Archive for the ‘Uncategorized’ Category

“UPAYA PEMANFAATAN MIKROORGANISME SEBAGAI BAHAN BAKU INDUSTRI”

Pendahuluan

 Mikrobiologi Umum

Dalam bahasa Yunani “Mikrobiologi” diartikan mikros yang berarti kecil, bios yang artinya hidup dan logos yang artinya kata atau ilmu. Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari organisme hidup yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang melainkan dengan bantuan mikroskop. Organisme yang sangat kecil ini disebut sebagai mikroorganisme, atau kadang-kadang disebut mikroba ataupun jasat renik. Seperti virus (virologi), pengetahuan tentang bakteri (bakteriologi), pengetahuan tentang hewan bersel satu (Protozoologi), pengetahuan tentang jamur (Mikologi), terutama yang meliputi jamur-jamur rendah.

Mikrobiologi menjelaskan tentang organisme hidup yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang melainkan dengan bantuan mikroskop. Alat optik ini berguna untuk membesarkan bayangan benda yang demikian kecil sehingga tidak nampak jelas dilihat tanpa bantuan alat itu. Anthony Van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang pedagang Belanda yang mengetahui tentang adanya dunia mikroorganisme tersebut, yang kemudian dengan mikroskop buatannya itu dapat melihat makhluk-makhluk kecil yang sebelumnya tidak diduga keberadaannya. Dia adalah orang yang pertama kali yang mengetahui adanya dunia mikroorganisme itu.

Pada zaman modern, bidang mikrobiologi telah berkembang sangat luas, sehingga menyentuh bidang-bidang pengetahuan lain yang sejalan, di antaranya adalah bidang kesehatan, termasuk di dalamnya kebersihan, sanitasi, dan pengolahan limbah. Bidang pertanian, termasuk di dalamnya peternakan, perikanan, kehutanan, dan pasca-panen. Bidang industri, termasuk di dalamnya industri kimia, industri obat-obatan, industri kertas, industri tekstil. Bidang makanan, termasuk di dalamnya yang berhubungan dengan pengolahan/pembuatan, quality control, serta pengawetan.,bidang pelestarian dan pengolahan lingkungan hidup.

 

Reproduksi Mikroorganisme

Perkembangbiakan mikroorganisme dapat terjadi secara seksual dan aseksual. Yang paling banyak terjadi adalah perkembangbiakan aseksual. Perkembangbiakan aseksual terjadi dengan pembelahan biner, yakni satu sel induk membelah menjadi dua sel anak. Kemudian masing-masing sel anak membentu dua sel anak lagi, dan seterusnya. Tipe lain cara perkembangbiakan aseksual disamping pembelahan biner (binary fission) adalah pembelahan ganda (multiple fission), dan perkuncupan (budding).

Reproduksi bakteri secara pembelahan biner. Perbanyakan sel dengan cara ini, kecepatan pembelahan sel ditentukan dengan waktu generasi. Waktu generasi adalah waktu yang dibutuhkan oleh untuk membelah, bervariasi tergantung dari spesies dan kondisi pertumbuhan.

Pembelahan biner yang terjadi pada bakteri adalah pembelahan biner melintang. Pembelahan biner melintang adalah suatu proses reproduksi aseksual; setelah pembentukan dinding sel melintang, maka satu sel tunggal membelah menjadi dua sel yang disebut dengan sel anak.

Reproduksi pada jamur misalnya Saccharomyces cerevisiae tipe pembelahan selnya ada yang seperti bakteri, yakni dengan pembelahan biner, tetapi ada juga yang membentuk kuncup, di mana tiap kuncup akan membesar seperti induknya. Kemudian tumbuh kuncup baru dan seterusnya, sehingga akhirnya membentuk semacam mata rantai. Tipe lain cara perkembangbiakan jamur dalah dengan pembelahan tunas, yakni kombinasi anatara pertunasan dan pembelahan. Sedangkan cara yang terakhir adalah dengan sporulasi atau pembentukan spora, yang dapat dibedakan atas dua macam yaituu spora seksual dan spora aseksual.

Reproduksi dengan cara pertunasan, pembelahan, pembelahan tunas, dan pembentukan spora aseksual disebut sebagai reproduksi vegetatif, sedangkan reproduksi dengan cara membentuk spora seksual dinamakan reproduksi seksual.

Perkembangbiakan secara seksual, umumnya terjadi pada jamur dan mikroalga, serta secara terbatas terjadi peda bakteri, dapat terjadi secara:

  • Oogami, bila sel betina berbentuk telur
  • Anisogami, bila selbetina lebih besar dari pada sel jantan
  • Isogami, bi sel jantan dan sel betina mempunyai bentuk yang sama.

 

.
.

 Peran Mikroba di Bidang Industri

Dahulu manusia hanya mengambil sesuatu dari lingkungannya yang langsung dapat dimanfaatkan untuk kehidupannya, misalnya buah-buahan langsung dipetik untuk dimakan, sementara bagian lain dari tumbuhan itu dibiarkan atau dibuang begitu saja. Begitu pula pemanfaatan manusia terhadap hewan, hanya diambil daging atau telurnya saja. Namun setelah berkembangnya Biologi, khususnya pada cabang zoologi, botani, taksonomi, biokimia, mikrobiologi, dan bioteknologi, manusia telah berhasil menemukan berbagai bagian tubuh tumbuhan atau hewan yang dapat diolah menjadi bahan baku industri.

 

Dengan berkembangnya mikrobiologi, telah diketahui berbagai struktur dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/jasad renik, baik yang menguntungkan maupun yang bersifat patogen (menyebabkan penyakit), maka berkembanglah industri obat-obatan, makanan/minuman yang berkhasiat obat. Contoh dalam industri makanan adalah sebagai berikut; Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yogurt.

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, mikroorganisme yang menghasilkan enzim proteolitik mampu merombak protein-protein. Pada proses pembusukan sayur dan buah, mikroorganisme pektinolitik mampu merombak bahan-bahan yang mengandung pektin yang terdapat pada dinding sel tumbuhan (Tarigan, 1988). Mikroorganisme seperti bakteri, khamir (yeast) dan kapang (mould) dapat menyebabkan perubahan yang 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 keadaan yang memungkinkan, bakteri tersebut akan mengeluarkan racun sehingga makanan atau minuman mengandung racun dan bila dikonsumsi dapat menyebabkan keracunan makanan. Bahkan menurut Dwidjoseputro (2005) pada makanan yang 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 mikroorganisme yang 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 diambil antara 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.

Gambar 1. Endomikoriza yang berperan melarutkan P

Gambar 2. Larva serangga yang mati diserang jamur biokontrol

Gambar 2. Larva serangga yang mati diserang jamur biokontrol

Gambar 4. Jamur yang unggul dalam melarutkan fosfat

  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. Produksi bahan kimia farmasi

Produk yang paling terkenal adalah antibiotika, obat-obatan steroid, insulin, dan interferon yang dihasilkan melalui bakteri hasil rekayasa genetika.

  1. 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. 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. Produksi minuman alkohol

Pembuatan beer dan wine dan poduksi minuman alkohol lain yang merupakan proses bioteknologi berskala besar paling tua.

  1. Produksi vaksin

Sel mikroorganisme maupun bagiannya atau produknya dihasilkan dalam jumlah besar dan digunakan untuk produksi vaksin.

  1. 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. 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.

 

 

Manfaat Mikroorganisme Sebagai Bahan Baku Industri       
Inilah 5 produk industri  pembuatan bahan pangan yang memanfaatkan mikroba :

  1. Pembuatan Wine
  2. Pembuatan Yoghurt
  3. Pembuatan Roti
  4. Pembuatan Terasi
  5. Pembuatan Cuka

 

  1. 1.      Pembuatan Wine

Wine merupakan minuman beralkohol yang biasanya terbuat dari jus anggur yang difermentasi. Keseimbangan sifat alami yang terkandung pada buah anggur, menyebabkan buah tersebut dapat difermentasi tanpa penambahan gula, asam, enzyme, ataupun nutrisi lain. Wine dibuat dengan cara memfermentasi jus buah anggur menggunakan khamir dari type tertentu. Yeast tersebut akan mengkonsumsi kandungan gula yang ada pada buah anggur dan mengubahnya menjadi alcohol. Perbedaan varietas anggur dan strain khamir yang digunakan, tergantung pada type dari wine yang akan diproduksi (Johnson, 1989)                                  .

Pembuatan Fruity Wine                                                                         
Fruity Wine (anggur buah) adalah minuman beralkohol hasil fermentasi sari buah dengan atau tanpa Bahan Tambahan Makanan yang diizinkan. Sari buah yang biasa digunakan oleh winemaker dalam pembuatan wine adalah buah anggur, karena memiliki kandungan glukosa yang tinggi yaitu 75 – 150 mg/ml. Berdasarkan jenis anggur yang digunakan wine dapat dibedakan atas dua macam, yaitu red wine dan white wine. Perbedaan keduanya dapat terletak pada bahan baku, red wine menggunakan anggur anggur merah sedangkan white wine menggunakan anggur hijau atau anggur merah yang dikupas kulitnya (Effendi, 2004). Selain itu lama dan suhu fermentasi dari kedua jenis ini berbeda, red wine membutuhkan waktu fermentasi selama 3 – 5 hari pada 24 – 270C sedangkan white wine membutuhkan waktu selama 7 – 14 hari pada 10 – 210C.

Pada dasarnya hampir semua buah dapat dibuat menjadi wine terutama yang mengandung gula (15 – 18%). Bila kandungan gula pada buah kurang atau tidak mencukupi, maka sering ditambahkan gula pada saat proses fermentasi wine. Syarat medium yang baik untuk pembuatan wine atau anggur, yaitu :                                                       .
1.Harus mempunyai kandungan nutrisi tinggi                                                                      .
2.Mempunyai keasaman yang tinggi sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikroba yang tidak diinginkan
3.Kandungan gula cukup tinggi
4.Mempunyai aroma yang sedap
Varietas anggur yang digunakan dalam pembuatan wine (anggur), yaitu Vitis Vinifera dan Vitis labrusca. Berikut ini ciri-ciri dari kedua jenis anggur, yaitu :
1. Vitis Vinifera
Kulit tipis, rasa manis, dan segar
Kemampuan tumbuh dari dataran rendah hingga 300 m dari permukaan laut beriklim kering.
Termasuk jenis ini adalah dari Eropa (Pinot Noir, Chardonnay, Cabernet Sauvignon, Gamay dan Merlot) dan dari Indonesia (Gros Colman, Probolinggo biru dan putih, Situbondo Kuning, Alphonso lavalle, dan Golden Camphion).
2. Vitis Labrusca
Kulit tebal, rasa asam, dan kurang segar
Kemampuan tumbuh dari dataran rendah hingga 900 m dpl
Termasuk jenis ini adalah Brilliant, Delaware, Carman, Beacon, dan Isabella                                                             :
Mikroorganisme yang sering berperan dalam fermentasi anggur buah adalah dari golongan khamir dari genus Saccharomyces, Candida, Hansenula pichia. Dari genus Saccharomyces yang dapat digunakan dalam pembuatan anggur buah antara lain Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ovifformes, dan Saccharomyces fermentati (Frazier and Westhoff, 1978).
Khamir yang biasa dan banyak digunakan untuk fermentasi buah anggur adalah Sacharomyces cerevisiae dari varietas ellipsoideus. Saccharomyces cerevisiae varietas ellipsoideus biasa digunakan untuk fermentasi buah anggur karena khamir jenis ini mempunyai sifat yang dapat mengadakan fermentasi pada suhu yang agak tinggi yaitu 30 oC. Selain itu dapat menghasilkan alkohol cukup tinggi yaitu 18 – 20 % (v/v). Khamir jenis ini juga mampu memfermentasi beberapa macam gula diantaranya sukrosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa, maltosa dan maltotriosa (Fardiaz, 1989). Fermentasi etanol oleh Saccharomyces cerevisiae dapat dilakukan pada pH 4 – 5 dengan temperatur 27 – 35 0C, proses ini dapat berlangsung 35 – 60 jam. Taksonomi Saccharomyces cerevisiae adalah sebagai berikut (Anonymousa,2009)

Klasifikasi Sacharomyces cerevisiae                                                              
Divisi   :           Eumycophyta
Kelas   :           Ascomycetes
Ordo    :           Sacharomycetales
Famili  :           Sacharomycetaceae
Genus  :           Sacharomyces
Species:           Sacharomyces cerevisiae
.           Sel yang termasuk jenis Sacharomyces cerevisiae berbentuk bulat, oval, atau memanjang. Dalam industry alcohol atau pembuatan anggur digunakan khamir permukaan yang disebut top yeast, yaitu khamir yang bersifat fermentative kuat dan tumbuh dengan cepat pada suhu 200C. Khamir permukaan tumbuh secara menggerombol dan melepaskan karbon dioksida dengan cepat mengakibatkan sel terapung pada permukaan. Contohnya adalah Sacharomyces cerevisiae var.ellipsoideus merupakan galur yang dapat memproduksi alkohol dalam jumlah tinggi, sehingga digunakan dalam industry pembuatan alcohol atau anggur (Fardiaz, 1989).

  1. 2.      Pembuatan Yoghurt

Yoghurt merupakan salah satu olahan susu yang diproses melalui proses fermentasi dengan penambahan kultur organisme yang baik, salah satunya yaitu bakteri asam laktat dan bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam. Di pasaran yoghurt terbagi dalam dua jenis, yang pertama adalah yoghurt plain yaitu yoghurt tanpa rasa tambahan dan yang kedua adalah drink yoghurt yaitu yoghurt plain yang oleh produsen telah ditambahkan perasa tambahan buah-buahan seperti rasa strawberry, jeruk ataupun leci .

Kelebihan Yoghurt :
Bila di nilai dari kandungan gizinya, yoghurt tidaklah kalah dengan  susu pada umumnya. Hal ini karena bahan dasar yoghurt adalah susu, bahkan ada beberapa kelebihan yoghurt yang tidak dimiliki oleh susu murni yaitu :

  1. Sangat cocok dikonsumsi oleh orang yang sensitif dengan susu (yang ditandai dengan diare) karena laktosa yang terkandung pada susu biasa sudah disederhanakan dalam proses fermentasi  yoghurt.
  2. Bila dikonsumsi secara rutin bahkan mampu menghambat kadar kolestrol dalam darah karena yoghurt mengandung bakteri lactobasillus. Lactobasillus berfungsi menghambat pembentukan kolestrol dalam darah kita yang berasal dari makanan yang kita makan seperti jeroan atau daging.
  3. Meningkatkan daya tahan tubuh kita karena yoghurt mengandung banyak bakteri baik sehingga secara otomatis dapat menyeimbangkan bakteri jahat yang terdapat dalam susu kita.

Cara Pembuatan Yoghurt  yang Benar
Walaupun terlihat sulit, pembuatan yoghurt sebenarnya sangat sederhana. Alat-alat yang kita butuhkan tidaklah terlalu rumit, seperti panci berukuran kira-kira 40 cm, sendok pengaduk, toples kaca dengan tutup. Semua peralatan ini dapat diperoleh dengan mudah dipasar-pasar atau pusat pembelanjaan seperti Carrefour. Bahan utama yang dibutuhkan untuk pembuatan yoghurt hanyalah susu. Susu ini dapat berupa susu cair langsung tetapi yang perlu diperhatikan susu yang digunakan harus susu putih.

Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut :

  1. Siapkan susu yang sudah dicairkan dengan air matang sebanyak 1 liter lalu tambahkan susu krim sebanyak 15%.
  2. Masak dengan api kecil sambil diaduk terus selama 30 menit tetapi jangan sampai mendidih. Hal ini hanya bertujuan untuk menguapkan air sehingga nantinya akan terbentuk gumpalan atau solid yoghurt.
  3. Jika sudah, solid yoghurt lalu diangkat dan didinginkan kira-kira sampai hangat-hangat kuku baru kemudian ditambahkan bibit yoghurt sebanyak 2 – 5% dari jumlah yoghurt yang sudah mengental tadi. Bibit yoghurt memang tidak dijual di pasaran secara bebas tetapi dapat anda peroleh disalah satu toko. Atau secara sederhananya kita dapat menggunakan yogurt yang plain (tanpa rasa tambahan), tanpa gula dan tanpa aroma sebagai bibit yoghurt.
  4. Diamkan selama 24 jam dalam wadah tertutup untuk menghasilkan rasa asam dan bentuk yang kental .
  5. Semakin tinggi total solidnya maka cairan bening yang tersisa semakin sedikit, dan yoghurt yang dihasilkan semakin bagus. Solid yoghurt yang belum diberikan tambahan rasa ini dapat juga dijadikan bibit yoghurt untuk pembuatan selanjutnya.
  6. Setelah berbentuk yoghurt dapat ditambahkan sirup atau gula bagi yang tidak kuat asamnya, bahkan bisa ditambahkan dengan perasa tambahan makanan seperti rasa jeruk, strawberry dan leci yang dapat kita peroleh di apotek-apotek. Yoghurt dapat disajikan tidak hanya sebagai minuman, tetapi juga dapat disajikan bersama salad buah sebagai sausnya ataupun sebagai bahan campuran es buah.
  7. Yoghurt yang sudah jadi dapat ditempatkan di wadah plastik ataupun kaca. Kalaupun kita ingin menggunakan wadah plastik sebaiknya yang agak tebal, akan tetapi bila ingin menyimpan yoghurt untuk waktu yang lebih lama sebaiknya menggunakan wadah kaca.

Kebersihan merupakan hal yang harus sangat kita perhatikan, sehingga sebaiknya semua alat yang digunakan direbus terlebih dahulu dalam air mendidih selama 5-10 menit. Apabila kebersihan tidak dijaga dapat mengakibatkan yoghurt tidak jadi, dengan ciri-ciri tidak berasam walaupun berbentuk solid, di permukaan solid ditumbuhi jamur yang berbentuk bintik-bintik hitam dan berbau asam yang sangat tajam.      .

Ada dua hal yang harus diperhatikan yaitu :

  1. Yoghurt tidak boleh terkena sinar matahari.
  2. Tidak boleh ditaruh dalam suhu ruangan, harus disimpan dalam suhu dingin/kulkas tetapi juga tidak boleh diletakkan dalam freezer. Yoghurt tidak boleh disimpan dalam freezer karena bahan dasar yoghurt yang berupa susu dapat pecah dan justru itu akan merusak yoghurt.
  3. 3.         Pembuatan Roti                   

Roti merupakan makanan yg dibuat dr bahan pokok tepung terigu

Tahapan  Pembuatan Roti

  1. Pemilihan bahan
  2. Penimbangan bahan
  3. Pengadukan adonan
  4. Permentasi awal
  5. Penimbangan adonan
  6. Pembulatan adonan
  7. Permentasi kedua
  8. Penghilangan gas pada adonan
  9. Pembentukan adonan
  10. Pencetakan adonan
  11. Permentasi akhir
  12. Pembakaran
  13. Mengeluarkan roti dari cetakan/loyang
  14. Pendinginan
  15. Pembungkusan

1. Pemilihan Bahan

  • Gunakan bahan yang berkualitas baik
  • Pastikan bahan yang digunakan bersertifikat halal
  • Bahan yang digunakan cukup tersedia dan dalam kondisi simpanan yg baik

2. Penimbangan Bahan

  • Hindarkan pemakaian takaran dengan sendok atau cangkir.
  • Pada saat penimbangan harus teliti dan tepat, hindari tercecernya bahan.
  • Untuk penimbangan air, pastikan tidak berlebihan sehingga adonan menjadi lembek.

3. Pengadukan/Mixing (30 s/d 45 menit)

  • Biasakan semua bahan kering diaduk terlebih dahulu selama 5 menit (airasi) sebelum air dan mentega dimasukkan, agar air dapat dimasukkan secara optimal.
  • Lakukan pencampuran semua bahan secara merata untuk hidrasi yang sempurna dari pati dan protein sehingga membentuk gluten, pelunakan gluten dan memperoleh kekuatan menahan gas dengan baik.
  • Lama pengadukan harus disesuaikan dengan kemampuan tepung terigunanya (jumlah protein), karena semakin tinggi proteinnya semakin lama pengadukannya, demikian pula sebaliknya.

4. Fermentasi Awal ( 10 menit s/d 20 menit)

Proses pemecahan gula oleh ragi menjadi:

  • Gas CO2 : Adonan menjadi mengembang
  • Alkohol   : Memberi aroma pada roti
  • Asam      : Memberi rasa dan memperlunak gluten
  • Panas     : Suhu meningkat selama permentasi

Lama dan sebentar permentasi awal sangat tergantung dari jumlah adonan dan jumlah tenaga kerja yang mengerjakan.

Selama pengistirahatan berlangsung diharuskan ditutup dengan plastik agar adonan tidak kering.

5. Penimbangan Adonan

  • Membagi adonan sesuai dengan berat yang diinginkan.
  • Gunakan timbangan yang benar, dan lakukan dengan cepat.
  • Apabila menggunakan alat pembagi, timbang dulu lalu dibagi menjadi 36 bh.

6. Pembulatan Adonan

  • Membentuk lapisan keras dipermukaan adonan, sehingga dapat menahan gas yang dihasilkan.
  • Menghaluskan tekstur roti dan mempermudah pekerjaan selanjutnya.

7. Fermentasi Kedua ( 10 s/d 15 menit)

  • Melunakkan gluten pada adonan.
  • Mempercepat permentasi berikutnya
  • Selama proses ini, harus ditutup dengan plastik agar tidak kering.

8. Pembuangan Gas Pada Adonan

  • Mengeluarkan gas yang ada dalam adonan dengan cara menekan adonan.
  • Dapat menghaluskan tekstur.
  • Usahakan semua gas keluar agar serat roti menjadi halus dan merata.

9. Pembentukan Adonan

  • Adonan roti dibentuk sesuai keinginan.
  • Untuk roti manis dapat diisi dengan berbagai isian, tetapi jangan terlalu banyak mengandung air dan minyak agar menghindari roti terbuka.
  • Untuk roti tawar usahakan pembentukan dan penggulungan dalam keadaan rapt dan padat, dan sambungannya berada dibawah adonan.

10. Pencetakan Adonan

  • Letakkan adonan dalam cetakan (untuk roti tawar) atau di loyang (untuk roti manis) dengan baik dan benar.
  • Pastikan setiap sambungan diletakkan dibawah adonan.
  • Atur jarak adonan di loyang agar tidak bergabung dan dapat memberikan ruang untuk pemanasan sisi roti.
  • Olesi loyang dengan lemak/minyak atau gunakan lapisan kertas agar tidak lengket.
  • Pastikan loyang selalu dalam keadaan bersih, baik sebelum dan sesudah digunakan.

11. Fermentasi Akhir

  • Dilakukan pengembangan adonan agar mencapai bentuk dan kualitas yang maksimal.
  • Tempat untuk permentasi akhir ini harus memiliki panas ( 35-40 derajat Celcius) dan kelembaban ruang (80-85%) yang stabil.
  • Dapat dilakukan dengan membuat uap air dan pastikan proses ini dilakukan dengan benar, karena akan menentukan hasil akhir dari roti.
  • Gunakan alat ukur hygrometer dan termometer ruang.

12. Pembakaran Adonan

  • Temperatur oven sangat menentukan kualitas akhir dari roti yang dibuat, jadi temperaturnya harus sesuai dengan jenis roti yang akan dibakar.
  • Lamanya pembakaran ditentukan oleh, jenis oven, jenis /bahan loyang yang digunakan, jenis roti yang dibuat dan jumlah pemakaian gula dalam adonan.
  • Roti Tawar 200 derajat Celcius, dengan loyang tertutup 30-40 menit, dengan loyang terbuka 25-30 menit.
  • Roti manis 180 derajat Celcius, ukuran 40-60 gram maksimum 15 menit, ukuran 15-20 gram 5-10 menit.

13. Mengeluarkan Roti dari Cetakan/Loyang

  • Keluarkan roti yang sudah matang dari catakan / loyang sesegera mungkin.
  • Untuk roti manis, keluarkan dari loyang dengan sangat hati-hati karena roti yang baru keluar dari oven sangat lembut dan empuk.
  • Untuk roti tawar / roti yang menggunakan cetakan, jangan dipaksa, biarkan cetakan lebih kurang 30 detik setelah keluar dari oven, agar lebih mudah dikeluarkan.

14. Pendinginan

  • Setelah dikeluarkan dari cetakan/loyang, dinginkan roti pada suhu ruang selama 45 – 90 menit.
  • Letakkan roti pada rak pendingin dimana panas roti dapat keluar kesegala arah.
  • Untuk roti tawar, bila akan dipotong, sebaiknya teperatur roti 30 – 32 derajat Celcius.

15. Pembungkusan

  • Roti dibungkus agar terhindar dari jamur.
  • Menghindarkan pengerasan kulit roti akibat menguapnya kandungan air dalam roti.
  • Hindari pembungkusan roti yang masih panas/hangat agar tidak mudah berjamur.
  • Saat pembungkusan berlangsung, pastikan ruang selalu bersih dengan ventilasi dan sirkulasi udara yang cukup.
  1. 4.      Pembuatan Terasi

Pada pembuatan terasi,ada dua macam bahan dasar yang basa digunakan dalam pembuatanya yaitu iakan dan udang.Berikut bagan salah satu bentuk proses pembuatan terasi dengan menggunakan bahan dasar ikan.

Langkah Kerja

 A. Alat dan Bahan

1. Alat

-Timbangan
-Alat penghancur
-Tempat fermentasi
-Perangkat penjemuran
-Wadah plastic
-Kain saring

2.Bahan         

Bahan Baku

a.Terasi Ikan

Beberapa jenis ikan yang sering digunakan sebagai bahan baku pembuatan
terasi ikan adalah ikan Selar gatel (Rembang),Badar/Teri (Krawang) dan
sebagainya.Kepala ikan harus dibuang terlebih dahulu sebelum diproses
lebih lanjut

b.Terasi Udang
Adapun bahan baku yang digunakan dalam pembuatan terasi udang adalah
berupa rebon atau udang kecil dengan ukuran panjang berkisar antara 1 cm –
2,1 cm (membujur), lebar 0,3 cm dengan warna keputihan.

-Bahan pembantu

a.Garam
Pada pembuatan terasi garam memiliki fungsi ganda,yaitu seabagai berikut:
-Untuk memantapkan cita rasa terasi yang dihasilkan
-Pada konsentrai 20% ( 200 g/kg bahan baku),garam mampu berperan
sebagai bahan pengawet,namun dalam konsentrasi lebih dari 20% justru akan
menggangu proses fermentasi

b.Pewarna
Untuk memperbaiki penampilan maka sering dilakukan penambahan bahan
pewarna buatan dalam terasi.Ke dalam terasi udang sering ditambahkan warna
coklat atau merah, sedangkan ke dalam terasi ikan sering ditambahkan warna
kehitaman (campuan antara warna merah dan hijau).Adapun konsentrasi
pewarna yang digunakan, disesuaikan dengan kebutuhan. Untuk menjamin
keselamaan konsumen, sebaiknya digunakan bahan pewarna yang diizinkan
penggunaannya oleh pemerintah (SII)

c.Kain Saring atau Daun Pisang
Pada pelaksanaan fermentasi, adonan terasi peru dibagi dalam beberapa
bagian kecil dan kemudian dibungkus dengan kain saring atau daun pisang
yang diiris di beberapa tempat, sehingga adonan tersebut terlindung dari
cemaran debu dan air, sementara aerasi udara tetap dapat berjalan lancar.

Bagan Fermentasi Terasi

Ikan

dicuci bersih untuk

membuang kotoran dan Lumpur

kemudian ditiriskan

Tambahkan garam sebanyak 5%

dari berat udang/ikan dan pewarna
sesuai dengan warna yang diinginkan

kemudian diaduk rata

Tempatkan campuran tersebut pada wadah

tampah dan ratakan agar
ketebalannya 1 – 2 cm

jemur hingga setengah kering

(diaduk agar merata tingkat kekeringannya)

giling atau tumbuk sampai halus

dan dibentuk adonan

dibungkus dengan daun pisangkering atau tikar

biarkan hingga 1-2 hari

jemur kembali sambil di hancurkan

supaya cepat kering(waktu penjemuran 3-4 hari)

dan kondisi dijaga agar tidak terlalu kering

buat gumpalan-gumpalan kembali dan

bungkus dengan daun pisang kering

Disinilah mikroba

berperan

 

Simpan selama 1 – 4 minggu, supaya terjadi

proses fermentasi sampai tercium bau khas terasi
mikroba yang aktif pada proses ini

yaitu Lactobacillus sp.

Keterangan  Cara Pembuatan Terasi

1.Ikan dicuci bersih untuk membuang kotoran dan lumpur yang melekat
kemudian ditiriskan
2.Tambahkan garam sebanyak 5% dari berat udang/ikan dan pewarna
sesuai dengan warna yang diinginkan kemudian diaduk rata
3.Tempatkan campuran tersebut pada wadah tampah dan ratakan agar
ketebalannya 1 – 2 cm
4.Jemur sampai setengah kering sambil diaduk selama penjemuran agar
merata tingkat kekeringannya
5.Giling / tumbuk agar halus dan di bentuk adonan gumpalan-gumpalan
tersebut
6.Hasil tumbukan berupa tumbukan-tumbukan bulat dibungkus dengan
tikar atau daun pisang kering.Biarkan selama satu hari sampai dua hari.
7.Jemur kembali sambil dihancurkan supaya cepat kering. Jika terlalu
kering dapat ditambahkan air.Waktu penjemuran 3 – 4 hari dan kondisi
dijaga agar tidak terlalu kering
8.Buat gumpalan-gumpalan kembali dan bungkus dengan daun pisang
kering
9.Simpan selama 1 – 4 minggu, supaya terjadi proses fermentasi
sampai tercium bau khas terasi

  1. 6.      Pembuatan Cuka

Semua barang cair yang mengandung alkohol kurang lebih 10%, jika kena udara pada suhu 25 derajat sampai dengan 35 derajat celcius akan mengalami perubahan. Pada suhu tadi alkohol akan diubah oleh bakteri-bakteri cuka menjadi asam cuka, sehingga barang cair tersebut akan menjadi asam.

Selain dari rasa asam, pada beberapa macam cuka juga ada rasa dan bau lain yang memang sudah ada dalam barang-barang cair bahan baku cuka.

Macam-macam barang yang dibuat cuka :
a. tuak (legen) dan air kelapa
b. buah rusin – anggur
c. alkohol
d. kayu

Cara pembuatan :
a) Tuak (legen) dan air kelapa :Tuak atau air kelapa dibiarkan beberapa hari sehingga menjadi asam. Rupanya putih bersih.

b) Buah rusin :Buah rusin diseduh dengan air mendidih, lalu disimpan dalam bak. Oleh bakteri-bakteri peragian air rusin ini diubah menjadi anggur rusin. Setelah dijernihkan, disaring dan disimpan beberapa bulan, maka anggur telah bisa dibuat cuka.

Di dalam bak pengasam, anggur diubah menjadi cuka oleh bakteri-bakteri cuka pada suhu 25-35 derajat celcius. Setelah berubah, cuka disimpan beberapa bulan untuk menambah bau dan rasa, kemudian disimpan dalam botol-botol dan disterilkan.

c)Alkohol :Alkohol yang sudah dicairkan (5-12%) dituangkan dalam bak besar supaya terkena udara dan diberi bakteri. Dalam waktu singkat alkohol tersebut akan menjadi cuka. Karena cuka dari alkohol tidak mempunyai aroma maka perlu ditambah cuka rusin. Juga ada cuka bumbu, yakni cuka-cuka yang diberi ramuan-ramuan bumbu.

d) Kayu :Asam cuka juga bisa diperoleh dengan mendistilir kayu secara kering. Biang cuka asam sekali tetapi tak mempunyai bau dan rasa. Cuka dari bahan kayu berbahaya, maka bila digunakan harus dicampur dengan air sebanyak 10 kali.

 

Kajian Religi

Di dalam Al-Quran secara tersirat Allah SWT telah menyiratkan akan pentingnya nutrisi atau proses penyerapan bahan makanan bagi makhluk hidup yang ia ciptakan termasuk mikroorganisme yang juga merupakan salah satu contoh makhluk hidup ciptaan Allah SWT, hal ini tersirat dalam beberapa ayat di dalam Al-Quran diantaranya dalam :

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

Artinya : “Dan Kami telah menjadikan untukmu di bumi keperluan-keperluan hidup, dan (Kami menciptakan pula) makhluk – makhluk yang kamu sekali-kali bukan pemberi rezki kepadanya.”

Artinya : “Dan berapa banyak binatang yang tidak (dapat) membawa (mengurus) rezkinya sendiri. Allah-lah yang memberi rezki kepadanya dan kepadamu dan Dia Maha Mendengar lagi Maha Mengetahui.”

 

Dari ayat di atas dapat kita pahami bahwa Allah SWT telah menentukan batas-batasannya dengan sangat detail dan seadil-adilnya. Allah telah memberikan rezki kepada makhlukNya termasuk kepada mikoorganisme, namun semua mahluknya tidak boleh khwatir akan kekurangan bahan makanan karena Allah SWT yang akan menjamin makanan atau rezeki yang diberikan kepada mereka termasuk juga akan menjamin sember daya makanan kepada mikroorganisme, makhluk terkecil yang Allah SWT ciptakan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KESIMPULAN

 

Berdasarkan hasil penulisan Upaya Pemanfaatan Mikroorganisme Sebagai Bahan Baku Industri”, dapat diambil kesimpulan bahwa:

  • Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop.
  • Nutrisi diartikan sebagai substrat yang dapat dipakai dalam metabolisme, guna memperoleh bahan-bahan untuk membangun dan memperoleh energi (tenaga) bagi sel.
  • Nutrient diklasifikasikan berdasarkan elemen yang mereka suplai yaitu:

- Sumber Karbon

- Sumber Nitrogen dan Belerang

- Sumber Phospor

- Sumber Mineral

-Sumber Oksigen

  • Proses nutrisi pada mikroorganisme secara umum dan mendasar dibagi menjadi dua cara yaitu Fototrof dan Heterotrof.
  • Peran utama nutrien adalah sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor elektron dalam reaksi bioenergetik (reaksi yang menghasilkan energi).
  • Mikroorganisme memiliki peranan yang cukup besar dalam kehidupan, baik peranan yang merugikan maupun yang menguntungkan. Terutama di bidang industri sebagai pengubah atau penghasil makanan-minuman.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Darkuni, Noviar. 2001. Mikrobiologi (Bakteriologi,Virologi Dan Mikologi). Malang: UM press.

Dwidjoseputro.2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Malang: Djambatan

Irianto, Koes. 2007. Mikrobiologi. Menguak dunia mikroorganisme. Jilid 1. Bandung: YRMA Widya

Jawetz. 2001. Mikrobiologi Kedokteran. Salemba Medika. Jakarta.

Kusnadi, dkk. 2003. Mikrobiologi. Malang: JICA

Schlegel, Hans. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi Keenam. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Stanier Roger, Edward Alderberg dan John Ingraham. 1982. Dunia Mikroba 1. Bharata Karya Aksara. Jakarta.

Waluyo, Lud. 2005. Mikrobiologi Umum. Universitas Muhammadiyah Malang Prees. Malang.

Anonymous. 2006. Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba. (Online). (http://rachdie.blogsome.com/2006/10/14/faktor-yang-mempengaruhi-pertumbuhan-mikroba/) Diakses Tanggal 22 Desember 2011.

Anonymous. 2011 Peranan Mikroorganisme di Bidang Pangan. (online). (http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/15/peran-bioteknologi-pangan-pada-proses-fermentasi-mikroorganisme-guna-memenuhi-gizi-seimbang-bagi-masyarakat/) Diakses Tanggal 22 Desember 2011.

Anonymous, 2011 Pemanfaatan Mikroba Dalam Dunia Industri Pangan (Online). (http://lordbroken.wordpress.com/2010/06/14/pembuatan-wine/) Diakses Tanggal 22 Desember 2011.

Anonymous, 2011 Pemanfaatan Mikroba Dalam Dunia Industri Pangan. (http://lordbroken.wordpress.com/2010/06/14/pembuatan-wine/) Diakse Tanggal 22 Desember 2011.

Anonymous, 2012. Cara Pembuatan Yogurt. (http://bisnisukm.com/cara-membuat-yogurt-yang-   

              benar.html) Diakses pada tanggal 3 Januari 2012

Anonymous, 2012. Cara Pembuatan Cuka. (http://id.shvoong.com/lifestyle/food-and-drink/2230864-  

                 cara-membuat-cuka/#ixzz1iPdimEMK) Diakses Pada Tanggal 3 Januari 2012

Anonymous, 2012. Peran Mikroorganisme Dalam Bidang Industri.

(http://mochammadiqbal.files.wordpress.com/2008/10/mikro-5.jpg) Diakses Pada Tanggal 3     Januari 2012

 

PEMANFAATAN MIKROORGANISME DALAM MENGENDALIKAN PENYAKIT PADA TUMBUHAN

PEMANFAATAN MIKROORGANISME DALAM MENGENDALIKAN PENYAKIT PADA TUMBUHAN

 

     Pengendalian hayati khususnya pada penyakit tumbuhan dengan menggunakan mikroorganisme telah dimulai sejak lebih dari 70 tahun yang lalu, tepatnya pada tahun 1920 sampai 1930 ketika pertama kali diperkenalkan antibiotik yang dihasilkan mikroorganisme tanah, tetapi beberapa percobaan belum berhasil sampai penelitian mengenai pengendalian hayati terhenti selama kurang lebih 20 tahun. Perhatian pakar penyakit tumbuhan terhadap metoda pengendalian hayati bangkit kembali ketika di Barkley pada tahun 1963 diadakan simposium internasional pengendalian hayati dengan tema “Ecology of Soilborne Plant Pathogen-Prelude to Biological Control”, Buku pertama tentang pengendalian hayati terbit pada tahun 1974 oleh Baker dan Cook dengan judul “Biological Control of Plant Pathogens”, satu panitia untuk pengendalian hayati pada American Phytopathological Society kemudian didirikan pada tahun 1976. Sekarang ini sudah menjadi satu pengetahuan bahwa pengendalian hayati akan memainkan peranan penting dalam pertanian pada masa akan datang. ini terutama disebabkan kekhawatiran terhadap bahaya penggunaan bahan kimia sebagai pestisida. Sejumlah mikroba telah dilaporkan dalam berbagai penelitian efektif sebagai agen pengendalian hayati hama dan penyakit tumbuhan diantaranya adalah dari genus-genus

  1. Agrobacterium, Kelompok bakteri dari Genus Agrobacterium dan Pseudomonas banyak dimanfaatkan sebagai agen pengendalian biologi.  Tidak semua spesies dari genus Agrobacterium merupakan bakteri patogen.  Banyak strain  yang diisolasi dari dalam tanah diketahui merupakan strain antagonis yang dapat menghambat pertumbuhan strain patogen. Kedua strain ini dapat diketahui apakah bersifat patogen atau antagonis dengan melakukan uji patogenisitas pada tanaman inang.  Di dalam tanah di sekeliling perakaran tanaman yang sakit, perbandingan kedua strain ini sangat tinggi tetapi pada perakaran tanaman yang sehat perbandinganya rendah sekali (Skinner cit. Hinggins, 1985). Bakteri Agrobacterium radiobacter strain K- 84 dapat menghasilkan senyawa antibiotik Agrosin 84 yang mampu menekan pertumbuhan bakteri patogen Agrobacterium tumefacient  penyebab penyakit Crown Gall pada tanaman persik dan mawar.   Strain  K–84 ini mengandung plasmid kecil yang menyandikan produksi agrosin dan plasmid besar  yang menyandikan penggunaan nonpalin yang merupakan asam amino tipe opin yang hanya terdapat dalam jaringan Crown Gall. Dari percobaan laboratorium didapatkan bahwa bakteri patogen yang resisten terhadap agrosin  ini dapat muncul karena adanya konjugasi antara strain–84 dan strain patogen. Selama konjugasi, kedua plasmid dari strain–84  berpindah secara bebas, sedangkan plasmid Ti  pada patogen, pada sel penerima dapat muncul atau tidak.
  2. Ampelomyces, untuk mengendalikan embun tepung pada berbagai buah-buahan dan sayuran dan sangat baik digunakan dalam program pengendalian penyakit secara terpadu.
  3. Arthrobotrys, Jamur Arthrobotrys sp untuk mengendalikan Nematoda akar kopi
  4. Bacillus thuringiensis, digunakan sebagai pengendali hama karena sifatnya yang spesifik terhadap hama dan tidak berbahaya bagi manusia, ikan, burung, anijng, babi, tikus, dll atau hama-hama tanaman lainnya, juga tidak bersifat karsinogenik. Kemampuannya sebagai pengendali hama disebabkan oleh kristal protein yang diproduksinya.
  5. Fusarium Oxysporum, merupakan salah satu strain hasil mutasi alamiah dari fusarim yang digunakan untuk mengendalikan penyakit karena fusarium.
  6. Gliocladium sp, Gliocladium Catenulatum, digunakan sebagai fungisida untuk mengendalikan penyakit pada daun untuk perlindungan pasca panen. G. Virens dimanfaatkan untuk mengendalikan jamur patogen di dalam tanah.
  7. Sphaerellopsis, Untuk mengendalikan penyakit karat pada beberapa tanaman dan beberapa orang lainnya.
  8. Trichoderma, Jamur Trichoderma harzianum dapat mengendalikan penyakit layu semai pada kacang buncis dan kol pada kondisi rumah kaca, tetapi hasilnya belum mantap untuk skala lapangan. Jamur Trichoderma hamatum dilaporkan juga dapat menghambat serangan jamur Rhizoctonia solani dan Phytium sp yang menyerang persemaian tanaman kapri dan lobak.
  9. Verticillium sp, untuk mengendalikan penyakit bercak daun ( Hemiliea vastratrix ) pada tanaman kopi dan cacar daun teh ( Exobasidium vexans).
  10. Dactylella, dapat mengendalikan nematoda parasit pada tanaman
  11. Endothia, untuk mengendalikan penyakit karat pada tanaman kacang
  12. Erwinia, dapat mengendalikan penyakit busuk pada tanaman, misalnya tanaman hias

Tabel : Beberapa contoh agen hayati yang dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan penyakit tanaman

Agen hayati

Kelompok bakteri

Patogen sasaran

Penyakit inang

Agrobacterium Radiobacter

Agrobacterium tumefaciens

 

Bacillus subtilis

Rizoctonia solani, Phytium .sp, Fusarium spp

Crown gall/Rose, Apel dan Pear

Pseudomonas cepacia

Fusarium spp, R.. solani

Rebah semai/Padi, Kapas dan Legum

P. fluorescens

F. oxysporum

Rebah semai/Kapas Jagung dan sayuran

Ralstonia solanacearum (strain avirulen)

Ralstonia solanacearum strain virulen

Layu dan rebah semai/sayuran

Phytium oligandrum

Fusarium, spp; Phytium spp, R. solani

Layu/ Tomat, kentang

Kelompok jamur

Fusarium, spp; Phytium spp, R. solani

Busuk akar/rebah semai, layu/sayuran

Trichoderma viridae

Heterobasidon annosum

Busuk akar/ layu/sayuran

Trichoderma harzianum

F. oxysporum f.sp. batatas

Busuk batang dan akar cemara

Peniophora gigentea

P. ultimum, R. solani

Layu fusarium/ubi jalar

F. oxysporum (non patogen)

P. ultimum

Rebah semai/sayuran

Gliocladium virens

 

Rebah semai/bet gula

         Pertanian modern di seluruh dunia saat ini dibebani oleh berbagai tuntutan mendesak untuk mengatasi berbagai kemelut dunia, selain pertanian modern harus memenuhi kebutuhan pangan penduduk seluruh dunia, sektor ini harus pula memenuhi tuntutan ekonomi sebagai penghasil devisa. Karena itu berbagai kebijakan dibidang pertanian di negara manapun selalu terkait erat dengan berbagai kebijakan di bidang politik sesuatu negara, atau hubungannya dengan dunia intemasional. Sebagai usaha untuk mengatasi tuntutan di atas telah menjadi satu keharusan bahwa usaha pertanian harus memproduksi berbagai jenis hasilnya dalam jumlah yang banyak yang melebihi kebutuhan dalam negeri sehingga dengan demikian dapat berperan sebagai penghasil devisa untuk pembangunan ekonomi dan politik negara. Karena itu pertanian modern selalu dicirikan dengan penggunaan energi berupa pupuk dan pestisida.

Tidak dapat disangkal lagi bahwa konsep penggunaan pupuk dan pestisida yang telah diterapkan di pertanian modern telah menimbulkan berbagai efek disamping seperti pencemaran lingkungan di pabrik-pabrik penghasil pupuk dan pestisida maupun dilahan-lahan pertanian yang menggunakan bahan kimia ini, biaya produksi yang semakin tinggi akibat mahalnya harga yang harus ditebus petani untuk setiap kebutuhan pupuk dan pestisida persatuan luas atau persatuan produksi dan kelergatungan negara, pengguna kepada negara penghasil pupuk dan pestisida. Sehingga pertanian modern sekarang dapat dicirikan sebagai usaha biaya tinggi. Sebuah cita-cita yang menelan dirinya sendiri.

         Masalah penggunaan pestisida tidak terbatas pada yang telah disebut di atas, pestisida telah pula menyebabkan timbulnya strain hama dan penyakit tumbuhan yang resisten terhadap bahan beracun ini, sehingga setiap kali usaha pengendalian terhadap organisme pengganggu ini menemui kegagalannya dan setiap kali itu pula mesti dihasilkan bahan kimia baru yang memerlukan biaya penelitian yang sangat mahal baik secara ekonomi maupun biaya pencemaran terhadap lingkungan yang tidak dapat dihitung secara pasti. Masalah-masalah di atas dan masalah-masalah lain yang telah ditimbulkan pertanian modern yang telah memasukkan energi tinggi kesetiap satuan luas lahan telah mendorong pertanian modern untuk menggali berbagai potensi alam terutama terhadap mikroba dan serangga berguna bagi meningkatkan hasil pertanian. Berbagai penelitian telah membuktikan bahwa banyak jenis mikroba sangat potensial sebagai pengganti pupuk kimia dan pestisida yang dapat diaplikasikan kelapangan dalam skala luas (Whitehead, A. G. 1998).

Habitat Mikroba berguna dalam PHT

     Iklim wilayah Indonesia yang tidak banyak berbeda sepanjang tahun menjadikan negara kita satu diantara negara yang menyimpan keragaman hayati yang sangat berharga dan perlu dikelola secara benar den efektif. Sayangnya kesadaran akan hal ini justru muncul dari banyak pakar keragaman hayati luar negri yang begitu prihatin terhadap pengelolaan keragaman hayati di Indonesia. Salah satu yang perlu menjadi perhatian kita adalah Mikroorganisme berguna yang akan kita manfaatkan secara maksimal didalam sistem PHT.

            Secara keseluruhan habitat hidup mikroorganisme yang banyak berperan di dalam pengendalian hayati adalah di dalam tanah disekitar akar tumbuhan (rizosfir) atau di atas daun, balang, bunge, dan buah (fillosfir). Mikroorganisme yang bisa hidup pada daerah rizosfir sangat sesuai digunakan sebagai agen pengendalian hayati ini mengingat bahwa rizosfir adalah daerah yang utama dimana akar tumbuhan terbuka terhadap serangan patogen. Jika terdapat mikroorganisme antagonis padd deerah ini patogen akan berhadapan selama menyebar dan menginfeksi akar. Keadaan ini disebut hambatan alamiah mikroba dan jarang dijumpai, rnikroba antagonis ini sangat potensial dikembangkan sebagai agen pengendalian hayati (Weller 1988).

    Dalam pertanian organik yang tidak menggunakan bahan-bahan kimia berbahaya melainkan dengan bahan-bahan yang ramah lingkungan biasanya dilakukan secara terpadu sejak awal pertanaman untuk menghindari serangan hama dan penyakit tersebut yang dikenal dengan PHT (Pengendalian Hama Terpadu) yang komponennya adalah sbb:

1.Mengusahakan pertumbuhan tanaman yang sehat yaitu memilih bibit unggul yang sehat bebas dari hama dan penyakit serta tahan terhadap serangan hama dari sejak awal pertanaman

2.  Memanfaatkan semaksimal mungkin musuh-musuh alami

3.  Menggunakan varietas-varietas unggul yang tahan terhadap serangan hama dan penyakit.

4.   Menggunakan pengendalian fisik/mekanik yaitu dengan tenaga manusia.

5. Menggunakan teknik-teknik budidaya yang baik misalnya budidaya tumpang sari dengan pemilihan tanaman yang saling menunjang, serta rotasi tanaman pada setiap masa tanamnya untuk memutuskan siklus penyebaran hama dan penyakit potensial.

6. Penggunaan pestisida, insektisida, herbisida alami yang ramah lingkungan dan tidak menimbulkan residu toksik baik pada bahan tanaman yang dipanen ma maupun pada tanah. Disamping itu penggunaan bahan ini hanya dalam keadaan darurat berdasarkan aras kerusakan ekonomi yang
diperoleh dari hasil pengamatan.

Beberapa tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai pestisida nabati dan digunakan dalam pengendalian hama antara lain adalah:

a.  Tembakau (Nicotiana tabacum) yang mengandung nikotin untuk insektisida kontak sebagai fumigan atau racun perut. Aplikasi untuk serangga kecil misalnya Aphids.

b.Piretrum (Chrysanthemum cinerariaefolium) yang mengandung piretrin yang dapat digunakan sebagai insektisida sistemik yang menyerang urat syaraf pusat yang aplikasinya dengan semprotan. Aplikasi pada serangga seperti lalat rumah, nyamuk, kutu, hama gudang, dan lalat buah.

c.Tuba (Derris elliptica dan Derris malaccensis) yang mengandung rotenone untuk insektisida kontak yang diformulasikan dalam bentuk hembusan dan semprotan.

d.   Neem tree atau mimba (Azadirachta indica) yang mengandung azadirachtin yang bekerjanya cukup selektif. Aplikasi racun ini terutama pada serangga penghisap seperti wereng dan serangga pengunyah seperti hama penggulung daun (Cnaphalocrocis medinalis). Bahan ini juga efektif untuk menanggulangi serangan virus RSV, GSV dan Tungro.

e.Bengkuang (Pachyrrhizus erosus) yang bijinya mengandung rotenoid yaitu pakhirizida yang dapat digunakan sebagai insektisida dan larvasida.

f. Jeringau (Acorus calamus) yang rimpangnya mengandung komponen utama asaron dan biasanya digunakan untuk racun serangga dan pembasmi cendawan, serta hama gudang Callosobrocus.

Peranan Pseudomonads fluorescens dalam pengendalian biologi

         Bakteri dilaporkan bisa menekan pertumbuhan patogen dalam tanah secara alamiah, beberapa genus yang banyak mendapat perhatian yaitu Agrobacterium, Bacillus, dan Pseudomonas. Pseudomonas merupakan salah satu genus dari Famili Pseudomonadaceae. Bakteri ini berbentuk batang lurus atau lengkung, ukuran tiap sel bakteri 0.5-0.1 1µm x 1.5-4.0 µm, tidak membentuk spora dan bereaksi negatif terhadap pewarnaan Gram.

       Pseudomonas terbagi atas grup, diantaranya adalah sub-grup berpendarfluor (Fluorescent) yang dapat mengeluarkan pigmen phenazine (Brock & Madigan 1988). Kebolehan menghasilkan pigmen phenazine juga dijumpai pada kelompok tak berpendarfluor yang disebut sebagai spesies Pseudomonas multivorans. Sehubungan itu maka ada empat spesies dalam kelompok Fluorescent yaitu Pseudomonas aeruginosa, P. fluorescent, P. putida, dan P. multivorans (Stanier et al 1965). Pseudomonas sp. telah diteliti sebagai agen pengendalian hayati penyakit tumbuhan (Hebbar et al. 1992; Weller 1983).

         Diseluruh dunia perhatian kepada golongan bakteri Pseudomonas sp. ini dimulai dari penelitian yang dilakukan di University of California, Barkeley pada tahun 70-an. Burr et al (1978) dan Kloepper et al (1980) mengatakan bahwa strain P.fluorescens dan P. putida yang diaplikasikan pada umbi kentang telah menggalakkan pertumbuhan umbi kentang. Schroroth dan Hancock (1982) mengatakan bahwa Pseudomonad pendarfluor meningkatkan hasil panen umbi kentang 5-33%, gula beet 4-8 ton/ha. dan menambah berat akar tumbuhan radish 60-144%. Strain ini dan strain-strain yang sama dengannya disebut sebagai rizobakteri perangsang per tumbuhan tanaman (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR). Sebutan sebagai rizobakteri pada bakteri Pseudomonas sp. sehubungan dengan kemampuannya mengkoloni disekitar akar dengan cepat (Schroroth & Hancock 1982).

       Kloepper dan Schroth (1978) mengatakan bahwa kemampuan PGPR sebagai agen pengendalian hayati adalah karena kemampuannya bersaing untuk mendapatkan zat makanan, atau karena hasil-hasil metabolit seperti siderofor, hidrogen sianida, antibiotik, atau enzim ekstraselluler yang bersifat antagonis melawan patogen (Kloepper & Schroth. 1978; Thomashow & Weller 1988; Weller 1988). Wei et al. (1991) mengatakan bahwa perlakuan benih timun menggunakan strain PGPR menyebabkan ketahanan sistemik terhadap penyakit antraknosa yang disebabkan Colletotrichum arbiculare. Alstrorn (1991) menyebutkan aplikasi P.fluorescens strain S97 pada benih kacang telah menimbulkan ketahanan terhadap serangan penyakit hawar disebabkan P. syringe pv. phaseolicola. Maurhofer et al. (1994) mengatakan P. fluorescens strain CHAO menyebabkan ketahanan pada tumbuhan tembakau terhadap serangan virus nekrotik tembakau.

        Baru-baru ini telah dibutikan bahwa Pseudomonas sp. dapat menstimulir timbulnya ketahanan tanaman terhadap infeksi jamur patogen akar, bakteri dan virus (Van Peer et al 1991; Wei et al. 1994; Zhou et al. 1992; Alstrom 1991).Voisard et al (1989) mendapati bahwa sianida yang dihasilkan P. fluorescens stroin CHAO merangsang pembentukan akar rambut pada tumbuhan tembakau dan menekan pertumbuhan Thielaviopsis basicola penyebab penyakit busuk akar, diduga bahwa sianida mungkin penyebab timbulnya ketahanan sistemik (ISR). Maurhofer et al (1994) mengatakan bahwa siderofor pyoverdine dari P. fluorescens strain CHAO adalah sebab timbulnya ketahanan sistemik pada tumbuhan tembakau terhadap infeksi virus nekrosis tembakau.

     Perlakuan bakteri pada benih tumbuhan lobak dan umbi kentang menggunakan P. fluorescens strain WCS374 menunjukkan pengaruh pertumbuhan yang nyata (Geels & Schippers 1983). Sedangkan P. putida strain WCS374 telah meningkatkan pertumbuhan akar dan produksi umbi kentang (Baker et al 1987; Geels & Schippers 1983). Leemon et al. (1995) mengatakan bahwa siderofor dari P. fluoresces WCS374 dapat berperan sebagai perangsang pertumbuhan tumbuhan dan menekan pertumbuhan F. oxysporon f sp. raphani penyebab penyakit layu Fusarium pada tumbuhan lobak. Hambatan terhadap penyakit layu Fusarium pada tumbuhan carnationdiduga disebabkan persaingan terhadap unsur besi (Duijff 1993).

        Wei et al. (1991) mengatakan bahwa ketahanan sistemik akan terjadi pada timun terhadap infeksi Colletotrichum orbiculare setelah inokulasi benih timun dengan strain PGPR. Alstrom (1991) mengatakan bahwa perlakuan benih kacang dengan P. fluorescens strain S97 menyebabkan ketahanan sistemik terhadap infeksi Pseudomonas syringae pv. phaseolicola. Zhou et al. (1992) dan Zhou dan Paulitz (1994) mengntakan bahwa strain Pseudomonas sp. menyebabkan ketahanan sistemik tumbuhan timun terhadap Pythium aphanidetmatum. Contoh-contoh PGPR yang mampu berperan sebagai agen penyebab ketahanan sistemik tersebut di atas adalah karena perlakuan akar, tanah, atau biji dengan rizobakteri.

      Mekanisme kerja dari agen pengendalian hayati umumnya digolongkan sebagai persaingan zat makanan, parasitisme, dan antibiosis (Fravel 1988; Weller 1988). Peranan antibiotik dalam pengendalian hayati telah dikaji oleh Siminoff dan Gottlieb (1951). Penelitian mereka menunjukkan bahwa kemampuan Streptomyces griseuspengeluar antibiotik streptomisin dan strain mutasi yang tidak menghasilkan antibiotik dalam menekan pertumbuhan Bacillus subtilis temyata tidak berbeda tingkat antagonisnya, penelitian ini telah membuat Siminoff dan Gottlieb (1951) berkesimpulan bahwa antibiotik bukan satu-satunya penyebab timbulnya antagonis.

        Kemajuan dalam rekayasa genetik telah membolehkan penelitian terhadap mutan dijalankan dengan lebih akurat dan terperinci sehingga banyak hipotesis tentang antibiotik telah dibuktikan, misalnya Pseudomonas fluorescens adalah agen pengendalian hayati penyakit take-all pada gandum yang disebabkan Gaeumannomyces graminis var. tritici. Bakteri ini terbukti menghasilkan antibiotik phenazin yang menekan pertumbuhan G. graminis dalam pengendalian hayati (Thornashow & Weller 1987; Thomashow et al. 1986; Weller et al. 1985).

Bakteri sebagai Agen penghasil Antibiotik

Antibiotik umumnya adalah senyawa organik dengan berat molekul rendah yang dikeluarkan oleh mikroorganisrne. Pada kadar rendah, antibiotik dapat merusak pertumbuhan atau aktivitas metabolit mikroorganisme lain (Fravel 1988). Rose (1979) mengatakan bahwa pada tahun 1979 diperkirakan telah dikenal 3000 jenis antibiotik dengan penambahan 50-100 jenis antibiotik baru setiap tahunnya.

        Hubungan antara akitivitas pengendalian hayati antibiotik secara in vivo dengan aktifitas secara in vitro. Keluaran antibiotik chetomin secara in vitro oleh Chaetomium globosum berkorelasi positif dengan antagonisnya terhadap Venturia inequalis pada bibit pohon apel (Cullen & Andrews 1984). Hal yang sama adalah adanya zona hambatan Agrobacterium radiobacter terhadap A. tumefaciens secara in vitro dan kemampuannya sebagai agen pengendalian hayati di lapang pada tanaman persik. Satu penelitian yang dilakukan oleh Broadbent et al. (1971) telah rnenguji secara in vitro 3500 mikroorganisme sebagai agen antagonis, dari penelitian ini diperkirakan 40% mikroorganisme menekan pertumbuhan satu atau lebih patogen dan 4% diantaranya berpotensi sebagai agen pengendalian hayati di tanah.

        Broadbent et al (1971) berkesimpulan bahwa organisme yang menekan pertumbuhan secara in vitro juga akan menekan pertumbuhan patogen di tanah, mikroorganisme yang tidak menekan pertumbuhan secara in vitro juga tidak menekan pertumbuhan dalam tanah. Namun perlu diketahui bahwa pengeluaran antibiotik sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan nutrisi mikroorganisme. Filtrasi medium pembiakan bebas sel atau ekstrak dari filtrasi telah diuji kemungkinan peranannya sebagai antibiosis dalam pengendalian hayati. Filtrasi bebas sel T. flavus efektif terhadap mikrosklerotium V. dahliae pada tanah steril (Fravel et al 1987). Filtrasi dari medium pertumbuhan mutan T. harzianum menekan pertumbuhan patogen busuk basah S. cepivorum (Papavizas et al. 1982). Manakala filtrasi steril dari kultur Bacillus subtilis diaplikasikan tiga kali seminggu mengendalikan penyakit karat pada tanaman kacang dilapangan nyata lebih baik dari fungisida mancozeb dengan aplikasi satu kali seminggu (Baker et al. 1985).

      Baru-baru ini satu penelitian tentang peranan antibiotik di dalam tanah menunjukkan bahwa kebanyakan hasil metabolit seperti antibiotik terikat pada tanah liat dan bahan organik tanah, atau terurai dengan cepat oleh mikroflora. Kebanyakan antibiotik tidak dapat terlepas dari tanah liat (Pinck et.al.1962). Howell dan Stipanovic (1979) telah mengidentifikasi antibiotik pyrrolnitrin dari kultur P. fluorescens. Pada penetiannya, antibiotik ini sangat efektif menekan pertumbuhan Rhizoctonia solani, patogen penyebab penyakit rebah kecambah pada anak tanaman kapas. Antibiotik ini juga menekan pertumbuhan jamur lain yang berinteraksi dengan penyakit rebah kecambah diantaranya Thielaviopsis basicola, Alternaria sp., Vertiicillium dahliae, dan beberapa jenis Fusarium, bagaimanapun dikatakan bahwa antibiotik ini tidak berpengaruh terhadap Pythium ultimum. Selanjutnya Howell dan Stipanovic (1979) mengatakan bahwa perlakuan bakteri P. fluorescens pada tanah yang terkontaminasi R. solani telah menambah ketahanan anak tanaman kapas terhadap patogen tersebut 30-79 persen, sedangkan perlakuan antibiotik pyrrolnitrin menambah ketahanan 13-70 persen. Ini berarti bakteri P. fluorescens berpotensi sebagai agen pengendalian hayati penyakit tumbuhan.

         Howell dan Stipanovic (1980) telah mengidentifikasi P. fluorecens strain Pf-5 yang antagonis terhadap Pythium ultimum. Dari kultur P. fluorescens Pf-5 diisolasi antibiotik pyolutcorin (4,5-dichloro-1 H-pyrrol-2-yl-2,6-dihydrokxy-phenyl ketone). Antibiotik ini menekan pertumbuhan P. ultimum tapi tidak berpengaruh terhadap R. solani. Perlakuan benih kapas langsung dengan kultur bakteri P. fluorerscens Pf-5 telah menambah ketahanan benih terhadap serangan P.ultimum 28-71 persen, sedangkan perlakuan benih dengan antibiotik pyoluteorin meningkatkan ketahanan benih 33-65 persen. Kedua percobaan di atas menunjukkan bahwa penggunaan langsung kultur bakteri P. fluorescen lebih efektif mengendalikan penyakit dibandingkan penggunaan antibiotiknya.

Bakteri sebagai Agen penghasil Siderofor

         Siderofor adalah senyawa organik selain antibiotik yang dapat berperan dalam pengendalian hayati penyakit tumbuhan. Siderofor diproduksi secara ekstrasel, senyawa dengan berat molekul rendah dengan affinitas yang sangat kuat terhadap besi (III). Kemampuan siderofor mengikat besi (III) merupakan pesaing terhadap mikroorganisme lain, banyak bukti-bukti yang menyatakan bahwa siderofor berperan aktif dalam menekan pertumbuhan mikroorganisme patogen (Fravel 1988).

         Selain peranannya sebagai agen pengangkutan besi (III), siderofor juga aktif sebagai faktor pertumbuhan, dan beberapa diantaranya berpotensi sebagai antibiotik (Neilands 1981). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa siderofor berpendarfluor kuning-kehijauan yang dihasilkan oleh Pseudomonad pendarfluor disebut sebagai pseudobactin bermanfaat untuk pertumbuhan tanaman (Neilands & Leong 1986; Leong 1986). Pigmen pendarfluor hijau-kekuningan larut dalam air, dikeluarkan oleh kebanyakan spesies Pseudomonas. Diantara spesies yang banyak diteliti sehubungan dengan pigmen ini adalah P. airuginosa, P. ovalis, P. mildenbergil, P. reptilivora, P. geniculata, P. calciprecipitans. Pengenalan terhadap pigmen ini tidak susah, terutama jika bakteri dikulturkan pada medium King’s B (KB). Ciri-ciri sebagai pengeluar pigmen ini masih digunakan sebagai penanda taksonomi untuk identifikasi bakteri ini yang disebut sebagai bakteri Pseudomonas pendarfluor (Meyer et al. 1987).

      Menurut Neilands dan Leong (1986) mungkin semua Pseudomonad pendarfluor dapat menghasilkan siderofor sejenis pseudobaktin yang masing-masing berbeda dalam hal jumlah dan susunan asam amino dalam rantai peptide. Pseudomonad pendarfluor banyak diteliti sehubungan dengan kemampuan bakteri ini sebagai perangsang pertumbuhan (Plant Growth Promoting Rhizobacteria=PGPR) dan menekan serangan penyakitM yang disebabkan Fusarium oxysporum dan penyakit akar yang disebabkan Gaeumannomyces graminis. Mekanisme kerja PGPR diketahui sebagai senyawa yang berfungsi sebagai pemasok zat makanan, bersifat antibiosis, atau sebagai hormon pertumbuhan, atau penggabungan dari berbagai cara tersebut. Pseudomonad pendarfluor yang diisolasi dari tanah yang secara alami menekan pertumbuhan Fusarium juga menekan pertumbuhan Gaeumannomyces graminis var. tritici penyebab penyakit take-all (Wong & Baker 1984), penelitiannya membuktikan bahwa tidak hubungan antara hambatan antibiosis yang dihasilkan bakteri secara in vitro di atas agar dan hambatannya terhadap penyakit pada tanaman di dalam polibag.

          Menurut Wong dan Baker (1984) hasil ini menunjukkan bahwa mekanisme pengendalian patogen karena persaingan zat besi. Menurut Neilands dan Leong (1986) jamur-jamur patogen tidak menunjukkan kemampuan menghasilkan siderofor jenis yang sama dengan yang dihasilkan bakteri  Pseudomonas sp. sehingga jamur patogen mengalami defisit unsur besi menyebabkan pertumbuhan patogen menjadi terhambat.

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.

Peran mikroorganisme dalam kehidupan

          Adapun peranan mikroorganisme dalam kehidupan yaitu 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 perngolahan 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 (Semangun, H. 2001). Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan.

Peranan yang Merugikan

1.      Penyebab penyakit, baik pada manusia, hewan maupun tumbuhan

Misalnya: Strptococcus pneumoniae. penyebab pneumonia dan Corynebacterium diphtheriae penyebab dipteri.

2.      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, mikroorganisme yang menghasilkan enzim proteolitik mampu merombak protein-protein. Pada proses pembusukan sayur dan buah, mikroorganisme pektinolitik mampu merombak bahan-bahan yang mengandung pektin yang terdapat pada dinding sel tumbuhan (Tarigan, 1988). Mikroorganisme seperti bakteri, khamir (yeast) dan kapang (mould) dapat menyebabkan perubahan yang 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.

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 mikroorganisme yang patogen 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, seperti bidang pertanian, kesehatan, dan lingkungan. Beberapa manfaat yang dapat diambil antara 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.

Kajian religi:

Surat Al.Furqaan: 2

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

Ayat 2 menerangkan wujud kekuasaan Allah di langit dan di bumi. Dalam mengatur alam ini, Allah tidak memerlukan bantuan dari siapa pun. Sebab itulah ayat ini menegaskan bahwa Allah tidak mempunyai anak dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam mengatur kerajaan langit dan bumi. Bahkan, segala sesuatu yang ada di alam semesta ini telah ditetapkan sistem dan hukumnya secara rapi, indah, dan harmonis. Maksudnya, Allah telah menetapkan pola atau ukuran bagi setiap makhluk-Nya. Dan semuanya berjalan menurut kapasitas dan ukurannya masing-masing sehingga tidak terjadi benturan antara satu dengan yang lain. Maka, dalam kehidupan kita dapat merasakan perjalanan waktu dan musim berjalan secara sistematis; demikian juga bulan, matahari, dan bintang gemintang senantiasa mengikuti sunnatullah dengan penuh ketaatan. Semua sistem kehidupan di alam ini berjalan di bawah pengawasan Allah. Ayat ini menyadarkan orang-orang kafir bahwa jika ada tuhan selain Allah, maka akan terjadi disharmonis atau ketidakteraturan dalam sistem kehidupan di alam ini. Karena, kalau tuhan lebih dari satu, maka akan terjadi perbedaan pandangan dan kepentingan dan akan berbeda pula kebijakannya. Maka, dalam surah al-Anbiya’ ayat 22 secara tegas Allah menyatakan: “Sandainya di langit dan di bumi ada tuhan-tuhan selain Allah, maka akan rusak semuanya …”  Sebab itulah turunnya al-Qur’an, antara lain, untuk menjelaskan kepada manusia bahwa Allah itu Esa, tidak ada sekutu bagi-Nya.

Maksudnya: segala sesuatu yang dijadikan Tuhan diberi-Nya perlengkapan-perlengkapan danpersiapan-persiapan, sesuai dengan naluri, sifat-sifat dan funfsinya masing-masing dalam hidup.

 

Surat An-Nur 45:

Artinya: Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, maka sebagian dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan apa yang dikehendaki-Nya, sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu.

 

Surat An-Nahl 12:

Artinya : Dan Dia menundukkan malam dan siang, matahari dan bulan untukmu. Dan bintang-bintang itu ditundukkan (untukmu) dengan perintah-Nya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar ada tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang memahami (nya).

           Allah telah menciptakan berbagai macam makhluk hidup di bumi ini mulai dari yang bisa dilihat dengan mata sampai yang kasat mata. Itu merupakan tanda-tanda kekuasaan Allah. Misalnya saja bakteri Bacillus thuringiensis yang merupakan makhluk hidup mikroskopis yang diciptakan oleh Allah yang tidak hanya memberikan dampak negative yaitu menghasilkan racun bagi serangga tetapi juga memberikan dampak positif yaitu kita dapat mempelajarinya dalam rekayasa genetika.

Surat Al-Baqaroh 164:

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

Kandungan yang terdapat diatas menjelaskan bahwa bahwa semua jenis bakteri yang berasal darimikrobiologi pertanian itu semua adalah ciptaan Allah Maha Kuasa. Dan juga dari penggalan bukti ayat-ayat Al-quran tersebut telah jelas bahwa kita sebagai orang yang beriman, yang yakin akan adanyasang Khalik harus percaya bahwa seluruh makhluk baik di langit dan di bumi, baik berukuran besarmaupun kecil, bahkan sampai mikroorganisme (jasad renik) yang tidak dapat terlihat dengan matatelanjang adalah makhluk ciptaan Allah SWT, sehingga dengan mengetahui dengan adanyamikrobiologi lingkungan, pertanian maupun peternakan. Secara tidak langsung pengetahuan tentangaqidah kitapun semakin bertambah. Sesungguhnya manusia hanyalah sedikit pengetahuannya, jikadibandingkan dengan ilmu Allah SWT yang maha luas dan tak terbatas.

 

Surat Az-Zumar 21:

Artinya : Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah menurunkan air dari langit, maka diaturnya menjadi sumber-sumber air di bumi kemudian ditumbuhkan-Nya dengan air itu tanam-tanaman yang bermacam-macam warnanya, lalu menjadi kering lalu kamu melihatnya kekuning-kuningan, kemudian dijadikan-Nya hancur berderai-derai. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi orang-orang yang mempunyai akal.

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT telah menciptakan sesuatu yang ia inginkan dan apapun yang ia kehendaki atas makhluk – makhluk yang ia ciptakan ia dapat menjadikannya bermakna dari masing masing penciptaannya. Dalam proses penyuburan tanah ini terjadilah makhluk mikroorganisme atau bakteri yang tidak kasat mata mampu mengubah hal yang tak bermanfaat menjadi bermanfaat, yang mana tanah sangat penting bagi kehidupan manusia, dalam bidang pertanian tanah berperan sebagai lahan perkebunan, peternakan, perikanan, hortikultural.

 

Surat Thaahaa 6 :

Artinya : Kepunyaan-Nya-lah semua yang ada di langit, semua yang di bumi, semua yang di antara keduanya dan semua yang di bawah tanah

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT menciptakan makhluk hidup bermacam-macam. Ada yang bisa dilihat dengan mata telanjang dan ada pula yang hanya bisa dilihat dengan alat bantu misalnya saja dengan mikroskop. Salah satu contoh makhluk mikroskopis itu adalah mikroorganisme. Allah menciptakan makhluk hidup tidak hanya merugikan tetapi juga menguntungkan. Contohnya mikroorganisme yang dapat menyuburkan tanah. Itu semua merupakan tanda-tanda kekuasaan Allah. Kita sebagai manusia wajib bersyukur atas semua yang telah diberikan kepada kita dan kita diberikan ilmu untuk mempelajari semua yang ada di bumi ini sehingga kita dapat menemukan penemuan-penemuan baru yang kelak akan berguna untuk masa depan.

 

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.

Bidang lingkungan

       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.

 

 KESIMPULAN

 

          Pertanian modern sebagaimana yang telah disaksikan hari ini ternyata gagal dalam memenuhi harapannya sendiri terbukti dengan timbulnya berbagai kerusakan alam yang terjadi akibat budidaya pertanian hal ini tentu terasa sangat ironis karena seharusnya pertanian adalah satu-satunya usaha manusia yang paling akrab dengan alam justru telah mencemari alam tempatnya berpijak dengan menumpahkan berbagai bentuk bahan kimia sintetik berupa pupuk dan pestisida. Aktibat penggunaan pupuk dan pestidia secara berlebihan ini telah merusak keseimbangan hayati terbukti dengan munculnya resurjensi hama dan patogen dan meningkatnya serangan hama dan patogen sekunder dan menurunnya populasi serangga dan mikroorganisme antagonis yang berperan sebagai agensia pengendalian hayati. Dengan kesadaran baru dibidang pertanian yaitu dengan penerapan sistem pengendalian hama terpadu (PHI) dengan cara memaksimalkan penerapan berbagai metode pengendalian hama secara komprihensif dan mengurangi penggunaan pestisida.

           Salah satu komponen PHI teresebut adalah pengendalian hayati dengan memanfaatkan bakteri antagonis. Berbagai penelitian tentang bakteri antagonis terbukti bahwa beberapa jenis bakteri potensial digunakan sebagai agensia hayati.

      Bakteri-bakteri antagonis ini diantaranya selain dapat menghasilkan antibiotik dan siderofor jugn bisa berperan sebagai kompetitor terhadap unsur hara bagi patogen tanaman, Pemanfaatan bakteri-bakteri antagonis ini dimasa depan akan menjadi salah satu pilihan bijak dalam usaha meningkatkan produksi pertanian sekaligus menjaga kelestarian hayati untuk menunjang budidaya pertanian berkelanjutan.

 

DAFTAR RUJUKAN

 

  • Baker, C.J., Stavely, J.R., & Mock. N. 1985.  Biocontrol of bean rust by Bacillus subtilis under

field conditions. Plant Disease.

  • Budiyanto Mak, 2008. Hand Out dan Klasifikasi Mikroba. Malang : Universitas

Muhammadiyah Malang

  • Brock. T.D. & Madigan, M.T. 1988.  Biology of microorganism. Prentice-Hall International

Edition.

  • Dwijoseputro, 1990. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta : Djambatan
  • Fravel D.R, Kim, K.K. & Papavizas, G.C. 1987. Viability of microsclerotia of Verticillium

dahliae reduced by a metabolite produced by Talaromyces flavus. Phytopathology.

2011. Malang

  • Hebbar, K.P., Atkinson, D., Tucker, W. & Dart. P.J. 1992. Suppression of Fusarium

monilifonne by maize root-associated Pseudomonas cepacia. Soil Biol Biochem.

  • Howell. C.R. & Stipnnovic, R.D. 1980. Supression of Pyhillm ultimum induced dumping off of

cotton seedling by Pseudomonas fluorescens and its antibiotic, Pyoluteorin.

Phytopathology.

  • Kloepper, J.W., & Schroth, M.N. 1978. Plant growth-promoting rhizobacteria on radish. 879-

882. Dlm. Proc. 4th into Conf. Plant Pathogenic Bact. Gibert-Clarey,Tours, Franco.

  • Meyer, J.M., Halle, F., Hohnadel, D., Lemanceau, P. & Ratefiarivelo, H. 1987. Dlm.

Winkelmann, G., Helm, D., Neilands, J.B.  Iron transfort in microbes, plant and animal.

189-205. VCH. W einheim.

  • Neilands, J.B. & Leong, S.A. 1986. Siderophores in relation to plant growth and disease. Ann.

Rev. Plant. Physiol. 37: 187-208.

  • Papavizas, G.C., Lewis, J.A., & Abd-EI Moity. T .H. 1982. Evaluation of new biotypes of

Trichoderma harzianum for tolerance to benomyl and enhanced biocontrol capabilities.

Phytopathology. 72: 126-132.

  • Pink, L.A., Holton, W.F., & Allison, F.  1961. Antibiotikin soils: I.  Physiochemical studies of

antibiotics-clay complexes. Soil Sci.

  • Semangun, H. 2001. Pengantar Ilmu Hama dan penyakit Tumbuhan. Gadjah mada University

Press. Yogyakarta

  • Suriawira U, 1995. Pangantar Mokrobiologi Umum. Bandung : Angkasa
  • Wei, G., Kloepper, J.W., & Tuzun, S. 1991,  Induction of systemic resistance of cucuumber to

Colletotrichum orbiclilare by select strain of plant growth-promoting rhizobacteria.

Phytopathology.

  • Whitehead, A. G. 1998. Plant Nematode Control. CAB International. Cambridge

University Press. UK

  • Wong, P.T.W., & Baker, R. 1984. Suppression of wheat take-all and Ophiobolus patch by

fluorescent pseudomonads from a Fusarium-supressive soil. Soil , Biol. Bichem.

dengan-pestisida-organik.html

PATOGENISITAS MIKROORGANISME

Pada dasarnya dari seluruh mikroorganisme yang ada di alam, hanya sebagian kecil saja yang merupakan patogen. Patogen adalah organism atau mikroorganisme yang menyebabkan penyakit pada organism lain. Kemampuan pathogen untuk menyebabkan penyakit disebut dengan patogenisitas. Dan patogenesis disini adalah mekanisme infeksi dan mekanisme perkembangan penyakit. Infeksi adalah invasi inang oleh mikroba yang memperbanyak dan berasosiasi dengan jaringan inang. Infeksi berbeda dengan penyakit.

Kapasitas bakteri menyebabkan penyakit tergantung pada patogenitasnya. Dengan kriteria ini bakteri dikelompokkan menjadi tiga, yaitu agen penyebab bakteri, pathogen oportunistik, dan non pathogen. Agen penyebab penyakit adalah bakteri pathogen yang menyebabkan suatu penyakit ( Salmonella sp. ). Pathogen oportunistik adalah bakteri yang berkemampuan sebagai pathogen ketika mekanisme pertahanan inang diperlemah ( contoh E. coli ) menginfeksi saluran urin ketika sistem pertahanan inang dikompromikan ( diperlemah ). Non pathogen adalah bakteri yang tidak pernah menjadi pathogen. Namun bakteri non pathogen dapat menjadi pathogen karena kemampuan adaptasi terhadap efek mematikan terapi modern seperti kemoterapi, imunoterapi, dan mekanisme resistensi. Bakteri tanah Serratia marcescens  yang semula non pathogen, berubah menjadi pathogen yang menyebabkan pneumonia, infeksi saluran urin, dan bakteremia pada inang terkompromi. Pathogen oportunistik biasanya adalah flora normal ( manusia ) dan menyebabkan penyakit bila menyerang bagian yang tidak terlindungi, biasanya terjadi pada orang yang kondisinya tidak sehat. Pathogen virulen ( lebih berbahaya ), dapat menimbulkan penyakit pada tubuh kondisi sehat ataupun normal.

Sebagaimana kita ketahui sebelumnya mikroorganisme adalah organisme hidup yang berukuran mikroskopis sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Mikroorganisme dapat ditemukan disemua tempat yang memungkinkan terjadinya kehidupan, disegala lingkungan hidup manusia. Mereka ada di dalam tanah, di lingkungan akuatik, dan atmosfer ( udara ) serta makanan, dan karena beberapa hal mikroorganisme tersebut dapat masuk secara alami ke dalam tubuh manusia, tinggal menetap dalam tubuh manusia atau hanya bertempat tinggal sementara. Mikroorganisme ini dapat menguntungkan inangnya tetapi dalam kondisi tertentu dapat juga menimbulkan penyakit.

VIRULENSI MIKROORGANISME

Mikroorganisme pathogen memiliki faktor virulensi yang dapat meningkatkan patogenisitasnya dan memungkinkannya berkolonisasi atau menginvasi jaringan inang dan merusak fungsi normal tubuh. Virulensi menggambarkan kemampuan untuk menimbulkan penyakit. Virulensi merupakan ukuran patogenitas organisme. Tingkat virulensi berbanding lurus dengan kemampuan organisme menyebabkan penyakit. Tingkat virulensi dipengaruhi oleh jumlah bakteri, jalur masuk ketubuh inang, mekanisme pertahanan inang, dan factor virulensi bakteri. Secara eksperimental virulensi diukur dengan menentukan jumlah bakteri yang menyebabkan kematian, sakit atau lesi dalam waktu yang ditentukan setelah introduksi. Virulensi mikroorganisme atau potensi toksin mikroorganisme sering diekspresikan sebagai LD50 (Lethal dose50), yaitu dosis letal untuk 50% inang, dimana jumlah mikroorganisme pada suatu dosis dapat membunuh 50% hewan uji disebut ID50 ( Infectious dose 50 ), yaitu dosis infeksius bagi 50% inang.

Keberadaan mikroorganisme pathogen dalam tubuh adalah akibat dari berfungsinya faktor virulensi mikroorganisme, dosis ( jumlah ) mikroorganisme, dan faktor resistensi tubuh inang. Mikroorganisme pathogen memperoleh akses memasuki tubuh inang melalui perlekatan pada permukaan mukosa inang. Perlekatan ini terjadi antara molekul permukaan pathogen yang disebut adhesion atau ligan yang terikat secara spesifik pada permukaan reseptor komplementer pada sel inang. Adhesion berlokasi pada glikogaliks mikroorganisme atau pada struktur permukaan mikroorganisme yang lain seperti pada fimbria. Bahan glikogaliks yang membentuk kapsul mengelilingi dinding sel bakteri merupakan properti yang meningkatkan virulensi bakteri. Kandungan kimiawi pada kapsul mencegah proses fogositosis oleh sel inang. Virulensi mikroorganisme juga disebabkan oleh produksi enzim ekstraseluler (eksoenzim ).

JALAN MASUK MIKROORGANISME KE TUBUH INANG

Mikroorganisme patogen dapat memasuki tubuh inang melalui berbagai macam jalan, misalnya melalui membran mukosa, kulit ataupun rute parental. Banyak bakteri dan virus memiliki akses memasuki tubuh inang melalui membran mukosa saluran pernapasan, gastrointestinal, saluran genitourinari, konjungtiva, serta membran penting yang menutupi bola mata dan kelopak mata.

Saluran pernapasan

Saluran pernapasan merupakan jalan termudah bagi mikroorganisme infeksius. Mikroorganisme terhirup melalui hidung atau mulut dalam bentuk partikel debu. Penyakit yang muncul umumnya adalah pneumonia, campak, tuberculosis, dan cacar air.

Saluran pencernaan

            Mikroorganisme dapat memasuki saluran pencernaan melalui bahan makanan atau minuman dan melalui jari – jari tangan yang terkontaminasi mikroorganisme pathogen. Mayoritas mikroorganisme tersebut akan dihancurkan oleh asam klorida        ( HCL ) dan enzim – enzim di lambung, atau oleh empedu dan enzim di usus halus. Mikroorganisme yang bertahan dapat menimbukan penyakit. Misalnya, demam tifoid, disentri amoeba, hepatitis A, dan kolera. Patogen ini selanjutnya dikeluarkan malalui feses dan dapat ditransmisikan ke inang lainnya melalui air, makanan, atau jari – jari tangan yang terkontaminasi.

Kulit

            Kulit sangat penting sebagai pertahanan terhadap penyakit. Kulit yang tidak mengalami perlukaan tidak dapat dipenetrasi oleh mayoritas mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme memasuki tubuh melalui daerah terbuka pada kulit, folikel rambut, maupun kantung kelenjar keringat. Mikroorganisme lain memasuki tubuh inang pada saat berada di jaringan bawah kulit atau melalui penetrasi atau perlukaan membran mukosa. Rute ini disebut rute parenteral. Suntikan, gigitan, potongan, luka, atau pembedahan dapat membuka rute infeksi parenteral.

Rongga mulut

            Pada permukaan rongga mulut terdapat banyak koloni mikroorganisme. Salah satu penyakit yang umum pada rongga mulut akibat kolonisasi mikroorganisme adalah karies gigi. Karies gigi diawali akibat pertumbuhan Streptococcus mutans dan spesies Streptococcus lainnya pada permukaan gigi. Hasil fermentasi metabolisme, menghidrolisis sukrosa menjadi komponen monosakarida, fruktosa, dan glukosa. Enzim glukosiltransferasi selanjutnya merakit glukosa menjadi dekstran. Residu fruktosa adalah gula utama yang difermentasi menjadi asam laktat. Akumulasi bakteri dan dekstran menempel pada permukaan gigi dan membentuk plak gigi. Populasi bakteri plak didominasi oleh Streptococcus dan anggota Actinomyces. Karena plak sangat tidak permeable terhadap saliva, maka asam laktat yang diproduksi oleh bakteri tidak dilarutkan atau dinetralisasi dan secara perlahan akan melunakkan enamel gigi tepat plak tersebut melekat.

KERENTANAN INANG

            Kerentanan terhadap infeksi bakteri tergantung pada kondisi fisiologis dan imunologis inang dan virulensi bakteri. Pertahanan inang terhadap infeksi bakteri adalah mekanisme nonspesifik dan spesifik ( antibodi ). Mekanisme nonspesifik dilakukan oleh sel – sel neutrofil dan makrofag. Perkembangan imunitas spesifik seperti respons antibody memerlikan waktu beberapa minggu. Bakteri flora normal kulit dan permukaan mukosa juga memberi perlindungan terhadap kolonisasi bakteri pathogen. Pada individu sehat, bakteri flora normal yang menembus ke tubuh dapat dimusnahkan oleh mekanisme humoral dan seluler inang. Contoh terbaik tentang kerentanan adalah AIDS, dimana limfosit helper CD4+ secara progesif berkurang 1/10 oleh virus imunodefisiensi ( HIV ). Mekanisme resistensi dipengaruhi oleh umur, defiensi, dan genetik. Sistem pertahanan ( baik spesifik maupun nonspesifik ) orang lanjut usia berkurang. Sistem imun bayi belum berkembang, sehingga rentan terhadap infeksi bakteri patogen.

Beberapa individu memiliki kelaianan genetik dalam sistem pertahanan. Resistensi inang dapat terkompromi oleh trauma dan penyakit lain yang diderita. Individu menjadi rentan terhadap infeksi oleh berbagai bakteri jika kulit atau mukosa melonggar atau rusak ( terluka ). Abnormalitas fungsi silia sel pernapasan mempermudah infeksi Pseudomonas aeruginosa galur mukoid. Prosedur medis seperti kateterisasi dan intubasi trakeal menyebabkan bakteri normal flora dapat masuk ke dalam tubuh melalui plastic. Oleh karena itu, prosedur pergantian plastic kateter rutin dilakukan setiap beberapa jam ( 72 jam untuk kateter intravena ).

Banyak obat diproduksi dan dikembangkan untuk mengatasi infeksi bakteri. Agen antimikroba efektif melawan infeksi bakteri jika system imun dan fagosit inang turut bekerja. Namun terdapat efek samping penggunaan antibiotic, yaitu kemampuan difusi antibiotik ke organ nonsasaran ( dapat menggangu fungsi organ tersebut ), kemampuan bertahan bakteri terhadap dosis rendah ( meningkatkan resistensi ), dan kapasitas beberapa organisme resisten terhadap multi – antibiotik.

MEKANISME PATOGENISITAS

            Mikroorganisme yang secara tetap terdapat pada permukaan tubuh bersifat komensal. Permukaan pada bagian tubuh tertentu bergantung pada factor – factor bioklogis seperti suhu, kelembaban dan tidak adanya nutrisi tertentu serta zat-zat penghambat. Keberadaan flora tersebut tidak mutlak dibutuhkan untuk kehidupan karena hewan yang dibebaskan (steril) dari flora tersebut, tetap bias hidup. Flora yang hidup di bagian tubuh tertentu pada manusia mempunyai peran penting dalam mempertahankan kesehatan dan hidup secara normal. Beberapa anggota flora tetap di saluran pencernaan mensintesis vitamin K dan penyerapan berbagai zat makanan.

Flora yang menetap di selaput lendir ( mukosa ) dan kulit dapat mencegah kolonialisasi oleh bakteri pathogen dan mencegah penyakit akibat gangguan bakteri. Mekanisme gangguan ini tidak jelas. Mungkin melalui kompetisi pada reseptor atau temoat pengikatan pada sel penjamu, kompetisi untuk zat makanan, penghambat oleh produk metabolic atau racun, penghambat oleh zat antibiotik atau bakteriosin                 ( bacteriocins ). Supresi flora normal akan menimbulkan tempat kosong yang cenderung akan di tempati oleh mikroorganisme dari lingkungan atau tempat lain pada tubuh. Beberapa bakteri bersifat oportunis dan bisa menjadi patogen. Selain itu, diperkirakan bahwa stimulasi antigenic dilepaskan oleh flora adalah penting untuk perkembangan system kekebalan tubuh normal.

Sebaliknya, flora normal juga dapat menimbulkan penyakit pada kondisi tertentu. Berbagai organisme ini tidak bisa tembus ( non – invansive ) karena hambatan-hambatan yang diperankan oleh lingkungan. Jika hambatan dari lingkungan dihilangkan dan masuk kedalam aliran darah atau jaringan, organisme ini mungkin menjadi pathogen. Streptococcus viridians, bakteri yang tersering ditemukan di saluran nafas atas, bila masuk ke aliran darah setelah ekstraksi gigi atau tonsilektomi dapat sampai ke katup jantung yang abnormal dan mengakibatkan subacut bacterial endocarditis. Bacteroides  yang normal terdapat di kolon dapat menyebabkan peritonitis mengikuti suatu trauma spesies bacteroides  merupakan flora tetap yang paling sering dijumpai di usus besar dan tidak membahayakan pada tempat tersebut. Tetapi jika masuk kerongga peritonium atau jaringan panggul bersama dengan bakteri lain akibat trauma, mereka menyebabkan supurasi dan bakterimia. Terdapat banyak contoh tetapi yang penting adalah flora normal tidak berbahaya dan dapat bermanfaat bagi tubuh inang pada tempat yang seharusnya atau tidak ada kelainan yang menyertainnya. Mereka dapat menimbulkan penyakit jika barada pada lokasi yang asing dalam jumlah banyak dan jika terdapat factor-faktor predisposisi.

Contoh – contoh Bakteri patogen pada saluran pencernaan

Pada saluran pencernaan terdapat berbagai penyakit yang dapat terjadi. Salah satu penyebabnya adalah bakteri. Begitu banyak bakteri yang dapat menjangkit saluran pencernaan. Maka dari itu akan diperkenalkan bakteri-bakteri yang terdapat pada saluran pencernaan.

1. Escherichia coli

a. Ciri-ciri:

  • Berbentuk batang
  • Bakteri gram negatif
  • Tidak memiliki spora
  • Memiliki pili
  • Anaerobik fakultatif
  • Suhu optimum 370C
  • Flagella peritrikus
  • Dapat memfermentasi karbohidrat dan menghasilkan gas
  • Patogenik, menyebabkan infeksi saluran kemih

Gambar 1. Esherichia coli

b. Habitat

Habitat utama Escherichia coli adalah dalam saluran pencernaan manusia tepatnya di saluran gastrointestinal dan juga pada hewan berdarah hangat. Bakteri ini termasuk umumnya hidup pada rentang 20-40 derajat C, optimum pada 37 derajat. Total bakteri ini  sekitar 0,1% dari total bakteri dalam saluran usus dewasa.

c. Virulensi dan Infeksi

Penyebab diare dan Gastroenteritis (suatu peradangan pada saluran usus). Infeksi melalui konsumsi air atau makanan yang tidak bersih. Racunnya dapat menghancurkan sel-sel yang melapisi saluran pencernaan dan dapat memasuki aliran darah dan berpindah ke ginjal dan hati. Menyebabkan perdarahan pada usus, yang dapat mematikan anak-anak dan orang tua. E. coli dapat menyebar ke makanan melalui konsumsi  makanan dengan tangan kotor, khususnya setelah menggunakan kamar mandi. Solusi untuk penyebaran bakteri ini adalah mencuci tangan dengan sabun.

d. Patogenesis

Untuk Escherichia coli, penyakit yang sering ditimbulkan adalah diare. E. coli sendiri diklasifikasikan berdasarkan sifat virulensinya dan setiap grup klasifikasinya memiliki mekanisme penularan yang berbeda-beda.

a. E. Coli Enteropatogenik (EPEC)

            E. coli ini menyerang manusia khususnya pada bayi. EPEC melekatkan diri pada sel mukosa kecil. Faktor yang diperantarai oleh kromosom akan menimbulkan pelekatan yang kuat.  Pada usus halus, bakteri ini akan membentuk koloni dan menyerang pili sehingga penyerapannya terganggu. Akibatnya adalah adanya diare cair yang biasanya sembuh diri tetapi dapat juga menjadi kronik. EPEC sedikit fimbria, ST dan LT toksin, tetapi EPEC menggunakan adhesin yang dikenal sebagai intimin untuk mengikat inang sel usus. Sel EPEC invasive (jika memasuki sel inang) dan menyebabkan radang.

b. E. Coli Enterotoksigenik (ETEC)

Faktor kolonisasi ETEC yang spesifik untuk menimbulkan pelekatan ETEC pada sel epitel usus kecil. Lumen usus terengang oleh cairan dan mengakibatkan hipermortilitas serta diare, dan berlangsung selama beberapa hari. Beberapa strain ETEC menghasilkan eksotosin tidak tahan panas. Prokfilaksis antimikroba dapat efektif tetapi bisa menimbulkan peningkatan resistensi antibiotic pada bakteri, mungkin sebaiknya tidak dianjurkan secara umum. Ketika timbul diare, pemberian antibiotic dapat secara efektif mempersingkat lamanya penyakit. Diare tanpa disertai demam ini terjadi pada manusia, babi, domba, kambing, kuda, anjing, dan sapi. ETEC menggunakan fimbrial adhesi (penonjolan dari dinding sel bakteri) untuk mengikat sel – sel enterocit di usus halus. ETEC dapat memproduksi 2 proteinous enterotoksin: dua protein yang lebih besar, LT enterotoksin sama pada struktur dan fungsi toksin kolera hanya lebih kecil, ST enterotoksin menyebabkan akumulasi cGMP pada sel target dan elektrolit dan cairan sekresi berikutnya ke lumen usus. ETEC strains tidak invasive dan tidak tinggal pada lumen usus.

c. E. Coli Enterohemoragik (EHEC)

Menghasilkan verotoksin, dinamai sesuai efek sitotoksinya pada sel Vero, suatu sel hijau dari monyet hijau Afrika. Terdapat sedikitnya dua bentuk antigenic dari toksin. EHEC berhubungan dengan holitis hemoragik, bentuk diare yang berat dan dengan sindroma uremia hemolitik, suatu penyakit akibat gagal ginja akut, anemia hemolitik mikroangiopatik, dan trombositopenia. Banyak kasus EHEC dapat dicegah dengan memasak daging sampai matang. Diare ini ditemukan pada manusia, sapi, dan kambing.

  1. E. Coli Enteroinvansif (EIEC)

Menyebabkan penyakit yang sangat mirip dengan shigellosis. Memproduksi toksin Shiga, sehingga disebut juga Shiga-toxin producing strain(STEC). Toksin merusak sel endotel pembuluh darah, terjadi pendarahan yang kemudian masuk ke dalam usus. EIEC menimbulkan penyakit melaluii invasinya ke sel epitel mukosa usus.

e. E. Coli Enteroagregatif (EAEC)

Menyebabkan diare akut dan kronik pada masyarakat di Negara berkembang. Bakeri ini ditandai dengan pola khas pelekatannya pada sel manusia. EAEC menproduksi hemolisin dan ST enterotoksin yang sama dengan ETEC.

Gambar 2. Patogenesis Escherichia coli

e. Penularan

Penularan pada bakteri ini adalah dengan kontak dengan tinja yang terinfeksi secara langsung, seperti :

-          makanan dan minuman yang sudah terkontaminasi, baik yang sudah dicemari oleh serangga atau kontaminasi oleh tangan yang kotor

-          Tidak mencuci tangan dengna bersih setelah selesai buang air besar atau membersihkan tinja yang terinfeksi, sehingga kontaminasi perabotan dan alat-alat yang dipegang.

2.         Shigella sp.

a. Ciri-ciri:

  • Batang pendek
  • gram negatif
  • Tunggal
  • Tidak bergerak
  • Suhu optimum 370c
  • Tidak membentuk spora
  • Aerobik, anaerobik fakultatif
  • Patogenik, menyebabkan disentri
Organisme Produksi Pencairan Reduksi Produksi Fermentasi Karbohidrat
H2S Gelatin Nitrat Indol Glukosa Laktosa Sukrosa Manitol Dulsitol
Shigella dysentriae - - + - Asam - - - -
Shigella flexneri - - + + Asam - - Asam -
Shigella boydii - - + Variabel Asam - - Asam Variabel
Shigella sonnei - - + - Asam - Asam Asam -

            Tabel 1. Reaksi biokimiawi spesies-spesies Shigella

Secara morfologis tidak dapat dibedakan dari salmonella, tetapi dapat dibedakan berdasarkan reaksi-reaksi fermentasi dan uji serologis. Tidak seperti salmonella, shigella memfermentasikan berbagai karbohidrat, dengan pengecualian utama laktosa untuk menghasilkan asam tanpa gas. Shigella dysentriae merupakan penyebab penyakit yang paling parah karena menghasilkan eksotoksin yang mempunyai sifat neurotoksik dan enterotoksik. Jadi, anak-anak yang terjangkiti shigelosis dapat menderita kejang. Eksotoksin ini adalah protein terlarut yang tidak tahan panas. Darah dan lendir dalam tinja penderita penyakit diare yang mendadak merupakan petunjuk kuat bagi shigelosis.

Gambar 3. Shigella sp.

b. Habitat

Habitat pada Shigella sp. ini adalah saluran pencernaan manusia. Dia dapat tumbuh subur di usu manusa.

c. Virulensi dan Infeksi

Bakteri Shigella sp. dalan infeksinya melewati fase oral. Bakteri ini mampu mengeluarkan toksin LT. Bakteri ini mampu menginvasi ke epitel sel mukosa usus halus, berkembang biak di daerah invasi tersebut. Lalu, mengeluarkan toksin yang merangsang terjadinya perubahan sistem enzim di dalam sel mukosa usus halus(adenil siklase). Akibat invasi bakteri ini, terjadi infiltrasi sel-sel polimorfonuklear dan menyebabkan matinya sel-sel epitel tersebut, sehingga terjadi tukak-tukak kecil di daerah invasi. Akibatnya, sel-sel darah merah dan plasma protein keluar dari sel dan masuk ke lumen usus dan akhirnya keluar bersama tinja lalutinja bercampur lendir dan darah. Masa inkubasi berkisar 1-7 hari, yang paling umum yaitu sekitar 4 hari. Gejala mula-mulanya yaitu demam dan kejang perut yang nyeri. Diare biasanya terjadi setelah 48 jam, diikuti oleh disentri 2 hari kemudian. Pada kasus yang parah, tinja terutama terdiri dari darah, lendir, dan nanah.

d. Patogenesis Shigella sp.

  • Shigella mempenetrasi intraseluler epitel usus besar
  • Terjadi perbanyakan bakteri
  • Menghasilkan edotoksin yang mempunyai kegiatan biologis
  • S. Dysenteriae menghasilkan eksotoksin yang mempunya sifat neorotoksik dan enterotoksik.

Gambar 4. Patogenesis Shigella sp.

e. Penularan

Infeksi Shigella sp. dapat diperoleh dari makanan yang sudah terkontaminasi, walaupun keliatannya makanan itu terlihat normal. Air pun juga dapat menjadi salah satu hal yang terkontaminas dengan bakteri ini. Artinya, infeksi Shigella dapat terjadi jika ada kontak dengan feses yang terkontaminasi dan makanan yang terkontaminasi.

3.         Salmonella sp.

a. Ciri-ciri:

  • Batang gram negatif
  • Terdapat tunggal
  • Tidak berkapsul
  • Tidak membentuk spora
  • Peritrikus
  • Aerobik, anaerobik fakultatif
  • Patogenik, menyebabkan gastroenteritis

Gambar 5. Salmonella sp.

            Menurut reaksi biokimiawinya, salmonella dapat diklasifikasikan menjadi tiga spesies: S. typhi, S. choleraesuis dan S. enteriditis.

Uji atau Substrat S. typhi S. enteriditis S. choleraesuis
Produksi H2S + + V
Reduksi nitrat + + +
Produksi indol - - -
Pencairan gelatin - - -
Laktosa - - -
Sukrosa - - -
Glukosa A AG AG
Maltosa A AG AG
Manitol A AG AG
Dulsitol - V V

V=variabel; A=asam; G=gas

Tabel 2. Reaksi biokimiawi spesies Salmonella

b. Habitat

Terdapat pada kolam renang yang belum diklorin, jika terkontaminasi melalui kulit,akan tumbuh dan berkembang pada saluran pencernaan manusia.

c. Infeksi

Masuk ke tubuh orang melalui makanan atau minuman yang tercemar bakteri ini. Akibat yang ditimbulkan adalah peradangan pada saluran pencernaan sampai rusaknya dinding usus. Penderita akan mengalami diare, sari makanan yang masuk dalam tubuh tidak dapat terserap dengan baik sehingga penderita akan tampak lemah dan kurus. Racun yang dihasilkan bakteri salmonella menyebabkan kerusakan otak, organ reproduksi wanita, bahkan yang sedang hamilpun dapat mengalami keguguran. Satwa yang bisa menularkan bakteri salmonella ini antara lain primata, iguana, ular, dan burung.

  1. d.         Patogenesis

– Menghasilkan toksin LT.

– Invasi ke sel mukosa usus halus.

– Tanpa berproliferasi dan tidak menghancurkan sel epitel.

– Bakteri ini langsung masuk ke lamina propria yang kemudian menyebabkan infiltrasi sel-sel radang.

Gambar 6. Patogenesis dari salmonella

e. Penularan

Melalui makanan yang erat kaitannya dengan perjamuan makanan. Terjadi sakit perut yang mendadak. Jadi, melalui kontar makanan yang terjangkit atau terkontaminasi bakteri.

4.         Helicobacter pylori

Gambar 7. Helicobacter pylori

a. Ciri-ciri:

  • Berbentuk batang melengkung
  • Bakteri gram negatif
  • Mikroaerofilik
  • Memiliki 4-6 flagella
  • Dapat mengoksidasi hidrogen
  • Menghasilkan oksidase, katalase, dan urease
  • Patogenik, menyebabkan gastrointestinal

 

b. Habitat

            Awal saluran pencernaan manusia.

 

c. Virulensi dan Infeksi H. Pylori

            Helicobacter pylori memproduksi toksin yang disebut vacuolating cytotoxin A. Racun ini dapat menyerang sel dalam vakuola, yang merupakan rongga terikat membran dalam sel, menyebabkan gastritis dan bisul parah.

Pada titik tertentu dalam siklus kehidupan bakteri, beberapa bentuk perubahan organisme dari bakteri bentuk spiral untuk coccoid. Alasan di balik ini juga tidak jelas apakah itu adalah suatu usaha untuk beradaptasi dengan situasi stres, tahap tidak aktif, atau sinyal kematian sel.

d. Patogenesis

-         Setelah H. pylori tertelan, bakteri memasuki lumen lambung, atau rongga.

-         Karena memiliki flagela Helicobacter pylori dapat menahan kontraksi otot perut.

-         Setelah tiba di lapisan lendir, bakteri kemudian melubang lapisan tersebutmenggunakan flagela dan bentuk heliks untuk membuat gerakan seperti sekrup.

Gambar 8.  Patogenesis Helicobacter pylori

 

5. Clostridium perfringens

a. Ciri-ciri:

  • Batang gram positif
  • Terdapat tunggal, barpasangan, dan dalam rantai
  • Berkapsul
  • Sporanya ovoid (melonjong), sentral sampai eksentrik
  • Anaerobik
  • Menghasilkan eksotoksin, menyebabkan kelemayuh (suatu infeksi jaringan disertai gelembung gas dan keluarnya nanah)

­­­Gambar 9.  Clostridium perfringens

            Spesies bakteri ini dibagi menjadi enam tipe, A sampai F, berdasarkan pada toksin-toksin yang secara antigenik berbeda, yang dihasilkan oleh setiap galur. Tipe A adalah galur yang menyebabkan keracunan makanan oleh perfingens. Peracunan disebabkan oleh sel-sel vegetatif pada waktu membentuk spora di rongga usus. Spora akan menghasilkan eksotoksin yang enterostatik sehingga menyebabkan penyakit.

b. Habitat

Bakteri ini tersebar luas di lingkungan dan sering terdapat di dalam usus manusia, hewan peliharaan dan hewan liar. Spora organisme ini dapat bertahan di tanah, endapan, dan tempat-tempat yang tercemar kotoran manusia atau hewan.

c. Infeksi dan virulensi

Bakteri ini dapat menyebabkan keracunan makanan ´perfringens´ yang merupakan istilah yang digunakan untuk keracunan makanan yang disebabkan oleh C. perfringens . Keracunan perfringens secara umum dicirikan dengan kram perut dan diare yang mulai terjadi 8-22 jam setelah mengkonsumsi makanan yang mengandung banyak C. perfringens penghasil toxin penyebab keracunan makanan. Keracunan perfringens didiagnosis dari gejala-gejalanya dan waktu dimulainya gejala yang agak lama setelah infeksi. Lamanya waktu antara infeksi dan timbulnya gejala merupakan ciri khas penyakit ini. Diagnosis dipastikan dengan memeriksa adanya racun dalam kotoran pasien. Konfirmasi secara bakteriologis juga dapat dilakukan apabila ditemukan sangat banyak bakteri penyebab penyakit di dalam makanan atau di dalam kotoran pasien.

Dalam sebagian besar kasus, penyebab sebenarnya dari keracunan oleh C. perfringens adalah perlakuan temperatur yang salah pada makanan yang telah disiapkan. Sejumlah kecil organisme ini seringkali muncul setelah makanan dimasak, dan berlipat ganda hingga tingkat yang dapat menyebabkan keracunan selama proses pendinginan dan penyimpanan makanan. Daging, produk daging, dan kaldu merupakan makanan-makanan yang paling sering terkontaminasi.

Keracunan perfringens paling sering terjadi dalam kondisi pemberian makan bersama (misalnya di sekolah, kantin, rumah sakit, rumah-rumah perawatan, penjara, dll.) di mana sejumlah besar makanan disiapkan beberapa jam sebelum disajikan.

d. Patogenesis

–Menghasilkan toksin LT

–Toksin merangsang enzim adenilat siklase pada dinding usus yang mengakibatkan bertambahnya konsentrasi cAMP sehingga hipersekresi air dan klorida dalam usus.

–Hal ini mengakibatkan reabsorpsi Na terhambat dan menyebabkan diare.

Peracunan disebabkan oleh sel-sel vegetatif  pada waktu membentuk spora di rongga usus. Pengobatannya hanya menghilangkan gejala karena tidak ada pengobatan lain yang khusus.

Gambar 10. Patogenesis Clostridium perfringens

e. Penularan

            Menelan makanan yang terkontaminasi oleh tanah dan tinja dimana makanan tersebut sebelumnya disimpan dengan cara yang memungkinkan kuman berkembangbiak.

 

6.         Vibrio cholerae

a. Ciri-Ciri:

  • Bakteri gram negatif
  • Batang lurus dan agak lengkung
  • Terdapat tunggal dan dalam rantai berpilin
  • Tidak berkapsul
  • Tidak membentuk spora
  • Bergerak flagella tunggal polar
  • Aerobik, anaerobik fakultatif
  • Patogenik, menyebabkan kolera

      Vibrio cholera terdapat dalam dua biotipe atau galur: biotipe klasik dan biotipe El Tor. Dinamakan El Tor karena organism tersebut diisolasi di pos karantina El Tor di Teluk Suez pada thun 1905.

Uji Klasik El Tor
Uji Voges-Proskauer untuk    
asetilmetilkarbinol - +
Produksi Indol + +
Pencairan gelatin + +
Produksi H2S - -
Fermentasi glukosa + +
Fermentasi laktosa Lambat Lambat
Hemolisis butir darah merah    
domba atau kambing - +
Hemaglutinasi butir darah merah ayam - +

Tabel 3. Reaksi biokimiawi biotipe Vibrio cholera

Gambar 11. Vibrio cholerae

b. Habitat bakteri

Bakteri yang dapat hidup pada salinitas yang relatif tinggi seperti di air laut dan perairan payau. Tumbuh dan berkembang biak di dalam usus manusia.

 

c. Infeksi dan vilurensi

            Menyebabakan penyakit kolera (cholera) yang penyakit infeksi saluran usus bersifat akut yang disebabkan oleh bakteri Vibrio cholerae, bakteri ini masuk kedalam tubuh seseorang melalui makanan atau minuman yang terkontaminasi. Bakteri tersebut mengeluarkan enterotoksin (racunnya) pada saluran usus sehingga terjadilah diare (diarrhoea) disertai muntah yang akut dan hebat, akibatnya seseorang dalam waktu hanya beberapa hari kehilangan banyak cairan tubuh dan masuk pada kondisi dehidrasi.

Apabila dehidrasi tidak segera ditangani, maka akan berlanjut kearah hipovolemik dan asidosis metabolik dalam waktu yang relatif singkat dan dapat menyebabkan kematian bila penanganan tidak adekuat. Pemberian air minum biasa tidak akan banyak membantu, Penderita (pasien) kolera membutuhkan infus cairan gula (Dextrose) dan garam (Normal saline) atau bentuk cairan infus yang di mix keduanya (Dextrose Saline).

d. Patogenesis

            Pada penderita penyakit kolera ada beberapa hal tanda dan gejala yang ditampakkan, antaralainialah :

-     Diare yang encer dan berlimpah tanpa didahului oleh rasa mulas atau tenesmus.
–     Feaces atau kotoran (tinja) yang semula berwarna dan berbau berubah menjadi cairan   putih keruh (seperti air cucian beras) tanpa bau busuk ataupun amis, tetapi seperti    manis yang menusuk.

-     Feaces (cairan) yang menyerupai air cucian beras ini bila diendapkan akan         mengeluarkan gumpalan-gumpalan putih.

-     Diare terjadi berkali-kali dan dalam jumlah yang cukup banyak.

-     Terjadinya muntah setelah didahului dengan diare yang terjadi, penderita tidaklah       merasakan mual sebelumnya.

-     Kejang otot perut bisa juga dirasakan dengan disertai nyeri yang hebat.
–     Banyaknya cairan yang keluar akan menyebabkan terjadinya dehidrasi dengan tanda-  tandanya seperti ; detak jantung cepat, mulut kering, lemah fisik, mata cekung,          hypotensi dan lain-lain yang bila tidak segera mendapatkan penangan pengganti      cairan tubuh yang hilang dapat mengakibatkan kematian.

 

e.         Penularan

Kolera dapat menyebar sebagai penyakit yang endemik, epidemik, atau pandemik. Bakteri vibrio cholerae berkembang biak dan menybar melalui feces (kotoran) manusia, bila kotoran yang mengandung bakteri ini mengkontaminasi air sungai dan sebagainya maka orang lain yang terjadi kontak dengan air tersebut beresiko terkena penyakit kolera itu juga.

 

7. Vibrio parahaemolyticus

a. Ciri-ciri:

  • Bentuk koma atau batang lurus gram negatif
  • Terdapat tunggal
  • Tidak berkapsul
  • Tidak membentuk spora
  • Falgelum tunggal mengutub
  • Aerobik, anaerobik fakultatif
  • Mmebutuhkan garam
  • Hemolitik
  • Patogenik, menyebabkan gastroenteritis

Gambar 12. Vibrio parahaemolyticus

 

b. Habitat

Tumbuh pada kadar NaCl optimum 3%, kisaran suhu 5 – 43°C,  pH 4.8 – 11, terdapat di perairan laut dan berkembang pada hewan-hewan seafood. Pertumbuhan berlangsung cepat pada kondisi suhu optimum (37°C) dengan waktu generasi hanya 9–10 menit.

c. Virulensi dan Infeksi

Penyebab penyakit gastroenteritis yang disebabkan oleh produk hasil laut (seafood ), terutama yang dimakan mentah, dimasak tidak sempurna atau terkontaminasi dengan seafood mentah setelah pemasakan. Gastroenteritis berlangsung akut, diare tiba-tiba dan kejang perut yang berlangsung selama 48 – 72 jam dengan masa inkubasi 8 – 72 jam. Gejala lain adalah mual, muntah, sakit kepala, badan agak panas dan dingin. Pada sebagian kecil kasus, bakteri juga menyebabkan septisemia. Kasus keracunan karena Vp lebih banyak terjadi pada musim panas.  Kondisi ini berkorelasi positif dengan prevalensi dan jumlah kontaminasi Vp pada sampel seafood lingkungan yang juga meningkat dengan meningkatnya suhu perairan.  Tingkat salinitas air laut juga berpengaruh pada tingkat kontaminasi.

d. Patogenesis

- Masa inkubasi: 8-72 jam

- Gejala utama: sakit perut, diare, mual, dan muntah

- Disertai sedikit demam & rasa kedinginan

- Sembuh dalam waktu 2-5 hari

- Tidak disebabkan toksin

e. Penularan

            Dengan mengkonsumsi makananan laut yang sudah terkontaminasi

 

 

8.         Vibrio vulnficus

a. Ciri-ciri:

  • Berbentuk batang melengkung
  • Bakteri gram negatif
  • Bergerak aktif, memiliki flagella
  • Habitat di air laut
  • Patogenik, menyebabkan selulitis atau keracunan darah dan gastroenteritis

Gambar 13. Vibrio vulnficus

b. Habitat

Banyak ditemukan di dalam air laut hangat. Tumbuh dan berkembang pada hewan laut seperti kerang. Selnjutnya dapat tumbuh pada usus manusia jika terkontaminasi melalui makanan.

c. Virulensi dan Infeksi

Patogen pada orang yang makan makanan laut yang terkontaminasi atau memiliki luka terbuka yang terkena air. Menyebabkan muntah, diare, dan sakit perut. Dalam sistem kekebalan, terutama mereka dengan penyakit hati kronis, V. vulnificus dapat menyerang  baik dari luka atau dari saluran pencernaan, menyebabkan penyakit yang disebut septikemia primer, ditandai dengan demam, gerah, shock septik dan kematian.sebaiknya setiap orang sangat disarankan untuk tidak mengkonsumsi mentah atau dimasak tidak cukup makanan laut.

 

 

d. Patogenesis

-   Masa inkubasi: biasanya 12 – 72 jam sesudah mengkonsumsi seafood mentah atau   setengah matang,

-   Masa penularan: dianggap tidak terjadi penularan dari orang ke orang baik langsung

atau melalui makanan yang terkontaminasi kecuali pada keadaan tertentu.

e. Penularan

            Penularan terjadi diantara mereka yang mempunyai risiko tinggi, yaitu orang-orang yang “immunocompromised” atau mereka yang mempunyai penyakit hati kronis, infeksi terjadi karena mengkonsumsi “seafood” mentah atau setengah matang. Sebaliknya, pada hospes normal yang imunokompeten, infeksi pada luka biasanya terjadi sesudah terpajan dengan air payau (misalnya kecelakaan ketika mengendarai perahu/boat) atau dari luka akibat kecelakaan kerja (pengupas tiram, nelayan).

 

9.         Bacillus cereus

a. Ciri-ciri:

  • Berbentuk batang
  • Bakteri gram positif
  • Dapat membentuk endospora
  • Tidak memiliki flagel
  • Anaerobik fakultatif
  • Menghasilkan enterotoksin
  • Patogenik, menyebabkan mual, muntah, dan diare

Gambar 14. Bacillus cereus

b. Habitat

Sangat umum berada di dalam tanah dan tumbuh-tumbuhan.

c. Virulensi dan Infeksi

Ada dua jenis penyakit yang berhubungan dengan Bacillus cereus. Yang paling umum adalah penyakit diare disertai dengan sakit perut. Sebuah masa inkubasi 4 sampai 16 jam diikuti dengan gejala-gejala berlangsung 12 hingga 24 jam.

Jenis penyakit kedua adalah penyakit yg menyebabkan muntah sering dikaitkan dengan konsumsi beras tidak benar didinginkan setelah memasak. Penyakit ini ditandai dengan muntah dan mual yang biasanya terjadi dalam 1 sampai 5 jam setelah konsumsi makanan yang terkontaminasi.

Kajian Religius

            Alloh SWT menciptakan jasad – jasad renik di dunia ini sesuai dengan fungsinya masing – masing. Sebagaimana dengan firman Alloh SWT, surat Al – Furqaan ayat 2 dan surat An – Nur ayat 45 yang artinya:

Arti surat Al – Furqaan ayat 2 : ” yang kepunyaan – NYA – lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi – NYA dalam kekuasaan (Nya), dan Dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran – ukurannya dengan sera[i – rapinya. ”

Maksudnya : Segala sesuatu yang dijadikan Tuhan diberi – Nya perlengkapan – perlengkapan dan persiapan – persiapan, sesuai dengan naluri, sifat – sifat, dan fungsinya masing – masing dalam hidup.

Arti surat An – Nur ayat 45 : ”Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, maka sebagian dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan apa yang dikehendaki-Nya, sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu.”

  • Al – Baqarah (2) : ayat 164

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

Alloh SWT memberikan cobaan kepada umat – Nya yang berupa penyakit, dan Alloh pula yang menyembuhkannya. Sebagaimana yang difirmankan Alloh SWT dalam Alqur’an surat Asy – Syu’araa’ ayat 78 – 80 yang artinya :

“(yaitu Tuhan) Yang telah menciptakan aku, maka Dialah yang menunjuki aku, dan Tuhanku, Yang Dia memberi makan dan minum kepadaku, dan apabila aku sakit, Dialah Yang menyembuhkan aku.”


DAFTAR PUSTAKA

Budiyanto MAK, 2001. Peranan Mikroorganisme dalam Kehidupan Kita. Malang : Universitas Muhammadiyah Malang.

Budiyanto MAK, 2010. Hand out – 10 Mikrobiologi Lingkungan, Pertanian, dan Peternakan. Malang : UMM Press.

Dwijoseputro, 1990. Dasar – Dasar Mikrobiologi. Jakarta : Djambatan.

Fardiaz S, 1992. Mikrobiologi Pangan 1. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.

Pratiwi, ST, 2008. Mikrobiologi Farmasi. Malang : UMM Press.

Waluyo, Lud, 2005. Mikrobiologi Umum. Malang : UMM Press.

Waluyo, Lud, 2009. Mikrobiologi Lingkungan. Malang : UMM Press.

 

Pemanfaatan Candida crusei di bidang industri coklat

Continue reading

PEMANFAATAN MIKROBIOLOGI KLINIK UNTUK PENGOBATAN PENYAKIT INFEKSI

Pendahuluan

 

 

 

 

 

 

 

Gambar : virus

Virus merupakan ‘mahluk-mahluk halus’ yang merupakan mikroba atau mikroorganisme sebagai penyebab penyakit infeksi, yang berhasil dideteksi oleh para ahli Mikrobiologi Kedokteran karena mempunyai tanggung jawab secara profesional untuk melakukan tindakan pencegahan penyebaran dan penanggulangannya. Mikrobiologi Kedokteran sangat berperan dalam penanganan penyakit infeksi terutama untuk mengetahui penyebab infeksinya sehingga mudah diketahui berbagai cara penanggulangannya baik yang terjadi di komunitas maupun dirumah sakit. Mikrobiologi kedokteran dalam pelayanan medis di klinik, selanjutnya disebut Mikrobiologi Klinik, berperan pada semua tahap proses medis, mulai tahap pengkajian, tahap analisis dan penegakan diagnosis klinik, penyusunan rancangan intervensi medis, implementasi rancangan intervensi medis, sampai dengan tahap evaluasi, dan penetapan tindak lanjut.

Mikrobiologi Klinik adalah suatu cabang Ilmu Kedokteran Medik yang memanfaatkan kompentensi di bidang Kedokteran Umum dan Mikrobiologi Kedokteran untuk bersama-sama klinisi terkait melaksanakan tindakan surveilans, pencegahan dan pengobatan penyakit infeksi serta secara aktif melaksanakan tindakan pengendalian infeksi di lingkungan rumah sakit, fasilitas pelayananan kesehatan lain maupun masyarakat.

Sesuai dengan namanya, Mikrobiologi Klinik merupakan salah satu cabang ilmu kedokteran yang berfungsi menjembatani laboratory science, khususnya mikrobiologi medik, dengan clinical sciences, khususnya yang berkaitan dengan manajemen infeksi. Pada pelayanan/asuhan medis dalam menghadapi masalah medis yang berhubungan dengan infeksi, diagnosis rasional dan bijak apabila analisis data dan informasi hasil pengkajian menggunakan landasan teori dan konsep mikrobiologi kedokteran, terutama kepentingannya dalam merancang alternatif tindakan dan terapi antibiotik pilihan (educated-guess). Dengan bertambah jelasnya bidang garapan mikrobiologi klinik dalam menghadapi masalah medis, maka bertambah jelas pula macam dan lingkup perannya dalam mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah medis yang berhubungan dengan penyakit infeksi, baik pengetahuan ilmiah maupun cara-cara pemeriksaan bakteriologi, virologi, mikologi, dan serologi/imunologi, yang sangat berperan dalam proses medis dan pengambilan keputusan medis.

Dalam meningkatkan perkembangan pelayanan dan asuhan medis di masa mendatang, di mana penyakit infeksi masih merupakan salah satu masalah kesehatan yang dihadapi oleh masyarakat di Indonesia, maka mikrobiologi klinik dituntut secara terus menerus mengembangkan cara-cara pemeriksaan mikrobiologi dan konsultasi dengan validitas tinggi dalam rangka meningkatkan kualitas pengelolaan penyakit infeksi. Resistensi bakteri terhadap antimikroba (disingkat : resistensi antimikroba) telah menjadi masalah kesehatan yang mendunia, karena menyulitkan terapi penderita dengan antibiotik pada penyakit infeksi sebagai dampak yang merugikan karena dapat menurunkan mutu pelayanan kesehatan. Data pola keseluruhan penggunaan antibiotik di dalam rumah sakit telah terlihat dalam kepustakaan selama lebih dari satu dekade. Umumnya data tersebut menunjukkan bahwa seperempat sampai sepertiga populasi yang dirawat di rumah sakit telah menerima antibiotik sistemik.

Penelitian lain di tujuh rumah sakit umum yang tersebar di Amerika Serikat menunjukkan bahwa 30 % penderita menerima satu atau lebih antibiotik sistemik, tetapi hanya 38 % dari penderita yang menerima obat tersebut benar-benar mengalami infeksi. Berdasarkan penelitian Djoko Widodo di RSCM Jakarta dinyatakan bahwa 52 % dari seluruh terapi antimikroba dipertimbangkan tidak sesuai. Berdasarkan pada penggunaanya pada pelayanan diketahui bahwa 42 % dari seluruh pelayanan medik tidak sesuai sedangkan dibagian bedah mencapai 62 % dari seluruh terapi antibiotik. Penggunaan yang cukup banyak obat-obat antibakteri tertentu di rumah sakit, apakah pemberiannya untuk indikasi yang tepat atau tidak, mempunyai efek yang besar terhadap inang yang menerima obat-obat tersebut dan bakteri yangterpapar oleh obat tersebut.

Sejumlah pendekatan dilakukan untuk pengendalian penyalah gunaan antibiotik, diantaranya dengan melakukan pendidikan staf dan mencoba membatasi penggunaan antibiotik tertentu dengan komunikasi erat antara apoteker, klinisi dan ahli mikrobiologi. Selain itu, pemberian obat dibatasi hanya untuk terapi yang sesuai dan dilakukan pembatasan terhadap agenagen yang potensial toksik dan mahal. Pemilihan obat juga harus bijaksana termasuk dalam penulisan resep. Berbagai dampak negatif yang merugikan ditemukan baik peningkatan morbiditas maupun mortalitas yang secara keseluruhan akan mengakibatkan menurunnya mutu pelayanan kesehatan. Di seluruh negara telah diupayakan berbagai cara untuk menanggulangi terjadinya peningkatan resistensi antimikroba, baik perorangan, institusi lembaga pemerintahan maupun kerjasama antar institusi dari satu negara atau dengan negara lain. WHO telah berhasil merumuskan 67 rekomendasi guna mengendalikan peningkatan resistensi antimikroba yang dihimpun dalam buku “WHO Global Strategy for Containment of Antimicrobial Resistance” WHO-Geneva 2001. Namun setiap negara memiliki respon yang berbeda beda. Seperti halnya di Indonesia rekomendasi ini nampaknya dilaksanakan secara parsial baik dalam program maupun instansional dan belum ada koordinasi ditingkat nasional.

Meskipun sudah diketahui bahwa penanggulangan resistensi antimikroba ditingkat dunia hanya dapat dituntaskan apabila gerakan global dilaksanakaan secara serentak, terpadu, berkesinambungan dengan komitmen yang tinggi oleh seluruh negara. Perlu pemahaman dan kepercayaan tentang adanya masalah resistensi antimikroba, dilanjutkan dengan gerakan nasional melalui program terpadu antara masyarakat, rumah sakit, profesi kedokteran, usaha farmasi, pemerintah daerah yang dikoordinasi oleh Pemerintah pusat melalui Departemen Kesehatan melaksanakan secara bersama sama penanggulangan resistensi antimikroba paripurna. Peningkatan tumbuh dan berkembangnya resistensi antimikroba terjadi karena proses seleksi (selection) yang berkaitan dengan penggunaan antibiotik dan penyebaran (spread). Proses seleksi dapat dihambat dengan cara meningkatkan penggunaan antibiotik secara bijaksana, sedangkan proses penyebaran dapat dihambat dengan cara melaksanakan pengendalian infeksi (universal precautions) secara benar.

PEMBAHASAN

Peran Laboratorium Mikrobiologi Klinik

Gambar : Peran laboratorium mikrobiologi klinik

  • Tujuan Pokok Laboratorium Mikrobiologi

Laboratorium Mikrobiologi mempunyai tujuan pokok dalam pelayanan laboratorium, yaitu memperoleh kualitas hasil pemeriksaan yang optimal. Para petugas harus menyadari tentang apa yang dibutuhkan dari hasil pemeriksaan untuk dapat menolong penderita. Jawaban yang tidak adekuat merupakan hasil yang buruk, tetapi jawaban yang berlebihan dapat merupakan pemborosan. Dalam hal ini harus ada komunikasi dua arah yang baik antara klinik dan laboratorium untuk dapat memberikan pelayanan sebaik-baiknya.

Dalam aplikasi pelayanan mikrobiologi klinik, pihak laboratorium sedapat mungkin mengusahakan untuk mengetahui sebanyak mungkin tentang bahan spesimen/material klinik yang akan diperiksa. Misalnya, apa diagnosis penyakitnya atau diagnosis sementaranya, bagaimana pemilihan jenis dan jumlah spesimen, hal ini memerlukan pengetahuan mengenai patofisiologi/patogenesis secara molekuler dan imunologi penyakit infeksi, kemudian bagaimana cara transportasi spesimen, kapan spesimen diambil dari penderita dan bagaimana riwayat pengobatan sebelumnya dan sekarang.

Laboratorium harus mampu mempertahankan kualitas sejak bahan diambil dari penderita, apakah tepat waktunya, apakah cukup jumlahnya, apakah memenuhi syarat untuk diperiksa, dsb. Apabila terdapat kekurangan-kekurangan pada kondisi/kualitas spesimen supaya segera dikomunikasikan dengan klinik. Karena pada umumnya hasil pemeriksaan yang sering diperoleh dari laboratorium tidak mencerminkan bakteri patogen sebagai penyebab infeksi melainkan merupakan kontaminasi dari flora normal yang sifatnya endogen dan mikroba dari lingkungan.

Kendala yang timbul dalam tatalaksana operasional adalah bahwa kualitas pemeriksaan dapat dipengaruhi oleh beberapa hal yakni, spesimen salah, kesalahan dalam pengambilan spesimen penyimpanan dan transportasi, pengolahan dan identifikasi, kesalahan pada metoda atua alat 11 yang dipergunakan, kesalahan oleh tenaga laboratorium, kesalahan dalam membaca hasil dan menulis laporan atau dalam interpretasi hasil. Untuk meningkatkan mutu pelayanan laboratorium selain validitas hasil seperti tersebut di atas maka yang perlu diperhatikan lagi adalah kecepatan hasil, sehingga klinisi dapat segera memberikan tindakan dan terapi secara tepat dan tepat kepada penderita, dan akhirnya dapat memberikan pelayanan kesehatan paripurna.

Pemeriksaan Mikrobiologi Klinik

  • Pelayanan Operasional Laboratorium Mikrobiologi

Gambar : pelayanan oprasional pada laboratorium mikrobiologi

            Pemeriksaan Mikrobiologi Klinik berperan dalam seluruh tahapan asuhan/pelayanan medis yang berhubungan dengan tatalaksana perawatan/ pengobatan penderita penyakit infeksi yang meliputi :

Diagnosis Penyakit Infeksi 7

• Tahap Penapisan :

- Langsung : Leptospirosis, Lues,. dsb.

- Pengecatan: Dipteri, Tuberkulosis, Leptospirosis, Gas gangren, Gonorrhoe, Tetanus,        Sifilis, Mikosis, dsb.

• Tahap Diagnostik :

- Kultur dan Tes Resistensi

- Tes Imuno-Serologi : Demam Tifoid, Sifilis, Demam

Berdarah Dengue, AIDS, TORCH, SARS, Avian Flu dsb.

- Tes Mikrobiologi Molekuler: TBC, Avian Flu, SARS

• Pengelolaan penderita (monitoring)/tindak lanjut. (hasil terapi antibiotik)

• Pemeriksaan lanjutan Kultur dan Tes Resistensi

Screening donor darah

Tes Serologi : Sifilis, AIDS, Malaria, Demam,  Tifoid., dan Hepatitis B

Penerapan Biosafety (Keamanan Hayati) Dalam

Laboratorium.

Mengacu pada Keputusan Menteri Kesehatan No.1244/Menkes/XII/1994 tentang : Pedoman Keamanan Laboratorium Mikrobiologi dan Biomedis.

Kegiatan Operasional

   Gambar : Alat pemeriksaan pada laboratorium mikrobiologi

Dengan bertambah jelasnya bidang garapan mikrobiologi klinik dalam menghadapi masalah medis, maka bertambah jelas pula macam dan lingkup perannya dalam mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah medis yang berhubungan dengan penyakit infeksi, baik pengetahuan ilmiah maupun cara-cara pemeriksaan bakteriologi, virologi, mikologi, dan serologi / imunologi, yang sangat berperan dalam proses medis dan pengambilan keputusan medis.

Resistensi kuman terhadap antibiotik, terlebih lagi multidrug resistance merupakan masalah yang sulit diatasi dalam pengobatan pasien. Hal ini muncul sebagai akibat pemakaian antibiotik yang kurang tepat dosis, macam dan lama pemberian sehingga kuman berubah menjadi resisten. Antibiotik seharusnya hanya diberikan kepada pasien dengan diagosis infeksi bakteri yang sudah ditegakan. Apabila bukan infeksi bakteri tetapi infeksi virus atau persangkaan klinis nampaknya bukan suatu infeksi bakterial dianjurkan jangan diberi antibiotika. Kadangkala untuk menegakan diagnosis adanya infeksi, memerlukan berbagai pemeriksaan laboratorium pendukung. Pemeriksan mikrobiologi klinik memungkinkan untuk mengetahui kuman penyebab infeksi beserta gambaran pola kepekaan kuman terhadap antibiotik, sehingga akan membantu klinisi dalam pemilihan antibiotika. Hanya saja untuk pemeriksan sampai indentifikasi spesies dan gambaran antibiogram memerlukan waktu antara 3 – 4 hari, sementara itu pemberian antibiotik kepada pasien tidak dapat ditunda. Dalam keadaan seperti ini maka pemilihan antibiotik secara educated guess sangat penting berdasarkan gambaran pola kepekaan kuman setempat.

 

AUDITING PETA MEDAN KUMAN DAN ANTIBIOGRAM

  • Peta MedanKuman

Penggunaan antibiotik yang efektif tentunya harus sesuai dengan diagnosis yang telah ditetapkan oleh seorang dokter. Penggunaan akan lebih bijaksana jika pengobatan yang diberikan kepada penderita berbasi bukti yang didapat melalui uji resistensi terhadap mikroba penyebab infeksi. Pada kenyataannya seorang dokter seringkali harus mengobati seorang penderita sebelum hasil uji resistensi diperoleh. Dalam keadaan seperti ini, pedoman yang diambil harus sesuai dengan pola resistensi mikroba dari rumah sakit yang bersangkutan. Pedoman penggunaan antibiotik pada suatu rumah sakit harus berdasarkan hasil surveilans yang melibatkan penentu kebijakan di rumah sakit, klinisi, ahli mikrobiologi, dan ahli farmakologi.

Data surveilans minimal harus memuat pola resistensi mikroba patogen yang sering ditemukan di suatu rumah sakit. Berdasarkan evaluasi bersama dari hasil surveilans yang diperoleh, ditentukan antibiotik yang paling efektif digunakan di rumah sakit yang bersangkutan. Dengan demikian pada suatu kasus infeksi dirumah sakit, dapat ditentukan antibiotik pilihan utama dan alternatifnya melalui :

ü  Pendekatan sistim/ review hasil pemeriksaan mikrobiologi klinik

ü  TAT (Turn Around Time)— 3 – 4 hari

ü  Komitmen dengan klinisi bahwa hasil antibiogam dipakai sebagai data Empirik

ü  Dokumentasi hasil evaluasi dan tindak lanjut hasil antibiogram (penggunaan/pemilihan antibiotik sesuai kultur)

 

Masalah KLB Kuman Penghasil ESBL (Extended Spectrum Beta Lactamases ).

  • Strategi Pengendalian Infeksi Nosokomial.

Infeksi yang disebabkan oleh kuman penghasil ESBL dapat dibagi lagi menurut berbagai organ/sistem sebagai berikut:

1. Infeksi Saluran Kemih

2. Bakteremia primer dan sekunder

3. Infeksi saluran napas bawah nosokomial- ventilator associated pneumonia

4. Infeksi saluran cerna- abses intra abdominal- peritonitischolangitis

5. Infeksi pada kulit dan jaringan lunak

6. Infeksi luka infus- pemasangan kateter intra vena sentral dan perifer

7. Sinusitis

8. Neurosurgical meningitis- related to ventricular drainage catheters

Infeksi yang disebabkan oleh kuman penghasil ESBLmenunjukkan dilema therapeutic yang besar karena pilihan antibiotik yang terbatas. Hal ini disebabkan karena enzim betalaktamase yang dihasilkan kuman mempunyai spektrum lebar, kuman penghasil ESBL bersifat resisten terhadap semua golongan beta-laktam termasuk sefalosporin spektrum lebar, aztreonam, penisilin spektrum lebar, dan sering dihubungkan dengan masalah resisten terhadap fluoroquinolone.

Selanjutnya antibiotik seperti trimethoprimsulfamethoxazole dan aminoglikosida terutama gentamisin sering menyebarkan sifat resisten melalui plasmid resisten yang sama, sehingga menyebabkan multi-resisten. Infeksi kuman penghasil ESBL merupakan infeksi yang diperoleh penderita selama dirawat dirumah sakit dan termasuk infeksi saluran kemih, peritonitis, cholangitis, abses intra abdominal, ventilator-associated pneumonia, dan central-line associated bacteraemia. Meskipun kuman-kuman tersebut bisa menyebabkan infeksi nosokomial, juga sangat penting untuk dibedakan antara kolonisasi dan penyebab infeksi yang signifikan sebelum memutuskan pilihan terapi antibiotik yang akan digunakan, sebab kuman penghasil ESBL cenderung untuk kolonisasi di saluran napas atas dan kulit penderita dengan sakit yang serius dan kritis.

Rekomendasi untuk terapi antibiotik secara optimal berdasarkan efektivitasnya, case series, dan studi observasional secara prospektif. Salah satu problematik utama dengan sefalosporin dan kuman penghasil ESBL adalah deteksi sifat resisten secara invitro. Kuman-kuman ini tampak sensitif pada standar inokulum105 tetapi pada inokulum yang lebih tinggi yaitu 107 atau 108 tampak meningkatkan MIC, hal ini menunjukkan resistensi. Efek inokulum ini terlihat dengan sefalosporin generasi III seperti Ceftazidime, Cefotaxime dan Ceftriaxone.

Manifestasi klinis tidak berubah bila digunakan sefalosporin generasi III untuk terapi kuman penghasil ESBL walaupun kuman sensitif secara in-vitro. Sefalosporin generasi III tidak dianjurkan dipakai untuk infeksi serius yang disebabkan oleh kuman penghasil ESBL. Meskipun cefepime memperlihatkan lebih stabil terhadap upaya hidrolisis oleh kuman penghasil ESBL daripada sefalosporin generasi III, tetapi perubahan klinis akibat terapi dengan antibiotik cefepime belum jelas.

Faktor risiko untuk terjadinya infeksi atau kolonisasi kuman penghasil ESBL :

1. Pemasangan kateter

- Kateter arteri

- Kateter vena sentral

- Kateter saluran kemih

Gastrostomy atau jejunostomy tube

- Kateter umbilikal

2. Tindakan Bedah

- Operasi abdominal

- Laparotomi darurat

3. Pemakaian antibiotik

- Sefalosporin generasi III (terutama Ceftazidime)

- Fluoroquinolone

- Trimetroprim – sulfamethoxazole

4. Perawatan sebelumnya di panti jompo (Nursing Home).

5. Lamanya waktu perawatan di rumah sakit atau di ICU

Berdasarkan bukti dan data terkini direkomendasikan bahwa penderita yang sakit berat dan kritis dengan risiko tinggi infeksi kuman penghasil ESBL harus di terapi secara empirik, sesuai dengan hasil diagnostik kultur. Meropenem dan Fosfomicin mempunyai efek yang sama terhadap kuman penghasil ESBL . Kombinasi dengan aminoglikosida dapat dipertimbangkan bila terdapat indikasi secara klinis. Bila mencurigai kuman yang tidak menghasilkan ESBL , terapi empirik harus terdiri dari sefalosporin anti –pseudomonal dengan kombinasi aminoglikosida. Apabila hasil kultur adalah kuman penghasil ESBL , terapi harus dimulai dengan carbapenem dengan aminoglikosida atau fosfomicin.

  • Strategi untuk mengontrol timbulnya kuman penghasil ESBL

Spesifik untuk kuman penghasil ESBL dilakukan restriksi penggunaan antibiotik terutama sefalosporin generasi III. Rotational dan penggunaan secara siklik untuk mengurangiresistensi. Survailans dilaksanakan secara periodik untuk mengontrol terjadinya kejadian kuman penghasil ESBL, dengan disertai penggantian penggunaan antibiotik sefalosporin generasi III pada terapi empirik.

  • Implikasi manajerial dalam Penanganan KLB Kuman Penghasil ESBL

1. Pengawasan penurunan potensi dan efektivitas antibiotik golongan Sefalosporin generasi    III, IV dan Carbapenem di ICU

2. Pengawasan ketat penggunaan Antibiotik golongan betalaktam (Cephalosporin), terutama di Ruang Perawatan .

3. Peningkatan secara intensif Standard Precautions dan optimalisasi Asuhan Keperawatan diruang perawatan.

4. Surveilans Mikrobiologi Klinik

5. Sistim Pelaporan secara periodik disetiap disiplin ilmu di Klinik mengenai pola kepekaan kuman (hasil antibiogram) terhadap berbagai antibiotik harus segera dilaksanakan.

6. Komunikasi antara klinisi dan dokter spesialis mikrobiologi klinik ditingkatkan agar pemberian terapi antibiotik secara bijaksana (prudent use antibiotics) dapat dilaksnakan pada penanganan penderita penyakit infeksidalam rangka patiet safety.

7. Melibatkan peranan empat infra struktur dalam penanganan penyakit infeksi yaitu Farmasi/Farmakologi Klinik, Panitia Farmasi dan Terapi, Panitia Pengendalian Infeksi Rumah Sakit, dan Mikrobiologi Klinik.

Implikasi tersebut diatas adalah berdasarkan formulasihasil penelitian “Antimicrobial Resistance in Indonesia, Prevalence and Prevention” (AMRIN Study) yang telah dilaksanakan secara tervalidasi membuktikan adanya masalah-masalah resistensi antimikroba, penggunaan antibiotik yang tidak bijaksana serta pengendalian infeksi yang belum dilaksanakan secara benar. Hasil Penelitian AMRIN ini telah dilokakaryakan pada Lokakarya Nasional Pertama yang telah diselenggarakan di Bandung tanggal 29-31 Mei 2005.

Pandangan Islam Tentang mikrobiologi klinik

Surat al-Baqoroh ayat 164

Artinya : 164. Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.

Kandungan yang terdapat diatas menjelaskan bahwa bahwa semua jenis bakteri yang berasal dari mikrobiologi pertanian itu semua adalah ciptaan Allah Maha Kuasa. Dan juga dari penggalan bukti ayat-ayat Al-quran tersebut telah jelas bahwa kita sebagai orang yang beriman, yang yakin akan adanya sang Khalik harus percaya bahwa seluruh makhluk baik di langit dan di bumi, baik berukuran besar maupun kecil, bahkan sampai mikroorganisme (jasad renik) yang tidak dapat terlihat dengan mata telanjang adalah makhluk ciptaan Allah SWT.

 

PENUTUP

Perkembangan mikroba atau jasad renik yang resistan atau kebal terhaap antibiotik yang sering digunakan untuk pengobatan infeksi, telah menjadi masalah besar didalam pelayanan kesehatan dirumah sakit maupun di masyarakat. Bersamaan dengan berkembangnya penyakit baru akhir-akhir ini, ramai dipublikasikan adanya bentuk baru evolusi kuman yang sulit ditanggulangi dengan obat antibiotik yang biasa dipergunakan untuk pengobatan, yang kemudian disebut sebagai “Superbugs” atau “Killerbugs” atau “Killer Microbes” (ESBL/Extended Spectrum Beta Lactamases).

Pada penderita dengan penyakit infeksi yang disebabkan bakteri resistan antibiotik, akan menyebabkan penyakit makin berat, makin lamanya masa sakit dan lebih lama tingga di rumah sakit bagi penderita yang dirawat, juga menyebabkan gejala sisa atau sequelae yang lebih besar, meningkatnya angka kematian/mortalitas, serta biaya pengobatan yang meningkat karena makin mahalnya obat pilihan alternatif. Sebaliknya peningkatan resistensi juga dipengaruhi pengobatan dengan antibiotik itu sendiri, antara lain dimungkinkannya prosedur operasi yang lama dan banyak komplikasi pada penderita immunosupresi, usia lanjut atau penderita yang sakit berat; dapat dilakukan transplantasi; dan dapat digunakannya peralatan dan alat bantu yang kompleks.

Berdasarkan berbagai ilustrasi permasalahan dalam penanganan penyakit infeksi saat ini maka:

• Mengupayakan agar setiap rumah sakit mempunyai pelayanan laboratorium mikrobiologi klinik sesuai dengan kelas rumah sakit yang bersangkutan (Kelas A,B,C, dan Khusus).

• Menyelenggarakan pelayanan mikrobiologi klinik yang bermutu berdasarkan standar baku dan menjalankan quality assurance.

• Melaksanakan surveilans bakteri penyebab infeksi dan pola kepekaan bakteri terhadap antibiotik secara berkala dan dilaporkan setiap 6 bulan kepada semua pihak terkait. Apabila ada Kejadian Luar Biasa (KLB / out-break) harus segera dilaporkan.

• Mengupayakan agar rumah sakit sesuai dengan kelasnya, mengembangkan dan membina sumber daya manusia serta melengkapi fasilitas agar laboratorium mikrobiologi mampu melaksanakan pemeriksaan canggih misalnya “molecular typing”, untuk menunjang penelitian epidemiologis seperti pada Kejadian Luar Biasa..

• Para dokter spesialis mikrobiologi klinik aktif terlibat dalam Komite Farmasi dan Terapi, Komite Pengendalian Infeksi, serta aktif terlibat dalam pengelolaan pasien dengan penyakit infeksi di setiap unit pelayanan.

Pemanfaatan Mikroorganisme Sebagai Salah Satu Upaya Untuk Pemenuhan Kebutuhan Pangan Masyarakat Indonesia

PENDAHULUAN

Dalam Undang-undang RI No. 7 tahun 1996 tentang Pangan (UU Pangan) disebutkan bahwa pangan adalah kebutuhan dasar manusia yang pemenuhannya menjadi hak azasi setiap rakyat Indonesia. Pangan tersebut dapat berasal dari bahan nabati atau hewani dengan fungsi utama sebagai sumber zat gizi. Berdasarkan evaluasi Susenas 2003, tingkat konsumsi pangan hewani masyarakat Indonesia baru sekitar 58% dari kebutuhan (Dirjen Bina Produksi Peternakan, 2004).

Rendahnya konsumsi pangan telah memberi kontribusi terhadap munculnya kasus gizi buruk di Indonesia beberapa tahun terakhir ini. Laporan WHO (World Health Organization) menyebutkan bahwa dalam kurun tahun 1999-2001 sekitar 12,6 juta jiwa penduduk Indonesia menderita kurang pangan (SCN, 2004). Jumlah tersebut mungkin menjadi bagian dari masyarakat yang mengalami defisit energi protein. Dalam Widyakarya Nasional Pangan dan Gizi VIII tahun 2004 terungkap bahwa sekitar 81,5 juta jiwa masyarakat Indonesia mengalami defisit energi protein (Pambudy, 2004).

Oleh sebab itu, peranan teknologi pangan (pengembangan produk olahan) harus ditingkatkan untuk antisipasi kompetisi global saat ini dan di masa depan. Salah satunya dengan memanfaatkan mikroorganisme dalam proses pengolahan produk pangan tersebut. Untuk upaya pemenuhan kebutuhan pangan masyarakat Indonesia.

Mikroorganisme adalah sebuah organisme kehidupan yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Mikroorganisme dapat ditemukan dimana mana dan sangat berperan dalam semua kehidupan di muka bumi. Kaitannya dengan makanan, mereka dapat menyebabkan atau mencegah pembusukan, atau bahkan menyebabkan kita sakit.  Kehidupan manusia pada dasarnya tidak dapat terlepas oleh keberadaan mikroorganisme. Dala kehidupan yang nyata mikroorganisme selalu berada bersama  manusia sebagai flora normal yang tak pernah lepas dari tubuh manusia. Dalam eksistensinya mikroorganisme dapat membawa pengaruh yang besar terhadap kehidupan manusia.

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

Pembuatan tempe dan tape (baik tape ketan maupun tape singkong atau peuyeum) adalah proses fermentasi yang sangat dikenal di Indonesia. Proses fermentasi menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat berguna, mulai dari makanan sampai obat-obatan. Proses fermentasi pada makanan yang sering dilakukan adalah proses pembuatan tape, tempe, yoghurt, dan tahu.

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PEMBAHASAN

 

Pangan merupakan komoditas penting dan strategis, karena pangan merupakan kebutuhan pokok manusia yang pemenuhannya menjadi hak azasi setiap rakyat Indonesia, sebagaimana yang di jelaskan dalam UU No. 7 Tahun 1996 tentang pangan.

Indonesia kaya beraneka ragam sumber bahan pangan baik nabati maupun hewani guna pemenuhan kebutuhan gizi untuk kesehatan masyarakat. Umumnya masyarakat Indonesia mengkonsumsi beras sebagai pangan pokok, yaitu sebagai sumber karbohidrat, sehingga ketergantungan pada beras semakin besar.

Permasalahan pangan di masyarakat, sebenarnya adalah permasalahan lokal, yaitu bagaimana sebenarnya kemampuan masyarakat dalam memenuhi kebutuhan pangan rumah tangga di daerahnya sesuai dengan preferensi dan kemampuan sumber daya yang dimiliki.

Manusia (individu maupun kelompok) merupakan penggerak berbagai aset dan sumberdaya untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, termasuk kebutuhan pangannya.   Manusia dalam hal ini memiliki akses terhadap berbagai aset dan sumberdaya produktif yang dapat dikelola untuk memenuhi kebutuhan pangan dan kebutuhan hidup lainnya. Penghidupan berkelanjutan merupakan: “suatu penghidupan yang meliputi kemampuan atau kecakapan, aset-aset  (simpanan, sumberdaya, claims dan akses) dan kegiatan yang dibutuhkan untuk sarana hidup”.

Situasi krisis pangan yang di alami oleh berbagai bangsa di dunia, termasuk Indonesia memberi pelajaran bahwa ketahanan pangan harus diupayakan sebesar mungkin bertumpu pada sumber daya nasional, karena ketergantungan impor menyebabkan kerentanan terhadap gejolak ekonomi, social dan politik (Juarini, 2006).

Peningkatan gizi makanan, seperti melalui aturan penambahan yodium pada produksi garam atau dengan mengharuskan produsen untuk menambah sejumlah nutrisi mikro ke dalam produk makanan mereka, merupakan cara yang cukup efektif dalam meningkatkan standar gizi

Oleh sebab itu, peranan teknologi pangan (pengembangan produk olahan) harus ditingkatkan untuk antisipasi kompetisi global saat ini dan di masa depan. Salah satunya dengan memanfaatkan mikroorganisme dalam proses pengolahan produk pangan tersebut. Untuk upaya pemenuhan kebutuhan pangan masyarakat Indonesia.

 

 

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

Peranan Bakteri Dalam Bidang Pangan

Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mampu melakukan proses fermentasi dan hal ini telah banyak diterapkan pada pengolahan berbagi jenis makanan. Bahan pangan yang telah difermentasi pada umumnya akan memiliki masa simpan yang lebih lama, juga dapat meningkatkan atau bahkan memberikan cita rasa baru dan unik pada makanan tersebut.

 

Beberapa makanan hasil fermentasi dan mikroorganisme yang berperan:

No.

Nama produk atau makanan

Bahan baku

Bakteri yang berperan

1. Yoghurt Susu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus
2. Mentega Susu Streptococcus lactis
3. Terasi Ikan Lactobacillus sp.
4. Asinan buah-buahan buah-buahan Lactobacillus sp.
5. Sosis Daging Pediococcus cerevisiae
6. Kefir Susu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus lactis

 

Berikut beberapa peranan bakteri dalam bidang pangan: 1. rhizopus oryzae berperan dalam pembuatan tempe. 2.aspergillus wentii/ aspergillus sojae berperan dalam pembuatan kecap. 3. lactobacillus sp. berperan dalam pembuatan terasi. 4. pediococcus cerevisiae berperan dalam pembuatan sosis. 5.neurospora sithopila berperan dalam pembuatan oncom

karena menghasilkan warna merah dan orange. 6. saccaromyces cerevisiae berperan dalam pembuatan roti dan tape. 7. accetobacter xylinum berperan dalam pembuatan nata de koko. 8. saccaromyces tuac berperan dalam pembuatan tuak. 9. saccaromyces ellipsoideus berperan dalam fermentasi buah anggur menjadi minuman anggur. 10. aspergillus oryzae/ aspergillus niger berperan dalam merombak zat pati dalam pembuatan minuman beralkohol. 11. leuconostoc mesenteriodes/lactobacillus planterum berperan dalam memfermentasi kubis menjadi asinan kubis. 12. saccaromyces rouxii/lactobacillus delbrueckii berperan dalam pembuatan miso. 13.bacillus substilis berperan dalam pembuatan sirup dan gula cair. 14. lactobacillus casei/S. cremoris berperan dalam pembuatan keju. 15. streptococus lactis berperan dalam pembuatan mentega. 16. lactobacillus bulgaricus/ streptococus thermophilus berperan dalam pembuatan yagurt. 17.

Penghasil barang atau produk dalam bidang industri antara lain : 1. Corynobacterium glutamicum berperan untuj memproduksi asam glutamat. Asam glutamat digunakan sebagai pembuatan monosodium glutamat (MSG). 2.Aspergillus niger berperan sebagai penghasil asam sitrat. 3. Pseudomonas sp. dan propionibacterium sp. berperan sebagai penghasil vitamin B12. 4. Ashbya gossypii berperan sebagai penghasil riboflavin. 5. Leuconostoc mesenteroides berperan sebagai penghasil sukrose 6. Saccaromyces fragilis berperan sebagai penghasil lactase.

 

Pemanfaatan mikroorganisme dalam produksi pangan skala home industri

  1. 1.      Pembuatan Tempe

Tempe merupakan makanan tradisional yang sudah dikenal sejak berabad dulu ditemukan kata tempe pada manuskrip Centini, tahun 1875 – Tempe terbuat dari kacang kedelai, komposisi gizi tempe baik kadar protein, lemak, dan karbohidratnya tidak banyak berubah dibandingkan kedelai. Namun, karena proses fermentasi zat gizi tempe lebih mudah dicerna, diserap, dan dimanfaatkan tubuh dibandingkan dengan yang ada dalam kedelai (Anonymous, 2011).

Kedelai mengandung protein 35 % bahkan pada varitas unggul kadar proteinnya dapat mencapai 40 – 43 %. Dibandingkan dengan beras, jagung, tepung singkong, kacang hijau, daging, ikan segar, dan telur ayam, kedelai mempunyai kandungan protein yang lebih tinggi, hampir menyamai kadar protein susu skim kering.

Tabel 1. Komposisi Kedelai per 100 gram Bahan

KOMPONEN

KADAR (%)

Protein

35-45

Lemak

18-32

Karbohidrat

12-30

Air

7

 

Tabel 2. Perbandingan Antara Kadar Protein Kedelai Dengan Beberapa Bahan

Makanan Lain

BAHAN MAKANAN

PROTEIN (% BERAT)

Susu skim kering

36,00

Kedelai

35,00

Kacang hijau

22,00

Daging

19,00

Ikan segar

17,00

Telur ayam

13,00

Jagung

9,20

Beras

6,80

Tepung singkong

1,10

 

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-perubahankimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. Selama proses fermentasi kedelai menjadi tempe, akan dihasilkan antibiotika yang akan mencegah penyakit perut seperti diare.

Pembuatan Tempe :

Bahan                                                                           

1) Kedelai                   : 10 kg

2) Ragi tempe              : 20 gram (10 lempeng)

3) Air                           : secukupnya

 

 

Alat

1) Tampah besar             6) Pengaduk kayu

2) Ember                        7) Dandang

3) Keranjang                  8) Karung goni

4) Rak bamboo               9) Tungku atau kompor

5) Cetakan                    10) Daun pisang atau plastik            

Cara Pembuatan

1) Bersihkan kedelai kemudian rendam satu malam supaya kulitnya mudah lepas;

2) Kupas kulit arinya dengan cara diinjak-injak. Bila ada, dapat menggunakan mesin pengupas kedelai;

3) Setelah dikupas dan dicuci bersih, kukus dalam dandang selama 1 jam. Kemudian angkaat dan dinginkan dalam tampah besar;

4) Setelah dingin, dicampur dengan ragi tempe sebanyak 20 gram;

5) Masukkan campuran tersebut dalam cetakan yang dialasi plastik atau dibungkus dengan daun pisang. Daun atau plastik dilubangi agar jamur tempe mendapat udara dan dapat tumbuh dengan baik;

6) Tumpuk cetakan dan tutup dengan karung goni supaya menjadi hangat. Setelah 1 malam jamur mulai tumbuh dan keluar panas;

7) Ambil cetakan-cetakan tersebut dan letakkan diatas rak, berjajar satu lapis dan biarkan selama 1 malam;

8) Keluarkan tempe dari cetakannya.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ilustrasi Proses Pembuatan Tempe

 

 

  1. 2.      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.

 

 

Cara Membuat Tape

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. 3.      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 jamur Aspergillus wentii dan 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.

Bahan

1) Kedelai (putih atau hitam)                          1 kg

2) Jamur tempe                                                3 gram

3) atau daun usar                                             1 lembar

4) Daun salam                                                 2 lembar

5) Sereh                                                           1 batang pendek

6) Daun jeruk                                                  1 lembar

7) Laos                                                            ¼ potong

8) Pokak                                                          1 sendok teh

9) Gula merah                                                 6 kg

10) Air (untuk melarutkan gula merah)           1 ½ liter

11) Garam dapur                                             800 gram untuk 4 liter air

Alat

1) Panci

2) Tampah (nyiru)

3) Kain saring

4) Sendok pengaduk

5) Botol yang sudah disterilkan

 

Cara Pembuatan

1) Cuci kedelai dan rendam dalam 3 liter air selama satu malam. Kemudian rebus sampai kulit kedelai menjadi lunak, lalu tiriskan di atas tampah dan dinginkan;

2) Beri jamur tempe pada kedelai yang didinginkan. Aduk hingga rata dan simpan pada suhu ruang (2500~3000 C) selama 3~5 hari;

3) Setelah kedelai ditumbuhi jamur yang berwarna putih merata, tambahkan larutan garam. Tempatkan dalam suatu wadah dan biarkan selama 3-4 minggu pada suhu kamar (2500~3000 C). Batas maksimum proses penggaraman adalah dua bulan;

4) Segera tuangkan air bersih, masak hingga mendidih lalu saring;

5) Masukkan kembali hasil saringan, tambah gula dan bumbu-bumbu. Bumbu ini (kecuali daun salam, daun jeruk dan sereh) disangrai terlebih dahulu kemudian digiling halus dan campur hingga rata.

Penambahan gula merah untuk:

a. Kecap manis : tiap 1 liter hasil saringan membutuhkan 2 kg gula merah

b. Kecap asin : tiap 1 liter hasil saringan membutuhkan 2 ½ ons gula merah

6) Setelah semua bumbu dicampurkan ke dalam hasil saringan, masak sambil terus diaduk-aduk. Perebusan dihentikan apabila sudah mendidih dantidak berbentuk buih lagi;

7) Setelah adonan tersebut masak, saring dengan kain saring. Hasil saringan yang diperoleh merupakan kecap yang siap untuk dibitilkan.

 

  1. 4.      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’.

 

Pemanfaatan mikroorganisme dalam produksi pangan skala industri

  1. 1.      Pembuatan Keju

Susu memiliki reputasi yang baik sebagai makanan yang sangat bergizi. Sayangnya, kandungan gizi yang tinggi tidak hanya menarik bagi manusia. Jika dibiarkan untuk waktu yang lama, nutrisi yang ada di dalam susu memungkinkan mikroorganisme untuk tumbuh sehingga menyebabkan susu tidak layak untuk konsumsi manusia. Pada zaman kuno, cara utama untuk mengawetkan susu adalah untuk mengubahnya menjadi keju.

Pada umumnya keju disukai banyak orang. Keju dibuat dari air susu yang diasamkan dengan memasukkan bakteri, yaitu Lactobacillus bulgarius dan Streptococcus thermophillus.

Untuk mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat) susu dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu dengan maksud untuk membunuh bakteri yang berbahaya agar berhasil dalam proses pembuatannya. Selanjutnya, ditambahkan campuran enzim yang mengandung renin untuk menggumpalkan susu sehingga terbentuk lapisan, yaitu berupa cairan susu yang harus dibuang, sedangkan bagian yang padat diperas dan dipadatkan. Enzim tersebut akan menambah aroma dan rasa, juga akan mencerna protein dan lemak menjadi asam amino.

Umumnya keju dapat dikelompokkan menurut kepadatannya yang dihasilkan dalam proses pemasakan. Keju menjadi keras apabila kelembabannya kecil dan pemampatannya besar.Jika masa inkubasinya semakin lama, maka keasamannya makin tinggi sehingga cita rasanya makin tajam. Misalnya, keju romano, parmesan sebagai keju sangat keras, keju cheddar, swiss sebagai keju keras yang berperan Propioniobacterium sp., keju roqueorforti yang berperan Pennicilium reguerforti sebagai keju setengah lunak, keju camemberti sebagai keju lunak yang berperan Pennicilium camemberti.

Proses Pembuatan keju

  1. Pasteurisasi susu: dilakukan pada susu 70°C, untuk membunuh seluruh bakteri pathogen.
  2. Pengasaman susu. Tujuannya adalah agar enzim rennet dapat bekerja optimal. Pengasaman dapat dilakukan dengan penambahan lemon jus, asam tartrat, cuka, atau bakteri Streptococcus lactis. Proses fementasi oleh streptococcus lactis akan mengubah laktosa (gula susu) menjadi asam laktat sehingga derajat keasaman (pH) susu menjadi rendah dan rennet efektif bekerja.
  3. Penambahan enzim rennet. Rennet memiliki daya kerja yang kuat, dapat digunakan dalam konsentrasi yang kecil. Perbandingan antara rennet dan susu adalah 1:5.000. Kurang lebih 30 menit setelah penambahan rennet ke dalam susu yang asam, maka terbentuklah curd. Bila temperatur sistem dipertahankan 40 derajat celcius, akan terbentuk curd yang padat. Kemudian dilakukan pemisahan curd dari whey.
  4. Pematangan keju (ripening). Untuk menghasilkan keju yang berkualitas, dilakukan proses pematangan dengan cara menyimpan keju ini selama periode tertentu. Dalam proses ini, mikroba mengubah komposisi curd, sehingga menghasilkan keju dengan rasa, aroma, dan tekstur yang spesifik. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi penyimpangan seperti temperatur dan kelembaban udara di ruang tempat pematangan. Dalam beberapa jenis keju, bakteri dapat mengeluarkan gelembung udara sehingga dihasilkan keju yang berlubang-lubang

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. 2.      Pembuatan Yoghurt

Yoghurt merupakan minuman yang terbuat dari air susu. Apabila dibandingkan dengan susu biasa, yoghurt dapat memberikan efek pengobatan terhadap lambung dan usus yang terluka. Selain itu, yoghurt dapat menurunkan kadar kolesterol dalam darah sehingga mencegah penyumbatan di pembuluh darah.

Dalam proses pembuatannya, air susu dipanaskan terlebih dahulu agar tidak terkontaminasi bakteri yang lain. Setelah dingin, ke dalam air susu dimasukkan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus termophillus. Susu dibiarkan selama 4-6 jam pada suhu 38 C – 44 C atau selama 12 jam pada suhu 32 C. Pada masa inkubasi akan dihasilkan asam laktat, asam inilah yang membuat yoghurt berasa asam, dapat juga ditambahkan dengan buah, kacang, atau rasa lain yang diinginkan.

 

 

  1. 3.      Pembuatan Terasi

Terasi adalah bumbu masak yang dibuat dari ikan dan atau udang yang di fermentasikan, berbentuk seperti pasta dan berwarna hitam-coklat, kadang ditambahi bahan pewarna sehingga menjadi kemerahan. Terasi memiliki bau yang tajam dan biasanya digunakan untuk membuat sambal terasi, tapi juga ditemukan dalam berbagai resep tradisional Indonesia.

Unsur gizi yang terkandung di dalam terasi cukup lengkap dan cukup tinggi. Di samping itu dalam terasi udang terkandung yodium dalam jumlah tinggi yang berasal dari bahan bakunya.yakni udang yang segar.

Cara pembuatan terasi

Pada pembuatan terasi,ada dua macam bahan dasar yang basa digunakan dalam pembuatanya yaitu iakan dan udang.

1. Alat

- Timbangan

- Alat penghancur

- Tempat fermentasi

- Perangkat penjemuran

- Wadah plastic

- Kain saring

2. Bahan        

  • Bahan Baku

a.Terasi Ikan

Beberapa jenis ikan yang sering digunakan sebagai bahan baku pembuatan
terasi ikan adalah ikan Selar gatel (Rembang),Badar/Teri (Krawang) dan sebagainya.Kepala ikan harus dibuang terlebih dahulu sebelum diproses lebih lanjut

b.Terasi Udang

Adapun bahan baku yang digunakan dalam pembuatan terasi udang adalah berupa rebon atau udang kecil dengan ukuran panjang berkisar antara 1 cm – 2,1 cm (membujur), lebar 0,3 cm dengan warna keputihan.

  • Bahan pembantu
  1. a.      Garam

Pada pembuatan terasi garam memiliki fungsi ganda,yaitu seabagai berikut:

-Untuk memantapkan cita rasa terasi yang dihasilkan

-Pada konsentrai 20% ( 200 g/kg bahan baku),garam mampu berperan sebagai bahan pengawet, namun dalam konsentrasi lebih dari 20% justru akan menggangu proses fermentasi

  1. b.      Pewarna

Untuk memperbaiki penampilan maka sering dilakukan penambahan bahan pewarna buatan dalam terasi.Ke dalam terasi udang sering ditambahkan warna coklat atau merah, sedangkan ke dalam terasi ikan sering ditambahkan warna kehitaman (campuan antara warna merah dan hijau).Adapun konsentrasi pewarna yang digunakan, disesuaikan dengan kebutuhan. Untuk menjamin keselamaan konsumen, sebaiknya digunakan bahan pewarna yang diizinkan penggunaannya oleh pemerintah (SII)

  1. c.       Kain Saring atau Daun Pisang

Pada pelaksanaan fermentasi, adonan terasi peru dibagi dalam beberapa bagian kecil dan kemudian dibungkus dengan kain saring atau daun pisang yang diiris di beberapa tempat, sehingga adonan tersebut terlindung dari cemaran debu dan air, sementara aerasi udara tetap dapat berjalan lancar.

Proses pembuatan

  1. Ikan dicuci bersih untuk membuang kotoran dan lumpur yang melekat kemudian ditiriskan
  2. Tambahkan garam sebanyak 5% dari berat udang/ikan dan pewarna sesuai dengan warna yang diinginkan kemudian diaduk rata
  3. Tempatkan campuran tersebut pada wadah tampah dan ratakan agar ketebalannya 1 – 2 cm
  4. Jemur sampai setengah kering sambil diaduk selama penjemuran agar merata tingkat kekeringannya
  5. Giling / tumbuk agar halus dan di bentuk adonan gumpalan-gumpalan tersebut
  6. Hasil tumbukan berupa tumbukan-tumbukan bulat dibungkus dengan tikar atau daun pisang kering.Biarkan selama satu hari sampai dua hari.
  7. Jemur kembali sambil dihancurkan supaya cepat kering. Jika terlalu kering dapat ditambahkan air.Waktu penjemuran 3 – 4 hari dan kondisi dijaga agar tidak terlalu kering
  8. Buat gumpalan-gumpalan kembali dan bungkus dengan daun pisang kering.
  9. Simpan selama 1 – 4 minggu, supaya terjadi proses fermentasi sampai tercium bau khas terasi, mikroba yang aktif pada proses ini yaitu Lactobacillus sp.

 

  1. 4.      Pembuatan Oncom

Oncom merupakan produk asli Indonesia yang terbuat dari hasil fermentasi. Berdasarkan jenis bahan baku yang digunakan, oncom dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu oncom merah dan oncom hitam. Bla oncom merah biasanya dibuat dari ampas tahu, oncom hitam dibuat dari bungkil kacang tanah sehingga mempunyai tekstur yang lebih lunak.

Walaupun sering dipandang sebelah mata bila dibanding dengan tempe dan tahu, sebenarnya oncom memiliki nilai dan mutu gizi yang tidak kalah dengan tahu dan tempe. Oncom yang terbuat dari bungkil kacang tanah memiliki protein dan  lemak yang bagus untuk kita konsumsi.

Bahan

1        1 kg Kacang tanah

2        100 gr Ragi oncom

Proses membuat oncom:

  1. Bersihkan kacang tanah, kemudian giling kasar kacang tanah tersebut hingga berbentuk bungkil kacang tanah.
  2. Press / tekan bungkil kacang tanah tersebut untuk menghilangkan kandungan minyak dalam kacang tanah.
  3. cetak bungkil kacang tanah ini menjadi bentuk lempengan bulat
  4. Rendam bungkil kacang tanah ini kedalam air matang selama kurang lebih 7 jam sampai berubah menjadi serbuk oncom
  5. Simpan serbuk oncom di dalam keranjang bambu supaya airnya meresap ke bawah dan diamkan semalaman
  6. Kukus serbuk oncom tersebut sampai lunak, kemudian cetak menjadi bentuk persegi panjang
  7. Diamkan cetakan oncom tersebut selama 12 jam
  8. Taburi oncom tersebut dengan ragi oncom dan alasi serta tutup potongan oncom tersebut dengan menggunakan karung rapat-rapat.
  9. Tunggu sampai tumbuh jamur neurospora sithopila di permukaan oncom, yg memberi warna merah atau orange.
  10. Setelah berjamur, potong-potong oncom sesuai selera dan letakkan diatas anyaman bambu sampai agak kering

 

  1. 5.      Pembuatan Nata De Coco

Nata de coco merupakan makanan hasil fermentasi air kelapa oleh bakteri Acetobacter xylium. Bakteri inilah yang merubah air kelapa menjadi serat selulosa.

Bahan yang diperlukan :

  • Air kelapa 2 ½ liter
  • Gula pasir 200 gr
  • Pupuk ZA (urea) ½ sendok makan
  • Asam cuka glacial (CH3COOH ) ½ sendok makan
  • Bibit/starter bakteri Acetobacter xylium 200 ml (Bisa diperoleh di laboratorium pertanian)

Cara Membuat Nata de Coco :

 

  1. Rebus semua bahan kecuali bibit bakteri dan asam. Saring dan dinginkan dalam suhu 25-30oC. Tambahkan bakteri Acetobacter xylium dan asam cuka, aduk rata. Tuang campuran ini dalam baskom atau loyang pelastik hinga ketinggian air 2 cm. Tutup atasnya dengan kain kasa atau kertas. Inkubasikan/fermentasikan selama kurang lebih 1 minggu dalam suhu ruang dan di tempat yang gelap.
  2. Setelah terbentuk lapisan nata, angkat lapisan yang menyerupai agar-agar ini. Potong-potong dan rendam dalam air bersih hingga rasa asamnya hilang.
  3. Agar lebih tahan lama, rebus nata selama 5-10 menit. Rendam dalam larutan sirup gula atau sirup buah aneka rasa.
  4. Kemas sesuai selera.

KAJIAN RELIGIUS

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

Al-Furqon (25) : ayat 2

 

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

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

Al-Baqarah (2) : ayat 173

 

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

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

Al-Maaidah (5) : ayat 87

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

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

 

 

 

 

DAFTAR RUJUKAN

 

Astawan, M. dan Mita W. 1991. Teknologi pengolahan pangan nabati tepat guna. Jakarta : Akademika Pressindo,. Hal. 94-96.

Almatsier, S. 2001. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Sarwono, B. 1982.Membuat tempe dan oncom. Jakarta : PT. Penebar Swadaya, Hal. 10-15.

Soedjarwo, E. 1982. Kecap kecipir. Jakarta : PT. Penebar Swadaya

Surono, I. S. 2004. Probiotik, Susu Fermentasi dan Kesehatan. YAPMMI, Jakarta.

Tri Margono, Detty Suryati, Sri Hartinah, 1993. Buku Panduan Teknologi Pangan, Pusat Informasi Wanita dalam Pembangunan PDII-LIPI bekerjasama dengan Swiss Development Cooperation

Anonymous, 2011. Bioteknologi. http://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi. Di akses pada tanggal 2 Desember 2011

Anonymous,2008. Peran-mikroorganisme-dlm-kehidupan http://iqbalali.com/2008/02/18/ peran-mikroorganisme-dlm-kehidupan/. Di akses pada tanggal 2 Desember 2011

 

 

 

 

 

Pemanfaatan Bakteri Deinococcus radiodurans Dalam Usaha Mengurangi Radiasi Radioaktif

Judul : Pemanfaatan Bakteri Radiodurans Dalam Usaha Mengurangi Radiasi Radioaktif

Pendahuluan

Kebutuhan terhadap energi listrik sebagai penggerak utama pembangunan terus meningkat. Kebutuhan energi listrik Indonesia meningkat sebesar 18% rata-rata setiap tahun. Namun, pasokan bahan bakar yang dapat menghasilkan energi listrik tidak sepadan dengan peningkatan kebutuhan terhadap energi listrik saat ini. Banyak negara yang telah memanfaatkan energi nuklir sebagai sumber pembangkit listrik. Berdasarkan penelitian, energi nuklir dipercaya mampu menghasilkan energi sebesar 200 MeV sehingga nuklir sangat efektif dalam menyelesaikan permasalahan krisis energi(Arthuria,2009).

Tetapi ada dampak negatif dari penggunaan nuklir yakni hasil pembuangannya berupa limbah radioaktif. Munculnya efek radiasi nuklir yang membuat kepanikan bagi negara-negara industri pengguna pembangkit listrik tenaga nuklir yang memberikan dampak negatif untuk lngkungan (pencemaran lingkungan) baik unsur abiotik dan biotik yang ada disekitar sumber nuklir. Pencemaran ini dinamakan pencemaran zat radioaktif.

Proses penyebaran partikel radioaktif terjadi bisa lewat udara, air dan tanah. Secara umum jenis radiasi yang terpancar dari bahan radioaktif baik pada fasilitas PLTN atau yang berhubungan dengan fasilitas nuklir lainnya dan keluar kelingkungan terdiri dua tipe, paparan eksternal dan paparan internal. Tipe paparan radiasi yang pertama adalah paparan luar (eksternal) atau paparan langsung yang terjadi melalui kontak dengan tubuh kita dari luar tubuh. Tipe radiasi kedua adalah paparan dalam (internal) yaitu paparan yang terjadi di dalam tubuh akibat zat atau partikel radioaktif terserap atau masuk kedalam tubuh baik lewat aktifitas pernafasan, makan atau minum keluar dari reaktor(Mulhari,2011).

Peristiwa Chernobyl dan Fukushima yang menghasilkan radiasi radioaktif akibat ledakan yang terjadi pada PLTN membuat keresahan yang terjadi di kalangan masyarakat dunia. Melihat kondisi ini banyak peneliti dan ilmuwan yang mencari cara untuk mengatasi radiasi radioaktif dari nuklir. Salah satunya melalui pemanfaatan bakteri Deinococcus radiodurans. Dengan pemanfaatan D.radiodurans negara pengguna PLTN sebagai sumber listrik akan dibantu dalam penanganan pengurangan radiasi yang muncul. Selain itu, lingkungan akan kembali sehat serta penyakit yang disebabkan radiasi nuklir akan terminimalisir.

Isi

Sekilas Tentang Radioaktif

Zat radio aktif adalah zat yang memancarkan radiasi pengion dengan aktivitas jenis lebih besar daripada 70 kBq/kg atau 2 nCi/g (tujuh puluh kilobecquerel per kilogram atau dua nanocurie per gram). Angka 70 kBq/kg (2 nCi/g) tersebut merupakan patokan dasar untuk suatu zat dapat disebut zat radioaktif pada umum-nya yang ditetapkan berdasarkan ketentuan dari Badan Tenaga Atom Internasional (International Atomic Energy Agency).(Agus,2011)

Pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang tidak dapat digunakan lagi (Agus,2011)

Efek Radiasi Radioaktif (Nuklir)

Ada tujuh efek yang berbahaya bila tubuh manusia terkena bocoran radioaktif dari PLTN :

  • Rambut.

Efek paparan radioaktif membuat rambut akan menghilang dengan cepat bila terkena radiasi di 200 Rems atau lebih. Rems merupakan satuan dari kekuatan radioaktif.

  • Otak.

Sel-sel otak tidak akan rusak secara langsung kecuali terkena radiasi berkekuatan 5000 Rems atau lebih. Seperti halnya jantung, radiasi membunuh sel-sel saraf dan pembuluh darah dan dapat menyebabkan kejang dan kematian mendadak.

  • Kelenjar Gondok.

Kelenjar tiroid sangat rentan terhadap yodium radioaktif. Dalam jumlah tertentu, yodium radioaktif dapat menghancurkan sebagian atau seluruh bagian tiroid.

  • Sistim Peredaran Darah.

Ketika seseorang terkena radiasi sekitar 100 Rems, jumlah limfosit darah akan berkurang, sehingga korban lebih rentan terhadap infeksi. Gejala awal mirip seperti penyakit flu.enurut data saat terjadi ledakan Nagasaki dan Hiroshima, menunjukan gejala dapat bertahan selama sepuluh tahun dan mungkin memiliki risiko jangka panjang seperti leukimia dan limfoma.

  • Jantung.

Jika seseorang terkena radiasi berkekuatan 1000 sampai 5000 Rems akan mengakibatkan kerusakan langsung pada pembuluh darah dan dapat menyebabkan gagal jantung dan kematian mendadak.

  • Saluran Pencernaan.

Radiasi dengan kekuatan 200 Rems akan menyebabkan kerusakan pada lapisan saluran usus dan dapat menyebabkan mual, muntah dan diare berdarah.

  • Saluran Reproduksi.

Radiasi  akan merusak saluran reproduksi cukup dengan kekuatan di bawah 200 Rems. Dalam jangka panjang, korban radiasi akan mengalami kemandulan. (Anonymous,2010)

Klasifikasi Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans

Bentuk tetrad Deinococus radiodurans dilihat menggunakan mikroskop transmisi elektron (TEM)

Klasifikasi ilmiah

Domain: Bacteria
Filum: Deinococci
Ordo: Deinococcales
Famili: Deinococcuceae
Genus: Deinococcus
Spesies: D. radiodurans

Nama binomial

Deinococcus radiodurans
Brooks & Murray, 1981

SejarahDeinococcus radiodurans

D. radiodurans pertama kali dideteksi oleh Anderson et al. pada tahun 1956 di dalam daging kalengan yang disterilisasi dengan radiasi sinar x dan yang tidak diradiasi.(Bayu,2010). Deinococcus radiodurans berasal dari bahasa Yunani : deino dan kokkos yang berarti “berry yang mengerikan” dan bahasa Latin radius dan durare yang artinya “tahan radiasi”. Dahulu spesies ini disebut Micrococcus radiodurans Cohn 1872. Karena ketahanannya terhadap radiasi baketeri ini dijuluki “Conan the Bacterium” seperti nama tokoh “Conan the Barbarian”. Bakteri ini juga tercatat dalam Guinness Book of World Records sebagai “bakteri terkuat sedunia”. Bakteri ini awalnya ditemukan beberapa dekade yang lalu dalam makanan kaleng yang telah disterilisasi dengan radiasi. (Huyghe, Patrick (July/August 1998)

Awalnya spesies ini termasuk genus Micrococcus. Setelah dilakukan pengujian RNA ribosomal bakteri ini termasuk genus Deinococcus yang mirip dengan genus Thermus, bakteri yang tahan panas. Karena Deinococcus memiliki ketahanan terhadap panas dan radiasi, maka dimasukkan ke dalam filum Deinococcus-Thermus. Deinococcus merupakan satu-satunya genus dalam ordo Deinococcales. Semua spesies dalam genus ini memilki ketahanan terhadap radiasi.

Deskripsi Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans merupakan bakteri Gram positif berbentuk bola dengan diameter 1,5 sampai 3,5 µm dan umumnya membentuk tetrad. Bakteri ini mudah berkembang dan tidak menimbulkan penyakit. Koloninya halus, cembung, dan berwarna pink kemerahan. Walaupun bakteri ini Gram positif, struktur dinding selnya tidak biasa dan merupakan modifikasi dari dinding sel bakteri Gram negatif.

Deinococcus radiodurans tidak membentuk endospora dan nonmotil. Bakteri ini adalah bakteri obligat aerobik kemoorganoheterotrof yang menggunakan energi dari zat organik. Bakteri ini sering ditemukan pada habitat yang kaya zat organik seperti di tanah, feses, daging, tapi juga bisa ditemukan pada debu, alat-alat medis dan tekstil. Deinococcus radiodurans sangat resistan terhadap radiasi ion, sinar ultraviolet, desikasi (pengawetan melalui proses pengeringan), oksidasi, dan agen elektrofilik.

Genomnya terdiri dari dua kromosom sirkuler; 2,65 juta pasang basa dan 412.000 pasang basa yang disebut megaplasmid dari 177.000 pasang basa dan plasmid dari 46.000 pasang basa. Bakteri ini memiliki 3.195 gen. Pada fase stasioner, tiap sel bakteri mengandung 4 duplikat genom yang akan berlipat ganda dengan cepat sehingga tiap bakteri nantinya mengandung 8-10 duplikat genom (Margaratta,2011)

Mekanisme Ketahanan Radioaktif

Deinococcus radiodurans dapat bertahan dalam 1,5 juta rads ribuan kali lebih kuat daripada semua makhluk hidup yang ada di bumi dan 300 kali lebih kuat daripada ketahanan manusia. Bakteri ini memiliki ketahanan terhadap radiasi  karena memiliki salinan ganda dari genomnya dan mekanisme perbaikan DNA yang cepat. Tidak seperti organisme lain yang kehilangan DNA karena radiasi, mikroba ini tidak kehilangan informasi genetik karena fragmen-fragmen DNA yang terputus disimpan di dalam cincin plasmid yang terkunci rapat. Fragmen-fragmen ini tersusun rapat, pada akhirnya tersusun bersama menjadi tataan yang original dan benar. Bakteri ini biasanya memperbaiki kerusakan kromosom dalam 12-24 jam melalui proses dua tahap.

Pertama, D. radiodurans menyambungkan ulang fragmen-fragmen kromosom melalui proses yang disebut penempelan untai-tunggal. DNA memperbaiki diri di dalam ring yang telah disebut. Lalu sang bakteri melakukan aksi yang sangat tidak umum. Bakteri ini terdiri dari empat kompartmen, masing-masing mengandung satu salinan DNA. Ada dua jalan kecil diantara kompartmen. Setelah sekitar satu setengah jam perbaikan di dalam cincin, DNA membuka lipatan dan bermigrasi ke kompartmen yang berdekatan dimana terjadi saling baur dengan DNA yang telah ada disana.

Pada tahap kedua, protein memperbaiki kerusakan untai-ganda melalui rekombinasi homolog. Proses ini tidak melibatkan mutasi apapun dari replikasi normal yang biasa. Mesin perbaikan reguler, umum di manusia dan juga bakteri, melaksanakan tugasnya memperbaiki enzim diantara dua salinan DNA, memakai templete untuk memperbaiki yang lain.

Dari empat salinan DNA, selalu ada dua atau tiga yang terkemas rapat di dalam cincin sementara yang lain dapat bergerak bebas. Sehingga kapanpun, selalu ada salinan DNA yang mengatur produksi produksi protein dan lain-lain yang tidak aktif namun terlindungi terus menerus.

Pertanyaan mengenai Deinococcus radiodurans adalah bagaimana ketahanan radioaktif yang demikian tinggi dapat berkembang. Level radiasi lingkungan alam sangat rendah di kebanyakan tempat, tingkatnya 0.4 mGy per tahun, dan radiasi lingkungan yang diketahui paling tinggi, dekat Guarapari, Brazil, hanya 175 mGy per tahun. Dengan level radiasi lingkungan alam yang terjadi sangat rendah, organisme yang mengembangkan mekanisme untuk menahan efek radiasi tinggi sangat unik.

Valerie Mattimore dan John R. Battista dari Lousiana State University mengusulkan bahwa ketahanan radioaktif D. Radiodurans hanyalah efek samping dari mekanisme untuk bertahan terhadap kekeringan sel berkepanjangan. Untuk mendukung hipotesis ini, mereka melakukan eksperimen dimana mereka mendemonstrasikan strain mutan D. radiodurans yang sangat rentan terhadap bahaya radiasi ion juga sangat rentan terhadap bahaya kekeringan berkepanjangan, sementara tipe galur liar resisten terhadap keduanya. Sebagai tambahan untuk perbaikan DNA, D. radiodurans menggunakan ekspresi protein LEA (Late Embryogenesis Abundant) untuk melindungi diri dari kekeringan.

Michael Daly mengusulkan bahwa bakteri ini menggunakan mangan sebagai antioksidan untuk melindungi diri terhadap bahaya radiasi. Pada tahun 2007 timnya menunjukkan bahwa level mangan(II) intrasel yang tinggi pada D. radiodurans melindungi protein dari oksidasi radiasi, dan mengemukakan ide bahwa protein, bukan DNA, adalah target pelaku dari aksi biologis pada bakteri sensitif, dan ketahanan ekstrim pada bakteri yang mengandung mangan didasar perlindungan protein. Deinococcus radiodurans melindungi protein, bukan DNA, sehingga memungkinkan untuk memperbaiki DNA yang rusak.

Penelitian Terbaru Mengenai D.radiodurans dan Aplikasi Pemanfaatan D.radiodurans dalam Upaya Mengurangi Radiasi Radioaktif Khususnya Limbah Radioaktif

Banyak penelitian yang dilakukan untuk menjelaskan struktur protein khusus pada D. radiodurans. Salah satu struktur protein bakteri ini yang baru-baru ini ditemukan adalah thioredoxin reductase. Reductase adalah sebuah enzim yang berperan sangat penting dalam  respon sel terhadap tekanan oksidatif, termasuk kerusakan DNA rantai ganda.

Namun poin penting lain mengenai spesies ini adalah kemampuannya untuk memperbaiki kerusakan DNA rantai ganda dengan cepat dan akurat tanpa enzim RecBCD yang pada normalnya ada di bakteri lain. Penelitian sekarang ini menunjukkan bahwa D. radiodurans mengandung rangkaian gen yang mengkode sebuah protein yang sangat mirip dengan enzim RecD pada yang ditemukan pada E.coli. Penemuan yang sangat penting ini memberi kesan bahwa enzim RecD yang seperti protein dalam D. radiodurans adalah bagian penting dalam sistem perbaikan yang ia gunakan. Telah ditunjukan bahwa penghilangan dari gen RecD mengakibatkan kepekaan terhadap radiasi meningkat dengan besar.

Mungkin penelitian sekarang ini yang paling menarik adalah kemungkinan untuk membuat bakteri lain tahan terhadap radiasi seperti D. radiodurans secara genetik. Salah satu tim peneliti di Cina sedang memperdebatkan topik ini. Khususnya mereka sedang mencoba memasukkan sebuah rekombinan ekspresif yaitu protein Mn-SOD dari D. radiodurans ke dalam E.coli BL21.Tantangan yang sebenarnya bukanlah mencoba memasukkan sembarang protein ke dalam spesies lain melainkan membuat expresif dan rekombinan protein pada dasarnya menopang dirinya sendiri dalam spesies baru. Sejauh ini penelitian ini belum berhasil sepenuhnya, walaupun demikian penelitian ini telah memberi fondasi untuk pembelajaran dan aplikasi dari rekombinan Mn-SOD selanjutnya.

Bakteri D. radiodurans digunakan untuk bioremediasi.Bioremediasi adalah proses yang menggunakan mikroba, fungi, tanaman atau enzim untuk membersihkan limbah-limbah yang terdapat di lingkungan, dan mengembalikan lingkungan tersebut ke keadaan awal. Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air).

Ada 4 teknik dasar yang biasa digunakan dalam bioremediasi :

  1. stimulasi aktivitas mikroorganisme asli (di lokasi tercemar) dengan penambahan nutrien, pengaturan kondisi redoks, optimasi pH, dsb
  2. inokulasi (penanaman) mikroorganisme di lokasi tercemar, yaitu mikroorganisme yang memiliki kemampuan biotransformasi khusus
  3. penerapan immobilized enzymes
  4. penggunaan tanaman (phytoremediation) untuk menghilangkan atau mengubah pencemar.

(Syarif,2010)

Jenis-jenis bioremidiasi

    1. Biostimulasi

Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut.

  1. Bioaugmentasi

Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Cara ini yang paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat. Namun ada beberapa hambatan yang ditemui ketika cara ini digunakan. Sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agar mikroorganisme dapat berkembang dengan optimal. Para ilmuwan belum sepenuhnya mengerti seluruh mekanisme yang terkait dalam bioremediasi, dan mikroorganisme yang dilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi.

  1. Bioremediasi Intrinsik

Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar.Di masa yang akan datang, mikroorganisme rekombinan dapat menyediakan cara yang efektif untuk mengurangi senyawa-senyawa kimiawi yang berbahaya di lingkungan kita. Bagaimanapun, pendekatan itu membutuhkan penelitian yang hati-hati berkaitan dengan mikroorganisme rekombinan tersebut, apakah efektif dalam mengurangi polutan, dan apakah aman saat mikroorganisme itu dilepaskan ke lingkungan.

Skema

  • D. radiodurans dimodifikasi secara genetik: gen merA dari bakteri Escherichia coli jenis BL308 disisipkan ke dalam materi genetik bakteri D. radiodurans.

  • Gen merA ini mengode 6 protein pada E. coli yang memberi bakteri tersebut resistensi terhadap Hg(II).

  • Mereduksi Hg2+ yang sangat beracun menjadi Hg0 yang mudah menguap (volatile) dan tidak beracun.

  • Memutus ikatan antara atom raksa (Hg) dan atom karbon (C) di dalam senyawa berbahaya yang mengandung Hg seperti metilmerkuri klorida.

  • Bakteri D. radiodurans akan memiliki resistensi terhadap Hg(II) juga jika disisipkan gen merA dari E. coli.

Langkah Pemanfaatan Deinococcus radiodurans dengan Sistem Bioreaktor Basah In Situ dan RBC (Reaktor Biologis Putar)

Biorekator Basah In Situ

Pembangunan bioreaktor difungsikan sebagai bejana bioremediasi. Konteks bioreaktor dalam hal penangan limbah di dalam tanah dan air berhubungan dengan sebuah bejana raksasa sebagai tempat pendegradasian limbah Sr90 yang sudah disolasi dan dikontrol. Bioreaktor dalam hal ini akan memisahkan kontaminan berbahaya di dalam tanah untuk dimasukkan ke dalam tangki penampungan tahap dua yang keadaan lingkungannya yang bisa diawasi dan dikontrol keadaanya. Mekanisme perlakuan yang paling penting dalam bioreaktor ini adalah degradasi alami dari populasi bakteri Deinococcus radiodurans. Bioreaktor ini telah terbukti sangat efektif dalam meremediasi limbah di dalam tanah, dan juga beberapa kasus limbah di dalam air. Selain itu bioreaktor ini juga telah mampu menyelesaikan permasalahan polusi oleh bahan bakar hidrokarbon (minyak, bensin, dan diesel) (Fall, 1996 dalam Arthuria,2011).

Bioreaktor untuk penangan limbah cair ini biasanya berupa lapisan atau sebuah bentukan dari endapan reaktor teraktivasi. Endapan reaktor teraktivasi merupakan sebuah bejana yang akan menjadi tempat bercampurnya mikroba dan nutriennya dengan limbah Sr90. Bioreaktor ini dapat dioperasikan dalam pada tempat yang menjadi aliran dari limbah tersebut. Sistem bioreaktor dapat diamati pada gambar di bawah ini,

Gambar 3 Sistem Bioreaktor Basah (Fall,1996 dalam Arthuria,2011).

Langkah pengaplikasian:

  1. Absorsi limbah (kontaminasi) menuju permukaan melalui interceptor wall

  2. Pengaliran limbah ke bejana Metan dan Air

  3. Penguraian limbah oleh fermentor (Deinococcus radiodurans) (Tempat dibiaknya bakteri)

  4. Pengeluaran berupa senyawa-senyawa yang ramah lingkungan

RBC (Reaktor Biologis Putar)

Reaktor biologis putar ( rotating biological contractor ) merupakan teknologi pengolahan air limbah yang mengandung polutan organic secara biologis dengan sistem biakan melekat ( attached culture ). Prinsip kerja pengolahannya yakni air limbah yang mengandung polutan organik (radioaktif) dikontakkan dengan mikroorganisme (microbial film) yakni Deinococcus radiodurans yang melekat pada media didalam suatu reaktor. Media tempat melekat berupa piringan (disk) dari bahan polimer atau plastik yang ringan dan disusun berjajar-jajar pada suatu poros sehingga membentuk suatu modul, selanjutnya modul tersebut diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian dalam kedalam air limbah yang mengalir kontinyu ke dalam reaktor.

Pada saat biofilm melekat pada media berupa piringan yang tercelup kedalam air limbah, Deinococcus radiodurans menyerap senyawa organik yang ada dalam air limbah mengalir pada permukaan biofilm, dan pada saat biofilm berada diatas permukaan air, bakteri tadi menyerap oksigen dari udara atau oksigen yang terlarut dalam air untuk menguraikan senyawa organik. Energi hasil penguraian senyawa organik digunakan bakteri untuk perkembangbiakan atau metabolisme.

Pertumbuhan bakteri tadi makin lama makin tebal, sampai akhirnya karena gaya beratnya sebagian akan mengelupas dari mediumnya dan terbawa aliran air ke lua. Selanjutnya mikroorganisme yang ada dimedium akan tumbuh lagi dengan sendirinya hingga terjadi kesetimbangan sesuai dengan kandungan senyawa organik pada limbah. Berikut gambar proses penguraian limbah oleh D.radiodurans di dalam RBC.

Gambar : Mekanisme Proses Penguraian Senyawa Organik oleh D.radiodurans dalam RBC

Langkah pengaplikasian:

  1. Biakan D.radiodurans di media piringan (disk) sehingga terbentuk lapisan biofilm

  2. Posisikan aliran air limbah sesuai gambar diatas

  3. Putaran poros akan mempengaruhi kinerja bakteri D.radiodurans

  4. D.radiodurans akan menguraikan senyawa-senyawa yang ada dalam limbah

  5. Hasil penguraian dapat berupa gas dan endapan yang ramah lingkungan

Kajian Religius

Allah menciptakan jasad-jasad renik di dunia ini sesuai dengan fungsinya masing-masing. Sesuai dengan firman Allah pada Surah Al-furqon ayat 2

Maknanya : Sesungguhnya Allah telah menciptakan kesemuanya yang ada dimuka bumi ini yang mempunyai peranan masing-masing meskipun itu hal-hal (benda/ mkhluk hidup) sekecil apapun.

Daftar Rujukan

Mulhari, Abdul, dkk. 2011. Belajar Dari Bencana Jepang. Institute for Science and Technology Studies (ISTECS), AMSTEC-2011

Agus. 2011. Apa Itu Radioaktif dan Apa Efek dari Radioaktif. http://agussatyaww.blogspot.com/2011/03/apa-itu-radioaktif-dan-apa-efek-dari.html

Arthuria,2009. PemanfaatanbakteriDeinococcusradioduranssebagaibioremediasipencemaranlimbahradioaktifPembangkitListrikTenagaNuklir.http://senyumarthuria.multiply.com/journal/item/4/Pemanfaatan_bakteri_Deinococcus_radiodurans_sebagai_bioremediasi_pencemaran_limbah_radioaktif_Pembangkit_Listrik_Tenaga_Nuklir_The_summary?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem

Bayu,2009. http://bayumas3.blogspot.com/2010_05_01_archive.html

Margaratta,2011. Deinococcus radiodurans bakteri paling tangguh di dunia. http://magaratta.wordpress.com/2011/03/19/deinococcus-radiodurans-bakteri- paling-tangguh-di-dunia/

Syarif.2010.Pengolahan limbah B3. http://syariefjazjaz.wordpress.com/tag/pengolahan-limbah-b3/

http://www.genomenewsnetwork.org/articles/07_02/deinococcus.shtml

http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirLimbahDomestikDKI/BAB7RBC.pdf

Produksi Insulin Via Bakteri E. Coli Sebagai Pencegah Diabetes Melitus

Arindra Trisna W (09330018), Mayong Indra P (09330067), Rizka Efrila Ramadhani (09330089), Dr. H. Moch. Agus Krisno Budianto, M.kes
Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318

Abstract

Biotechnology is a branch of biology that organisms use to produce goods for the welfare of man himself. Diabetes Mellitus is a disease in which the organ is no longer biased pancreas produce insulin properly, so blood sugar levels become high. Sharing ways to produce insulinpun conducted including using pork or beef insulinya synthesized humanity.

Insulin is a hormone naturally produced by the island of island of Langerhans of the pancreas. This hormone works regulate blood glucose levels in a manner facilitate the entry of glucose into all tissues of the body. Insulin deficiency in humans causes the genetic disease type I diabetes mellitus or IDDM called (Insulin Dependent Diabetes Mellitus). Giving regular insulin injections in insulin levels in the blood increase the patient can minimize complications. Injection of insulin in the same area one can reduce the variation of absorption. And methods of insulin production is better than ever before.

Keywords: Biomolecular Engineering, Biotechnology, Insulin, Diabetes Mellitus

 

 

Abstrak

            Bioteknologi adalah suatu cabang ilmu biologi yang memanfaatkan organism untuk menghasilkan barang demi kesejahteraan manusia itu sendiri. Diabetes Mellitus merupakan suatu penyakit dimana organ pancreas tidak lagi bias memproduksi insulin dengan baik, sehingga kadar gula dalam darah menjadi tinggi. Berbagi cara untuk memproduksi insulinpun dilakukan termasuk menggunakan babi atau sapi yang insulinya disintesis kemanusia.

Insulin adalah suatu hormon yang secara alami dihasilkan oleh pulau pulau langerhans pankreas. Hormon ini bekerja mengatur kadar glukosa dalam darah dengan cara mempermudah masuknya glukosa ke dalam semua jaringan tubuh. Defisiensi insulin dalam manusia menyebabkan penyakit genetik diabetes mellitus jenis I atau disebut IDDM (Insulin Dependent Diabetes Mellitus). Pemberian injeksi insulin secara teratur dalam meningkatkan kadar insulin dalam darah penderita dapat meminimumkan komplikasi. Penyuntikkan insulin pada satu daerah yang sama dapat mengurangi variasi penyerapan. Dan metode produksi insulin ini lebih baik daripada yang sebelumnya

Kata Kunci : Biomolekuler, Bioteknologi, Insulin,  Diabetes Melitus.

PENDAHULUAN

Insulin pertama kali di ekstraksi dari jaringan pankreas anjing pada tahun 1921 oleh para ahli fisiologi asal kanada Sir Federick Glant Banting dan Charles Hebert Best serta ahli fisiologi asal Inggris Sir Federick Glant Banting dan Charles Hebert Best Macleod. Seorang ahli boikimia James Betram Collip kemudian memproduksi dengan tingkat kemurnian yang cukup baik untuk digunakan sebagai obat pada manusia (Budiyanto, 2011). Pada tahun 1965 insulin manusia telah berhasil disintesis secara kimia. Insulin merupakan protein manusia pertama yang disintesis secara kimia. Secara tradisional, insulin untuk pengobatan pada manusia diisolasi dari pankreas sapi atau babi. Walaupun insulin hewan secara umum cukup memuaskan tetapi untuk penggunaan pada manusia dapat menimbulkan dua masalah. Pertama, adanya perbedaan kecil dalam asam amino penyusunnya yang dapat menimbulkan efek samping berupa alergi pada beberapa penderita. Kedua, prosedur pemurnian sulit dan cemaran berbahaya asal hewan tidak selalu dapat dihilangkan secara sempurna. Pada tahun 1981 telah terjadi perbaikan secara berarti cara produksi insulin melalui rekayasa genetika. Insulin yang diperoleh dengan cara ini mempunyai struktur mirip dengan insulin manusia. Melalui teknologi DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak patogen. Karena kedua hal tersebut di atas, insulin hasil rekayasa genetika ini mempunyai efek samping yang relatif sangat rendah dibandingkan dengan insulin yang diperoleh dari ekstrak pankreas hewan, tidak menimbulkan efek alergi serta tidak mengandung kontaminan berbahaya (Soffie, 1996). Pembuatan insulin dari bahan berupa makhluk hidup menunjukkan tanda – tanda kekuasaan Allah SWT sesuai firman Allah SWT dalam surat An Nahl ayat 5 yang artinya

“Dan Dia telah menciptakan binatang ternak untuk kamu, padanya ada (bulu) yang menghangatkan dan berbagai – bagai manfaat dan sebahagiannya kamu makan”

 

METODE

Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Pada proses rekayasa genetika organisme yang sering digunakan adalah bakteri Escherichia coli. Bakteri Escherichia coli dipilih karena rentang umur yang pendek, jumlah generasi yang banyak, susunan genetik bakteri lebih mudah dimodifikasi, lingkungan luar dapat dimodifikasi ekspresi gen, menghasilkan produk, hampir mendekati yang kita inginkan (menyerupai insulin hasil sekresi β-pankreas) serta lebih ekonomis (Esha, 2011).

 

Proses Rekayasa Genetika

Pada proses penyisipan gen diperlukan tiga faktor utama yaitu

  1. Vektor, yaitu pembawa gen asing yang akan disisipkan, biasanya berupa plasmid, yaitu lingkaran kecil ADN yang terdapat pada bakteri. Plasmid diambil dari bakteri dan disisipi dengan gen asing.
  2. Bakteri, berperan dalam memperbanyak plasmid. Plasmid di dalam tubuh bakteri akan mengalami replikasi atau memperbanyak diri, makin banyak plasmid yang direplikasi makin banyak pula gen asing yang dicopy sehingga terjadi cloning gen.
  3. Enzim, berperan untuk memotong dan menyambung plasmid. Enzim ini disebut enzim endonuklease retriksi, enzim endonuklease retriksi yaitu enzim endonuklease yang dapat memotong ADN pada posisi dengan urutan basa nitrogen tertentu (Budiyanto, 2011).

http://3.bp.blogspot.com/_4IwHTsRufBg/TIoHbcKBp0I/AAAAAAAAEug/ML9lGMTvP4s/s1600/teknik+plasmid.jpg

  1. Pada proses pembuatan insulin ini, langkah pertama adalah mengisolasi plasmid dari E. coli. Plasmid adalah salah satu bahan genetik bakteri yang berupa untaian DNA berbentuk lingkaran kecil. Selain plasmid, bakteri juga memiliki kromosom. Keunikan plasmid ini adalah: ia bisa keluar-masuk ‘tubuh’ bakteri, dan bahkan sering dipertukarkan antar bakteri.
  2. Pada langkah kedua ini plasmid yang telah diisolir dipotong pada segmen tertentu menggunakan enzim restriksi endonuklease. Sementara itu DNA yang di isolasi dari sel pankreas dipotong pada suatu segmen untuk mengambil segmen pengkode insulin. Pemotongan dilakukan dengan enzim yang sama.
  3. DNA kode insulin tersebut disambungkan pada plasmid menggunakan bantuan enzim DNA ligase. Hasilnya adalah kombinasi DNA kode insulin dengan plasmid bakteri yang disebut DNA rekombinan.
  4. DNA rekombinan yang terbentuk disisipkan kembali ke sel bakteri.
  5. Bila bakteri E. coli berbiak, maka akan dihasilkan koloni bakteri yang memiliki DNA rekombinan (Bambang, 2011).

 

PEMBAHASAN

Insulin bervariasi dari satu organisme ke organisme lainnya, namun hal ini tidak membedakan aktivitasnya. Pada mulanya sumber insulin untuk penggunaan klinis pada manusia diperoleh dari pancreas sapi atau babi. Insulin yang diperoleh dari sumber – sumber tersebut efektif bagi manusia karena indentik dengan insulin manusia. Insulin pada manusia, babi, dan sapi mempunyai perbedaan dalam susunan asam aminonya, tapi aktivitasnya tetap sama (Budiyanto, 2011).

Tabel 1. Perbedaan susunan asam amino pada insulin manusia, babi (pork), dan sapi (beef).

Spesies A8 A10 B28 B29 B30
Manusia Thr Ile Pro Lys Thr
Babi Thr Ile Pro Lys Ala
Sapi Ala Val Pro Lys Ala

Sumber :  Budiyanto, 2011

Pemberian Insulin Pada Penderita Diabetes Mellitus

Insulin adalah suatu hormon yang secara alami dihasilkan oleh pulau pulau langerhans pankreas. Insulin memungkinkan sel – sel tubuh mengabsorbsi glukosa dari darah untuk digunakan sebagai sumber energy, diubah menjadi molekul lain yang diperlukan, atau untuk disimpan. Insulin juga merupakan sinyal control untama konversi glukosa menjadi glikogen untuk penyimpanan internal di hati dan sel otot.  Bila jumlah insulin yang tersedia tidak mencukupi, sel tidak merespon adanya insulin (tidak sensitif atau resisten), atau bila insulin itu sendiri tidak diproduksi oleh sel – sel beta akibat rusaknya sel –sel beta pada pancreas, maka glukosa tidak dapat dimanfaatkan oleh sel tubuh ataupun disimpan dalam bentuk cadangan makanan dalam hati maupun sel otot. Akibat yang terjadi adalah peningkatan kadar glukosa dalam darah, penurunan sintesis protein, dan gangguan proses – proses metabolisme dalam tubuh. Hormon ini bekerja mengatur kadar glukosa dalam darah dengan cara mempermudah masuknya glukosa ke dalam semua jaringan tubuh. Jika jumlah insulin yang diproduksi tidak memadai, kadar glukosa dalam darah akan meningkat dan sebagai akibatnya glukosa akan di ekskresi dalam urine. Defisiensi insulin dalam manusia menyebabkan penyakit genetik diabetes mellitus jenis I atau disebut IDDM (Insulin Dependent Diabetes Mellitus). Bila tidak diobati penyakit ini akan membahayakan kehamilan, bahkan dapat menyebabkan kematian. Adanya insulin yang dapat membantu mengatur kadar glukosa darah merupakan salah satu tanda kekuasaanNya. Hal ini tercantum dalam firman Allah surat Al furqan ayat 2 yang artinya

“ Yang kepunyaanNya lah kerajaan langit dan bumi, dan dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi Nya dalam kekuasaan (Nya), dan dia telah menviptakan segala sesuatu, dan dia menetapkan ukuran – ukurannya dengan serapi – rapinya.”

Pemberian injeksi insulin secara teratur dalam meningkatkan kadar insulin dalam darah penderita dapat meminimumkan komplikasi. Pengobatan ini hanya mungkin dilaksanakan bila insulin tersedia dalam jumlah besar dengan kemurnian dan mutu yang baik. Pemberian insulin kepada penderita diabetes hanya bisa dilakukan dengan cara suntikan, jika diberikan melalui oral insulin akan rusak didalam lambung. Setelah disuntikan, insulin akan diserap kedalam aliran darah dan dibawa ke seluruh tubuh. Disini insulin akan bekerja menormalkan kadar gula darah (blood glucose) dan merubah glucose menjadi energi. Perlu diperhatikan daerah mana saja yang dapat dijadikan tempat menyuntikkan insulin. Bila kadar glukosa darah tinggi, sebaiknya disuntikkan di daerah perut dimana penyerapan akan lebih cepat. Namun bila kondisi kadar glukosa pada darah rendah, hindarilah penyuntikkan pada  daerah perut. Secara urutan, area proses penyerapan paling cepat adalah dari perut, lengan atas dan paha. Insulin akan lebih cepat diserap apabila daerah suntikkan digerak-gerakkan.

Penyuntikkan insulin pada satu daerah yang sama dapat mengurangi variasi penyerapan. Penyuntikkan insulin selalu di daerah yang sama dapat merangsang terjadinya perlemakan dan menyebabkan gangguan penyerapan insulin. Daerah suntikkan sebaiknya berjarak 1inchi (+ 2,5cm)  dari daerah sebelumnya. Lakukanlah rotasi di dalam satu daerah selama satu minggu, lalu baru pindah ke daerah yang lain (Budiyanto, 2011).

Kerja insulin dalam tubuh dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya :

1. Dosis

Semakin tinggi dosisnya maka semakin cepat aksinya.

2. Tempat injeksi

Pada umumnya insulin diberikan dengan injeksi menembus kulit. Pada pemberian intravena aksinya cepat, pad transdermal atau secara subkutan maka pada otot terjadi degradasi insulin 20-25%. Makanya harus diperhitungkan untuk mendapatkan dosis yang tepat. Kebanyakan insulin diinjeksikan pada perut (intrperional). Jarum untuk injeksi insulin kecil sekali dan pendek (0,5-1 cm). Dapat juga menggunakan implant pad dada yang dapat mensuplai insulin sedikit demi sedkit.

3. Kehadiran antibodi insulin

Hal ini terutama pada penggunaan hewan sebagai insulin. Jika digunakan insulin dari luar dikhawatirkan terjadi reaksi antigen antibodi maupun perusakan lain, kecuali pada penderita autoimun.

4. Aktivitas fisik

Semakin banyak aktivitas fisik yang kita lakukan maka kita perlu energi  (dari glukosa) yang semakin besar sehingga tidak perlu aksi insulin yang ekstra untuk mengubah glukosa menjadi glikogen (insulin yang diperlukan semakin sedikit).

Insulin dapat dibedakan atas dasar :

  1. Waktu kerja insulin (onset), yaitu waktu mulai timbulnya efek insulin sejak disuntikan.
  2. Puncak kerja insulin, yaitu waktu tercapainya puncak kerja insulin.
  3. Lama kerja insulin (durasi), yaitu waktu dari timbulnya efek insulin sampai hilangnya efek insulin (Budiyanto, 2011).

Insulin sampai saat ini dikelompokkan menjadi beberapa jenis antara lain:

1. Kerja cepat (rapid acting)

Contoh: Actrapid, Humulin R,Reguler Insulin (Crystal Zinc Insulin) Bentuknya larutan jernih, efek puncak 2-4 jam setelah penyuntikan, durasi kerja sampai 6 jam. Merupakan satu-satunya insulin yang dapat dipergunakan secara intra vena. Bisa dicampur dengan insulin kerja menengah atau insulin kerja panjang.

2.  Kerja menengah (intermediate acting)

Contoh: Insulatard, Monotard, Humulin N, NPH, Insulin Lente Dengan menambah protamin (NPH / Neutral Protamin Hagedom) atau zinc (pada insulin lente), maka bentuknya menjadi suspensi yang akan memperlambat absorpsi sehingga efek menjadi lebih panjang. Bentuk NPH tidak imunogenik karena protamin bukanlah protein.

3. Kerja panjang ( long acting)

Contoh: Insulin Glargine, Insulin Ultralente, PZI. Insulin bentuk ini diperlukan untuk tujuan mempertahankan insulin basal yang konstan. Semua jenis insulin yang beredar saat ini sudah sangat murni, sebab apabila tidak murni akan memicu imunogenitas, resistensi, lipoatrofi atau lipohipertrofi (Kiranawati, 2011).

Karakteristik farmakokinetik: pendek, intermediet dan long-acting sediaan insulin

Pemberian insulin:

Tabel 2. Karakteristik farmakokinetik : pendek, intermediet dan long-acting sediaan insulin

Kategori

Onset (jam setelah pemberian)

Aktivitas puncak (jam setelah pemberian)

Durasi (jam)

Aksi pendek

0,5-1

2-5

6-8

Aksi menengah

2

4-12

Sampai 24

Aksi lama

4

10-20

Sampai 36

Sumber :  Budiyanto, 2011

  1. short acting : diberi 0,5-1 jam sebelum makan
  2. intermediet acting : diberi 2 jam sebelum makan
  3. long acting : diberi 4 jam sebelum makan

Pemberian preparat insulin perlu diatur seperti di atas supaya saat kadar glukosa dalam tubuh tinggi (mencapai puncak) maka kadar insulin juga sudah tinggi, jadi harus seimbang. jika kadar insulin tinggi kadar glukosa darah rendah maka akan terjadi shock. Jika kadar insulin rendah tetapi kadar glukosa darah tinggi maka terjadi kelebihan gula (diabetes) (Budiyanto, 2011).

 

KESIMPULAN

  1. Defisiensi insulin dalam manusia menyebabkan penyakit genetik diabetes mellitus jenis I atau disebut IDDM (Insulin Dependent Diabetes Mellitus).
  2. Insulin adalah suatu hormon yang secara alami dihasilkan oleh pulau pulau langerhans pankreas.
  3. Insulin untuk pengobatan pada manusia diisolasi dari pankreas sapi atau babi tetapi masih menimbulkan efek samping.
  4. Produksi insulin bisa dilakukan dengan cara rekayasa genetika menggunakan bakteri E. coli.
  5. Insulin diberikan dengan injeksi karena jika diberikan melalui oral insulin akan rusak didalam lambung.
  6. Keja insulin dipengaruhi oleh dosis, tempat injeksi, kehadiran antibodi dan aktivitas.

 

DAFTAR PUSTAKA

-       Anonymous. 2011. Bioteknologi. (online) http:// Wikipedia.org. Diakses Tanggal 09 Desember 2011

-       Bambang, 2011. Membuat insulin dengan bantuan E. coli. (online) http://biologimediacentre.com/ bioteknologi-5-membuat-insulin-dengan-bantuan-e-coli/”. Diakses tanggal 09 Desember 2011

-       Budiyanto, Agus K. 2011 Rekayasa genetika dalam proses pembuatan insulin (online) http://aguskrisnoblog. wordpress.com/2011/01/11/rekayasa-genetika-dalam-proses-pembuatan-insulin-sebagai-salah-satu-terapi-penyakit-diabetes-mellitus/Diakses pada 09 Desember 2011.

-       Esha, et all.  2011. Pembuatan Insulin. http://www.slideshare.net/khairulhamidhamd/pembuatan-insulin.

-       Soffie, 1996.  Rekayasa Genetika Perbaiki Insulin. http://www.scribd.com/mobile/documents/search?query=5060348&commit=Search

-       Kiranawati, 2011. Penggunaan Insulin Pada Pasien Diabetes Melitus http://www.naturindonesia.com/diabetes-militus/insulin.html

PERAN MIKROORGANISME DALAM PEMBUSUKAN SAMPAH ORGANIK

Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Mikroorganisme disebut juga organisme mikroskopik. Mikroorganisme seringkali bersel tunggal (uniseluler) maupun bersel banyak (multiseluler). Namun, beberapa protista bersel tunggal masih terlihat oleh mata telanjang dan ada beberapa spesies multisel tidak terlihat mata telanjang. Virus juga termasuk ke dalam mikroorganisme meskipun tidak bersifat seluler. Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut  mikrobiologi. Orang yang bekerja di bidang ini disebut mikrobiolog.  Mikroorganisme biasanya dianggap mencakup semua prokariota, protista, dan alga renik. Fungi, terutama yang berukuran kecil dan tidak membentuk hifa, dapat pula dianggap sebagai bagiannya, meskipun banyak yang tidak menyepakatinya. Kebanyakan orang beranggapan bahwa yang dapat dianggap mikroorganisme adalah semua organisme sangat kecil yang dapat dibiakkan dalam cawan petri atau inkubator di dalam laboratorium dan mampu memperbanyak diri secara mitosis.

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 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 perngolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah ada.

MACAM-MACAM MIKROORGANISME DALAM PEMBUSUKAN SAMPAH

Proses pembuatan kompos yang dilakukan mempergunakan larutan effective microorganisme  yang disingkat EM.  EM  pertama kali ditemukan oleh Prof. Teruo Higa dari Universitas Ryukyus. Jepang, dengan EM4 nya. Dalam EM ini terdapat sekitar 80 genus microorganisme fermentor. Microorganisme ini dipilih yang dapat bekerja secara efektif dalam memfermentasikan bahan organik. Secara global terdapat 5 golongan yang pokok yaitu:  Bakteri fotosintetik, Lactobacillus sp, Streptomycetes sp, Ragi (yeast),Actinomycetes.

Teknologi EM (Effective Mikroorganism) dapat digunakan dalam bidang pertanian, peternakan, perikanan, lingkungan, kesehatan dan industri. Meski sudah banyak kalangan masyarakat yang menggunakan tapi tidak banyak yang tahu tentang EM, komposisi kandungan, fungsi dan jenis-jenis EM.

EM merupakan campuran dari mikroorganisme bermanfaat yang terdiri dari lima kelompok, 10 Genius 80 Spesies dan setelah di lahan menjadi 125 Spesies. EM berupa larutan coklat dengan pH 3,5-4,0. Terdiri dari mikroorganisme Aerob dan anaerob. Meski berbeda, dalam tanah memberikan multiple efect yang secara dramatis meningkatkan mikro flora tanah. Bahan terlarut seperti asam amino, sacharida, alkohol dapat diserap langsung oleh akar tanaman.

Kandungan EM terdiri dari bakteri fotosintetik, bakteri asam laktat, actinomicetes, ragi dan jamur fermentasi. Bakteri fotosintetik membentuk zat-zat bermanfaat yang menghasilkan asam amino, asam nukleat dan zat-zat bioaktif yang berasal dari gas berbahaya dan berfungsi untuk mengikat nitrogen dari udara. Bakteri asam laktat berfungsi untuk fermentasi bahan organik jadi asam laktat, percepat perombakan bahan organik, lignin dan cellulose, dan menekan pathogen dengan asam laktat yang dihasilkan.

Actinomicetes menghasilkan zat anti mikroba dari asam amino yang dihasilkan bakteri fotosintetik. Ragi menghasilkan zat anti biotik, menghasilkan enzim dan hormon, sekresi ragi menjadi substrat untuk mikroorganisme effektif bakteri asam laktat actinomicetes. Cendawan fermentasi mampu mengurai bahan organik secara cepat yang menghasilkan alkohol ester anti mikroba, menghilangkan bau busuk, mencegah serangga dan ulat merugikan dengan menghilangkan pakan.

Fungsi EM untuk mengaktifkan bakteri pelarut, meningkatkan kandungan humus tanahlactobonillus sehingga mampu memfermentasikan bahan organik menjadi asam amino. Bila disemprotkan di daun mampu meningkatkan jumlah klorofil, fotosintesis meningkat dan percepat kematangan buah dan mengurangi buah busuk. Juga berfungsi untuk mengikat nitrogen dari udara, menghasilkan senyawa yang berfunsi antioksidan, menekan bau limbah, menggemburkan tanah, meningkatkan daya dukung lahan, meningkatkan cita rasa produksi pangan, perpanjang daya simpan produksi pertanian, meningkatkan kualitas daging, meningkatkan kualitas air dan mengurangi molaritas Benur.Jenis-jenis EM yang ada seperti EM1 yang berupa media padat berbentuk butiran yang mengandung 90% actinomicetes. Berfungsi untuk mempercepat proses pembentukan kompos dalam tanah. EM2 terdiri dari 80 species yang disusun berdasarkan perbandingan tertentu.

Berbentuk kultur dalam kaldu ikan dengan pH 8,5. dalam tanah mengeluarkan antibiotik untuk menekan patogen. EM3 terdiri dari 95% bakteri fotosintetik dengan pH 8,5 dalam kaldu ikan yang berfungsi membantu tugas EM2. Sakarida dan asam amino disintesa oleh bakteri fotosintetik sehingga secara langsung dapat diserap tanaman. EM4 terdiri dari 95% lactobacillus yang berfungsi menguraikan bahan organik tanpa menimbulkan panas tinggi karena mikroorganisme anaerob bekerja dengan kekuatan enzim. EM5 berupa pestisida organik.

ImageImageImageImageImage

SAMPAH ORGANIK

Image

Persampahan merupakan masalah yang tidak dapat diabaikan, karena di dalam semua aspek kehidupan selalu dihasilkan sampah, disamping produk utama yang diperlukan. Sampah akan terus bertambah seiring dengan banyaknya aktifitas manusia yang disertai semakin besarnya jumlah penduduk di Indonesia.

Sampah merupakan bahan padat sisa proses industri atau sebagai hasil sampingan kegiatan rumah tangga. Sampah telah banyak menimbulkan masalah, utamanya di negara – berkembang. Masalah yang lazim muncul akibat keberadaan sampah misalnya dampak pencemaran lingkungan, seperti timbulnya bau yang kurang sedap, sanitasi air yang berbahaya dan yang dapat menimbulkan masalah kesehatan. Disamping itu dari sudut pandang estetika, tidak baik (kumuh). Namun apabila dikelola dengan baik dan benar maka sampah dapat dimanfaatkan sebagai sumber daya alam yang berguna.

Di dalam semua aspek kehidupan manusia selalu menghasilkan sampah (by-product) disamping produk utama yang diperlukan atau digunakan. Untuk daerah pedesaan, dimana pertanian merupakan kegiatan/ pekerjaan utama dimana sampah yang dihasilkan jumlahnya sedikit yang mana sampah tersebut dapat diuraikan sendiri oleh alam, dimana hewan memakan sisa makanan dan bahan- bahan lain dapat dibuang ke tanah dengan demikian dapat menguraikan sampah tersebut.

Pengomposan merupakan salah satu contoh proses pengolahan sampah secara aerobik dan anaerobik yang merupakan proses saling menunjang untuk menghasilkan kompos. Sampah yang dapat digunakan dengan baik sebagai bahan baku kompos adalah sampah organik, karena mudah mengalami proses dekomposisi oleh mikroba-mikroba.

Proses dekomposisi senyawa organik oleh mikroba merupakan proses berantai. Senyawa organik yang bersifat heterogen bercampur dengan kumpulan jasad hidup yang berasal dari udara, tanah, air, dan sumber lainnya, lalu di dalamnya terjadi proses mikrobiologis. Beberapa hal yang harus diperhatikan agar proses tersebut berjalan lancar adalah perbandingan nitrogen dan karbon (C/N rasio) di dalam bahan, kadar air bahan, bentuk dan jenis bahan, temperatur, pH, dan jenis mikroba yang berperan didalamnya. Indikator yang menunjukkan bahwa proses dekomposisi senyawa organik berjalan lancar adalah adanya perubahan pH dan temperatur. Proses dekomposisi akan berjalan dalam empat fase, yaitumesofilik,termofilik, pendinginan, dan masak.

Sampah adalah limbah yang bersifat padat terdiri atas zat organik dan zat anorganik yang dianggap tidak berguna lagi dan harus dikelola agar tidak membahayakan lingkungan dan melindungi investasi pembangunan. Sampah umumnya dalam bentuk sisa makanan (sampah dapur), daun-daunan, ranting pohon, kertas/karton, plastik, kain bekas, kaleng-kaleng, debu sisa penyapuan, dsb (Pramatmaja, 2008).

Sampah adalah istilah umum yang sering digunakan untuk menyatakanlimbah padat. Sampah adalah sisa-sisa bahan yang telah mengalami perlakuan- perlakuan, baik karena telah sudah diambil bagian utamanya, atau karena pengolahan, atau karena sudah tidak ada menfaatnya yang ditinjau dari segi sosial ekonomis tidak ada harganya dan dari segi lingkungan dapat menyebabkan pencemaran atau gangguan terhadap lingkungan hidup. Sampah adalah limbah yang berbentuk padat dan juga setengah padat, dari bahan organik dan atau anorganik, baik benda logam maupun benda bukan logam, yang dapat terbakar dan yang tidak dapat terbakar. Bentuk fisik benda-benda tersebut dapat berubah menurut cara pengangkutannya atau cara pengolahannya (Pramatmaja, 2008).

Berdasarkan komposisi kimianya, maka sampah dibagi menjadi sampah organik dan sampah anorganik. Penelitian mengenai sampah padat di Indonesia menunjukkan bahwa 80% merupakan sampah organik, dan diperkirakan 78% dari sampah tersebut dapat digunakan kembali. sampah organik dibedakan menjadi sampah organik yang mudah membusuk (misal: sisa makanan, sampah sayuran dan kulit buah) dan sampah organik yang tidak mudah membusuk (misal : plastik dan kertas). Kegiatan atau aktivitas pembuangan sampah merupakan kegiatan yang tanpa akhir. Oleh karena itu diperlukan sistem pengelolaan sampah yang baik. Sementara itu, penanganan sampah perkotaan mengalami kesulitan dalam hal pengumpulan sampah dan upaya mendapatkan tempat atau lahan yang benar-benar aman. Maka pengelolaan sampah dapat dilakukan secarapreventive, yaitu memanfaatkan sampah salah satunya seperti usaha pengomposan (Sulistyorini, 2005).

Kompos adalah pupuk alami (organik) yang terbuat dari bahan – bahan hijauan dan bahan organik lain yang sengaja ditambahkan untuk mempercepat proses pembusukan, misalnya kotoran ternak atau bila dipandang perlu, bisa ditambahkan pupuk buatan pabrik, seperti urea. Sampah kota bisa juga digunakan sebagai kompos dengan catatan bahwa sebelum diproses menjadi kompos sampah kota harus terlebih dahulu dipilah- pilah, kompos yangrubbishharus dipisahkan terlebih dahulu. Jadi yang nantinya dimanfaatkan sebagi kompos hanyalah sampah-sampah jenis garbagesaja. Berbeda dengan proses pengolahan sampah yang lainnya, maka pada proses pembuatan kompos baik bahan baku, tempat pembuatan maupun cara pembuatan dapat dilakukan oleh siapapun dan dimanapun. Kompos dapat digunakan untuk tanaman hias, tanaman sayuran, tanaman buah-buahan maupun tanaman padi disawah. Bahkan hanya dengan ditaburkan diatas permukaan tanah, maka sifat-sifat tanah tersebut dapat dipertahankan atau dapatditingkatkan. Apalagi untuk kondisi tanah yang baru dibuka, biasanya tanah yang baru dibuka maka kesuburan tanah akan menurun. Oleh karena itu, untuk mengembalikan atau mempercepat kesuburannya maka tanah tersebut harus ditambahkan kompos (Sulistyorini, 2005).

PERAN BAKTERI TERHADAP PEMBUSUKAN SAMPAH

Pada hakekatnya sampah organik dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan pupuk organik yang bernilai ekonomis. Proses pembuatan pupuk organik secara konservatif membutuhkan waktu 8 – 12 minggu, sedang apabila menggunakan sistem baru (penambahan inokulan) hanya memerlukan waktu 4 sampai 8 minggu dan hasilnya lebih baik. Perbedaan dari kedua proses pembuatan pupuk organik tersebut ternyata terletak pada metode dan adanya bahan inokulan (EM-4, kotoran hewan, dan cacing). Cara ini biasanya memerlukanwaktu relatif lebih singkat sehingga lebih efisien. Pembuatan pupuk organik (kompos) dengan cara baru, telah diuji cobakan pada tanaman hortikultura, dan hasilnya lebih baik dibanding dengan menggunakan pupuk organik hasil pemrosesan secara konservatif (Asngad, 2005)

Penanganan sampah menjadi pupuk organik memberikan banyak keuntungan, misalnya dapat memberdayakan ekonomi masyarakat,sebagai alternatif pengadaan lapangan kerja, bahannya melimpah dan mudah diperoleh, serta peluang pasarnya sangat baik. Dengan adanya cara yang baru, yaitu pemberian inokulan ( EM-4, Kotoran ayam dan cacing) pada pengolahan pembuatan pupuk organik dapat mempercepat dan meningkatkan kualitas pupuk organik. Dengan adanya beberapa keuntungan tersebut maka dapat digunakan sebagai salah satu alternatif pemecahan masalah lingkungan, juga dapatdigunakan sebagai bahan penyubur tanah. Pupuk organik sendiri bukanlah pupuk utama tetapi apabila diberikan pada tanah dapat memperbaiki tekstur tanah, karena pupuk organik dapat meningkatkan aktivitas biologis dalam tanah, yang menyebabkan cacing tanah dapat hidup subur dan menyebabkan tanah lebih gembur sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik. Struktur tanah dapat diperbaiki dengan meningkatnya porositas tanah, sehingga tanah menjadi gembur. Perbedaan teknik tersebut berkaitan dengan adanya faktor-faktor yang mempengaruhi proses penguraian (dekomposisi) bahan – bahan sampah, yaitu pengaturan aerasi, suhu, kelembaban, jenis jasad pengurai (dekompucer), jenis sampahnya, kondisi sampah (utuh atau dipotong terlebih dahulu dan ukuran potongan) serta adanya bahan – bahan tambahan seperti abu dan kapur. Untuk jenis jasad pengurai dan metode pembuatan pupuk organik perlu dikaji lebih lanjut, mengingat kedua hal tersebut cukup relevan dengan kualitas pupuk organik, yang pada akhirnya akan berpengaruh pada peranan pupuk organik (Asngad, 2005)

Sampah organik dan limbah organik dapat  memberi manfaat  kepada manusia setelah terlebih dahulu dirobah menjadi pupuk organik oleh peranan bakteri menguntungkan bagi manusia. Bakteri saprofit berperanan menguraikan tumbuhan atau hewan yang mati, sisa-sisa atau kotoran organisme. Bakteri sahabat manusia (probiotik) tersebut menguraikan protein, karbohidrat dan senyawa organik lainnya.

Penguraian dalam kondisi tanpa oksigen (anaerobik), material organik akan menjadi gas amoniak, hidrogen sulfida (H2S), methana (CH4) dan senyawa lain yang lebih sederhana.  Sementara dalam kondisi cukup oksigen (aerobik), penguraian akan menghasilkan H2O dan CO2,  serta senyawa lain dalam bentuk nutrisi.  Oleh karenanya, keberadaan bakteri jenis saprofit ini, sangat berperan dalam mineralisasi di alam dan, dengan cara ini, bakteri membersihkan dunia dari sampah dan limbah organik. Tanpa kehadiran si jasad renik ini, niscaya bumi kita akan penuh oleh sampah  organik dan limbah organik, yakni segala material yang berasal dari jasad mati, berdampingan dengan jasad hidup.

Image

Bakteri, agar dapat dikelola pemanfaatannya, dapat diisolat kemudian dibiakan di laboratorium serta kemudian disimpan dalam media, dengan ditambahkan nutrisi secukupnya, tergantung masa dorman  yang diinginkan.  Makin banyak sediaan nutrisinya, masa hidup bakteri dalam media ini akan lebih lama dibanding jika nutrisi terbatas. Salah satunya  yang kini ada di pasaran adalah konsorsium aneka jenis bakteri, ragi dan fungi dalam aktivator Green Phoskko (GP-1), yang diketahui dan telah dirasakan bermanfaat membantu manusia dalam peranannya sebagai pengurai (dekomposer) sampah dan segala material organik. Konsorsium mikroba probiotik (sahabat manusia) ini disajikan dalam bentuk tepung ( powder), dikemas dalam pack per 250 gram, sehingga bisa dimobilisasi atau dibawa dengan mudah. Berisi bakteri aktinomycetes- spesies aktinomyces naeslundii, Lactobacillus spesies delbrueckii, Bacillus Brevis, Saccharomyces Cerevisiae, Cellulolytic Bacillus Sp, ragi, dan jamur dengan populasi 10 pangkat 7 per gram Cfu. Konsorsium bakteri, dalam aktivator bagi pembuatan pupuk organik ini, tergolong mesofilik hingga termofilik, artinya hidup optimal pd suhu 30 sd 55 serta 60 sd 80 derajat Celcius.

Image

Mikroba pengurai, atau  dekomposer ini berfungsi melapukan atau mendekomposisi sampah organik dan bahan organik (limbah kota, pertanian, peternakan, tinja, urine, sisa makanan,  dan material organik lainnya).  Pada kondisi kelembaban, suhu, porositas dan aerasi yang sesuai dengan kebutuhannya, bakteri ini akan bekerja terus menerus tanpa henti, atau akan mendekomposisi material organik dengan cepat. Misal, pada penggunaan dalam penguraian bahan organik (pengomposan) didalam komposter atau skala alat rotary kiln,  5 hari bisa menyelesaikan tugasnya mengurai aneka bahan organik tersebut.

Image

Cepatnya proses pengkomposan sebagai bentuk penguraian kembali bahan organik menjadi material bersifat tanah, akan meningkatkan daya tarik dalam pembuatan kompos. Bakteri, yang bekerja tanpa henti, akan menghilangkan kesempatan bakteri lawannya atau merugikan (patogen) memproduksi amoniak, methan dan H2S -yang kemudian dipersepsikan masyarakat sebagai bau busuk sampah. Dengan bakteri bekerja terus menerus, akan menekan pertumbuhan mikroba patogen, atau  berbeda dengan apa yang terjadi pada kondisi tanpa oksigen (anaerobik).  Dengan saling melengkapi peranan (simbiosis) antara teknologi mikrobiologi dan alat mesin rotary kiln,  akan menurunkan biaya pengomposan karena efisiensi dari aspek waktu, tenaga kerja dan luas lahan bagi keperluan penumpukan sampah.  Resistensi (penolakan) tetangga akan suatu pembuatan kompos berbahan sampah dan limbah organik di sekitar pemukiman pun tidak terjadi lagi, karena memang tidak berbau.

Image

Bekerjanya bakteri tanpa henti ini akan berlangsung, ketika lingkungan mikro dikelola oleh fungsi rotary kiln dalam  hal menjamin kecukupan oksigen (aerasi), menjaga kestabilan PH, menjaga temperatur, dan kelembaban. Namun persisnya kebutuhan lingkungan mikro, berbeda bagi tiap jenis bakteri satu dengan bakteri lainnya. Untuk itu, pada teknologi Biophoskko, dibuatlah desain komposter dan rotary kiln, sedemikian rupa, hasil perhitungan yang cermat berdasar kebutuhan aneka jenis bakteri  khusus sebagaimana terdapat dalam Green Phoskko (GP-1) tersebut. Karenanya,  dalam kepentingan mengolah sampah dan membuat kompos secara sempurna ( cepat, higienis, tidak berbau, tidak menghidupkan hewan kecil dan serangga, serta bermutu baik yakni CN ratio< 20, gembur tanpa harus dihancurkan oleh mesin) diperlukan kesesuaian ( compatible) antara alat ( media komposter) dan jenis bakterinya sebagai satu kesatuan. Tanpa itu, membuat pupuk organik (kompos) akan beresiko menimbulkan gas methan dan H2S sebagai polutan ( bau, cairan lindi, binatang) dan akan dipersepsikan rumit, lama, merugikan, menjijikan dan berbau. Itulah pangkal masalah banyaknya instalasi pengolahan sampah maupun produksi pupuk organik di perkotaan mendapat penolakan warga sekitar.

PRODUK-PRODUK  BIO  SUPER  ACTIVE  (BSA)

Image

-  BSA  POC

-  BSA  DECOMPOSER

-  BSA  PENETRALISIR  LIMBAH

-  BSA  PUPUK HAYATI

BSA  POC

Image

Sudah dikenal secara luas oleh konsumen khususnya para petani tanaman pangan maupun para pehobis, hasilnya tidak diragukan lagi, bisa dilihat posting yang lalu ” Pupuk Organik Cair Bio Super Active “

BSA  DECOMPOSER

Image

Dibuat dengan menggunakan teknik pencampuran bakteri yang menguntungkan diantaranya mikroba selulolitik, fotosintetik, pemantap agregat tanah, lignolitik , pengurai , anti pathogen dll.

Hasilnya tentu saja dapat digunakan untuk mempercepat proses decomposisi limbah organik, meningkatkan tersedianya nutrisi tanaman dan mampu menekan aktivitas mikro organisme yang merugikan (pathogen).

MANFAAT  dan  KEUNGGULAN

  • Memperbaiki sifat fisik , kimia, dan biologi tanah.
  • Sebagai katalisator  dalam proses fermentasi bahan organik dalam tanah.
  • Melapukkan bahan organik serta mempercepat proses pembuatan kompos.
  • Meningkatkan aktivitas mikroba tanah yang menguntungkan tanaman.
  • Menetralisir kadar racun tanah akibat dari penggunaan pupuk kimia dan pestisida
  • Menguraikan bahan organik menjadi senyawa dasar hara yang siap diserap tanaman.
  • Menetralisir kadar pH tanah.
  • Menekan dan menghilangkan mikro organisme yang merugikan (pathogen).
  • Sebagai media starter dalam proses fermentasi pembuatan pestisida nabati

BSA  PENETRALISIR  LIMBAH

Image

Di buat dengan menggunakan  bakteri (mikroba) : selulolitik, lignolitik, proteolitik,  pengurai,  ragi , anti pathogen dll.

MANFAAT   &   KEUNGGULAN

Dengan cepat menetralisir bau tidak sedap pada limbah buangan organik  padat/ cair (limbah ternak, pabrik, hotel, rumah sakit, sampah kota, rumah makan, sampah rumah tangga, dll)

  • Mempercepat penguraian dan menurunkan kapasitas tinja dalam septik tank sehingga tidak cepat penuh.
  • Digunakan untuk perawatan WC/ Wastafel agar tidak mampet dan berbau.
  • Mampu menurunkan dan menekan kadar polusi dan kadar racun dalam proses penguraian bahan organik.
  • Menetralisir air dari zat yang merugikan di tambak/kolam, sehingga dapat menyehatkan dan menekan tingkat kematian ikan/ udang.
  • Aman digunakan karena tidak beracun dan ramah lingkungan.

BSA   PUPUK HAYATI

Image

Dibuat dengan menggunakan mikroba penambat N,  pelarut K,  Penghasil hormon,  anti pathogen,  pelarut P,  pemantap agregat tanah,  bakteri pengurai dll.

MANFAAT  Dan  KEUNGGULAN

  • Mengandung  mikro organisme  penambat N,  pelarut P dan K, vitamin dan asam amino yang bermanfaat untuk merangsang pertumbuhan tanaman.
  • Melindungi akar dari mikroorganisme pathogen serta meningkatkan daya tahan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit.
  • Berfungsi sebagai pengurai bahan organik sehingga dapat memperbaiki struktur tanah dan tersedianya unsur hara bagi tanaman.
  • Mempercepat proses penyerapan unsur hara sehingga meningkatkan produktivitas tanaman.
  • Digunakan sebagai inokulasi bakteri Rhizobium sp pada tanaman kedelai atau kacang2an.
  • Bersinergi positif dengan lingkungan dan tidak membunuh musuh alami.
  • Dapat diaplikasikan kesemua jenis tanaman .

PERAN KONSORSIUM MIKROORGANISME DALAM LIMBAH KOTORAN SAPI MENJADI KOMPOS

Memanfaatkan limbah sapi yang berupa kotoran atau feses dan air seni diolah menjadi kompos atau pupuk organik sangat berguna bagi tanaman dan ini sangat membantu Pemerintah dalam menangulangi pencemaran lingkungan hasil limbah kotoran sapi tersebut. Arti dari pengkomposan adalah proses penguraian limbah padat organik menjadi materi yang stabil oleh mikroorganisma dalam kondisi terkendali. Proses penguraian tersebut dilakukan oleh konsorsium mikroorganisma, jasad renik yang kasat mata. Mikroorganisma yang bekerja merupakan organisme yang memerlukan udara/ oksigen sehingga tidak timbul bau yang menyengat. Untuk mengoptimalkan kerja mikroorganisma tersebut diperlukan beberapa pengendalian antara lain pengendalian terhadap kelembaban, aerasi, dan temperatur untuk menghindari terjadinya proses yang dapat menimbulkan bau busuk.

Limbah padat organik biasanya mengandung berbagai mikroorganisma yang mampu melakukan proses pengkomposan. Ketika limbah organik dipaparkan di udara dan kandungan airnya sesuai, maka mikroorganisma mulai bekerja. Selain oksigen dari udara dan air, mikroorganisma memerlukan pasokan makan yang mengandung karbon dan unsur hara seperti nitrogen, fosfor dan kalium untuk pertumbuhan dan reproduksi mereka. Kebutuhan makanan tersebut disediakan oleh limbah organik . Mikroorganisma kemudian melepaskan karbondioksida, air dan energi dan berkembang biak.

Energi dilepaskan sebagai panas. Akibat dari Energi yang dilepaskan, tumpukan bahan yang dikomposkan akan melewati tahap penghangatan. Pada minggu pertama dan kedua proses pengomposan, energi panas yang dilepaskan oleh bakteri termofilik dapat mengakibatkan suhu tumpukan kompos mencapai 70 derajat celcius. Kemudian sejalan dengan waktu suhu kompos akan menurun karena aktivitas mikroorganisme termofilik mulai menurun dan digantikan oleh mikroorganisme mesotilik. Penurunan suhu pada akhir minggu ke-enam biasanya telah mencapai 40 derajat celcius dan kompos sudah dapat dipanen. Tempat yang digunakan adalah ruangan terbuka yang beratap lantai, proses aerasinya alamiah dan pembuatan tumpukannya dibuat memanjang dengan ukuran yang tertentu. Untuk mengendalikan proses tersebut, setiap waktu tertentu tumpukan dibalik dan disiram dengan air seperlunya.

Limbah peternakan sebagian besar berupa bahan organik. Hal ini menunjukkan bahwa apabila dikelola dengan cara yang benar dan tepat peruntukkannya, limbah peternakan masih memiliki nilai sebagai sumberdaya yang potensial bermanfaat. Sejak dahulu limbah peternakan sudah digunakan oleh petani sebagai bahan sumber pupuk organik, namun karena pengaruh intensifikasi pertanian, pemanfaatan tersebut semakin berkurang. Selain itu juga dipengaruhi oleh perkembangan teknologi pengolahan limbah peternakan yang masih belum mampu memenuhi tuntutan kebutuhan petani pada masa itu. Pengolahan limbah sebagai pupuk masih dilakukan secara konvensional, yaitu dibiarkan menumpuk dan mengalami proses degradasi secara alami. Teknologi yang tepat dan benar belum dikembangkan.

Konsorsium Bakteri Bagi Pengolahan Sampah Green Phoskko Activator Kompos Phoskko A per container 250 gr bahan organik limbah kota pertanian peternakan dan lain lainnyaLimbah peternakan khususnya ternak sapi merupakan bahan buangan dari usaha peternakan Bakteri ini secara alami terdapat dalam limbah yang mengandung bahan organik sepertiEM 4 Peternakan mampu memperbaiki jasad renik didalam saluran pencernaan ternak bakteri pengurai bahan organic menekan pertumbuhan bakteri pathogen

Teknik pengomposan merupakan salah satu alternatif yang dapat dipilih untuk menanggulangi limbah feses sapi potong. Dengan cara ini, biaya operasional relatif lebih murah dan tidak menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan. Selain itu dengan pengomposan juga dapat memperkaya unsur hara pupuk organik yang dihasilkan dari pengolahan limbah peternakan tersebut, namun demikian data mengenai pengomposan yang tepat untuk menangani limbah peternakan, khususnya limbah sapi potong belum diperoleh informasi yang lengkap.

Teknik pengomposan merupakan salah satu cara pengolahan limbah yang memanfaatkan proses biokonversi atau transformasi mikrobial. Biokonversi itu sendiri adalah proses-proses yang dilakukan oleh mikroorganisme untuk merubah suatu senyawa atau bahan menjadi produk yang mempunyai struktur kimiawi yang berhubungan. Proses biokonversi limbah dengan cara pengomposan menghasilkan pupuk organik yang merupakan hasil degradasi bahan organik. Salah satu indikator yang dapat digunakan untuk mengetahui apakah bahan organik limbah sudah terdegradasi dengan baik adalah perubahan bahan organik limbah menjadi unsur hara, terutama unsur hara makro, seperti N total, P2O5 dan K2O.

Dari berbagai produk beternak sapi tersebut, salah satu yang menjadi masalah, sehingga bisa merepotkan pemilik ternak adalah kotoran sapi. Betapa tidak. Untuk seekor sapi betina bisa menghasilkan kotoran antara 8 sampai 10 kilogram/harinya. Jika sapi yang diperlihara jumlahnya banyak dan cara pemeliharaannya dibiarkan berkeliaran di berbagai tempat,  tanpa pengkandangan dan pemeliharaan yang baik, dapat dipastikan kotoran sapi akan berceceran dimana-mana. Hal tersebut tentu tidak bisa dibiarkan begitu saja, karena selain mengganggu dan mengotori lingkungan, juga sangat berpotensi untuk  menimbulkan penyakit bagi masyarakat sekitarnya.

Agar kotoran sapi tidak terbuang dengan sia – sia, maka kotoran ini dimanfaatkan sebagai pupuk organik yang baik untuk tanaman. Pembuatan pupuk organik tidak terlepas dari proses pengomposan yang diakibatkan oleh mikroba yang berperan sebagai pengurai atau dekomposisi berbagai limbah organik yang dijadikan bahan pembuat kompos. Penggunaan mikroba sebagai aktiVator untuk memperoleh kompos dengan kualitas yang baik tergantung kepada bahan bahan yang digunakan, cara pembuatannya, tempat pembuatannya serta lama pengomposan.

Salah satu aktivator atau dekomposer yang sering digunakan adalah Stardec atau Starbio. Aktivator Stardec berisi beberapa mikroba yang berperan dalam penguraian atau dekomposisi limbah organik hingga dapat menjadi kompos. Mikroba tersebut lignolitik, selulolitik, proteolitik, lipolitik, aminolitik dan mikroba fiksasi nitrogen non-simbiotik.

Mikroba – mikroba tersebut mempunyai peran – peran tersendiri hingga mampu memperbaiki dan mempercepat proses pengomposan yang kita lakukan. Mikroba tersebut adalah sebagai berikut:

Mikroba lignolitik berperan dalam menguraikan ikatan lignoselulose menjadi selulose dan lignin. Lignin ini kemudian diuraikan lagi oleh enzim lignase menjadi  derivate  lignin yang lebih sederhana sehingga mampu mengikat NH4.

Mikroba selulotik akan mengeluarkan enzim selulose yang dapat menghidrolisis selulosa menjadi selulosa lalu dihidrolisis lagi menjadi D-glukosa dan akhirnya  didokumentasikan sehingga menghasilkan asam laktat, etanol, CO2 dan ammonia.

ImageImage

(Gbr.  Clustridium sp)

Bakteri proteolitik adalah bakteri yang memproduksi enzim protease ekstraseluler, yaitu enzim pemecah protein yang diproduksi di dalam sel kemudian dilepaskan keluar dari sel. Semua bakteri mempunyai enzim protease di dalam sel, tetapi tidak semua mempunyai enzim protease ekstraseluler.

Bakteri proteolitik dapat digolongkan menjadi beberapa kelompok:

  • Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif, tidak membentuk spora, misalnya Pseudomonas dan Proteus.
  • Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif, membentuk spora, misalnya Bacillus.
  • Bakteri anaerobik pembentuk spora, misalnya sebagian spesies Clostridium.

Mikroba proteolitik akan mengeluarkan enzim protease yang dapat merombak protein
menjadi polipeptida, lalu menjadi peptida sederhana dan akhirnya menjadi asam amino bebas, CO2 dan air.

ImageImage

(Gbr. Pseudomonas sp)

Mikroba lipolitik akan menghasilkan enzim lipase yang berperan dalam perombakan lemak.

Image

(Gbr. Cellulomonas sp)

Mikroba amilolitik akan menghasilkan enzim amilase yang berperan dalam mengubah karbohidrat menjadi volatile fatty acids dan keto acids yang kemudian akan menjadi asam amino.

Pada mikroba fiksasi nitrogen merupakan bakteri yang hidup pada bintil-bintil akar tanaman kacang-kacangan ini hidup bersimbiosis, dan bintil akar tumbuh karena rangsangan dari zat tumbuh yang dihasilkan oleh bakteri tersebut dan juga dapat menyuburkan tanah. Selain itu ada pula beberapa jenis bakteri yang mampu memfiksasi N2 (nitrogen bebas dari udara) di atmosfer ke dalam tanah, yang kemudian N2 ini akan dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam pembentukan protein. Bakteri tersebut antara lain, Azotobacter vinelandii, Clostridium pasteurianum dan Rhodospirillum rubrum. Mikroba bakteri fiksasi nitrogen non simbiotik diperkirakan dapat mengikat  5 – 20 gram nitrogen dari 1.000 gram bahan organik yang dirombak.

ImageImage

(Gbr. Azotobacter vinelandii)

ImageImage

( Gbr. Rhodospirillum sp)

Proses Pengomposan
Proses pengomposan akan segera berlansung setelah bahan-bahan mentah dicampur. Proses pengomposan secara sederhana dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap aktif dan tahap pematangan. Selama tahap-tahap awal proses, oksigen dan senyawa-senyawa yang mudah terdegradasi akan segera dimanfaatkan oleh mikroba mesofilik. Suhu tumpukan kompos akan meningkat dengan cepat. Demikian pula akan diikuti dengan peningkatan pH kompos. Suhu akan meningkat hingga di atas 50o – 70o C. Suhu akan tetap tinggi selama waktu tertentu. Mikroba yang aktif pada kondisi ini adalah mikroba Termofilik, yaitu mikroba yang aktif pada suhu tinggi. Pada saat ini terjadi dekomposisi/penguraian bahan organik yang sangat aktif. Mikroba-mikroba di dalam kompos dengan menggunakan oksigen akan menguraikan bahan organik menjadi CO2, uap air dan panas. Setelah sebagian besar bahan telah terurai, maka suhu akan berangsur-angsur mengalami penurunan. Pada saat ini terjadi pematangan kompos tingkat lanjut, yaitu pembentukan komplek liat humus. Selama proses pengomposan akan terjadi penyusutan volume maupun biomassa bahan. Pengurangan ini dapat mencapai 30 – 40% dari volume/bobot awal bahan.

Pada proses pengomposan dapat terjadi secara aerobik (menggunakan oksigen) atau anaerobik (tidak ada oksigen). Proses yang dijelaskan sebelumnya adalah proses aerobik, dimana mikroba menggunakan oksigen dalam proses dekomposisi bahan organik. Proses dekomposisi dapat juga terjadi tanpa menggunakan oksigen yang disebut proses anaerobik. Namun, proses ini tidak diinginkan, karena selama proses pengomposan akan dihasilkan bau yang tidak sedap. Proses anaerobik akan menghasilkan senyawa-senyawa yang berbau tidak sedap, seperti: asam-asam organik (asam asetat, asam butirat, asam valerat, puttrecine), amonia, dan H2S.

Image

Gambar profil suhu dan populasi mikroba selama proses pengomposan.

Image

Skema Proses Pengomposan Aerobik

Image

Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan bakteri ini adalah dapat menguraikan sampah berupa botol plastik. Plastik sangat sulit untuk didaur ulang dan membutuhkan waktu ratusan tahun untuk terurai. Penemuan ini sangat berguna karena dapat menekan angka sampah berupa botol plastik. Selain mengurangi jumlah sampah botol plastik, bakteri Pseudomonas tersebut dapat menghasilkan alat-alat kedokteran. Selain itu, penemuan ini merupakan gerbang bagi para peneliti untuk penemuan-penemuan selanjutnya mengenai daur ulang sampah berupa botol plastik.

Akibat Sampah yang Bertumpuk
Image

Sampah perkotaan adalah limbah yang bersifat padat terdiri dari bahan organic dan anorganik yang dianggap tidak berguna lagi dan harus dikelola agar tidak membahayakan lingkungan dan melindungi investasi pembangunan, yang timbul di kota.

Lingkungan menjadi terlihat kumuh, kotor dan jorok yang menjadi tempat berkembangnya organisme patogen yang berbahaya bagi kesehatan manusia, merupakan sarang lalat, tikus dan hewan liar lainnya. Dengan demikian sampah berpotensi sebagai sumber penyebaran penyakit.

Sampah yang membusuk menimbulkan bau yang tidak sedap dan berbahaya bagi kesehatan. Air yang dikeluarkan (lindi) juga dapat menimbulkan pencemaran sumur, sungai maupun air tanah.

Sampah yang tercecer tidak pada tempatnya dapat menyumbat saluran drainase sehingga dapat menimbulkan bahaya banjir.

Pengumpulan sampah dalam jumlah besar memerlukan tempat yang luas, tertutup dan jauh dari pemukiman.

Berdasarkan uraian tersebut pengelolaan sampah tidak cukup hanya dilakukan dengan manajemen 3P (Pengumpulan, Pengangkutan dan Penimbunan di TPA). Sampah dikumpulkan dari sumbernya kemudian diangkut ke TPS dan terakhir ditimbun di TPA, tetapi reduksi sampah dengan mengolah sampah untuk dimanfaatlkan menjadi produk yang berguna perlu dipikirkan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi system pengelolan sampah perkotaan, antara lain:
1)      Kepadatan dan penyebaran penduduk.
2)      Karakteristik fisik lingkungan dan sosial ekonomi.
3)      Karakteristik sampah.
4)      Budaya sikap dan perilaku masyarakat.
5)      Jarak dari sumber sampah ke tempat pembuangan akhir sampah (TPA).
6)      Rencana tata ruang dan pengembangan kota.
7)      Sarana pengumpulan, pengangkutan, pengolahan dan TPA.
8)      Biaya yang tersedia.
9)      Peraturan daerah setempat.

Paradigma Penanganan Sampah
Penumpukkan sampah di TPA adalah akibat hampir semua pemerintah daerah di Indonesia masih menganut paradigma lama penanganan sampah kota, yang menitikberatkan hanya pada pengangkutan dan pembuangan akhir. TPA dengan system lahan urug saniter yang ramah lingkungan ternyata tidak ramah dalam aspek pembiayaan, karena pembutuhkan biaya tinggi untuk investasi, konstruksi, operasi dan pemeliharaan.

Untuk mengatasi  permasalahan tersebut, sudah saatnya pemerintah daerah mengubah pola pikir yang lebih bernuansa lingkungan. Konsep pengelolaan sampah yang terpadu sudah saatnya diterapkan, yaitu dengan meminimisasi sampah serta maksimasi daur ulang dan pengomposan disertai TPA yang ramah lingkungan. Paradigma baru penanganan sampah lebih merupakan satu siklus yang sejalan dengan konsep ekologi. Energi baru yang dihasilkan dari hasil penguraian sampah maupun proses daur ulang dapat dimanfaatkan seoptimal mungkin.

Image

Sistem Pengelolaan Sampah Terpadu tersebut setidaknya mengkombinasikan pendekatan pengurangan sumber sampah, daur ulang & guna ulang, pengkomposan, insinerasi dan pembuangan akhir. pengurangan sumber sampah untuk industri berarti perlunya teknologi proses yang nirlimbah serta packing produk yang ringkas/ minim serta ramah lingkungan. Sedangkan bagi rumah tangga berarti menanamkan kebiasaan untuk tidak boros dalam penggunaan  barang-barang keseharian. Untuk pendekatan daur ulang dan guna ulang diterapkan khususnya pada sampah non organik seperti kertas, plastik, alumunium, gelas, logam dan lain-lain. Sementara untuk sampah organik diolah, salah satunya dengan pengkomposan.

CARA PEMBUATAN PUPUK ORGANIK CAIR DAN PUPUK KOMPOS

Image

Membuat pupuk Effective Microorganisme atau EM
Pupuk EM adalah pupuk organik yang dibuat melalui proses fermentasi menggunakan bakteri (microorganisme). Sampah organik dengan proses EM dapat menjadi pupuk organik yang bermanfaat meningkatkan kualitas tanah.Beriikut langkah-langkah pembuatan pupuk menggunakan EM

Pembuatan bakteri penghancur (EM).
Bahan-bahan :
Susu sapi atau susu kambing murni.

  • Isi usus (ayam/kambing), yang dibutuhkan adalah bakteri di dalam usus.
  • Seperempat kilogram terasi (terbuat dari kepala/kulit udang, kepala ikan) + 1 kg Gula pasir (perasan tebu) + 1 kg bekatul + 1 buah nanas + 10 liter air bersih.

Alat-alat yang diperlukan :

Panci, kompor dan blender/parutan untuk menghaluskan nanas.

Cara pembuatan :

  • Trasi, gula pasir, bekatul, nanas (yang dihaluskan dengan blender) dimasak agar bakteri lain yang tidak diperlukan mati.
  • Setelah mendidih, hasil adonannya didinginkan.
  • Tambahkan susu, isi usus ayam atau kambing.
  • Ditutup rapat. Setelah 12 jam timbul gelembung-gelembung.
  • Bila sudah siap jadi akan menjadi kental/lengket.
  • Perlu diperhatikan susu jangan yang sudah basi karena kemampuan bakteri sudah berkurang. Sedangkan kegunaan nanas adalah untuk menghilangkan bau hasil proses bakteri.

 

Cara Pembiakan Bakteri

Untuk menghemat biaya, bibit bakteri EM4 yang dibeli di toko atau koperasi Saprotan dapat dikembangbiakkan sendiri, sehingga kebutuhan pupuk organik untuk luas lahan yang ada dapat dipenuhi. Adapun prosedur pembiakan bakteri EM4 adalah sebagai berikut:

Bahan dan Komposisi

  • 1 liter bakteri
  • 3 kg bekatul (minimal)
  • ¼ kg gula merah/gula pasir/tetes tebu (pilih salah satu)
  • ¼ kg terasi
  • 5 liter air

Alat dan Sarana:

  • Ember
  • Pengaduk
  • Panci pemasak air
  • Botol penyimpan
  • Saringan (dari kain atau kawat kasa)


Cara Pembiakan:

  • Panaskan 5 liter air sampai mendidih.
  • Masukkan terasi, bekatul dan tetes tebu/gula (jika memakai gula merah harus dihancurkan dulu), lalu aduk hingga rata.
  • Setelah campuran rata, dinginkan sampai betul-betul dingin! (karena kalau tidak betul-betul dingin, adonan justru dapat membunuh bakteri yang akan dibiakkan).
  • Masukkan bakteri dan aduk sampai rata. Kemudian ditutup rapat selama 2 hari.
  • Pada hari ketiga dan selanjutnya tutup jangan terlalu rapat dan diaduk setiap hari kurang lebih 10 menit.
  • Setelah 3-4 hari bakteri sudah dapat diambil dengan disaring, kemudian disimpan dalam botol yang terbuka atau ditutup jangan terlalu rapat (agar bakteri tetap mendapatkan oksigend ari udara).
  • Selanjutnya, botol-botol bakteri tersebut siap digunakan untuk membuat kompos, pupuk cair maupun pupuk hijau dengan komposisi campuran seperti yang akan diuraikan dibawah ini.
  • Catatan: Ampas hasil saringan dapat untuk membiakkan lagi dengan menyiapkan air kurang lebih 1 liter dan menambahkan air matang dingin dan gula saja.

MEMBUAT KOMPOS SKALA RUMAH TANGGA

Image

Salah satu dari pola hidup hijau yang dapat kita laksanakan adalah mengelola sampah organic rumah tangga, dengan membuatnya menjadi kompos. Kompos adalah pupuk yang dibuat dari sampah organic organic.

Pembuatannya tidak terlalu rumit, tidak memerlukan tempat luas dan tidak memerlukan banyak peralatan dan biaya. Hanya memerlukan persiapan pendahuluan, sesudah itu kalau sudah rutin, tidak merepotkan bahkan selain mengurangi masalah pembuangan sampah, kompos yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sendiri, tidak perlu membeli.

Kompos berguna untuk memperbaiki struktur tanah, zat makanan yang diperlukan tumbuhan akan tersedia. Mikroba yang ada dalam kompos akan membantu penyerapan zat makanan yang dibutuhkan tanaman. Tanah akan menjadi lebih gembur. Tanaman yang dipupuk dengan kompos akan tumbuh lebih baik. Hasilnya bunga-bunga berkembang, halaman menjadi asri dan teduh. Hawa menjadi segar karena oksigen yang dihasilkan oleh tumbuhan.

Bagaimana Kompos Terjadi
Sampah organic secara alami akan mengalami peruraian oleh berbagai jenis mikroba, binatang yang hidup di tanah, enzim dan jamur. Proses peruraian ini memerlukan kondisi tertentu, yaitu suhu, udara dan kelembaban. Makin cocok kondisinya, makin cepat pembentukan kompos, dalam 4 – 6 minggu sudah jadi. Apabila sampah organic ditimbun saja, baru berbulan-bulan kemudian menjadi kompos. Dalam proses pengomposan akan timbul panas krn aktivitas mikroba. Ini pertanda mikroba mengunyah bahan organic dan merubahnya menjadi kompos. Suhu optimal untk pengomposan dan harus dipertahankan adalah 45-65C.Jika terlalu panas harus dibolak-balik, setidak-tidaknya setiap 7 hari.

Peralatan
Di dalam rumah ( ruang keluarga, kamar makan ) dan di depan dapur disediakan tempat sampah yang berbeda warna untuk sampah organic dan sampah non-organic. Diperlukan bak plastic atau drum bekas untuk pembuatan kompos. Di bagian dasarnya diberi beberapa lubang untuk mengeluarkan kelebihan air. Untuk menjaga kelembaban bagian atas dapat ditutup dengan karung goni atau anyaman bambu. Dasar bak pengomposan dapat tanah atau paving block, sehingga kelebihan air dapat merembes ke bawah. Bak pengomposan tidak boleh kena air hujan, harus di bawah atap.

Cara Pengomposan

  • Campur 1 bagian sampah hijau dan 1 bagian sampah coklat.
  • Tambahkan 1 bagian kompos lama atau lapisan tanah atas (top soil) dan dicampur.
  • Tanah atau kompos ini mengandung mikroba aktif yang akan bekerja mengola
  • Sampah menjadi kompos. Jika ada kotoran ternak ( ayam atau sapi ) dapat pula dicampurkan .
  • Pembuatan bisa sekaligus, atau selapis demi selapis misalnya setiap 2 hari ditambah sampah baru. Setiap 7 hari diaduk.
  • Pengomposan selesai jika campuran menjadi kehitaman, dan tidak berbau sampah.
  • Pada minggu ke-1 dan ke-2 mikroba mulai bekerja menguraikan membuat kompos, sehingga suhu menjadi sekitar 40C. Pada minggu ke-5 dan ke-6 suhu kembali normal, kompos sudah jadi.
  • Jika perlu diayak untuk memisahkan bagian yang kasar. Kompos yang kasar bisa dicampurkan ke dalam bak pengomposan sebagai activator.

Keberhasilan pengomposan terletak pada bagaimana kita dapat mengendalikan suhu, kelembaban dan oksigen, agar mikroba dapat memperoleh lingkungan yang optimal untuk berkembang biak, ialah makanan cukup (bahan organic), kelembaban (30-50%) dan udara segar (oksigen) untuk dapat bernapas.

Sampah organic sebaiknya dicacah menjadi potongan kecil. Untuk mempercepat pengomposan, dapat ditambahkan bio-activator berupa larutan effective microorganism (EM) yang dapat dibeli di toko pertanian.


Cara Membuat Pupuk Cair Organik

Bahan dan Alat:

  • 1 liter bakterI
  • 5 kg hijau-hijauan/daun-daun segar (bukan sisa dan jangan menggunakan daun dari pohon yang bergetah berbahaya seperti karet, pinus, damar, nimba, dan yang sulit lapuk seperti jato, bambu, dan lain-lainnya)
  • 0,5 kg terasi dicairkan dengan air secukupnya
  • 1 kg gula pasir/merah/tetes tebu (pilih salah satu) dan dicairkan dengan air
  • 30 kg kotoran hewan
  • Air secukupnya
  • Ember/gentong/drum yang dapat ditutup rapat

Cara Pembuatan:

  • Kotoran hewan dan daun-daun hijau dimasukkan ke dalam ember.
  • Cairan gula dan terasi dimasukkan ke dalam ember.
  • Larutkan bakteri ke dalam air dan dimasukkan ke dalam drum, kemudian ditutup rapat.
  • Setelah 8-10 hari, pembiakan bakteri sudah selesai dan drum sudah dapat dibuka.
  • Saring dan masukkan ke dalam wadah yang bersih (botol) untuk disimpan/digunakan.
  • Ampas sisa saringan masih mengandung bakteri, sisakan sekitar 1 sampai 2 liter, tambahkan air, terasi, dan gula dengan perbandingan yang sama. Setelah 8-10 hari kemudian bakteri sudah berkembang biak lagi dan siap digunakan. Demikian seterusnya.

Kegunaan:

  • Mempercepat pengomposan dari 3-4 bulan menjadi 30-40 hari.
  • Dapat digunakan langsung sebagai pupuk semprot, apabila tanah sudah diberi kompos (subur), tetapi apabila tanah kurang subur/tandus, penggunaan langsung sebagai pupuk tidak dianjurkan.
  • Pupuk cair (larutan bakteri) ini tidak diperbolehkan untuk dicampur dengan bakteri lain, terutama bahan kimia atau bahan untuk pestisida lainnya seperti tembakau.

Cara Membuat Pupuk Hijau Organik
Pupuk Hijau: adalah pupuk organik yang terbuat dari sisa tanaman atau sampah yang diproses dengan bantuan bakteri.
Bahan dan Komposisi:

  • 200 kg hijau daun atau sampah dapur.
  • 10 kg dedak halus.
  • ¼ kg gula pasir/gula merah.
  • ¼ liter bakteri.
  • 200 liter air atau secukupnya.

Cara Pembuatan:

  • Hijau daun atau sampah dapur dicacah dan dibasahi.
  • Campurkan dedak halus atau bekatul dengan hijau daun.
  • Cairkan gula pasir atau gula merah dengan air.
  • Masukkan bakteri ke dalam air. Campurkan dengan cairan gula pasir atau gula merah
  • Aduk hingga rata.
  • Cairan bakteri dan gula disiramkan pada campuran hijau daun/sampah+bekatul. Aduk sampai rata, kemudian digundukkan/ditumpuk hingga ketinggian 15-20 cm dan ditutup rapat.
  • Dalam waktu 3-4 hari pupuk hijau sudah jadi dan siap digunakan

KAJIAN RELIGI

Di dalam Al Quran, Allah SWT  telah menyiratkan akan penciptaan makhluk hidup termasuk penciptaan mikroorganisme yang merupakan bagian dari mahluk hidup ciptaan Allah SWT, seperti dalam beberapa ayat yaitu:

Q.S Al Baqarah 164Image

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

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT telah menciptakan berbagai makhluk hidup yang beraneka ragam dari benda yang bisa dilihat oleh mata secara langsung ataupun benda benda kecil seperti halnya mikroorganisme. Salah satu contoh mikroorganisme yaitu kelompok mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan. Hal ini menunjukkan kekuasaan Allah yang begitu besar untuk menciptakan segala sesuatu yang dikehendakinya.

Az-Zumar 21

Image

Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah menurunkan air dari langit, maka diaturnya menjadi sumber-sumber air di bumi kemudian ditumbuhkan-Nya dengan air itu tanam-tanaman yang bermacam-macam warnanya, lalu menjadi kering lalu kamu melihatnya kekuning-kuningan, kemudian dijadikan-Nya hancur berderai-derai. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi orang-orang yang mempunyai akal.

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT telah menciptakan sesuatu yang ia inginkan dan apapun yang ia kehendaki atas makhluk – makhluk yang ia ciptakan ia dapat menjadikannya bermakna dari masing masing penciptaannya. Dalam proses pembusukan sampah organik ini terjadilah makhluk mikroorganisme atau bakteri yang tidak kasat mata mampu mengubah hal yang tak bermanfaat menjadi bermanfaat, yang mana tanah sangat penting bagi kehidupan manusia, dalam bidang pertanian tanah berperan sebagai lahan perkebunan, peternakan, perikanan, hortikultural.

Thaahaa 6

Image

Kepunyaan-Nya-lah semua yang ada di langit, semua yang di bumi, semua yang di antara keduanya dan semua yang di bawah tanah.

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT menciptakan makhluk hidup bermacam-macam. Ada yang bisa dilihat dengan mata telanjang dan ada pula yang hanya bisa dilihat dengan alat bantu misalnya saja dengan mikroskop. Salah satu contoh makhluk mikroskopis itu adalah mikroorganisme. Allah menciptakan makhluk hidup tidak hanya merugikan tetapi juga menguntungkan. Contohnya mikroorganisme yang dapat menyuburkan tanah. Itu semua merupakan tanda-tanda kekuasaan Allah. Kita sebagai manusia wajib bersyukur atas semua yang telah diberikan kepada kita dan kita diberikan ilmu untuk mempelajari semua yang ada di bumi ini sehingga kita dapat menemukan penemuan-penemuan baru yang kelak akan berguna untuk masa depan.

DAFTAR PUSTAKA

Aminah Asngad dan Suparti, 2005. Model Pengembangan Pembuatan Pupuk Organik Dengan Inokulan (Studi Kasus Sampah Di Tpa Mojosongo Surakarta). Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 6, No. 2, 2005: 101-113

Budiyanto, Agus Krisno. 2004. Mikrobiologi Terapan. Malang : Universitas Muhammadiyah Malang

Djuarnani,dkk, 2005. Cara cepat membuat kompos. Agromedia Pustaka. Jakarta Selatan

Harianto, Bagus, 2007. Cara praktis membuat kompos. Agromedia. Jakarta Selatan.

Hadiwijoto,S, 1999. Penanganan dan pemanfaatan sampah. Yayasan Idayu. Jakarta

Isroi. 2008. KOMPOS. Makalah. Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan    Indonesia, Bogor.

Jehansyah, 1999. Peduli lingkungan dengan daur ulang. Seminar Nasional Teknik Kesehatan

Kastaman, R. 2007. Sistem Pengelolaan raktor sampah terpadu. Humaniora. Bandung.

Kusnaidi, dkk. 2003. Mikrobiologi. Jakarta: Universitas Indonesia.

Lilis Sulistyorini, 2005. Pengelolaan Sampah dengan Cara Menjadikannya Kompos. Jurnal Kesehatan Lingkungan, Vol. 2, No. 1, Juli 2005: 77-84

Murbandono, 2000. Membuat Kompos. Penebar Swadaya. Jakarta

Pramatmaja, W. A, 2008. Pengelolaan Sampah Secara Terpadu Di Dusun Karangbendo Banguntapan Bantul Yogyakarta. UUI. Jogyakarta

Rahmawati, Nini. 2005. Pemanfaatan Biofertilizer pada Pertanian Organik.(Online). (http://library.usu.ac.id/download/fp/05013941.pdf,diakses tanggal 23 Desember 2011).

Saeni,M.S dan I.diah.2003. Pengolahan limbah Bahan Kuliah Pengolahan Limbah : Sekolah Pascasarjana IPB. Bogor.

Santoso, U. 1987. Limbah Bahan Ransum Unggas yang Rasional. Bhratara Karya Aksara, Jakarta.

Sutiamiharjo, Nurhalijah. 2008. Isolasi Bakteri dan Uji Aktivitas Amilase. Gramedia. Bandung

Anonymous. 2009. Peranan konsorsium dalam limbah sapi. http://ejournal.unud.ac.id/abstrak/limbahsapi.pdf Diakses tanggal 5 Desember 2011

Anonymous. 2011. Produk-produk BSA, http://luki2blog.wordpress.com/ Diakses tanggal 5 Desember 2011

Anonymous. 2011.http://mindgreen.multiply.com/journal/item/6 Diakses tanggal 5 Desember 2011

Anonymous.2011.http://uripsantoso.wordpress.com/2009/01/12/penanganan-sampah-untuk-menuju-kota-bersih-dan-sehat/ diakses tanggal 5 Desember 2011

Anonymous.2011.http://industri18jeny.blog.mercubuana.ac.id/2011/11/24/efektifitas-effective-microorganisme-em-dalam-mempercepat-proses-pengomposan-sampah-organik Diakses tanggal 23 Desember 2011.

KARYA SEJARAH MIKROBIOLOGI DALAM MENJAWAB PERANAN BIDANG MIKRO MODERN

ABSTRAK
Mikrobiologi adalah suatu kajian tentang mikroorganisme dan mempunyai sejarah panjang dalam perkembangannya, yang menghasilkan penemuan-penemuan penting oleh para ilmuan yang dipakai sampai sekarang dalam dunia mikro modern, seperti Antonie Van Leeuwenhoeke dengan mikroskopnya, teori abiogenesis, fermentasi sebagai proses mikrobiologis, peran mikroorganisme sebagai penyebab penyakit dan juga terdapat era keemasan dan era modern. Tujuan artikel ini untuk memberitahukan sejarah perkembangan mikrobiologi yang sampai saat ini masih digunakan di dunia mikro dan bahkan semakin modern. Aspek akademis memberikan informasi kepada masyarakat tentang sejarah perkembangan mikrobiologi.

Key word : mikroorganisme, penemuan penting, mikrobiologi modern

PENDAHULUAN
Latarbelakang
Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari organisme hidup yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang melainkan dengan bantuan mikroskop. Organisme yang sangat kecil ini disebut sebagai mikroorganisme, atau kadang-kadang disebut mikroba ataupun jasat renik. Adanya dunia mikroorganisme belum dapat diketahui sampai ditemukannya mikroskop. Alat optik ini berguna untuk membesarkan bayangan benda yang demikian kecil sehingga tidak nampak jelas dilihat tanpa bantuan alat itu. Anthony Van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang pedagang belanda yang mengetahui tentang adanya dunia mikroorganisme tersebut, yang kemudian dengan mikroskop buatannya itu dapat melihat makhluk-makhluk kecil yang sebelumnya tidak diduga keberadaannya. Dia adalah orang yang pertama kali yang mengetahui adanya dunia mikroorganisme itu.
Dunia mikroba lebih terbuka lagi ketiak Louis Pasteur, seorang ahli kimia prancis menemukan prinsip-prinsip dasar yang berkaitan dengan sifat hidup mikroorganisme, antara lain masalah fermentasi. Beberapa mikroorganisme yang terlibat dalam proses fermentasi makanan: pembuatan keju, anggur, yoghurt, tempe/oncom, kecap, dll, produksi penisilin, sebagai agens biokontrol, serta yang berkaitan dengan proses pengolahan limbah.
Mikroorganisme yang merugikan, antara lain yang sering menyebabkan berbagai penyakit (hewan, tumbuhan, manusia), diantaranya: flu burung yang akhir-akhir ini menggemparkan dunia termasuk Indonesia, yang disebabkan oleh salah satu jenis mikroorganisme yaitu virus. Selain itu, juga terdapat beberapa jenis mikroorganisme yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Asal usul kehidupan mikroorganisme diawali dengan kegemaran seorang ilmuwan bernama Leeuwenhoek yang mengamati mikroorganisme pada air hujan, air laut, dan kotoran gigi. Ternyata pada berbagai bahan tadi banyak ditemukan jasad renik, diantaranya protozoa, khamir, dan bakteri. Walaupun saat itu, Leeuwenhoek hanya menggunakan jenis mikroskop yang sangat sederhana. Kemudian berkembang, munculnya jasad renik berasal dari dekomposisi jaringan tumbuhan/hewan yang telah mati atau dengan kata lain kehidupan muncul begitu saja dan berasal dari bahan mati, sehingga dikenal dengan teori Generatio Spontanea: Abiogenesis (abio: tidak hidup, genesis: asal). Teori tersebut diperkuat dengan pembuktian bahwa daging yang dibiarkan membusuk dan menghasilkan belatung.
Namun, teori tersebut dapat dipatahkan oleh Francesco Redi, dkk. melalui beberapa percobaan yang dilakukannya, sehingga berkembang teori baru yang dikenal dengan Generatio Spontanea: Biogenesis yang menyatakan bahwa kehidupan berasal dari bahan yang hidup. Hal ini dibuktikan bahwa belatung pada daging yang membusuk tidak terjadi secara mendadak dan berasal dari bahan mati. Tetapi, lalat tertarik dengan daging yang membusuk, kemudian bertelur di atas kain yang menutupi dagingnya, baru kemudian tumbuh belatung. Teori itupun akhirnya disanggah lagi oleh beberapa tokoh yang menyatakan bahwa mikroorganisme terjadi tidak secara tiba-tiba. Tokoh-tokoh tersebut antara lain: John Needham, Lazzaro Spallanzani. Sedangkan John Tyndall dan Louis Pasteur adalah tokoh-tokoh yang memberikan sanggahan akhir terhadap teori generation spontanea dengan dibuktikannya proses fermentasi, dengan menyatakan bahwa mikroorganisme hanya dapat muncul atau timbul akibat dari aktivitas jasad renik lain.
Saat ini informasi yang diperoleh dari mikrobiologi memberikan sumbangan besar, khususnya dalam mengawasi penyakit menular. Selain itu, mikroorganisme telah digunakan untuk mempelajari berbagai proses biokimia yang diketahui terjadi pula pada bentuk kehidupan yang lebih tinggi. Banyak fakta tentang metabolisme manusia yang diketahui sekarang mula-mula diketahui terjadi pada mikroorganisme. Demikian pula dengan teknologi yang sekarang sedang popular, misal Rekayasa Genetik, yang tidak lain merupakan perkembangan genetika molekuler yang menjelaskan bagaimana gen mengatur aktivitas sel. Semua ini berasal dari studi tentang mikroorganisme. Jadi, bidang mikrobiologi tidak hanya studi tentang penyebab penyakit tetapi merupakan studi tentang semua aktivitas hayati mikroorganisme. Diharapkan di waktu mendatang, dapat mengendalikan kelainan genetika dan penyakit seperti kanker. Selain itu, juga diharapkan dapat diperoleh berbagai varietas hewan/tumbuhan yang berkualitas (cepat panen, tahan penyakit, dan produktivitasnya tinggi).

PEMBAHASAN
Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari organisme hidup yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang melainkan dengan bantuan mikroskop. Organisme yang sangat kecil ini disebut sebagai mikroorganisme, atau kadang-kadang disebut mikroba ataupun jasat renik. Seperti virus (virologi), pengetahuan tentang bakteri (bakteriologi), pengetahuan tentang hewan bersel satu (Protozoologi), pengetahuan tentang jamur (Mikologi), terutama yang meliputi jamur-jamur rendah.
Dunia mikroba lebih terbuka lagi ketiak Louis Pasteur, seorang ahli kimia prancis menemukan prinsip-prinsip dasar yang berkaitan dengan sifat hidup mikroorganisme, antara lain masalah fermentasi. Sehingga banyak masalah dan pertanyaan yang tadinya belum terjawab setelah penemuan-penemuan pasteur menjadi jelas. Tampil pula peranan penemu lain yang banyak berjasa dalam dalam mikrobiologi seperti Robert Koch, seorang dokter Jerman. Atas penemuan dan hasil penelitiannya, kemudian katan dan peranan mikroba sebagai penyebab penyakit dapat di terangkan secara jelas dengan postulat (batasan) yang telah di susunnya masih berlaku sampa sekarang yang umumnya disebut dengan Postulat Kock.

Era Perintisan Tahun 1850
Pada periode perintisan ini timbul fenomena, batasan (postulat) tentang segala sesuatu yang berhubungan dengan mikrobiologi secara umum maupun secara khusus, yang berkaitan dengan bidang kesehatan lingkungan, pertanian, dan lain sebagainya. Dalam periode ini para ahli mencoba mencari jawaban dari berbagai permasalahan yang timbul di lingkungannya yang mungkin berkaitan dengan mikroba, antara lain dari mana asal mula kehidupan yang pertama, kenapa makanan menjadi rusak (membusuk, berlendir), bagaimana suatu penyakit dapat menular dan menyebar (masalah kontagion), kenapa bila terjadi luka bisa membengkak dan mengeluarkan nananh, dan bagaimana proses fermentasi terjadi.

Anthony Van Leeuwenhoek (1632-1723)
Penemu mikroba pertama adalah Anthony Van Leeuwenhoek (1632-1723). Penemuan ini diawali oleh penemuan mikroskop. Lensa mikroskop buatannya masih sangat terbatas perbesarannya (200-300 kali). Mikroskopnya mempunyai sedikit mempunyai persamaan dengan mikroskop sekarang. Lensa berbentuk bola yang dipasang diantara dua pelat logam yang kecil. Benda yang akan di amati diletakkan di ujung jarum tumpul yang diletakkan di pelat belakang dan difokuskan dengan memutar dua sekrup yang dapat mengubah letak jarumterhadap lensa. Dengan sarana ini dia dapat mengamati mikroorganisme di dalam air hujan, air laut, bahan pengorekan dari sela-sela gigi, campuran yang sedang berfermentasi dan berbagai bahan lainnya, kemudian ia menamai hewan temuan pertamanya ini dengan nama hewan kecil (animalcule) .
Anthony Van Leeuwenhoek sebenarnya adalah seorang pedagang Belanda, tidak pernah mengenyam pendidikan formal, dan hanya tahu tentang bahasa belanda saja. Sekalipun demikian, hasil penemuannya membuka cakrawala baru tentang adnya mikroorganisme.

Teori Generatio Spontanea (Abiogenesis) Dan Biogenesis
Setelah Leeuwenhoek menyingkapkan rahasia alam tentang mikroba, timbul rasa ingin tahu para ilmuan tentang asal usul mikroba tersebut. Ada dua berpendapat mengenai hal ini. Beberapa orang percaya bahwa animalkules timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan yamg mati, sedangkan yang lain berpendapat bahwa mereka terbentuk dari benih yang selalu ada di udara.
Sebenarnya teori abiogenesis sudah sejak lama ada, hal ini terbukti Aristoteles (300 sm) telah berpendapat, bahwa mahluk-mahluk kecil terjadi begitu saja dari benda mati. Pendapat ini juga di anut oleh Needham, seorang bangsa polandia selama 5 tahun mengadakan eksperimen-eksperimen dengan berbagai rebusan padi-padian daging dan lain seabagainya. Meskipun air rebusan tersebut disimpan rapat-rapat dalam botol tertutup, namun masih timbul mikroorganisme dengan perkataan lain kehidupan baru dapat timbul dari barang mati.
Teori Generatio Spontanea ini di kembangkan untuk menjelaskan adanya lalat pada daging yang membusuk pada air yang menggenang, pada abad XIX, muncul isu ilmu pengetahuan mengenai dari mana asal-usul kehidupan. Setelah ditemukannya suatu dunia organisme yang tidak tampak dengan mata telanjang memebangun minat terhadap perbedaan mengenai asal-usul kehidupan yaitu dari manakah asal jasad-jasad renik itu muncul, maka timbullah pertentangan antar ilmuan sehingga lahirlah teori abiogenesis. Ilmuan-ilmuan yang juga mengamati teori Generatio Spontanea antaralain.
Pengetahuan tentang mikroorganisme semakin bertambah, sedikit demi sedikit bahkan generatio spontanea pada mahluk hidup tidak ada. Hal ini dibuktikan pada tahun 1665 oleh Francesco Redi, seorang dokter dari italia dari hasil percobaannya, ditunjukkan bahwa ulat berkembang biak di dalam daging busuk tidak akan terjadi bila daging disimpan dalam suatu tempat di tutup dengan kasa halus sehingga lalat tidak dapat menaruh telurnya dalam dalam daging itu. Redi melakukan eksperimen dengan memasukkan daging kedalam wadah yang ditutup dengan kain tupis yang berlubang hakus untuk mencegah masuknya lalat, ia membuktikan bahwa belatung tidak terjadi secara mendadak pada daging yang membusuk. Lalatlah yang tertarik pada daging yang membusuk, bertelur pada kain tipis yang penutup wadah. Ketiadaan belatung yang tumbuh pada daging yang memebusuk memberikan bukti yang menentukan untuk menentang perkembangan secara mendadak.

Orang yang juga menentang pendapat Aristoteles dan Needham adalah Lazzaro Spallanzani pada tahun 1768. Dia mengatakan bahwa perebusan dan penutupan botol-botol berisi air rebusan yang dilakukan oleh Needham tidak sempurna spallanzani sendiri merebus sepotong daging sampai berjam-jam lamanya, kemudian air rebusan itu di tutup rapat-rapat di dalam botol, dengan demikian tidak diperoleh mikroorganisme baru.

Pada tahun 1836 Schultze memperbaiki eksperimen spallanzani dengan mengalirkan udara lewat suatu asam atau basa yang keras kedalam botol isi kaldu yang telah direbus dengan baik terlebih dahulu. Pada tahun 1837 membuat percobaan serupa itu juga dengan mengalirkan udara lewat pipa yang dipanasi berjam-jam lamanya.
Schoeder dan Th. Von Dusch tahun 1854 menemukan suatu akal untuk menyaring udara yang menuju ke dalam botol yang berisi kaldu, dan demikian tumbanglah teori abiogenesis. Pada tahun 1865 Louis Pasteur melakukan percobaan, dimana dia menggunakan suatu botol yang berisi kaldu dengan di tutup oleh pipa yang melengkung seperti leher angsa. Dengan akal yang istimewa ini pasteur dapat meyakinkan kepada khalayak, bahwa tidak ada kehidupan baru yang timbul dari barang mati.

Serangkaian percobaan lain berusaha membuktikan bahwa teori abiogenesis adalh tidak benar adalah John Tyndall. Ia seoarang ahli fisika dari inggris dan merupakan seorang pendukung pasteur. Thyndall melakukan serangkaian percobaan dengan kaldu yang terbuat dari daging dan sayuran segar, ia memperoleh cara sterilisasi dengan menaruh tabung-tabung kaldu ayam dalam air garam yang sudah mendidih 5 menit. Dari hal tersebut dapat disimpulkan bahwa pada bakteri terdapat fase-fase tertentu yang satu bersifat termolabil dan yang satunya bersifat termoresisten. Yang kemudian Tyndall melanjutkan dengan mengembangkan cara sterilisasi dengan pemanasan terputus, yang kemudian disebut sebagai Tyndalisasi.

Fermentasisebagai Proses Mikrobiologis
Pada tahun 1837, C. Cagniard-Latour, Th. Schawann, dan F. Kutzing secara terpisah mengemukakan bahwa khamir yang terdapat pada proses fermentasi yang menghasilkan alkohol adalah tumbuhan renik. Cukup ironis sekali ,louis Pasteur seorang ahli kimia dapat meyakinkan dunia ilmu pengetahuan bahwa semua proses fermentasi adalah hasil kegiatan mikroorganisme. Karya Pasteur mengenai fermentasi berpangkal dari hal yang praktis. Pabrik minuman keras di Lille meminta tolong kepada Pasteur. Selama penyelidikannya mengenai fermentasi, Pasteur menemukan peristiwa biologis lainnya, yakni bentuk kehidupan yang dapat hidup tanpa pksigen bebas. Dengann penemuannya ini ia memperkenalkan istilah Aerobik dan Anaerobik yang masing-masing menandakan kehidupan tanpa oksigen dan tanpa oksigen.

Penemuan Peranan Mikroorganisme Sebagai Penyebab Penyakit
Varro, bangsa romawi pada abad pertama sebelum masehi mempunyai pendapat bahwa penyakit tertentu oleh sesuatu yang dibawa oleh udara masuk kedalam tubuh manusia melalui mulut atau hidung. Pada masa Francastorius (Italia, 1546), berkat pengamatannya mengenai penularan penyakit seperti pes, cacar, toberkolosis, karena adanya sesuatu”seminaria” (benih) yang tular menular dari seorang ke irang lain. Kemudian Kircher, 1654 telah mengetahui cara penyebaran, penularan, dan perpindahan jasat penyebab penyakit, karena ia menemukan cacing-cacing kecil di dalm darah penderita pes. Penemuan Kircher dapat memberikan jalan ditemukannya penyakit campak oleh Panum (Ahli kedokteran dari Denmark, 1820-1885) dan penyebab epidemi kolera-Asia oleh Snow (1813-1858) dan Budd (1811-1880). Pada tahun 1840, Henle seorang ahli ilmu penyakit bangsa Jerman menyatakan suatu penyakit tertentu disebabkan oleh suatu mikroorganisme tertentupula. Sebenarnya pendapat Henle ini sudah dimiliki oleh Von Plencis, 1762 (Austria), ia menyatakan bahwa tiap penyakit disebabkan oleh berbagai jenis mikroorganisme (penyebab yang berbeda). dibuktikan oleh Wollstein, 1787 dengan menggesekkan sesuatu yang diambil dari rongga hidung kuda menderita penyakit pilek kepada rongga hidung yang sehat, dan ternyata kuda yang sehat itu pilek juga. Oiver Wendell Holmes, 1843 dan Ignaz Semmelweis (1847), di wina secara terpisah bahwa tangan atau alat yang dipakai oleh dokter yang mengadakan pembedahan perlu sekali disinfeksi dulu agar tidak membawa bibit penyakitkepada pasien. Dengan mencuci tangan dengan larutan antiseptik maka hal tersebut dapat dicegah.
Pollender (1849) menemukan mikroorganisme di dalam darah ternak yang menderita penyakit antrax, dan darah yang mengandung mikroorganisme tersebut dapat menjangkitti ternak yang masih sehat. Secara umum pada periode perintis ini masalah mikrobiologi bidang penyakit (kedokteran) yaang paling banyak diteliti, diamati, dan diungkapkan.

Era Keemasan
Periode keemasan ini dikaitkan dengan penemuan-penemuan baru terutama oleh Robert Koch, tentang piaraan murni. Berdasarkan hal tersebut ia mengemukakan 4 dalil (postulat) yang terkenal dengan “Postulat Koch”. Penyelidikan lebih lanjut mengatakan bahwa, keempat dalil itu tidak selalu berlaku. Misalnya, basil tipus Salmonellatyphosa dapat dipiara secara murni,tetapi hasil yang dipiara itu tidak dapat lagi menimbulkan penyakit tipus pada hewan yang masih sehat. Basil yang telah dipeliara itu telah kehilangan keganasannya. Kelemahan lain dari postulat koch adalah bahwa tidak setiap bakteri patogen dipiara secara murni.

Penelitian-penelitian Koch yang lain adalah pembiakan kuman antraxs (1876). Koch juga menenukan cara pewarnaan dan cara-cara memperoleh bakteri dalam biakan murni dengan menggunakan pembiakan padat. Disamping itu mmenemukan kuman Tuberkolosis (1882), Vibrio cholerae (1883), dan menemukan hipersensifitas pada kuman Mycobacterium tubercolusis

Pada periode keemasan juga ditemukan cawan petri (petri disk)di dalam cara teknik mikroba oleh Petri (salah seorang asisten Koch). Penemuan Gram (1844) untuk sistem pewarnan baakteri, sehingga bakteri terbagi menjadi dua kelompok besar, yakni Gram positif dan Garam negatif. Penemuan Chamberland, yakni bahan dengan sistem saringan atau filter (1887) secara fisik.

Era Modern
Pada era ini ditandai dengan dipakainya metode dan alt yang mutakhir, seperti misalnya mikroskop elektron, kromatografi, sampai dengan komputer.

Masalah-masalah pelik yang sebelumnya belum terungkap dan belum dijelaskan misalnya antibiotik, vaksin, serum, sekarang telah diketahui.
Virus, misalnya sudah sejak lama Pasteur dan Koch telah melakukan penelitian. Tetapi publikasi yang lebih jelas mengenai virus baru diumumkan oleh Iwanowski, yaitu sebagai penyebab penyakit aneh pada daun tembakau (TMV = tobacco mozaic virus) terungkaplah sudah masalah Virus itu.

Herelle (1967) dan Towert (1951) menemukan fenomena lisis pada biakan kuman, yang disebabkan oleh bakteriofage (virus yang menyerang bakteri). Fleming (1925) secara kebetulan menemukan jamur Penicillium yang dapat membuat zat penghancur bakteri Stafilokokus. Jerne (1955) mengungkapkan teori seleksi ilmiah dari sintesis antibodi. Burner (1957) mengemukakan seleksi klonal, dan Burnet (1967) memperkenalkan daya pencegahan imunologis. Periode modern masih akan ditandai masih akan mempunyai sejarah panjang di zaman sekarang, kalau dikaitkan dengan semakin luasnya wawasan mikrobiologi di berbagai bidang ilmu lainnya.
Penemuan dan Pengembangan Baru di Bidang Mikrobiologi sampai Tahun 2011.
1. Rekayasa genetika (1970)

Perkembangan penelitian genetika molekuler terjadi demikian pesatnya. Jika ilmu pengetahuan pada umumnya mengalami perkembangan dua kali lipat dalam satu dasawarsa, maka waktu yang dibutuhkan untuk itu (doubling time) pada genetika molekuler hanyalah dua tahun. Bahkan, perkembangan yang lebih revolusioner dapat disaksikan semenjak tahun 1970-an, yaitu pada saat dikenalnya teknologi manipulasi molekul DNA atau teknologi DNA rekombinan atau dengan istilah yang lebih populer disebut sebagai rekayasa genetika oleh J.D. Watson dan F.H.C. Crick
(Ing. genetic engineering) dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.

Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.
Perkembangan
Ilmu terapan ini dapat dianggap sebagai cabang biologi maupun sebagai ilmu-ilmu rekayasa (keteknikan). Dapat dianggap, awal mulanya adalah dari usaha-usaha yang dilakukan untuk menyingkap material yang diwariskan dari satu generasi ke generasi yang lain. Ketika orang mengetahui bahwa kromosom adalah material yang membawa bahan terwariskan itu (disebut gen) maka itulah awal mula ilmu ini. Tentu saja, penemuan struktur DNA menjadi titik yang paling pokok karena dari sinilah orang kemudian dapat menentukan bagaimana sifat dapat diubah dengan mengubah komposisi DNA, yang adalah suatu polimer bervariasi.
Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) DNA (diawali dari penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling). Sejalan dengan penemuan-penemuan penting itu, perkembangan di bidang biostatistika, bioinformatika dan robotika/automasi memainkan peranan penting dalam kemajuan dan efisiensi kerja bidang ini.

2. ANTIBODI MONOCLONAL (1975)

Metode produksi antibodi monoklonal pertama kali dikembangkan oleh Kohler dan Milstein pada tahun 1975.
Antibodi monoklonal adalah antibodi monospesifik yang dapat mengikat satu epitop saja. Antibodi monoklonal ini dapat dihasilkan dengan teknik hibridoma. Sel hibridoma merupakan fusi sel dan sel
Pembuatan sel hibridoma terdiri dari tiga tahap utama yaitu imunisasi, fusi, dan kloning Imunisasi dapat dilakukan dengan imunisasi konvensional, imunisasi sekali suntik intralimpa, maupun imunisasi in vitro Fusi sel ini menghasilkan sel hibrid yang mampu menghasilkan antibodi seperti pada sel limpa dan dapat terus menerus dibiakan seperti sel myeloma. Frekuensi terjadinya fusi sel ini relatif rendah sehingga sel induk yang tidak mengalami fusi dihilangkan agar sel hasil fusi dapat tumbuh.
Frekuensi fusi sel dapat diperbanyak dengan menggunakan Polietilen glikol (PEG), DMSO, dan penggunaan medan listrik PEG berfungsi untuk membuka membran sel sehingga mempermudah proses fusi. Sel hibrid kemudian ditumbuhkan pada media pertumbuhan. Penambahan berbagai macam sistem pemberi makan dapat meningkatkan pertumbuhan sel hibridoma
3. Kultur Jaringan (1996)
Tokoh-tokoh yang berperan dalam sejarah dimulainya pengetahuan kultur jaringan antara lain adalah:
• Orang yang melakukan kultur jaringan adalah Gottlieb Haberlant pada tahun 1902.
• Tahun 1904 Hannig melakukan kultur embrio pada tanaman cruciferae.
• Knudson berhasil mengecambahkan anggrek secara in vitro di tahun 1922, pada tahun yang sama Robbins mengkulturkan ujung akar secara in vitro.
• Gautheret, nobecourt dan White yang menemukan auxin dan telah berhasil membudidayakan kalus pada tahun 1939.
• Skoog dkk. telah menemukan sitokinin dan orang pertama yang sukses dalam melakukan kultur jaringan pada tahun 1939.
• Tahun 1940 Gautheret melakukan ku.ltur jaringan kambim secara in vitro pada tanaman Ulmus untuk study pembentukan tunas adventif.
• Tahun 1941 Penggunaan air kelapa untuk campuran media dalam kultur Datura oleh van Overbeek.
• Pembentukan tunas adventif pertama pada kultur tembakau secara in vitro oleh Skoog pada tahun 1944.
• Baru pada tahun 1946, tanaman lengkap pertama dapat dihasilkan dari eksplan kultur tunas ujung pada Lupinus dan Tropaeolum oleh Ball.
• Pada tahun 1950 Ball mencoba menanam jaringan kalus tanaman Sequoia sempervirens dan dapat menghasilkan organ.
• Muir berhasil menumbuhkan tanaman lengkap dari kultur sel tunggal pada tahun 1954.
• Tahun 1955 Miller dkk. Menemukan kinetin yang dapat memacu pembelahan sel.
• Produksi tanaman haploid pertama dihasilkan oleh Guha pada tahun 1964.
• Laminar air flow digunakan pertamakali pada akhir tahun 60-an.
• Power mencoba melakukan penyatuan (fusi) protoplas pertama kali pada tahun 1970.
• Baru pada tahun 1971 tanaman lengkap dihasilkan dari eksplan protoplas oleh Takebe.
• Untuk mendapatkan tanaman yang tahan penyakit, Larkin pada tahun 1981 mengadakan penelitian variasi somaklonal yang pertama kali.\
• Salah satu cara untuk mendapatkan kultuvar unggul adalah dengan melakukan transformasi. Transformasi sel pertama dilakukan oleh Horch pada tahun 1984.

Trasformasi tanaman pertama dilakukan oleh IPTC pada tahun 1986. Transformasi wheat oleh Vasil pada tahun 1992. Pada tahun 1996 pelepasan pertama tanaman hasil transformasi genetik.
Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik, sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri tumbuh menjadi tanaman lengkap kembali.

Prinsip
Teknik kultur jaringan memanfaatkan prinsip perbanyakan tumbuhan secara vegetatif.[1] Berbeda dari teknik perbanyakan tumbuhan secara konvensional, teknik kultur jaringan dilakukan dalam kondisi aseptik di dalam botol kultur dengan medium dan kondisi tertentu. Karena itu teknik ini sering kali disebut kultur in vitro. Dikatakan in vitro (bahasa Latin), berarti “di dalam kaca” karena jaringan tersebut dibiakkan di dalam botol kultur dengan medium dan kondisi tertentu. Teori dasar dari kultur in vitro ini adalah Totipotensi. Teori ini mempercayai bahwa setiap bagian tanaman dapat berkembang biak karena seluruh bagian tanaman terdiri atas jaringan-jaringan hidup.Oleh karena itu, semua organisme baru yang berhasil ditumbuhkan akan memiliki sifat yang sama persis dengan induknya.
Prasyarat
Pelaksanaan teknik ini memerlukan berbagai prasyarat untuk mendukung kehidupan jaringan yang dibiakkan. Hal yang paling esensial adalah wadah dan media tumbuh yang steril. Media adalah tempat bagi jaringan untuk tumbuh dan mengambil nutrisi yang mendukung kehidupan jaringan. Media tumbuh menyediakan berbagai bahan yang diperlukan jaringan untuk hidup dan memperbanyak dirinya.
Media
Ada dua penggolongan media tumbuh: media padat dan media cair. Media padat pada umumnya berupa padatan gel, seperti agar, dimana nutrisi dicampurkan pada agar. Media cair adalah nutrisi yang dilarutkan di air. Media cair dapat bersifat tenang atau dalam kondisi selalu bergerak, tergantung kebutuhan. Komposisi media yang digunakan dalam kultur jaringan dapat berbeda komposisinya. Perbedaan komposisi media dapat mengakibatkan perbedaan pertumbuhan dan perkembangan eksplan yang ditumbuhkan secara in vitro. Media Murashige dan Skoog (MS) sering digunakan karena cukup memenuhi unsur hara makro, mikro dan vitamin untuk pertumbuhan tanaman.
Nutrien yang tersedia di media berguna untuk metabolisme, dan vitamin pada media dibutuhkan oleh organisme dalam jumlah sedikit untuk regulasi. Pada media MS, tidak terdapat zat pengatur tumbuh (ZPT) oleh karena itu ZPT ditambahkan pada media (eksogen). ZPT atau hormon tumbuhan berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Interaksi dan keseimbangan antara ZPT yang diberikan dalam media (eksogen) dan yang diproduksi oleh sel secara endogen menentukan arah perkembangan suatu kultur.
Penambahan hormon tumbuhan atau zat pengatur tumbuh pada jaringan parenkim dapat mengembalikan jaringan ini menjadi meristematik kembali dan berkembang menjadi jaringan adventif tempat pucuk, tunas, akar maupun daun pada lokasi yang tidak semestinya. Proses ini dikenal dengan peristiwa dediferensiasi. Dediferensiasi ditandai dengan peningkatan aktivitas pembelahan, pembesaran sel, dan perkembangan jaringan.
Metode
Metode perbanyakan tanaman secara in vitro dapat dilakukan melalui tiga cara, yaitu melalui perbanyakan tunas dari mata tunas apikal, melalui pembentukan tunas adventif, dan embriogenesis somatik, baik secara langsung maupun melalui tahap pembentukan kalus. Ada beberapa tipe jaringan yang digunakan sebagai eksplan dalam pengerjaan kultur jaringan. Pertama adalah jaringan muda yang belum mengalami diferensiasi dan masih aktif membelah (meristematik) sehingga memiliki kemampuan regenerasi yang tinggi. Jaringan tipe pertama ini biasa ditemukan pada tunas apikal, tunas aksiler, bagian tepi daun, ujung akar, maupun kambium batang. Tipe jaringan yang kedua adalah jaringan parenkima, yaitu jaringan penyusun tanaman muda yang sudah mengalami diferensiasi dan menjalankan fungsinya. Contoh jaringan tersebut adalah jaringan daun yang sudah berfotosintesis dan jaringan batang atau akar yang berfungsi sebagai tempat cadangan makanan.
4. Kloning (1997)
Sejarah tentang hewan kloning telah muncul sejak tahun 1900, tetapi hewan kloning baru dapat dihasilkan lewat penelitian Dr. Ian Willmut seorang ilmuwan skotlandia pada tahun 1997, dan untuk pertama kali membuktikan bahwa kloning dapat dilakukan pada hewan mamalia dewasa. Hewan kloning tersebut dihasilkan dari inti sel epitel ambing domba dewasa yang dikultur dalam suatu medium, kemudian ditransfer ke dalam ovum domba yang kromosomnya telah dikeluarkan, yang akhirnya menghasilkan anak domba kloning yang diberi nama Dolly.
Kloning dalam biologi adalah proses menghasilkan individu-individu dari jenis yang sama (populasi) yang identik secara genetik. Kloning merupakan proses reproduksi aseksual yang biasa terjadi di alam dan dialami oleh banyak bakteria, serangga, atau tumbuhan. Dalam bioteknologi, kloning merujuk pada berbagai usaha-usaha yang dilakukan manusia untuk menghasilkan salinan berkas DNA atau gen, sel, atau organisme. Arti lain kloning digunakan pula di luar ilmu-ilmu hayati.

Kata ini diturunkan dari kata clone atau clon, dalam bahasa Inggris, yang juga dibentuk dari kata bahasa Yunani, κλῶνος (“klonos”) yang berarti “cabang” atau “ranting”, merujuk pada penggunaan pertama dalam bidang hortikultura sebagai bahan tanam dalam perbanyakan vegetatif

5. Proyek Genom Manusia (Human Genome Project) (2000)
Dilaksanakan untuk memetakan genom manusia sampai tingkat nukleotid atau base pair dan untuk mengidentifikasi seluruh gen yang ada di dalamnya Tujuan

Tujuan awal dari HGP adalah tidak hanya untuk menjelaskan seluruh 3 milyar “base pair” dalam genome manusia dengan sedikit kesalahan, tetapi juga untuk mengidentifikasi seluruh gen dalam data yang besar ini. Sebagian proyek ini masih berlangsung meskipun penghitungan awal mencatat sekitar 25.000 gen dalam genome manusia, yang lebih sedikit dari yang dikira oleh para ilmuwan.
Tujuan
Tujuan lain dari HGP adalah mengembangkan lebih cepat lagi metode yang lebih efisien untuk mensekuens DNA dan analisis sekuens dan peralihan teknologi ini ke industri.
Keuntungan
Keuntungan praktikal proyek ini keluar ketika projek ini belum selesai. Misalnya, sejumlah perusahaan seperti Myriad Genetics mulai menawarkan tes genetik yang murah dan mudah yang dapat menunjukan gejala ke berbagai penyakit, termasuk kanker payudara, blood clotting, cystic fibrosis, liver, dan lainnya.

6. Kloning Organ Tubuh Manusia (2011)
Teknik stem cell (cangkok sel induk) dan kloning berkembang pesat dalam berapa tahun terakhir. Jika teknik cangkok sel induk (stem cell) sudah beberapa kali digunakan dalam dunia kedokteran untuk pengobatan pasien, kini penggunaan teknik kloning (kembaran) organ makin mendekati kenyataan. Ilmuwan untuk pertama kalinya berhasil menggunakan teknik kloning untuk membuat sel induk embrio yang tumbuh pada sel telur manusia yang tidak subur. Sel induk hasil kloning ini nantinya berpotensi sebagai pengobatan diabetes, kebutaan dan penyakit lain.

Sekedar informasi teknik kloning adalah teknik non perkawinan seperti halnya pertemuan sel telur dan sperma yang bersatu. Teknik kloning memungkinkan penciptaan sel induk baru atau embrio tanpa proses pertemuan seperti itu. Untuk mudah membayangkan seperti halnya tanaman cangkok yang bisa tumbuh sama persis seperti tanaman dari biji. Nah, penemuan baru ini memungkinkan ilmuwan untuk menciptakan sel-sel penting dari embrio tersebut dengan mengambil sel induknya. Sel induk dari embrio ini bisa digunakan untuk pembuatan sel jantung yang memperbaiki kerusakan jantung, sel untuk insulin bagi penderita diabetes atau sel mata yang rusak bagi orang buta.
Dalam penemuan baru ini, ilmuwan menggunakan sel somatis atau sel tubuh manusia yang disebut somatic cell nuclear transfer (SCNT), untuk membuat sel-sel induk (stem cell) embrionik yang cocok dengan DNA pasien. Sel somatis yang diambil adalah sel kulit orang dewasa yang lalu dimasukkan ke dalam sel telur manusia. Materi genetik tersebut ditanam selama 6-12 bulan yang lalu menghasilkan embrio awal untuk selanjutnya sel induk embrio akan digunakan untuk pengobatan.
Berbeda dengan teknik kloning domba Dolly di tahun 1996 yang menghapuskan inti sel telur dari dalam sel telur, kali ini inti sel telur dalam sel telur dibiarkan menyatu dengan sel kulit yang kemudian tumbuh menjadi embrio. Pada kloning domba Dolly tahun 1996, sel tubuh yang diambil waktu itu adalah sel dari puting susu domba lain yang lalu dimasukkan dalam sel telur domba lain yang telah dihapuskan inti selnya yang lalu embrionya dikembangkan menjadi cikal bakal domba dolly.
Namun para ilmuwan dari New York Stem Cell Foundation Laboratory di New York telah berhasil menjaga materi genetik dari telur inang dan hanya menambahkan nukleus dari sel dewasa. “Agak mengherankan, karena hal ini berarti mereka sedang menciptakan sebuah embrio dengan salinan terlalu banyak dari setiap kromosom. Konstruksi ini dikembangkan dengan baik dan efisien untuk tahap blastokista (tahap sebelum implantasi, dimana embrio sekitar 80 sampai 100 sel),” ujar Professor Robin Lovell-Badge, Kepala Divisi Britain’s National Institute for Medical Research, seperti dilansir Reuters, Jumat (7/10/2011).
Profesor Mary Herbert dari Universitas Newcastle dan Newcastle Fertility Centre mengatakan studi terbaru ini menawarkan pendekatan baru yang memungkinkan para ilmuwan membandingkan teknik yang berbeda untuk menciptakan sel-sel yang penting dan kuat. Namun kali ini, ilmuwan hanya membatasi penggunaan embrio kloning tersebut untuk dipakai sel induknya untuk dijadikan beberapa sel baru untuk pengobatan sel yang rusak, seperti sel jantung, sel mata dan lainnya. Walaupun ini bisa menjadi cikal bakal perkembangan kloning manusia ilmuwan masih membatasi pada penggunaan untuk pengobatan saja.
Meski menawarkan banyak harapan untuk pengobatan dan dunia kedokteran, namun teknik ini bisa memicu kontroversi baru di beberapa kalangan terutama kalangan umat yang religius yang percaya bahwa menghancurkan setiap embrio manusia adalah tindakan yang salah.

Mengkaji sejarah perkembangan mikrobiologi diatas sangatlah menjadi hal yang menarik, dikarenakan banyaknya segala upaya para ilmuan yang intinya ingin mengetahui asal mula kehidupan. Dalam hak ini terjadi sebuah benturan-benturan dan pertentangan antar para ilmuan, mereke berlomba-lomba mencari kebenaran dari sebuah teori dan ilmu pengetahuan mereka, dan tidak jarang kita dapatkan fenomene bahwa mereka saling menjatuhkan dalam hal pendapat, dengan segala penelitian yang dilakukan. Dan mereka menganggap bahwa asal mula kehidupan adalah dari benda mati. Disinilah terjadi perdebatan dan pertentangan pendapat dan hasil eksperimen yang dilakukan. Jawaban dari semua ini tergantung dari pandangan hidup seseorang, jika dikaitkan dengan segi spiritual yaitu aqidah islam, maka bukti-bukti tenteng penciptaan alam alam semesta termasuk didalamnya seluruh makhluk hidup di muka bumi, jelas tercantum di dalam Al-Quran, sebagaimana firman Allah yaitu:
“Dia-lah Allah, yang menjadikan segala yang ada di bumi untuk kamu dan Dia berkehendak (menciptakan) langit, lalu dijadikan-Nya tujuh langit. Dan Dia Maha Mengetahui segala sesuatu”(Qs Al-Baqarah : 29)

“yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya[1053]”( Qs Al-Furqon : 2)

“Sesungguhnya keadaan-Nya apabila Dia menghendaki sesuatu hanyalah berkata kepadanya: “Jadilah!” maka terjadilah ia” ( Qs Yasin :82)
“Dan (ingatlah), ketika Tuhanmu berfirman kepada para malaikat: “Sesungguhnya Aku akan menciptakan seorang manusia dari tanah liat kering (yang berasal) dari lumpur hitam yang diberi bentuk, Maka apabila Aku telah menyempurnakan kejadiannya, dan telah meniup kan kedalamnya ruh (ciptaan)-Ku, maka tunduklah kamu kepadanya dengan bersujud” ( Qs Al-Hijjr :28-29)

“Hai manusia, jika kamu dalam keraguan tentang kebangkitan (dari kubur), maka (ketahuilah) sesungguhnya Kami telah menjadikan kamu dari tanah, kemudian dari setetes mani, kemudian dari segumpal darah, kemudian dari segumpal daging yang sempurna kejadiannya dan yang tidak sempurna, agar Kami jelaskan kepada kamu dan Kami tetapkan dalam rahim, apa yang Kami kehendaki sampai waktu yang sudah ditentukan, kemudian Kami keluarkan kamu sebagai bayi, kemudian (dengan berangsur- angsur) kamu sampailah kepada kedewasaan, dan di antara kamu ada yang diwafatkan dan (adapula) di antara kamu yang dipanjangkan umurnya sampai pikun, supaya dia tidak mengetahui lagi sesuatupun yang dahulunya telah diketahuinya. Dan kamu lihat bumi ini kering, kemudian apabila telah Kami turunkan air di atasnya, hiduplah bumi itu dan suburlah dan menumbuhkan berbagai macam tumbuh-tumbuhan yang indah” ( Qs Al-Hajj :5)

“Allah lah yang menciptakan langit dan bumi dan apa yang ada di antara keduanya dalam enam masa, kemudian Dia bersemayam di atas ‘Arsy[1188]. Tidak ada bagi kamu selain dari padaNya seorang penolongpun dan tidak (pula) seorang pemberi syafa’at[1189]. Maka apakah kamu tidak memperhatikan? ( Qs As-Sajadah :4)
Dari penggalan ayat di atas maka sesungguhnya semua mahluk yang ada didunia dan seluruh alam semesta, baik besar maupun kecil bahkan mikrooganisme, adaalah merupakan ciptaan dari Allah SWT. Dengan mempelajari tentang mikrobiologi dan sejarahnya maka kita telah menambah nilai keimanan dan ketaqwaan, bahkan ilmu kita.

KESIMPULAN
Dalam pembahasan maka penulis dapat menyimpulkan
− Bidang mikrobiologi memiliki sejarah perkembangan yang sangat panjang dan rumit, dari awalnya hanya mengetahui mikroskop sederhana Antonie Van leeuwenhoek, yang menjadikan terungkapnya dunia mikroorganisme, yang selanjutnya berkembang dengan disusul para ilmuan lain yang berusaha lebih mendalam mengetahui dunia mikroorganisme.
− Dengan perkembangan dunia mikroorganisme yang kian modern, hingga akhirnya dunia mikrobiologi ini menembus hingga kedalam bidang mikrobiologi dalam kedokteran, yang akhirnya ditemukannya banyak sekali macam penyakit akibat bakteri, seperti antraxs, tifus dan bahkan ssudah menjamah lagi kedalam dunia virus.

DAFTAR PUSTAKA
Anoymous. 2007. Seratus Tokoh Yang Berpengaruh Dalam Masyarakat. (Online).http://www.suarapembaruan.com/harian/0204/06/ragamI.htm. Diakses tanggal 30 Desember 2008.
Anoymous. 2003. Louis Pasteur Ilmuan Terkemuka Dan Penentang Teori Evolusi .(Online).http://www.korantempo.com/news/2003/12/4/Ilmu%20dan%20Teknologi/41.html. Diakses Tanggal 24 Juni 2008.
Waluyo, Lud. 2007. Mikrobiologi Umum. UMM Press. Malang.
Dwidjoseputro. 1994. Dasar-dasar Mikrobiologi. Djambatan. Malang.
Stanier, dkk. 1982. Dunia Mikrobe I. Bhathara Karya Aksara. Jakarta.

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 59 other followers