BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar belakang Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat kecil (Kusnadi, dkk, 2003). Setiap sel tunggal mikroorganisme memiliki kemampuan untuk melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain dapat mengalami pertumbuhan, menghasilkan energi dan bereproduksi dengan sendirinya. Mikroorganisme memiliki fleksibilitas metabolisme yang tinggi karena mikroorganisme ini harus mempunyai kemampuan menyesuaikan diri yang besar sehingga apabila ada interaksi yang tinggi dengan lingkungan menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula. Akan tetapi karena ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan enzim-enzim yang telah dihasilkan. Dengan demikian, enzim yang tidak diperlukan tidak akan disimpan dalam bentuk persediaan enzim-enzim tertentu yang diperlukan untuk pengolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah ada. Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tempat yang besar, mudah ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relative cepat (Darkuni, 2001). Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan. Dunia mikroorganisme terdiri dari berbagai kelompok jasad renik (makhluk halus). Kebanyakan bersel satu atau uniseluler. Ciri utama yang membedakan kelompok organism tertentu dari mikroba yang lain adalah organisasi bahan selulernya. Dunia mikroba terdiri dari Monera (virus dan sianobakteri), protista, dan fungi. Mikroorganisme tersebut diantaranya adalah bakteri, jamur, dan virus. Secara umum, bakteri, jamur, dan virus mempunyai morfologi dan struktur anatomi yang berbeda. Di dalam kehidupannya beberapa mikroorganisme seperti bakteri, jamur, dan virus selalu dipengaruhi oleh lingkungannya dan untuk mempertahankan hidupnya mikroorganisme melakukan adaptasi dengan lingkungannya. Adaptasi ini dapat terjadi secara cepat serta bersifat sementara waktu dan dapat pula perubahan itu bersifat permanen sehingga mempengaruhi bentuk morfologi serta struktur anatomi dari bakteri, jamur, dan virus. Untuk mengidentifikasikan suatu mikroorganime dapat dilakukan dengan mengetahui morfologi dan struktur anatominya. Oleh karena itu, kita perlu mengetahui bentuk morfologi dan struktur anatomi dari bakteri, jamur, dan virus.
1
1.2. Rumusan Masalah Dengan banyaknya mikroba yang tersebar di kehidupan sehari-hari ini, tentu kita harus memahami perkembang-biakan mikroba serta dampak baik dan buruknya bagi kehidupan dan lingkungan.
1.3
Tujuan Penulisan Dapat mengetahui serta mengidentifikasi mikroba mulai dari perkembang-biakannya hingga pembagian atau taksonominya. Selain itu, agar dapat mengetahui dan memahami dampak baik dan buruk yang ditimbulkan mikroba bagi kehidupan dan lingkungan disekitar kita.
2
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Perkembangbiakan 2.1.1 Perkembangan Perkembang-biakan mikroba dapat terjadi secara aseksual (yang paling umum) dan secara seksual (terjadi pada beberapa individu saja). Pada bakteri misalnya, perkembangbiakan secara aseksual terjadi secara pembelahan biner, yaitu satu sel induk membelah menjadi dua sel. Kemudian masing-masing sel anak akan membentuk dua sel anak lagi, dan seterusnya hingga makin banyak. Selama membelah maka akan terjadi keselarasan replikasi DNA sehingga tiap-tiap sel anak akan menerima paling sedikit satu-kopi (Salinan) dari genom.
Perbanyakan sel dengan cara pembelahan ini kecepatannya ditentukan oleh waktu generasi. Ada jenisyang mempunyai waktu generasi singkat atau cepat, adapula yang mempunyai waktu generasi lambat atau lambat sekali (Tabel 14) WAKTU GENERASI MIKROBA Kelompok Jenis Mikroba
Waktu Generasi (Jam)
Bakteri Heterotrofik : Bacillus megaterium
0,58
Escherichia coli
0,28
Rhizobium meliloti
1,80
Treponema pallidum
34,0 3
Bakteri fotosintetik : Chloropseudomonas ethylicum
7,0
Rhodopseudomonas spheroides
2,4
Rhodosprillum rubrum
5,0
Ragi : Saccharomyces cerevisiae
2,0
Protozoa : Paramaecium caudatum
10,5
Stentor coureleus
32,0
Tetrahymena geleti
3,0
Bakteri memang mempunyai cara-cara perkembangbiakan aseksual yang unik kalau dibandingkan dengan mikroba lainnya. Juga di dalam kecepatan perbanyakan dan waktu generasi. Tetapi pembelahan sel mikroba tidak saja terjadi hanya secara biner saja, mungkin pula dapat berbentuk multipel perkuncupan.
Ragi, seperti ragi untuk membuat kue atau roti Saccharomyces
cerevisiae
pembelahan ada yang seperti (dari satu sel menjadi dua dan seterusnya) tetapi ada pula yang membentuk kuncup, dimana tiap kuncup akan membesar seperti
4
induknya. Kemudian tumbuh kuncup baru dan seterusnya sehingga akhirnya membentuk semacam mata rantai.
Tetapi virus yang harus tumbuh dan berkembang biak di dalam sel hidup jasad lain,perbanyakan individunya terjadi secara pembelahan atau replikasi DNA. Perkembangbiakan secara aseksual dapat juga terjadi secara fragmentasi atau 5
pemotongan serat/hifa atau filamen,misal yang terjadi pada jamur atau mikroalge. Filamen yang terpotong menjadi beberapa bagian,tiap potongannya akan tumbuh dan berkembang pula seperti induknya. Perkembangbiakan secara aseksual yang paling umum lagi adalah melalui spora. Spora terbentuk di dalam sel, sehingga dinamakan endospora. Sedang untuk jamur misalnya, spora terbentuk di luar tubuh jasadnya, sehingga dinamakan eksospora. Kalau spora jatuh ke tempat yang lembab atau berair maka ia akan berkecambah dan tumbuh bentuk individu baru.
Perkembangbiakan secara seksual,umumnya terjadi pada jamur dan mikroalge serta secara terbatas pada bakteria,dapat terjadi secara : 1. Oogami, kalau sel betina berbentuk telur. 2. Secara anisogami, kalau sel betina lebih besar daripada sel jantan. 3. Isogami, kalau sel jantan dan sel betina mempunyai bentuk yang sama. Hasil perkawinan (fertilisasi) akan membentuk zigot (sel betina/sel telur yang telah dibuahi oleh sel jantan/sel sperma),yang kemudian zigot akan berkecambah membentuk individu baru setelah mengalami pembelahan.
2.1.2. Siklus Hidup Rangkaian kehidupan mikroba yang dimulai dari spora, spora berkecambah, membentuk massa-sel ataupun tubuh buah kemudian menghasilkan alat perkembangbiakan kembali, disebut siklus atau daur hidup. Pada bakteria siklus hidup kurang jelas rangkaiannnya., berbeda pada jamur dan mikroalge. Pada jamur kompos (Agaricus bisporus) yaitu jenis jamur yang sudah dibudidayakan dan bernilai ekonomi dengan nama mushroom atau champignon, siklus hidupnya 6
sangat jelas mulai dari spora yang berkecambah, membentuk massa hifa atau miselia, membentuk tubuh buah stadia awal sampai membentuk tubuh buah yang nyata terlihat.
Juga pada alge hijau (Chlamydomonas) jenis alge yang banyak kita temukan pada bak akuarium ataupun pada kolam ikan, serta pada protozoa (Trypanosoma gambiense) penyebab penyakit tidur yang ditularkan melalui lalat-tsetse, bentuk siklus hidupnya nampak jelas untuk diamati dan diikuti.Di dalam siklus hidup, tahapan yang terjadi sejak spora berkecambah sampai menghasilkan kembali alat 7
perkembangbiakan, akan dilalui tingkat perkembangan secara seksual ataupun aseksual sesuai dengan sifat mikroba. Sehingga apakah tingkatan tersebut akan nampak selama siklus hidupnya, tergantung kepada banyak faktor, khususnya faktor lingkungan abiotik seperti : 1. Kelengkapan unsur yang terdapat di dalam media. 2. pH media. 3. Kadar air media. 4. Temperatur. 5. Cahaya. 6. Sirkulasi oksigen. 7. Kelembaban.
2.2 Perhitungan Untuk membuat kurva pertumbuhan, sebelumnya diperlukan perhitungan. Cara perhitungan yang paling umum adalah dengan : 1. Pengenceran. 2. Penggunaan ruang penghitung 3. Penggunaan turbidometer/nefelometer. 2.2.1 Dengan Pengenceran Dengan pengenceran, disiapkan beberapa buah tabung yang berisi akuades steril sebanyak 9 ml. Kepada masing-masing tabung kemudian ditambahkan 1 ml sampel yang mau diperiksa secar bertahap, yaitu : 1. 1 ml sampel ke dalam tabung pertama, hingga konsentrasi larutan di dalam tabung pertama menjadi 10-1. 2. 1 ml dari tabung pertama ke tabung kedua, hingga konsentrasi larutan di dalam tabung kedua menjadi 10-2. Dan seterusnya sampai mencapai larutan dengan konsentrasi terendah. Dari tiaptiap tabung kemudian diambil 1 ml larutan dan ditanamkan ke dalam cawa petri berisi media padat. Pertumbuhan koloniyang kemudian timbul pada tiap-tiap cawan, dihitung. Di dalam cara perhitungan ini harus diperhitungkan faktor 8
kerapatan pertumbuhan koloni. Karena kalau pertumbuhan terlalu rapat, biasanya sulit untuk dipertanggung jawabkan hasilnya. Juga untuk pertumbuhan yang terlalu jarang. Sehingga diperlukan adanya pemilihan cawan yang ditumbuhi koloni yang paling tinggi kemungkinannya untuk dihitung. Dari Gambar 52 terlihat bahwa cawan yang paling memungkinkan untuk dihitung adalah cawan yang diisi pengenceran 10-3 (1/1.1000) yang menghasilkan jumlah koloni 159 sel. Sehingga perhitungan menjadi : 159 x 103 = 1,59 x 105 sel/ml Dimana 159 = jumlah koloni pada cawan tersebut, 103 adalah pengenceran yang dihitung.
Cara pengenceran berikutnya lebih diperjelas, sehingga pertumbuhan koloni mana yang dapat dipergunakan untuk perhitungan dan mana yang tidak, juga dengan jekas nampak (Gambar 53).
9
2.2.2 Penggunaan Ruang Penghitung Perhitungan langsung dengan penggunaan ruang penghitung, terlihat pada gambar berikutnya (Gambar 54). Yaitu hasil pengenceran tidak ditanamkan ke dalam cawan berisi media, tetapi diteteskan ke dalam ruang penghitung. Pemeriksaan selanjutnya dilakukan di bawah mikroskup terhadap sel mikroba yang terdapat di dalam kolom-kolom penghitung. Misal di dapatkan jumlah yang terhitung 12 sel, maka perhitungan jumlah sel adalah : 12 x 25 x 50 x 103 = 1,5 x 107 sel/ml Dimana nilai 12 = jumlah sel yang terhitung, 25 = jumlah kotak pada ruang penghitung yang dipergunakan untuk mengitung, 50 = volume tiap-tiap kotak dan 103 = pengenceran sampel. 10
Perhitungan melalui pengenceran dan diteruskan dengan penumbuhan pada media, ada keuntungan dan ada kerugiannya. Keuntungannya karena cara ini murah dan mudah tanpa harus menggunakan peralatan yang khusus yang kadangkadang mahal, serta dari koloni biakan yang tumbuh dapat diteruskan untuk pengamatan ataupun penelitian yang lebih lanjut. Sedang kerugiannya, yaitu bahwa sel yang terhitung adalah yang masih hidup saja, sedang yang sudah mati tidak terhitung. Perhitungan langsung melalui alat/ruang hitung juga ada keuntungan dan kerugiannya. Keuntungannya yaitu bahwa semua sel mikroba, baik yang masih hidup ataupun yang sudah mati, akan terhitung secara langsung. Sedang kerugiannya,
kesalahan
menghitung
akan
didapatkan
kalau
sistem
pengencerannya tidak homogen lagi.
2.2.3 Penggunaan Nefelometer / turbidometer Cara ini merupakan perhitungan kerapatan suatu materi (sel) di dalam larutan, yang diberi cahaya. Kualitas bias cahaya yang dilakukan identik dengan kerapatan materi-sel yang berada di dalam larutan.
11
2.3 Lingkungan Hidup Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh lingkungan. Perubahan yang terjadi di dalam lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan sifat fisiologi mikroba. Beberapa golongan sangat tahan terhadap perubahan lingkungan, sehingga cepat dapat menyesuaikan diri dengan kondisi baru. Ada pula golongan mikroba yang sama sekali peka terhadap perubahan lingkungan hingga tidak dapat menyesuaikan diri. Faktor lingkungan penting artinya di dalam usaha mengendalikan kegiatan mikroba baik untuk kepentingan proses atau pengendalian. 2.3.1 Faktor Abiotik 1. Temperatur Temperatur merupakan salah satu faktor yang penting di dalam kehidupan. Beberapa jenis mikroba dapat hidup pada daerah temperatur yang luas sedang jenis lainnya pada daerah yang terbatas. Pada umumnya batas daerah temperatur bagi kehidupan mikroba terletak di antara 00C dan 900C, sehingga untuk mkasingmasing mikroba dikenal nilai temperatur minimum, optimum dan maksimum. Temperatur minimum suatu jenis mikroba ialah nilai paling rendah dimana kegiatan mikroba masih berlangsung. Temperatur optimum adalah nilai yang paling sesuai/baik untuk kehidupan mikroba. Temperatur maksimum adalah nilai tertinggi yang dapat digunakan untuk aktivitas mikroba tetapi pada tingkatan kegiatan fisiologi yang paling minimal. Berdasarkan daerah aktivitas temperatur, mikroba dibagi menjadi tiga golongan, yaitu : 1.
Mikroba psikrofilik (kryfilik) adalah golongan mikroba yang dapat tumbuh pada daerah temperatur antara 00C sampai 300C, dengan temperatur optimum 150C. Kebanyakan dari golongan ini tumbuh di tempat-tempat dingin, baik di daratan ataupun di lautan.
2.
Mikroba mesofilik adalah golongan mikroba yang mempunyai temperatur optimum pertumbuhan antara 250C-370C, minimum 150C dan maksimum di sekitar 550C. Umumnya hidup di dalam alat pencernaan, kadang-kadang ada juga yang dapat hidup dengan baik pada temperatur 400C atau lebih. 12
3.
Mikroba termofilik adalah golongan mikroba yang dapat tumbuh pada daerah temperatur tinggi, optimum di antara 550C-600C. Minimum 400C, sedangkan maksimum 750C. Golongan ini terutama terdapat di dalam sumber-sumber air panas dan tempat-tempat lain yang bertemperatur lebih tinggi dari 550C
Telah diketahui bahwa di dalam reaksi kimia kenaikan temperatur akan menaikkan kecepatan reaksi. Biasanya tiap kenaikan 100C dapat mempercepat reaksi antara 2-3 kali lipat. Karena di dalam proses metabolisme terjadi suatu rangkaian reaksi kimia, makan kenaikan temperatur sampai pada nilai batas tertentu, dapat mempercepat proses metabolisme. Tetapi temperatur tinggi melebihi temperatur maksimum akan menyebabkan denaturasi protein dan enzim. Ini akan mengakibatkan terhentinya proses metabolisme. Dengan nilai temperatur yang melebihi maksimum, mikroba akan mengalami kematian. Untuk ini dikenal beberapa istilah, antara lain : Titik Kematian Termal suatu jenis mikroba ialah nilai temperatur yang dapat mematikan jenis tersebut di dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. Sedang waktu kematian termal ialah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu jenis mikroba pada suatu temperatur yang tetap. Kedua istilah tersebut mempunyai arti yang penting di dalam prakter, terutama di dalam industri pengawetan bahan makanan dan obat-obatan. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian termal antara lain ialah : waktu, temperatur, kelembaban, bentuk dan jenis spora, umur mikroba, pH dan komposisi medium.
Kelembaban
pada
temperatur
tinggi
mempercepat
koagulasi
(penggumpalan) protein. Misalnya spora Bacillus antharis pada temperatur 1600C, dalam keadaan kering mati setelah 90 menit, sedang pada tempatur 1000C dalam keadaan lembab mati setelah 10 menit. Spora bakteri dapat mempertahankan diri di dalam lingkungan yang jelek. Karenanya dapat dimengerti mengapa jumlah spora per ml akan mempengaruhi waktu proses pembunuhan spora. Misalnya untuk mematikan spora Clostridium botulinum pada temperatur 1050C, maka jumlah waktu yang diperlukan tergantung pada jumlah spora per volume (ml). Jika jumlah spora per ml mencapai 900 juta, diperlukan waktu 56 menit. Tetapi jika 9 juta diperlukan waktu 48 menit, sedang untuk 900 spora hanya diperlukan waktu 24 menit.
13
Pada umumnya untuk membunuh mikroba dengan pemanasan lebih mudah pada reaksi medium asam atau alkalis, kalau dibandingkan dengan medium netral. Karena di dalam keadaan netral waktu pemanasan yang diperlukan untuk membunuh akan lebih lama. Komposisi medium juga mempengaruhi kepekaan bakteri terhadap pemasana. Adanya partikel atau benda padat dan senyawa tertentu di dalam medium akan menaikkan resistensi (ketahanan) mikroba terhadap panas, sebab penetrasi panas ke dalam medium terhalang oleh adanya benda atau zat tadi. Temperatur rendah menyebabkan gangguan pada metabolisme, jenisnya tergantung kepada temperatur dan cara perlakuan. Kematian mikroba pada temperatur rendah disebabkan oleh terjadinya perubahan keadaan koloidal protoplasma yang tidak reversibel. Penurunan temperatur yang tibatiba di atas titik beku dapat menyebabkan kematian, akan tetapi penurunan temperatu secara bertingkat hanya menghentikan kegiatan metabolisme untuk sementara saja. Bila suspensi bakteri didinginkan dengan cepat dari 450C, maka jumlah bakteri yang mati dapat mencapai 950C, tetapi pendinginan secara bertingkat menyebabkan jumlah kematian tersebut akan berkurang. Kematian akibat penurunan temperatur yang tiba-tiba, mungkin karena air menjadi tidak siap untuk kegiatan fisiologi. Misalnya pada pembekuan, mungkin terjadi perusakan sel oleh adanya kristal es di dalam air antar sel. Porses pendinginan di bawah titik beku dan di dalam keadaan hampa udara secara bertingkat, banyak digunakan untuk mengawetkan biakan dan proses tersebut disebut lyofilisasi. Jasil lyofilisasi merupak tepung yang terdiri atas sel yang lyofilik dan sangat mudah menarik air, juga tidak menyebabkan denaturasi protein sebab molekul air protoplasma di dalam proses ini langsung dirubah menjadi uap air tanpa melalui fase cair. 2. Kelembaban Mikroba mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi di atas 85%, sedang untuk jamu dan aktinomiset diperlukan kelembaban yang rendah di bawah 80%. Kadar air bebas di dalam larutan (aw) merupakan nilai perbandingan antara tekanan uap air larutan 14
dengan tekanan uap air murni, atau 1/100 dari kelembaban relatif. Nilai aw untuk bakteri pada umumnya terletak di antara 0,90-0,999 sedang untuk bakteri halofilik mendekati 0,75. Banyak mikroba yang tahan hidup di dalam keadaan kering untuk waktu yang lama, seperti dalam bentuk spora, konidia, artrospora, klamidospora dan kista. Seperti halnya pada pembekuan, proses pengeringan protoplasma, menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti. Pengeringan secara perlahan-lahan menyebabkan perusakan sel akibat pengaruh tekana osmosa dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.
3.
Tekanan Osmosa Pada umumnya larutan hipertonis menghambat pertumbuham, karena dapat menyebabkan plasmolisa. Tekanan osmosa tinggi banyak digunakan di dalam praktek untuk pengawetan bahan-bahan makanan, seperti pengawetan ikan dengan penambahan garam, pengawetan buah-buahan dengan penambahan gula. Beberapa mikroba dapat menyesuaikan diri terhadap kadar garam atau kadar gula yang tinggi, antara lain ragi yang osmofil (dapat tumbuh pada kadar garam tinggi), bahkan beberapa mikroba dapat tahan di dalam substrat dengan kadar garam sampai 30%, golongan ini bersifat halodurik. Batas pH untuk pertumbuhan jasad merupakan suatu gambaran dari batas pH bagi kegiatan enzim. Untuk tiap jasad dikenal nilai pH minimum, optimum dan maksimum. Bakteri memerlukan nilai pH antara 6,5-7,5 ragi antara 4,0-4,5 sedang jamur dan aktinomiset tertentu mempunyai daerah pH yang luas. Ada dasar daerahdaerah pH bagi kehidupan mikroba dibedakan adanya 3 golongan besar, yaitu : 1.
Mikroba yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0.
2.
Mikroba yang mesofilik (neutrofilik), yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 5,5-8,0 dan
3.
Mikroba yang alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4-9,5.
15
4.
Senyawa Toksik Ion-ion logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, Zn, Li dan Pb walaupun pada kadar yang sangat rendah akan bersifat toksis terhadap mikroba karena ion-ion logam berat dapat bereaksi dengan gugusan senyawa sel. Daya bunuh logam berat pada kadar rendah disebut daya oligodinamik. Misalnya Hg2+ yang bergabung dengan gugusan sulfidril (-SH) pada enzim akan menghambat kegiatan enzim tersebut. Beberpa kation seperti Li2+ dan Zn2+ bersifat toksik terhadap bakteri, sehingga akibatnya kegiatan enzim terhenti, karena kation semacam ini bersifat antagonis terhadap H+. Apabila nilai pH dinaikkan maka peracunan Li+ dan Zn2+ dapat dikurangi, sehingga antagonisme ini dapat berbalik. Anion seperti sulfat, tartrat, klorida, nitrat dan benzoat, mempengaruhi kegiatan fisiologi mikroba. Karena adanya perbedaan sifat fisiologi yang besar pada masing-masing mikroba maka sifat meracun dari anion tadi juga berbeda-beda. Sifat meracun alkali juga berbeda-beda, tergantung kepada jenis logamnya. Misalny pada kadar –OH yang sama dari larutan Ba (OH)2 dan NaOH, ternyata Ba (OH)2 lebih toksik dibandingan dengan larutan NaOH sebab Ba2+ bersifat lebih toksi dari Na+. Juga beberapa senyawa asam organik seperti asam benzoat, asetat dan sorbat dapat digunakan sebagai zat pengawet di dalam industri bahan makanan. Sifat meracun ini bukan disebabkan oleh karena nilai pH, tetapi merupakan akibat langsung dari molekul sama organik tersebut terhadapa gugusan di dalam sel. Arus listrik bolak-balik ataupun searah akan bertegangan tinggi dapat menyebabkan eletrolisis bahan penyusun medium. Arus listrik dapat juga menghasilkan panas yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba. Maka karena sel di dalm suspensi akan mengalam elektroforesis kalau dilalui arus listrik, maka kehidupan mikroba akan terganggu/terhenti.
5. Radiasi Umumnya cahaya mempunyai daya merusak kepada sel mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis. Sedang cahaya dengan gelombang pendek da[at berpengaruh terhadapa jasad hidup. Sinar dengan gelombang panjang juga mempunya daya fotodinamik dan daya biofisik, misalnya cahaya matahari. Jika energi radiasi di absorpsi oleh sel mikroba akan menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel. 16
Ionisasi molekul tertentu dari protoplasma dapat menyebabkan kematian, perubahan genetik ataupun dapat pula menghambat pertumbuhan. Energi radiasi dari sinar X, sinar
dan terutama sinar ulatraviolet banyak digunakan di dalam praktek sterilisasi,
pengawetan bahan makanan dan untuk mendapatkan mutan. 6. Tegangan Muka Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaannya akan menyerupai membran yang elastis, sehingga dapat mempengaruhi kehidupan mikroba. Protoplasma mikroba terdapat didalam sel yang dilindung dinding sel. Dengan adanya perubahan bahan pada tegangan muka dinding sel, akan mempengaruhi permukaan protoplasma, yang akibatnya dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perubahan bentuk morfologinya. Senyawa seperti sabun dan deterjen dapat mengurangi tegangan permukaan, karena senyawa ini dapat diabsorpsi pada permukaan interfasial, yaitu permukaan antara udara dan cairan sehingga menaikkan kemampuan air untuk membasahinyam seperti oleh Tween-80, Triton A20 dan sebagainya. Bakteri yang hidup di dalam alat penceraan dapat berkembang biak di dalam medium yang mempunyai tegangan permukaan relatif rendah, tetapi kebanyakan lebih menyukai tegangan permukaan yang relatif tinggi.
7.
Tekanan Hidrostatik dan Mekanik Beberapa jenis mikroba dapat hidup di dalam Samudra Pasifik dengan tekanan lebih dari 1,208kg tiap cm persegi, dan kelompok ini disebut barofilik. Selain itu tekanan yang tinggi akan menyebabkan meningkatnya beberapa reaksi kmia, pengecilan volume koloid organik enzim, molekul dan juga menaikkan viskositas cairan serta dissosiasi elektrolit. Sedang tekanan di atas 7.500 kg/cm2 dapat menyebabkan denaturasi protein. Perubahan-perubahan ini mempengaruhi proses biologi sel jasad hidup.
17
2.3.2 Faktor Biotik 1. Bebas Hama Didalam percobaan sering diperlukan hewan percobaan yang sejak lahir harus bebas dari semua jenis mikroorganisme. Hewan percobaan yang bebas mikroba disebut mengalami kehidupan aksenik atau tanpa benda-benda asing. Hewan aksenik yang telah diinfeksi dengan suatu jasad disebut gnotobiosis, dan hasilnya dapat menyimpulkan hal-hal yang penting,misalnya marmut fnotobiosis yang diinfeksi patogen Entamoeba histolytica tidak menderita sakit disentris sedang marmut biasa akan segera sakit jika menderita sakit disentri,sedang marmut biasa akan segera sakit jika dikenai jasad tersebut.hal ini disebabkan karena di dalam usus marmut gnotobiosis tidak terdapat yang dapat berfungsisebagai makanan E.histolytica 2. Asosiasi Bemacam-macam aosiasi ,salah satunya adalah simbiosisi. Simbiosis adalah sosiasi dianatar dua atau lebih jasad diaman sedikitnya satu jenis mendapatkan keuntungan sedang jenis lainnya mungkin mengalami kerugian. Berdasrkan bentuk asosiasi dan sifat simbiosis dibagi kedalam empat golongan: 1.
Komensalisme Merupakan asosiasi yang sangat renggang, dimana salah satu jenis mendapatkan keuntungan sedang lainnya tidak mendapat keuntungan atau kerugian.
2.
Mutualisme Merupakan bentuk assosiasi dimana masing-masing jenis mendapat keuntungan. Sering simbiosis dipakai untuk menyatakan bentuk assosiasi yang mutualistik, tetapi sekarang orang lebih banyak menggunakan istilah mutualisme. Sebagai contoh mutualisme antara bakteri Rhizobium dengan polong-polongan.
3.
Parasitisme Merupakan bentuk assosiasi diantara parasit dengan jasad inang. Jasad parasit yang obligat dapat merusak jasad inang dan pada akhirnya memusnahkan. Keadaan ini akan dapat pula memusnahkan (melenyapkan) parasitnya sendiri, karena jasad inang sebagai sumber kehidupannya.
18
3. Simbiosis Simbiosis ialah asosiasi antara dua atau lebih jasad (mikrobia) di mana satu jenis (spesies) di antara jasad yang berasosiasi tersebut mendapat keuntungan, Sedangkan jasad yang lain mungkin mengalami kerugian atau tidak, tergantung pada macamnya simbiose. Simbiose dapat dibedakan tiga macam, ialah komensalisme, mutualisme, dan parasitisme. 4. Sinergisme Sinergisme ialah suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk melakukan perubahan kimia tertentu dalam suatu subtrat atau medium. Tanpa sinergisme masing-masing mikkrobatidak mampu melakukan perubahan tersebut. 5. Antibiosis Antibiosis disebut juga antagonisme atau amensalisme ialah suatu bentuk asosiasi antara jasat (mikkroba) yang menyebabkan salah satu pihak dalam asosiasi tersebut terbunuh. tErhambat pertumbuhannya atau mengalami gangguan-gangguan yang lain. Contohnya adanya pembentukan toksindan sat-sat antibiotika oleh salah satu mikroorganisme pada suatu asosiasi. 6. Sintropisme Sintropisme disebut juga nutrisi bersama atau mutualnutrition ialah bentuk asosiasi yang lebih komplek . sebab biasanya terdiri atas berjenis-jenis mikroorganisme yang satu dengan yang lainnyaakan saling menstimulasi kegiatan {pertumbuhan}nya misalnya mikrobia jenis pertama akan menguraikan suatu subtrad yang hasilnya dapat digunakan dan di uraikan oleh mikrobia jenis kedua dan yang hasil hasilnya dapat digunakan oleh mikrobia jenis ketiga dan seterusnya yang hasil hasilnya akhirnya dapat menstimulasi kegiatan mikrobia jenis pertama.
2.4 Toksin Toksin merupakan metabolik toksik, senyawa beracun yang dihasilkan oleh mikroba, berpengaruh secara langsung terhadap kehidupan manusia. Akibat-akibat yang ditimbulkannya tidak saja menyebabkan keracunan dan sakit, tetapi juga dapat menyebabkan kematian.
19
2.4.1 Toksin Bakteri Sejak tahun 1884 sudah diketahui bahwa pada penderita difteri meskipun bakterinya tinggal di tempat radang, tetapi bagiab-bagian lain seperti otot, pita suara atau jantung, kadang-kadang bisa terkena sakit. Di sangka bawah bagianbagian lain itu sakit karena racun yang di hasilkan oleh bakteri yang bersang di tenggorokan menyebar kemana-mana. Adanya racun mikroba misal bakteri yang disebut toksin dibuktikkan dengan membiakkan bakteri tersebut pada larutan kaldu. Toksin yang dihasilkan bakteri difteri dinamakan eksotoksin. Beberapa senyawa racun yang diproduksi oleh mikroorganisme, yang bisa menyebabkan keracunan atau intoksikasi antara lain adalah 1. BOTULININ Senyawa beracun ini diproduksi oleh Clostridium botulinum. Keracunan yang ditimbulkan akibat mengkonsumsi makanan yang mengandung botulinin ini disebut botulisme. Botulinin merupakan neurotoksin yang sangat berbahaya bagi manusia dan sering kali akut dan menyebabkan kematian. Bakteri Clostridium botulinum umum terdapat pada makanan kaleng dengan pH lebih dari 4,6. Kerusakan makanan kaleng dipengaruhi oleh jenis makanan dan jenis mikroba yang terdapat didalamnya. Pada dasarnya makanan kaleng dibedakan atas tiga kelompok berdasarkan keasaman, yaitu: 1. Makanan kaleng berasam rendah (pH>4,6), misalnya produkproduk daging dan ikan, beberapa sayuran (jagung, buncis), dan masakan yang terdiri dari campuran daging dan sayuran (lodeh, gudeg, opor, dan lain-lain). 2. Makanan kaleng asam (pH 3,7-4,6), misalnya produk-produk tomat, pear, dan produk- produk lain. 3. Makanan kaleng berasam tinggi (pH<3,7), misalnya buah-buahan dan sayuran kaleng seperti jeruk, pikel, sauerkraut, dan lain-lain. Kerusakan bahan pangan termasuk makanan dalam kaleng dapat dideteksi dengan beberapa cara, yaitu:
20
1.
Uji organoleptik dengan melihat tanda-tanda kerusakan seperti perubahan tekstur atau kekenyalan, kekentalan, warna bau, pembentukkan lendir, dan lain-lain.
2.
Uji fisik untuk melihat perubahan-perubahan fisik yang terjadi karena kerusakan oleh mikroba maupun oleh reaksi kimia, misalnya perubahan pH, kekentalan, tekstur, indeks refraktif, dan lain-lain.
3.
Uji kimia untuk menganalisa senyawa-senyawa kimia sebagai hasil pemecahan komponen pangan oleh mikroba atau hasil dari reaksi kimia.
4.
Uji mikrobiologis, yang dapat dilakukan dengan metode hitungan cawan, MPN, dan mikroskopis.
Tanda-tanda kerusakan pada makanan kaleng yang disebabkan oleh Clostridium
botulinum
diantaranya
adalah
produk
mengalami
fermentasi, bau asam, bau keju atau bau butirat, pH sedikit di atas normal
dengan
tekstur
rusak.
Penampakan
pada
keleng
memperlihatkan bahwa kaleng menggembung. Jika dibiarkan terus menerus mungkin bisa meledak (Siagian 2002). Beberapa pencegahan yang bisa dilakukan oleh konsumen diantaranya adalah selalu memperhatikan batas kadaluarsa makanan kaleng serta selalu memperhatikan tekstur kaleng. Apabila batas kadaluarsa habis atau tekstur kaleng mengalami penggembungan jangan sekali- kali mencoba untuk membelinya. Uji bau dapat dilakukan dengan cara mencium bau makanan tersebut, jika baunya sudah menglami perubahan lebih baik tidak mengkonsumsi makanan kaleng tersebut. 2. TOKSOFLAVIN dan ASAM BONGKREK Kedua
senyawa
beracun
ini
diproduksi
oleh
Pseudomonas
Cocovenenans, dalam jenis makanan yang disebut tempe bongkrek, yaitu tempe yangdibuat dengan bahan utama ampas kelapa. Pseudomonas Cocovenenans ini tumbuh pada tempe bongkrek yang gagal dan rapuh. Pseudomonas Cocovenenans memerlukan substrat minyak
kelapa,
dengan 21
enzim
yang
diproduksinya
mampu
menghidrolisis lemak menjadi gliserol dan asam lemak . Gliserol kemudian diubah menjadi toksoflavin (C7H7N5O2), dan asam lemaknya terutama asam oleat diubah menjadi asam bongkrek (C28H38O7) Asam bongkrek ini dapat mengganggu metabolisme glikogen dengan memobilisasi glikogen dari hati sehingga terjadi hiperglikemia yang kemudian berubah menjadi hipoglikemia dan lalu menyebabkan kematian. Pertumbuhan Pseudomonas Cocovenenans dapat dicegah bila pH substrat diturunkan di bawah 5,5 atau dengan penambahan garam NaCl pada substrat dengan konsentrasi2,75 – 3 % 3. ENTEROTOKSIN Enterotoksin diproduksi oleh berbagai macam bakteri, termasuk organisme penyebab keracunan makanan seperti Staphylococcus aureus, Bacillus cereus,
Salmonella enteriditis , dan Vibrio
cholerae.Disebut enterotoksin karena menyebabkan gastroenteritis. Enterotoksin adalah eksotoksin yang aktivitasnya mempengaruhi usus halus, sehingga umumnya menyebabkan sekresi cairan secara berlebihan ke dalam rongga usus, menyebabkan diare dan muntahmuntah. Enterotoksin yang dihasilkan oleh V. cholerae adalah penyebab kolera.Toksin tersebut akan mengaktifkan enzim siklik adenilase yang mengubah ATP menjadi cAMP sehingga cAMP menjadi berlebihan dan menyebabkan ion klorida serta bikarbonat dikeluarkan dalam jumlah besar dari sel mukosa ke dalam rongga usus. Hal tersebut menyebabkan dehidrasi pada penderia kolera. Enterotoksin bisa terdapat pada daging, ikan, susu serta produk susu, telur dan sosis yang dibiarkan terbuka. Bila daging, ikan, susu dan produknya, telur dan sosis tidak dikonsumsi sebaiknya disimpan di lemari pendingin 4. MIKOTOKSIN Mikotoksin merupakan senyawa beracun yang diproduksi oleh kapang (mold) atau jamur. Mikotoksin yang terkenal adalah Aflatoksin yaitu senyawa beracun yang diproduksi oleh Aspergillus flavus atau Aspergillus yang lain misalnya Aspergillus Parasiticus.
22
Aflatoksin digolongkan menjadi aflatoksin B (fluoresens biru) dan aflatoksin G ( fluoresen hijau ) serta turunan – turunannya.Aflatoksin B1 merupakan jenis yang paling beracun terhadap beberapa jenis ternak, terutama kalkun, dan bersifat karsinogenik pada hati. Substrat yang paling disenangi oleh Aspergillus Flavus adalah kacang tanah atau produk- produk dari kacang tanah serta bungkil kacang tanah. Di samping itu ditemukan juga pada biji kapas, jagung, dan beras terutama yang telah mengalami kerusakan selama penyimpanan. Batas maksimum Aflatoksin yang diperbolehkan pada makanan berdasarkan pada Keputusan Kepala BPOM RI No Hk. 00.05.1.4057, AFB1 adalah 20 ppb. Berbagai jenis mikotoksin yang lain antara lain Susunan
Jenis / Keterangan
Jasad Penghasil
TOKSOFORA
EKSOTOKSIN
Shigella
Menyebabkan sakit/mati
- Mudah larut di dalam air
Bersifat thermolabil
- Golongan protein
HAPTOFORA
- Menyebabkan sakit
Menyebabkan kekebalan Bersifat thermostabil
dengan perioda inkubasi - Thermolabil, hilang kekuatannya kalau dipanas kan di atas 56 o c
shigae
(Penyebab
disentri) Clostridium (Penyebab
borulinum keracunan
pada
bahan makanan kalengan) Cl. Tetani (penyebab tetanus) Corynebacterium
Diphtheriae
(Penyebab difteri) Salmonella
typhi
(Penyebab
tifus) - Dihasilkan secara sekresi S. - Merangsang terbentuk nya antitoksin/antibodi dengan nilai protektif
23
Para-typhi
paratifus)
(Penyebab
tinggi - Mempunyai kekuatan : 650 x atropin, 150-200x strichin ENDOTOKSIN Tidak larut dalam air Menyebabkan sakit tanpa perioda inkubasi Thermostabil (pada pemanasan autoklaf) Merupakan bagian sel Merangsang
terbentuknya
antibodi dengan nilai protektif lemah
Bila toksoid atau anatoksin disuntikkan beberapa kali kepada marmut dengan dosis yang meningkat, maka marmut itu menjadi kebal terhadap suntikan toksin yang kekuatannya belum hilang. Dalam percobaan ini diketahui bahwa molekul toksin mempunyai 2 bagian, yaitu : 1. Bagian yang mempunyai sifat untuk membuat sakit atau mati hewan percobaan (bagian toksofora), yang sifatnya termolabil dan menjadi hilang kekuatannya bila disimpan lama. 2. Bagian yang mempunyai kasiat untuk membuat kebal terhadap hewan percobaan (bagian haptofora), yang sifatnya termostabil, yaitu tidak hilang kekuatannya jika dipanasi sampai temperatur 56oC / setengah jam 24
2.4.2. Toksin Fungi Racun fungi, yang umum dikenal dengan nama mikotoksin, dihasilkan banyak jenis jamur, umumnya termasuk ke dalam jenis Aspergillus, Penicillium, dan Fusarium. Kelebihan sifat mikotoksin ialah sifat karsinogenik, yang Sifatnya merangsang terjadinya gejala kanker. Penelitian terhadap berbagai jenis mikotoksin serta pengaruhnya terhadap kesehatan menemukan bahwa Aspergillus flavus, yaitu sejenis jamur yang Dikenal sebagai penyebab kontaminasi pada berbagai jenis bahan makanan Yang tersimpan. Penelitian lebih lanjut menemukan senyawa yang bersifat Racun yang kenal dengan nama Aflatoksin. Aflatoksin merupakan segolongan toksik (mikotoksin, toksin yang berasal dari fungi) yang dikenal mematikan dan karsinogenik bagi
manusia
dan
hewan.
Kandungan
aflatoksin
ditemukanpada biji kacang-kacangan (kacang tanah, kedelai, pistacio,dan bunga matahari), rempah-rempah (seperti ketumbar, jahe, lada, serta kunyit), dan serealia (seperti gandum, padi, sorgum, dan jagung). Aflatoksin juga dapat dijumpaipada susu yang dihasilkan hewan ternak yang memakan produk yang terinfeksi kapang tersebut, karena semua produk pertanian dapat mengandung aflatoksin meskipun biasanya masih pada kadar toleransi. Toksin ini memiliki paling tidak 13 varian, yang terpenting adalah B1, B2, G1, G2, M1, dan M2. Aflatoksin B1 dihasilkan oleh kedua spesies, sementara G1 dan G2 hanya dihasilkan oleh A. parasiticus. Aflatoksin M1, dan M2 ditemukan pada susu sapi dan merupakan epoksida yang menjadi senyawa antara. Aflatoksin B1, senyawa yang paling toksik, berpotensi merangsang kanker, terutama kanker hati. Serangan toksin yang paling ringan adalah lecet (iritasi) ringan akibat kematian jaringan (nekrosis). Pemaparan pada kadar tinggi dapat menyebabkan sirosis, karsinoma pada hati, serta gangguan pencernaan, penyerapan bahan makanan, dan metabolisme nutrien. Toksin ini di hati akan direaksi menjadi epoksida yang sangat reaktif terhadap senyawasenyawa di dalam sel. Struktur kimia (–)-aflatoksin B1 struktur kim Toksin ini memiliki paling tidak 13 varian, yang terpenting adalah B1, B2, G1, G2, M1, dan M2. Aflatoksin B1 dihasilkan oleh kedua spesies, sementara G1 dan G2 hanya dihasilkan oleh A. parasiticus. Aflatoksin M1, dan M2 ditemukan pada susu sapi dan merupakan epoksida yang menjadi senyawa antara.
25
Aflatoksin B1, senyawa yang paling toksik, berpotensi merangsang kanker, terutama kanker hati. Serangan toksin yang paling ringan adalah lecet (iritasi) ringan akibat kematian jaringan (nekrosis). Pemaparan
pada kadar tinggi
dapat menyebabkan sirosis, karsinoma pada hati, serta gangguan pencernaan, penyerapan bahan makanan, dan metabolisme nutrien. Toksin ini di hati akan direaksi menjadi epoksida yang sangat reaktif terhadap senyawa-senyawa di dalam sel. Adapun jenis penghasil mikotoksin yang cukup menonjol peranannya di dalam etilogi kanker dewasa ini, yaitu antara lain: 1. Aspergillus Flavus Sebagai jenis jamur penghasil Aflatoksin mempunyai sifat kehidupan: cepat tumbuh pada suatu substrat, mula-mula berwrna putih seperti kapas, dan setelah 2-3 hari berubah menjadi berwarna kuning atau biru/hijau kekuningkuningan. Makin lama warnanya semakin gelap, setelah 1 minggu warna tersebut menjadi kebiru-biruan atau kehijau-hijauan . Jamur ini penghasil Aflatoksin dan mempunyai nilai keracuan yang tinggi serta bersifat hepatotoksin yang dapat menekan sintesis DNA dan mitosis. 2. A. Glaucus Jamur ini hampir sama dengan jaur A.flavus. mempunyai warna putih ketika masih muda (sebelum 2 hari) kemudian berubah menjadi warna kegelapan ketika sudah lebih dari 2 hari. Jamur ini telah diketahui menghasilkan Aflatoksin B1 yang bersifat mutagenik. Kelompok dari jenis ini sudah tersebar dimana- mana dan mampu hidup dengan berbagai macam kondisi. 3. A. Ochraceus Jamur ini dikenal sebagai jamur penghasil Ohratoksin yang bersifat hepatotoksin dan dapat juga menghasilkan Aflatoksin B1. Jenis dari kelompok A. Ochraceus umum ditemukan pada serealia yang ditumbuhi jamur namun bukan merupakan karakteristik substrat seperrti halnya A. Candidus dan A. Glaucus. 4. A. Niger
26
Jamur ini menghasilkan Aflatoksin B1. Penyebarannya dapat berlangsung secara luas dimana-mana dan dapat diisolsi dalam berbagai macam substrat, termasuk biji-bijian (kosmopolitan). Para peneliti menyatakan bahwa jamur tersebut umum terdapat di berbagai macam tanah terutama di daerah tropis dan subtropis 5. A. Orazae Jamur ini dapat menghasilkan Aflatoksin B1 dan B2 dan bersifat hepatotoksin dannn mutagenik. Jamur ini tergolong dalam kelompok A.flavus-oraze yang terdapat dimana-mana dan diisolasi dari berbagai macam sumber diantaranya serealia. Jamur tersebut biasanya terdapat pada tanah tropis dan subtropis. 6. A. Terreus Jamur ini dapat menghasilkan sitrinin dan patulin, merupakan jamur tanah yang mempunyai peranan dalam proses dekomposisi secara lambat bahanbahan organik. 7. .A. Nidulans Jamur ini diketahui dapat menghasilkan sterigmatosistin yang bersifat hepatotoksin. Umumnya merupakan organisme yang dapat hidup dimanamana dan mampu melakukan proses dekomposisi bahan-bahan organik. 8. Penicillium islandicum Jamur ini dapat menghasilkan Erithroskirin yaitu berupa senywa beracun yang mempunyai titik didih 130-132oC dan formula molekulnya C26H35O6N. Sifat dan kemampuan jamur ini ialah dapat menghasilkan islandotoksin yang bersifat hepatotoksin serta dapat menimbulkan sirhosis dan bersifat karsinogenik. 9. P. Citrinum Jamur ini mempunyai kemampuan untuk menghasilkan sitrinin yang sebelumnya dikenal dengan antibiotika. Toksin tersebut menyebabkan renal nekrosis yang kemudian diikuti dengan pembengkakan ginjal sehingga ekskresi menjadi dua setengah kali lipat dari normal. 27
2.4.3.
Toksin Mikroalgae Sebagian mikroalge hidup pada air tawar, diantaranya dapat menyebabkan pencemaran. Lebih dari 500 jenis mikroalge dikenal sebagai penyebab pencemar, termasuk kedalam kelompok: 1.
Ganggang biru hijau (cyanophycae) Toksin Cyanobacteria Cyanobacteria atau biru-hijau algae terjadi di seluruh dunia terutama dalam
tenang,
gizi
kaya
air.
Beberapa
spesies
cyanobacteria
memproduksi toxins yang mempengaruhi hewan dan manusia. Orang mungkin akan menemukan cyanobacterial toxins oleh minum atau mandi di air ketularan. Yang paling sering dan serius efek kesehatan yang disebabkan oleh air minum yang mengandung toxins (cyanobacteria), atau selama proses menelan rekreasi air kontak. Cyanobacterial toxins diklasifikasi oleh pengaruhnya terhadap tubuh manusia. a. Hepatotoxins (yang mempengaruhi hati) yang diproduksi oleh beberapa jenis dari cyanobacteria, misalnya :Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nodularia, Nostoc, Cylindrospermopsis dan Umezakia. b. Neurotoxins (yang mempengaruhi sistem saraf) yang diproduksi oleh beberapa jenis dari Aphanizomenon dan Oscilatoria. c. Cyanobacteria dari spesies Cylindroapermopsis Raciborski Mei juga menghasilkan racun alkaloids, gastrointestinal menyebabkan gejala ginjal atau penyakit pada manusia. Tidak semua spesies cyanobacteria ini formulir toxins dan kemungkinan yang ada namun tidak dikenal sebagai toxins. Terutama orang yang terkena cyanobacterial toxins karena minum atau mandi di air ketularan. Sumber lain termasuk makanan algal tablet. Beberapa spesies membentuk buih di atas air, konsentrasi tinggi, tetapi juga terdapat di seluruh permukaan air. Permukaan scums, bahaya untuk kesehatan manusia terutama kontak langsung. Kontak, terutama pada anak-anak, harus dihindar 28
2.
Ganggang hijau (Chlorophycae)
3.
Ganggang kersik (Diatomae)
4.
Flagellata (Flagelltes)
KLASIFIKASI DAN CONTOH JENIS ALGE-BIRU-HIJAU (BGA) Divisio/Kelas/Familia CYANOPHYTA Alge-biru-hijau (BGA) (blue green algae) 1. Chroococcales a. Chroococcaceae
Genus
Contoh jenis keterangan
Chroococcus Anacystis Apahanocapsa Coccochloris Gloeocapsa Gloethece Microcystis
dan
G. magna (pioner setelah letusan gunung berapi) M. aerugynosa (penyebab blooming pada air)
Synechococcus Synechocystis b. Entophusalidaceae 2. Nostocales a. Oscillatoriaceae
Chlorogloea Oscillatoria Arthrospira Lyngbya Phormidium Schizothrix Spirulina Symploca
b. Beggiatoaceae
Beggiatoa
c. Thiotrichaceae
Thiothrix Leucothrix
d. Nostocaceae
Anabaena
29
O. princeps (penambat N2 udara)
S. maxima(bahan PST)
A.azolla (penambat N2 udara, simbiosis dengan
Anabaenopsis Aulosira Chlorogloea Cylindrospermum
Nostoc
e. Scytonemataceae f. Rivulariaceae 3. Stigonematales a. Mastigocladeceae b. Stigonemate
Scytinema Rivularia Calothrix Mastigocladus Stigonema Fischerella
Azolla pinnata) A. cycadae (penambat N2 udara, simbiosis dengan Cycas) A. fertilissima A. ambiqua A. flos-aquae (blooming) A. circularis A. fertilissima Ch. Fritshii C. licheniforme C. meius C. sphaerica N. commune N. muscorum N. punctiforme S. hofmanii R. callisima C. parietima M. laminosus S. dendroidemus F. muscicola F. major
2.5 Taksonomi Mikroba 2.5.1 Dasar Pengelompokkan Taksonomi merupakan cara atau upaya pengelompokkan jasad hidup di dalam kelompok atau takson yang sesuai. Pertama kali pengelompokkan ini hanya untuk lingkungan tumbuh-tumbuhan dan hewan, tetapi ternyata bahwa untuk mikroba pun dapat digunakan. Mikroba sesuai dengan bentuk dan sifatnya termasuk kedalam dunia tumbuh-tumbuhan. Sehingga kalau sebelumnya dunia tersebut hanya terbai ke dalam dua kelompok besar, yaitu : 1.
Monocotyledoneae, yaitu tumbuh-tumbuhan yang mempunyai keping biji tunggal.
2.
Dicotyledoneae, yaitu tumbuh-tumbuhan yang mempunyai keping biji dua. Maka sekarang akan bertambah dengan 1 kelompok besar lainnya, yaitu :
30
3.
Acotyledoneae, atau tumbuh-tumbuhan tanpa keping biji, yaitu Cryptogamae (kriptos = tersembunyi/tidak ada atau tidak nampak, gamae = alat perkembang biakan).
Mikroba termasuk ke dalam kelompok ke-3 tersebut sesuai dengan sifat alat untuk perkembang-biakannya. Dari segi mikrobiologi sendiri, dunia mikroba terbagi menjadi dua kelompok besar lainnya. Pembagian ini berdasarkan kepada ada tidaknya inti, baik yang terdiferensiasi ataupun yang belum. Yaitu : 1.
Prokaryota, yaitu kelompok mikroba yang tidak mempunyai inti yang jelas atau tidak terdiferensiasi. Ke dalam kelompok ini termasuk : a. Bakteria b. Mikro-algae-biru-hijau (BGA = blue-green algae).
2.
Karyota, yaitu kelompok mikroba yang sudah mempunyai inti yang jelas atau sudah terdiferensiasi. Ke dalam kelompok ini termasuk : a. Jamur, termasuk di dalamnya Ragi b. Mikro-algae lainnya.
Walaupun ada kelompok kehidupan atau jasad lain yang dianggap hiduo berdasarkan kepada bentuk dan sifatnya tidak sama dengan mikroba, tetapi mengingat kepentingan dan sosiasi kehidupannya, ada dua kelompok besar lain yang umumnya dimasukkan ke dalam dunia mikroba, yaitu : a. Protoza b. Virus 2.5.2 Metode Taksonomi Metode taksonomi yang sekarang digunakan untuk dunia mikroba adalah berdasarkan Adensonian yang dikenal dengan nama “Taksonomi Numerik”. Cara ini berdasarkan kepada sistem aritmetik yang dipergunakan untuk penggolongan
strain
berdasarkan
persentase
kesamaannya.
Cara
ini
memerlukan banyak sifat fenotif yang ada (+) dan tidak ada (-), yang masingmasing sifat diberi bakat yang sama. Kesulitan yang timbul kemudian adalah bagaimana kalau beberapa sifat fenotif tersebut menjadi sangat bervariasi di dalam keadaan lingkungan pertumbuhan yang berbeda. Juga cara ini memerlukan data yang di dahului oleh pemilihan 31
contoh mikroba, jumlah sampel, penentuan sifat fenotif, yang kemudian diberi tanda + atau tanda -, serta haslinya kemudian dihitung (Tabel 19) Strain A + + + +
Sifat
B + + + + +
C + + + +
D + + + +
1 2 3 4 5 Dst. Setelah tersusun kemudian dihitung persentase kesamaannya antara dua strain dengan cara :
Atau
Dimana % S (Persentase kesamaan), Jsp (Jumlah positif pada keduanya), Jsn (Jumlah negatif pada keduanya) dan Jts (Jumlah tidak sama / satu positif dan lainnya negatif). Untuk mengetahui % S antara satu strain dengan lainnya, dapat dibuat tabel matriks kesamaan, yang kemudian % S yang terjadi dapat disusun menjadi dendrogram yang menyerupai Pohon filogeni Taksonomi mikroba dapat pula disusun secara genetik yang didasarkan kepada sifat DNA-nya. Hasilnya akan lebih kuat dan sangat mendasar sekali. Ini karena struktur DNA yang tersusun oleh 4-basa yaitu adenin (A), timin (T), guanin (G) dan sitosis (C), menyebabkan bahwa pasangan basa yang didapat antara A = T dan C = G, menyebabkan komposisi DNA bisanya dapat dinyatakan dengan persentase realtif dari G dan C, yaitu : (
)
Untuk tiap jenis akan mempunyai % (G + C) tertentu
32
2.5.3 Kelompok Mikroba 1. Bakteri Umumnya berbentuk 1-sel/sel tunggal atau uniseluler, tidak mempunyai klorofil, berkembang biak dengan pembelahan sel atau biner. Karena tidak mempunyai klorofil, bakteri hidup sebagai jasad yang saprofitik ataupun sebagai jasad yang parasitik. Tempat hidupnya tersebar dimana-mana sejak di udara, di dalam tanah, di dalam air, pada bahan makanan, pada tanaman ataupun pada tubuh manusia/hewan. Beberapa contoh bakteri adalah (Tabel 20) Tabel 20 KLASIFIKASI DAN CONTOH JENIS BAKTERI Divisio/Kelas/Familia Genus SCHIZOPHYTA Bakteria : 1. Pseudomonadales a. Nitrobacteriaceae
Nitrosomonas Nitrosoccoccus Nitrobacter
b.
Methanomonadaceae
Methanomonas
c.
Thiobacteriaceae
Thiospora Thiobacillus
d.
Pseudomonadaceae
Pseudomonas
e.
Spirillaceae
Spirillium Vibrio
Cellvibrio 2. 3. a.
Chlamydobacteriales Eubacteriales Azotobacteriaceae
N. europaea (nitrifikasi) N. winogradsky (penambat nitrogen udara) M. methanooxidan s M. methanica (biogas) Th. Denitrificans (denitrifikasi) Th. Thiooxidans (bakteri belerang) P. cocovenenans (Asam bongktrk, toksoflavin)
Azotobacter
Beijerinckia
b.
Contoh Jenis dan Keterangan
Rhizobiaceae
Rhizobium 33
V. cholerae (kolera) V. parahaemolytic us (keracunan
makanan) C. speciosa (Pemecah selulosa)
c.
Achrombbacteriaceae
Achromobacter Alcaligenes Flavobacterium
d.
Enterobacteriaceae
Escherichia Aerobacter Klebsjella Erwinia Proteus Salmonella
Shigella
e.
Brucellaceae
Brucella Pasteurella Haemophilus
f.Bacteriodaceae
Bacterioides
g.
Micrococcus Staphylococcus
h.
Micrococcaceae
Sarcina Gaffkya Neisseria
Neisseriaceae
Veillonella i. Lactobacillaceae
Lactobacillus
Diplococcus Streptococcus 34
A. chroccocum A. vinelandii (Penambat nitrogen udara) B. sp. (penambat nitrogen udara) Semuanya penambat nitrogen udara dan hidup simbosis pada akar kacangkacangan dengan membentuk nodula (bintil) akar. Rh. Japonicum (kedele) Rh. Leguminosaru m (turi) Rh. Lupini ( kacang merah) Rh. Phaseoli (Kacang hijau)
A. faecalis (pencemar)
E. Coli (Pencemar) A. aerogenes (Pencemar) E. marcescens P. Vulgaris (pencemar) S. typhi (tifus) S. paratyphosa
Leuconostoc
j. Propionibacteriaceae
Propionibacterium
k.
Corynebacterium
Corynabacteriaceae
l. Bacillaceae
Bacillus
Clostridium
4. a.
Actinomycetales Mycobacteriaceae
Mycobacterium
b.
Actinomycetaceae
Actinomyces
c.
Streptomyceae
5. a.
Spirochaetales Spirochaetaceae
b.
Treponemataceae
6. a.
Mycoplasmales Mycoplasmaceae
7. a.
Rickettsiales Rickettsiaceae
b.
Bartonellaceae
Nocardia Streptomyces
Spirochaeta Leprosira Treponema Leptospira
Mycoplasma
Rickettsia Coxiella Bartonella
(paratifus) S. gallinarum S. montevideus Sh. Shigae (disentri) Sh. Flexneri (disentri) Sh. Sonei (disentri)
P. pestis (pes) H. influenza (flu)
M. aerogenes S. aureus (pencemar) S. pyogenes (supurasi) S. lutea
N. gonorrhoeae (gonorhu) N. catarrhalia
Semua penghasil asam organik (laktat) L. plantarum (silaj) L. bulgaricus (yogurt) L. acidophilus (asinan) L. leichmannii (esei-biologis) S. aureus (pembusuk) L. mesenteroides (pelendiran, pembusuk) P. rumrum (propionat)
35
C. diphteriae (difteri) B. anthracis (antraks) B. popilae (penyakit ulat sutra) B. thuringiensis (id) B. megaterium (esei-biologis) Cl. Botulinum (keracunan makanan) Cl. Tetani (tetanus) Cl. Perfringens (keracunan makanan) Cl. Pasteurianum (penambat nitrogen udara)
M. laprea (lepra) M. tubercolusa (TBC) A Bovis
S. griseus (antibotika, Vitamin B12)
T. pallidum (sipilis) L. Casei 2. Alge-Biru-Hijau Berbentuk sel tunggal atau filamen (serat) yang disekelilinginya diselimuti oleh selundang yang terdiri dari lendir (polisakharida) atau berbentuk koloni sederhana. Termasuk kedalam kelompok jasad yang fotosintetik karena mempunyai klorofil, disamping pigmen kainnya seperti fikobilin (biru), fukosantin (coklat) dan
36
fukoeritrin (merah). Hidup di dalam air, di dalam tanah yang lembab atau bersimbiosis dengan jasad lain, sejak paku-pakuan (Azolla) di dalam rongga udara daunnya, atau dengan tanaman tinggi (Cassuarina) dengan membentuk akar-karang. Banyak jenisnya yang mempunyai kemampuan untuk menambat nitrogen udara. 3. Jamur Bentuknya sel tunggal (misal pada ragi), kemudian serat atau filamen (paling banyak didapatkan), sampai dengan telah membentuk tubuh lengkap yang dinamakan tubuh-buah (misal pada jamur merang, mushrooms, dan sebagainya). Seperti bakteria, jasad ini tidak mempunyai klorofil, karenanya hidup secara saprofik atau parasitik. Tersebar luas dimana-mana, terutama di udara, pada tanah, di dalam air, pada bahan makanan, pada hewan, pada tanaman dan pada manusia.
37
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Mikrobiologi dapat mencangkup kehidupan dalam arti yang sangatlah luas, dikarenakan hampir semua sektor kehidupan melibatkan mikroba di dalamnya, misalnya sektor pertanian, medis, industri, biokimia dan banyak lagi yang lainnya. Mikroorganisme yang berperan bagi kehidupan sangat berpengaruh penting sebab selain mikroorganisme yang merugikan, ada pula mikroorganisme yang menguntungkan bagi kehidupan manusia,hewan dan tumbuhan.dapat kita lihat bahwa mikroorganisme yang merugikan manusia seperti menyebabkan penyakit dan pencemaran di lingkungan,baik di lingkungan tempat tinggal maupun di perairan. Sedangkan yang menguntungkaan seperti dalam kesehatan yaitu pemberian vaksin untuk menjinakkan bakteri yang ganas dalam tubuh melewati aliran darah kita dan bisa untuk meningkatkan kesuburan tanah melalui fiksasi nitrogen, bioremediasi, produksi antibodi, dan lain-lain.
Pembusukan yang di sebabkan bakteri bukan lah hal yang buruk karna pembusukan pada dasarnya proses aktivitas bakteri yang menguraikan makanan tersebut menjadi molekul yang lebih sederhana, pada kebanyakan makanan memang merugikan karena makanan yang telah busuk tidak dapat kita konsumsi lagi, namun dengan penggunaan yang tepat malah menguntungkan.contoh paling gampang adalah tape, tape bisa dikatakan singkong busuk, tetapi mikroorganime yang digunakan juga tertentu yaitu fagi, contoh lainnya adalah kecap, tempe dan nata de coco.
38
LAMPIRAN TANYA JAWAB A.
Pertanyaan 1. Winda Rahma Tiara Hormon eksotoksin tergolong protein, tetapi mengapa hormon ini malah dapat menyebabkan kematian? 2. M. Ardhy Zuliyo Mengapa tempe bongkrek yang terbuat dari ampas kelapa dengan bantuan bakteri Pseudomonas dapat menyebabkan keracunan? 3. Abiyyu Ahmad Jelaskan bagaimana sistem perhitungan dalam pengenceran pada mikroba!
B.
Pembahasan 1. Memang, hormon eksotoksin merupakan protein yang dapat dihasilkan oleh bakteri Gram-positif dan Gram-negatif. Efeknya pada jaringan manusia biasanya sangat spesifik. Sebagai contoh, toksin botulism dan tetanus merupakan neurotoksin. Vibrio cholera mengeluarkan eksotoksin yang mengurangi retensi cairan oleh intestin, sehingga menyebabkan diarrhea. Jadi eksotoksin biasanya mempunyai afinitas untuk suatu jaringan khusus dimana dia dapat menyebabkan kerusakan. Eksotoksin kehilangan toxisitasnya jika dipanaskan atau diberi perlakuan secara kimia. Itu lah mengapa sebabnya hormon eksotoksin dapat menyebabkan kematian. 2. Tempe bongkrek yang terbuat dari ampas kelapa dengan bantuan bakteri Pseudomonas dalam kasus ini kemungkinan besar disebabkan oleh proses pembuatannya yang kurang steril serta waktu pemanasan (penjemuran) yang dilakukan setelah proses fermentasi tidak optimal. Itulah yang memungkinkan tempe bongkrek yang dikonsumsi cenderung dapat menyebabkan keracunan. 3. Perhitungan mikroba berdasarkan jumlah koloni. Jumlah koloni: Dilakukan dengan pengenceran sampel 39
Inokulasi cawan petri dari seri pengenceran (metode platting)
Setelah inkubasi,hitung koloni pada cewan yang memiliki jumlah 25-250 koloni (CFU). Penghitungan koloni:
40
SOAL-SOAL 1.Manakah yang termasuk faktor dalam siklus kehidupan protozoa? a. Tempratur
c. Konsentrasi air
b. Makanan
d. Minuman
2. Zat warna coklat pada ganggang disebut a. Plastida b. Fukosatin c. Fikoeritrin d. Kitin 3. Berikut adalah cara perhitungan dalam membuat kurva pertumbuhan kecuali a. Pengenceran b. Penggunaan ruang perhitungan c. Penggunaan Turbidometer atau Nefelometer d. Penambahan Konsentrasi 4. Manakah yang bukan jenis mikroba yang diklasifikasi berdasarkan daerah aktivitas tempratur a. Mikroba sikrofilik b. Mikroba mesofilik c. Mikroba termofilik d. Mikroba Autofilik 5.
1 Waktu 2 Warna 3 Tempratur 4 Bentuk dan Jenis Diantara hal-hal berikut,manakah yang termasuk faktor-faktor titik kematian termal?
a. 1,2,4 b. 2
c. 1,3,4 d. Semua pilihan benar 41
6. Apa yang dimaksud dengan sifat Karsionogenik? a. Sifat yang dapat menyebabkan keracunan b. Sifat yang dapat merangsang terjadinya gejala atau proses kanker c. Sifat yang dapat mencemari lingkungan d. Sifat yang dapat menyebabkan kebutaan
7.
1. Chlorophyceace
3.Diatomae
2. Chlorophyceace
4. Flagellates
Mana diantara ganggang-ganggang tersesebut yang mengandung senyawa silikat (SiO2) ? a. 1
c. 3
b. 2
d. 4
8. Jamur manakah dibawah ini yang dapat menghasilkan esitrinin? a. P.Citrinum
c. A.nidulans
b. P.Citreo-Viridae
d. A.Niger
9. Mikroba yang tidak terdiferensiasi adalah? a. Karyota
c. Prokaryota
b.Trikaryota
d. Monokaryota
10. Sebutkan jenis jamur yang dapat menyebabkan racun Islandia yellowed rice dan hepatoxic yellowedrice? a. A.nidulans
c.Pencillium Islandicum
b. A.Oryzae
d. A. Niger
42
KUNCI JAWABAN: 1.a 2.b 3.d 4.d 5.c 6.b 7.c 8.a 9.c 10.c
43
DAFTAR PUSTAKA Anonim.
2013.
Perbedaan
Perkembang-biakan
Vegetatif
dan
Generatif.
http://ilmubiologi.com/search/penjelasan-tentang-perkembangbiakan-bakteri-secaravegetatif-dan-generatif. (online) Diakses pada tanggal 18 September 2013. Jawetz, E., Melnick, J.L., Adelberg, E.A. 2005. Mikrobiologi Kedokteran Edisi 20, Terjemahan oleh Nani Widarini. Jakarta : EGC. Pelczar, M.J., 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi. Hal 823-827. Jakarta : UI-Press. Pramono,
Hendro.
2007.
Penggolongan
Mikroba.
http://www.mikrobiologi.edublogs.org/files/2009/03/02-penggolongan-mikroba.pdf. (online) Diakses pada tanggal 18 September 2013. Suriawiria, Unus. 2009. Pengantar Mikrobiologi Umum. Bandung : Angkasa.
44
