PENGENDALIAN MIKROORGANISME
Mikroorganisme merupakan suatu kelompok organisme yang tidak dapat dilihat dengan menggunakan mata telanjang, sehingga diperlukan alat bantu untuk dapat melihatnya seperti mikroskop, lup dan lain-lain. Cakupan dunia mikroorganisme sangat luas, terdiri dari berbagai kelompok dan jenis, sehingga diperlukan suatu cara pengelompokan atau pengklasifikasian. Hal itu Nampak dari kemampuannya menginfeksi manusia, hewan, serta tanaman, menimbulkan penyakit yang berkisar dari infeksi ringan sampai pada kematian. Pengendalian mikroorganisme sangat esensial dan penting di dalam industri dan produksi pangan, obat-obatan, kosmetika dan lainnya. Alasan utama pengendalian organisme adalah :
1) Mencegah penyebaran penyakit dan infeksi.
2) Membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi
3) Mencegah pembusukan dan perusakan bahan oleh mikroorganisme.
Dasar-dasar Pengendalian
Berbagai macam sarana proses fisik telah tersedia untuk mengendalikan populasi mikroba. Pengendalian tersebut dapat dilakukan dengan cara mematikan mikro-organisme, menghambat pertumbuhan dan metabolismenya, atau secara fisik menyingkirkannya. Cara pengendalian mana yang digunakan tergantung kepada keadaan yang berlaku pada situasi tertentu.
Pemberian suhu tinggi/terutama pada uap bertekanan, merupakan salah satu cara yang paling efisien dan efektif untuk mensterilkan sesuatu bahan. Namun demikian bahan-bahan tertentu yang biasa digunakan di laboratorium, rumah-rumah penduduk, dan rumah-rumah sakit mudah rusak bila dikenai suhu tinggi. Prosedur sterilisasi pilihan seperti radiasi, penggunaan berkas elektron, atau penyaringan harus digunakan untuk mensterilkan bahan-bahan yang akan rusak bila diberi suhu tinggi.
Tersedia beribu-ribu zat kimia dipakai untuk mengendalikan mikroorganisme. Penting sekali memahami ciri-ciri pembeda masing-masing zat ini dan organisme yang dapat dikendalikannya serta bagaimana zat-zat tersebut dipengaruhi oleh lingkungannya. Setiap zat kimia mempunyai keterbatasan dalam keefektifannya, bila digunakan dalam kondisi praktis keterbatasan-keterbatasan ini perlu di amati. Tujuan yang dikehendaki dalam hal pengendalian mikroorganisme tidak selalu sama. Pada beberapa kasus mungkin perlu mematikan semua organisme (sterilisasi) sedangkan pada kasus-kasus lain mungkin cukup mematikan sebagian mikroorganisme tetapi tidak semua (sanitasi).
Dengan demikian pemilihan suatu bahan kimia untuk penggunaan praktis dipengaruhi juga oleh hasil antimikrobial yang diharapkan daripadanya.
Cara kerja zat-zat kimia dalam menghambat atau mematikan mikroorganisme itu berbeda-beda, beberapa diantaranya mengubah struktur dinding sel atau membran sel yang lain menghambat sintetis komponen-komponen seluler yang vital atau yang mengubah keadaan fisik bahan selular. Pengetahuan mengenai perilaku khusus tentang bagaimana suatu zat kimia menghasilkan efek anti mikroba sangat berguna baik untuk mempertimbangkan kemungkinannya bagi penggunaan praktis maupun untuk mengusulkan perbaikan-perbaikan apa yang mungkin dilakukan untuk merancang bahan bahan kimia baru.
Desinfeksi adalah proses penting dalam pengendalian penyakit, karena bertujuan merusak agen-agen patogen. Berbagai istilah digunakan berkaitan dengan agen-agen kimia sesuai dengan kerjanya atau organisme yang khas yang terkena. Istilah-istilah ini meliputi desinfektan, antiseptic, agen bakteriostasis, bakterisida, germisida, sporisida, virisida, fungisida, dan preservative (pengawet).
Mekanisme desinfektan mungkin beraneka dari satu desinfektan ke desinfektan yang lain dapat menyebabkan kerusakan pada membran sel atau oleh tindakan pada protein sel atau pada gen yang khas yang berakibat kematian atau mutasi.
Faktor yang mengubah laju desinfeksi mencakup macam agen konsentrasi, waktu dan suhu, jumlah mikroorgansime dengan ciri-cirinya (misalnya perbedaan jenis, spora, dan kapsul) dan keadaan medium yang mengelilinginya.
Dalam merencanakan desinfeksi, desinfektan harus dipilih sesuai organisme yang akan dihancurkan dan material yang akan diperlakukan. Keamanan selalu menjadi pertimbangan utama, dan variabel perlu ditangani sebagaimana diperlukan untuk menjamin hasil yang aman.
Berbagai uji dalam penggunaan untuk menilai agen-agen kimia. Semuanya menyediakan jumlah tertentu informasi yang berguna namun harus diingat keterbatasan uji yang digunakan.
Mikroorganisme, Penyakit-Resistensi dan Pemindah sebarannya
Tubuh manusia mempunyai flora normal yang mulai diperolehnya segera setelah lahir. Setiap bagian tubuh mempunyai keadaan lingkungan khusus yang didiami berbagai macam mikroba yang berbeda-beda.
Hasil interaksi antara inang dan mikroba ada yang menyerang inang. Apakah suatu mikroorganisme itu akan menimbulkan penyakit ditentukan oleh tidak hanya sifat- sifatnya, tetapi juga oleh kemampuan inangnya untuk menekan infeksi.
Resistensi inang dapat berupa resistensi alamiah atau resistensi khusus. Resistensi alamiah bergantung kepada sejumlah faktor. Faktor-faktor resistensi yang dibawa sejak lahir adalah; spesies, ras dan perorangan. Faktor-faktor luar meliputi rintangan mekanis dan kimiawi tubuh. Diantara faktor-faktor pertahanan internal adalah peradangan, fagositosis, komplemen, dan interferon.
Penyakit yang dipindahsebarkan melalui udara meliputi wahana tetesan liur dan sekresi pernafasan liurnya, debu tercemar, dan fomit. Gerbang masuk bagi penyebab penyakit adalah nasofaring. Beberapa infeksi asal udara ini menyerang sistem organ lain pada tubuh meskipun mereka memasuki tubuh melalui hidung maupun tenggorokan.
Penyakit asal makanan ditularkan melalui penelanan makanan yang tercemar oleh jenis-jenis mikroorganisme tertentu dalam jumlah cukup tinggi sehingga mencakup dosis infektif. Ada dua mekanisme yang terlibat pada peracunan makanan oleh mikrorganisme, yaitu infeksi asal makanan dan keracunan makanan.
Sumber infeksi asal air yang sesungguhnya ialah tinja yang telah mencemari air. Bahan tinja mengandung mikroorganisme patogenik bila berasal dari orang-orang yang terinfeksi atau penular. Sayangnya, air merupakan wahana yang baik bagi penularan dan penyebaran penyakit-penyakit enterik semacam itu, yang kesemuanya mempunyai rute tinja ke mulut ke usus. Rute ini harus dihambat untuk dapat mengendalikan infeksi enterik asal air dengan baik.
Arthropoda tidak hanya merupakan penular mekanis penyakit ( seperti penularan demam tifoid oleh lalat rumah), tetapi juga merupakan vektor biologis, karena mikroba patogenik yang ditularkannya berinkubasi dan berkembang di dalam diri mereka.
Terdapat sejumlah besar penyakit yang ditularkan oleh arthropoda. Mereka menyerang berjuta-juta manusia dan tersebar luas diseluruh muka bumi.
Mikroorganisme dapat dikendalikan dengan beberapa cara, dapat dengan diminimalisir, dihambat dan dibunuh dengan sarana atau proses fisika atau bahan kimia.
Ada beberapa cara untuk mengendalikan jumlah populasi mikroorganisme, diantaranya adalah sebagai berikut :
a) Cleaning (kebersihan) dan Sanitasi
Cleaning dan Sanitasi sangat penting di dalam mengurangi jumlah populasi mikroorganisme pada suatu ruang/tempat. Prinsip cleaning dan sanitasi adalah menciptakan lingkungan yang tidak dapat menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba sekaligus membunuh sebagian besar populasi mikroba.
b) Desinfeksi
Adalah proses pengaplikasian bahan kimia (desinfektans) terhadap peralatan, lantai, dinding atau lainnya untuk membunuh sel vegetatif mikrobial. Desinfeksi diaplikasikan pada benda dan hanya berguna untuk membunuh sel vegetatif saja, tidak mampu membunuh spora.
c) Antiseptis
Merupakan aplikasi senyawa kimia yang bersifat antiseptis terhadap tubuh untuk melawan infeksi atau mencegah pertumbuhan mikroorganisme dengan cara menghancurkan atau menghambat aktivitas mikroba.
d) Sterilisasi
Proses menghancurkan semua jenis kehidupan sehingga menjadi steril. Sterilisasi seringkali dilakukan dengan pengaplikasian udara panas. Ada dua metode yang sering digunakan, yaitu :
1) Panas lembab dengan uap jenuh bertekanan. Sangat efektif untuk sterilisasi karena menyediakan suhu jauh di atas titik didih, proses cepat, daya tembus kuat dan kelembaban sangat tinggi sehingga mempermudah koagulasi protein sel-sel mikroba yang menyebabkan sel hancur. Suhu efektifnya adalah 121oC pada tekanan 5 kg/cm2 dengan waktu standar 15 menit. Alat yang digunakan : pressure cooker, autoklaf (autoclave) dan retort.
2) Panas kering, biasanya digunakan untuk mensterilisasi alat-alat laboratorium. Suhu efektifnya adalah 160oC selama 2 jam. Alat yang digunakan pada umumnya adalah oven.
e) Pengendalian Mikroba dengan Suhu Panas lainnya
a) Pasteurisasi :
Proses pembunuhan mikroba patogen dengan suhu terkendali berdasarkan waktu kematian termal bagi tipe patogen yang paling resisten untuk dibasmi. Dalam proses pasteurisasi yang terbunuh hanyalah bakteri patogen dan bakteri penyebab kebusukan namun tidak pada bakteri lainnya. Pasteurisasi biasanya dilakukan untuk susu, rum, anggur dan makanan asam lainnya. Suhu pemanasan adalah 65oC selama 30 menit.
b) Tyndalisasi :
Pemanasan yang dilakukan biasanya pada makanan dan minuman kaleng. Tyndalisasi dapat membunuh sel vegetatif sekaligus spora mikroba tanpa merusak zat-zat yang terkandung di dalam makanan dan minuman yang diproses. Suhu pemanasan adalah 65oC selama 30 menit dalam waktu tiga hari berturut-turut.
c) Boiling :
Pemanasan dengan cara merebus bahan yang akan disterilkan pada suhu 100oC selama 10-15 menit. Boiling dapat membunuh sel vegetatif bakteri yang patogen maupun non patogen. Namun spora dan beberapa virus masih dapat hidup. Biasanya dilakukan pada alat-alat kedokteran gigi, alat suntik, pipet, dll.
d) Red heating :
Pemanasan langsung di atas api bunsen burner (pembakar spiritus) sampai berpijar merah. Biasanya digunakan untuk mensterilkan alat yang sederhana seperti jarum ose.
e) Flaming :
Pembakaran langsung alat-alat laboratorium diatas pembakar bunsen dengan alkohol atau spiritus tanpa terjadinya pemijaran.
f) Pengendalian Mikroba dengan Radiasi
Bakteri terutama bentuk sel vegetatifnya dapat terbunuh dengan penyinaran sinar ultraviolet (UV) dan sinar-sinar ionisasi.
a) Sinar UV :
Bakteri yang berada di udara atau yang berada di lapisan permukaan suatu benda yang terpapar sinar UV akan mati.
b) Sinar Ionisasi :
Sinar ionisasi adalah sinar X, sinar alfa, sinar beta dan sinar gamma. Sterilisasi dengan sinar ionisasi memerlukan biaya yang besar dan biasanya hanya digunakan pada industri farmasi maupun industri kedokteran.
- Sinar X : Daya penetrasi baik namun perlu energi besar.
- Sinar alfa : Memiliki sifat bakterisidal tetapi tidak memiliki daya penetrasi.
- Sinar beta : Daya penetrasinya sedikit lebih besar daripada sinar X.
- Sinar gamma : Kekuatan radiasinya besar dan efektif untuk sterilisasi bahan makanan.
g) Pengendalian Mikroba dengan Filtrasi
Ada dua filter, yaitu filter bakteriologis dan filter udara.
a) Filter bakteriologis biasanya digunakan untuk mensterilkan bahan-bahan yang tidak tahan terhadap pemanasan, misalnya larutan gula, serum, antibiotika, antitoksin, dll. Teknik filtrasi prinsipnya menggunakan penyaringan, dimana yang tersaring hanyalah bakteri saja. Diantara jenis filter bakteri yang umum digunakan adalah : Berkefeld (dari fosil diatomae), Chamberland (dari porselen), Seitz (dari asbes) dan seluosa.
b) Filter udara berefisiensi tinggi untuk menyaring udara berisikan partikel (High Efficiency Particulate Air Filter atau HEPA) memungkinkan dialirkannya udara bersih ke dalam ruang tertutup dengan sistem aliran udara laminar (Laminar Air Flow)
h) Pengendalian Mikroba dengan Bahan Kimia
Saat ini, telah banyak agen kimia yang berpotensi untuk membunuh atau menghambat mikroba. Penelitian dan penemuan senyawa kimia baru terus berkembang. Agen kimia yang baik adalah yang memiliki kemampuan membunuh mikroba secara cepat dengan dosis yang rendah tanpa merusak bahan atau alat yang didisinfeksi.
Pada prinsipnya, cara kerja agen kimia ini digolongkan menjadi :
a) Agen kimia yang merusak membran sel mikroba.
b) Agen kimia yang merusak enzim mikroba.
c) Agen kimia yang mendenaturasi protein.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi efektivitas agen kimia di dalam mengendalikan mikroba, yaitu :
a) Konsentrasi agen kimia yang digunakan. Semakin tinggi konsentrasinya maka efektivitasnya semakin meningkat.
b) Waktu kontak. Semakin lama bahan tersebut kontak dengan bahan yang disterilkan maka hasilnya akan semakin baik.
c) Sifat dan jenis mikroba. Mikroba yang berkapsul dan berspora lebih resisten dibandingkan yang berkapsul dan berspora.
d) Adanya bahan organik dan ekstra. Adanya bahan-bahan organik dapat menurunkan efektivitas agen kimia.
e) pH atau derajat keasaman. Efektivitas bahan kimia dapat berubah seiring dengan perubahan pH.
a) Agen Kimia yang merusak membran sel
1. Golongan Surfaktans (Surface Active Agents), yaitu golongan anionik, kationik dan nonionik.
2. Golongan fenol.
b) Agen Kimia merusak enzim
1. Golongan logam berat seperti arsen, perak, merkuri, dll.
2. Golongan oksidator seperti golongan halogen, peroksida hidrogen dan formaldehid.
c) Agen Kimia yang menyebabkan denaturasi protein
Agen kimiawi yang menyebabkan terjadinya koagulasi dan presipitasi protoplasma, seperti alkohol, gliserol dan bahan-bahan asam dan alkalis.
Mikrobiologi adalah suatu ilmu yang mempelajari makhluk hidup yang sangat kecil yang hanya dapat dilihat dengan menggunakan lensa pembesar atau mikroskop. Makhluk yang sangat kecil tersebut disebut mikroorganisme atau mikroba, dan ilmu yang mempelajari tentang mikroba yang sering ditemukan pada pangan disebut mikrobiologi pangan. Yang dimaksud dengan pangan disini mencakup semua makanan, baik bahan baku pangan maupun yang sudah diolah.
Mikrobiologi Industri
Mikrobiologi industri membahas perbanyakan mikroorganisme dalam jumlah besar, di bawah kondisi terkendali, yang bertujuan untuk menghasilkan produk bernilai ekonomi dan bermanfaat. Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk mikrobiologi industri adalah isolasi dan seleksi mikroorganisme; seleksi media yang sesuai dengan tujuan; sterilisasi semua bagian penting untuk mencegah kontamitasi oleh mikroba lain; dan evaluasi hasil.
Penentuan produk industri menggunakan jasa mikroorganisme sangat tergantung dari sifat-sifat mikroorganisme yang dipilih. Mikroorganisme yang dipilih harus memenuhi kriteria-kriteria: memiliki sifat-sifat yang stabil; mampu tumbuh pesat; tidak patogenik; memiliki sifat potensial menjamin proses biotransformasi berlangsung sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Mikroorganisme yang terpilih ini berupa galur-galur unggul. Sedangkan penentuan media dan bagian pengendali proses lainnya disesuaikan dengan spesifikasi sifat mikroorganisme serta enzim-enzimnya. Macam-macam tipe produk industri dari mikroorganisme antara lain : sel-sel mikroorganisme itu sendiri sebagai produk .yang dikehendaki; enzim-enzim yang dihasilkan mikroorganisme; metabolit dari mikroorganisme.
Meskipun produk fermentasi telah dikonsumsi selama ribuan tahun, hanya pada abad kesembilan belas adalah aktivitas mikroba yang berkaitan dengan proses fermentasi. Segera setelah itu penemuan, mikroorganisme, terutama bakteri, secara selektif diperkenalkan pada tingkat komersial. Teknik yang dikembangkan secara bertahap untuk fermentasi murni-budaya dan perbaikan strain, tetapi kemajuan besar dalam mikrobiologi industri terjadi selama Perang Dunia II dengan produksi skala besar penisilin oleh fermentasi terendam-budaya. Pada tahun 1950, mikrobiologi industri mengalihkan fokus kepada produksi agen terapeutik, terutama antibiotik. Kemajuan dalam biologi molekuler telah sangat meningkatkan potensi aplikasi mikrobiologi industri di bidang-bidang seperti pengobatan, diagnostik, perlindungan lingkungan, dan pertanian. Teknik rekayasa genetika, bersama dengan perkembangan teknologi di Bioprocessing, membuat produksi skala besar kemungkinan senyawa alami kompleks yang lain akan sangat sulit diperoleh.
Senyawa mikroba komersial diproduksi dalam dua tahap yang berbeda: fermentasi dan pemulihan produk. Produksi biasanya terjadi di dalam fermentor batch, dimana gas dari komposisi yang terkontrol dan aliran ditiupkan melalui diaduk mikroba murni disuspensikan dalam medium cair komposisi gizi yang optimal. Produk pemulihan dan pemurnian melibatkan serangkaian operasi. Langkah pertama biasanya melibatkan gangguan sel atau pemisahan sel atau puing-puing selular dari media cairan, biasanya melalui sentrifugasi dan filtrasi. Kemudian tahap pemurnian termasuk halus filtrasi membran, ekstraksi, curah hujan, dan kromatografi.
Produk yang paling terlihat dari mikrobiologi industri adalah terapi untuk kesehatan manusia. sintesis mikroba merupakan metode yang disukai produksi untuk obat kesehatan yang paling peduli dengan kimia yang kompleks. Mikroorganisme masih memiliki kemampuan luar biasa untuk menghasilkan antibiotik komersial baru, kelas terbesar obat, dan untuk peningkatan hasil lanjutan. Dengan teknologi DNA rekombinan, banyak protein dan polipeptida yang hadir secara alami dalam tubuh manusia dalam jumlah jejak dapat diproduksi dalam jumlah besar selama fermentasi mikroorganisme rekombinan.
Aktivitas mikroba telah lama menjadi dasar untuk fasilitas pengolahan limbah, dan industri dan pembersihan limbah berbahaya, atau bioremediasi, telah menjadi sangat penting. Bioremediasi keberhasilan telah dicapai dengan menggunakan bakteri asli untuk menurunkan produk minyak bumi, herbisida diklorinasi beracun, dan biocides beracun.
Mikrobiologi Pangan
Pertumbuhan mikroba pada pangan dapat menimbulkan berbagai perubahan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan. Mikroba yang merugikan misalnya yang menyebabkan kerusakan atau kebusukan pangan, dan yang sering menimbulkan penyakit atau keracunan pangan. Sedangkan mikroba yang menguntungkan adalah yang berperan dalam proses fermentasi pangan, misalnya dalam pembuatan tempe,oncom, kecap, tauco, tape, dll. Oleh sebab itu dengan mengetahui sifat-sifat mikroba pada pangan kita dapat mengatur kondisi sedemikian rupa sehingga pertumbuhan mikroba yang merugikan dapat dicegah, sedangkan mikroba yang menguntungkan dirangsang pertumbuhannya.
Mikroba terdapat dimana-mana, misalnya di dalam air, tanah, udara, tanaman, hewan, dan manusia. Oleh karena itu mikroba dapat masuk ke dalam pangan melalui berbagai cara, misalnya melalui air yang digunakan untuk menyiram tanaman pangan atau mencuci bahan baku pangan, terutama bila air tersebut tercemar oleh kotoran hewan atau manusia. Mikroba juga dapat masuk ke dalam pangan melalui tanah selama penanaman atau pemanenan sayuran, melalui debu dan udara, melalui hewan dan manusia, dan pencemaran selama tahap-tahap penanganan dan pengolahan pangan. Dengan mengetahui berbagai sumber pencemaran mikroba, kita dapat melakukan tindakan untuk mencegah masuknya mikroba pada pangan.
Pangan yang berasal dari tanaman membawa mikroba pada permukaannya dari sejak ditanam, ditambah dengan pencemaran dari sumber-sumber lainnya seperti air dan tanah. Air merupakan sumber pencemaran bakteri yang berasal dari kotoran hewan dan manusia, termasuk di antaranya bakteri-bakteri penyebab penyakit saluran pencemaan. Tanah merupakan sumber pencemaran bakteri-bakteri yang berasal dari tanah, terutama bakteri pembentuk spora yang sangat tahan terhadap keadaan kering.
Pada pangan yang berasal dari hewan, mikroba mungkin berasal dari kulit dan bulu hewan tersebut dan dari saluran pencemaan, ditambah dengan pencemaran dari lingkungan di sekitamya. Pangan yang berasal dari tanaman dan hewan yang terkena penyakit dengan sendirinya juga membawa mikroba patogen yang menyebabkan penyakit tersebut.
Tangan manusia merupakan sumber pencemaran bakteri yang berasal dari luka atau infeksi kulit, dan salah satu bakteri yang berasal dari tangan manusia, yaitu Staphylococcus, dapat menyebabkan keracunan pangan. Selain itu orang yang sedang menderita atau baru sembuh dari penyakit infeksi saluran pencemaan seperti tifus, kolera dan disenteri, juga merupakan pembawa bakteri penyebab penyakit tersebut sampai beberapa hari atau beberapa minggu setelah sembuh. Oleh karena itu orang tersebut dapat menjadi sumber pencemaran pangan jika ditugaskan menangani atau mengolah pangan.
Jenis-jenis Mikroorganisme
Beberapa bakteri patogen yang dapat mengakibatkan keracunan melalui pangan adalah:
1. Bacillus cereus
Bacillus cereus merupakan bakteri yang berbentuk batang, tergolong bakteri Gram-positif, bersifat aerobik, dan dapat membentuk endospora. Keracunan akan timbul jika seseorang menelan bakteri atau bentuk sporanya, kemudian bakteri bereproduksi dan menghasilkan toksin di dalam usus, atau seseorang mengkonsumsi pangan yang telah mengandung toksin tersebut.
Gejala keracunan:
Bila seseorang mengalami keracunan yang disebabkan oleh toksin penyebab diare, maka gejala yang timbul berhubungan dengan saluran pencernaan bagian bawah berupa mual, nyeri perut seperti kram, diare berair, yang terjadi 8-16 jam setelah mengkonsumsi pangan
2. Clostridium botulinum
Clostridium botulinum merupakan bakteri Gram-positif yang dapat membentuk spora tahan panas, bersifat anaerobik, dan tidak tahan asam tinggi. Toksin yang dihasilkan dinamakan botulinum, bersifat meracuni saraf (neurotoksik) yang dapat menyebabkan paralisis. Toksin botulinum bersifat termolabil. Pemanasan pangan sampai suhu 800 C selama 30 menit cukup untuk merusak toksin. Sedangkan spora bersifat resisten terhadap suhu pemanasan normal dan dapat bertahan hidup dalam pengeringan dan pembekuan.
Gejala keracunan:
Gejala botulism berupa mual, muntah, pening, sakit kepala, pandangan berganda, tenggorokan dan hidung terasa kering, nyeri perut, letih, lemah otot, paralisis, dan pada beberapa kasus dapat menimbulkan kematian. Gejala dapat timbul 12-36 jam setelah toksin tertelan. Masa sakit dapat berlangsung selama 2 jam sampai 14 hari.
3. Staphilococcus aureus
Terdapat 23 spesies Staphilococcus, tetapi Staphilococcus aureusmerupakan bakteri yang paling banyak menyebabkan keracunan pangan.Staphilococcus aureus merupakan bakteri berbentuk kokus/bulat, tergolong dalam bakteri Gram-positif, bersifat aerobik fakultatif, dan tidak membentuk spora. Toksin yang dihasilkan bakteri ini bersifat tahan panas sehingga tidak mudah rusak pada suhu memasak normal. Bakteri dapat mati, tetapi toksin akan tetap tertinggal. Toksin dapat rusak secara bertahap saat pendidihan minimal selama 30 menit.
Gejala keracunan:
Gejala keracunan dapat terjadi dalam jangka waktu 4-6 jam, berupa mual, muntah (lebih dari 24 jam), diare, hilangnya nafsu makan, kram perut hebat, distensi abdominal, demam ringan
Beberapa bakteri patogen yang dapat menginfeksi tubuh melalui pangan sehingga menimbulkan sakit adalah:
1. Salmonella
Salmonella merupakan bakteri Gram-negatif, bersifat anaerob fakultatif, motil, dan tidak menghasilkan spora. Salmonella bisa terdapat pada bahan pangan mentah, seperti telur dan daging ayam mentah serta akan bereproduksi bila proses pamasakan tidak sempurna. Sakit yang diakibatkan oleh bakteri Salmonella dinamakan salmonellosis.
Gejala keracunan:
Pada kebanyakan orang yang terinfeksi Salmonella, gejala yang terjadi adalah diare, kram perut, dan demam yang timbul 8-72 jam setelah mengkonsumsi pangan yang tercemar. Gejala lainnya adalah menggigil, sakit kepala, mual, dan muntah. Gejala dapat berlangsung selama lebih dari 7 hari. Banyak orang dapat pulih tanpa pengobatan, tetapi infeksi Salmonella ini juga dapat membahayakan jiwa terutama pada anak-anak, orang lanjut usia, serta orang yang mengalami gangguan sistem kekebalan tubuh.
2. Clostridium perfringens
Clostridium perfringens merupakan bekteri Gram-positif yang dapat membentuk endospora serta bersifat anaerobik. Bakteri ini terdapat di tanah, usus manusia dan hewan, daging mentah, unggas, dan bahan pangan kering. Clostridium perfringens dapat menghasilkan 5 enterotoksin yang tidak dihasilkan pada makanan sebelum dikonsumsi, tetapi dihasilkan oleh bakteri di dalam usus.
Gejala keracunan:
Gejala keracunan dapat terjadi sekitar 8-24 jam setelah mengkonsumsi pangan yang tercemar bentuk vegetatif bakteri dalam jumlah besar. Di dalam usus, sel-sel vegetatif bakteri akan menghasilkan enterotoksin yang tahan panas dan dapat menyebabkan sakit. Gejala yang timbul berupa nyeri perut, diare, mual, dan jarang disertai muntah. Gejala dapat berlanjut selama 12-48 jam, tetapi pada kasus yang lebih berat dapat berlangsung selama 1-2 minggu (terutama pada anak-anak dan orang lanjut usia).
3. Escherichia coli
Bakteri Escherichia coli merupakan mikroflora normal pada usus kebanyakan hewan berdarah panas. Bakteri ini tergolong bakteri Gram-negatif, berbentuk batang, tidak membentuk spora, kebanyakan bersifat motil (dapat bergerak) menggunakan flagela, ada yang mempunyai kapsul, dapat menghasilkan gas dari glukosa, dan dapat memfermentasi laktosa. Kebanyakan strain tidak bersifat membahayakan, tetapi ada pula yang bersifat patogen terhadap manusia, seperti Enterohaemorragic Escherichia coli (EHEC). Escherichia coli O157:H7 merupakan tipe EHEC yang terpenting dan berbahaya terkait dengan kesehatan masyarakat.
E. coli dapat masuk ke dalam tubuh manusia terutama melalui konsumsi pangan yang tercemar, misalnya daging mentah, daging yang dimasak setengah matang, susu mentah, dan cemaran fekal pada air dan pangan.
Gejala keracunan:
Gejala penyakit yang disebabkan oleh EHEC adalah kram perut, diare (pada beberapa kasus dapat timbul diare berdarah), demam, mual, dan muntah. Masa inkubasi berkisar 3-8 hari, sedangkan pada kasus sedang berkisar antara 3-4 hari.
Bakteri pada pencemaran makanan lainnya yaitu :
a. Clostridium Welchii dan Perfringens
Bakteri ini biasanya terdapat dalam makanan-makanan kaleng, karena spora-spora yang tidak mati dalam proses pasteurisasi. Dalam keadaan tertutup dengan pernafasan anaerob dari bakteri ini dan suhu yang menguntungkan, maka spora-spora tersebut dapat tumbuh menjadi bakteri serta menghasilkan toksin.
b. Pseudomonas Cocovenenans
Pseudomonas Cocovenenans terdapat pada tempe bongkrek, yaitu makanan khas di Jawa tengah yang terbuat dari ampas kelapa.
c. Neurospora Sitophila
Bakteri ini terdapat pada oncom yang dalam pembuatannya menggunakan ragi berupa jamur Monilia Sitophila yaitu salah satu spesies jamur tak sempurna.
d. Aspergillus Flavus
Bakteri ini terdapat pada udang dalam kondisi tertentu yang menyebabkan bakteri ini berkembang dan menghasilkan racun Aflatoksin yang berbahaya sekali jika sampai termakan.
e. Clostridia Anaerob
Bakteri ini berkembang dalam produksi pengalengan daging di mana pemanasan yang dilakukan tidak cukup.
f. Clostridium Aerofoeticum dan C. Welchii
Ciri dari pencemaran makanan oleh bakteri ini adalah adanya bau busuk pada makanan tersebut.
Bioteknologi dengan menggunakan Mikroorganisme
Pada umumnya bioteknologi menggunakan mikroorganisme karena dapat tumbuh dengan cepat, mengandung protein yang cukup tinggi, dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya misalnya dari limbah dapat menghasilkan produk yang tidak toksik dan reaksi biokimianya dapat dikontrol oleh enzim organisme itu sendiri. Bioteknologi dengan menggunakan mikroorganisme dapat menghasilkan makanan dan minuman, penghasil obat, pembasmi hama tanaman, pengolah limbah, pemisah logam dari bijih logam.
Mikroorganisme Pengubah dan Penghasil Makanan dan Minuman
Proses fermentasi dari suatu organisme dapat mengubah suatu makanan dan minuman. Ingatlah kembali pelajaran Metabolisme, proses fermentasi merupakan perubahan enzimatik secara anaerob dari suatu senyawa organic dan menjadi produk organik yang lebih sederhana. Mengapa mikroorganisme dijadikan sebagai sumber makanan? Hal tersebut disebabkan mikroorganisme dapat tumbuh menjadi dua kali lipat dan juga massa mikroba minimal mengandung 40% protein dan memiliki kandungan vitamin dan mineral yang tinggi.
Beberapa jenis mikroorganisme dalam produk makanan dan minuman
adalah sebagai berikut.
a. Pembuatan Tape
Tape merupakan makanan hasil fermentasi yang mengandung alkohol. Makanan ini dibuat dari beras ketan ataupun singkong dengan jamur Endomycopsis fibuligera, Rhizopus oryzae, ataupun Saccharomyces cereviceae sebagai ragi. Ragi tersebut tersusun oleh tepung beras, air tebu, bawang merah dan putih, kayu manis. Sebelum membuat tape perlu diperhatikan untuk menghasilkan kualitas yang bagus, warnanya menarik, rasanya manis dan strukturnya lembut dengan menggunakan cara antara lain:
a. bahan dasar singkong atau beras ketan memiliki kualitas baik;
b. memperhitungkan macam dan banyak ragi yang digunakan;
c. memilih cara pemasakan bahan dasar (ditanak atau direbus);
d. memilih cara menyimpan tape (dengan plastik atau daun);
e memperhatikan keadaan lingkungan pada saat menyimpannya.
Adakalanya pembuatan tape ketan dilanjutkan yang akhirnya akan menghasilan brem, baik untuk diminum atau untuk kue.
b. Pembuatan Tempe
Tempe adalah makanan yang populer di negara kita. Meskipun merupakan makanan yang sederhana, tetapi tempe mempunyai atau mengandung sumber protein nabati yang cukup tinggi. Tempe terbuat dari kedelai dengan bantuan jamur Rhizopus sp. Jamur ini akan mengubah protein kompleks kacang kedelai yang sukar dicerna menjadi protein sederhana yang mudah dicerna karena adanya perubahan-perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat.
Selama proses fermentasi kedelai menjadi tempe, akan dihasilkan antibiotika yang akan mencegah penyakit perut seperti diare. Bagaimana rasa perut Anda apabila makan tempe setiap hari? Bagaimana pula cara membuat tempe? Coba Anda lihat kembali pelajaran kelas X tentang jamur atau fungi!
c. Pembuatan Oncom
Pernahkan Anda makan oncom? Oncom merupakan makanan yang dikenal di kawasan Jawa Barat. Oncom terbuat dari ampas tahu, yaitu ampas kedelai dengan bantuan jamur Neurospora sitophila. Jamur ini dapat menghasilkan zat warna merah atau oranye yang merupakan pewarna alami. Neurospora dapat mengeluarkan enzim amilase, lipase protease yang aktif selama proses fermentasi. Selain itu, juga dapat menguraikan bahan-bahan dinding sel ampas kacang kedelai, singkong, atau kelapa. Fermentasi ini juga menyebabkan terbentuknya sedikit alkohol dan berbagai ester yang beraroma sedap.
d. Pembuatan Kecap
Kecap terbuat dari kacang kedelai berwarna hitam. Untuk mempercepat fermentasi biasanya dicampurkan sumber karbohidrat atau energi yang berbentuk tepung beras atau nasi, sedangkan warna larutan kecap yang terjadi, tergantung pada waktu. Perendaman kedelai dilakukan dalam larutan garam, maka pembuatan kecap dinamakan fermentasi garam. Fermentasi pada proses pembuatan kecap dengan menggunakan jasmur Aspergillus wentiidan Rhizopus sp. Coba Anda perhatikan beberapa kecap di pasaran, ada yang kental, ada pula yang encer. Kecap yang kental karena banyak ditambahkan gula merah, gula aren, atau gula kelapa, sedangkan kecap yang encer dikarenakan mengandung lebih banyak garam. Ada juga kecap ikan, kecap udang, dan sebagainya. Itu bisa dilakukan karena selama proses pembuatan ada penambahan sari ikan ataupun sari udang ke dalamnya.
e. Pembuatan Asinan Sayuran
Asinan sayuran merupakan sayuran yang diawetkan dengan jalan fermentasi asam. Bakteri yang digunakan adalah Lactobacillus sp., Streptococcus sp., dan Pediococcus.Mikroorganisme tersebut mengubah zat gula yang terdapat dalam sayuran menjadi asam laktat. Asam laktat yang terbentuk dapat membatasi pertumbuhan mikroorganisme lain dan memberikan rasa khas pada sayuran yang difermentasi atau sering dikenal dengan nama 'acar'.
Perkembangan bioteknologi saat ini sangat berkembang dan dapat membantu, serta bermanfaat bagi kehidupan manusia. Dampak positif dari bioteknologi adalah dapat mengatasi kekurangan bahan makanan karena dapat diproduksi secara cepat dan efisien tempat untuk proses pembuatannya, misalnya protein sel tunggal, dapat menghasilkan obat-obatan, antibodi, hormon insulin sehingga dapat membantu kesehatan tubuh manusia, dapat membantu mengatasi pencemaran lingkungan, dan menyediakan energy misalnya biogas. Jika manusia kesulitan dalam memperoleh keturunan dapat diatasi dengan adanya bayi tabung.
Selain menguntungkan perkembangan bioteknologi juga menimbulkan dampak negatif misalnya adanya penemuan bayi tabung dan kloning yang menimbulkan pro dan kontra masyarakat. Ada juga kekhawatiran manusia sendiri dengan keterampilan merekayasa genetik dapat dimanfaatkan untuk kejahatan, misalnya mengubah gen bakteri menjadi ganas yang digunakan sebagai senjata biologi. Dengan munculnya tumbuhan dan hewan transgenic dikhawatirkan akan mempengaruhi keseimbangan lingkungan, sulit dikendalikan, bahkan dapat membahayakan keselamatan manusia itu
sendiri.
Sampai saat ini manusia terus menerus menggali dan mengkaji rahasia alam yang belum terungkap. Perkembangan bioteknologi telah banyak memberikan sumbangan baik bagi sains, teknologi, lingkungan, dan masyarakat.
DAFTAR PUSTAKA
J. Pelczar, Jr. Michael.2005. Dasar- Dasar Mikrobiologi. Universitas Indonesia: Jakarta.
http://rachdie.blogsome.com/2006/10/14/pengendalian-mikroorganisme/
http://id.shvoong.com/exact-sciences/bioengineering-and-biotechnology/2058466-pengantar-mikrobiologi-pangan/
http://www.duniakimia.co.cc/2011/05/mikrobiologi-pangan.html
http://lena-unindrabio2a.blogspot.com/2009/05/genetika-dan-pengendalian-mikrobiologi.html
(http://rachdie.blogsome.com/2006/10/14/pengendalian-mikroorganisme/)
