Bab XIII

Bioteknologi dan Produksi Pangan

Definisi

Definisi umum bioteknologi adalah penggunaan organisme hidup atau produk untuk tujuan komersial. Kegiatan ini meliputi pembuatan roti, keju, bir, dan anggur di samping pembiakan selektif tanaman pangan dan hewan domestik. Hari ini, bioteknologi melibatkan penggunaan teknik DNA rekombinan untuk mendapatkan kualitas yang diinginkan atau produk. Metode DNA rekombinan mengambil materi genetik dari satu organisme dan memasukkannya ke dalam yang lain.

Dalam bioteknologi tradisional kita menggunakan proses fermentasi untuk menghasilkan beberapa jenis makanan dan minuman. Fermentasi biasanya adalah konversi karbohidrat menjadi alkohol dan karbon dioksida atau asam organik menggunakan ragi, bakteri, atau kombinasi keduanya, dalam kondisi anaerobik. Definisi yang lebih terbatas fermentasi adalah konversi kimia gula menjadi etanol. Ilmu fermentasi dikenal sebagai zymurgy.

Fermentasi biasanya menyiratkan bahwa tindakan mikroorganisme yang diinginkan, dan proses ini digunakan untuk memproduksi minuman beralkohol seperti wine, bir, dan sari. Fermentasi juga digunakan dalam ragi roti, dan teknik pelestarian untuk membuat asam laktat dalam makanan asam seperti sauerkraut, sosis kering, kimchi dan yoghurt, atau cuka (asam asetat) untuk digunakan dalam makanan acar.

A. Pentingnya bioteknologi dalam produksi pangan

Manfaat utama dari fermentasi adalah konversi gula dan karbohidrat lainnya, misalnya, mengubah jus ke dalam anggur, biji-bijian ke dalam bir, karbohidrat menjadi karbon dioksida untuk ragi roti, dan gula dalam sayuran menjadi asam organik pengawet.

Makanan fermentasi yang telah dikatakan untuk melayani lima tujuan utama:

• Pengayaan dari diet melalui pengembangan keragaman rasa, aroma, dan tekstur dalam substrat makanan

• Pelestarian sejumlah besar makanan melalui asam laktat, alkohol, asam asetat dan fermentasi basa

• pengayaan Biologi substrat makanan dengan protein, asam amino esensial, asam lemak esensial, dan vitamin

• Penghapusan antinutrients

• Penurunan waktu memasak dan kebutuhan bahan bakar

Fermentasi alami mendahului sejarah manusia. Sejak zaman kuno, bagaimanapun, manusia telah mengendalikan proses fermentasi. Bukti awal Anggur tanggal dari delapan ribu tahun yang lalu, di Georgia, di daerah Kaukasus. Guci tujuh ribu tahun yang berisi sisa-sisa anggur telah digali di Pegunungan Zagros di Iran, yang sekarang dipamerkan di University of Pennsylvania. Ada bukti kuat bahwa orang-orang fermentasi minuman di Babel sekitar tahun 5000 SM, Mesir kuno sekitar tahun 3150 SM, pra-Hispanik Meksiko sekitar tahun 2000 SM, dan Sudan sekitar tahun 1500 SM. Ada juga bukti yang beragi di Mesir sekitar tahun 1500 SM kuno dan susu fermentasi di Babel sekitar tahun 3000 SM.

Kimiawan Perancis Louis Pasteur adalah zymologist pertama yang diketahui, ketika pada tahun 1856 ia terhubung ragi untuk fermentasi. Pasteur awalnya didefinisikan fermentasi sebagai "respirasi tanpa udara". Pasteur melakukan penelitian yang cermat dan menyimpulkan;

"Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak pernah terjadi tanpa organisasi simultan, pengembangan dan perbanyakan sel .... Jika ditanya, apa terdiri tindakan kimia dimana gula terurai ... Saya benar-benar tidak tahu tentang hal itu."

Ketika mempelajari fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh kekuatan vital, yang disebut "fermentasi," di dalam sel ragi. The "fermentasi" dianggap hanya berfungsi dalam organisme hidup. "Fermentasi beralkohol adalah tindakan yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, bukan dengan kematian atau pembusukan sel," tulisnya.

Namun demikian, diketahui bahwa ekstrak ragi fermentasi gula bahkan tanpa adanya sel ragi yang hidup. Sementara belajar proses ini pada tahun 1897, Eduard Buchner dari Humboldt University of Berlin, Jerman, menemukan gula yang difermentasi bahkan ketika tidak ada sel ragi hidup dalam campuran, oleh sekresi ragi yang ia sebut zymase. Pada tahun 1907 ia menerima Hadiah Nobel Kimia untuk penelitian dan penemuan nya "fermentasi sel-bebas."

Satu tahun sebelumnya, pada tahun 1906, studi fermentasi etanol menyebabkan penemuan awal NAD +.

1. Peningkatan kualitas makanan untuk memperpanjang rak-hidup

Beberapa tanaman yang digunakan untuk menghasilkan minyak nabati sedang dimodifikasi secara genetik sehingga asam lemak yang kita ambil dari mereka adalah lebih baik bagi kesehatan kita. Tanaman telah diubah untuk menghasilkan asam linoleat lebih, asam lemak menguntungkan ditemukan pada ikan. Di lain, modifikasi genetik telah dilakukan untuk mengurangi asam lemak jenuh yang mereka hasilkan. Salah satu contoh tanaman dengan ekspresi gen diubah untuk meningkatkan kualitas produk, adalah kedelai yang telah dikembangkan untuk menghasilkan asam stearat yang lebih, sehingga memberikan stabilitas panas yang lebih baik minyak kedelai, untuk mencocokkan sifat asam lemak trans-terhidrogenasi. Dengan perubahan ini, minyak terhidrogenasi kurang dapat dimanfaatkan untuk tujuan tradisional sama seperti minyak terhidrogenasi.

Tanaman pangan tertentu yang diubah, menggunakan metode untuk mengontrol ekspresi gen, sehingga mereka menghasilkan konsentrasi yang lebih tinggi nutrisi yang dikenal dan senyawa melawan penyakit. Contoh dari hal ini adalah tomat dibiakkan untuk menghasilkan jumlah yang lebih tinggi lycopene, suatu senyawa yang telah dikaitkan dengan menurunkan kadar kolesterol darah, serta menurunkan risiko terkena kanker payudara dan prostat

2. makanan fermentasi wilayah Gambar 13 1: Natto, seorang fermentasi makanan kedelai Jepang

Di seluruh dunia: alkohol, anggur, cuka, buah zaitun, yoghurt, roti, keju

Asia

• Timur dan Asia Tenggara: Amazake, asinan, atsara, bai-ming, belacan,

Burong mangga, com ruou, dalok, doenjang (된장 ), Tauco, jeruk, lambanog,

kimchi (김치), kombucha, leppet-begitu, narezushi, miang, miso, nata de coco,

nata de pina, natto, naw-mai-dong, oncom, pak-siam-dong, kaki-tsaynob (雪裡蕻), prahok, ruou NEP, sake, seokbakji, kecap, tahu bau, szechwan kubis (四川 泡菜), tai-tan Tsoi, chiraki, tape, tempe, kimchi totkal, yen tsai (醃菜), zha cai

(榨菜)

• Asia Tengah: kumis (susu kuda), kefir, shubat (unta susu)

• India: achar, appam, dosa, dhokla, sampingan (yoghurt), idli, campuran acar, u-to-nga (Northeast fermentasi ikan)

• Nepal: achar, sampingan (yoghurt), gundruk, jaand (bir beras), sinki, tongba, Panir

Afrika: millet fermentasi bubur, garri, biji kembang sepatu, saus cabai, injera, lamoun makbouss, laxoox, mauoloh, msir, mslalla, biji minyak, Ogi, ogili, ogiri

Benua Amerika: chicha, anggur elderberry, kombucha, pengawetan (acar), asinan kubis, biji lupin, biji minyak, coklat, vanili, tabasco, tibicos

Timur Tengah: kushuk, lamoun makbouss, mekhalel, torshi, Boza

Eropa: rakfisk, asinan kubis, kiszony ogórek, Surströmming, mead, elderberry anggur, daging asap, prosciutto, produk susu berbudaya seperti quark, kefir, filmjölk, creme fraiche, smetana, skyr.

Oceania: poi, kaanga pirau (busuk jagung), sagu

3. Makanan fermentasi menurut jenis

a. Bean berbasis

Cheonggukjang (청국장), doenjang (된장), miso (味噌 (み そ)), natto (納豆 (な っ と う)), kecap, bau

j. Produksi makanan yang mengandung vaksin.

Saat ini sedang dikembangkan adalah produksi vaksin kolera di kentang. Makan kentang ini akan memungkinkan imunisasi lebih mudah dan lebih besar untuk populasi dunia. Hal ini penting karena kolera merupakan penyebab signifikan diare dan kematian di negara-negara dunia ketiga.

4. Keselamatan makanan yang diproduksi oleh bioteknologi

FDA mensyaratkan bahwa produk makanan baru atau bahan yang diperoleh dari teknik pemuliaan tradisional harus disetujui sebagai aditif makanan baru dan menjalani evaluasi keselamatan. Persyaratan yang sama berlaku untuk makanan baru atau bahan yang diproduksi dengan teknik DNA rekombinan. Namun, sebagian besar makanan yang saat ini sedang

dikembangkan dengan menggunakan metode ini bioteknologi baru tidak mengandung zat-zat yang berbeda dalam struktur, fungsi atau jumlah dari mereka yang sudah dalam makanan. Makanan ini tidak akan memerlukan persetujuan sebagai aditif makanan baru.

5. Risiko mengkonsumsi makanan fermentasi

Alaska telah menyaksikan peningkatan yang stabil dari kasus botulisme sejak tahun 1985. Meskipun populasi kecil, ia memiliki lebih banyak kasus botulisme dari negara lain di Amerika Serikat. [12] Hal ini disebabkan oleh praktek tradisional Eskimo memungkinkan produk hewani seperti ikan utuh, kepala ikan, walrus, singa laut dan paus sirip, ekor berang-berang, minyak segel, burung, dll, untuk fermentasi untuk jangka waktu sebelum dikonsumsi. Risiko ini diperburuk ketika wadah plastik yang digunakan untuk tujuan ini bukan metode kuno, lubang rumput berlapis, seperti botulinum yang

Gambar 13. 3: bakteri berkembang dalam kondisi anaerobik diciptakan oleh kandang kedap udara dalam plastik. Gambar 13. 4: Beer Fermentasi

6. Persyaratan Pelabelan

FDA telah memutuskan bahwa teknik-teknik baru untuk mengubah susunan genetik tanaman dan hewan tidak berbeda secara signifikan dari teknik pemuliaan tanaman dan hewan tradisional. Oleh karena itu, tidak ada label khusus akan diperlukan. Namun, protein alergi makanan umum akan membutuhkan pelabelan. Sebagai contoh, jika materi genetik dari kacang dimasukkan ke dalam tomat, tomat akan membutuhkan pelabelan. Persyaratan pelabelan khusus akan membiarkan orang-orang dengan alergi terhadap kacang tahu bahwa tomat dapat mengandung protein kacang yang dapat menyebabkan reaksi alergi.