Mikroorganisme, Bakteri dan Virus

Perkembangan Mikrobiologi

Sejarah perkembangan mikrobiologi sebelum ilmu pengetahuan dapat dibagi menjadi tiga periode. Periode pertama, dimulai dengan terbukanya rahasia suatu dunia mikroorganisme melalui pengamatan Leeuwenhoek pada tahun 1675.

Hal ini menimbulkan rasa ingin tahu di kalangan para ilmuwan mengenai asalmula kehidupan. Namun baru kurang lebih pada pertengahan tahun 1860an, ketika teori generatio spontanea dibuktikan ketidakbenarannya dan prinsip biogenesis diterima, pengetahuan mengenai mikroorganisme tidak lagi bersifat spekulatif semata-mata.

Perkembangan Teknik dan Cara Kerja di Laboratorium Mikrobiologi

Selama periode berikutnya antara tahun 1860 dan tahun 1900, banyak dilakukan penemuan dasar yang penting. Perkembangan teori nutfah panyakit dalam tahun1876, hal ini secara tiba-tiba menimbulkan minat terhadap prosedur laboratoris untuk mengisolasi dan mencirikan mikroorganisme. Didalam periode ini ditemukan banyak mikroorganisme penyebab penyakit serta metode-metode untuk mencegah dan mendiagnosis serta mengobati penyakit-penyakit tersebut. Penemuan-penemuan di bidang mikrobiologi kedokteran membawa perombakan yang besar dan cepat di dalam praktik kedokteran.


Penelaah mikroorganisme di laboratorium dilakukan untuk berbagai tujuan. Misalnya untuk mengetahui identitas masing-masing mikroorganisme yang berbeda, atau proses biologi dasar yang dilakukan oleh mikroorganisme. Pada umumnya metode-metode yang tersedia bagi para mikrobiologiawan memungkinkan untuk pencirian mikroorganisme. {mospagebreak}

Aplikasi Mikrobiologi dalam Kehidupan Manusia

Mikroba memegang peranan penting dalam kehidupan manusia, karena mikroba memberikan keuntungan sekaligus kerugian bagi manusia. Mikroba yang menguntungkan memungkinkan manusia untuk memanfaatkan jasa dan produknya sekaligus. Sementara itu mikroba yang merugikan dapat menyebabkan penyakit pada tanaman, hewan ternak, bahkan manusia itu sendiri.

Untuk meminimalkan kerugian yang ditimbulkan oleh mikroba, maka manusia menerapkan berbagai teknologi untuk mengendalikan populasi mikroba itu. Pengendalian dilakukan secara kimiawi, fisikawi, mekanis dan sebagainya.

Protista Prokariotik

Keragaman bakteri sangat luas. Tidak seperti organisme lain yang mempunyai kisaran cirri morfologi, fisiologi, dan metabolik yang seluas dan menyamai bakteri. Sebagai contoh, riketsia adalah parasit intraselular, yang sepenuhnya bergantung pada sel inang untuk melakukan beberapa proses vital ataupun untuk memperoleh produk tertentu. Sebaliknya, bakteri genus Thiobacillus memperoleh energi dari oksidasi sulfur dan memperoleh karbon dari karbondioksida. Mikoplasma bentuk tubuhnya sederhana, dan bentuk terkecil tidak dapat dilihat jelas dengan mikroskop cahaya. Sebaliknya, Streptomicetes tumbuh menjadi filamen dengan panjang lebih dari 100 m

Protista Eukariotik

Algae adalah organisme eukariotik fotosintetik aerobik, yang mengandung klorofil a, klorofil lain, dan pigmen-pigmen fotosintetik lain. Pigmen-pigmen tersebut terletak di dalam kloroplas. Habitat algae di mana-mana, selama tersedia cahaya matahari, kelembagaan dan nutrien sederhana. Algae dapat uniselular atau multiselular dan dapat tertata dalam koloni filamen, atau bentuk-bentuk multiselular lainnya. Ada yang mikroskopik dan ada pula yang makrokospik.

{mospagebreak} Algae bereproduksi dengan cara aseksual dan seksual. Pada setiap tipe reproduksi mereka menggunakan banyak cara. Beberapa algae mempunyai daur hidup yang rumit yang mencakup cara-cara aseksual maupun seksual.

Protozoa mempunyai keragaman yang luas dalam ukuran dan bentuk. Beberapa spesies bersifat polimorfik. Banyak di antara mereka dapat membentuk sista, dan sista itu penting di dalama penularan penyakit-penyakit yang disebabkan oleh protozoa. Secara struktural protozoa lebih rumit dan biasanya lebih besar daripada protista prokariotik.

Reproduksi pada protozoa ialah melalui proses aseksual dan seksual, tergantung kepada spesies dan kondisi lingkungannya. Beberapa protozoa mempunyai daur hidup yang sangat rumit.

Protozoa memperoleh makanannya melalui banyak cara. Beberapa adalah fotosintetik, yang lain menyerap nutrient terlarut dan yang lain lagi menelan partikel-partikel makanan padat.

Berdasarkan cara pengerakannya terdapat empat kelompok utama protozoa. Kelompok-kelompok ini adalah amoeba, siliata, flagelata, dan sporozoa. Protozoa yang penting secara medis dijumpai di dalam ke empat kelompok tersebut.

Klasifikasi fungi didasarkan pada ciri-ciri morfologis, terutama struktur-struktur yang berkaitan dengan reproduksi, yaitu spora aseksual dan seksual serta tubuh buahnya. Namun demikian identifikasi khamir uniselular, seperti halnya bakteri, membutuhkan evaluasi terhadap banyak ciri fisiologis dan reaksi-reaksi biokimia terutama pada gula.

Ada empat kelas fungi : Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, dan Deuteromycetes. Kebanyakan fungi yang merupakan patogen bagi manusia dijumpai dalam kelas Deuteromycetes. Meskipun bukan merupakan kelompok taksonomi tunggal, kapang lendir (Mycomycetes) merupakan sekumpulan mikroorganisme renik yang mempunyai ciri-ciri serta daur hidup morfogenetik (berubah bentuk) seperti amoeba.

Isolasi Mikroba

Kulturisasi bakteri untuk keperluan yang bermanfaat, pada umumnya dilakukan dengan biakan murni. Biakan murni hanya mengandung satu jenis. Untuk mengisolasi bakteri dalam biakan murni, umumnya digunakan dua prosedur yaitu: metode agar cawan dengan goresan dan metode agar tuang.

Biakan adalah medium yang mengandung organisme hidup. Medium itu menye-diakan zat makanan untuk pertumbuhan bakteri. Berbagai resep ramuan untuk membuat media telah dibuat untuk memungkinkan tumbuhnya jenis-jenis tertentu. Medium pilihan dan diferensial bermaafaat untuk memisahkan beberapa jenis.

Identifikasi jenis menggunakan semua sifat yang berkaitan dengan jenis. Hal ini mencakup morfologi, daya gerak, sifat biokimianya, kebutuhan akan oksigen, reaksi pewarnaan Gram, dan beberapa diantaranya sifat kekebalan.

Dalam pemeliharaan kultur terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi sehingga tidak hanya mempertahankan sel agar tetap hidup, tetapi dapat juga memperta-hankan sifat-sifat genotip dan fenotipnya.

{mospagebreak} Terdapat 3 metode dalam pemeliharaan kultur, antara lain penyimpanan kultur dengan cara pengeringan; metabolisme terbatas; dan penyimpanan kultur dengan cara liofilisasi. Metode yang sering digunakan adalah pengeringan beku.

Pertumbuhan dan Multiplikasi

Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil pertambahan ukuran dan pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan populasi mikroba.

Pertumbuhan mikroba dalam suatu medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase kematian eksponensial tidak diamati pada kondisi umum pertumbuhan kultur bakteri, kecuali bila kematian dipercepat dengan penambahan zat kimia toksik, panas atau radiasi.

Metode pengukuran pertumbuhan yang sering digunakan adalah dengan menentukan jumlah sel yang hidup dengan jalan menghitung koloni pada pelat agar dan menentukan jumlah total sel/jumlah massa sel. Selain itu dapat dilakukan dengan cara metode langsung dan metode tidak langsung. Dalam menentukan jumlah sel yang hidup dapat dilakukan penghitungan langsung sel secara mikroskopik, melalui 3 jenis metode yaitu metode: pelat sebar, pelat tuang dan most-probable number (MPN). Sedang untuk menentukan jumlah total sel dapat menggunakan alat yang khusus yaitu bejana Petrof-Hausser atau hemositometer. Penentuan jumlah total sel juga dapat dilakukan dengan metode turbidimetri yang menentukan: Volume sel mampat, berat sel, besarnya sel atau koloni, dan satu atau lebih produk metabolit. Penentuan kuantitatif metabolit ini dapat dilakukan dengan metode Kjeldahl.

Virus Bakterial

Bakteriofage (fage) adalah virus yang menginfeksi bakteri dan hanya dapat bereproduksi di dalam sel bakteri. Kemudahan relatif dalam penanganannya dan kesederhanaan infeksi fage bakteri membuatnya menjadi suatu sistem model bagi penelaahan patogenesitas virus maupun banyak masalah dasar di dalam biologi, termasuk biologi seluler dan molekular serta imunologi.

Fage pada hakekatnya terdiri dari sebuah inti asam nukleat yang terkemas di dalam selubung protein pelindung. Reproduksi virus bakterial yang virulen mencakup urutan umum sebagai berikut: adsorbsi partikel fage, penetrasi asam nukleat, replikasi asam nukleat virus, perakitan partikel-partikel fage baru, dan pembebasan partikel-partikel fage ini di dalam suatu ledakan bersamaan dengan terjadinya lisis sel inang. Fage-fage virulen telah digunakan untuk mendeteksi dan mengidentifikasi bakteri patogenik.

Virus Hewan dan Tumbuhan

Virus hewan dan virus tumbuhan adalah parasit intraseluler obligat yang sangat kecil. Setiap virion mempunyai sebuah inti pusat asam nukleat dikelilingi oleh kapsid. Secara morfologis, virus hewan dan virus tumbuhan dapat ikosashedral, helikal, bersampul atau kompleks.

Proses replikasi virus dimulai dengan melekatnya virion pada sel inang. Peristiwa ini disusul dengan penetrasi dan pelepasan selubung, biosintesis komponen-komponen virus dan perakitan serta pematangan virion. Proses ini diakhiri dengan pembebasan virus dari sel inang.

Dasar-dasar Klasifikasi

Penelaahan mengenai organisme untuk menetapkan suatu sistem klasifikasi yang mencerminkan dengan sebaik-baiknya semua persamaan dan perbedaannya dinamakan taksonomi. Kegiatan di dalam penyusunan taksonomi mikroorganisme adalah pengklasifikasian, penamaan dan pengidentifikasi yang kesemuanya disebut dengan sistematika mikroba.

Sistem klasifikasi biologi didasarkan pada hierarki taksonomi atau penamaan kelompok atau kategori yang menempatkan spesies pada satu ujung dunia dan di ujung dunia lainnya, dalam urutan: spesies – genus – famili ordo – kelas – filum atau divisi – dunia. Mikroorganisme, sebagaimana bentuk-bentuk kehidupan yang lain, diberi nama menurut nomenklatur sistem biner.

Klasifikasi bakteri menurut Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology pada umumnya diterima secara internasional. Manual ini direvisi secara berkala untuk memanfaatkan pengetahuan baru melalui penelitian dengan mikroorganisme dan melalui teknik-teknik baru untuk menganilisis data yang diperoleh. Bergey’s Manual edisi kedelapan yang sekarang ini, membagi semua bakteri menjadi 19 bagian (kelompok), dan masing-masing dicirikan oleh sifat-sifat morfologi atau metabolik yang nyata. Tekanan diberikan pada pengelompokan bakteri yang memiliki ciri-ciri umum dan mudah dikenali. Tidak ada usaha untuk mengatur penempatan mikroorganisme yang mencerminkan skema suatu perkembangan evolusi, sebagaimana dilakukan pada edisi-edisi sebelumnya. Alasannya ialah karena dalam banyak hal pengetahuan kita mengenai mikroorganisme belum lengkap.

{mospagebreak} Bakteri, sebagaimana tampak melalui uraian singkat mengenai 19 kelompok, memperlihatkan keragaman yang luas. Tidak ada organisme lain yang mempunyai kisaran ciri morfologi, fisiologi, dan metabolik yang seluas dan menyamai bakteri.

Enzim dan Metabolisme Bakteri

Klasifikasi enzim berlaku hanya untuk enzim-enzim tunggal, penamaan berdasarkan reaksi yang dikerjakan oleh enzim tersebut dan ditambah akhiran – ase.

Menurut Comission on Enzymes of the International Union of Biochemistry terdapat enam kelas utama Enzim yaitu:
1. Oksidoreduktase —> Reaksi transfer elektron (atau pemindahan atom hidrogen)
2. Transferase —> Transfer gugusan fungsional (mencakup fosfat, amino,metil, dsb)
3. Hidrolase —> Reaksi hidrolisis (penambahan molekul air untuk memecahkan ikatan kimiawi)
4. Liase —> Penambahan ikatan ganda pada molekul dan pengusiran non hidrolitik gugusan kimia
5. Isomerase —> Reaksi Isomerasi
6. Ligase —> Pembentukan ikatan disertai pemecahan atau penambahan ATP

Keadaan yang mempengaruhi aktivitas enzim adalah:

1. Konsentrasi enzim.
2. Konsentrasi substrat.
3. pH dan
4. Suhu

Setiap enzim berfungsi optimal pada pH dan temperatur tertentu. Suhu yang sangat rendah dapat menghentikan aktivitas enzim tetapi tidak menghancurkannya. Aktivitas enzim diatur melalui 2 cara yaitu

1. Pengendalian katalisis secara langsung dan
2. Pengendalian genetik.

Metabolisme pada bakteri pada dasarnya seperti yang terjadi pada sel-sel organisme lain secara umum. Reaksi metabolisme terdiri atas dua proses yang berlawanan. Metabolisme pertama adalah sintesis protoplasma dan penggunaan energi disebut anabolisme. Metabolisme kedua yaitu suatu proses oksidasi substrat yang diikuti perolehan energi disebut katabolisme.

Sumber : http://id.wordpress.com/tag/biologi-dan-fisika/Mikroorganisme_Bakteri_dan_Virus

Read More......

Peran Mikroorganisme dlm Kehidupan

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 dapat mengalami pertumbuhan, menghasilkan energi dan bereproduksi dengan sendirinya. Mikroorganisme memiliki fleksibilitas metabolismeyang 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 perngolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah ada.


Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tembat 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, baikyang merugikan maupun yang menguntungkan.
Sekilas, makna praktis dari mikroorganisme disadari tertutama karena kerugian yang ditimbulkannya pada manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Misalnya dalam bidang mikrobiologi kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganismeyang pathogen yang menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang khas. Walaupun di bidang lain mikroorganisme tampil merugikan, tetapi perannya yang menguntungkan jauh lebih menonjol. Menurut Schlegel ( 1994) beberapa bukti mengenai peranan mikrobiologi dapat dikemukakan sebagai berikut:

Proses klasik menggunakan mikroorganisme
Di Jepang dan Indonesia sudah sejak zaman dahulu kacang kedelai diolah dengan menggunakan bantuan fungi, ragi, dan bakteri asam laktat. Bahkan sudah sejak zaman perang dunia pertama fermentasi terarah dengan ragi digunakan untuk membuat gliserin. Asam laktat dan asam sitrat dalam jumlahbesar yang diperlukan oleh industri makanan, masing-masing dibuat dengan pertolongan bakteri asam laktat dan cendawan Aspergillus niger.
Produk Antibiotika
Penemuan antibiotik telah menghantarkan pada terapi obat dan industri obat ke era baru. Karena adanya penemuan penisilin dan produk-produklain sekresi fungi, aktinomiset, dan bakteri lain, maka kini telah tersedia obat-obat yang manjur untuk memerangi penyakit infeksi bakteri.

Proses menggunakan mikroba
Fermentasi klasik telah diganti dengan cara baru untuk produksi dan konversi menggunakan mikroba. Senyawa karotenoid dan steroid diperoleh dari fungi. Sejak ditemukan bahwa Corynebacterium glutamicum memproduksi glutamat dengan rendemen tinggi dari gula dan garam amonium, maka telah diisolasi berbagai mutan dan dikembangkan proses baruyang memungkinkan pembuatan banyak jenis asam amino, nukleotida, dan senyawabiokimia lain dalam jumlah besar. Mikroorganisme juga diikutsertakan oleh para ahli kimia pada katalisis sebagian proses dalam rangkaian sintesis yang panjang; biokonversi oleh mikroba lebih spesifik dengan rendemen lebih tinggi, mengungguli koversi secara kimia; amilase untuk hidrolisis pati, proteinase pada pengolahan kulit, pektinase untuk penjernihan sari buah dan enzim-enzimlain yang digunakan di industri diperoleh dari biakan mikroorganisme.
Posisi monopoli dari mikroorganisme
Beberapa bahan dasar yang terutama tersedia dalam jumlah besar, seperti minyak bumi, gas bumi, dan selulosa hanya dapat diolah oleh mikroorganisme dan dapat mengubahnya kembali menjadi bahan sel (biomassa) atau produkantara yang disekresi oleh sel.
Teknik genetika modern
Kejelasan mengenai mekanisme pemindahan gen pada bakteri dan peran dari unsur-unsur ekstrakromosom, telah membuka kemungkinan untuk memindahkan DNA asing ke dalam bakteri. Manipulasi genetik memungkinkan untuk memasukkan sepotong kecil pembawa informasi genetik dari manusia ke dalam bakteri sehingga terjadi sintesis senyawa proteinyang bersangkutan. Kegiatan ini sering dilakukan dalam hal pembuatan hormon, antigen, dan antibodi.
Berdasarkan penjelasan di atas, mikroorganisme memiliki peranan yang cukup besar dalam kehidupan, baik peranan yang merugikan maupun yang menguntungkan.
Beberapa peranan yang dimiliki oleh mikroorganisme antara lain sebagai berikut:
Peranan yang Merugikan
• Penyebab penyakit, baik pada manusia, hewan maupun tumbuhan
Misalnya Strptococcus pneumoniae penyebab pneumonia dan Corynebacterium diphtheriae penyebab dipteri.
• Penyebab kebusukan makanan (spoilage)
Adanya kebusukan pada makanan dapat disebabkan oleh beberapa jenis bakteri yang tumbuh dalam makanan tersebut. Beberapa di antara mikroorganisme dapat mengubah rasa beserta aroma dari makanan sehingga dianggap merupakan mikroorganisme pembusuk. Dalam pembusukan daging, mikroorganismeyang menghasilkan enzim proteolitik mampu merombak protein-protein. Pada proses pembusukan sayur dan buah, mikroorganisme pektinolitik mampu merombak bahan-bahanyang mengandung pektin yang terdapat pada dinding sel tumbuhan (Tarigan, 1988). Mikroorganisme seperti bakteri, khamir (yeast) dan kapang (mould) dapat menyebabkan perubahanyang tidak dikehendaki pada penampakan visual, bau, tekstur atau rasa suatu makanan. Mikroorganisme ini dikelompokkan berdasarkan tipe aktivitasnya, seperti proteolitik, lipolitik, dll. Atau berdasarkan kebutuhan hidupnya seperti termofilik, halofilik, dll.
• Penyebab keracunan makanan (food borne disease).
Kusnadi, dkk (2003) menjelaskan bahwa bakteri penghasil racun (enterotoksin atau eksotoksin) dapat mencemari badan air, misalnya spora Clostridium perfringens, C. Botulinum, Bacillus cereus, dan Vibrio parahaemolyticus. Spora dapat masuk ke dalam air melalui debu/tanah, kotoran hewan, dan makanan-limbah. Jika makanan atau minuman dan air bersih tercemari air tersebut, maka dalam keadaanyang memungkinkan, bakteri tersebut akan mengeluarkan racun sehingga makanan atau minuman mengandung racun dan bila dikonsumsi dapat menyebabkan keracunan makanan. Bahkan menurut Dwidjoseputro (2005) pada makananyang telah dipasteurisasi pun juga dapat mengandung racun (toksin) . Makanan yang telah dipasteurisasi kemudian terus menerus disimpan di dalam kaleng pada temperatur kamar, dapat mengandung racun yang berasal dari Clostridium botulinum. Spora-spora dari bakteri ini tidak mati dalam proses pasteurisasi. Dalam keadaan tertutup (anaerob) dan suhu yang menguntungkan, maka spora-spora tersebut dapat tumbuh menjadi bakteri serta menghasilkan toksin. Racun yang dihasilkan tidak mengganggu alat pencernaan, melainkan mengganggu urat saraf tepi.
• Menimbulkan pencemaran
Materi fekal yang masuk ke dalam badan air, selain membawa bakteri patogen juga akan membawa bakteri pencemar yang merupakan flora normal saluran pencernaan manusia, misalnya E. coli. Kehadiran bakteri ini dapat digunakan sebagi indicator pencemaran air oleh materi fekal.
Peranan yang Menguntungkan
Banyak yang menduga bahwa mikroorganisme membawa dampak yang merugikan bagi kehidupan hewan, tumbuhan, dan manusia, misalnya pada bidang mikrobiologi kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganismeyang pathogen yang menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang khas. Meskipun demikian, masih banyak manfaat yang dapat diambil dari mikroorganisme-mikroorganisme tersebut. Penggunaan mikroorganisme dapat diterapkan dalam berbagai bidang kehidupan, saperti bidang pertanian, kesehatan, dan lingkungan. Beberapa manfaat yang dapat diambilantara lain sebagai berikut:
Bidang pertanian
Dalam bidang pertanian, mikroorganisme dapat digunakan untuk peningkatan kesuburan tanah melalui fiksasi N2, siklus nutrien, dan peternakan hewan. Nitrogen bebas merupakan komponen terbesar udara. Unsur ini hanya dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam bentuk nitrat dan pengambilan khususnya melalui akar. Pembentukan nitrat dari nitrogen ini dapat terjadi karena adanya mikroorganisme. Penyusunan nitrat dilakukan secara bertahap oleh beberapa genus bakteri secara sinergetik.
Dalam Dwidjoseputro (2005) dijelaskan bahwa ada beberapa genera bakteri yang hidup dalam tanah (misalnya Azetobacter, Clostridium, dan Rhodospirillum) mampu untuk mengikat molekul-molekul nitrogen guna dijadikan senyawa-senyawa pembentuk tubuh mereka, misalnya protein. Jika sel-sel itu mati, maka timbullah zat-zat hasil urai seperti CO2 dan NH3 (gas amoniak). Sebagian dari amoniak terlepas ke udara dan sebagian lain dapat dipergunakan oleh beberapa genus bakteri (misalnya Nitrosomonas dan Nitrosococcus) untuk membentuk nitrit. Nitrit dapat dipergunakan oleh genus bakteri yang lain untuk memperoleh energi daripadanya. Oksidasi amoniak menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat berlangsung di dalam lingkungan yang aerob. Peristiwa seluruhnya disebut nitrifikasi. Pengoksidasian nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh Nitrobacter.
Proses nitrifikasi ini dapat ditulis sebagai berikut:
2NH3 + 3O2 ¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬ Nitrosomonas, Nitrosococcus 2HNO2 + 2H2O + energi
2HNO2 + O2 Nitrobacter 2HNO3 + energi
¬ Selain itu, mikroorganisme ini juga dapat digunakan sebagai agen pembusuk alami, yang akan mendekomposisi sampah-sampah organik menjadi materi inorganik sehingga dapat mengurangi kuantitas sampah, menyuburkan tanah dan dapat menjadi sumber nutrisi bagi tumbuhan (Anonim a, 2006). Seorang peneliti dari Amerika Serikat yaitu Waksman telah menemukan mikroorganisme tanah yang menghasilkan streptomisin, yaitu bakteri Streptomyces (Dwidjoseputro, 2005).
Peran lain mikroba dalam bidang pertanian antara lain dalam teknologi kompos bioaktif dan dalam hal penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman(biofertilizer). Kompos bioaktif adalah kompos yang diproduksi dengan bantuan mikroba lignoslulotik unggul yang tetap bertahan di dalam kompos dan berperan sebagai agensia hayati pengendali penyakit tanaman. Teknologi kompos bioaktif ini menggunakan mikroba biodekomposer yang mampu mempercepat proses pengomposan dari beberapa bulan menjadi beberapa minggu saja. Mikroba akan tetap hidup dan aktif di dalam kompos, dan ketika kompos tersebut diberikan ke tanah, mikkroba akan berperan untuk mengendalikan organisme.
Dalam hal penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman(biofertilizer), aktivitas mikroba diperlukan untuk menjaga ketersediaan tiga unsur hara yang penting bagi tanaman antara lain, Nitrogen (N), fosfat (P), dan kalim (K). Kurang lebih 74% kandungan udara adalah N. Namun, N udara tersebut harus ditambat oleh mikroba dan diubah bentuknya terlebih dahulu agar bisa langsung dimanfaatkan oleh tanaman. Mikroba penambat N ada yang hidup bebas dan ada pula yang bersimbiosis. Mikroba penambat N simbiotik antara lain : Rhizobium sp yang hidup di dalam bintil akar tanaman kacang-kacangan ( leguminose ). Mikroba penambat N non-simbiotik misalnya: Azospirillum sp dan Azotobacter sp. Mikroba penambat N simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose saja, sedangkan mikroba penambat N non-simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman.
Mikroba tanah lain yang berperan dalam penyediaan unsur hara adalah mkroba pelarut unsur fosfat (P) dan kalium (K). Kandungan P yang cukup tinggi (jenuh) pada tanah pertanian kita, sedikit sekali yang dapat digunakan oleh tanaman karena terikat pada mineral liat tanah. Di sinilah peran mikroba pelarut P yang melepaskan ikatan P dari mineral liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K.
Mikroba sebagai agen biokontrol. Mikroba yang dapat mengendalikan hama tanaman antara lain: Bacillus thurigiensis (BT), Bauveria bassiana , Paecilomyces fumosoroseus, dan Metharizium anisopliae . Mikroba ini mampu menyerang dan membunuh berbagai serangga hama. Mikroba yang dapat mengendalikan penyakit tanaman misalnya: Trichoderma sp yang mampu mengendalikan penyakit tanaman yang disebabkan oleh Gonoderma sp, JAP (jamur akar putih), dan Phytoptora sp. Beberapa biokontrol yang tersedia di pasaran antara lain: Greemi-G, Bio-Meteor, NirAma, Marfu-P dan Hamago.
1. Bidang makanan dan industri
Beberapa bahan makanan yang sampai saat ini dibuat dengan menggunakan mikroorganisme sebagai bahan utama prosesnya, misalnya pembuatan bir dan minuman anggur dengan menggunakan ragi, pembuatan roti dan produk air susu dengan bantuana bakteri asam laktat, dan pembuatan cuka dengan bantuan bakteri cuka.
Pengolahan kacang kedelai di beberapa negara banyak yang menggunakan bantuan fungi, ragi, dan bakteri bakteri asam laktat. Bahkan asam laktat dan asam sitrat yang dalam jumlah besar diperlukan oleh industri bahan makanan masing-masing dibuat dengan bantuan asam laktat dan Aspergillus niger (Darkuni, 2001). Beberqapa kelompok mikroorganisme dapat digunakan sebagai indikator kualitas makanan. Mikroorganisme ini merupakan kelompok bakteri yang keberadaannya di makanan di atas batasan jumlah tertentu, yang dapat menjadi indikator suatu kondisi yang terekspos yang dapat mengintroduksi organisme hazardous (berbahaya) dan menyebabkan proliferasi spesies patogen ataupun toksigen. Misalnya E. coli tipe I, coliform dan fekal streptococci digunakan sebagai indikator penanganan pangan secara tidak higinis, termasuk keberadaan patogen tertentu. Mikroorganisme indikator ini sering digunakan sebagai indaktor kualitas mikrobiologi pada pangan dan air.
Tidak semua mikroba yang ada dapat digunakan dalam industri. Menurut Kusnadi, dkk (2003) mikroorganisme industri merupakan organisme yang dipilih secara hati-hati sehingga dapat membuat satu atau banyak produk khusus. Bahkan jika mikroorganisme industri merupakan salah satu yang sudah diisolasi dengan teknik tradisional, mikroorganisme tersebut menjadi organisme yang sangat termodifikasi sebelum memasuki industri berskala besar. Sebagian besar mikroorganisme industri merupakan spesialis metabolik yang secara spesifik mampu menghasilkan metabolit tertentu dalam jumlah yang sangat besar pula. Untuk mencapai spesialisasi metabolik tinggi tersebut, strain industri diubah secara genetika melalui mutasi dan rekombinasi.
Berbagai proses industri digunakan untuk menghasilkan produk mikrobiologi dan dipisahkan menjadi beberapa kategori berdasarkan kecenderungan penggunaan produk akhir sebagai berikut:
1.
o Produksi bahan kimia farmasi
Produk yang paling terkenal adalah antibiotika, obat-obatan steroid, insulin, dan interferon yang dihasilkan melalui bakteri hasil rekayasa genetika.
1.
o Produksi bahan kimia bernilai komersial
Produk yang termasuk dalam kelompok ini adalah pelarut dan enzim serta berbagai senyawa yang digunakan untuk bahan pemula (starting) untuk industri sintesis senyawa lain.
1.
o Produksi makanan tambahan
Produksi massa ragi, bakteri dan alga dari media murah mengandung garam nitrogen anorganik , cepat saji, dan menyediakan sumber protein dan senyawa lain yang sering digunakan sebagai makanan tambahan untuk manusia dan hewan.
1.
o Produksi minuman alkohol
Pembuatan beer dan wine dan poduksi minuman alkohol lain yang merupakan proses bioteknologi berskala besar paling tua.
1.
o Produksi vaksin
Sel mikroorganisme maupun bagiannya atau produknya dihasilkan dalam jumlah besar dan digunakan untuk produksi vaksin.
1.
o Produksi mikroorganisme untuk digunakan sebagai insektisida (biosida)
Pengendalian hama tanaman dengan menggunakan mikroorganisme yang berperan sebagai insektisida. Khususnya untuk spesies tertentu, misalnya Bacillus (B. Larvae, B. Popilliae, dan B. Thurungiensis). Spesies tersebut menghasilkan protein kristalin yang mematikan larva lepidoptera (ngengat, kupu-kupu, kutu loncat), misalnya ulat kubis, ngengat gipsy, dan sarang ulat.
1.
o Penggunaanya dalam industri perminyakan dan pertambangan
Sejumlah prosedur mikrobiologi digunakan untuk meningkatkan perolehan kembali logam dari bijih berkadar rendah dan untuk perbaikan perolehan minyak dari sumur-sumur bor.
1. Bidang kesehatan
Salah satu manfaat mikroorganisme dalam bidang kesehatan adalah dalam menghasilkan antibiotika. Bahan antibiotik dibuat dengan bantuan fungi, aktinomiset, dan bakteri lain. Antibiotik ini merupakan obat yang paling manjur untuk memerangi infeksi oleh bakteri. Beberapa mikroba menghasilkan metabolit sekunder, yang sangat bermanfaat sebagai obat untuk mengendalikan berbagai penyakit infeksi. Sejak dulu dikenal jamur Penicillium yang pertama kali ditemukan oleh Alexander fleming (1928), dapat menghasilkan antibiotika penisilin. Sekarang banyak diproduksi berbagai antibiotik dari berbagai jenis mikroba yang sangat berperan penting dalam mengobati berbagai penyakit. Selain untuk antibiotik, dalam bidang kesehatan mikrorganisme juga dapat digunakan sebagai agen pembusuk di dalam saluran pencernaan alami, yang turut membantu mencerna makanan di dalam saluran pencernaan.
1. Bidang lingkungan dan energi
Mikroorganisme ini banyak dimanfaatkan untuk bahan bakar hayati (metanol dan etanol), bioremediasi, dan pertambangan. Selain itu, mikroorganisme yang ada di lingkungan berperan dalam perputaran/siklus materi dan energi terutama dalam siklus biogeokimia dan berperan sebagai pengurai (dekomposer). Mikroorganisme tanah berfungsi merubah senyawa kimia di dalam tanah, terutama pengubahan senyawa organik yang mengandung karbon, nitrogen, sulfu, dan fosfor menjadi senyawa anorganik dan bisa menjadi nutrien bagi tumbuhan. Mikroorganisme pada lingkungan alami juga dapat digunakan sebagai indikator baik buruknya kualitas lingkungan, baik perairan ataupun terestrial.
1. Bidang bioteknologi
Kemajuan bioteknologi, tak terlepas dari peran mikroba.Karena materi genetika mikroba sederhana, sehingga mudah dimanipulasi untuk disisipkan ke gen yang lain. Disamping itu karena materi genetik mikroba dapat berperan sebagai vektor (plasmid) yang dapat memindahkan suatu gen dari kromosom oganisme ke gen organisme lainnya (Anonim b, 2007). Misalnya terapi gen pada penderita gangguan liver. Terapi ini dapat dilakukan secara ex-vivo maupun in-vivo.

Dalam terapi gen ex vivo, sel hati (misalnya) dari pasien yang hatinya telah mengalami kerusakan dipindahkan melalui pembedahan dan perawatan. Kemudian melalui terapi gen akan menyalurkannya dengan menggunakan vektor. Sel-sel hati yang dirubah secara genetik kemudian akan ditransplantasikan kembali dalam tubuh pasien tanpa khawatir akan kegagalan dari proses pencangkokan jaringan tersebut karena sel-sel ini pada awalnya berasal dari pasien.
Strategi terapi gen in vivo meliputi pemasukan gen ke dalam jaringan dan organ di dalam tubuh tanpa diikuti oleh pemindahan sel-sel tubuh. Tantangan utama dalam terapi gen in vivo adalah pengiriman gen hanya terjadi pada jaringan yang diharapkan dan tidak terdapat pada jaringan yang lain. Pada terapi ini, virus digunakan sebagai vektor untuk pengiriman gen (Thieman, 2004).
Beberapa hasil perkembangan bioteknologi lain yang penting dan melibatkan mikroba adalah produksi insulin, tanaman transgenik serta antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal (MAbs) merupakan salah satu antibodi murni yang bersifat sangat spesifik dan menjadi peluru ajaib bagi dunia pengobatan.
PENUTUP
Kesimpulan
• Berdasarkan pembahasan di atas, maka dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain:
1. Cakupan mikrobiologi dalam kehidupan sangatlah luas, dikarenakan hampir semua sektor kehidupan melibatkan mikrobia di dalamnya, misalnya sektor pertanian, medis, industri, biokimia dan banyak lagi yang lainnya.
2. Mikrobiologi merupakan cabang dari biologi, mikrobiologi terbagi menjadi beberapa cabang lagi, berdasarkan konsentrasi pokok bahasannya. Pembagian mikrobiologi ini didasarkan pada orientasinya.
3. Mikroorganisme memiliki banyak peranan dalam kehidupan, baik peranan yang menguntungkan maupun peranan yang merugikan. Salah satu peranannya yang merugikan adalah karena beberapa jenis mikroorganisme dapat menyebabkan penyakit dan menimbulkan pencemaran. Sedangkan peranan yang menguntungkan adalah peranannya dalam meningkatkan kesuburan tanah melalui fiksasi nitrogen, bioremediasi, produksi antibodi, dan lain-lain.
1. Saran
Saran yang dapat kami berikan antara lain:
1. Perlu perhatian yang lebih lagi untuk pengembangan ilmu mikrobiologi, mengingat begitu sentral dan pentingnya peranan mikroorganisme di dalam kehidupan.
2. Perlunya penelitian-penelitian lebih lanjut tentang kehidupan mikroorganisme.
1.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim a. 2006. Pengantar Mikrobiologi, (Online),
(http://www.wanna_share.23s9887_apm.html, diakses tanggal 7 Februari 2008).
Anonim b. 2007. Dunia Mikroba
Darkuni, M. Noviar. 2001. Mikrobiologi (Bakteriologi, Virologi, dan Mikologi). Malang: Universitas Negeri Malang.
Dwidjoseputro, D. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Imagraph.
Kusnadi, dkk. 2003. Mikrobiologi. Malang: JICA.
Schlegel, Hans G, dan Karin Schmidt. 1994. Mikrobiologi Umum edisi keenam. Terjemahan Tedjo Baskoro: Allgemeine Mikrobiologie 6. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Tarigan, Jeneng. 1988. Pengantar Mikrobiologi. Jakarta: Departeman Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan.
Thieman, William J, and Michael A. Palladino. 2004. Introduction to Biotechnology. New York: Benjamin Cummings.
Tim Perkamusan Ilmiah, 2005. Kamus Pintar Biologi. Surabaya: Citra Wacana

Read More......

PENGAWETAN DAN BAHAN KIMIA

Salah satu faktor yang mempengaruhi kesehatan manusia adalah gizi yang diperoleh
dari makanan sehari-hari. Jenis dan cara pengolahan bahan pangan sangat
menentukan kadar gizi hasil olahan makanan tersebut. Kebutuhan pangan dan gizi
keluarga dapat terpenuhi dari ketersediaan pangan setempat, daya beli yang
terjangkau dan memenuhi syarat menu seimbang.
Sudah diketahui bahwa bahan pangan, seperti daging, ikan, telur, sayur maupun
buah, tidak dapat disimpan lama dalam suhu ruang. Masa simpan bahan pangan
dapat diperpanjang dengan disimpan pada suhu rendah; dikeringkan dengan sinar
matahari atau panas buatan; dipanaskan dengan perebusan; diragikan dengan
bantuan ragi, jamur atau bakteri; dan ditambah bahan-bahan kimia seperti garam,
gula, asam dan lain-lain.


Penyimpanan bahan pangan pada suhu rendah dapat memperlambat reaksi
metabolisme. Selain itu dapat juga mencegah pertumbuhan mikroorganisme
penyebab kerusakan atau kebusukan bahan pangan. Cara pengawetan bahan
pangan pada suhu rendah dibedakan menjadi 2 (dua) cara yaitu pendinginan dan
pembekuan. Pendinginan adalah penyimpanan bahan pangan pada suhu di atas titik
beku (di atas 0o C), sedangkan pembekuan dilakukan di bawah titik beku.
Pendinginan biasanya dapat memperpanjang masa simpan bahan pangan selama
beberapa hari atau beberapa minggu, sedangkan pembekuan dapat bertahan lebih
lama sampai beberapa bulan. Pendinginan dan pembekuan masing-masing berbeda
pengaruhnya terhadap rasa, tekstur, warna,nilai gizi dan sifat-sifat lainnya.
Pengawetan dengan jalan pendinginan dapat dilakukan dengan penambahan es
yang berfungsi mendinginkan dengan cepat suhu 0o C, kemudian menjaga suhu
selama penyimpanan. Jumlah es yang digunakan tergantung pada jumlah dan suhu
bahan, bentuk dan kondisi tempat penyimpanan, serta penyimpanan atau panjang
perjalanan selama pengangkutan.
Bahan pangan yang diawetkan dengan cara pendinginan tidak mengalami
perubahan, sedangkan dengan cara pengeringan bahan mengalami sedikit
peruhanan rasa. Bahan pangan yang diawetkan dengan pemanasan, peragian atau
penambahan bahan-bahan kimia akan berubah baik rasa, bentuk maupun
tampilannya, misalnyua selai, sari buah, tempe, kecap, tapai dan lain-lain.
Untuk kebutuhan keluarga, daya tahan bahan pangan dapat diperpanjang untuk
waktu tertentu apabila disimpan pada suhu rendah, misalnya dalam lemari es.
Namun masih banyak masyarakat yang belum mampu memiliki lemari es yang masih
tergolong barang mewah. Selain itu masih banyak tempat tinggal di desa yang belum
menggunakan listrik. Oleh karena itu, pengetahuan cara mengolah dan
mengawetkan bahan pangan untuk memperpanjang masa simpannya perlu diketahui
oleh masyarakat pedesaan atau yang ekonominya masih rendah.
Pengetahuan cara mengolah bahan pangan untuk memperpanjang masa simpannya
dapat digunakan oleh masyarakat yang tertinggal jauh dari pasar atau untuk
mengatasi kelebihan hasil panen. Hasil dari olahan bahan pangan tersebut dapat
digunakan untuk memenuhi kebutuhan keluarga atau diperdagangkan. Selain untuk
memeperpanjang masa simpan, pengolahan atau pengawetan bahan pangan juga
dimaksudkan untuk menganekaragamkan pangan, meningkatkan nilai gizi, nilai
ekonomi, dayaguna, memperbaiki mutu bahan pangan dan mempermudah
pemasaran dan pengankutan.
Pengolahan bahan pangan dengan tujuan memperpanjang masa simpan harus
dilakukan dengan hati-hati karena hasil olahan tersebut harus bebas kuman, bakteri
atau jamur. Selain itu harus diusahakan agar nilai gizi yang terkandung dalam bahan
pangan tersebut tidak banyak berkurang karena proses pengolahan.

Read More......