agrobacterium tumefaciens adalah bakteri patogen pada tanaman yang banyak digunakan untuk memasukkan gen asing ke dalam sel tanaman untuk menghasilkan suatu tanaman transgenik.
Spesies Agrobacterium tergolong bakteri gram negatif yang hidup sebagai saprofit maupun parasit. Bakteri ini berbentuk batang, berukuran 0,6-1,0 µm sampai 1,5-3,0 µm dalam bentuk tunggal atau berpasangan. Bakteri ini juga mudah bergerak atau motile dan memiliki 16 flagel serta merupakan bakteri tidak berspora. Suhu optimal pertumbuhan bakteri ini adalah 25-28°C. Adapun kumpulan bakteri ini biasanya berbentuk cembung, bulat, lembut, dan tidak berpigmen.

Peranan Agrobacterium dalam Transfer Gen
Teknologi pemindahan gen atau transfer gen dapat dibedakan menjadi dua, yaitu langsung dan tidak langsung. Contoh transfer gen secara langsung adalah perlakuan pada protoplas tanaman dengan elektroporasi melalui PEG atau polyethyleneglycol, penembakan eksplan gen dengan gene gun atau di vortex dengan karbit silikon. Sedangkan Teknik pemindahan gen secara tak langsung dilakukan dengan bantuan bakteri Agrobacterium.
Dari banyak teknik transfer gen yang berkembang, teknik melalui media vector A. tumefaciens paling sering digunakan untuk metransformasi tanaman, terutama tanaman kelompok dikotil. Bakteri ini mampu mentransfer gen ke dalam genom tanaman melalui eksplan baik yang berupa potongan daun (leaf disc ) atau bagain lain dari jaringan tanaman yang mempunyai potensi beregenerasi tinggi. Namun dapat juga dilakukan pada tanaman monokotil, seperti jagung, gandum, padi, dan tebu.

Proses Transformasi Gen oleh Agrobacterium tumefaciens
Dasar dari transformasi genetik oleh Agrobacterium adalah transfer dan integrasi T-DNA ke dalam genom di dalam inti sel tanaman. T-DNA adalah suatu bagian pada tumor inducing (Ti) plasmid yang terdapat di dalam sel
Agrobacterium. Ti-plasmid berukuran sekitar 200-800 kbp dan T-region (T-DNA) nya sendiri berukuran sekitar 10% nya (10-30 kbp). T-region ini dibatasi oleh dua sekuen pembatas (border) yaitu right border dan left border yang mengapit T-region. Bagian lain dari Ti-plasmid yang tidak kalah pentingnya adalah vir-region yang mengandung sejumlah gen-gen virulen (virA, virB, virC, virD, virE, virF,virG dan virH) yang berfungsi didalam proses transfer T-DNA ke dalam sel tanaman.
Proses transformasi dimulai dengan melekatnya Agrobacterium pada sel tanaman. Kejadian awal ini dimediasi oleh gen-gen yang berlokasi pada kromosom bakteri (gen chvA, chvB dan att). Langkah berikutnya adalah terinduksinya gen-gen pada vir-region oleh suatu signal yang spesifik didalam sel bakteri sehingga dihasilkan produk dari expresi gen-gen virulen untuk memproses T-DNA dan mentransfernya dari dalam sel bakteri.
Prosesing dan transfer T-DNA dimediasi oleh berbagai protein yang dikode pembentukannya oleh gen-gen virulen. Prosesing T-DNA dimulai dari suatu kejadian memproduksi T-DNA untai tunggal yang disebut T-strand yang ditransfer ke dalam sel tanaman. Kejadian ini dimediasi oleh produk dari genvirD1 dan virD2 yang berfungsi memotong T-DNA di bagian left border dan right border. Salah satu produk yaitu molekul VirD2 tetap melekat secara kovalen pada 5’ end dari T-strand dan membentuk apa yang disebut T-complex yang masih setengah jadi.
Pembentukan T-complex ini dilaporkan berfungsi untuk menjaga T-DNA dalam perjalanannya menuju inti sel tanaman inang. Tahap akhir dari transformasi genetik oleh Agrobacterium adalah integrasi T-DNA ke dalam genom sel tanaman inang.

Kultur Jaringan
Prinsip utama kulltur jaringan adalah perbanyakan tanaman menggunakan bagian jaringan tanaman (jaringan akar, tunas, pollen dan sebagainya) menjadi tanaman utuh (sempurna) dikondisi in vitro (didalam gelas), menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril. Jadi Kultur in vitro dapat diartikan sebagai bagian jaringan yang dibiakkan di dalam tabung inkubasi atau cawan petri dari kaca atau material tembus cahaya lainnya (Santoso, 2005).
Landasan kultur jaringan didasarkan atas tiga kemampuan dasar dari tanaman, yaitu: totipotensi, rediferensiasi, dan kompetensi.
Pekerjaan kultur jaringan meliputi: persiapan media, isolasi bahan tanam (eksplan), sterilisasi eksplan, inokulasi eksplan, aklimatisasi dan usaha pemindahan tanaman hasil kultur jaringan ke lapang. Pelaksana harus bekerja dengan teliti dan serius, karena setiap tahapan pekerjaan tersebut memerlukan penanganan tersendiri dengan dasar pengetahuan tersendiri.
Teknik kultur jaringan sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang sering disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan dipelihara dalam medium pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril. dengan cara demikian sebagian sel pada permukaan irisan tersebut akan mengalami proliferasi dan membentuk kalus. Apabila kalus yang terbentuk dipindahkan kedalam medium diferensiasi yang cocok, maka akan terbentuk tanaman kecil yang lengkap dan disebut planlet. Dengan teknik kultur jaringan ini hanya dari satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus yang dapat menjadi planlet dalam jumlah yang besar (George, 1995).
Dengan kultur jaringan dapat membantu program pemuliaan tanaman untuk menghasilkan tanaman yang lebih baik melalui : keragaman somaklonal, kultur haploid, embryo rescue, seleksi in vitro, fusiprotoplas, transformasi gen atau rekayasa genetika tanaman dan lain-lain (William, 1997).
Dalam pelaksanaannya dijumpai beberapa tipe-tipe kultur, yakni:
1. Kultur biji (seed culture), kultur yang bahan tanamnya menggunakan biji atau seedling.
2. Kultur organ (organ culture), merupakan budidaya yang bahan tanamnya menggunakan organ, seperti: ujung akar, pucuk aksilar, tangkai daun, helaian daun, bunga, buah muda, inflorescentia, buku batang, akar dll.
3. Kultur kalus (callus culture), merupakan kultur yang menggunakan jaringan (sekumpulan sel) biasanya berupa jaringan parenkim sebagai bahan eksplannya.
4. Kultur suspensi sel (suspension culture) adalah kultur yang menggunakan media cair dengan pengocokan yang terus menerus menggunakan shaker dan menggunakan sel atau agregat sel sebagai bahan eksplannya, biasanya eksplan yang digunakan berupa kalus atau jaringan meristem.
5. Kultur protoplasma. eksplan yang digunakan adalah sel yang telah dilepas bagian dinding selnya menggunakan bantuan enzim. Protoplas diletakkan pada media padat dibiarkan agar membelah diri dan membentuk dinding selnya kembali. Kultur protoplas biasanya untuk keperluan hibridisasi somatik atau fusi sel soma (fusi 2 protoplas baik intraspesifik maupun interspesifik).
6. Kultur haploid adalah kultur yang berasal dari bagian reproduktif tanaman, yakni: kepalasari/ anther (kultur anther/kultur mikrospora), tepungsari/ pollen (kutur pollen), ovule (kultur ovule), sehingga dapat dihasilkan tanaman haploid (Sriyanti, 1994).

Kultur Anther
Dalam kultur jaringan, terdapat teori yang biasa disebut totipotensi (total genetik potensi). Teori tersebut menyatakan bahwa setiap sel mengandung rangkaian genetik yang lengkap untuk dapat tumbuh menjadi tanaman yang lengkap. Berarti setiap sel apapun dapat tumbuh menjadi tanaman yang lengkap dan sempurna.
Berdasarkan hal tersebut maka sel gamet dapat juga dikulturkan dan dapat tumbuh menjadi tanaman yang lengkap. Hanya bedanya karena sel gamet merupakan sel dengan genetik 1n maka tanaman yang tumbuh merupakan tanaman yang mempunyai genetik 1n.
Seperti diketahui bahwa sel pada mahluk hidup dibagi menjadi dua macam yaitu sel vegetatif dan sel generatif (sel gamet jantan dan sel gamet betina). Pada sel somatik mempunyai genetik 2n (diploid) sedangkan sel generatif mempunyai genetik n (haploid). Secara normal sel generatif apabila disatukan dalam proses perkawinan maka akan menghasilkan embrio yang merupakan sel gamet jantan dan sel gamet betina (1n + 1n = 2n).
Anther adalah kepala sari. Anther mengandung serbuk sari (pollen), sehingga kultur anther berarti mengikutsertakan pollen di dalamnya. Pollen yang masih muda (immature) atau mikrospora yang terkandung dalam anther dapat secara langsung beregenerasi membentuk embrio, disebut androgenesis, atau membentuk jaringan kalus yang selanjutnya dapat diinduksi untuk bergenerasi menjadi tanaman di bawah pengaruh zat pengatur tumbuh yang terkandung dalam media tanam. Pollen bersifat haploid, dan tentunya sel-sel yang diproduksi oleh pollen selama dikultur adalah haploid pula (Iswari, 2010).
Tanaman haploid dapat dikembangkan dengan menggunakan teknik kultur in vitro anther dan pollen. Anther diperoleh dari tunas bunga dan dapat dikulturkan pada medium padat atau cair sehingga terjadi embriogenesis. Selain itu pollen juga dapat diambil secara aseptik dan dikulturkan pada medium cair. Proses perbanyakan tanaman haploid dengan menggunakan gametofit jantan semacam ini disebut sebagai androgenesis.
Ada dua macam androgenesis yaitu androgenesis langsung dan tidak langsung. Androgenesis langsung adalah proses pembentukan plantlet haploid dengan menggunakan kultur anther, sedangkan pada androgenesis tidak langsung adalah plantlet terbentuk melalui pembentukan kalus yang kemudian mengalami regenerasi menjadi plantlet (Yuwono, 2008).
Kultur anther merupakan teknik yang paling efisien untuk menghasilkan tanaman haploid. Haploid pada tanaman digolongkan dalam dua kategori, yaitu monohaploid (dengan jumlah kromosom setengah dari spesies diploid), dan polihaploid (dengan jumlah kromosom setengah dari kromosom spesies poliploidi).
Kultur anther merupakan salah satu metode perbanyakan tanaman dengan teknik in-vitro dengan tujuan untuk mendapatkan tanaman haploid yang unggul yang dapat dipergunakan untuk menghasilkan kultivar-kultivar baru. Tanaman haploid adalah tanaman yang mempunyai jumlah kromosom yang sama dengan kromosom gamet (N).
Tanaman haploid yang diperoleh dari kultur anther dapat digunakan untuk mendeteksi mutasi rekombinan yang unik, karena mutasi yang resesif tidak muncul dalam keadaan diploid, dan pada penggandaan jumlah kromosom akan diperoleh tanaman yang homozygot. Tanaman yang homozigot sangat penting untuk menghasilkan hibrida terkendali (Anonymous, 2011).
Kegunaan kultur anter dapat menghasilkan tanaman monohaploid, yang bisa dikombinasikan dengan mutagen kimiawi atau mutagen fisik dapat menghasilkan mutan mutan yang tahan terhadap penyakit rebah, toleran terhadap kadar garam tinggi di tanah, toleran terhadap kekeringan, tanaman cepat berbunga dan lain-lain.

Prosedur Aplikasi Pebanyakan Padi Transgenik dengan Kultur Anther
Prosedur teknik kultur anther pada pemuliaan tanaman padi terbagi ke dalam tahapan-tahapan sebagai berikut: pemilihan tetua atau hasil dari padi transgenik, pemeliharaan tanaman unggul/ padi transgenik sumber eksplan, penyiapan eksplan, kultur anthera in vitro, aklimatisasi, dan penanganan tanaman pasca aklimatisasi, karakterisasi tanaman haploid ganda, perbanyakan benih haploid ganda dan seleksi untuk karakter yang diinginkan.

a) Pemilihan Bahan Tetua
Bahan tetua dapat berupa varietas unggul dari padi transgenik yang telah diidentifikasi memiliki satu atau lebih karakter yang diunggulkan. Setiap bahan tetua ditanam di lapang atau pada pot/ember di rumah kaca. Pada saat fase pembungaan dimana tanaman padi transgenik yang siap berbunga .

b) Kultur Anther In Vitro
Secara in vitro kultur anther padi dilakukan di laboratorium. Pada saat tanaman mencapai fase subur dan sesuai kriteria bahan eksplan, malai yang masih terbungkus dalam pelepah dipanen sebagai sumber eksplan. Malai yang masih dalam selubung pelepah tersebut dicuci bersih dan dibungkus dengan kertas tissue basah, selanjutnya dimasukkan ke dalam kantong plastik, kemudian diberi perlakuan dingin dengan memyimpannya dalam lemari pendingin pada suhu 10°C selama 8 hari.

c) Penyiapan Media
Penyiapan media dapat dilakukan sambil menunggu eksplan saat diberi perlakuan dingin. Media kultur anther padi yang cocok untuk subspesies Javanica adalah media N6 dan media MS dengan berbagai modifikasinya, masing-masing sebagai media induksi kalus dan regenerasi tanaman. Hasil penelitian (Dewi et al, 1996; Purwoko et al, 2001) menunjukkan bahwa modifikasi N6 dengan penambahan 2 mg/l NAA; 0,5 mg/l kinetin, 60 g sukrosa, dan 0,1644 g/l putresin cocok untuk kultur anther subspesies Indica.
Pembuatan media N6 dimulai dengan melarutkan putresin ke dalam ± 700 ml air, kemudian semua bahan (kecuali phytagel) dicampur dan diatur pHnya sehingga pH campuran mencapai 5,8. Kedalam media ditambahkan 3 gr/l phytagel sebagai pemadat, kemudian diautoklaf selama 20 menit. Selesai diautoklaf, tiap 1 liter media dituangkan ke dalam ±30-50 cawan petri di dalam laminar air flow cabinet. Setiap cawan petri yang telah diisi media kemudian ditutup dan direkatkan dengan parafin.
Pembuatan media MS dilakukan seperti pembuatan media N6, namun setelah ditambahkan phytagel media tidak diautoklaf melainkan dipanaskan ke dalam ± 50 botol kultur dan ditutup dengan alumunium foil. Media dalam botol kultur kemudian diautoklaf selama 20 menit pada temperatur 120°C dan tekanan 18-20 psi.

d) Penyiapan Eksplan
Malai yang telah diinkubasi selama delapan hari, dibuka dan dipilih (disortir) bagian percabangan tengah dan atasnya. Malai yang terpilih adalah malai dengan bulir yang memiliki panjang anthera dan filamennya tidak melebihi setengah panjang bulir dan berwarna kuning muda kehijauan. Malai-malai yang terpilih disterilkan dengan Bayclin 20 % yang mengandung bahan aktif 5,25 % NaClO selama 20 menit, lalu dicuci dengan air steril.
Induksi kalus
Sebelum diregenerasikan menjadi tanaman, pollen dalam anthera diinduksi menjadi kalus (massa sel). Induksi kalus dimulai dengan inokulasi anthera pada media induksi kalus. Bulir gabah muda (spikelet) dari malai yang sudah steril kemudian sepertiga dari pangkalnya dipotong dengan gunting dan dikumpulkan pada cawan petri steril. Selanjutnya anthera diinokulasikan ke dalam media induksi kalus (media N6) yang telah disiapkan sebelumnya.
Inokulasi dilakukan dengan cara mengetukkan spikelet pada tepi cawan petri menggunakan pinset. Setiap cawan petri diisi sebanyak 120-150 anthera yang berasal dari 25 spikelet. Selanjutnya anthera yang diinokulasi pada media disimpan pada rak kultur dalam ruangan gelap pada suhu ±25°C. (Sasmita, 2007) pada umumnya kalus terbentuk 2-10 minggu sejak anthera berada pada media inkubasi.

e) Regenerasi Tanaman
Secara teknis regenerasi tanaman dilakukan dengan memindahkan kalus yang terbentuk pada tahap induksi kalus ke media regenerasi tanaman (media MS). Kalus yang telah berukuran 1-2 mm pada media induksi kalus dipindahkan ke media regenerasi (MS) dalam botol kultur. Kalus yang dapat beregenerasi menjadi tanaman adalah kalus generasi minggu pertama hingga keempat (Sasmita et al, 2002).
Pemindahan kalus dilakukan dalam laminar air flow cabinet. Kalus yang telah dipindah ke dalam media regenerasi tanaman kemudian diinkubasi dalam ruang terang dengan cahaya kuat (1000-3000 lux) serta suhu ± 22°C (Chen et al, 1986). Tiga minggu sejak kalus dipindah ke media regenerasi biasanya belum memiliki akar yang cukup bahkan sama sekali tidak memiliki akar. Setelah tanaman regeneran mencapai tinggi 3-5 cm tanaman tersebut dapat diinduksi perakarannya dengan cara memindahkannya ke media MS ditambah dengan 40 g/l maltosa dan 0,5 mg/l IBA (Dewi et al, 1994).
Untuk induksi kalus dan regenerasi tanaman pada kultur anthera padi dilakukan kondisi ruang yang berbeda. Untuk kondisi kalus diperlukan ruang gelap total dengan tujuan menghindari proses fotosintesis sehingga polen androgenik membelah dan membentuk kalus. Sedangkan untuk regenerasi diperlukan ruang terang dengan cahaya kuat (1000-3000 lux) agar kalus dapat tumbuh, mengandung klorofil, dapat berfotosintesis dan mampu beregenerasi menjadi tanaman seutuhnya (Chen et al, 1996). Temperatur ruanagn yang stabil (25-30°C) diperlukan pula untuk menghasilkan respon kultur anther yang optimal.

f) Aklimatisasi
Aklimatisasi dilakukan untuk menyesuaikan kondisi lingkungan tumbuh tanaman kultur yang aseptik dari heterotrof ke lingkungan alami yang autotrof. Aklimatisasi meliputi tiga tahap yaitu tahap pertama aklimatisasi dalam tabung reaksi berisi air bersih selama 1-2 minggu, tahap kedua aklimatisasi dilakukan pada media tanah lumpur dalam bak selama 1-2 minggu, dan tahap ketiga aklimatisasi dilakukan pada media tanah dalam ember atau pot di rumah kawat. Pada penanaman dan pemeliharaan di rumah kawat, tanaman yang berasal dari kalus yang sama dan ditanam pada pot yang berbeda dikelompokkan dan diberi nomor yang sama. Pemberian cahaya dilakukan secara berangsur untuk melatih tanaman agar dapat tumbuh pada kondisi normal.

g) Penanganan Tanaman Pascaaklimatisasi
Pemeliharaan tanaman dilakukan sesuai dengan anjuran budidaya padi sawah. Individu tanaman yang berasal dari kalus yang sama dikelompokkan menjadi satu putatif galur. Pada fase pertumbuhan anakan aktif, masing-masing galur hasil kultur anthera dievaluasi ploidinya secara morfologi. Pertama-tama evalusi dilakukan terhadap tanaman haploid ganda. Pada fase pertumbuhan ini secara morfologi tanaman haploid ganda tumbuh normal seperti tanaman diploid yang dicirikan dengan adanya auricle dan ligule, serta pada fase generatif menghasilkan biji fertil (Chu, 1994).
Populasi tanaman haploid ganda dipelihara serta dievaluasi karakter morfologi dan agronominya hingga dapat dipanen bijinya. Benih yang dihasilkan dari populasi tanamn tersebut selanjutnya dapat diberbanyak untuk menghasilkan benih. Selanjutnya evaluasi dilakukan terhadap tanaman haploid yang dicirikan dengan pertumbuhan yang kerdil, anakan banyak, serta tidak memiliki auricle dan ligule. Tanaman tersebut dikelompokkan dan dipelihara pula untuk digandakan kromosomnya dengan cara diberi perlakuan kolkhisin agar dapat menghasilkan biji yang berkarakter unggul.

Penerapan Bakteri A. tumefaciens dalam Perspektif Islam
Seperti dalam Al-Qur’an Allah telah menjelaskan dalam Surat An-Nahl ayat 13 yang berbunyi:

وَمَاذَرَأَلَكُمْفِىٱلْأَرْضِمُخْتَلِفًاأَلْوَٰنُهُۥٓۗإِنَّفِىذَٰلِكَلَءَايَةًۭلِّقَوْمٍۢيَذَّكَّرُونَ
Artinya : Dan Dia (menundukkan pula) apa yang Dia ciptakan untuk kamu di bumi ini dengan berlain-lainan macamnya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang mengambil pelajaran.
Dijelaskan pula dalam Surat Al-Furqaan ayat 2:

Artinya: yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.
Berdasarkan ayat diatas dijelaskan Allah telah menciptakan berbagai macam makhluk hidup di bumi ini mulai dari yang bisa dilihat dengan mata sampai yang kasat mata. Itu merupakan tanda-tanda kekuasaan Allah. Misalnya saja bakteri Agrobacterium tumefaciens yang merupakan makhluk hidup mikroskopis yang diciptakan oleh Allah yang tidak hanya memberikan dampak negative yaitu bersifat patogen tetapi juga memberikan dampak positif yaitu kita dapat mempelajarinya dalam rekayasa genetika untuk menghasilkan padi tahan hama.

Perbanyakan Tanaman dalam Perspektif Islam
Pada Q.S A’basa ayat 25-32 yang
Artinya: Kamilah yang telah mencurahkan air melimpah (dari langit), kemudian Kami belah bumi dengan sebaik-baiknya, lalu disana Kami tumbuhkan biji-bijian dan anggur dan sayur-sayuran dan zaitun dan pohon kurma dan kebun-kebun yang indah dan buah-buahan serta rerumputan. (Semua itu) untuk kesenangan dan untuk hewan-hewan ternakmu.
Dijelaskan pula pada Q.S Ar-rahman ayat 10-13 yang
Artinya: Dan bumi telah dibentangkan-Nya untuk makhluk-Nya, didalamnya ada buah-buahan dan pohon kurma yang mempunyai kelopak mayang, dan biji-bijian yang berkulit dan bunga-bunga yang harum baunya. Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan?
Menurut ayat-ayat diatas dijelaskan bahwa Allah menciptakan langit dan bumi, serta menurunkan air hujan menjadi sumber-sumber air di bumi kemudian ditumbuhkan-Nya bermacam-macam tanaman yang memiliki bunga, biji, dan buah.. Dari tanaman-tanaman tersebut dapat berkembang biak baik secara vegetatif maupun generatif. Maka semakin berkembangnya ilmu pengetahuan perbanyakan tanaman dapat dilakukan dengan kultur anther atau pollen yang dapat memberi keunggulan dan manfaat bagi bidang pertanian.

Kesimpulan
1. Pada tanaman padi ada dua teknik transfer gen yang telah berhasil diterapkan, yaitu transfer gen secara langsung dan secara tidak langsung dengan menggunakan bantuan bakteri tanah Agrobacterium tumefaciens untuk resisten terhadap hama penyakit.
2. Aplikasi teknik kultur anther dalam program pemuliaan tanaman padi bertujuan untuk mempercepat pembentukan galur murni sehingga mempersingkat waktu perakitan varietas unggul.
3. Kultur haploid adalah kultur yang berasal dari bagian reproduktif tanaman, yakni: kepalasari/ anther (kultur anther/kultur mikrospora), tepungsari/ pollen (kutur pollen), ovule (kultur ovule), sehingga dapat dihasilkan tanaman haploid
4. Prosedur teknik anther dilakukan secara in vitro melalui dua tahap, yaitu tahap induksi kalus dari polen yang terdapat dalam anthera tanaman varietas unggul (hasil padi transgenik) dan tahap regenerasi tanaman dari kalus menjadi tanaman haploid (plantet).

DAFTAR PUSTAKA
• Anonymous. 2011. Pengaruh Beberapa Media Kultur Jaringan.http://kalbar.litbang.deptan.go.id Diakses 5 Desember 2011
• Anonymous. 2011. Kultur Anther.http://akubesertakamu.blogspot.com Diakses 25 Desember 2011
• Anonymous. 2011. Transformasi Gen oleh Bakteri. http://anggunhannes.blogspot.com. Diakses 30 Desember 2011
• Chen, Y.1996. Anther and Pollen Culture of Rice in China. Beijing: Science Press
• Chung, G.S. 1992. Anther Culture for Rice Improvement in Korea. China: Hangzhou
• Dewi,L.S, A.D Ambarawati, M.F Masyudi, T.Soewito dan Suwarno. 1994. Induksi Kalus dan Regenerasi Kultur Anthera Padi. Risalah Hasil Penelitian Tanaman Pangan 2:136-143
• Iswari et all. 2010. Galur Padi Beras Hitam Hasil Kultur Anthera.http://pustaka.litbang.deptan.go.id. Diakses 25 Desember 2011
• Masyudi, M.F. 1994. Kultur Anthera Tanaman Padi. Bogor: Badan Litbang Pertanian
• Nugroho, A dan Sugito, H., 2000. Pedoman Pelaksanaan Teknik Kultur Jaringan. Jakarta: Penebar Swadaya
• Nugroho, Arinto. 2010. The Essential of Biology. Solo: Evo
• Prihatman, Kemal. 2000. Budidaya Pertanian. Jakarta: Bappenas
• Sasmita, Priatna. 2007. Aplikasi Teknik Kultur Antera Pada Pemuliaan Tanaman Padi. Bogor: Balai Besar Penelitian Tanaman Padi
• Smith, R.H. 2000. Plant Tissue Culture: Techniques and Experiments. London: Academic Press
• Sriyanti, D. H. dan A, Wijayani. 1994. Teknik Kultur Jaringan “Pengenalan dan Petunjuk Perbanyakan Tanaman Secara Vegetatif Modern”. Yogyakarta: Kanisius
• Suryowinoto, M., 1996. Pemuliaan Tanaman Secara in Vitro. Yogyakarta: Kanisius
• Taji, A., Dodd, W., Williams, R.R. 1997. Plant Tissue Culture Practice. Australia: University of New England, Armidale,NSW
• Yuwono, T., 2008. Bioteknologi Pertanian. Yogyakarta: UGM Press
• Usyati, N. Damayanti. Syafrida.Purnama.dan Inez. 2009. Keefektivan Padi Transgenik terhadap Hama Penggerek Batang Padi Kuning Scirpophaga incertulas. Bogor:Institut Pertanian Bogor. http://pei-pusat.org/jurnal/wp-content/uploads/2011/06/Keefektivan-Padi-Transgenik.pdf. Diakses 30 Desember 2011
• Zulkarnain, H., 2000. Kultur Jaringan Tanaman-Solusi Perbanyakan Tanaman Budidaya. Jakarta: Bumi Aksara

Posted in Uncategorized | Leave a comment

PEMANFAATAN MIKROORGANISME DI BIDANG PANGAN BERBASIS BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

 

A. MIKROORGANISME

 

Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Mikroorganisme disebut juga organisme mikroskopik.

 

Mikroorganisme dapat menjadi bahan pangan ataupun mengubah bahan pangan menjadi bentuk lain. Proses yang dibantu oleh mikroorganisme misalnya melalui fermentasi, seperti keju, yoghurt, dan berbagai makanan lain termasuk kecap dan tempe. Pada masa mendatang diharapkan peranan mikroorganisme dalam penciptaan makanan baru seperti mikroprotein dan protein sel tunggal. Mengenal sifat dan cara hidup mikroorganisme juga akan sangat bermanfaat dalam perbaikan teknologi pembuatan makanan.

 

 

 

B. JENIS-JENIS MIKROORGANISME YANG DIMANFAATKAN UNTUK

 

     MENINGKATKAN PRODUK PANGAN

 

No.

Bahan Pangan

Mikroorganisme

Golongan

Produk

1

Susu

Lactobacillus bulgaricus
Streptococcus termophillus
Streptococcus lactis
Panicillium requiforti
Propioni bacterium
Lactobacillus casei

Bakteri
Bakteri
Bakteri
Jamur
Bakteri
Bakteri

Yoghurt
Yoghurt
Mentega
Keju
Keju Swiss
Susu asam

2

Kedelai

Rhizopus oligosporus
Rhizopus stoloniferus
Rhizopus oryzae
Aspergillus oryzae

Jamur
Jamur
Jamur
Jamur

Tempe
Tempe
Tempe
Kecap

3

Kacang tanah

Neurospora sitophyla

Jamur

Oncom

4

Beras

Saccharomyces cereviseae
Endomycopsis fibulegera

Jamur
Jamur

Tape Ketan

5

Singkong

Saccharomyces elipsoides
Endomycopsis fibulegera

Jamur
Jamur

Tape singkong

6

Air kelapa

Acetobacter xylinum

Bakteri

Nata de coco

7

Tepung gandum

Saccharomyces elipsoides

Jamur

Roti

8

Kubis

Enterobacter sp.

Bakteri

Asinan

9

Padi-padian atau umbi-umbian

Saccharomyces cereviseae
Saccharomyces caelsbergensis

Jamur

Minuman beralkohol

10

Mikroorganisme

Spirulina
Chlorella

Alga bersel satu

Protein sel tunggal

 

 

 

C. BIOTEKNOLOGI

 

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.

 

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.

 

 

 

D. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL/ TRADISIONAL

 

Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap. Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan.

 

Proses yang dibantu mikroorganisme, misalnya dengan fermentasi, hasilnya antara lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju dan yoghurt. Proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masa lalu. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim.

 

 

 

 

E. PEMANFAATAN BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DI BIDANG PANGAN

 

 

1. Pengolahan Produk Susu

 

 

Susu dapat diolah dengan bioteknologi sehingga menghasilkan produk-produk baru, seperti yoghurt, keju, dan mentega.

 

Yoghurt

 

-       Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar lemak dibuang.

 

-       Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus.

 

-       Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan selama ± 5 jam pada temperatur 45oC.

 

-       Selama penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam laktat.

-       Selanjutnya susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa. Yoghurt yang nikmat dan bergizi siap dinikmati.

Normal
0

false
false
false

IN
X-NONE
X-NONE

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin-top:0cm;
mso-para-margin-right:0cm;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0cm;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:”Times New Roman”;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;
mso-fareast-language:EN-US;}

           Yoghurt dalam kemasan

Metabolisme Bakteri Lactobacillus bulgaricusdan Streptococcus thermophilus Menjadi Yoghurt

 

            Prinsip pembuatan yoghurt adalah fermentasi susu dengan cara penambahan bakteri-bakteri Laktobacillus bulgaris dan Streptoccus thermophillus. Dengan fermentasi ini maka rasa yoghurt akan menjadi asam, karena adanya perubahan laktosa menjadi asam laktat oleh bakteri-bakteri tersebut. Apabila tidak diinginkan rasa yang tidak terlalu asam, tambahkan zat pemanis (gula, sirup) maupun berbagai flavour buatan dari buah-buahan strawberry, nenas, mangga, jambu, dan sebagainya.

 

Minuman lactobacillus yang banyak dijual di pasaran dan yoghurt ternyata punya perbedaan. Menurut Carmen, dalam proses pembuatannya, minuman lactobacillus hanya menggunakan satu bakteri yaitu Lactobacillus bulgaricus. Sedangkan prinsip pembuatan yoghurt adalah fermentasi susu dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus. Kedua macam bakteri tersebut akan menguraikan laktosa (gula susu) menjadi asam laktat dan berbagai komponen aroma dan citarasa. Lactobacillus bulgaricus lebih berperan pada pembentukan aroma, sedangkan Streptococcus thermophilus lebih berperan pada pembentukan cita rasa yoghurt.

 

Proses fermentasi yoghurt berlangsung melalui penguraian protein susu. Sel-sel bakteri menggunakan laktosa dari susu untuk mendapatkan karbon dan energi dan memecah laktosa tersebut menjadi gula sederhana yaitu glukosa dan galaktosa dengan bantuan enzim β-galaktosidase. Proses fermentasi akhirnya akan mengubah glukosa menjadi produk akhir asam laktat.

 

Laktosa → Glukosa+Galaktosa →Asam piruvat → Asam laktat+CO2+H2O

 

Adanya asam laktat memberikan rasa asam pada yoghurt. Hasil fermentasi susu ini merubah tekstur susu menjadi kental. Hal ini dikarenakan protein susu terkoagulasi pada suasana asam, sehingga terbentuk gumpalan. Proses ini memakan waktu 1-3 hari yang merupakan waktu tumbuh kedua bakteri, dan bekerja menjadi 2 fasa, kental dan bening encer dan rasanya asam.

 

Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam. Asam laktat yang dihasilkan oleh bakteri tersebut dapat mengubah susu menjadi yogurt yang melalui proses fermentasi.

 

 

 

Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Yoghurt

 

 

Proses pembuatan Yoghurt melalui teknik Homogenasi

Skema Proses Pembuatan Yoghurt Hingga Pemasaran

 

 

 

            Alat-Alat yang Digunakan dalam Proses Produksi Yoghurt

  

Normal
0

false
false
false

IN
X-NONE
X-NONE

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin-top:0cm;
mso-para-margin-right:0cm;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0cm;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:”Times New Roman”;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;
mso-fareast-language:EN-US;}

Penuangan susu                       Mixing

Keju

 

Pada pembuatan keju, kelompok bakteri yang dipergunakan adalah bakteri asam laktat. Bakteri asam laktat yang bisa digunakan adalah Lactobacillus dan Sterptococcus. Ada 4 macam jenis keju, yaitu :

 

1.      Keju sangat keras, contoh: keju Romano, keju Permesan.

 

2.      Keju keras , contoh: keju Cheddar, keju Swiss.

 

3.      Keju setengah lunak, contoh: keju Requefort (keju biru).

 

4.      Keju lunak, contoh: keju Camembert.

 

 

 

-       Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90oC atau dipesteurisasikan melalui pemanasan sebelum kultur bakteri asam laktat dinokulasikan (ditanam), kemudian didinginkan sampai 30oC.

 

-       Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan.

 

-       Akibat dari kegiatan atau aktivitas bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah menjadi cairan whey dan dadih padat, proses ini disebut pendadihan.

 

-       Kemudian ditambahkan enzim renin dari lambung sapi muda untuk mengumpulkan dadih.

 

-       Enzim renin dewasa ini telah digantikan dengan enzim buatan, yaitu klimosin.

 

-       Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperatur 32oC – 42oC dan ditambah garam, kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang. Adapun whey yang terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.

Metabolisme Bakteri Asam Laktat

 

Bakteri asam laktat berfungsi memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat menurut reaksi berikut :

 

C12H22O11 + H2O  →  4CH3CHOHCOOH
Laktosa            Air                   Asam laktat

 

 

 

Tahapan metabolisme bakteri asam laktat dalam pembuatan keju adalah:

1.      Pengasaman

 

Susu dipanaskan agar bakteri asam laktat, yaitu Streptococcus and Lactobacillus dapat tumbuh. Bakteri-bakteri ini memakan laktosa pada susu dan merubahnya menjadi asam laktat. Saat tingkat keasaman meningkat, zat-zat padat dalam susu (protein kasein, lemak, beberapa vitamin dan mineral) menggumpal dan membentuk dadih.

 

2.      Pengentalan

 

Bakteri rennet ditambahkan ke dalam susu yang dipanaskan yang membuat protein menggumpal dan membagi susu menjadi bagian cair (air dadih) dan padat (dadih). Setelah dipisahkan, air dadih kadang dipakai untuk membuat keju seperti Ricotta dan Cypriot hallumi namun biasanya air dadih tersebut dibuang.Rennet mengubah gula dalam susu menjadi asam dan protein yang ada menjadi dadih. Jumlah bakteri yang dimasukkan dan suhunya sangatlah penting bagi tingkat kepadatan keju. Proses ini memakan waktu antara 10 menit hingga 2 jam, tergantung kepada banyaknya susu dan juga suhu dari susu tersebut.

 

3.      Pengolahan dadih

 

Beberapa keju lunak dipindahkan dengan hati-hati ke dalam cetakan. Sebaliknya pada keju-keju lainnya, dadih diiris dan dicincang menggunakan tangan atau dengan bantuan mesin supaya mengeluarkan lebih banyak air dadih. Semakin kecil potongan dadih maka keju yang dihasilkan semakin padat.

 

 

 

Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Keju

 

a.      Proses Produksi Keju Cheddar

b.      Produksi Keju Mozarella

 

 

Mentega

 

-       Pembuatan mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis dan Lectonosto ceremoris.

 

-       Bakteri-bakteri tersebut membentuk proses pengasaman.

 

-       Selanjutnya, susu diberi cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan.

 

-       Kemudian lemak mentega diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.

 

Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Pembuatan Mentega

 

            Dalam membuat mentega, alat yang dibutuhkan:

 

·       Mixer

 

·       Saringan

 

·       Mangkuk / Baskom

 

·       Spatula

Keterangan penggunaan alat:

 

1.      Masukkan bahan (heavy cream) ke dalam mixer dan aduk dengan menggunakan adukan jenis balloon whisk.

 

2.      Tutup permukaan bowl mixer supaya heavy cream tidak mengotori dapur kita saat dikocok.

 

3.      Kocok dengan kecepatan sedang selama 5 – 7 menit bila menggunakan mixer jenis heavy duty.

 

4.      Hentikan mixer pada saat mentega sudah terpisah dari cairan cream.

 

5.      Keluarkan kocokan butter dari dalam bowl mixer, kemudian saring menggunakan saringan yang bersih.

 

6.      Beri mentega dengan sedikit air yang bertujuan untuk benar-benar membersihkan mentega dari campuran cairan sisa heavy cream.

 

7.      Aduk mentega dengan menggunakan spatula supaya halus dan tidak bergerindil. Aduk selama 2 menit.

 

8.      Bila ingin membuat jenis mentega yang asin, bisa menambahkan garam saat proses mengaduk ini berlangsung. Bila sudah halus, simpan mentega dalam wadah tertutup dan siap digunakan.

 

 

 

2. Produk Makanan Non – Susu

 

Kecap

 

-       Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus wentii dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu.

 

-       Jamur Aspergillus wentii bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum.

 

-       Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap.

Normal
0

false
false
false

IN
X-NONE
X-NONE

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin-top:0cm;
mso-para-margin-right:0cm;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0cm;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:”Times New Roman”;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;
mso-fareast-language:EN-US;}

Kecap

Teknologi Tepat Guna yang Digunakan dalam Produksi Kecap

Normal
0

false
false
false

IN
X-NONE
X-NONE

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin-top:0cm;
mso-para-margin-right:0cm;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0cm;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:”Times New Roman”;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;
mso-fareast-language:EN-US;}

Skema proses pembuatan kecap

 

 

 

Pembuatan kecap dengan cara fermentasi di Indonesia, secara singkat adalah sebagai berikut :

 

·      Kedelai dibersihkan dan direndam dalam air pada suhu kamar selama 12 jam, kemudian direbus selama 4-5 jam sampai lunak.

 

·      Setelah direbus, kedelai ditiriskan dan didinginkan di atas tampah.

 

·      Tampah tersebut ditutup dengan lembaran karung goni, karung terigu, atau lembaran plastik. Karena terus berulang kali dipakai, bahan yang digunakan sebagai penutup ini biasanya mengandung spora, sehingga berfungsi sebagai inokulum.

 

·      Spora kapang Aspergillus wentii akan bergerminasi dan tumbuh pada substrat kedelai dalam waktu 3 sampai 12 hari pada suhu kamar.

 

·      Kapang dan miselium yang terbentuk akibat fermentasi inilah yang dinamakan koji.

 

·      Selanjutnya, koji diremas-remas, dijemur, dan kulitnya dibuang.

 

·      Koji dimasukkan ke dalam wadah dari tanah, tong kayu, atau tong plastik yang berisi larutan garam 20-30 persen.

 

·      Campuran antara kedelai yang telah mengalami fermentasi kapang (koji) dengan larutan garam inilah yang dinamakan moromi.

 

·      Fermentasi moromi dilanjutkan selama 14-120 hari pada suhu kamar.

 

·      Setelah itu, cairan moromi dimasak dan kemudian disaring.

-       Untuk membuat kecap manis, ke dalam filtrat ditambahkan gula merah dan bumbu-bumbu lainnya, diaduk sampai rata dan dimasak selama 4-5 jam.

 

-       Untuk membuat kecap asin, sedikit gula merah ditambahkan ke dalam filtrat, diaduk, dan dimasak selama 1 jam.

 

-       Kecap yang telah masak, selanjutnya disaring dengan alat separator untuk memisahkan kecap dari berbagai kotoran, kemudian didinginkan.

 

-       Langkah akhir pembuatan kecap adalah memasukkannya ke dalam botol gelas, botol plastik, atau botol pet.

 

-       Secara tradisional, kecap dibuat dengan proses fermentasi, yaitu menggunakan jasa mikroorganisme kapang, khamir, dan bakteri untuk mengubah senyawa makromolekul kompleks yang ada dalam kedelai (seperti protein, lemak, dan karbohidrat) menjadi senyawa yang lebih sederhana, seperti peptida, asam amino, asam lemak dan monosakarida.

 

-       Adanya proses fermentasi tersebut menjadikan zat-zat gizi dalam kecap menjadi lebih mudah dicerna, diserap, dan dimanfaatkan oleh tubuh.

Tempe                                                            

 

-       Jenis tempe sebenarnya sangat beragam, bergantung pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai.

 

-       Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi.

 

-       Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang.

 

-       Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genus Rhizopus, antara lain :

 

a.         Rhyzopus oligosporus

 

b.         Rhyzopus stolonifer

 

c.         Rhyzopus arrhizus

 

d.         Rhyzopus oryzae

 

-       Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping biji kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe.

 

-       Proses fermentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat.

 

-       Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai 9X lipat.

Roti

 

-       Pada pembuatan roti, biji-bijian serelia dipecah dahulu untuk membuat tepung terigu. Selanjutnya oleh enzim amilase tepung dirubah menjadi glukosa.

 

-       Selanjutnya khamir Saccharomyces cerevisiae, yang akan memanfaatkan glukosa sebagai substrat respirasinya sehingga akhirnya membentuk gelembung-gelembung yang akan terperangkap pada adonan roti. Adanya gelembung ini menyebebkan roti bertekstur ringan dan mengembang. Sedangkan jika ditambah protease maka roti yang dihasilkan akan bertekstur lebih halus.

F. KAJIAN RELIGIUS

 

Allah menciptakan jasad-jasad renik di dunia ini sesuai dengan fungsinya masing-masing. Meskipun makhluk yang sangat kecil, tetapi mikroorganisme memilki peranan penting bagi manusia terutama untuk meningkatkan produk pangan. Sebagaimana dengan firman Allah dalam :

 

·         Al-Furqon (25) : ayat 2

 

 

 

الَّذِي لَهُ مُلْكُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَلَمْ يَتَّخِذْ وَلَدًا وَلَمْ يَكُن لَّهُ شَرِيكٌ فِي الْمُلْكِ وَخَلَقَ كُلَّ شَيْءٍ فَقَدَّرَهُ تَقْدِيرًا [٢٥:٢]

 

 

 

Artinya: Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak  mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.

 

 

 

(Maksud dari ayat tersebut ialah: Segala sesuatu yang dijadikan Tuhan diberi-Nya perlengkapan-perlengkapan dan persiapan-persiapan, sesuai dengan naluri, sifat-sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup).

 

 

 

·         Al-Maaidah (5) : ayat 87

 

يَا أَيُّهَا الَّذِينَ آمَنُوا لَا تُحَرِّمُوا طَيِّبَاتِ مَا أَحَلَّ اللَّهُ لَكُمْ وَلَا تَعْتَدُوا ۚ إِنَّ اللَّهَ لَا يُحِبُّ الْمُعْتَدِينَ [٥:٨٧]

 

 

 

Artinya : Hai orang-orang yang beriman, janganlah kamu haramkan apa-apa yang baik yang telah Allah halalkan bagi kamu, dan janganlah kamu melampaui batas. Sesungguhnya Allah tidak menyukai orang-orang yang melampaui batas.

 

 

 

(Maksud dari ayat tersebut ialah : makanlah yang halal dan jangan sampai melampui batas, jika sampai melampui batas kita akan mengalami kerugian bagi tubuh kita sendiri).

 

 

 

  • Al-Baqarah (2) : ayat 173

 

إِنَّمَا حَرَّمَ عَلَيْكُمُ الْمَيْتَةَ وَالدَّمَ وَلَحْمَ الْخِنزِيرِ وَمَا أُهِلَّ بِهِ لِغَيْرِ اللَّهِ ۖ فَمَنِ اضْطُرَّ غَيْرَ بَاغٍ وَلَا عَادٍ فَلَا إِثْمَ عَلَيْهِ ۚ إِنَّ اللَّهَ غَفُورٌ رَّحِيمٌ [٢:١٧٣]

 

 

 

Artinya : Sesungguhnya Allah hanya mengharamkan bagimu bangkai, darah, daging babi, dan binatang yang (ketika disembelih) disebut (nama) selain Allah. Tetapi barangsiapa dalam keadaan terpaksa (memakannya) sedang dia tidak menginginkannya dan tidak (pula) melampaui batas, maka tidak ada dosa baginya. Sesungguhnya Allah Maha Pengampun lagi Maha Penyayang.

 

 

 

(Maksud dari ayat tersebut ialah : makanlah yang halal dan jangan sampai melampui batas, jika sampai melampui batas kita akan mengalami kerugian bagi tubuh kita sendiri tetapi tidak ada dosa bagi kita, asalkan jangan makan makanan yang haram seperti bangkai dan daging babi).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

 

http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/11/02/optimalisasi-peran-lactobacillus-bulgaricus-dalam-proses-produksi-yogurt/ (diunduh 13 Desember 2011)

 

http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/13/peranan-rhizopus-oryzae-pada-industri-tempe-dalam-peranan-peningkatan-gizi-pangan/ (diunduh 4 Desember 2011)

 

http://books.google.co.id/books?id=OzMMylYcf0IC&pg=PA35&lpg=PA35&dq=metabolisme+saccharomyces+cerevisiae+menjadi+roti&source=bl&ots=n-6oIJDhrF&sig=Kiuek79MBOwv0ZeyddVHD5xBhww&hl=id&ei=EVPITrXDAeuNmQXV54QE&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CC0Q6AEwAw#v=onepage&q&f=false (diunduh 27 Oktober 2011)

 

http://gugusimam.wordpress.com/2010/10/17/proses-produksi-keju/ (diunduh 28 Oktober 2011)

 

http://id.wikipedia.org/wiki/Fermentasi (diunduh 28 Oktober 2011)

 

http://nurhidayat.lecture.ub.ac.id/2009/04/tahapan-proses-pembuatan-tempe/comment-page-1/ (diakses 4 Desember 2011)

 

http://www.smallcrab.com/makanan-dan-gizi/878-pengolahan-pangan-dengan-fermentasi (diunduh 3 Desember 2011)

 

http://tries-cheese.blogspot.com/  (diunduh 12 Desember 2011)

 

www. rahma alchemist in d’ blog / quality control/  aspek-mutu-dalam-pembuatan-yoghurt.html (diunduh 27 Oktober 2011)

 

www.Peran Mikroorganisme dlm Kehidupan « I q b a l A l i . c o m_files (diunduh 27 Oktober 2011)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Posted in Uncategorized | Leave a comment

PEMANFAATAN BAKTERI NITROBACTER SP SEBAGAI UPAYA BIODEGRADASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH

Mikroba terdapat dimana-mana di sekitar kita ada yang menghuni tanah, air, dan udara. Studi tentang mikroba yang ada di lingkungan alamiahnya disebut ekologi mikroba. Ekologi merupakan bagian biologi yang berkenaan dengan studi mengenai hubungan organism atau kelompok organisme dengan lingkungannya.

Ekologi mikroba sangat berperan membantu memperbaiki kualitas lingkungan. Bagian dari mikrobiologi yang mempelajari tentang peranan mikroorganisme di dalam lingkungan adalah mikrobiologi lingkungan. Lingkungan yang dimaksud terutama terdiri dari air, udara, dan tanah. Mikrobiologi air adalah mikrobiologi yang mempelajari kehidupan dan peranan mikroorganisme di dalam lingkungan air. Peranan mikroba dalam air dapat dipakai dalam bidang kesehatan, bidang pertanian, bidang peternakan, bidang industri, bidang pengairan, bidang pengolahan air. Mikrobiologi tanah adalah bagian disiplin mikrobiologi yang mempelajari kehidupan, aktivitas, dan peranan mikroorganisme di dalam tanah.

Perananan mikroba dalam lingkungan hidup pada saat sekarang adalah sebagai jasad yang secara langsung atau secara tidak langsung mempengaruhi lingkungan; dan juga baik jasad yang secara langsung maupun secara  tidak langsung dipengaruhi oleh lingkungan.

NITROBACTER

Unsur nitrogen di alam terdapat dalam bentuk gas, sedangkan di tanah jumlahnya sangat sedikit,namun sangat dibutuhkan oleh tumbuhan dalam jumlah banyak. Nitrogen bersenyawa membentuk urea, protein, asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti amoniak, nitrit dan nitrat.

Meskipun kebutuhan N2 sangat penting, namun hanya sedikit organisme yang dapat mengikat N2 dari udara, yaitu jenis bakteri dan gangang bersel satu yang bersimbiosis dengan tmbuhan tingkat tinggi melalui Fiksasi Nitrogen. Sedangkan tumbuhan lainnya memperoleh senyawa nitrogen melalui suplai N2 atau daur nitrogen. N2 diserap oleh tumbuhan dalam bentuk nitrat melalui proses Nitrifikasi yang dibantu oleh bakteri Nitrosomonas, Nitrococus dan Nitrobacter.

Bakteri yang mengoksidasi ammonia menjadi nitrit kemudian menjadi nitrat disebut bakteri nitrifikasi. Sedangkan bakteri denitrifikasi adalah bakteri mampu mengubah nitrit menjadi gas nitrogen yang nantinya gas tersebut akan kembali lagi ke atmosfer dan siap untuk memulai daur lagi.

Nitrobacter merupakan bakteri nitrifikasi karena merupakan bakteri yang mengubah nitrit menjadi nitrat. Nitrobacter termasuk famili Nitrobacteraceae. Spesies nitrobacter meliputi Nitrobacter winogradskyi, Nitrobacter hamburgensis, Nitrobacter vulgaris, Nitrobacter alkalicus. Selain itu, nitrobacter juga merupakan sub-kelas dari Proteobacteria.Tidak seperti pada tumbuhan, ketika transfer elektron pada fotosintesis menyedisakan energi untuk fiksasi karbon, Nitrobakter menggunakan energi dari oksidasi ion nitrit  ( NO2¯ ) menjadi ion nitrat ( NO3¯ )  untuk memenuhi kebutuhan karbonnya.

Nitrobacter memiliki pH optimum antara 7,3 dan 7,5 serta akan mati pada suhu 120°F (49°C) atau di bawah 32°F (0°C). Menurut Grundman, Nitrobacter tumbuh optimal pada suhu 38°C dan pH 7,9. Akantetapi, Holt menyatakan bahwa Nitrobacter tumbuh optimal pada suhu 28°C dan ph antara 5,8-8,5 dan memiliki pH optimal antara 7,6-7,8 (Grundman et. al. 2000, Holt, 1993).  Nitrobakter termasuk bakteri aerob, pada umumnya berbentuk batang, seperti pir atau pleomorfhic dan berkembang biak dengan budding.

Nitrosomonas menguraikan ammonia menjadi Nitrit, yang merupakan senyawa beracun bagi koi. Nitrit menjadi makanan bakteri Nitrobacter dan menghasilkan senyawa Nitrat. Melihat keterkaitannya, lumrah bila kita menemukan kedua bakteri itu bersama dalam kolam. Walaupun berbahaya, koi masih mampu bertahan dengan kadar Nitrit dua kali kadar ammonia.

Inilah yang dimaksud siklus nitrogen atau lazim disebut proses nitrifikasi. Koi melakukan respirasi dan bersekresi membuang kotoran yang mengandung ammonia. Begitu juga sisa pakan, kotoran di dasar kolam, atau koti mati yang lama tidak diangkat. Semuanya memberikan kontribusi terhadap peningkatan kadar ammonia dalam kolam. Ammonia diuraikan nitrosomonas menjadi nitrit. Siklus berikutnya adalah nitrobacter yang mengkonversi nitrit menjadi nitrat. Pada bagian akhir, nitrat diserap tumbuhan air atau menguap setelah melalui proses oksidasi dipermukaan air.

Karakteristik

Nitrosomonas dan nitrobacter adalah terminologi bakteri Lithotrophic. Mereka membutuhkan oksigen dan makanan untuk hidup dan membangun koloni dimedia dengan permukaan yang keras dan bersih. Kedua jenis bakteri tersebut termasuk lama dalam replikasi dibanding bakteri lain yang ada. Pada kolam air tawar, bakteri membutuhkan waktu setiap 8 jam untuk bereplika, sedangkan untuk air laut lebih lama lagi, sekitar 24 jam.

Proses pengolahan air limbah secara biologis aerobic adalah dengan memanfaatkan aktifitas mikroba aerob, untuk menguraikan zat organik yang terdapat dalam air limbah, menjadi zat norganik yang stabil dan tidak memberikan dampak pencemaran terhadap lingkungan. Mikroba aerob ini sebenarnya sudah terdapat di alam dalam jumlah yang tidak terbatas dan selalu dapat diperoleh dengan sangat mudah.Dalam kapasitas yang terbatas alam sendiri sudah mampu menetralisir zat organik yang ada dalam air limbah.

Sementara itu kemampuan air dalam menyerap oksigen di udara sangat terbatas, walaupun keberadaan oksigen di udara tidak terbatas. Pemenuhan oksigen dapat dibantu dengan peralatan mekanis (aerator), aliran udara bertekanan atau pertumbuhan mikrobia itu sendiri (algae).

 Pengolahan Limbah

            Bakteri aerob dapat memecah gula menjadi air, karbondioksida (CO2), dan energi. Oleh karena itu, saat ini, bakteri aerob banyak dimanfaatkan untuk pengolahan limbah-limbah cair yang dihasilkan dari pabrik-pabrik. Dalam pengolahan limbah ini, bakteri aerob memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut.

1. Bakteri aerob memerlukan suhu yang tinggi agar dapat bekerja maksimal. Ia memerlukan temperatur lebih tinggi dari sebelumnya jika ingin sampai pada reaksi yang diinginkan.
2. Bakteri ini akan efektif bekerja pada kisaran pH 6,5 sampai dengan 8,5. Pada reaktor aerob, hal tesebut dikenal dengan istilah Completely Mixed Activated Sludge (CMAS). Pada proses tersebut, terjadi netralisasi asam dan basa sehingga tidak diperlukan lagi tambahan bahan kimia selama BOD-nya kurang dari 25mg/liter limbah.

3. Memiliki kebutuhan energi yang tinggi untuk prosesnya dengan tingkat pengolahan 60-90 persen.

4. Produksi lumpur yang akan dihasilkan untuk pengolahannya tinggi. Begitupun, stabilitas proses terhadap racun dari limbah dan perubahan bebannya dari sedang sampai tinggi.
5. Bakteri aerob memerlukan nutrien yang tinggi untuk beberapa limbah industri.
6. Tidak ada bau yang dihasilkan dari pengolahan limbahnya.

Tujuan utama pengolahan limbah air adalah untuk menguraikan BOD, partikel tercampur srta membunuh organisme pathogen. Berikut ini adalah beberapa kegiatan yang beasanya dipergunakan pada penglaman limbah air berikut beberapa tujuan dari kegiatan yang dilaksanakan

1. Kegiatan nitrifikasi atau denitrifikasi bertujuan untuk menghilangkan nitrat secara biologis.

2. Kegiatan air stripping tujuan untuk amoniak.

3. Desinfeksi tujuan untuk membunuh mikroorganisme.

4.Osmosis atau elektro dianalisis tujuan untuk menghilangkan zat terlarut.
Adapun secara garis besar kegiatan pengolahanair limbah dapat dikelompokkan menjadi 6 bagian antara lain:

1. Pengolahan pendahuluan (pre treatment)

2. Pengolahan pertama (primainy treatment)

3. Pengolahan kedua (secoundary treatment)

4. Pengolahan ketiga (tertiary treatment)

5. pengolahan kuman (desinfektion treatment)

6. pengolahan lanjutan (ultimate disposai)

Cara Pengolahaan Limbah Air
Bahan padat yang mudah mengenda adalah bahan yang kurang begitu penting pada pengolahan ini pengurangan kebutuhan akan oksigen dapat dilaksanakan dangan baik memulai pengendapan. Pengendapan pada tangki pertama menyebabkan pertama menyebabkan perubahan loktasa menjadi laktat secara cepat dan menyulitkan pengolahan terhadap keduanya.
Pengolahan dengan penggunaan oksidasi mempunyai dua fase yaitu:
1. Fase asimilasi
Pada fase ini air buangan susu segar masih berada dalam tangki aerasi.
2. Fase endogen
Bakteri tidak mempunyai makanan baru tetapi mencerna makanan selama proses asimilasi dan memerluukan oksigen dalam waktu yang lama

 

Langkah-langkah Pengolahan Air Limbah

Langkah awal proses pengolahan limbah adalah merubahnya menjadi air yang sudah dikurangi pencemarannya. Proses ini akan menyebabkan terbentuknya lumpur, bau, serta sedikit panas(energy).
Air Limbah → Air berkurang tercemarnya +lumpur + bau + panas
Cara pengolahannya :

  1. Aerobik
  1. Anaerobik
  2. Fakultatif
  3. Kimiawi lannya

1. Cara Aerobic

Air limbah + udara (O2)  → Air lebih aman + lumpur + bau + energy (sedikit)

  • Bakteri aerob yang menguraikan air limbah.
  • Bakteri aerob dapat hidup karena ada udara.
  • Sehingga diperlukan unit tambahan “aerator”, atau kolam aerob.
  • Prosesnya lebih cepat.
  • Biaya lebih mahal karena harus mengoperasikan aerator.
  • Contohnya pada terjunan/bending air sungai yang tercemar.

Fungsi aerator = mensuplai oksigen dari luar, sehingga member hidup bagi bakteri untuk penguraian.
2. Cara anaerobic
Air limbah → Air limbah lebih aman + lumpur + bau + panas

  • Bakteri anaerob yang menguraikan air limbah, dalam kedaan tanpa udara atau sedikit udara.
  • Kelemahannya bau yang kuat.
  • Proses pengolahannya lebih lama.
  • Kelebihannya , tanpa aerator sehingga lebih murah.
  • Biasanya di limbah yang berbentuk genangan atau kali yang relative tidak bergerak.
  • Contohnya pada septic tank.
    3.       Cara fakultatif

Air limbah → air limbah lebih aman + lumpur + bau + panas

Fakultatif artinya sebagian waktu menggunakan cara aerob dan sebagian waktu lain menggunakan cara anaerob. Misalnya pada pengolahan cara aerob  diperlukan waktu 10 jam untuk mengperasikan aerator, pada fakultatif mungkin aerator cukup dioperasikan 4jam/hari(aerator tidak hidup terus-menerus) dan sisa waktu yang lain menggunakan cara anaerob. Sehingga dicapai hasil yang optimum. Contohnya adalah IPAL (Instalasi pengolahan air limbah)

Aerasi Didalam Pengolahan Limbah Cair

Secara umum, aerasi merupakan proses yang bertujuan untuk meningkatkan kontak antara udara dengan air. Pada prakteknya, proses aerasi terutama bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi oksigen di dalam air limbah. Peningkatan konsentrasi oksigen di dalam air ini akan memberikan berbagai manfaat dalam pengolahan limbah.

Proses aerasi sangat penting terutama pada pengolahan limbah yang proses pengolahan biologinya memanfaatkan bakteri aerob. Bakteri aerob adalah kelompok bakteri yang mutlak memerlukan oksigen bebas untuk proses metabolismenya. Dengan tersedianya oksigen yang mencukupi selama proses biologi, maka bakteri-bakteri tersebut dapat bekerja dengan optimal. Hal ini akan bermanfaat dalam penurunan konsentrasi zat organik di dalam air limbah. Selain diperlukan untuk proses metabolisme bakteri aerob, kehadiran oksigen juga bermanfaat untuk proses oksidasi senyawa-senyawa kimia di dalam air limbah serta untuk menghilangkan bau. Aerasi dapat dilakukan secara alami, difusi, maupun mekanik.

Aerasi alami merupakan kontak antara air dan udara yang terjadi karena pergerakan air secara alami.  Beberapa metode yang cukup populer digunakan untuk meningkatkan aerasi alami antara lain menggunakan cascade aerator, waterfalls, maupun cone tray aerator.

Pada aerasi secara difusi, sejumlah udara dialirkan ke dalam air limbah melalui diffuser.  Udara yang masuk ke dalam air limbah nantinya akan berbentuk gelembung-gelembung (bubbles). Gelembung yang terbentuk dapat berupa gelembung halus (fine bubbles) atau kasar (coarse bubbles). Hal ini tergantung dari jenis diffuser yang digunakan.

Aerasi secara mekanik atau dikenal juga dengan istilah mechanical agitation menggunakan proses pengadukan dengan suatu alat sehingga memungkinkan terjadinya kontak antara air dengan udara.\

1.     Metode Lumpur Aktif Dalam Pengolahan Air Limbah

Merupakan proses pengolahan secara biologis aerobic dengan mempertahankan jumlah massa mikroba dalam suatu reaktor dan dalam keadaan tercampur sempurna. Suplai oksigen adalah mutlak dari peralatan mekanis, yaitu aerator dan blower, karena selain berfungsi untuk suplai oksigen juga dibutuhkan pengadukan yang sempurna. Perlakuan untuk memperoleh massa mikroba yang tetap adalah dengan melakukan  resirkulasi lumpur dan pembuangan lumpur dalam jumlah tertentu.

Pengaturan jumlah massa mikroba dalam sistem lumpur aktif dapat dilakukan dengan baik dan relatif mudah karena pertumbuhan mikroba dalam kondisi tersuspensi sehingga dapat terukur dengan baik melalui analisa laboratorium. Tetapi jika dibandingkan dengan sistem sebelumnya operasi sistem ini jauh lebih rumit. Khususnya untuk limbah industri  dengan karakteristik khusus.

Permasalahan dalam lumpur aktif antara lain :

  1.  Membutuhkan energi yang besar
  2. Membutuhkan operator yang terampil dan disiplin dalam mengatur jumlah massa mikroba dalam reaktor
  3.  Membutuhkan penanganan lumpur lebih lanjut.

Proses lumpur aktif dalam pengolahan air limbah tergantung pada pembentukan flok lumpur aktif yang terbentuk oleh mikroorganisme (terutama bakteri), partikel inorganik, dan polimer exoselular. Selama pengendapan flok, material yang terdispersi, seperti sel bakteri dan flok kecil, menempel pada permukaan flok. Pembentukan flok lumpur aktif dan penjernihan dengan pengendapan flok akibat agregasi bakteri dan mekanisme adesi. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa flokulasi dan sedimentasi flok tergantung pada hypobisitas internal dan eksternal dari flok dan material exopolimer dalam flok, dan tegangan permukaan larutan mempengaruhi hydropobisitas lumpur granular dari reaktor lumpur anaerobik.  limbah padat yang berasal dari suatu instalasi pengolah air limbah industri tekstil dapat digolongkan ke dalam limbah berbahaya karena mengandung logam berat.

Bakteri merupakan unsur utama dalam flok lumpur aktif. Lebih dari 300 jenis bakteri yang dapat ditemukan dalam lumpur aktif. Bakteri tersebut bertanggung jawab terhadap oksidasi material organik dan tranformasi nutrien, dan bakteri menghasilkan polisakarida dan material polimer yang membantu flokulasi biomassa mikrobiologi. Genus yang umum dijumpai adalah : Zooglea, Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Achromobacter, Corynebacterium, Comomonas, Brevibacterium, dan Acinetobacter, disamping itu ada pula mikroorganisme berfilamen, yaitu Sphaerotilus dan Beggiatoa, Vitreoscilla yang dapat menyebabkan sludge bulking.

Jumlah total bakteri dalam lumpur aktif standard adalah 108 CFU/mg lumpur. Sebagian besar bakteri yang diisolasi diidentifikasi sebagai spesies-spesies Comamonas-Psudomonas. Caulobacter, bakteri bertangkai umumnya ditemukan dalam air yang miskin bahan organik, dapat diisolasi dari kebanyakan pengolahan limbah, khususnya lumpur aktif .

Zoogloea adalah bakteri yang menghasilkan exopolysaccharide yang membentuk proyeksi khas seperti jari tangan dan ditemukan dalam air limbah dan lingkungan yang kaya bahan organik . Zoogloea diisolasi dengan menggunakan media yang mengandung m-butanol, pati, atau m-toluate sebagai sumber karbon. Bakteri ini ditemukan dalam berbagai tahap pengolahan limbah tetapi jumlahnya hanya 0,1-1% dari total bakteri dalam mixed liqour (Williams dan Unz, 1983).

Flok lumpur aktif juga merupakan tempat berkumpulnya bakteri autotrofik seperti bakteri nitrit (Nitrosomonas, Nitrobacter), yang dapat merubah amonia menjadi nitrat dan bakteri fototrofik seperti bakteri ungu non sulfur (Rhodospilrillaceae), yang dapat dideteksi pada konsentrasi sekitar 105 sel/ml. Bakteri ungu dan hijau ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil. Barangkali, bakteri fototrofik hanya sedikit berperan dalam penurunan nilai BOD dalam lumpur aktif .

TEKNIK PENGOLAHAN AIR LIMBAH DENGAN BIOREMEDIASI

Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.

Saat ini, bioremediasi telah berkembang pada perawatan limbah buangan yang berbahaya (senyawa-senyawa kimia yang sulit untuk didegradasi), yang biasanya dihubungkan dengan kegiatan industri. Yang termasuk dalam polutan-polutan ini antara lain logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, dan lain-lain. Banyak aplikasi-aplikasi baru menggunakan mikroorganisme untuk mengurangi polutan yang sedang diujicobakan. Bidang bioremediasi saat ini telah didukung oleh pengetahuan yang lebih baik mengenai bagaimana polutan dapat didegradasi oleh mikroorganisme, identifikasi jenis-jenis mikroba yang baru dan bermanfaat, dan kemampuan untuk meningkatkan bioremediasi melalui teknologi genetik. Teknologi genetik molekular sangat penting untuk mengidentifikasi gen-gen yang mengkode enzim yang terkait pada bioremediasi. Karakterisasi dari gen-gen yang bersangkutan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana mikroba-mikroba memodifikasi polutan beracun menjadi tidak berbahaya.

Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalah bakteri “pemakan minyak”. Bakteri ini dapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan.

Cara bioremediasi air

A. Wastewater treatment (Pengolahan limbah cair)

A. Langkah-langkahnya :

1.   Air dari rumah tangga yang masuk ke dalam saluran air dipompa menuju fasilitas pengolahan di mana feses dan produk kertas dibuang ke tanah dan disaring menjadi partikel yang lebih kecil sehingga dihasilkan material berlumpur yang disebut sludge. Sedangkan air yang mengalir keluar disebut effluent yang digunakan untuk aerasi tangki karena bakteri aerobik dan mikroba lain akan mengkoksidasi bahan organik yang terdapat effluent.

2.  Di dalam tangki ini, air disemprotkan di atas batu atau plastik yang ditutupi dengan biofilm mikroba pendegradasi sampah yang secara aktif mendegradasi bahan organik dalam air.

3.  Effluent dialirkan melalui system sludge dengan menggunakan tangki yang mengandung sejumlah besar mikroba pendegradasi sampah yang tumbuh pada lingkungan yang dikontrol.

4.  Effluent didesinfeksi dengan klorin sebelum air dialirkan ke sungai atau laut.

6.    Sludge dialirkan ke dalam tangki pengolah anaerob yang mengandung bakteri anaerob yang akan mendegradasi sludge. Bakteri ini menghasilkan gas karbon dioksida dan metana. Gas metana yang dihasilkan ini sering dikumpulkan dan digunakan sebagai bahan bakar untuk menjalankan peralatan pada pengolahan sampah dengan menggunakan tanaman. Cacing-cacing kecil yang sering muncul pada sludge, juga membantu menghancurkan sludge menjadi partikel-partikel kecil.

7. Sludge ini kemudian dikeringkan dan dapat digunakan sebagai lahan pertanian atau pupuk.

B. Groundwater clean-up

Kasus yang biasanya terjadi adalah tumpahan gasolin, dimana tumpahan tersebut mencemari air dalam tanah. Hal ini dapat ditangani dengan mengkombinasikan antara bioremidiasi ex situ (bagian atas permukaan tanah) dan bioremidiasi in-situ (di dalam tanah

  1. Bioremidiasi ex situ. Minyak dan gas dipompa keluar ke permukaan tanah menggunakan bioreaktor à dalam bioreaktor terdapat bakteri yang tumbuh pada biofilm à bakteri ini mendegradasi polutan à pupuk/ nutrien dan oksigen ditambahkan pada bioreaktor
 
  1. Bioremidiasi in-situ. Air bersih hasil dari bioreaktor yang terdiri atas pupuk, bakteri dan oksigen à dikembalikan lagi di dalam tanah (sebagai air tanah).

C. Turning wastes into energy

Pada waktu proses bioremidiasi, bakteri anaerobik menghasilkan soil nutrients dan metana. Gas metana yang dihasilkan ini sering dikumpulkan dan digunakan sebagai bahan bakar, sedangkan soil nutrients digunakan sebagai pupuk.

Teknik bioremediasi menciptakan lingkungan yang terkontrol untuk memproduksi enzim yang sesuai bagi reaksi terkatalisis yang diinginkan. Kebutuhan dasar dari proses biologis yaitu :
1. Kehadiran mikroorganisme dengan kemampuan untuk mendegradasi senyawa target.
2. Keberadaan substrat yang dikenali dan dapat digunakan sebagai sumber energi dan karbon.
3. Adanya pengumpanan yang menyebabkan terjadinya sintesa spesifik untuk senyawa target.
4. Keberadaan sistem penerima-donor elektron yang sesuai.
5. Kondisi lingkungan yang sesuai untuk reaksi terkatalisis enzim dengan kelembaban dan pH yang mendukung.
6. Ketersediaan nutrien untuk mendukung pertumbuhan sel mikroba dan produksi enzim.
7. Suhu yang mendukung aktivitas mikrobial dan reaksi terkatalisis.
8. Ketersediaan bahan atau substansi beracun terhadap mikroorganisme tersebut.
9. Kehadiran organisme untuk mendegradasi produk metabolit.
10. Kehadiran organisme untuk mencegah timbulnya racun antara.
11. Kondisi lingkungan yang meminimumkan organisme kompetitif bagi mikroorganisme pendegradasi.

Tanpa adanya enzim yang mengkatalis reaksi degradasi, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan lama. Enzim mempercepat proses tersebut dengan cara menurunkan energi aktivasi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk memulai suatu reaksi.
Tanpa adanya mikroba, proses penguraian di lingkungan tidak akan berlangsung. Kotoran, sampah, hewan, dan tumbuhan yang mati akan menutupi permukaan bumi, suatu kondisi yang tidak akan pernah kita harapkan. Sebagai akibatnya, siklus nutrisi atau rantai makanan akan terputus.

Lintasan biodegradasi berbagai senyawa kimia yang berbahaya dapat dimengerti berdasarkan lintasan mekanisme dari beberapa senyawa kimia alami seperti hidrokarbon, lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Sebagian besar dari prosesnya, terutama tahap akhir metabolisme, umumnya berlangsung melalui proses yang sama.

B. OPTIMALISASI KONDISI DALAM BIOREMEDIASI

Keberhasilan proses biodegradasi banyak ditentukan oleh aktivitas enzim. Dengan demikian mikroorganisme yang berpotensi menghasilkan enzim pendegradasi hidrokarbon, perlu dioptimalkan aktivitasnya dengan pengaturan kondisi dan penambahan suplemen yang sesuai. Dalam hal ini perlu diperhatikan faktor-faktor lingkungan yang meliputi kondisi lingkungan, temperature, oksigen, dan nutrient yang tersedia.
1. Lingkungan

Proses biodegradasi memerlukan tipe tanah yang dapat mendukung kelancaran aliran nutrient, enzm-enzim mikrobial dan air. Terhentinya aliran tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kondisi anaerob sehingga proses biodegradasi aerobik menjadi tidak efektif. Karakteristik tanah yang cocok untuk bioremediasi in situ adalah mengandung butiran pasir ataupun kerikil kasar sehingga dispersi oksigen dan nutrient dapat berlangsung dengan baik. Kelembaban tanah juga penting untuk menjamin kelancaran sirkulasi nutrien dan substrat di dalam tanah.
2. Temperatur

Temperatur yang optimal untuk degradasi hidrokaron adalah 30-40oC. Ladislao, et. al. (2007) mengatakan bahwa temperatur yang digunakan pada suhu 38oC bukan pilihan yang valid karena tidak sesuai dengan kondisi di Inggris untuk mengontrol mikroorganisme pathogen. Pada temperatur yang rendah, viskositas minyak akan meningkat mengakibatkan volatilitas alkana rantai pendek yang bersifat toksik menurun dan kelarutannya di air akan meningkat sehingga proses biodegradasi akan terhambat. Suhu sangat berpengaruh terhadap lokasi tempat dilaksanakannya bioremediasi.
3. Oksigen

Langkah awal katabolisme senyawa hidrokaron oleh bakteri maupun kapang adalah oksidasi substrat dengan katalis enzim oksidase, dengan demikian tersedianya oksigen merupakan syarat keberhasilan degradasi hidrokarbon minyak. Ketersediaan oksigen di tanah tergantung pada (a) kecepatan konsumsi oleh mikroorganisme tanah, (b) tipe tanah dan (c) kehadiran substrat lain yang juga bereaksi dengan oksigen. Terbatasnya oksigen, merupakan salah satu faktor pembatas dalam biodegradasi hidrokarbon minyak.
4. Nutrien

Mikroorganisme memerlukan nutrisi sebagai sumber karbon, energy dan keseimbangan metabolism sel. Dalam penanganan limbah minyak bumi biasanya dilakukan penambahan nutrisi antara lain sumber nitrogen dan fosfor sehingga proses degradasi oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat dan pertumbuhannya meningkat.
5. Interaksi antar Polusi

Fenomena lain yang juga perlu mendapatkan perhatian dalam mengoptimalkan aktivitas mikroorganisme untuk bioremediasi adalah interaksi antara beberapa galur mikroorganisme di lingkungannya. Salah satu bentuknya adalah kometabolisme. Kometabolisme merupakan proses transformasi senyawa secara tidak langsung sehingga tidak ada energy yang dihasilkan.

C. BIOAUGMENTASI

Bioaugmentasi adalah penambahan organisme atau enzim pada suatu bahan untuk menyingkirkan bahan kimia yang tidak diinginkan. Bioaugmentasi digunakan untuk menyingkirkan produk sampingan dari bahan mentah dan polutan potensial dari limbah. Organisme yang biasa digunakan dalam proses ini adalah bakteri. Namun banyak aplikasi yang berhasil menggunakan tumbuhan untuk menyingkirkan kelebihan nutrien, logam dan bakteri pathogen. Penggunaan tumbuhan ini biasa dikenal dengan istilah phytoremediasi. Pemilihan metode bioremediasi yang cocok dengan kondisi lingkungan diharapkan akan dapat meningkatkan kecepatan biodegradasi.

Dua metode yang biasa dilakukan untuk bioremediasi adalah : (1) dengan menstimulasi populasi mikroorganisme eksogen (biostimulasi) dan (2) dengan menambahkan mikroorganisme eksogen (bioaugmentasi). Bioaugmentasi dipilih apabila kontaminan membutuhkan waktu degradasi yang lama, bila lingkungan yang tercemar sulit dimodifikasi dalam rangka mencapai kondisi optimal bagi pertumbuhan mikroorganisme, atau bila tingginya konsentrasi kontaminan menghambat pertumbuhan mikroorganisme indogenus. Bioaugmentasi juga dilakukan untuk menurunkan keragaman jalur degradasi hidrokarbon terutama untuk mempercepat proses degradasi hidrokarbon poliaromatik. Keberhasilan aplikasi bioaugmentasi diukur dari peningkatan jumlah mikroorganisme yang berperan dalam proses degradasi serta daya tahan mikroorganisme eksogen pada lingkungan yang tercemar. Walter (1997) menyatakan bahwa untuk memperoleh strain mikroorganisme ataupun konsorsium mikroorganisme yang tepat bagi aplikasi bioaugmentasi ada tiga pilihan metode yang bisa dilakukan, yaitu : pengkayaan selektif, penggunaan produk mikroorganisme komersial atau rekayasa genetika.

BIO TRENT LIMBAH

Adalah kultur campuran berbagai mikroorganisme yang mampu mengurai berbagai senyawa organik di dalam air limbah. Kandungan BIO-TRENT adalah : Mikroorganisme seperti Lactobacillus, Actinomycetes, Bakteri Nitrifikasi, Bakteri Pelarut Fosfat, Bakteri Fotosintetik, Zat Penghilang Bau dan Jamur Fermentasi. Di samping itu, BIO-TRENT juga dilengkapi dengan nutrisi seperti Glukosa, Fruktosa dan lainnya.

Keunggulan

a. Lebih cepat mengurai bahan-bahan organik
Bakteri BIO-TRENT adalah bakteri pengurai yang dapat bekerja sendiri-sendiri atau bersama-sama. Sifat bakteri yang mampu hidup dalam keadaan ekstrim, membuat bakteri.

BIO-TRENT lebih cepat mengurai dibanding bakteri alami yang ada di air limbah. Setiap bakteri mengurai dengan bantuan zat (enzim) yang dihasilkan. Bakteri BIO-TRENT yang beragam (kompleks) akan menghasilkan enzim pengurai yang beragam pula, sehingga kemampuan penguraiannya lebih tinggi dibanding bakteri lain.

b. Mencegah bau

Actinomycetes adalah bakteri yang mampu menghasilkan zat penghilang bau tak sedap. Dengan tumbuhnya bakteri ini di dalam sistem sudah dipastikan bau tak sedap dapat dicegah. Instalasi air limbah banyak menggunakan bahan terbuat dari logam. Seperti pompa dan blower. Logam bersifat mudah terkorosi, apalagi terkena H2S dan CO2 agresif. H2S dalam bentuk tak terionisasi bersifat sangat toksik dan korosif. H2S dan CO2 dapat berasal dari dekomposisi bahan organik oleh bakteri tertentu. Kerugian yang diderita perusahaan/instansi dengan kerusakan tersebut sangatlah besar. Untuk mencegah korosi atau karat pada instalasi pengolahan air limbah, dibutuhkan bakteri yang mampu mencegah terjadinya proses penguraian yang menghasilkan H2S dan CO2 agresif. Bakteri tersebut ada di dalam produk BIO- TRENT

c. Menghambat pertumbuhan bakteri patogen

Bakteri patogen (penyebab penyakit) diantaranya E. coil (penyebab penyakit diare), Legionella pneumophilla (penyebab penyakit pernapasan akut), Leptospira (penyebab penyakit leptospirosis), Shigella (penyebab penyakit disentri) Vibrio cholerae (penyebab penyakit kolera). Dan bakteri penyebab penyakit lainnya. Untuk menghambat tumbuhnya bakteri-bakteri tersebut di dalam air limbah, maka perlu kita hidupkan bakteri BIO-TRENT di dalam system. Bakteri Lactobacillus di dalam BIO-TRENT mampu menghasilkan antibiotik alami (zat) pembunuh bakteri patogen.

PERKEMBANGAN TECHNOLOGI BIOREMEDIASI

Bioremediasi didefinisikan sebagai proses penguraian limbah organik/anorganik polutan secara biologi dalam kondisi terkendali dengan tujuan mengontrol, mereduksi atau bahkan mereduksi bahan pencemar dari lingkungan. Kelebihan teknologi ini ditinjau dari aspek komersil adalah relatif lebih ramah lingkungan, biaya penanganan yang relatif lebih murah dan bersifat fleksibel. Teknik pengolahan limbah jenis B3 dengan bioremediasi umumnya menggunakan

mikroorganisme (khamir, fungi, dan bakteri) sebagai agen bioremediator. Pendekatan umum yang dilakukan untuk meningkatkan kecepatan biotransformasi ataupun biodegradasi adalah dengan cara:

  • · Seeding, atau mengoptimalkan populasi dan aktivitas mikroba indigenous (bioremediasi instrinsik) dan/atau penambahan mikroorganisme exogenous (bioaugmentasi) dan
  • · Feeding, atau dengan memodifikasi lingkungan dengan penambahan nutrisi (biostimulasi) dan aerasi (bioventing).

Langkah-langkahnya Air dari rumah tangga yang masuk ke dalam saluran air dipompa menuju fasilitas pengolahan di mana feses dan produk kertas dibuang ke tanah dan disaring menjadi partikel yang lebih kecil sehingga dihasilkan material berlumpur yang disebut sludge.Sludge dialirkan ke dalam tangki pengolah anaerob yang mengandung bakteri anaerob yang akan mendegradasi sludge. Bakteri ini menghasilkan gas karbon dioksida dan metana. Gas metana yang dihasilkan ini sering dikumpulkan dan digunakan sebagai bahan bakar untuk menjalankan peralatan pada pengolahan sampah dengan menggunakan tanaman. Cacing-cacing kecil yang sering muncul pada sludge, juga membantu menghancurkan sludge menjadi partikel-partikel kecil. Sludge ini kemudian dikeringkan dan dapat digunakan sebagai lahan pertanian atau pupuk. Ilmuwan telah menemukan bakteri yang disebut Candidatus Brocadia Anammoxidans yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi ammonium pada suasana anaerob (sebagian besar produk yang terdapat dalam urin). Penting sekali untuk menghilangkan amonium dalam limbah cair sebelum air dialirkan ke sungai atau laut karena kadar ammonium yang terlalu tinggi memberikan dampak negatif bagi lingkungan.

Tanah dan air yang terkontaminasi minyak tersebut dapat merusak lingkungan serta menurunkan estetika. Lebih dari itu tanah dan air yang terkontaminasi limbah minyak dikategorikan sebagai limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) sesuai dengan Kep. MenLH 128 Tahun 2003. Oleh karena itu perlu dilakukan pengelolaan dan pengolahan terhadap tanah yang terkontaminasi minyak. Hal ini dilakukan untuk mencegah penyebaran dan penyerapan minyak kedalam tanah.

Upaya pengolahan limbah B3 baik di darat (tanah dan air tanah) ataupun di laut telah banyak dilakukan dengan menggunakan tehnik ataupun metoda konvensional dalam mengatasi pencemaran seperti dengan cara membakar (incinerasi), menimbun (landfill), menginjeksikan kembali sludge keformas minyak (slurry fracture injection) dan memadatkan limbah (solidification). Teknologi-teknologi ini dianggap tidak efektif dari segi biaya (cost effective technology), waktu (time consuming) dan juga keamanan (risk).

KAJIAN RELIGI

AL – BAQARAH 164

Artinya : sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.

DAFTAR PUSTAKA

Arifin, H.S., M. Yani, F. Aribowo, and A.M. Fauzi. 2004.

Bioremediation: A Case Study in East Kalimantan, Indonesia. Proceeding the 1st COE International Symposium “Environmental Degradation and Ecosystem Restoration in East Asia” Tokyo University – Japan. 9 p.

Baker, J. M., Clark, R. B., Kingston, P. F. and Jenkins, R. H. (1990). Natural Recovery of Cold Water Marine Environments after an Oil Spill. 13th AMOP Seminar, June 1990.

Cookson, J.T. 1995. Bioremediation Engineering : Design and Application. McGraw-Hill, Inc. Toronto.

http://zonairfanto.wordpress.com/2009/02/14/bioremediasi/

http://majarimagazine.com/2008/01/teknologi-pengolahan-air-limbah/

http://aimyaya.com/id/lingkungan-hidup/pengolahan-limbah-cair/

http://watu.co.id/products/bioremediation/

Posted in Uncategorized | Leave a comment

“PUDING LIDAH BUAYA (Aloe vera L.) SEBAGAI ALTERNATIF PEMINIMALISIR PENYAKIT DIABETES MELLITUS”

PENDAHULUAN

Masa sekarang ini timbul dari berbagai jenis makanan yang dikonsumsi dan pola makan.Salah satunya adalah penyakit Diabetes Mellitus(kencing manis).Diabetes Mellitus merupakan suatu jenis penyakit yang disebabkan menurunnya hormon yang diproduksi oleh kelenjar pankreas. Penurunan hormon ini mengakibatkan seluruh gula (glukosa) yang dikonsumsi tubuh tidak dapat diproduksi secara sempurna, sehingga kadar glukosa di dalam tubuh akan meningkat.Menurut survei yang dilakukan WHO, Indonesia menempati urutan ke-4 dengan jumlah penderita diabetes terbesar di dunia setelah India, Cina dan Amerika Serikat.

Dengan prevalensi 8,6% dari total penduduk, diperkirakan pada tahun 1995 terdapat 4,5 juta pengidap diabetes dan pada tahun 2025 diperkirakan meningkat menjadi 12,4 juta penderita. Sedangkan dari data Depkes, jumlah pasien diabetes rawat inap maupun rawat jalan di rumah sakit menempati urutan pertama dari seluruh penyakit endokrin(Anonimos, 2007).

Berbagai cara dilakukan untuk upaya penyembuhan penyakit ini,dan Untuk penanganani penyakit tersebut lebih sering menggunakan pengobatan secara medis, namun adapula yang menggunakan sistim pengobatan dengan memanfaatkan tanaman obat herbal.

Lidah buaya (Aloe vera L.) merupakan salah satu tanaman herbal yang dapat digunakan dalam terapi pengobatan diabetes mellitus. Beberapa kandungan lidah buaya yang baik untuk tubuh diantaranya asam amino, karbohidrat, lemak, air, vitamin, mineral, enzim, hormon, dan zat golongan obat. Mengingat kandungan yang lengkap itu, lidah buaya bukan cuma berguna menjaga kesehatan, tapi juga mengatasi berbagai penyakit. Misalnya, lidah buaya mampu menurunkan dan menormalkan kadar gula darah pada diabetesi yang tidak tergantung insulin. Saat ini lidah buaya dimanfaatkan untuk terapi pengobatan diabetes mellitus dalam bentuk minuman yang langsung dikonsumsi. Hal ini kurang menarik perhatian para diabetesi untuk mengkonsumsinya.

Di sisi lain lidah buaya dapat dikonsumsi dengan cara dan penyajian yang berbeda yaitu mengolahnya menjadi puding lidah buaya. Puding ini selain lebih bentuknya yang lebih bisa divariasikan, juga menarik perhatian, penyajiannya lebih mudah, cita rasanya lebih enak, lebih murah dan lebih disukai semua kalangan. Misalnya pada anak-anak, dia dapat mengkonsumsi puding ini selain sebagai obat pencegahan awal diabetes mellitus juga dapat sebagai pilihan menu camilan dan jajanan. Oleh karena itu penulis ingin memberikan alternatif baru penyajian obat terapi herbal untuk penderita diabetes mellitus yang berjudul “Puding Lidah Buaya(Aloe vera L.) Sebagai Alternatif Peminimalisir Penyakit Diabetes Mellitus”.

ISI

Penyakit Diabetes Mellitus

Penyakit Diabetes Mellitus (DM) yang juga dikenal sebagai penyakit kencing manis atau penyakit gula darah adalah golongan penyakit kronis yang ditandai dengan peningkatan kadar gula dalam darah sebagai akibat adanya gangguan sistem metabolisme dalam tubuh, dimana organ pankreas tidak mampu memproduksi hormon insulin sesuai kebutuhan tubuh (Anonymous, 2009).

Diabetes melitus merupakan penyakit kelainan metabolisme yang disebabkan kurangnya hormon insulin. Hormon insulin dihasilkan oleh sekelompok sel beta pankreas dan sangat berperan dalam metabolisme glukosa bagi sel tubuh. Kadar glukosa yang tinggi dalam tubuh penderita diabetes tidak bisa diserap semua semua dan tidak mengalami metabolisme dalam sel. Akibatnya penderita akan kekurangan energi sehingga penderita mudah lelah dan berat badan terus menurun. Kadar glukosa yang berlebihan dikeluarkan melalui ginjal dan dikeluarkan bersama urine. Gula bersifat menarik air, sehingga penderita banyak mengeluarkan urine dan selalu mengalami kehausan.

Penyebab Diabetes mellitus

Umumnya diabetes melittus disebabkan oleh rusaknya sebagian kecil atau sebagian besar dari sel-sel betha dari pulau-pulau Langerhans pada pankreas yang berfungsi menghasilkan insulin, akibatnya terjadi kekurangan insulin. Insulin sendiri adalah merupakan salah satu hormon yang diproduksi oleh pankreas yang bertanggung jawab untuk mengontrol jumlah/kadar gula dalam darah dan insulin dibutuhkan untuk merubah (memproses) karbohidrat, lemak, dan protein menjadi energi yang diperlukan tubuh manusia. Hormon insulin berfungsi menurunkan kadar gula dalam darah.

Ada beberapa faktor yang menyebabkan diabetes melitus, yaitu sebagai berikut:

1. Genetik atau Faktor keturunan
Para ahli kesehatan menyebutkan bahwa sebagian besar diabetes
memiliki riwayat keluarga penderita diabetes melitus. Penderita diabetes melitus yang sudah dewasa, lebih dari 50% memiliki riwayat keluarga diabetes melitus. Sesuai dengan ilmu genetika bibit diabetes melitus menggunakan simbol D untuk normal dan simbol d untuk resesif. Diabetes melitus merupakan penyakit yang terpaut kromosom seks.

Berdasarkan usia penderitanya, penyakit diabetes ada 2 macam yaitu :
a. Penyakit Diabetes yang ditemukan pada usia muda ( paling banyak ditemukan pada usia antara 10-12 tahun ), disebut
Juvenile Diabetes
b. Penyakit Diabetes yang ditemukan pada orang dewasa diatas 30 tahun disebut
Adult Diabetes

2. Virus dan Bakteri
Virus yang menyebabkan diabetes melitus adalah
rubela, mumps, dan human coxsackievirus B4. Hasil dari penelitian meyebutkan bahwa virus dapat menyebabkan diabetes melitus melalui mekanisme infeksi sitolitik pada sel beta yang menyebabkan destruksi atau perusakan sel. Selain itu, melalui reaksi otoimunitas yang menyebabkan hilangnya otoimun pada sel beta

3. Bahan Toksik dan Beracun
Ada beberapa bahan toksik yang merusak sel beta secara langsung, yakni alloxan, pyrinuron dan streptozoticon (produk arisejenis jamur). Bahan toksik lain berasal dari singkong. Singkong mengandung glikosa sianogenik yang dapat melepaskan sianida sehingga memberi efek toksik bagi jaringan tubuh. Penelitian menunjukkan bahwa sianida dapat menyebabkan kerukan pankreas sehingga dapat menyebabkan diabetes melitus.

4. Nutrisi
Diabetes Melitus dikenal sebagai penyakit yang berhubungan dengan nutrisi, baik sebagai faktor penyebab maupun pengobatan. nutrisi yang berlebihan (overnutirtion) merupakan faktor resiko utama yang menyebabkan diabetes melitus.

Klasifikasi Diabetes mellitus

Pada tahun 1978 telah berhasil disusun suatu klasifikasi oleh The National Diabetes Data Group of the National Institut of Health yang kemudian dikenal sebagai “Classification of Diabetes Mellitus and Other Catagories of Glucose Intolerance”. Penggolongan Diabetes Mellitus menurut klasifikasi ini adalah sebagai berikut:

a. Kelompok Berdasarkan Perbedaan Pola Makan

1. Jenis diabetes mellitus yang menjangkit wilayah dengan penduduk berpola makan dan berpola hidup modern.

2.Jenis diabetes mellitus yang menjangkit wilayah dengan penduduk berpola makan dan berpola hidup tradisional. Komposisi makanannya adalah kalori dan karbohidrat tinggi, tetapi protein rendah.

3. Jenis diabetes mellitus yang disebabkan kekurangan makanan (malnutrition). Biasanya terdapat di wilayah yang kekurangan pangan. Penderita diabetes mellitus ini umumnya berusia muda dan bertubuh kurus. Keadaan seperti ini membutuhkan insulin dosis tinggi.

b. Kelompok Berdasarkan Gejala Klinis atau Medis

1. Diabetes Mellitus
a. Diabetes Mellitus Tipe 1 adalah diabetes yang bergantung pada insulin dimana tubuh kekurangan hormon insulin,dikenal dengan istilah Insulin Dependent Diabetes Mellitus (IDDM). Hal ini disebabkan hilangnya sel beta penghasil insulin pada pulau-pulau Langerhans pankreas.
Gejala yang menonjol yaitu sering kencing (terutama malam hari), sering lapar, dan sering haus,sebagian penderita DM type ini berat badannya normal atau kurus. Biasanya terjadi pada usia muda dan memerlukan insulin seumur hidup. Diabetes tipe 1 banyak ditemukan pada balita, anak-anak dan remaja. Sampai saat ini, Diabetes Mellitus tipe 1 hanya dapat di obati dengan pemberian therapi insulin yang dilakukan secara terus menerus berkesinambungan. Riwayat keluarga, diet dan faktor lingkungan sangat mempengaruhi perawatan penderita diabetes tipe 1. Pada penderita diebetes tipe 1 haruslah diperhatikan pengontrolan dan memonitor kadar gula darahnya, sebaiknya menggunakan alat test gula darah. Terutama pada anak-anak atau balita yang mana mereka sangat mudah mengalami dehidrasi, sering muntah dan mudah terserang berbagai penyakit.

b. Diabetes mellitus tipe 2 adalah diabetes yang tidak tergantung insulin. Diabetes mellitus tipe 2 ini biasa dikenal dengan istilah Non-Insulin Dependent Diabetes Mellitus (NIDDM). DM ini disebabkan insulin yang ada tidak dapat bekerja dengan baik, selain itu karena kecacatan dalam produksi insulin, resistensi terhadap insulin atau berkurangnya sensitifitas (respon) sell dan jaringan tubuh terhadap insulin yang ditandai dengan meningkatnya kadar insulin di dalam darah, kadar insulin dapat normal, rendah atau bahkan meningkat tetapi fungsi insulin untuk metabolisme glukosa tidak ada atau kurang. Akibatnya glukosa dalam darah tetap tinggi sehingga terjadi hiperglikemia, 75% dari penderita DM type II dengan obesitas atau sangat kegemukan Dan biasanya diketahui setelah usia 30 tahun. Kegemukan atau obesitas salah satu faktor penyebab penyakit DM, dalam pengobatan penderita DM, selain obat-obatan anti dibetes, perlu ditunjang dengan terapi diet untuk menurunkan kadar gula darah serta mencegah komplikasi-komplikasi yang lain.

c. DMTM (Diabetes Mellitus Terkait Malnutrisi)
Disebabkan kekurangan nutrisi atau gizi pada penderita diabetes

d. Diabetes Mellitus yang Berhubungan dengan Keadaan atau Sindrom tertentu
Termasuk ke dalam kelompok ini adalah penyakit pankreas, penyakit hormonal, keadaan yang disebabkan oleh obat atau zat kimia, gangguan reseptor insulin, dan sindrom tertentu.

2. Gangguan Toleransi Glukosa (GTG)
Gangguan ini terjadi pada kelompok tidak gemuk, gemuk, dan berhubungan dengan keadaan atau sindrom tertentu.

3. Diabetes Mellitus pada Kehamilan (Gestational DM)
Dialami oleh seseorang yang baru menderita diabetes mellitus setelah hamil. Padahal sebelumnya kadar glukosa darah dalam keadaan normal.
tidak dikelompokkan kedalam NIDDM pada pertengahan kehamilan meningkat sekresi hormon pertumbuhan dan hormon chorionik somatomamotropin (HCS). Hormon ini meningkat untuk mensuplai asam amino dan glukosa ke fetus (Jokoprawiro, 1999).

c. Kelompok Berdasarkan Risiko Tinggi untuk Menderita Diabetes Mellitus

1. Toleransi glukosanya pernah abnormal.
2. Kedua orang tua mengidap diabetes mellitus.
3. Pernah melahirkan bayi dengan berat badan lebih 4 kg.
(Utami, 2003).

Gejala-Gejala Diabetes Mellitus

Adapun gejala-gejala yang ditunjukkan oleh penderita DM adalah sebagai berikut :

a.Poliuri (banyak kencing)
Hal ini disebabkan oleh karena kadar glukosa darah meningkat sampai
melampaui daya serap ginjal terhadap glukosa sehingga terjadi osmotic diuresis yang mana gula banyak menarik cairan dan elektrolit sehingga klien mengeluh banyak kencing.

b.Polidipsi (banyak minum)
Hal ini disebabkan pembakaran terlalu banyak dan kehilangan cairan banyak karena poliuri, sehingga untuk mengimbangi klien lebih banyak minum.

c.Polipagi (banyak makan)
Hal ini disebabkan karena glukosa tidak sampai ke sel-sel mengalami starvasi (lapar). Sehingga untuk memenuhinya klien akan terus makan. Tetapi walaupun klien banyak makan, tetap saja makanan tersebut hanya akan berada sampai pada pembuluh darah.

d.Berat badan menurun, lemas, lekas lelah, tenaga kurang.
Hal ini disebabkan kehabisan glikogen yang telah dilebur jadi glukosa, maka tubuh berusama mendapat peleburan zat dari bahagian tubuh yang lain yaitu lemak dan protein, karena tubuh terus merasakan lapar, maka tubuh selanjutnya akan memecah cadangan makanan yang ada di tubuh termasuk yang berada di jaringan otot dan lemak sehingga klien dengan DM walaupun banyak makan akan tetap kurus

e.Mata kabur
Hal ini disebabkan oleh gangguan lintas polibi (glukosa – sarbitol fruktasi) yang disebabkan karena insufisiensi insulin. Akibat terdapat penimbunan sarbitol dari lensa, sehingga menyebabkan pembentukan katarak
(Dalimartha, 2005).

Sedangkan pada diabetes kronis biasanya gejala timbul secara perlahan, antara lain:

1. Sering kesemutan
2. Kulit terasa panas atau seperti tertusuk jarun
3. Rasa tebal di kulit
4. Mudah kram
5. Mengantuk
6
. Gatal sekitar kemaluan (terutama wanita)
7
. Gigi mudah goyang dan lepas
8
. Kemampuan seksual menurun bahkan impotent
9
. Nyeri otot.
10
.Menurunnya gairah seks.

Pada ibu hamil sering terjadi keguguran yang mengakibatkan kematian janin dalam kandungan. Kalau bayi dilahirkan selamat pun berta lahir bayi lebih dari 4 kg. Diabetes mellitus pada kehamilan umumnya sembuh dengan sendirinya setelahpersalinan.

Komplikasi Akibat Diabetes Melitus

1. Komplikasi Bersifat Akut
Komplikasi akut terjadi jika kadar glukosa darah seseorang meningkat atau menurun dengan tajam dalam waktu relatif singkat. Kadar glukosa darah bisa menurun drastis jika penderita menjalani diet yang terlalu ketat. Perubahan yang besar dan mendadak dapat berakibat fatal.

a. Hipoglikemia
Hipoglikemia adalah suatu keadaan seseorang dengan kadar glukosa darah dibawah norma
l. Gejala hipoglikemia ditandai dengan munculnya rasa lapar, gemetar, mengeluarkan keringat, berdebar-debar, pusing, gelisah, dan penderita bisa menjadi koma. Ada 4 macam keadaan hipoglikemia:
a. Hipoglikemia murni jika kadar glukosa darah kurang dari 50mg/dl
b. Reaksi hoploglikemia akibat menurunnya kadar glukosa darah secara mendadak.
c. Koma hiploglikemia akibat kadar glukosa darah yang sangat rendah.
d. Hiploglikemia reaktif

b. Ketoasidosis Diabetik-Koma Diabetik
Komplikasi ini dapat diartikan sebagai suatu keadaan tubuh yang sangat kekurangan insulin
dan bersifat mendadak akibat infeksi, lupa suntik insulin, pola makan yang terlalu bebas, atau stres.

c. Koma Hiperosmoler Non Ketotik
Gejala ini adalah adanya dehidrasi yang berat, hipotensi dan menimbulkan
shock. Karena itu, koma hiperosmoler non ketotik diartikan sebagai keadaan tubuh tanpa penimbunan lemak yang menyebabkan penderita menunjukkan pernapasan yang cepat dan dalam (kusmaul).

d. Koma Lakto Asidosis
Komplikasi ini diartikas sebagai suatu keadaan tubuh dengan asam laktat tidak dapat diubah menjadi bikarbonat.
Akibatnya, kadar asam laktat dalam darah meningkat dan seseorang bisa mengalami koma.

2. Komplikasi Kronis Diabetes Melitus
Komplikasi kronis diartikan sebagai kelainan pembuluh darah yang akhirnya bisa menyebabkan serangan jantung, gangguan fungsi ginjal, dan gangguan saraf. Komplikasi kronis sering dibedakan berdasarkan bagian tubuh yang mengalami kelainan, seperti kelainan di bagian mata, mulut, jantung, urogenital, saraf, dan kulit. Penyakit DM dapat menimbulkan berbagai komplikasi yang dapat membahayakan jiwa maupun mempengaruhi kualitas hidup seseorang.

a. Komplikasi Spesifik

  • Retinopati diabetika yakni Kadar gula darah yang tinggi menyebabkan mata menjadi sembab, penglihatan berangsur berkurang, lensa mata menjadi keruh atau katarak, pandangan berkabut, retina mata rusak.
  • Nefropati diabetika yaitu penurunan fungsi ginjal dengan tanda awal ditemukannya protein di urin, bisa mencapai 200 mg/menit (normal 15mg/mnt). Tekanan darah naik secara bertahap. Muncul gajala gagal ginjal kronis seperti mual, muntah, nafsu makan turun, gangguan konsentrasi hingga gangguan kesadaran hingga koma, anemia, kejang dan perdarahan selaput lendir mulut.
  • Neuropatika diabetika, kondisi rusaknya saraf dengan gejala kesemutan di kaki dan tangan, berkurangnya sensasi terhadap getaran dan nyeri hingga tidak sadar kalau kakinya tertusuk paku atau terluka, rasa panas seperti terbakar di ujung tubuh misalnya di kantong zakar, rasa nyeri seperti disayat di ujung jari kaki, sulit membedakan temperatur panas dan dingin, otot lengan atas dan tungkai atas lemah, mata jereng, disfungsi ereksi sementara atau menetap.
  • Diabtik foot, tidak berfunsinya kulit, adanya gelembung berisi cairan pada kulit dan mudah terinfeksi.
  • Kematian Otot jantung dan Pembuluh Darah Otak. Resiko serangan jantung dan stroke pada diabetes bisa mencapai 30% hingga 40% lebuh tinggi dibanding dengan non DM. Kadar gula darah tinggi menyebabkan pengerasan dan penebalan pembuluh darah. Gangguan pembuluh darah di otak menyebabakan kepikunan karena suplai darah menurun.

b. Komplikasi tak Spesifik

  • Kelainan pembuluh darah besar
  • Kekeruhan pada lensa mata
  • Adanya infeksi seperti infeksi saluran kencing atau tuberkulosis (TBC) paru.

Gambar:

 

Mengobati Diabetes Melitus Secara Medis

Diabetes Melitus dapat diobati dengan obat-obatan anti diabetes yang secara medis disebut sebagai obat hipoglikemia oral (OHO). Merek Obat-obatan tersebut antara lain Diabenese, Diamicron, dan Daonil. Obat hipoglikemia oral tidak boleh sembarangan dikonsumsi karena dikhawatirkan penderita menjadi hipoglikemia.
“Sesungguhnya Allah menurunkan penyakit dan obat, dan menjadikan bagi setiap penyakit obatnya, maka (berobatlah kamu sekalian, tetapi) jangan berobat dengan yang haram.” (HR. Abu Dawud).

Dari Jabir berkata, “Rasulullah bersabda, bagi tiap-tiap penyakit itu ada obatnya, apa bila obat yang dengan penyakitnya maka ia sembuh dengan izin Allah.” (H.R. Muslim) .

Dengan adanya hadist diatas maka kita harus yakin bahwa setiap penyakit pasti ada obatnya.

Pengobatan Diabetes Melitus dengan Terapi Herbal.

Pada tahap awal pengobatan secara herbal, umumnya pemakaian obat-obatan yang dikonsumsi sebelumnya yaitu berupa OHO tidak dihentikan. Namun tetap dikombinasikan agar tubuh tetap beradaptasi.
Ayat-ayat Allah
yang berhubungan dengan herbal dan memerintahkan manusia untuk mengkonsumsi nya :

Artinya: Dia Menumbuhkan untuk kegunaan kamu, minyak zaitun, kurma dan segalaanggur, juga setiap buah-buahan. Sesungguhnya dalam hal yang demikian terdapat tanda2 bagi kaum yang berfikir. (QS AN-NAHL :11)

Semua tanaman obat yang berkhasiat menurunkan gula darah akan memperbaharui jaringan tubuh yang rusak. Pada pengolahannya diharapkan menggunakan alat berbahan dasar tanah karena lebih aman. Bahan dari besi, alumunium, atau kuningan sebaiknya dihindari karena akan bereaksi dengan tanaman obat dan akan menyebabkan racun.

Lidah Buaya
Klasifikasi Lidah Buaya:

Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Kelas : Liliopsida
Ordo : Asparagales
Family : Asphodelaceae
Genus : Aloe
Spesies :
Aloe vera L.

Lidah buaya (Aloevera) adalah salah satu tanaman obat yang berkhasiat menyembuhkan berbagai penyakit. Tanaman ini sudah digunakan bangsa Samaria sekitar tahun 1875 SM. Bangsa Mesir kuno sudah mengenal khasiat lidah buaya sebagai obat sekitar tahun 1500 SM. Berkat khasiatnya, masyarakat Mesir kuno menyebutnya sebagai tanaman keabadian.

Seorang peracik obat-obatan tradisional berkebangsaan Yunani bernama Dioscordes, menyebutkan bahwa lidah buaya dapat mengobati berbagai penyakit. Misalnya bisul, kulit memar, pecah-pecah, lecet, rambut rontok, wasir, dan radang tenggorokan.

Dalam laporannya, Fujio L. Panggabean, seorang peneliti dan pemerhati tanaman obat, mengatakan bahwa keampuhan lidah buaya tak lain karena tanaman ini memiliki kandungan nutrisi yang cukup bagi tubuh manusia. Hasil penelitian lain terhadap lidah buaya menunjukkan bahwa karbohidrat merupakan komponen terbanyak setelah air, yang menyumbangkan sejumlah kalori sebagai sumber tenaga (Anonymous, 2010).

Menurut seorang pengamat makanan kesehatan (suplemen), Dr Freddy Wilmana MFPM SpFK, dari sekitar 200 jenis tanaman lidah buaya, yang baik digunakan untuk  pengobatan adalah jenis Aloevera Barbadensis miller. Lidah buaya jenis ini mengandung 72 zat yang dibutuhkan oleh tubuh. Di antara ke-72 zat yang dibutuhkan tubuh itu terdapat 18 macam asam amino, karbohidrat, lemak, air, vitamin, mineral, enzim, hormon, dan zat golongan obat, antara lain antibiotik, antiseptik, antibakteri, antikanker, antivirus, antijamur, antiinfeksi, antiperadangan, antipembengkakan, antiparkinson, antiaterosklerosis, serta antivirus yang resisten terhadap antibiotik. Mengingat kandungan yang lengkap itu, lidah buaya menurut Dr. Freddy bukan cuma berguna menjaga kesehatan, tapi juga mengatasi berbagai penyakit. Misalnya, lidah buaya mampu menurunkan gula darah pada diabetesi yang tidak tergantung insulin (Anonymous, 2008).

Lidah buaya (Aloe vera L.) merupakan kelompok liliceae. Lidah buaya mengandung aloin, barbalion, isobarbalion, aleonin dan aleosin. Tanaman ini memiliki rasa pahit dan bersifat dingin. Berkhasiat sebagai anti radang, pencahar, parasitiside dan untuk memperbaiki pankreas. Bagian yang digunakan biasanya adalah daun, bunga dan akar. Lidah buaya bersifat merangsang pertumbuhan sel baru pada kulit. Dalam lendir lidah buaya terkandung zat lignin yang mampu menembus dan meresap ke dalam kulit. Lendir ini akan menahan hilangnya cairan tubuh dari permukaan kulit. Hasilnya, kulit tidak cepat kering dan terlihat awet muda.Selain wasir, lidah buaya bisa mengatasi bengkak sendi pada lutut, batuk, dan luka. Lidah buaya juga membantu mengatasi sembelit atau sulit buang air besar karena lendirnya bersifat pahit dan mengandung laktasit, sehingga merupakan pencahar yang baik (Utami, 2003).

Sejauh ini, menurut Dr. Freddy, penelitian belum menemukan efek samping penggunaan lidah buaya. Jika ada masalah, itu hanya berupa alergi pada mereka yang belum pernah mengonsumsi lidah buaya. Yang perlu diingat, menurut Dr. Freddy, sifat tanaman lidah buaya hampir mirip dengan buah apel yang bila habis digigit langsung berwarna cokelat. Hal itu bisa menjadi tanda lidah buaya telah teroksidasi, sehingga beberapa zat yang dikandungnya rusak.

Pembuatan Puding Lidah Buaya

Lidah buaya dapat dikonsumsi dengan cara dan penyajian yang berbeda yaitu mengolahnya menjadi puding lidah buaya. Puding ini bisa divariasikan atau dikombinasikan dengan susu namun jangan terlalu berlebihan, selain itu juga bisa ditambah dengan gula rendah kalori misalnya gula jagung, bisa ditambah pula dengan saus misalnya saus jeruk dan sebagainya. Puding ini selain lebih bentuknya yang lebih bisa divariasikan, juga menarik perhatian, penyajiannya lebih mudah, cita rasanya lebih enak, lebih murah dan lebih disukai semua kalangan. Misalnya pada anak-anak, dia dapat mengkonsumsi puding ini selain sebagai obat pencegahan awal diabetes mellitus juga dapat sebagai pilihan menu camilan dan jajanan.

Puding Lidah Buaya

Bahan:

  • 2 Batang Lidah Buaya
  • 600 ml air
  • 1 bungkus agar-agar
  • Susu sesuai selera
  • Gula tropikana/ gula jagung rendah kalori

Saus jeruk :

  • 250 ml air
  • 4 sendok makan konsentrat jeruk
  • 3 sendok makan gula rendah kalori(gula jagung)
  • 1 buah jeruk sunkist, potong-potong
  • 1 sendok teh maizena, larutkan dengan 3 sendok makan air

Cara Pembuatan:

  1. 2 batang daun lidah buaya, dicuci, dibuang durinya, dipotong-potong.
  2. Masukkan potongan lidah buaya pada blender yang telah ditambahkan 600 ml air kemudian blender
  3. Saring untuk memisahkan ampas lidah buaya yang telah di blender Sampai mencapai 750 ml air sarinya
  4. Campurkan 1 bungkus agar – agar ke dalam air sari lidah buaya
  5. Tambahkan susu bila menginginkan rasa yang lebih enak sesuai dengan selera dan takaran
  6. Masak hingga mendidih, kemudian angkat dan dinginkan
  7. Sajikan sesuai selera

Aneka Olahan Puding Lidah Buaya

1. Es Campur Puding Lidah buaya

Bahan:

- Agar-agar bubuk 1 bungkus
- Daging Lidah Buaya 500 gr
- Air 700 ml

- Susu kental sesuai selera
- Gula tropikana(jagung) yang rendah kalori 100 gr
- Buah semangga, melon, nanas, dan selasih dipotong dadu 100 gr
- Air gula rendah kalori sesuai selera(sebagai sirup)
- Es batu


Cara Membuat :

  1. Blender daging lidah buaya dengan 200 ml air sampai halus.
  2. Campur jadi satu dalam panci susu, sisa air, gula, dan agar-agar bubuk aduk hingga tercampur rata, setelah itu baru masukkan lidah buaya yang telah di blender lalu aduk kembali.
  3. Dimasak diatas kompor sampai mendidih, jangan lupa sambil di aduk terus.
  4. Kemudian diangkat lalu tuangkan dalam cetakan, diamkan sampai dingin. Atau lebih cepat masukkan kedalam kulkas atau lemari es.
  5. Setelah dingin potong-potong puding sesuai selera
  6. Atur dan Campurkan potongan puding dengan bahan-bahan yang lain (potongan buah semangga, melon, nanas, dan selasih)
  7. Beri sedikit air dan air gula rendah kalori (sebagai sirup)
  8. Tambahkan es batu
  9. Sajikan sesuai selera

2. Es Lilin Puding Lidah Buaya

 

Bahan :

 

- Agar-agar bubuk 1 bungkus
- Daging Lidah Buaya 500 gr
- air 700 ml
- Susu kental sesuai selera
- Gula tropikana(jagung) yang rendah kalori 100 gr

Cara Pembuatan:

 

  1. Blender daging lidah buaya dengan 200 ml air sampai halus.
  2. Campur jadi satu dalam panci susu, sisa air, gula, dan agar-agar bubuk aduk hingga tercampur rata, setelah itu baru masukkan lidah buaya yang telah di blender lalu aduk kembali.
  3. Dimasak diatas kompor sampai mendidih, jangan lupa sambil di aduk terus
  4. Kemudian angkat dan takar lalu masukkan ke dalam kantong es lilin
  5. Biarkan agar tidak terlalu panas
  6. Masukkan ke dalam frezeer(lemari pendingin es)
  7. Setelah kurang lebih 3 jam, es lilin puding lidah buaya siap disajikan

 

 3. Puding Lidah Buaya Lapis Buah

Bahan:
- 1 bungkus agar-agar
- Daging Lidah Buaya 500 gr
- Air 700 ml
- 100 gram gula rendah kalori(tropikana/jagung)
- 300 ml susu cair
- 1 butir putih telur, kocok kental
- Pasta orange secukupnya
- Pasta pandan secukupnya
- Melon dipotong dadu 100 gr
- Semangka potong dadu 100 gr
- Pepaya 100 gr, dipotong-potong
- Nanas 100 gr, potong dadu
- Loyang persegi panjang kecil

Cara Pembuatan:

  1. Blender daging lidah buaya dengan 200 ml air sampai halus.
  2. Campur jadi satu dalam panci susu, sisa air, gula, dan agar-agar bubuk aduk hingga tercampur rata, setelah itu baru masukkan lidah buaya yang telah di blender lalu aduk kembali.
  3. Dimasak diatas kompor sampai mendidih, jangan lupa sambil di aduk terus
  4. Campur dengan kocokan putih telur.
  5. Adonan dibagi 3. Beri pasta orange, pasta pandan dan sebagian dibiarkan putih.
  6. Tuang adonan pasta orange di loyang.
  7. Tutup adonan putih. Beri potongan buah (Melon, Semangka, Pepaya, dan Nanas)
  8. Tutup adonan hijau. Biarkan beku. Keluarkan. Potong. Sajikan.

 Naga Jawa Puding Lidah Buaya

Bahan:
- Agar-agar bubuk 1 bungkus
- Daging Lidah Buaya 500 gr
- Air 300 ml
- Susu kental sesuai selera
-Gula tropikana(jagung) yang rendah kalori 100 gr
- 50 gram tepung beras
- 2 sendok makan tepung sagu
- 175 gram gula rendah kalori
- 1/2 sendok teh garam
- 2 lembar daun pandan, sobek-sobek, buat simpul
- 850 ml santan dari 1 1/2 butir kelapa
- 8  – 9 pisang raja/pisang kepok yang tua, potong-potong
- Daun pisang untuk membungkus

Cara pembuatan:

  1. Blender daging lidah buaya dengan 200 ml air sampai halus.
  2. Campur jadi satu dalam panci susu, sisa air, gula, dan agar-agar bubuk aduk hingga tercampur rata, setelah itu baru masukkan lidah buaya yang telah di blender lalu aduk kembali.
  3. Cairkan tepung beras dengan sebagian santan, sisihkan.
  4. Didihkan sisa santan, daun pandan, dan garam. Masukkan cairan tepung beras dan gula, serta masukkan adonan dari lidah buaya,susu, gula, dan agar-agar, aduk sampai larut dan adonan kental.
  5. Angkat dari api, taburkan tepung sagu sambil diaduk rata.
  6. Ambil 1 lembar daun pisang, beri 1 sendok makan adonan tepung, beri 1 potong pisang, tutup dengan 1 sendok makan adonan tepung. Gulung dengan daun pisang, lipat kedua sisinya ke tengah.
  7. Kukus sampai matang kurang lebih 30 menit.
  8. Angkat, rapikan daunnya.
  9. Dan dinginkan.

 Bubur Nano Puding Lidah Buaya

Bahan:
- Agar-agar bubuk 1 bungkus
- Daging Lidah Buaya 500 gr
- Air 700 ml
- Susu kental sesuai selera
- Gula tropikana(jagung) yang rendah kalori 100 gr
- 200 gram kacang hijau, kupas, rendam 1 jam
- 2 potong gula merah (± 100 gram)
- 100 gram gula rendah kalori(jagung/tropikana)
- 1 Liter air
- 3 lembar daun pandan
- 50 gram sagu tani + 50 ml air, aduk rata

Bahan Saus Santan:
- 200 ml santan Kara
- 300 ml air
- 3 lembar daun pandan
- garam secukupnya

Cara Membuat:

  1. Blender daging lidah buaya dengan 200 ml air sampai halus.
  2. Campur jadi satu dalam panci susu, sisa air, gula, dan agar-agar bubuk aduk hingga tercampur rata, setelah itu baru masukkan lidah buaya yang telah di blender lalu aduk kembali.
  3. Dimasak diatas kompor sampai mendidih, jangan lupa sambil di aduk terus.
  4. Kemudian diangkat lalu tuangkan dalam cetakan, diamkan sampai dingin. Atau lebih cepat masukkan kedalam kulkas atau lemari es.
  5. Setelah dingin potong-potong puding bentuk dadu dengan ukuran sesuai selera
  6. Setelah itu buat buburnya
  7. Rebus kacang hijau hingga matang, angkat dan tiriskan
  8. Masak air, gula merah, gula pasir rendah kalori dan daun pandan hingga mendidih.
  9. Masukkan kacang hijau kupas yang sudah matang, aduk sebentar.
  10. Masukkan campuran sagu tani dan air ke dalam bubur kacang hijau tadi, aduk rata sampai kental (dengan api kecil). Angkat.
  11. Saus: masak semua bahan saus santan hingga mendidih.
  12. Tambahkan potongan puding kedalam bubur
  13. Sajikan bubur nano puding lidah buaya bersama saus santan.

KESIMPULAN

Dimasa sekarang ini timbul dari berbagai jenis makanan yang dikonsumsi dan pola makan.Diabetes Mellitus merupakan suatu jenis penyakit yang disebabkan menurunnya hormon yang diproduksi oleh kelenjar pankreas. Penurunan hormon ini mengakibatkan seluruh gula (glukosa) yang dikonsumsi tubuh tidak dapat diproduksi secara sempurna, sehingga kadar glukosa di dalam tubuh akan meningkat.Menurut survei yang dilakukan WHO, Indonesia menempati urutan ke-4 dengan jumlah penderita diabetes terbesar di dunia setelah India, Cina dan Amerika Serikat.

Penanganan secara medis dapat dilakukan, namun ada pula yang menggunakan sistem pengobatan yang lebih aman dan lebih murah yaitu dengan memanfaatkan tanaman obat herbal.

Lidah buaya (Aloe vera L.) merupakan salah satu tanaman herbal yang dapat digunakan dalam terapi pengobatan diabetes mellitus. Beberapa kandungan lidah buaya yang baik untuk tubuh diantaranya asam amino, karbohidrat, lemak, air, vitamin, mineral, enzim, hormon, dan zat golongan obat, antara lain antibiotik, antiseptik, antibakteri, antikanker, antivirus, antijamur, antiinfeksi, antiperadangan, antipembengkakan, antiparkinson, antiaterosklerosis, serta antivirus yang resisten terhadap antibiotik.. Mengingat kandungan yang lengkap itu, lidah buaya bukan cuma berguna menjaga kesehatan, tapi juga mengatasi berbagai penyakit. Salah satunya lidah buaya mampu menurunkan dan menormalkan kadar gula darah pada diabetesi yang tidak tergantung insulin. Selain itu Lidah buaya mengandung aloin, barbalion, isobarbalion, aleonin dan aleosin. Tanaman ini memiliki rasa pahit dan bersifat dingin. Berkhasiat sebagai anti radang, pencahar, parasitiside dan untuk memperbaiki pankreas.

Lidah buaya dapat dikonsumsi dengan cara dan penyajian yang berbeda yaitu mengolahnya menjadi puding lidah buaya.

Puding ini selain lebih bentuknya yang lebih bisa divariasikan, juga menarik perhatian, penyajiannya lebih mudah, cita rasanya lebih enak, lebih murah dan lebih disukai semua kalangan. Misalnya pada anak-anak, dia dapat mengkonsumsi puding ini selain sebagai obat pencegahan awal diabetes mellitus juga dapat sebagai pilihan menu camilan dan jajanan.

DAFTAR PUSTAKA

Dalimartha, Setiawan. 2005. Diabetes Mellitus. Penebar Swadaya: Jakarta

Jokoprawiro, A. 1999. Diabetes Millitus Klasifikasi Diagnosis dan Terapi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta

Utami, Prapti. 2003. Tanaman Obat Untuk Mengatasi Diabetes Mellitus: PT Agromedia Pusataka. Jakarta

Anonymous. 2007. http://hbis.wordpress.com/2007/11/23/Diabetes Mellitus. Diakses05 juni 2011

Anonymous. 2009. http://www.google.co.id/search?hl=id&client=firefox-a&rls=org.mozilla%3Aen-US%3Aofficial&q=gejala+Diabetes+mellitus&btnG=Telusuri&meta. Diakses 5 juni 2011

Anonymous. 2010. http://www. bioobat.com. Lidah Buaya.Diakses 05 juni 2011

Anonymous. 2008. http://id.wikipedia.org/wiki/manfaat lidah buaya. Diakses 05 juni 2011


Posted in Uncategorized | Leave a comment