PEMANFEAATAN METHANOBACTERIUM SEBAGAI USAHA PEMENUHAN ENERGI ALTERNATIF UNTUK MENGURANGI PEMANASAN GLOBAL

Pengertian Pemanasan global atau Global warming
Pemanasan global / Global warming adalah kejadian meningkatnya temperatur rata-rata atmosfer, laut dan daratan Bumi. Temperatur rata-rata global pada permukaan Bumi telah meningkat 0.18 °C selama seratus tahun terakhir. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) menyimpulkan bahwa, “sebagian besar peningkatan temperatur rata-rata global sejak pertengahan abad ke-20 kemungkinan besar disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca akibat aktivitas manusia melalui efek rumah kaca.
Meningkatnya temperatur global diperkirakan akan menyebabkan perubahan-perubahan yang lain seperti naiknya permukaan air laut, meningkatnya intensitas kejadian cuaca yang ekstrim, serta perubahan jumlah dan pola presipitasi. Akibat-akibat pemanasan global yang lain adalah terpengaruhnya hasil pertanian, hilangnya gletser dan punahnya berbagai jenis hewan. Sebagian besar pemerintahan negara-negara di dunia telah menandatangani dan meratifikasi Protokol Kyoto, yang mengarah pada pengurangan emisi gas-gas rumah kaca ( Anonymous,-a.2008).
Gas Rumah Kaca
Atmosfer bumi terdiri dari bermacam-macam gas dengan fungsi yang berbeda-beda. Kelompok gas yang menjaga suhu permukaan bumi agar tetap hangat dikenal dengan istilah “gas rumah kaca”. Disebut gas rumah kaca karena sistem kerja gas-gas tersebut di atmosfer bumi mirip dengan cara kerja rumah kaca yang berfungsi menahan panas matahari di dalamnya agar suhu di dalam rumah kaca tetap hangat, dengan begitu tanaman di dalamnya pun akan dapat tumbuh dengan baik karena memiliki panas matahari yang cukup. Planet kita pada dasarnya membutuhkan gas-gas tesebut untuk menjaga kehidupan di dalamnya. Tanpa keberadaan gas rumah kaca, bumi akan menjadi terlalu dingin untuk ditinggali karena tidak adanya lapisan yang mengisolasi panas matahari. Sebagai perbandingan, planet mars yang memiliki lapisan atmosfer tipis dan tidak memiliki efek rumah kaca memiliki temperatur rata-rata -32o Celcius.
Kontributor terbesar pemanasan global saat ini adalah Karbon Dioksida (CO2), metana (CH4) yang dihasilkan agrikultur dan peternakan (terutama dari sistem pencernaan hewan-hewan ternak), Nitrogen Oksida (NO) dari pupuk, dan gas-gas yang digunakan untuk kulkas dan pendingin ruangan (CFC). Rusaknya hutan-hutan yang seharusnya berfungsi sebagai penyimpan CO2 juga makin memperparah keadaan ini karena pohon-pohon yang mati akan melepaskan CO2 yang tersimpan di dalam jaringannya ke atmosfer. Setiap gas rumah kaca memiliki efek pemanasan global yang berbedabeda. Beberapa gas menghasilkan efek pemanasan lebih parah dari CO2. Sebagai contoh sebuah molekul metana menghasilkan efek pemanasan 23 kali dari molekul CO2. Molekul NO bahkan menghasilkan efek pemanasan sampai 300 kali dari molekul CO2. Gas-gas lain seperti chlorofluorocarbons (CFC) ada yang menghasilkan efek pemanasan hingga ribuan kali dari CO2. Tetapi untungnya pemakaian CFC telah dilarang di banyak negara karena CFC telah lama dituding sebagai penyebab rusaknya lapisan ozon.

Beberapa Penyebab Pemanasan global atau Global warming

a. Efek rumah kaca
Segala sumber energi yang terdapat di Bumi berasal dari Matahari. Sebagian besar energi tersebut dalam bentuk radiasi gelombang pendek, termasuk cahaya tampak. Ketika energi ini mengenai permukaan Bumi, ia berubah dari cahaya menjadi panas yang menghangatkan Bumi. Permukaan Bumi, akan menyerap sebagian panas dan memantulkan kembali sisanya. Sebagian dari panas ini sebagai radiasi infra merah gelombang panjang ke angkasa luar. Namun sebagian panas tetap terperangkap di atmosfer bumi akibat menumpuknya jumlah gas rumah kaca antara lain uap air, karbondioksida, dan metana yang menjadi perangkap gelombang radiasi ini. Gas-gas ini menyerap dan memantulkan kembali radiasi gelombang yang dipancarkan Bumi dan akibatnya panas tersebut akan tersimpan di permukaan Bumi. Hal tersebut terjadi berulang-ulang dan mengakibatkan suhu rata-rata tahunan bumi terus meningkat. Gas-gas tersebut berfungsi sebagaimana kaca dalam rumah kaca. Dengan semakin meningkatnya konsentrasi gas-gas ini di atmosfer, semakin banyak panas yang terperangkap di bawahnya. Sebenarnya, efek rumah kaca ini sangat dibutuhkan oleh segala makhluk hidup yang ada di bumi, karena tanpanya, planet ini akan menjadi sangat dingin. Sehingga es akan menutupi seluruh permukaan Bumi. Akan tetapi, akibat jumlah gas-gas tersebut telah berlebih di atmosfer, pemanasan global menjadi akibatnya.

b. Efek umpan balik
Efek-efek dari agen penyebab pemanasan global juga dipengaruhi oleh berbagai proses umpan balik yang dihasilkannya. Sebagai contoh adalah pada penguapan air. Pada kasus pemanasan akibat bertambahnya gas-gas rumah kaca seperti CO2, pemanasan pada awalnya akan menyebabkan lebih banyaknya air yang menguap ke atmosfer. Karena uap air sendiri merupakan gas rumah kaca, pemanasan akan terus berlanjut dan menambah jumlah uap air di udara hingga tercapainya suatu kesetimbangan konsentrasi uap air. Efek rumah kaca yang dihasilkannya lebih besar bila dibandingkan oleh akibat gas CO2 sendiri. (Walaupun umpan balik ini meningkatkan kandungan air absolut di udara,kelembaban relatif udara hampir konstan atau bahkan agak menurun karena udara menjadi menghangat). Umpan balik ini hanya dapat dibalikkan secara perlahan-lahan karena CO2 memiliki usia yang panjang di atmosfer.
Efek-efek umpan balik karena pengaruh awan sedang menjadi objek penelitian saat ini. Bila dilihat dari bawah, awan akan memantulkan radiasi infra merah balik ke permukaan, sehingga akan meningkatkan efek pemanasan. Sebaliknya bila dilihat dari atas, awan tersebut akan memantulkan sinar Matahari dan radiasi infra merah ke angkasa, sehingga meningkatkan efek pendinginan. Apakah efek netto-nya pemanasan atau pendinginan tergantung pada beberapa detail-detail tertentu seperti tipe dan ketinggian awan tersebut. Detail-detail ini sulit direpresentasikan dalam model iklim, antara lain karena awan sangat kecil bila dibandingkan dengan jarak antara batas-batas komputasional dalam model iklim (sekitar 125 hingga 500 km untuk model yang digunakan dalam Laporan Pandangan IPCC ke Empat.
Umpan balik penting lainnya adalah hilangnya kemampuan memantulkan cahaya (albedo) oleh es.Ketika temperatur global meningkat, es yang berada di dekat kutub mencair dengan kecepatan yang terus meningkat. Bersama dengan melelehnya es tersebut, daratan atau air dibawahnya akan terbuka. Baik daratan maupun air memiliki kemampuan memantulkan cahaya lebih sedikit bila dibandingkan dengan es, dan akibatnya akan menyerap lebih banyak radiasi Matahari. Hal ini akan menambah pemanasan dan menimbulkan lebih banyak lagi es yang mencair, menjadi suatu siklus yang berkelanjutan.
Umpan balik positif akibat terlepasnya CO2 dan CH4 dari melunaknya tanah beku (permafrost) adalah mekanisme lainnya yang berkontribusi terhadap pemanasan. Selain itu, es yang meleleh juga akan melepas CH4 yang juga menimbulkan umpan balik positif.
Kemampuan lautan untuk menyerap karbon juga akan berkurang bila ia menghangat, hal ini diakibatkan oleh menurunya tingkat nutrien pada zona mesopelagic sehingga membatasi pertumbuhan diatom daripada fitoplankton yang merupakan penyerap karbon yang rendah.

c. Variasi Matahari
Terdapat hipotesa yang menyatakan bahwa variasi dari Matahari, dengan kemungkinan diperkuat oleh umpan balik dari awan, dapat memberi kontribusi dalam pemanasan saat ini. Perbedaan antara mekanisme ini dengan pemanasan akibat efek rumah kaca adalah meningkatnya aktivitas Matahari akan memanaskan stratosfer sebaliknya efek rumah kaca akan mendinginkan stratosfer. Pendinginan stratosfer bagian bawah paling tidak telah diamati sejak tahun 1960, yang tidak akan terjadi bila aktivitas Matahari menjadi kontributor utama pemanasan saat ini. (Penipisan lapisan ozon juga dapat memberikan efek pendinginan tersebut tetapi penipisan tersebut terjadi mulai akhir tahun 1970-an.) Fenomena variasi Matahari dikombinasikan dengan aktivitas gunung berapi mungkin telah memberikan efek pemanasan dari masa pra-industri hingga tahun 1950, serta efek pendinginan sejak tahun 1950.

Dampak Pemanasan global atau Global warming
1. Cuaca
Para ilmuan memperkirakan bahwa selama pemanasan global, daerah bagian Utara dari belahan Bumi Utara (Northern Hemisphere) akan memanas lebih dari daerah-daerah lain di Bumi. Akibatnya, gunung-gunung es akan mencair dan daratan akan mengecil. Akan lebih sedikit es yang terapung di perairan Utara tersebut. Daerah-daerah yang sebelumnya mengalami salju ringan, mungkin tidak akan mengalaminya lagi. Pada pegunungan di daerah subtropis, bagian yang ditutupi salju akan semakin sedikit serta akan lebih cepat mencair. Musim tanam akan lebih panjang di beberapa area. Temperatur pada musim dingin dan malam hari akan cenderung untuk meningkat. Daerah hangat akan menjadi lebih lembab karena lebih banyak air yang menguap dari lautan. Para ilmuan belum begitu yakin apakah kelembaban tersebut malah akan meningkatkan atau menurunkan pemanasan yang lebih jauh lagi. Hal ini disebabkan karena uap air merupakan gas rumah kaca, sehingga keberadaannya akan meningkatkan efek insulasi pada atmosfer. Akan tetapi, uap air yang lebih banyak juga akan membentuk awan yang lebih banyak, sehingga akan memantulkan cahaya matahari kembali ke angkasa luar, di mana hal ini akan menurunkan proses pemanasan (lihat siklus air). Kelembaban yang tinggi akan meningkatkan curah hujan, secara rata-rata, sekitar 1 persen untuk setiap derajat Fahrenheit pemanasan. (Curah hujan di seluruh dunia telah meningkat sebesar 1 persen dalam seratus tahun terakhir ini). Badai akan menjadi lebih sering. Selain itu, air akan lebih cepat menguap dari tanah. Akibatnya beberapa daerah akan menjadi lebih kering dari sebelumnya. Angin akan bertiup lebih kencang dan mungkin dengan pola yang berbeda. Topan badai (hurricane) yang memperoleh kekuatannya dari penguapan air, akan menjadi lebih besar. Berlawanan dengan pemanasan yang terjadi, beberapa periode yang sangat dingin mungkin akan terjadi. Pola cuaca menjadi tidak terprediksi dan lebih ekstrim.
2. Tinggi muka laut
Perubahan tinggi rata-rata muka laut diukur dari daerah dengan lingkungan yang stabil secara geologi. Ketika atmosfer menghangat, lapisan permukaan lautan juga akan menghangat, sehingga volumenya akan membesar dan menaikkan tinggi permukaan laut. Pemanasan juga akan mencairkan banyak es di kutub, terutama sekitar Greenland, yang lebih memperbanyak volume air di laut. Tinggi muka laut di seluruh dunia telah meningkat 10 – 25 cm (4 – 10 inchi) selama abad ke-20, dan para ilmuan IPCC memprediksi peningkatan lebih lanjut 9 – 88 cm (4 – 35 inchi) pada abad ke-21. Perubahan tinggi muka laut akan sangat mempengaruhi kehidupan di daerah pantai. Kenaikan 100 cm (40 inchi) akan menenggelamkan 6 persen daerah Belanda, 17,5 persen daerah Bangladesh, dan banyak pulau-pulau. Erosi dari tebing, pantai, dan bukit pasir akan meningkat. Ketika tinggi lautan mencapai muara sungai, banjir akibat air pasang akan meningkat di daratan. Negara-negara kaya akan menghabiskan dana yang sangat besar untuk melindungi daerah pantainya, sedangkan negara-negara miskin mungkin hanya dapat melakukan evakuasi dari daerah pantai.Bahkan sedikit kenaikan tinggi muka laut akan sangat mempengaruhi ekosistem pantai. Kenaikan 50 cm (20 inchi) akan menenggelamkan separuh dari rawa-rawa pantai di Amerika Serikat. Rawa-rawa baru juga akan terbentuk, tetapi tidak di area perkotaan dan daerah yang sudah dibangun. Kenaikan muka laut ini akan menutupi sebagian besar dari Florida Everglades.

3. Pertanian
Orang mungkin beranggapan bahwa Bumi yang hangat akan menghasilkan lebih banyak makanan dari sebelumnya, tetapi hal ini sebenarnya tidak sama di beberapa tempat. Bagian Selatan Kanada, sebagai contoh, mungkin akan mendapat keuntungan dari lebih tingginya curah hujan dan lebih lamanya masa tanam. Di lain pihak, lahan pertanian tropis semi kering di beberapa bagian Afrika mungkin tidak dapat tumbuh. Daerah pertanian gurun yang menggunakan air irigasi dari gunung-gunung yang jauh dapat menderita jika snowpack (kumpulan salju) musim dingin, yang berfungsi sebagai reservoir alami, akan mencair sebelum puncak bulan-bulan masa tanam. Tanaman pangan dan hutan dapat mengalami serangan serangga dan penyakit yang lebih hebat.

4. Hewan dan tumbuhan
Hewan dan tumbuhan menjadi makhluk hidup yang sulit menghindar dari efek pemanasan ini karena sebagian besar lahan telah dikuasai manusia. Dalam pemanasan global, hewan cenderung untuk bermigrasi ke arah kutub atau ke atas pegunungan. Tumbuhan akan mengubah arah pertumbuhannya, mencari daerah baru karena habitat lamanya menjadi terlalu hangat. Akan tetapi, pembangunan manusia akan menghalangi perpindahan ini. Spesies-spesies yang bermigrasi ke utara atau selatan yang terhalangi oleh kota-kota atau lahan-lahan pertanian mungkin akan mati. Beberapa tipe spesies yang tidak mampu secara cepat berpindah menuju kutub mungkin juga akan musnah.

5. Kesehatan manusia
Di dunia yang hangat, para ilmuan memprediksi bahwa lebih banyak orang yang terkena penyakit atau meninggal karena stress panas. Wabah penyakit yang biasa ditemukan di daerah tropis, seperti penyakit yang diakibatkan nyamuk dan hewan pembawa penyakit lainnya, akan semakin meluas karena mereka dapat berpindah ke daerah yang sebelumnya terlalu dingin bagi mereka. Saat ini, 45 persen penduduk dunia tinggal di daerah di mana mereka dapat tergigit oleh nyamuk pembawa parasit malaria; persentase itu akan meningkat menjadi 60 persen jika temperature meningkat. Penyakit-penyakit tropis lainnya juga dapat menyebar seperti malaria, seperti demam dengue, demam kuning, dan encephalitis. Para ilmuan juga memprediksi meningkatnya insiden alergi dan penyakit pernafasan karena udara yang lebih hangat akan memperbanyak polutan, spora mold dan serbuk sari.

Solusi Pengendalian pemanasan global
Konsumsi total bahan bakar fosil di dunia selalu meningkat. Langkah-langkah yang dilakukan atau yang sedang diskusikan saat ini tidak ada yang dapat mencegah pemanasan global di masa depan. Tantangan yang ada saat ini adalah mengatasi efek yang timbul sambil melakukan langkah-langkah untuk mencegah semakin berubahnya iklim di masa depan. Kerusakan yang parah dapat diatasi dengan berbagai cara. Daerah pantai dapat dilindungi dengan dinding dan penghalang untuk mencegah masuknya air laut. Cara lainnya, pemerintah dapat membantu populasi di pantai untuk pindah ke daerah yang lebih tinggi. Beberapa negara, seperti Amerika Serikat, dapat menyelamatkan tumbuhan dan hewan dengan tetap menjaga koridor (jalur) habitatnya, mengosongkan tanah yang belum dibangun dari selatan ke utara. Spesies-spesies dapat secara perlahan-lahan berpindah sepanjang koridor ini untuk menuju ke habitat yang lebih dingin.

Ada dua pendekatan utama untuk memperlambat semakin bertambahnya gas rumah kaca.
1.Menghilangkan karbon
Cara yang paling mudah untuk menghilangkan karbondioksida di udara adalah dengan memelihara pepohonan dan menanam pohon lebih banyak lagi. Pohon, terutama yang muda dan cepat pertumbuhannya, menyerap karbondioksida yang sangat banyak, memecahnya melalui fotosintesis, dan menyimpan karbon dalam kayunya. Di seluruh dunia, tingkat perambahan hutan telah mencapai level yang mengkhawatirkan. Langkah untuk mengatasi hal ini adalah dengan penghutanan kembali yang berperan dalam mengurangi semakin bertambahnya gas rumah kaca. Gas karbondioksida juga dapat dihilangkan secara langsung. Caranya dengan menyuntikkan (menginjeksikan) gas tersebut ke sumur-sumur minyak untuk mendorong agar minyak bumi keluar ke permukaan (lihat Enhanced Oil Recovery). Injeksi juga bisa dilakukan untuk mengisolasi gas ini di bawah tanah seperti dalam sumur minyak, lapisan batubara atau aquifer. Hal ini telah dilakukan di salah satu anjungan pengeboran lepas pantai Norwegia, di mana karbondioksida yang terbawa ke permukaan bersama gas alam ditangkap dan diinjeksikan kembali ke aquifer sehingga tidak dapat kembali ke permukaan.
Salah satu sumber penyumbang karbondioksida adalah pembakaran bahan bakar fosil. Pada saat itu, batubara menjadi sumber energi dominan untuk kemudian digantikan oleh minyak bumi pada pertengahan abad ke-19. Pada abad ke-20, energi gas mulai biasa digunakan di dunia sebagai sumber energi. Perubahan tren penggunaan bahan bakar fosil ini sebenarnya secara tidak langsung telah mengurangi jumlah karbondioksida yang dilepas ke udara, karena gas melepaskan karbondioksida lebih sedikit bila dibandingkan dengan minyak apalagi bila dibandingkan dengan batubara. Walaupun demikian, penggunaan energi terbaharui dan energi nuklir lebih mengurangi pelepasan karbondioksida ke udara. Energi nuklir, walaupun kontroversial karena alasan keselamatan dan limbahnya yang berbahaya, bahkan tidak melepas karbondioksida sama sekali.

2.Persetujuan internasional
Kerjasama internasional diperlukan untuk mensukseskan pengurangan gas-gas rumah kaca. Di tahun 1992, pada Earth Summit di Rio de Janeiro, Brazil, 150 negara berikrar untuk menghadapi masalah gas rumah kaca dan setuju untuk menterjemahkan maksud ini dalam suatu perjanjian yang mengikat. Pada tahun 1997 di Jepang, 160 negara merumuskan persetujuan yang lebih kuat yang dikenal dengan Protokol Kyoto.
Perjanjian ini, yang belum diimplementasikan, menyerukan kepada 38 negara-negara industri yang memegang persentase paling besar dalam melepaskan gas-gas rumah kaca untuk memotong emisi mereka ke tingkat 5 persen di bawah emisi tahun 1990. Pengurangan ini harus dapat dicapai paling lambat tahun 2012. Pada mulanya, Amerika Serikat mengajukan diri untuk melakukan pemotongan yang lebih ambisius, menjanjikan pengurangan emisi hingga 7 persen di bawah tingkat 1990; Uni Eropa, yang menginginkan perjanjian yang lebih keras, berkomitmen 8 persen; dan Jepang 6 persen. Sisa 122 negara lainnya, sebagian besar negara berkembang, tidak diminta untuk berkomitmen dalam pengurangan emisi gas.
Banyak orang mengkritik Protokol Kyoto terlalu lemah. Bahkan jika perjanjian ini dilaksanakan segera, ia hanya akan sedikit mengurangi bertambahnya konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfer. Suatu tindakan yang keras akan diperlukan nanti, terutama karena negara-negara berkembang yang dikecualikan dari perjanjian ini akan menghasilkan separuh dari emisi gas rumah kaca pada 2035.
Pada suatu negara dengan kebijakan lingkungan yang ketat, ekonominya dapat terus tumbuh walaupun berbagai macam polusi telah dikurangi. Akan tetapi membatasi emisi karbondioksida terbukti sulit dilakukan. Sebagai contoh, Belanda, negara industrialis besar yang juga pelopor lingkungan, telah berhasil mengatasi berbagai macam polusi tetapi gagal untuk memenuhi targetnya dalam mengurangi produksi karbondioksida.

Pemanfaatan Energi Alternatif Dalam Upaya Mengurangi Pemanasan Globlal
Energi Alternatif
Energi yang sering kita pakai sehari-hari semakin lama semakin berkurang atau menipis. Karena banyaknya pemakaian yang tidak terkontrol sehingga menimbulkan kelangkaan atau bahkan habis sama sekali. Untuk itu sekarang perlu dipikirkan adanya energi alternative untuk pengganti dari energi yang biasanya sering dipakai . Dibawah ini adalah berbagai sumber energi alternatif yang dapat kita manfaatkan, selain akan membantu udara untuk jadi bersih, penghematan juga akan dapat dilakukan.
1. Angin.
Tenaga kinetik angin sekarang sudah mulai banyak dipergunakan sebagai pemutar angin dengan menggunakan turbin angin baik untuk rumah maupun untuk keperluan bisnis. Satu turbin angin dapat berharga dua setengah milyar rupiah sampai dengan 10 milyar rupiah, tergantung dari ukurannya. Tapi satu turbin saja dapat menghidupi sampai dengan tiga puluh rumah, tapi karena angin tidak selalu bertiup, tenaga cadangan harus selalu tetap tersedia, misalnya dari PLN.
2. Matahari.
Negara kita yang kaya matahari tampaknya sangat cocok menggunakan sumber daya ini. Coba gunakan atap yang terbuat dari sistem tenaga surya yang disebut sel fotovoltaik. Harganya memang tidak murah, untuk atap ukuran standar dapat mencapai 200 juta rupiah. Tapi sistem ini sangat mengurangi tagihan listrik pemilik rumah, apalagi dengan sistem tagihan PLN yang ada sekarang.
3. Biodiesel.
Bahan dasar bahan bakar ini dibuat dari tumbuhan seperti kedelai, kelapa dan sebangsanya, biodiesel adalah bahan bakar non-toxic yang dapat dicampurkan dengan minyak diesel biasa atau digunakan sebagaimana adanya untuk mengurangi emisi.
4. Nuklir.
Dengan bahan bakar uranium, logam yang ditemukan di bebatuan, dan diproses di reaktor nuklir, energi panas yang ada akan digunakan sebagai bahan untuk memutar turbin yang ada. Sumber energi ini tidak melepaskan emisi gas rumah kaca dan tidak malah. 20% sumber listrik di Amerika sudah berbahan bakar nuklir.
5. Hidrogen.
Bagaimana caranya anda menciptakan sumber daya yang sama sekali tidak mengeluarkan apapun kecuali air bersih? Jawabannya adalah sel bahan bakar hidrogen. Masalah yang ada sekarang adalah untuk memisahkan hidrogen dari bentuk komposisinya, misalnya rantai karbon atau air, berarti menggunakan sumber daya lainnya. Penyimpanan hidrogen juga tidak mudah, karena kepadatannya sangat rendah, maka sangatlah sulit untuk menempatkan hidrogen dalam jumlah besar dalam ruangan yang sempit. Oleh karena itulah, walaupun banyak kendaraan mulai menggunakan hidrogen sebagai bahan bakarnya, masih sulit didirikan stasiun pengisian hidrogen.
6. Biogas

Pemanfatan Methanobacterium dalam Teknologi biogas
`Gas methan terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methanobactherium atau disebut juga bakteri anaerobik dan bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas methan (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas. Sebetulnya di tempat-tempat tertentu proses ini terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA). Gas methan sama dengan gas elpiji (liquidified petroleum gas/LPG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak.
Kebudayaan Mesir, China, dan Roma kuno diketahui telah memanfaatkan gas alam ini yang dibakar untuk menghasilkan panas. Namun, orang pertama yang mengaitkan gas bakar ini dengan proses pembusukan bahan sayuran adalah Alessandro Volta (1776), sedangkan Willam Henry pada tahun 1806 mengidentifikasikan gas yang dapat terbakar tersebut sebagai methan. Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.
Pada akhir abad ke-19 ada beberapa riset dalam bidang ini dilakukan. Jerman dan Perancis melakukan riset pada masa antara dua Perang Dunia dan beberapa unit pembangkit biogas dengan memanfaatkan limbah pertanian. Selama Perang Dunia II banyak petani di Inggris dan benua Eropa yang membuat digester kecil untuk menghasilkan biogas yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Karena harga BBM semakin murah dan mudah memperolehnya pada tahun 1950-an pemakaian biogas di Eropa ditinggalkan. Namun, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Kegiatan produksi biogas di India telah dilakukan semenjak abad ke-19. Alat pencerna anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. (FAO, The Development and Use of Biogas Technology in Rural Asia, 1981).
Negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Niugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat pembangkit gas bio dengan prinsip yang sama, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry) dan pipa penyaluran gas bio yang terbentuk.
Dengan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas methan dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya elpiji.
Alat pembangkit biogas
Ada dua tipe alat pembangkit biogas atau digester, yaitu tipe terapung (floating type) dan tipe kubah tetap (fixed dome type). Tipe terapung dikembangkan di India yang terdiri atas sumur pencerna dan di atasnya ditaruh drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester. Sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah, seperti pasir, batu bata, dan semen. Karena dikembangkan di India, maka digester ini disebut juga tipe India. Pada tahun 1978/79 di India terdapat l.k. 80.000 unit dan selama kurun waktu 1980-85 ditargetkan pembangunan sampai 400.000 unit alat ini.
Tipe kubah adalah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat bangunan dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti rongga yang ketat udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola). Tipe ini dikembangkan di China sehingga disebut juga tipe kubah atau tipe China (lihat gambar). Tahun 1980 sebanyak tujuh juta unit alat ini telah dibangun di China dan penggunaannya meliputi untuk menggerakkan alat-alat pertanian dan untuk generator tenaga listrik. Terdapat dua macam tipe ukuran kecil untuk rumah tangga dengan volume 6-10 meter kubik dan tipe besar 60-180 meter kubik untuk kelompok.
India dan China adalah dua negara yang tidak mempunyai sumber energi minyak bumi sehingga mereka sejak lama sangat giat mengembangkan sumber energi alternatif, di antaranya biogas.
Di dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain. Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak.
Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran. Sisa dari limbah yang telah â?dicernaâ? oleh bakteri methan atau bakteri biogas, yang disebut slurry atau lumpur, mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik yang telah matang sebagaimana halnya kompos sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk tanaman, atau jika akan disimpan atau diperjualbelikan dapat dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.
Untuk permulaan memang diperlukan biaya untuk membangun pembangkit (digester) biogas yang relatif besar bagi penduduk pedesaan. Namun sekali berdiri, alat tersebut dapat dipergunakan dan menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Untuk ukuran 8 meter kubik tipe kubah alat ini, cocok bagi petani yang memiliki 3 ekor sapi atau 8 ekor kambing atau 100 ekor ayam di samping juga mempunyai sumber air yang cukup dan limbah tanaman sebagai pelengkap biomassa. Setiap unit yang diisi sebanyak 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas yang dapat dipergunakan untuk memasak dan penerangan. Biogas cocok dikembangkan di daerah-daerah yang memiliki biomassa berlimpah, terutama di sentra-sentra produksi padi dan ternak di Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, Bali, dan lain-lain.
Pembangkit biogas juga cocok dibangun untuk peternakan sapi perah atau peternakan ayam dengan mendesain pengaliran tinja ternak ke dalam digester. Kompleks perumahan juga dapat dirancang untuk menyalurkan tinja ke tempat pengolahan biogas bersama. Negara-negara maju banyak yang menerapkan sistem ini sebagai bagian usaha untuk daur ulang dan mengurangi polusi dan biaya pengelolaan limbah. Jadi dapat disimpulkan bahwa biogas mempunyai berbagai manfaat, yaitu menghasilkan gas, ikut menjaga kelestarian lingkungan, mengurangi polusi dan meningkatkan kebersihan dan kesehatan, serta penghasil pupuk organik yang bermutu.
Untuk menuai hasil yang signifikan, memang diperlukan gerakan secara massal, terarah, dan terencana meliputi pengembangan teknologi, penyuluhan, dan pendampingan. Dalam jangka panjang, gerakan pengembangan biogas dapat membantu penghematan sumber daya minyak bumi dan sumber daya kehutanan. Mengenai pembiayaannya mungkin secara bertahap sebagian subsidi BBM dialihkan untuk pembangunan unit-unit pembangkit biogas. Melalui jalan ini, mungkin imbauan pemerintah mengajak masyarakat untuk bersama-sama memecahkan masalah energi sebagian dapat direalisasikan.
Proses produksi biogas :

Diagram Alur Proses produksi biogas
Tahapan awal adalah mempersiapkan bahan baku organik yang dapat dicerna oleh bakteri dan mikroorganisme yang ada didalam pembangkit biogas. Dalam hal ini karena instalasi biogas dilakukan di areal peternakan sapi perah, bahan baku utama yang digunakan adalah kotoran sapi. Perlu diketahui, bahwa apabila yang menjadi tujuan utama dari instalasi biogas adalah pencapaian produksi gas yang optimal, kotoran sapi bukan bahan baku yang baik.

Tahap selanjutnya adalah yang kami sebut dengan fase input. Di dalam fase ini dilakukan pengolahan terhadap bahan baku agar dapat memenuhi persyaratan yang telah ditentukan sebelumnya yaitu:

a. Filtrasi pertama.

Target dari penyaringan ini adalah bahan baku tidak mengandung serat yang terlalu kasar. Serat kasar disini berarti sampah sampah atau kotoran kandang selain kotoran ternak, seperti batang dan daun keras, sisa batang rumput dan kotoran lainnya yang sebagian besar adalah sisa sisa pakan ternak yang terlalu kasar. Hal ini dapat menimbulkan scum/buih dan residu di dalam pembangkit yang dapat mengurangi kinerja dari pembangkit itu sendiri.

b. Pencampuran dengan air dan pengadukan.

Dilakukan pencampuran kotoran sapi dan air. Air sangat dibutuhkan oleh mikroorganisme di dalam pembangkit sebagai media transpor. Oleh karenanya tahapan ini cukup krusial mengingat campuran yang terlalu encer atau terlalu kental dapat mengganggu kinerja pembangkit dan menyulitkan dalam penanganan effluent (hasil keluaran pembangkit biogas). Sebagai panduan dasar, campuran yang baik berkisar antara 7% – 9% bahan padat. Disini juga dilakukan pengadukan agar campuran bahan organik – air dapat tercampur dengan homogen.

c. Filtrasi kedua

Memisahkan kotoran sapi sebagai bahan baku organik pembangkit dengan bahan anorganik lain yang lolos di saringan tahap pertama terutama pasir dan batu batu kecil. Proses ini cukup penting mengingat kandungan bahan anorganik (pasir) di dalam pembangkit tidak dapat dicerna oleh bakteri dan dapat menyebabkan residu di dasar pembangkit.

d. Pemasukkan bahan organik

Membuat semacam katup/keran sederhana agar proses pemasukkan bahan organik kedalam pembangkit dapat dilakukan dengan semudah mungkin.

Pembangkit Biogas
Desain pembangkit biogas dari kantung plastik polyethylene ini adalah sebagai berikut:

Skema pembangkit biogas dari kantung plastik polyethylene.

Bagian cukup penting adalah yang ditandai dengan nomor 1 dan 2, dimana nomor 1 adalah gas outlet. Skemanya adalah sebagai berikut:

Skema gas outlet. Kami menggunakan PVC ¾”.
Kantung plastik polyethylene dengan lebar 150cm. Spesifikasinya adalah 150×0.15. Ini adalah spesifikasi plastik yang paling tebal yang bisa didapatkan. Tentu akan lebih ideal bila plastik yang digunakan adalah yang lebih tebal. Di pasaran tersedia lebar mulai 80cm, 100cm, 120cm dan 150cm. Menurut FAO akan lebih baik apabila menggunakan plastik yang memiliki anti ultra-violet (UV) seperti yang digunakan di rumah rumah kaca (biasanya berwarna kuning agak kehijau hijauan).
Harap diperhatikan juga penanganan terhadap plastik ini. Plastik PE adalah bahan yang cukup kuat, namun apabila terlipat dapat meninggalkan goresan dan ketika terkena panas matahari dan air hujan bisa retak dan sobek. Kita tentu tidak menginginkan hal ini terjadi. Oleh karena itu disarankan untuk membeli dan menangani plastik secara hati-hati dalam gulungan, jangan dilipat. Dalam percobaan instalasi ini menggunakan plastik dirangkap dua. Hal ini disebabkan masalah ketebalan dan kekuatan. Namun ternyata aplikasi rangkap dua ini juga dirasa memiliki kekurangan yang akan dijelaskan sebagai berikut :
Pertama tama gelarlah alas untuk melindungi plastik dari benda benda tajam seperti batu dan ranting pohon apabila anda akan membuat di tanah lapang. Tentu akan lebih baik apabila pembuatan pembangkit dilakukan di alas yang licin seperti tegel keramik. Hati hati juga terhadap benda benda metal yang anda bawa seperti sabuk, jam tangan ataupun gantungan kunci. Benda benda tersebut dapat melukai plastik, jadi tanggalkanlah dahulu benda benda tersebut dari tubuh anda.

Menggelar plastik PE

Teknik digunakan untuk merangkapkan plastik adalah dengan memasukkan sedikit bagian lembar ke dua dan diikat ujungnya dengan tali, kemudian ujung tali yang satu lagi dilemparkan ke ujung lembar pertama. Selanjutnya tali tinggal ditarik dan plastik lembar ke dua masuk ke dalam lembar pertama dengan mudah.Selanjutnya setelah ke dua lembar plastik disamakan ujung ujungnya, dan lembar kedua dipotong, kini saatnya memasang gas outlet.
Menentukan salah satu ujung yang akan menjadi ujung atas dan ukurlah sepanjang 1.5 meter dari ujung tersebut dan tandai dengan spidol. Tanda tersebut harus tepat berada di tengah tengah plastik, sehingga diharapkan gas outlet tepat berada di tengah atas permukaan pembangkit.

Lubang yang akan dibuat sebaiknya lebih besar sedikit dari diameter luar dari ulir SDL (socket drat luar) gas outlet. Apabila terlalu pas dikhawatirkan ujung plastik akan tertarik ketika anda mengencangkan socket.


Gas outlet sudah terpasang ditempatnya.

Langkah selanjutnya adalah memasang saluran kotoran, baik masuk maupun keluar. Ini adalah tahap yang perlu dikerjakan dengan hati hati karena memerlukan kerapihan agar tidak menimbulkan kebocoran.

Ikatan dimulai 25cm sebelum tepi plastik (1) menuju ke arah luar pipa (2)
Pastikan ikatan tali karet benar benar kuat, kembali mengingatkan, banyak tali karet bekas yang karetnya rapuh dan mudah putus. Ikatan dapat di rangkap untuk memperkuat simpul. Yang perlu diperhatikan juga adalah pengikatan tali karet harus saling meliputi (overlap), dan ujung plastik jangan sampai terlihat, tambahkan beberapa putaran lagi untuk memastikan sambungan kedap.
Dengan menggunakan dua lapis plastik PE kesulitannya adalah adanya udara yang terjebak diantara lembar plastik tersebut. Hal ini dirasa dapat memperpendek umur plastik. Solusinya adalah dengan mengeluarkan udara terjebak sebanyak ketika memasangkan pipa inlet dan outlet.
Setelah kedua pipa terpasang dengan baik, langkah selanjutnya adalah memindahkan pembangkit ke dalam ‘rumahnya’ yaitu parit yang telah dibuat sebelumnya. Untuk memindahkan plastik pembangkit disarankan untuk menggelembungkan dahulu plastik pembangkit sehingga pembangkit dapat ‘duduk’ dengan rapih dan mengisi ruangan parit dengan baik. Selain itu fungsi penggelembungan adalah memastikan bahwa semua sambungan telah terpasang dengan baik.
Karena konsep dasar pembangkit biogas adalah anaerob atau tidak bersentuhan dengan udara bebas, terutama oksigen, maka metoda yang digunakan untuk penggelembungan awal adalah mengisi plastik pembangkit dengan gas buang kendaraan bermotor. Metoda lain adalah mengisi pembangkit dengan air. Sebelumnya pipa outlet kita tutup terlebih dahulu dengan plastik kresek dan diikat dengan tali karet. Demikian pula dengan gas outlet.




Pembangkit siap untuk dipindahkan
Karena menggunakan gas buang dari kendaraan berbahan bakar solar, plastik pembangkit sedikit ternoda oleh bercak bercak hitam dari uap gas buang. Rasanya bila menggunakan gas buang kendaraan premium, hal ini bisa dihindari.
Pembangkit dapat segera dipasang. Setelah terpasang pada tempatnya, selanjutnya mengisi pembangkit dengan sedikit air untuk menghindari terlipatnya plastik dan membuatnya duduk lebih enak. Pipa inlet dipasangkan pada lubang outlet dari bak mixer dan dipasangkan sumbat, sedangkan gas outlet dan pipa outlet kami biarkan tetap tertutup. Setelah pemasangan ini, pengisian sudah dapat dilakukan.

Memasang pembangkit

Proses pengerjaan yang dilakukan membutuhkan waktu sekitar 8 hari kerja efektif. 2 hari untuk membuat bak mixer (2 HOK; hari orang kerja), 5 hari (15 HOK) untuk membuat parit pembangkit dan 1 hari (2 HOK) untuk pembuatan pembangkit. Tenaga kerja yang dibutuhkan adalah 19 HOK sampai pembangkit terpasang. Sekitar 20 hari kemudian, terlihat bahwa gas sudah mulai di produksi. Indikatornya plastik pengembang mulai menggelembung dan keras.

Kajian Religi
Al- Jatsiyah Ayat 22
Dan Allah menciptakan langit dan bumi dengan tujuan yang benar dan agar dibalasi tiap-tiap diri terhadap apa yang dikerjakanya, dan mereka tidak akan dirugikan. 45:22
Surat yaasiin:82
“Sesungguhnya keadaan-Nya apabila Dia menghendaki sesuatu hanyalah berkata kepadanya : “Jadilah! ”maka terjadilah ia. (QS Yaasiin :82).

Daftar Pustaka
Anonymous-a. 2008. Pengertian global worming . (online). Tersedia:

http://id.wikipedia.org/wiki/pemanasan Global (Diakses tanggal 30 November 2011).
Anonymous- b. 2011. Pemanfaatan energy arternatif sebagai penghasil biogas , (Online),
(http://www.wanna_share.23s9887_apm.html, (Diakses tanggal 30 November 2011).

Anonymous- c. 2009. Dampak globalisasi. (online). Tersedia: Globalisasi .html. (Diakses tanggal 09 Desember 2011).

Agus krisno.2011. Blog Pondok Ilmu Habitat Orang- Orang Pengembang ilmu (online) Diakses tanggal 05 Desember 2011)
T.pratiwi, Sylvia. 2008. Mikrobiologi farmasi. Erlangga : jogya katarta
Huga, W.B.,dan Russel, A.D., 2000, Pharmaceutical Microbilogy., Blackwell Scientific Piblication, London
Crueger, W., dan Crueger, A., 1988, Bioteknology: Textbook of industrial Mikcrobiology, Madison Inc., New York

REKAYASA GENETIKA MIKROORGANISME PENGHASIL ENZIM LIPASE UNTUK PRODUK BAKERY

Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika (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.
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 retriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) DNA (diawali dari penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, teknik peredaman gen (termasuk inferensi RNA), dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling). Sejalan dengan penemuan-penemuan penting itu, perkembangan di bidang biostatistika, bioinformatika dan rabotika/automasi memainkan peranan penting dalam kemajuan dan efisiensi kerja bidang ini.
Prinsip Dasar Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika adalah proses mengidentifikasi dan mengisolasi DNA dari suatu sel hidup atau mati dan memasukkannya dalam sel hidup lainnya. Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkombinasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun-temurun. Rekayasa Genetika pada mikroba bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba tersebut (misalnya mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan bahan obat-obatan dan kosmetika, serta Pembuatan insulin manusia dari bakteri ( Sel pancreas yang mempu mensekresi Insulin digunting , potongan DNA itu disisipkan ke dalam Plasmid bakteri ) DNA rekombinan yang terbentuk menyatu dengan Plasmid diinjeksikan lagi ke vektor, jika hidup segera di kembangbiaakan.
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 paling mudah dipelajari pada taraf molekuler.

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 AND 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.
Umat manusia telah memanfaatkan mikroorganisme sejak lama untuk menghasilkan produk-produk yang bermanfaat. Misalnya, pada sekitar tahun 6000 SM masyarakat sumeria dan babilonia telah memanfaatkan yeast untuk membuat bir, sedangkan masyrakat mesir pada tahun 4000 SM telah menggunakan yeast untuk mengasamkan ropti. masyarakatBabilonia juga memilki pengetahuan untuk mengubah etanol dalam bir menjadi asam asetat(cuka).
Produk alami yang disentesis oleh mikroorganisme menjadi sangat pnting. Praduk antikoagulan, antidepresan, vasodilator, her4bisida, insektisida, hormon tanaman, enzim, dan inhibitor enzim telah diisolasi dari mikroorganisme. Mikroorganisme lebih sering digunakan untuk menghasikan enzim seperti enzim amilase yang digunakan untuk membuat bir, roti, dan memperoduksi tekstil, serta enzim protease yang digunakan untuk mengempukkan daging, melunakkan kulit, membuat detergen dan keju.
Industri makanan, minyak, kosmetik, dan farmasi juga menggunakan mikroorganismeuntuk menghasikan polisakarida. Xanthomonas campestris menghasilkan polisakarida yang dikenal sebagai santan untuk menstabilkan bahan makanan, sebagai agen pengikat untuk berbagai produk, serta untuk pewarnaan tekstil. Leuconostoc mesenteroides, bila ditumbuhkan pada media yang mengandung sukrosa akan memproduksi dekstran, suatu polisakarida yang dapat digunakan sebagi saringan molekuler untuk memisahkan molekul dalam kromatografi kolom.
Produk Enzim yang Dihasilkan dari Rekayasa Genetika Mikroorganisme
Enzim yang disolasi dari mikroorganisme dapat diaplikasikan pada berbagai macam industri. Misalnya, enzim proteose yang diisolasi dari bahan pembersih. Protease merusak dan melarutkan protein yang mengotori pakaian. Enzim yang dihasilkan untuk proses-proses industri meliputi protease, amilase, glikosa isomerase, glukosa oksidase, renin, pektinase, dan lipase.empat macam enzim yang secara luas diproduksi oleh mikroganisme adalah protease, glukamilase,α-amilase, dan glukosa isomerase.
Protease adalah enzim yang menyerang ikatan peptida molekul protein dan membentuk fragmen-fragmen kecil peptida. Strain rekombinan Basillus sp. GX6644 mensekresikan alkalin protease yang sangat aktif terhadap protein kasein susu. Dengan aktifitas tertinggi pada pH 11 dan temperatur 40-55°C. Strain rekombinan yang lain yaitu Basillus sp. GX6638 mensekresi beberapa alkalin protease yang aktif pada kisaran pH yang cukup luas (8-12). Fungi yang mempreduksi protease adalah spesies Aspergillus. Protease yang dihasilkan oleh fungi memiliki kisaran pH yang lebih luas dibandingkan protease yang diperoduksioleh bakteri.
Amilase digunakan dalam detergen dan dalam industri pembuatan bir. Ada beberapa tipe amilase, termasuk α-amilase yang digunakan untuk mengubah pati menjadi maltosa dan dekstrin, glukamilase yang mengubah pati menjadi glukosa. Ketiga enzim diatas digunakan untuk memproduksi sirup dan dekstrosa dari pati. Produksi amilase menggunakan fungi Aspergillus sp. Aspergillus oryzae yang digunakan untuk memproduksi amilase dari gandum pada kultur stasioner. Bacillus subtilis dan bacillus diastaticus digunakan untuk memproduksi amilase bakteri.
Glukosa isomerase mengubah glukosa menjadi friktosa yang dua kali lebih manis dibandingkan sukrosa dan 1,5 kali lebih manis dibandingkan glukosa, sehingga fruktosa merupakan bahan pemanis yang sangat penting pada industrimakanan dan minuman. Enzim ini diproduksi oleh Bacillus coagulan, streptomyces sp. Dan Nocardia sp.
Renin merupakan enzim penggumpal susu yang mengkatalisis koagulasi susu dalam industri pembuatan keju. Enzim ini diproduksi oleh Mucor pussilus.
Enzim mikroorganisme juga digunakan dalan produksi polimer sintetik. Misalnya, industri plastik saat ini menggunakan metode kimia untuk mereduksi alkene oxidan yang digunakan untuk memproduksi plastik. Produksi alkene oxidan dari mikroorganisme melibatkan aksi tiga enzim yaitu piranose-2-oksidase dari fungi oudmansiella mucida, enzim haloperoksidase dari fungi Caldariomyces sp. Dn enzim epoxidase dari falvobacterium sp.
Pada produksi enzim yang stabil terhadap panas, DNA polimerase sangat penting dalam proses amplifikasi DNA. Reaksi rantai polimerase sangat penting bagi diagnosis kesehatan, forensik, dan penelitian biologi mulekular. Kultur thermus aquacitus, dan mikroorganisme termofilik yang direkayasa secara genetis mengndung gen untuk taq DNA polimerase dari thermus aquaticus, digunakan untuk membuat DNA polimerase rekombinan yang stabil terhadap panas, yang disebut amplitaq.
Enzim Lipase
Enzim lipase merupakan salah satu enzim yang memiliki sisi aktif sehingga dapat menghidrolisis triasilgliserol menjadi asam lemak dan gliserol. Enzim lipase dapat digunakan untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant, mentega, coklat tiruan, protease untuk membantu pengempukan daging, mencegah kekeruhan bir, naringinase untuk menghilangkan rasa pahit pada juice jeruk, glukosa oksidase untuk mencegah reaksi pencoklatan pada produk tepung telur dan lain-lain.

Sumber-sumber enzim lipase antara lain : bakteri (S. aureus), kapang (Aspergillus niger, Rhizopus arrhizus), tanaman yang menghasilkan trigliserida (kacang-kacangan), pancreas, susu.
Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim lipase:
• Suhu; Suhu optimal lipase adalah 30-400C, aktivitas akan berkurang pada suhu dibawah 30 0C dan diatas 40 0C.
• pH; Lipase memiliki pH optimal 8-9, beberapa golongan dapat bekerja pada pH 4,1-6,3
• Konsentrasi substrat; Jika konsentrasi substrat rendah maka semua substrat akan berikatan dengan enzim. Jika konsentrasi substrat naik maka akan lebih banyak enzim yang berikatan dengan substrat. Semakin tinggi konsentrasi substrat tidak akan meningkatkan kecepatan reaksi.
• Konsentrasi enzim; Kecepatan aktivitas enzim berbanding lurus dengan konsentrasi enzim.
• Adanya aktivator; Beberapa ion dan molekul mempunyai kemampuan menonaktifkan enzim.
• Spesifisitas substrat; Lipase akan bekerja degan baik jika enzim menemukan substrat yang sesuai dengan karakteristik dan kemampuannya.
• Pelarut organik; Pelarut organik digunakan untuk melarutkan lemak agar pada suhu kamar ada pada keadaan cair. Dalam menggunakan pelrut organik yang harus diperhatikan adalah jenis pelarutnya dan volume nya.
Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senyawa organik semakin banyak dikembangkan, terutama karena reaksi menggunakan enzim lipase bersifat regioselektif dan enansioselektif. Aktifitas katalitik dan selektivitas enzim, tergantung dari struktur substrat, kondisi reaksi, jenis pelarut, dan penggunaan air dalam media.Contohnya biosintesis senyawa pentanol, hexanol & benzyl alkohol ester, serta biosintesis senyawa terpene ester menggunakan enzim lipase yang berasal dari Candida antartica dan Mucor miehei.

Isolasi Enzim Lipase Dari Mikroorganisme
Lipase merupakan biokatalis yang secara umum diperlukan untuk hidrolisis lemak, mono- dan di-gliserida yang akan menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol (Suzuki et al., 1988; Kosugi et al., 1990) dan sebaliknya pada kondisi tertentu lipase juga mengkatalisis reaksi sintesis gliserida dari gliserol dan asam lemak (Suzuki et al., 1988; Hoq et al., 1985). Aplikasinya dapat dijumpai antara lain pada industri makanan dan minuman, deterjen, farmasi, agrokimia, dan oleokimia (Saxena et al., 1999; Yang & Xu, 2001).
Penggunaan lipase dalam industri makanan memiliki keunggulan karena hidrolisis yang dikatalisis bersifat spesifik. Modifikasi oleh enzim lipase yang memiliki spesifisitas reaksi 1,3-gliserida menghasilkan gliserida dengan produk utama diasilgliserol (DAG) dan produk samping monoasilgliserol (MAG) serta asam lemak bebas dan gliserol. Yasunaga et al. (2001) melaporkan bahwa minyak kaya DAG dapat berfungsi sebagai minyak sehat karena antara lain dapat mengurangi trigliserida (TG) dalam serum darah, mencegah akumulasi lemak dalam tubuh dan memperbaiki rasio kolesterol serum darah.
Rekayasa genetika untuk memproduksi senyawa bernilai ekonomi tinggi telah banyak dikembangkan, terutama dalam industri makanan dan farmasi (Murooka & Imanaka, 1993; van Dijck, 1999). Pendekatan produksi lipase yang umum dilakukan dan telah berkembang ke tingkat komesialisasi adalah eksplorasi dan skrining strain kapang secara intensif yang diikuti dengan rekayasa genetika. Salah satu contoh adalah Lipolase. Lipase rekombinan yang diproduksi oleh Novo Nordisk ini, menggunakan gen lipase yang berasal dari Humicola yang kemudian diekspresikan di dalam sel inang baru yaitu Aspergillus oryzae (Hoq et al., 1985). Eksplorasi dan skrining kapang yang berpotensi tinggi sebagai penghasil lipase merupakan tahapan penting dalam rekayasa genetika produksi lipase. Beberapa kapang diketahui mampu menghasilkan lipase yaitu Aspergillus niger, Mucor miehei, Monilia sitophila, Rhizopus delemar dan R. Javanicus (Onions et al., 1981; Yamane, 1987).
Lipase yang berasal dari mikroba umumnya bersifat ekstraseluler. Isolasi gen yang menyandi protein lipase merupakan salah satu langkah awal produksi lipase dalam skala besar melalui rekayasa genetika. White et al. (1990) mengemukakan bahwa Polymerase Chain Reaction (PCR) merupakan metode deteksi yang tergolong mudah untuk mengetahui keberadaan gen target di dalam organisme uji. Pasangan primer heterologous yang dirancang berdasarkan daerah terkonservasi pada gen target dapat digunakan dalam PCR tersebut.
Lipase merupakan enzim yang memiliki karakter spesifik tergantung organisme penghasilnya. Beberapa lipase yang dihasilkan organisme-organisme dalam satu genus juga memiliki karakter berbeda meskipun secara umum memiliki motif asam amino yang sama untuk tiap organisme. Motif asam amino ini berupa urutan asam amino Glisin-X-Serin-X-Glisin (G-X-S-XG) yang juga merupakan sisi aktif dari enzim ini, dimana X dapat digantikan oleh Histidin, Leusin, atau Tirosin (Salomon, 2003). Pengaruh lingkungan kemungkinan turut memberikan peranan terhadap organisme penghasil lipase.
Isolasi RNA kapang
Isolasi RNA kapang menunjukkan kualitas dan kuantitas RNA hasil diisolasi dari ketiga jenis kapang penghasil lipase yang potensial yaitu R. oligosporus, A. corymbifera dan R. oryzae. Kunci keberhasilan untuk mendapatkan RNA kapang dengan kuantitas yang tinggi adalah umur pertumbuhan yang sekaligus menentukan jumlah miselium yang dipanen. Kapang yang dipanen untuk isolasi RNA umumnya mengandung sekitar 6 x 108 sel atau ekivalen dengan 1– 1,5 gram biomassa miselium, yang menunjukkan bahwa metabolisme kapang sedang berada pada laju eksponensial. Kapang dengan dinding sel yang 80% terdiri dari polisakarida lebih mudah mengalami lisis sehingga jumlah RNA yang diperoleh sangat tinggi. RNA kapang yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk sintesis cDNA.
Miselium kapang dipanen menggunakan ose steril dan dicuci dengan akuades steril,kemudian digerus dalam mortar dengan menambahkan nitrogen cair hingga berbentuk serbuk beku. Ke dalam 2,5 g serbuk miselium beku ditambahkan 10 Ml bufer ekstraksi (Trizma Base 0,2 M, LiCl 0,3 M, EDTA 0,01 M, PVP MW 36,000 1%, tiourea 5 mM, aurintrikarboksilat 1 mM, dan 2-Merkaptoetanol 2%). Campuran dikocok kuat, ditambahkan 1 volume campuran fenol:kloroform: isoamilalkohol (25:24:1), divorteks 3×30 detik, kemudian disentrifus pada kecepatan 15.000 rpm, suhu 4°C selama 15 menit. Supernatan diekstraksi sekali lagi menggunakan kloroform : isoamilalkohol (24:1) sebanyak 1 volume dilanjutkan dengan sentrifus kembali pada kecepatan, suhu dan waktu yang sama. Supernatan dipindahkan ke dalam tabung sentrifus baru, kemudian ditambahkan 1/30 volume Na asetat 3,3 M pH 5,2 dan 1/10 volume etanol absolut. Setelah campuran diinkubasi dalam es selama 30 menit, RNA diendapkan melalui sentrifugasi (15.000 rpm, 4°C, 25 menit). Endapan RNA dicuci menggunakan etanol 70% dingin dilanjutkan dengan sentrifugasi (8000 rpm, 4°C, 25 menit). Endapan RNA dilarutkan dengan DEPCdH2O. RNA dipisahkan dari DNA dengan menambahkan LiCl 8 M ke dalam larutan RNA hingga konsentrasi akhir 2 M. Campuran didiamkan selama 4-16 jam pada suhu 4°C, kemudian disentrifus 13.000 rpm, 4°C, 20 menit). Endapan RNA dibilas menggunakan etanol dingin 70%, dilanjutkan dengan sentrifugasi (5000 rpm, 4°C, 5 menit). Endapan RNA dilarutkan menggunakan 50-100μL DEPC-dH2O. RNA yang diperoleh diuji kualitas dan kuantitasnya menggunakan elektroforesis pada gel agarosa 0,8% dan diukur absorbansinya pada panjang gelombang 260 dan 280 nm

Gambar diatas menunjukkan kualitas dan kuantitas RNA hasil diisolasi dari ketiga jenis kapang penghasil lipase yang potensial yaitu R. oligosporus, A. corymbifera dan R. oryzae. Selain konsentrasinya yang cukup tinggi, Nampak bahwa RNA yang dihasilkan dari ketiga kapang juga memiliki tingkat kemurnian tinggi yang ditunjukkan dengan rasio A260/280 dan A260/230 ³ 1.800 dan secara visual ditunjukkan oleh dua pita ribosomal RNA yaitu 28S dan 18S yang jelas. Kunci keberhasilan untuk mendapatkan RNA kapang dengan kuantitas yang tinggi adalah umur pertumbuhan yang sekaligus menentukan jumlah miselium yang dipanen. Kapang yang dipanen untuk isolasi RNA umumnya mengandung sekitar 6 x 108 sel atau ekivalen dengan 1– 1,5 gram biomassa miselium, yang menunjukkan bahwa metabolisme kapang sedang berada pada laju eksponensial. Kapang dengan dinding sel yang 80% terdiri dari polisakarida lebih mudah mengalami lisis sehingga jumlah RNA yang diperoleh sangat tinggi. RNA kapang yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk sintesis cDNA.

Amplifikasi fragmen gen Lipase
Untuk mengetahui secara pasti panjang dan susunan nukleotida fragmen produk RTPCR tersebut, dilakukan isolasi dan pemurnian fragmen dari gel, kloning dan isolasi plasmid rekombinan, dilanjutkan dengan sekuensing. Prinsip kerja program ini adalah membandingkan pixel gambar masingmasing sampel dengan menggunakan marka DNA sebagai standar konsentrasi. Baik secara visual maupun secara kuantitatif nampak hasil RT-PCR tertinggi. Semakin tinggi spesifisitas primer, maka semakin tinggi produk RT-PCR yang Dihasilkan. Produksi lipase oleh kapang pada umumnya dipengaruhi kondisi lingkunganmenghasilkan lipase ekstraseluler sebagai biokatalis untuk mencerna lemak. Dipilih untuk kloning ke dalam E. Coli dilanjutkan dengan analisis DNA untuk mengkonfirmasi kebenaran produk RTPCR sebagai fragmen gen LIPASE.

Hasil amplifikasi fragmen gen LIPASE dari ketiga kapang ditunjukkan pada Gambar diatas nampak bahwa ketiganya menghasilkan fragmen DNA berukuran sedikit lebih rendah dari 500 bp. Untuk mengetahui secara pasti panjang dan susunan nukleotida fragmen produk RTPCR tersebut, dilakukan isolasi dan pemurnian fragmen dari gel, kloning dan isolasi plasmid rekombinan, dilanjutkan dengan sekuensing. Kuantifikasi hasil amplifikasi tersebut dengan program UNSCAN- IT Gel 6.1. Prinsip kerja program ini adalah membandingkan pixel gambar masing – masing sampel dengan menggunakan marka DNA sebagai standar konsentrasi.
Perbedaan kuantitas hasil RT-PCR tersebut dapat mencerminkan perbedaan tingkat ekspresi gen LIPASE dari ketiga kapang yang dianalisis. A. corymbifera paling kuat mengekspresikan LIPASE dibanding dua kapang lainnya. Apabila hal ini benar, maka A. corymbifera merupakan kandidat yang baik untuk produksi lipase, baik langsung maupun dengan rekayasa genetika. Namun perbedaan kuantitas hasil RT-PCR juga dapat disebabkan oleh perbedaan spesifisitas primer terhadap sekuen gen LIPASE dari ketiga kapang. Semakin tinggi spesifisitas primer, maka semakin tinggi produk RT-PCR yang dihasilkan. Ekstrasi dan analisis aktivitas lipase dari ketiga kapang akan mengkonfirmasi apakah kuantitas produk RT-PCR disebabkan oleh perbedaan tingkat ekspresi atau karena perbedaan spesifisitas primer. Produksi lipase oleh kapang pada umumnya dipengaruhi kondisi lingkungan Minyak sawit yang terkandung dalam medium menginduksi kapang untuk menghasilkan lipase ekstraseluler sebagai biokatalis untuk mencerna lemak. Perakitan sel rekombinan memerlukan enzim lipase dengan sekresi tinggi, sehingga perbedaan kuantitas cDNA yang dihasilkan oleh ketiga jenis kapang melalui RT-PCR dalam penelitian ini merupakan informasi berharga, terutama apabila teknik yang sama akan digunakan dalam isolasi gen lengkapnya untuk rekayasa genetika. Karena kuantitasnya yang tinggi, maka fragmen produk RTPCR dari A. corymbifera (Ac_LIP4) dipilih untuk kloning ke dalam E. coli dilanjutkan dengan analisis DNA untuk mengkonfirmasi kebenaran produk RTPCR sebagai fragmen gen LIPASE.

APLIKASI ENZIM LIPASE DALAM INDUSTRI BAKERY

Dalam bidang pangan, nutrisi dan nilai sensoris serta sifat fisik dari lemak dan minyak banyak dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti posisi asam lemak dalam rantai gliserol, Panjang rantai asam lemak, dan derajat tidak jenuh (degree unsaturation). Lipase memungkinkan modifikasi dari sifat lemak dengan mengubah lokasi dari rantai asam lemak pada gliserida dan mengganti satu atau lebih asam lemak dengan satu asam lemak yang baru. Lipase digunakan untuk meningkatkan atau mengembangkan flavouring agent pada produk bakery.
Lipase juga digunakan sebagai pengganti dari emulsifier dan untuk memperbaiki rheologi adonan untuk memproduksi remah-remah dan tekstur yang lebih lembut pada roti. Beberapa lipase digunakan pada cakes untuk mengganti emulsifier atau memperkuat adonan untuk memproduksi cake yang berangin dengan tekstur yang lembut, yang disebut Fatula. Lipase juga bekerja untuk membebaskan beberapa lemak pada tepung yang diikat oleh protein. Dengan melepaskan lemak-lemak tersebut dan memecahnya dari ikatannya, lemak-lemat tersebut bebas untuk digunakan pada roti dengan baik. Enzim lipase memodifikasi lemak alami dari tepung, jadi lipase dapat berfungsi sebagai emulsifier dan mengurangi penambahan emuilsifier tanpa mengurangi kualitas produk bakery.

Contoh Hasil Produk Dari Enzim

Salah satu produk dari enzim lipase berdasarkan proses rekayasa genetika mikroorganisme adalah mentega, yang digunakan sebagai bahan dasar dari pengolahan produk bakery.
Mentega adalah dairy product yang diperoleh dengan churning (mengaduk) krim susu sampai mengeras. Lemak susu di dalam susu berbentuk butiran mikro yang diselimuti membran fosfolipid yang memisahkan butiran lemak susu satu dengan yang lain. Proses churning ini menghancurkan lapisan membran sehingga butiran-butiran lemak susu bergabung membentuk padatan. Mayoritas produsen mentega menggunakan susu sapi, sementara susu kambing, domba, dan kuda masih digunakan di beberapa daerah. Eropa menyukai mentega manis, tetapi pasaran lain menyukai penambahan 2% garam. Warna mentega diperoleh dari karoten dengan range kuning pucat sampai keemasan. Clarified Butter adalah mentega yang kandungan air dan susu padat di dalamnya telah dibuang, dan dapat digunakan dalam pemanggangan pada temperatur tinggi tanpa kehilangan kualitasnya. Nilai gizi mentega terletak pada lemak yang mudah dicerna, kandungan vitamin A dan D. Secara komersial mentega biasanya mengandung 80-85% lemak susu, dan 12-16% air. Menurut Departemen Pertanian Amerika Serika, 63% dari lemak susu tersebut adalah hidrokarbon jenuh dari asam lemak. Dengan kata lain komponen terbanyak di dalam mentega adalah lemak jenuh yang dapat meningkatkan kadar kolesterol LDL (dikenal sebagai kolesterol jahat). Akibatnya mentega dianggap sebagai penyebab obesitas dan mampu meningkatkan resiko serangan jantung. ( Hakim:2008)
Bahan utama pembuatan mentega adalah krim yang memiliki kadar lemak antara 25 – 45%. Krim diperoleh dari susu sapi dengan menggunakan alat separator. Tahap pertama pembuatan mentega adalah standarisasi komposisi krim yang dilanjutkan dengan proses pasteurisasi krim (pasteurisasi adalah proses membunuh mikroorganisme patogen dan sebagian mikroorganisme perusak dengan menggunakan pemanasan). Setelah dipasteurisasi maka krim didinginkan, setelah itu tergantung pada jenis mentega yang akan dibuat, akan ada tiga jalur proses.
Proses pertama yaitu fermentasi krim dengan cara menumbuhkan bakteri asam laktat (diantaranya Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. diacetylactis, dan Lactococcus lactis subsp. cremoris bv. citrovorum) pada krim. Pada jalur kedua krim tidak difermentasi. Baik krim yang sudah difermentasi maupun tidak kemudian dikocok dengan teknik tertentu secara mekanis dalam wadah tertentu sampai terbentuk butiran-butiran lemak mentega dengan diameter sekitar 2 mm. Proses pengocokan ini disebut dengan churning. Dari proses churning selain dihasilkan butiran lemak mentega dengan kadar air sekitar 30% juga susu mentega (buttermilk) yang berupa cairan. Proses churning kemudian dilanjutkan sampai terbentuk mentega dengan kadar air antara 15 – 19% dan kadar lemak 81 – 85%. Setelah itu, mentega yang diperoleh diuleni (kneading) dengan cara diaduk aduk dengan menggunakan suatu alat (lebih baik jika dilakukan dalam keadaan vakum untuk menghindari terperangkapnya udara kedalam mentega), hal ini dilakukan agar terjadi penyeragaman komposisi dan tekstur (kelembutan) mentega yang baik. Selama proses pengulenan ini bisa ditambahkan garam dan pewarna (biasanya annato atau karoten). Setelah mentega jadi kemudian mentega dicetak dan dibungkus atau langsung ditempatkan pada kemasan yang sesuai.Pada jalur ketiga prosesnya seperti proses jalur kedua akan tetapi setelah butiran mentega jadi (dengan kadar air 13.5 – 14.5%) kemudian ada proses tambahan yaitu fermentasi butiran mentega dimana dalam hal ini sebanyak 3-4% starter (berisi bakteri asam laktat) ditambahkan kedalam butiran mentega. Variasi dari proses ini yaitu menumbuhkan starter pada media yang cocok seperti whey (hasil samping pembuatan keju) atau susu skim, setelah cukup menghasilkan aroma yang diinginkan dilakukan pemisahan dan pemekatan kemudian pekatan aroma ditambahkan kedalam butiran mentega. Proses selanjutnya sama dengan proses pada jalur satu dan dua. (Apriyantono:2008)
Sedangkan produk butter/mentega, biarpun terbuat dari lemak hewani, sebenarnya bisa kita minimalisir effek negatifnya dengan memilih ‘Unsalted Butter’ – karena garam yang ditambahkan kedalam mentega tersebut sebenarnyalah tidak kita perlukan samasekali. Produsen justru yang memerlukannya sebagai pengawet menteganya selain kadang-kadang malahan untuk menutupi bau dan rasa yang kurang ok pada produk mentega yang berkualitas rendah. Ada cara lain yang lebih mudah dan aman sebenarnya bagi anda yang ingin tetap menggunakan mentega/butter’ yaitu dengan mencampurkan mentega/butter ‘unsalted’ yang dilembutkan dengan minyak zaitun murni atau setidaknya dengan margarin extra lembut yang berkualitas. ( SW, Janti: 2007)
Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI 01-3744-1995), mentega adalah produk makanan berbentuk padat lunak yang dibuat dari lemak atau krim susu atau campurannya, dengan atau tanpa penambahan garam (NaCl) atau bahan lain yang diizinkan, serta minimal mengandung 80 persen lemak susu. Selain garam dapur, ke dalam mentega juga ditambahkan vitamin, zat pewarna, dan bahan pengawet (misalnya sodium benzoat). Emulsi pada mentega merupakan campuran 18 persen air yang terdispersi pada 80 persen lemak, dengan sejumlah kecil protein yang bertindak sebagai zat pengemulsi. Mentega dapat dibuat dari lemak susu (terutama lemak susu sapi) yang manis (sweet cream) atau asam. Mentega dari lemak susu yang asam mempunyai cita rasa lebih kuat. Lemak susu dapat dibiarkan menjadi asam secara spontan atau melalui penambahan inokulum murni bakteri asam laktat (proses fermentasi). Mula-mula lemak susu dinetralkan dengan garam karbonat, kemudian dipasteurisasi dan diinokulasi dengan bakteri yang dapat menghasilkan asam laktat selama proses fermentasi. Bila perlu, ditambahkan zat pewarna ke dalam lemak susu, umumnya berupa karoten, yaitu zat pewarna alamiah yang merupakan sumber vitamin A.(Astaman)
Fermentasi krim maupun mentega dengan menggunakan bakteri asam laktat dimaksudkan untuk menghasilkan mentega dengan aroma yang enak, tercium wangi dan gurih. Mentega yang di pasaran dikenal dengan nama roombotter diduga dibuat dengan melibatkan proses fermentasi. Nama room (rum) disitu tidak ada sangkut pautnya dengan minuman keras rum, nama ini berasal dari bahasa Belanda. Dilihat dari baunya yang wangi dan tajam, mentega Wijsman kemungkinan besar juga dibuat melalui jalur satu atau tiga yang melibatkan fermentasi. Masalahnya, kehalalan mentega yang dibuat dengan melibatkan proses fermentasi ini diragukan mengingat media tumbuh bakteri asam laktat rawan kehalalannya dan media ini bisa tercampur kedalam mentega. Jika mentega dibuat melalui proses jalur kedua yang tanpa fermentasi maka kehalalannya tidak bermasalah, kecuali jika ditambahkan pewarna karoten karena pewarna karoten biasanya berada dalam suatu carrier (penyalut), salah satu bahan yang bisa digunakan sebagai carrier adalah gelatin (bisa terbuat dari babi, sapi atau ikan). (Apriyantono:2008)

KAJIAN RELIGI
Di dalam Al-Quran secara tersirat Allah SWT telah menyiratkan akan pentingnya pengaruh lingkungan bagi kehidupan 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:

Q.S AL BAQARAH 164.

إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضِ وَاخْتِلاَفِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَالْفُلْكِ الَّتِي تَجْرِي فِي الْبَحْرِ بِمَا يَنفَعُ النَّاسَ وَمَا أَنزَلَ اللّهُ مِنَ السَّمَاءِ مِن مَّاء فَأَحْيَا بِهِ الأرْضَ بَعْدَ مَوْتِهَا وَبَثَّ فِيهَا مِن كُلِّ دَآبَّةٍ وَتَصْرِيفِ الرِّيَاحِ وَالسَّحَابِ الْمُسَخِّرِ بَيْنَ السَّمَاء وَالأَرْضِ لآيَاتٍ لِّقَوْمٍ يَعْقِلُونَ

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.
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 dimanfaatkan untuk merubah sesuatu yang tidak bermanfaat menjadi bermanfaat. Hal ini menunjukkan kekuasaan Allah yang begitu besar untuk menciptakan segala sesuatu yang dikehendakinya. Semua yang telah diciptakan-nya tiada yang sia-sia karena semua ada manfaatnya tergantung manusia bagaimana mengolahnya. Namun, sejauh ini manusia telah menerapkan ilmu pengetahuan untuk memanfaatkan apa yang telah Allah berikan untuk memenuhi dan memperbaiki kebutuhan hidup. Zaman sekarang telah banyak inofasi baru yang dapat menguntungkan manusia. Hal ini menunjukkan bahwa semua makhluk yang diciptakan- Nya tiada yang sia-sia.

Q.S ASY SYUURA 29
وَمِنْ آيَاتِهِ خَلْقُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَمَا بَثَّ فِيهِمَا مِن دَابَّةٍ وَهُوَ عَلَى جَمْعِهِمْ إِذَا يَشَاءُ قَدِيرٌ
Artinya : Di antara (ayat-ayat) tanda-tanda-Nya ialah menciptakan langit dan bumi dan makhluk-makhluk yang melata Yang Dia sebarkan pada keduanya. Dan Dia Maha Kuasa mengumpulkan semuanya apabila dikehendaki-Nya.
Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT telah menciptakan langit dan bumi dan ia juga telah menciptakan segala sesuatu yang ada pada langit dan bumi. Dan ia dapat menjadikan apa yang dikehendakinya termasuk bakteri/miroorganisme sebagai contoh yang dapat melakukan fermentasi menghasilkan enzim lipae sebagai bahan dasar untuk pembuatan produk bakery .

SURAT AZ-ZUMAR AYAT 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 ia 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 SURAT AZ-ZUMAR AYAT 21 kita dapat mengetahui 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. Begitu juga dalam proses fermentasi ini terjadilah makhluk kikroorganisme atau bakteri yang tidak kasat mata mampu mengubah hal yang tak bermanfaat menjadi bermanfaat.

KESIMPULAN
Rekayasa genetika (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.
Rekayasa genetika adalah proses mengidentifikasi dan mengisolasi DNA dari suatu sel hidup atau mati dan memasukkannya dalam sel hidup lainnya. Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan.
Enzim lipase merupakan salah satu enzim yang memiliki sisi aktif sehingga dapat menghidrolisis triasilgliserol menjadi asam lemak dan gliserol. Enzim lipase dapat digunakan untuk menghasilkan emulsifier, surfaktant, mentega, coklat tiruan, protease untuk membantu pengempukan daging, mencegah kekeruhan bir, naringinase untuk menghilangkan rasa pahit pada juice jeruk, glukosa oksidase untuk mencegah reaksi pencoklatan pada produk tepung telur dan lain-lain.
Aplikasi enzim lipase untuk sintesis senyawa organik semakin banyak dikembangkan, terutama karena reaksi menggunakan enzim lipase bersifat regioselektif dan enansioselektif. Aktifitas katalitik dan selektivitas enzim, tergantung dari struktur substrat, kondisi reaksi, jenis pelarut, dan penggunaan air dalam media.Contohnya biosintesis senyawa pentanol, hexanol & benzyl alkohol ester, serta biosintesis senyawa terpene ester menggunakan enzim lipase yang berasal dari Candida antartica dan Mucor miehei.

DAFTAR PUSTAKA
Suhartono, M.T. 1989. Enzim dan Bioteknologi. PAU Bioteknologi IPB. Bogor.
Widiantoko,Rizky Kurnia.2010. Rekayasa Genetika Mikroorganisme Penghasil Enzim Lipase Untuk Produk Bakery. http://lordbroken.wordpress.com. Diakses tanggal 12 Desember 2011.
Anonymous. 2010. Enzim Lipase. http://digg.com/news/story/Enzim_lipase. Diakses tanggal 12 Desember 2011.
Anonymous. 2011. Enzim Lipase.%%//%%//%%//%%//%%//%%//%%//http://swiss8910.blogspot.com/2011/03/enzim-lipase.html. Diakses tanggal 12 Desember 2011.
Anonymous. 2010. Sistem Pencernaan pada Manusia. http://www.e-dukasi.net/index.php. Diakses tanggal 12 Desember 2011.
Anonymous. 2010. Bakery. http://www.bakerymagazine.com. Diakses tanggal 12 Desember 2011.
Anonymous. 2011. Rekayasa Genetika. http://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_genetika. Diakses tanggal 27 Desember 2011.
Anonymous. 2010. Rekayasa Genetika. http://id.shvoong.com/exact-sciences/1999578-rekayasa-genetika/. Diakses tanggal 27 Desember 2011.
Anonymous. 2009. Genetika Mikroorganisme, Sebuah Elemen Dasar Penyusun Kehidupan Mikroorganisme. //http://zaifbio.wordpress.com/2009/01/31/genetika-mikroorganisme-sebuah-elemen-dasar-penyusun-kehidupan-mikroorganisme/. Diakses tanggal 27 Desember 2011.
Anonymous. 2011.Contoh Rekayaasa Genetika. /http://www.unjabisnis.net/2011/03/contoh-rekayasa-genetika.html. Diakses tanggal 27 Desember 2011.
Anonymous. 2009. Mentega. http://evianggarini.blogspot.com/2009/04/mentega-apa-itu.html .Diakses tanggal 30 Desember 2011

Pemanfaatan bakteri rhizobium sp dalam meningkatkan produktivitas pertanian

PEMANFAATAN BAKTERI RHIZOBIUM SP. DALAM PENINGKATAN PRODUKTIVITAS PERTANIAN.
Mikrobiologi ditakrifkan sebagai ilmu yang mempelajari mahluk hidup berukuran mikroskopis (mikrobia) meliputi bakteri, algae, protozoa, fungi, dan virus. Mikrobiologi dapat dipandang sebagai ilmu dasar yang mempelajari biologi dari mikrobia seperti Fisiologi, Taksonomi, Ekologi, dan Genetika mikrobia, dan dapat berperan sebagai ilmu terapan seperti Mikrobiologi Medik, Immunologi, Mikrobiologi Pangan, Mikrobiologi Industri, Mikrobiologi Lingkungan, dan Mikrobiologi Pertanian (Agricultural Microbiology).

Mikrobiologi Pertanian.
Mikrobiologi pertanian adalah ilmu yang mempelajari tentang peranan mikroba dalam bidang pertanian. Mikrobiologi Pertanian merupakan penggunaan Mikrobiologi untuk tujuan memecahkan masalah-masalah praktis di bidang pertanian. Dengan demikian dapat dirumuskan tugas dari Mikrobiologi Pertanian adalah mempelajari dan memanfaatkan mikrobia sebaik mungkin guna meningkatkan produksi pertanian baik kuantitas maupun kualitas dan menekan kemungkinan kehilangan produksi karena berbagai sebab.

Pemanfaatan mikrobia dalam produksi pertanian dilakukan melalui:
a.Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen (mikrobia penambat nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi), Fosfor (mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi sulfur), dan Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al),
b.Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan organisma pengganggu tanaman (OPT),
c.Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk hidup (Bioremediasi),
d.Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil fitohormon.

Mikroorganism tidak dapat dipisahkan dengan lingkungan biotic maupun lingkungan abiotik dari suatu ekosistem karena berperan sebagai pengurai. Oleh karena itu organisme yang hidup di dalam tanah berperan aktif dalam proses-proses pembusukan, humifikasi dan mineralisasi. Ada juga mikroorganisme tertentu yang dapat mengikat zat lemas (N) dari udara bebas sehungga dapat menyuburkan tanah.
Sumber utama nitrogen adalah nitrogen bebas (N2) yang terdapat di atmosfir, yang takarannya mencapai 78% volume, dan sumber lainnya yang ada di kulit bumi dan perairan. Nitrogen juga terdapat dalam bentuk yang kompleks, tetapi hal ini tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air.
Bidang pertanian juga mempunyai peran dalam penambatan nitrogen, mikororganisme tersebut adalah (baktero fotosintesis, Azotobacter, Clostridium dan Rhizobium). Proses penambahan utama terdiri atas dua reaksi yang terpisah, yaitu
1) pembentukan reduktan,
2) pengikatan gas nitrogen.
ATP diperlukan untuk reaksi pertama yang elektronnya diteruskandari feredoksin terduksi ke reduktan yang hinggga kini belum diketahui paada reaksi kedua nitrogen ditambatkan pada protein (nitrogenase) yang mengandung molibdenum, besi dan sulfur, diperlukan untuk pemanfaatan kembali senyawa-senyawa sulfur untuk pertumbuhan tanaman. Pembentukan H2S dari penguraian protein dapat diselesaikan oleh berbagai bakteri heterotrof. Dikarenakan pada dasarnya semua protein mengandung sistein dan metionin – asam amino yang mengandung sulfur – penguraian protein yang lengkap melepaskan sulfur sebagai sulfied. Beberapa kelompok mikroorganisme yang melaksanakan daun sulfur adalah kelompok bakteri yang berbentuk benang yang melayang.

Bakteri nitrifikasi adalah bakteri-bakteri tertentu yang mampu menyusun senyawa nitrat dari amoniak yang berlangsung secara aerob di dalam tanah. Nitrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu:
• Oksidasi amoniak menjadi nitrit oleh bakteri nitrit. Proses ini dinamakan nitritasi.

Reaksi nitritasi

• Oksidasi senyawa nitrit menjadi nitrat oleh bakteri nitrat. Prosesnya dinamakan nitratasi.

Reaksi nitratasi

Dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat. Tetapi sebaliknya di dalam air yang disediakan untuk sumber air minum, nitrat yang berlebihan tidak baik karena akan menyebabkan pertumbuhan ganggang di permukaan air menjadi berlimpah.

Pengertian bakteri Rhizobium sp.
Rhizobium sp. (yang terkenal adalah Rhizobium leguminosarum) adalah basil yang gram negatif yang merupakan penghuni biasa didalam tanah. Bakteri ini masuk melalui bulu-bulu akar tanaman berbuah polongan dan menyebabkan jaraingan agar tumbuh berlebih-lebihan hingga menjadi kutil-kutil. Bakteri ini hidup dalam sel-sel akar dan memperoleh makanannya dari sel-sel tersebut. Biasanya beberapa spesies Actinomycetes kedapatan bersama-sama dengan Rhizobium sp dalam satu sel.
Rhizobium sp. adalah bakteri yang bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume, bersifat host spesifik satu spesies Rhizobium cenderung membentuk nodul akar pada satu spesies tanaman legume saja. Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri, nitrogen itu disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanak disekitarnya. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen secara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah legum tersebut akan mati.
Bakteri nitrogen adalah bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas dari udara dan mengubahnya menjadi suatu senyawa yang dapat diserap oleh tumbuhan. Karena kemampuannya mengikat nitrogen di udara, bakteri-bakteri tersebut berpengaruh terhadap nilai ekonomi tanah pertanian. Kelompok bakteri ini ada yang hidup bebas maupun simbiosis. Bakteri nitrogen yang hidup bebas yaitu Azotobacter chroococcum, Clostridium pasteurianum, dan Rhodospirillum rubrum. Bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup dalam akar membentuk nodul atau bintil-bintil akar. Tumbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk hijau seperti Crotalaria, Tephrosia, dan Indigofera. Akar tanaman polong-polongan tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.

Bakteri Rhizobium sp dan Daur Hidupnya.
Sumber utama nitrogen adalah nitrogen bebas (N2) yang terdapat di atmosfir, yang takarannya mencapai 78% volume, dan sumber lainnya yang ada di kulit bumi dan perairan. Nitrogen juga terdapat dalam bentuk yang kompleks, tetapi hal ini tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air.
Pada umumnya derivat nitrogen sangat penting bagi kebutuhan dasar nutrisi, tetapi dalam kenyataannya substansi nitrogen adalah hal yang menarik sebagai polutan di lingkungan. Terjadinya perubahan global di lingkungan oleh adanya interaksi antara nitrogen oksida dengan ozon di zona atmosfir. Juga adanya perlakuan pemupukan (fertilization treatment) yang berlebihan dapat mempengaruhi air tanah (soil water), sehingga dapat mempengaruhi kondisi air minum bagi manusia.
Bentuk atau komponen N di atmosfir dapat berbentuk ammonia (NH3), molekul nitrogen (N2), dinitrit oksida (N2O), nitrogen oksida (NO), nitrogen dioksida (NO2), asam nitrit (HNO2), asam nitrat (HNO3), basa amino (R3-N) dan lain-lain dalam bentuk proksisilnitri. Dalam telaah kesuburan tanah proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu mineralisasi senyawa nitrogen komplek, amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan volatilisasi ammonium.
Sejumlah organisme mampu melakukan fiksasi N dan N-bebas akan berasosiasi dengan tumbuhan. Senyawa N-amonium dan N-nitrat yang dimanfaatkan oleh tumbuhan akan diteruskan ke hewan dan manusia dan kembali memasuki sistem lingkungan melalui sisa-sisa jasad renik. Proses fiksasi memerlukan energi yang besar, dan enzim (nitrogenase) bekerja dan didukung oleh oksigen yang cukup. Kedua faktor ini sangat penting dalam memindahkan N-bebas dan sedikit simbiosis oleh organisme. Nitrogenase mengandung protein besi-belerang dan besi-molibdenum, dan mereduksi nitrogen dengan koordinasi dan transfer elektron dan proton secara kooperatif, dengan menggunakan MgATP sebagai sumber energi. Karena pentingnya reaksi ini, usaha-usaha untuk mengklarifikasi struktur nitrogenase dan mengembangkan katalis artifisial untuk fiksasi nitrogen telah dilakukan secara kontinyu selama beberapa tahun. Baru-baru ini, struktur pusat aktif nitrogenase yang disebut dengan kofaktor besi-molibdenum telah ditentukan dengan analisis kristal tunggal dengan sinar-X. Nitrogen organic diubah menjadi mineral N-amonium oleh mikroorganisasi dan beberapa hewan yang dapat memproduksi mineral tersebut seperti : protozoa, nematoda, dan cacing tanah. Serangga tanah, cacing tanah, jamur, bakteri dan aktinbimesetes merupakan biang penting tahap pertama penguraian senyawa N-organik dalam bahan organic dan senyawa N-kompleks lainnya. Semua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen, dan berasosiasi dengan N-bebas yang berasal dari tumbuhan. Nitrogen dari proses fiksasi merupakan sesuatu yang penting dan ekonomis yang dilakukan oleh bakteri genus Rhizobium dengan tumbuhan Leguminosa termasuk Trifollum spp, Gylicene max (soybean), Viciafaba (brand bean), Vigna sinensis (cow-pea), Piscera sativam (chick-pea), dan Medicago sativa (lucerna).
Bakteri dalam genus Rhizobium merupakan bakteri gram negatif, berbentuk bulat memanjang, yang secara normal mampu memfiksasi nitrogen dari atmosfer. Umumnya bakteri ini ditemukan pada nodul akar tanaman leguminosae.
Rhizobium berasal dari dua kata yaitu Rhizo yang artinya akar dan bios yang berarti hidup. Rhizobium adalah bakteri yang bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume, bersifat host spesifik satu spesies Rhizobium cenderung membentuk nodul akar pada satu spesies tanaman legume saja. Bakteri Rhizobium adalah organotrof, aerob, tidak berspora, pleomorf, gram negatif dan berbentuk batang. Bakteri rhizobium mudah tumbuh dalam medium pembiakan organik khususnya yang mengandung ragi atau kentang.
Pada suhu kamar dan pH 7,0 – 7,2. Morfologi Rhizobium dikenal sebagai bakteroid. Rhizobium menginfeksi akar leguminoceae melalui ujung-ujung bulu akar yang tidak berselulose, karena bakteri Rhizobium tidak dapat menghidrolisis selulose.
Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri, nitrogen itu disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanak disekitarnya. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen secara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah legum tersebut akan mati. Bakteri Rhizobium hidup dengan menginfeksi akar tanaman legum dan berasosiasi dengan tanaman tersebut, dengan menambat nitrogen.

Pengaruh dan Penerapan Bakteri Rhizobium sp Terhadap Mikrobiologi Pertanian
Pada dunia pertanian bakteri rhizobium sp mengikat unsur nitrogen dari lingkungan sekitar dan menularkan ke tumbuhan, tetapi bagian akar dan juga pada bagian tanah pada suatu tanaman. Kebanyakan rhizobium sp menularkan pada tanaman yang berbiji : contohnya saja akar pada tanaman kedelai.
Pada tanaman kedelai tersebut, bakteri rhizobium sp menempel pada bintil akar. Dan itu membuat tanaman tersebut tumbuh subur dan untuk melangsungkan hidupnya karena tanaman tersebut telah terinfeksi oleh bakteri Rhizobium sp.
Tumbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk hijau seperti Crotalaria, Tephrosia, dan Indigofera. Akar tanaman polong-polongan tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.

APLIKASI PEMBERIAN LEGIN (Rhizobium) PADA UJI BEBERAPA VARIETAS KEDELAI DI LAHAN KERING

Kajian telah dilakukan di Desa Pejarakan, Kecamatan Grokgak, Kabupaten Buleleng pada tahun 2004, untuk mengetahui pengaruh pemberian legin (Rhizobium) terhadap pertumbuhan dan hasil beberapa varietas kedelai. . Percobaan dirancang menggunakan rancangan acak kelompok dengan perlakuan tanpa legin dan dengan legin. Varietas kedelai yang diuji yaitu Sinabung, Kaba, Sibayak, dan Tanggamus. Hasil analisis statistik menunjukkan tidak terjadi interaksi antara pemberian legin dan varietas kecuali terhadap jumlah bintil akar tanaman. Pemberian legin berpengaruh terhadap peningkatan variabel pertumbuhan, komponen hasil dan produksi tanaman. Peningkatan jumlah bintil akar tanaman kedelai akibat pemberian legin memberikan peningkatan pertumbuhan dan produksi tanaman akibat meningkatnya fiksasi N dari udara oleh bakteri Rhizobium. Produksi kedelai meningkat dari 1,07 ton/ha menjadi 1,67 ton/ha dengan pemberian legin atau meningkat 56,07%. Penggunaan varietas yang berbeda tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi yang dihasilkan. Hal ini menunjukkan varietas yang diuji memiliki respon dan adaptasi yang tidak jauh berbeda jika dibudidayakan di lahan kering.
Nitrogen yang diperlukan tanaman kedelai bersumber dari dalam tanah juga dari N atmosfir melalui simbiosis dengan bakteri Rhizobium. Bakteri ini membentuk bintil akar (nodul) pada akar tanaman kedelai dan dapat menambat N dari udara. Hasil fiksasi nitrogen ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan N yang diperlukan oleh tanaman kedelai. Pada fiksasi yang efektif 50-75% dari total kebutuhan tanaman akan nitrogen tersebut dapat dipenuhi (Pasaribu et al., 1989).
Hasil penelitian Artha (1993) dan Simanungkalit dkk., (1995) menunjukkan bahwa inokulasi rhizobium pada lahan kering dapat meningkatkan bintil akar dan hasil biji kedelai. Hasil penelitian Rahayu (2004) menunjukkan bahwa dengan pemberian rhizoplus pada tanaman kedelai varietas Willis dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman seperti jumlah cabang per tanaman, jumlah polong isi per tanaman dan hasil per ha.
Melihat permasahan tersebut maka uji adaptasi beberapa varietas kedelai ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pemberian legin (Rhizobium) terhadap pertumbuhan dan hasil beberapa varietas kedelai, serta mendapatkan varietas kedelai yang adaptif untuk dibudidayakan di lahan kering.
Hasil analisis statistik menunjukkan tidak terjadi interaksi antara penggunaan legin dan varietas kecuali terhadap variabel jumlah bintil akar per tanaman. Pemberian legin tidak berpengaruh nyata (P>0,05) terhadap tinggi tanaman dan jumlah cabang, sedangkan terhadap variabel lainnya berpengaruh nyata (P<0,05). Penggunaan varietas yang berbeda tidak berpengaruh nyata terhadap varieabel yang diamati keculai terhadap jumlah cabang produktif menunjukkan pengaruh nyata.
Interaksi penggunaan legin dan varietas terlihat pada variabel jumlah bintil akar per tanaman (Tabel 2). Bintil akar tertinggi dihasilkan oleh varietas Kaba (11,40 bh) tidak berbeda dengan varietas Tanggamus (10,40 bh), sedangkan bintil akar terendah dihasilkan oleh semua varietas tanpa legin yang tidak menunjukkan perbedaan dengan jumlah bintil akar 3,87 bh – 4,60 bh.
Tabel 1.Pengaruh Penggunaan Legin terhadap Pertumbuhan pada Uji Beberapa Varietas Kedelai di Desa Pejarakan, Kec. Gerokgak, Kab. Buleleng, Bali 2004
Perlakuan Variabel
Tinggi tanaman (cm) Jumlah cabang (bh) Jumlah cabang produktif (bh)
Legin
Tanpa Legin 59,82 a 3,60 a 2,87 b
Dengan Legin 61,02 a 4,03 a 3,35 a
BNT 5% – – 0,35
Varietas
Sinabung 58,83 a 3,40 b 2,93 a
Kaba 59,90 a 3,60 ab 3,03 a
Sibayak 62,10 a 4,23 a 3,37 a
Tanggamus 60,83 a 4,03 ab 3,10 a
BNT 5% – 0,65 -
Keterangan : Angka-angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT taraf 5%

Penggunaan legin (Rizhobium) pada budidaya kedelai meningkatkan komponen pertumbuhan (Tabel 1). Hasil ini didukung oleh meningkatnya jumlah bintil akar akibat pemberian legin/Rizhobium (Tabel 2). Pemberian legin meningkatkan jumlah bintil akar (nodule) tanaman kedelai menyebabkan akan semakin meningkatnya simbiose bakteri Rhizobium di dalam menambat N bebas dari udara. Hal ini akan menyebabkan ketersediaan N bagi tanaman meningkat yang berpengaruh terhadap meningkatnya pertumbuhan tanaman kedelai.
Tabel 2.Interaksi Penggunaan Legin dan Varietas pada Uji Beberapa Varietas Kedelai terhadap Jumlah Bintil Akar di Desa Pejarakan, Kec. Gerokgak, Kab. Buleleng, Bali, 2004.
Varietas Inokulan
Tanpa Legin Dengan Legin
Sinabung 4,20 d 7,27 c
Kaba 3,87 d 11,40 a
Sibayak 4,60 d 8,93 bc
Tanggamus 4,20 d 10,40 ab
Keterangan : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT taraf 5%

Meningkatnya pertumbuhan tanaman kedelai akibat semakin meningkatnya fiksasi N dari udara berpengaruh terhadap metabolisme tanaman, sehingga menghasilkan asimilat/fotosintat semakin banyak yang ditranstolasikan ke organ penyimpanan. Hasil penelitian menunjukkan terjadi peningkatan jumlah polong total per tanaman, jumlah polong isi per tanaman, berat biji per tanaman, berat 100 biji yang berpengaruh terhadap peningkatan produksi. Komponen lain yang dapat dilihat dari hasil penelitian yaitu menurunnya jumlah polong hampa per tanaman (Tabel 3). Produksi kedelai meningkat dari 1,07 ton/ha menjadi 1,67 ton/ha dengan pemberian legin atau meningkat 56,07%.

Tabel 3. Pengaruh Penggunaan Legin terhadap Variabel Komponen Hasil dan Produksi Kedelai pada Uji Beberapa Varietas Kedelai di Desa Pejarakan, Kec. Gerokgak, Buleleng, Bali, 2004.
Perlakuan Variabel
J.polong/ tan (bh) J.polong isi/tan (bh) J. polong hampa/tan (bh) J. biji/ tan (bh) Berat biji/tan (g) Berat 100 biji (g) Produksi (ton/ha)
Legin
Tanpa Legin 56,58 b 44,67 b 11,62 a 68,50 b 8,04 b 11,13 b 1,07 b
Dengan Legin 68,40 a 61,95 a 6,43 b 104,08 a 12,82 a 12,33 a 1,67 a
BNT 5% 11,34 11,82 1,96 19,27 2,4 2 0,43 -
Varietas
Sinabung 54,60 a 46,47 a 8,07 a 73,57 a 9,45 a 11,53 a 1,36 a
Kaba 56,00 a 47,73 a 9,07 a 94,27 a 11,45 a 11,85 a 1,25 a
Sibayak 67,70 a 57,47 a 8,83 a 83,33 a 9,67 a 11,52 a 1,41a
Tanggamus 71,67 a 61,57 a 10,12 a 94,00 a 11,15 a 12,03 a 1,44 a
BNT 5% – – – – – – -
Keterangan : Angka-angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT taraf 5%.

Dalam penerapan tersebut sesuai dengan ayat Al- Baqaroh 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.
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, sehingga dengan mengetahui dengan adanya mikrobiologi lingkungan, pertanian maupun peternakan. Secara tidak langsung pengetahuan tentang aqidah kitapun semakin bertambah. Sesungguhnya manusia hanyalah sedikit pengetahuannya, jika dibandingkan dengan ilmu Allah SWT yang maha luas dan tak terbatas.

Kesimpulan
1.Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas dibandingkan mahluk hidup yang lain yang memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat hingga lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim dan bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup yang lain yaitu merupakan organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).
2.Rhizobium adalah bakteri yang bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume, bersifat host spesifik satu spesies Rhizobium cenderung membentuk nodul akar pada satu spesies tanaman legume saja.
3.Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri, nitrogen itu disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanak disekitarnya. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen secara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah legum tersebut akan mati.
4.Pemberian legin pada uji beberapa varietas kedelai memberikan peningkatan pertumbuhan dan produksi kedelai. Produksi meningkat 56,07% dengan pemberian legin.
5.Penggunaan varietas kedelai yang berbeda (Sinabung, Kaba, Sibayak dan Tanggamus) tidak memberikan perbedaan pertumbuhan dan produksi tanaman kecuali terhadap variabel jumlah cabang per tanaman menunjukkan pengaruh nyata. Kisaran produksi pada uji varietas kedelai tersebut yaitu 1,25 ton/ha – 1,44 ton/ha.
6.Pemberian legin berpengaruh terhadap peningkatan jumlah bintil akar (nodule) tanaman, yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi kedelai.

Daftar pustaka

Adijaya, I Nyoman, Putu Suratmini dan Ketut Mahaputra. 2005. Aplikasi Pemberian Legin
(Rhizobium) Pada Uji Beberapa Varietas Kedelai Di Lahan Kering. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Denpasar : Bali.

Artha, N. 1993. Respon Tanaman Kedelai terhadap Inokulasi Rhizobium japonicum dan Pupuk Anorganik di Lahan Kering pada Musim Hujan. Prosiding Lokakarya Palawija. Bogor. Vol.4; 329-339
Pasaribu D.A., N. Sumarlin, Sumarno, Y. Supriati, R. Saraswati, Sucipto dan S. Karama. 1989. Penelitian Inokulasi Rhizobium di Indonesia. Risalah Lokakarya Penelitian Penambatan Nitrogen Secara Hayati pada Kacang-kacangan. Kerjasama Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Badan Penelitian Pengembangan Pertanian dan Pusat Penelitian dan Pngembangan Bioteknologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Bogor.
Rahayu, M. 2004. Pengaruh Pemberian Rhizoplus dan Takaran Urea terhadap Pertumbuhan dan Hasil Kedelai. Prosiding Seminar Nasional Pemberdayaan Petani Miskin di Lahan Marginal Melalui Inovasi Teknologi Tepat Guna. Pusat Penelitian Pengembangan Sosial Ekonomi Pertanian. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Departemen Pertanian.
Simanungkalit, R.D.M., A. Indrasumunar, R.D. Hastuti, E. Pratiwi and R.J. Roughley. 1995. Soybean Response on Inoculation to Starter Nitrogen and Inoculation with Rhizobium japonicum. Indonesian J.Crop Sci. 10; 25-32.
Waluyo, Lud 2005. Mikrobiologi Umum. Malang: UMM
Gurungeblog, 2008. Bakteri – Ciri ciri, Struktur, Perkembangbiakan, Bentuk dan
Manfaatnya. http://gurungeblog.wordpress.com. Diakses tanggal 1 Desember 2011

Hasbi, Hudaini, 2009. Fiksasi Nitrogen oleh Bakteri. http://bisnis-online.web.id/_a1/ind.ico.
Diakses tanggal 1 Desember 2011

Anonymous, 2010. bakteri-menguntungkan. http://www.anneahira.com/. Diakses 11
Desember 2011

Anonymous,2009. klasifikasi-mikroba-klasifikasi-dan-peranan-mikroba-dalam-kehidupan.
http://zaifbio.wordpress.com Diakses 1 Desember 2011

Anonymous, 2008. probiotik-pengganti-antibiotik-dalam.html http://yudij.blogspot.com.
Diakses 1 Desember 2011

Anonymous, 2010. bakteri-menguntungkan. http://www.anneahira.com Diakses 1 Desember
2011

Anonymous, 2009. http://idonkelor.blogspot.com/2009/08/bakteri-rizobium-pada-legum.html
Diakses 1 Desember 2010

Pemanfaatan Mikroorganisme Bidang Pangan

  1. A.      MIKROORGANISME dan PANGAN

Mikroorganisme tersebar luas di alam lingkungan, dan sebagai akibatnya produk pangan jarang sekali yang steril dan umumnya tercemar oleh berbagai jenis mikroorganisme. bahan pangan selain merupakan sumber gizi bagi manusia, juga sebagai sumber makanan bagi perkembangan mikroorganisme. pertumbuhan atau perkembangan mikroorganisme dalam makanan sangat erat hubungannya dengan bahan pangan, yaitu sebagai berikut:

Kerusakan
Pertumbuhan mikroorganisme di dalam atau pada makanan dapat mengakibatkan berbagai perubahan fisik maupun kimiawi yang tidak diinginkan, sehingga bahan pangan tersebut
tidak layak untuk di konsumsi lagi. Apabila hal ini terjadi, produk pangan tersebut dinyatakan sebagai bahan pangan yang busuk.

Penyakit
Bahan pangan dapat bertindak sebagai perantara atau substrat untuk tumbuhnya mikroorganisme yang bersifat patogenik terhadap manusia. Penyakit menular yang cukup berbahaya seberi tipes, kolera, disentri, TBC, dan poliomilitisdengan mudah disebarkan melalui bahan pangan. Sebagai akibat dari meningkatnya transportasi dan perdagangan pangan secara internasional, maka penyakit yang disebabkan bahan pangan dan keamanan bahan pangan dari mikroorganisme telah menjadi perhatian utama dunia.

Fermentasi Makanan
Dalam beberapa hal pertumbuhan mikroorganisme dalam bahan pangan menyebabkan perubahan yang menguntungakn seperti perbaikan bahan pangan dari segi mutu baik dari aspek gizi maupun daya cerna serta meningkatnya daya simpan.Beberapa contoh produk pangan hasil fermentasi antara lain yaitu keju dan yoghurt (dari susu), tempe (dari kedelai), dan tape (dari ubi kayu).

Kelompok mikroorganisme yang umumnya berhubungan dengan bahan pangan adalah bakteri, kapang, dan khamir.

 

B.      MIKROBIOLOGI PANGAN

Mikroorganisme pangan dibagi menjadi :

  1. Mikroorganisme indikator
    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.
  2. Mikroorganisme patogen
    Mikroorganisme penyebab food-borne infection dan desease atau intoksikasi seperti Salmonella spp., Clostridium botulinum dan Staphylococcus aureus.
  3. Mikroorganisme pembusuk (spoilage)
    Mencakup bakteri, khamir (yeast) dan kapang (mould) yang menyebabkan perubahan 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.

 

 

  1. C.   Jenis bakteri bakteri yang berperan dalam pangan

 

Golongan Spesies Hasil Metabolit Kegunaan Produk Pangan
Bakteri Acetobacter Xylinum Asam asetat Fermentasi Nata Nata de coco
Bakteri Acetobacter Oxidans Asam asetat Mengoksidasi alkohol pada fermentasi kakao Nata de cacao
Bakteri Acetobacter Rancens Asam asetat Mengoksidasi alkohol pada fermentasi kakao Nata de cacao
Bakteri Acetobacter Aceti Asam asetat Mengoksidasi alkohol pada fermentasi kakao Nata de cacao
Bakteri Acetobacter Melagens Asam asetat Mengoksidasi alkohol pada fermentasi kakao Nata de cacao
Bakteri Aerobacter Spp. Dekstran Sebagai pengganti plasma darah
Bakteri Alcaligenes Faecalis Var. Myxogenes Dekstran Sebagai pengganti plasma darah
Bakteri Brevibacterium Flavum Asam glutamat Sebagai fermentasi asam glutamat Vetsin
Bakteri Brevibacterium Asam sitrat Digunakan dalam industri makanan, farmasi,kosmetik
Bakteri Bacillus Subtilis Gliserol
Bakteri Clostridium Butiricum Asam butirat, asam propionat
Bakteri Corinebacterium Asam glutamat Sebagai fermentasi asam glutamat Vetsin
Bakteri Clostridium Aetobutylicum Aseton, butanol, isopropanol Fermentasi aseton, butanol, isopropanol
Bakteri Clostridium Botulicum Aseton, butanol, isopropanol Fermentasi aseton, butanol, isopropanol
Bakteri Clostridium Thermocellum Asam asetat
Bakteri Clostridium Thermoacetium Asam asetat
Bakteri Corynebacterium Asam sitrat Digunakan dalam industri makanan,farmasi,kosmetik
Bakteri Debarymyces Xilitolss
Bakteri Erwinia Dissolvent
Bakteri Lactobacillus Bulgaricus Asam laktat Fermentasi keju Keju Swiss
Bakteri Lactobacillus Sp. Asam laktat Fermentasi keju, yoghurt, mentega Keju, yoghurt, mentega
Bakteri Lactobacillus Casei Asam laktat Pematangan dalam fermentasi keju Keju
Bakteri Lactobacillus Helvenicus Asam laktat Sebagai starter pembuatan keju Keju
Bakteri Lactobacillus Lactis Asam laktat Fermentasi keju Keju
Bakteri Leuconostoc Dextranicum Asam sitrat Sebagai starter, pembentukan curd dan cita rasa Mentega
Bakteri Leuconostoc Citrovorum Asam sitrat Pembentuk senyawa perisa, cita rasa dan curd Mentega
Bakteri Leuconostoc Mesenteroides Dekstran
Bakteri Leuconostoc Delbrueckli Asam laktat Bahan tambahan pada minuman ringan Esens, sari buah, jam, sirup
Bakteri Leuconostoc Liechmannii Asam laktat Bahan tambahan pada minuman ringan Esens, sari buah, jam , sirup
Bakteri Micrococcus Sp. Sosis
Bakteri Micrococcus Glutamicus Lysin
Bakteri Pediococcus Cereviceae Sosis
Bakteri Prepionibacterium Skermanii Pembentuk perisa pada keju Keju Swiss
Bakteri Prepionibacterium Petersonii Pembentuk perisa pada keju Keju Swiss
Bakteri Pseudomonas Clodea Gellan/polytran Pencampur tinta, cat dan pelapis biji
Bakteri Pseudomonas Spp. Alginat Sebagai bahan pengental
Bakteri Streptococcus Thermophilus Asam laktat Pembentuk lendir Yoghurt, keju

 

Bakteri Streptococcus Lactis Asam laktat Sebagai starter Keju, mentega
Bakteri Streptococcus Coremornis Asam laktat
Khamir Amylomyces rouxii Ethanol Sebagai fermentasi beras ketan Tape ketan
Khamir Chlamidomucor Sp. Ethanol Sebagai fermentasi beras ketan Tape ketan
Khamir Rhizopus Sp. Ethanol Sebagai fermentasi ketela pohon Tape singkong, brem padat
Khamir Saccharomyces Sp. Ethanol Sebagai fermentasi cairan aren Tuak
Kapang Aspergillus oryzae Sebagai fermentasi kedelai Tempe, kecap, tauco
Kapang Aspergillus flavus Sebagai fermentasi kedelai Tempe, kecap, tauco
Kapang Aspergillus niger Sebagai fermentasi kedelai Tempe, kecap, tauco
  1. D.      PERANAN MIKROORGANISME DALAM KEHIDUPAN

 

Proses fermentasi dari suatu organisme dapat mengubah suatu makanan dan minuman. Proses fermentasi merupakan perubahan enzimatik secara anaerob dari suatu senyawa organik dan menjadi produk organik yang lebih sederhana. Mengapa mikroorganisme dijadikan sebagai sumber makanan? Hal tersebut disebabkan mikroorganisme dapat tumbuh menjadi dua kali lipat dan juga massa mikroba minimal mengandung 40% protein dan memiliki kandungan vitamin dan mineral yang tinggi.
Beberapa jenis mikroorganisme dalam produk makanan dan minuman adalah sebagai berikut.

a. Pembuatan Tape

Tape merupakan makanan hasil fermentasi yang mengandung alkohol. Makanan ini dibuat dari beras ketan ataupun singkong dengan jamur Endomycopsis fibuligera, Rhizopus oryzae, ataupun Saccharomyces cereviceae sebagai ragi. Ragi tersebut tersusun oleh tepung beras, air tebu, bawang merah dan putih, kayu manis. Sebelum membuat tape perlu diperhatikan untuk menghasilkan kualitas yang bagus, warnanya menarik, rasanya manis dan strukturnya lembut dengan menggunakan cara antara lain:
a. Bahan dasar singkong atau beras ketan memiliki kualitas baik;
b. Memperhitungkan macam dan banyak ragi yang digunakan;
c. Memilih cara pemasakan bahan dasar (ditanak atau direbus);
d. Memilih cara menyimpan tape (dengan plastik atau daun);
e memperhatikan keadaan lingkungan pada saat menyimpannya.
Adakalanya pembuatan tape ketan dilanjutkan yang akhirnya akan menghasilan brem, baik untuk diminum atau untuk kue.

b. Pembuatan Tempe
Tempe adalah makanan yang populer di negara kita. Meskipun merupakan makanan yang sederhana, tetapi tempe mempunyai atau mengandung sumber protein nabati yang cukup tinggi. Tempe terbuat dari kedelai dengan bantuan jamur Rhizopus sp. Jamur ini akan mengubah protein kompleks kacang kedelai yang sukar dicerna menjadi protein sederhana yang mudah dicerna karena adanya perubahan-perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat.
Selama proses fermentasi kedelai menjadi tempe, akan dihasilkan antibiotika yang akan mencegah penyakit perut seperti diare.

c. Pembuatan Oncom

Hasil peranan mikroorganisme

Oncom merupakan makanan yang dikenal di kawasan Jawa Barat. Oncom terbuat dari ampas tahu, yaitu ampas kedelai dengan bantuan jamur Neurospora sitophila. Jamur ini dapat menghasilkan zat warna merah atau oranye yang merupakan pewarna alami.
Neurospora dapat mengeluarkan enzim amilase, lipase protease yang aktif selama proses fermentasi. Selain itu, juga dapat menguraikan bahan-bahan dinding sel ampas kacang kedelai, singkong, atau kelapa. Fermentasi ini juga menyebabkan terbentuknya sedikit alkohol dan berbagai ester yang beraroma sedap.

 

d. Pembuatan Kecap

Kecap terbuat dari kacang kedelai berwarna hitam. Untuk mempercepat fermentasi biasanya dicampurkan sumber karbohidrat atau energi yang berbentuk tepung beras atau nasi, sedangkan warna larutan kecap yang terjadi, tergantung pada waktu.
Perendaman kedelai dilakukan dalam larutan garam, maka pembuatan kecap dinamakan fermentasi garam. Fermentasi pada proses pembuatan kecap dengan menggunakan jasmur Aspergillus 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.

e. Pembuatan Asinan Sayuran

Asinan sayuran merupakan sayuran yang diawetkan dengan jalan fermentasi asam. Bakteri yang digunakan adalah Lactobacillus sp., Streptococcus sp., dan Pediococcus. Mikroorganisme tersebut mengubah zat gula yang terdapat dalam sayuran menjadi asam laktat. Asam laktat yang terbentuk dapat membatasi pertumbuhan mikroorganisme lain dan memberikan rasa khas pada sayuran yang difermentasi atau sering dikenal dengan nama ‘acar’.

f. Pembuatan Roti

Jika Anda makan roti atau donat, pernahkah Anda berpikir bila pembuatan roti atau donat itu sebenarnya juga melalui proses fermentasi? Proses fermentasi ini dibantu dengan bantuan yeast atau khamir yaitu sejenis jamur. Jika Anda mempunyai kesempatan memperhatikan pembuatan roti atau donat, maka adonan tepung akan mengembang. Yeast yang ditambahkan pada adonan tepung akan menjadikan proses fermentasi, yaitu akan menghasilkan gas karbon dioksida dan alkohol. Gas karbon dioksida tersebut dapat berguna untuk mengembangkan roti, sedangkan alkohol dibiarkan menguap. Selanjutnya, akan terlihat jika adonan tersebut dioven akan tampak lebih mengembang dan ukurannya membesar, hal ini dikarenakan gas akan mengembang jika temperatur tinggi. Hasilnya seperti yang Anda lihat roti akan berwarna kekuningan dan lembut, tetapi jika tidak beruntung roti akan keras dan padat (bantat).

g. Pembuatan 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.
Pada 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.


 

h. 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.

i. Minuman Berakohol

Mikroorganisme yang digunakan adalah khamir dari genus Saccharomyces. Minuman yang sangat terkenal yaitu anggur sebenarnya adalah buah anggur yang sudah mengandung gula sehingga dapat digunakan secara langsung oleh ragi selama proses fermentasi. Pada proses pembuatan minuman ini sudah tidak diperlukan tambahan gula lagi, apabila ingin menambah cita rasa dapat ditambahkan buah-buahan dan gula secukupnya.
Bakteri yang digunakan adalah bakteri yang bersifat asam laktat karena buah anggur mengandung asam malat yang tinggi. Bakteri tersebut akan mengubah asam malat menjadi asam laktat yang lemah dan proses ini disebut fermentasi malolaktat sehingga hasil minumannya memiliki rasa yang lebih baik dan sedikit asam. Bir sebenarnya merupakan produk yang berasal dari tepung biji padi-padian yang difermentasi oleh ragi. Hanya ragi tersebut tidak bisa menggunakan tepung itu secara langsung. Cara pembuatannya, yaitu biji padi-padian dibiarkan untuk berkecambah terlebih dahulu, kemudian dikeringkan lalu digiling, hasilnya disebut dengan malt yang berupa glukosa dan maltosa, dan proses perubahan tersebut dinamakan dengan malting. Selanjutnya baru difermentasi oleh ragi menjadi etanol dan karbondioksida.

Bakteri asam laktat

 

Terdapat juga bakteri asam laktat, yang dalam pengertiannya yaitu kelompok bakteri gram-positif yang tidak membentuk spora dan dapat memfermentasikan karbohidrat untuk menghasilkan asam laktat. Berdasarkan taksonomi, terdapat sekitar 20 genus bakteri yang termasuk BAL. Beberapa BAL yang sering digunakan dalam pengolahan pangan adalah Aerococcus, Bifidobacterium, Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus, dan Weissella. Contoh produk makanan yang dibuat menggunakan bantuan BAL adalah yogurt, keju, mentega, sour cream (susu asam), dan produk fermentasi lainnya. Dalam pengolahan makanan, BAL dapat melindungi dari pencemaran bakteri patogen, meningkatkan nutrisi, dan berpotensi memberikan dampa positif bagi kesehatan manusia.

Contoh-contoh produk pangan menggunakan BAL

salah satu produk olahan BAL

  • Mentega
  • Yogurt
  • Kimchi
  • Krim asam
  • Bir sorgum
  • Kecap
  • Sosis
  • Wine
  • Kefir (susu fermentasi dari daerah Kaukasus)
  • Kumiss (hasil fermentasi susu kuda)
  • Acar
  • Sauerkraut (hasil fermentasi kubis dengan BAL yang berasal dari Jerman)
  • Tarhana (makanan kering hasil fermentasi gandum atau padi-padian dengan susu fermentasi)
  • Fermentasi buah dan daun, seperti mangga, daun mustar (buah sawi), daun pechay
  • dan lain-lain.

 

PENGOLAHAN NATA DE COCO

Gambar 2.2. Proses pembuatan nata de coco lembaran oleh perusahaan I

Bakteri pembentuk nata adalah axetobacter xylinum. Jika ditumbuhkan dalam medium yang mengandung gula, bakteri tersebut dapat mengubah 19% gula menjadi selulosa. Selulosa ini berupa benang-benang yang bersama-sama dengan polisakarida berlendir membentuk suatu masa dan dapat mencapai ketebalan beberapa sentimeter. Beberapa faktor yang mempengaruhi perkembangan bakteri axetobacter xylinum adalah tingkat keasaman medium, lama fermentasi, sumber karbon, sumber nitrogen, suhu dan konsentrasi bibit (starter). Pada dasarnya proses pembuatan biakan murni bakteri axetobacter xylinum dapat dilakukan secara laboratoris maupun secara sederhana. Pengusaha nata de coco biasanya melalukan pembiakan axetobacter xylinum dalam media yang disebut starter. Komposisi media starter biasanya sama dengan komposisi media fermentasi yang digunakan dalam pembuatan nata de coco. Media starter di atur pada pH 4-4,5 dengan menambahkan asam asetat/glasial, kemudian disterilisasi selama 15 menit. Starter dapat dibuat dengan menanamkan satu tabung biakan murni bakteri ke dalam 100 ml media starter kemudian difermentasi selama 3 hari. Setelah itu, 100 ml stater tersebut ditambahkan ke dalam media baru sebanyak 1 liter dan diperam lagi selama 3 hari. Hasil pemeraman yang kedua ini merupakan starter yang siap ditambahkan pada media fermentasi atau bahan induk untuk produksi nata de coco. Penambahan starter yang optimal adalah 10 persen dari media fermentasi. Sedangkan umur optimal bibit adalah tiga hari.

Acetobacter Xylinum dapat tumbuh pada pH 3,5 – 7,5, namun akan tumbuh optimal bila pH nya 4,3, sedangkan suhu ideal bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum pada suhu 28°– 31 °C. Bakteri ini sangat memerlukan oksigen.

Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkatkan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glacial (99,8%). Asam asetat dengan konsentrasi rendah dapat digunakan, namun untuk mencapai tingkat keasaman yang diinginkan yaitu pH 4,5 – 5,5 dibutuhkan dalam jumlah banyak. Selain asan asetat, asam-asam organik dan anorganik lain bisa digunakan.

Bakteri Nata de Coco

Nata De Coco merupakan jenis komponen minuman yang terdiri dari senyawa selulosa (dietry fiber), yang dihasilkan dari air kelapa melalui proses fermentasi, yang melibatkan jasad renik (mikrobia), yang selanjutnya dikenal sebagai bibit nata.

Pembentukan prekursor ini distimulir oleh adanya katalisator seperti Ca2+, Mg2+. Prekursor ini kemudian mengalami polimerisasi dan berikatan dengan aseptor membentuk selulosa. Bibit nata sebenarnya merupakan golongan bakteri dengan nama Acetobacter xylinum. Dalam kehidupan jasad renik, bakteri dapat digolongkan ke dalam tiga kelompok yaitu bakteri yang membahayakan, bakteri yang merugikan dan bekteri yang menguntungkan. Adapun yang termasuk dalam kelompok bakteri yang membahayakan antara lain adalah bakteri yang menghasilkan racun atau menyebabkan infeksi, sedangkan ternasuk dalam kelompok bakteri yang merugikan adalah bakteri pembusuk makanan. Sementara yang termasuk dalam kelompok bakteri yang menguntungkan adalah jenis bakteri yang dapat dimanfaatkan oleh manusia hingga menghasilkan produk yang berguna. Acetobacter xylinum merupakan salah satu contoh bakteri yang menguntungkan bagi manusia seperti halnya bakteri asam laktat pembentuk yoghurt, asinan dan lainnya.

Bakteri Acetobacter xylinum akan dapat membentuk nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah diperkaya dengan Karbon © dan Nitrogen (N), melalui proses yang terkontrol. Dalam kondisi demikian, bakteri tersebut akan menghasilkan enzim akstraseluler yang dapat menyusun zat gula menjadi ribuan rantai serat atau selulosa. Dari jutaan renik yang tumbuh pada air kelapa tersbeut, akan dihasilkan jutaan lembar benang-benang selulosa yang akhirnya nampak padat berwarna putih hingga transparan, yang disebut sebagai nata.

Nata yang dihasilkan tentunya bisa beragam kualitasnya. Kualitas yang baik akan terpenuhi apabila air kelapa yang digunakan memenuhi standar kualitas bahan nata, dan prosesnya dikendalikan dengan cara yang benar berdasarkan pada factor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas Acetobacter xylinum yang digunakan. Apabila rasio antara karbon dan nitrogen diatur secara optimal, dan prosesnya terkontrol dengan baik, maka semua cairan akan berubah menjadi nata tanpa meninggalkan residu sedikitpun. Oleh sebab itu, definisi nata yang terapung di atas caian setelah proses fermentasi selesai, tidak berlaku lagi.

Air kelapa yang digunakan dalam pembuatan nata harus berasal dari kelapa yang masak optimal, tidak terlalu tua atau terlalu muda. Bahan tambahan yang diperlukan oleh bakteri antara lain karbohidrat sederhana, sumber nitrogen, dan asam asetat. Pada ummumnya senyawa karbohidrat sederhana dapat digunakan sebagai suplemen pembuatan anta de coco, diantaranya adalah senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, laktosa, fruktosa dan manosa. Dari beberapa senyawa karbohidrat sederhana itu sukrosa merupakan senyawa yang paling ekonomis digunakan dan paling baik bagi pertumbuhan dan perkembangan bibit nata. Adapun dari segi warna yang paling baik digunakan adalah sukrosa putih. Sukrosa coklat akan mempengaruhi kenampakan nata sehingga kurang menarik. Sumber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organic, seperti misalnya protein dan ekstrak yeast, maupun Nitrogen an organic seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium slfat. Namun, sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika dibandingkan dengan sumber nitrogen organic. Bahkan diantara sumber nitrogen anorganik ada yang mempunyai sifat lebih yaitu ammonium sulfat. Kelebihan yang dimaksud adalah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain.

Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkatkan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glacial (99,8%). Asam asetat dengan konsentrasi rendah dapat digunakan, namun untuk mencapai tingkat keasaman yang diinginkan yaitu pH 4,5 – 5,5 dibutuhkan dalam jumlah banyak. Selain asan asetat, asam-asam organic dan anorganik lain bias digunakan.

Seperti halnya pembuatan beberapa makanan atau minuman hasil fermentasi, pembuatan nata juga memerlukan bibit. Bibit tape biasa disebut ragi, bibit tempe disebut usar, dan bibit nata de coco disebut starter. Bibit nat de coco merupakan suspensi sel A. xylinum. Untuk dapat membuat bibit nata de coco seseorang perlu mengetahui sifat-sifat dari bakteri ini.

Acetobacter Xylinum merupakan bakteri berbentuk batang pendek, yang mempunyai panjang 2 mikron dan lebar , micron, dengan permukaan dinding yang berlendir. Bakteri ini bias membentuk rantai pendek dengan satuan 6-8 sel. Bersifat ninmotil dan dengan pewarnaan Gram menunjukkan Gram negative.

Bakteri ini tidak membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan. Koloni yang sudah tua membentuk lapisan menyerupai gelatin yang kokoh menutupi sel koloninya. Pertumbuhan koloni pada medium cair setelah 48 jam inokulasi akan membentuk lapisan pelikel dan dapat dengan mudah diambil dengan jarum oase.

Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil alcohol, dan propel alcohol, tidak membentuk indol dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat menjadi CO2 dan H2O. sifat yang paling menonjol dari bakteri itu adalah memiliki kemampuan untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa. Selanjutnya selulosa tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. Faktor lain yang dominant mempengaruhi sifat fisiologi dalam pembentukan nata adalah ketersediaan nutrisi, derajat keasaman, temperature, dan ketersediaan oksigen.
Pembuatan Nata de coco :

Alat :   – Botol steril

- Alat pengukur PH

- Kompor

- Panci

- Saringan (kain kasa)

- pengaduk
Bahan : – Air kelapa bersih

- Gula pasir

- Asam cuka

- ZA

- Ekstrak tauge

Cara membuat :

1. Siapkan air kelapa, kemudian lakukan penyaringan menggunakan kain kasa

2. Air kelapa yang sudah bersih kemudian ditambah gula pasir sebanyak 10 gram.

3. Air kelapa yang sudah diberi gula pasir, kemudian ditambah ZA sebanyak 1 gram.

4. Kemudian dipanaskan sampai mendidih

5. Setelah mendidih, biarkan sampai dingin kemudian disaring kembali

6. Setelah disaring air kelapa dipisahkan menjadi dua bagian, ½ bagian diberikan ekstrak tauge dan setengahnya tidak diberikan.

7. Masukkan asam cuka sampai PHnya mencapai 4,5 – 5 kemudian diaduk

8. Kemudian diberi mikroba sebanyak 5 – 10% ( 50 ml)

Simpan ditempat yang teduh selama 1 minggu


Nata de Cassava

 

Proses pembuatan nata de cassava membutuhkan waktu yang lebih lama yaitu 8 hari karena dibutuhkan waktu 1 hari untuk membuat air kelapa dari singkong dan 7 hari untuk proses fermentasi. Selain menjual lembaran nata de cassava, kami juga menjual air rebusan singkong yang telah diproses dengan formula untuk membuat nata de cassava.

Nata de Cassava merupakan inovasi baru produk makanan berserat menyerupai nata de coco berbahan baku singkong. Kandungan serat dalam nata de cassava menyehatkan dan melancarkan pencernaan.

Produk ini biasanya dimanfaatkan sebagai tambahan dalam produk minuman. Dilihat dari karakteristik fisik produk ini berwarna putih, kenyal, dan produk mentahnya berbau tape. Dari segi rasa produk ini hampir sama dengan nata de coco, yang membedakan adalah kekenyalannya karena kandungan serat/selulosa yang lebih tinggi (dibuktikan dengan hasil uji laboratorium).

Kandungan gizi Kadar (%)
Air 97,83
Abu 0,3
Protein 0,04
Lemak 0
Serat  kasar 1,7


 

FERMENTASI PRODUK PANGAN

Fermentasi yang dilakukan terhadap suatu bahan pangan mempunyai keungggulan antara lain memperkaya sumber nutrisi bagi manusia meliputi keragaman rasa, aroma, dan tekstur pada makanan, fermentasi dapat mengawetkan secara otomatis karena adanya asam laktat, asam asetat, fermentasi alkalin, dan fermentasi dengan kadar garam yang tinggi. Selain itu, makanan yang diolah secara fermentasi dapat meningkatkan nilai gizi, seperti vitamin, protein, dan asam amino esensial, dan beberapa mengalami detoksifikasi pada saat fermentasi dilakukan.
Fermentasi makanan dibagi menjadi beberapa kelas antara lain:

1.        Fermentasi yang menghasilkan protein nabati (sayuran) tersubstitusi pada biji-bijian atau polong-polongan. Contohnya tempe dan oncom dari indonesia.

2.        Fermentasi yang menggunakan kadar garam yang tinggi/fermentasi yang menghasilkan rasa gurih daging/asam amino/fermentasi peptida dan pasta. Contohnya terasi, tauco, dan kecap dari Indonesia, miso dari Jepang, inyu dari Taiwan, taosi dari Malaysia, dan jeotkal dari Korea.

3.        Fermentasi asam laktat. Contohnya acar, tempoyak dari Malaysia, yogurts, kefir, dan kim-chi dari Korea.

4.        Fermentasi alkohol. Contonhya grape wine, tape dari Indonesia, dan sake dari Jepang

5.        Fermentasi cuka/asam asetat. Contohnya nata de coco, palm wine vinegar dari Afrika, dan coconut water vinegar

6.        Fermentasi alkaline. Contohnya dawadawa dari Nigeria, soumbara dari Ivory Coast, dan iru dari Afrika.

7.        Fermentasi ragi pada roti. Contohnya produk roti yang diolah dengan western yeast dan produk roti dari Timur Tengah.

8.        Fermentasi flat-unleavened bread.

Dalam perkembangannya, industri produk pangan fermentasi harus memperhatikan aspek mutu karena mutu adalah senjata andalan untuk bersaing dalam pasar lokal, serta mampu menghadapi persaingan global. Penerapan konsep mutu di bidang pangan dalam arti luas menggunakan penafsiran yang beragam.

Ditinjau dari karakteristik tersembunyi yaitu nilai gizi dan keamanan mikrobiologis, produk pangan hasil fermentasi memenuhi standar keduanya. Produk pangan hasil fermentasi mengalami penambahan zat gizi selama proses pembuatannya. Contohnya pada kecap. Kecap terbuat dari kedelai yang mengandung banyak protein nabati. Setelah difermentasi menggunakan mikroba Aspergillus wentii, kedelai tersebut mengalami perubahan bentuk, warna, rasa, dan penambahan zat gizi seperti asam amino esensial.

Produk pangan hasil fermentasi bersifat aman meskipun diolah menggunakan mikroorganisme. Contohnya pada pembuatan tempe. Tempe dibuat dari kedelai dan difermentasi dengan mikroorganisme esensial yakni spesies Rhizopus. Mikroorganisme ini tumbuh sangat rapat pada suhu 40-42 °C, dimana pada keadaan tersebut, kapang yang lain sukar tumbuh. Rhizopus menghasilkan gas CO2 dan antibiotik yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain. Hal ini yang menyebabkan tempe sebagai produk fermentasi yang aman untuk dikonsumsi.

Proses pembuatan produk pangan fermentasi harus memenuhi CPMB atau Cara Produksi Makanan yang Baik. CPMB atau Good Manufacturing Practices (GMP) adalah suatu pedoman cara berproduksi makanan yang bertujuan agar produsen memenuhi persyaratan–persyaratan yang telah ditentukan untuk menghasilkan produk makanan bermutu dan sesuai dengan tuntutan konsumen. Dengan menerapkan CPMB diharapkan produsen pangan khususnya industri pangan fermentasi dapat menghasilkan produk makanan yang bermutu dan aman dikonsumsi sesuai dengan tuntutan konsumen.
Untuk menjamin keamanan produk pangan dilakukan pengawasan terhadap bahaya yang mungkin timbul dari produk pangan yang dihasilkan dengan menentukan Titik Kendali Kritis atau Critical Control Point (CCP). CCP diterapkan pada setiap tahap proses mulai dari produksi, pertumbuhan dan pemanenan, penerimaan dan penanganan ingredient, pengolahan, pengemasan, distribusi sampai dikonsumsi oleh konsumen. Limit kritis (critical limit) adalah toleransi yang ditetapkan dan harus dipenuhi untuk menjamin bahwa suatu CCP secara efektif dapat mengendalikan bahaya mikrobiologis, kimia maupun fisik. Limit kritis pada CCP menunjukkan batas keamanan produk pangan. Setelah limit kritis ditentukan selanjutnya dilakukan analisis bahaya dan pengendalian titik kritis yang dikenal dengan HACCP.

Keju

Keju adalah salah satu produk susu yang paling penting dan banyak dikonsumsi. Diperkirakan ada lebih dari 3000 jenis keju di seluruh dunia, yang berasal dari Perancis, Jerman, Belanda, Denmark, Swiss, Italia, Inggris, Amerika Serikat, dan negara-negara Eropa lain. Timbul pertanyaan pada saat melihat bagian luar sebagian jenis keju seperti ada pori , atau bolongan.

Keju bolong biasa ditemukan di Swiss, penyebab lubang-lubang ini adalah karena bakteri propioni. Bakteri ini umumnya terdapat pada keju balokan, Limburger dan Liderkanz. Bakteri propioni memberikan rasa manis dan gurih pada keju. Keju dibuat dari susu yang diasamkan. Proses pengasaman itu dibantu oleh ragi dan bakteri. Saat keju menjalani masa pengawetan, bakteri-bakteri propioni mengeluarkan semacam gas. Gelembung-gelembung gas inilah yang membentuk lubang-lubang bundar pada keju Swiss. Karena lubang-lubang ini, keju Swiss jadi begitu unik dan khas. Beberapa jenis keju lain memperoleh bentuk yang khusus serta rasa tersendiri dari jamur tertentu.
Urat-urat biru yang tampak pada keju Roquefort disebabkan oleh jamur Penicillium roquefortii. Jamur ini membuat permukaan keju menjadi licin.

 

Ilmuwan Ciptakan Pembungkus Makanan Dari Bakteri

Inilah salah satu temuan para ilmuwan yang berguna dalam bidang industri pengolahan makanan. Ilmuwan berhasil menciptakan teknik pelapis kertas yang menggunakan nano partikel berbahan perak. Hasil temuan ini merupakan kombinasi yang berasal dari berbagai bakteri kertas yang cocok digunakan sebagai bahan pembungkus pada makanan agar makanan tidak cepat rusak. Bahan perak sebelumnya banyak digunakan untuk melawan bakteri dan nanopartikel. Perak sudah sering digunakan dalam industri tekstil, serat, plastik dan logam nuntuk aplikasi biomedis. Teknologi ini digunakan untuk melapisi luka dan kateter tahan mikroba. Materi ini juga dapat dipakai sebagai bahan penghilang bau pada kaos kaki.

Awalnya, ilmuwan belum mampu mengumpulkan partikel perak yang setara satu per 50 ribu ketipisan rambut manusia, dalam sebuah lapisan kertas biasa. Namun, materi terbaru yang menggunakan ultrasound atau gelombang suara berfrekuensi tinggi, mampu menahan partikel itu di dalam kertas. Teknik yang diperkenalkan tim ilmuwan yang dipimpin Aharon Gedanken dari Bar-Ilan University, Israel, ini dipublikasikan di jurnal Langmur yang diterbitkan American Chemical Society.

Dalam uji coba laboratorium, lapisan yang disebut sebagai kertas pembunuh ini berhasil mengumpulkan aktivitas bakteri yang mampu melawan E. Coli dan S. Aureus, dua unsur penyebab keberadaan bakteri makanan. “Aplikasi menakjubkan ini menunjukkan kemampuan untuk kemasan bahan makanan yang berlangsung lama di rak,” tulis ilmuwan. Jika ini benar dimanfaatkan, produk makanan akan dilapisi kertas berisi nanopartikel perak yang terdiri dari berbagai bakteri yang mampu menahan bakteri perusak kualitas makanan. Selain kemasan makanan, metode pelapis itu dapat digunakan untuk membuat properti tahan air. Ternayata teknologi saat ii sudah sedemikian maju, sehingga pembugkus makanan juga harus dilapisi berbagai bakteri untuk melawan bakteri yang akan membusukan makanan tersebut.

  1. E.      KAJIAN RELIGI

Di dalam Al-Quran secara tersirat Allah SWT telah menyiratkan akan pentingnya segala hal yang ada dilangit maupun yang ada dibumi sehingga manusia diharapkan untuk lebih peka. Termasuk mikroorganisme yang merupakan contoh mahluk hidup mikroskopis yang Allah ciptakan dengan bentuk dan struktur yang sudah dirancang sebaik-sebaiknya, hal ini tersirat dalam beberapa ayat di dalam Al-Quran diantaranya dalam :

Al furqan ayat 2:

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 [*].

[*] Maksudnya: segala sesuatu yang dijadikan Tuhan diberi-Nya perlengkapan-perlengkapan dan persiapan-persiapan, sesuai dengan naluri, sifat-sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup.

Pada Al Furqan yang dijelaskan adalah bahwa Allah menciptakan mahluk kecil yang bernama bakteri dalam bentuk dan ukuran yang memang sudah dirancang dengan sebaiknya-baiknya. Mahluk mikroskopik yang hanya bias dilihat dengan bantuan mikroskop dan terdapat susunan yang begitu rumit didalamnya, di dalam susunan rumit itulah terdapat manfaat yang luar biasa yang Allah simpan untuk dipergunakan sebaik-baiknya. Manfaat yang bisa digunakan adalah dengan penggunaan fermentasi menggunakan bakteri, menghasilkan Yogurth yang sangat baik untuk pencernaan dan produk pengolahan pangan yang lain sebagainya.

kemudian pada surat Yunus ayat101 :

Artinya :

Katakanlah: “Perhatikanlah apa yaag ada di langit dan di bumi. Tidaklah bermanfaat tanda kekuasaan Allah dan rasul-rasul yang memberi peringatan bagi orang-orang yang tidak beriman.”

Maksud dari ayat ini yaitu bahwa kita harus pintar mengobservasi dengan teliti apa-apa yang ada dilangit dan bumi; namun  tanda-tanda kekuasaan dan kebesaran Tuhan itu, serta peringatan-peringatan para Rasul tak akan ada gunanya bagi orang-orang yang tak beriman. Tanda-tanda kekuasaan itu diartikan dengan adanya jasad renik yang biasa kita sebut dengan bakteri yang membantu manusia dalam berbagai bidang. Bakteri baik itu bisa dijadikan bahan pangan yang sangat menguntungkan.

 

DAFTAR RUJUKAN

Anonimous. http://n4n1k.tripod.com/mikrobia/id4.html, Tabel Bakteri, Diakses tanggal 20 Desember  2011

Anonimous.file:///D:/University%20Lecture/College%20File/Semester%203/Microbiology/Kelompok%204/Refrensi%20Web/FERMENTASI%20ALKOHOL%20%C2%AB%20G1f007045%E2%80%B2s%20ay_%20webLog.htm. diakses pada tanggal 20 Desember  2011

Anoniumous.http://id.shvoong.com/exact-sciences/bioengineering-and-biotechnology/2058466-pengantar-mikrobiologi-pangan/#ixzz1eXjWKKDc. diakses pada tanggal 20 Desember 2011

Anoniumous.http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_asam_laktat#Contoh-contoh_produk_pangan_menggunakan_BAL. diakses pada tanggal 26 Desember 2011

Anoniumous http://okard0.wordpress.com/2009/06/12/63/. diakses pada tanggal 26 Desember 2011

Anoniumous http://inacofood.wordpress.com/2008/01/30/bakteri-nata-de-coco/. diakses pada tanggal 26 Desember 2011

Anonimous. http://ptp2007.wordpress.com/2008/02/08/fermentasi-wine/. Diakses tanggal 20 Desember 2011

Anonimous.http://rizkikarim.blogspot.com/2010/12/mikroorganisme-dan-bahan-pangan.html. diakses pada tanggal 20 Desember 2011

Anoniumous.http://munawarsmanti.blogspot.com/2011/04/peranan-mikroorganisme-dalam-kehidupan.html. diakses pada tanggal 20 Desember 2011

PENCEMARAN AIR OLEH MIKROBA PATOGEN DAN PENYAKIT YANG DITIMBULKANNYA

AIR

Air adalah senyawa yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar,danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia.

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Dari sudut pandang biologi, air memiliki sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Air dapat memunculkan reaksi yang dapat membuat senyawa organik untuk melakukan replikasi. Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan adalah bagian penting dalam proses metabolisme. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi.

Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antara satu sampai tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi. Selain dari air minum, manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman lain selain air.

PENCEMARAN AIR

Pencemaran air adalah masuknya atau di masukannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkanya. Pencemaran air atau polusi air merupakan  penyimpangan sifat-sifat air dari dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Sebagai contoh, meskipun di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan udara yang bersih dan bebas dari polusi,air hujan selalu mengandung bahan-bahan terlarut seperti CO2,O2 dan N2,serta bahan-bahan tersuspensi seperti debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa dari atmosfer. Air permukaan dan air sumur biasannya mengandung bahan-bahan metal terlarut seperti Na, Mg,Ca dan Fe. Air yang mengandung komponen-komponen tersebut dalam jumlah tinggi disebut air sadah. Air minum pun bukan merupakan air murni. Meskipun bahan-bahan tersuspensi dan bakteri mungkin telah dihilangkan dari air tersebut, tetapi air minum mungkin masih mengandung komponen-komponen terlarut.

Ciri-ciri air yang mengalami pencemaran sangat bervariasi tergantung dari jenis air  dan polutannya atau komponen yang mengakibatkan polusi. Sebagai contoh air minum yang terpcemar mungkin rasanya akan berubah meskipun perubahan baunya mungkin sukar dideteksi, bau yang menyengat mungkin akan timbul pada pantai laut, sungai dan danau yang terpolusi, kehidupan hewan air akan berkurang pada air sungai yang terpolusi berat, atau minyak yang terlihat terapung pada permukaan air laut menunjukkan adanya polusi. Tanda-tanda polusi air yang berbeda ini disebabkan oleh sumber dan jenis polutan yang berbeda-beda.

Pencemaran air dapat dikelompokkan ke dalam dua kategori yaitu sumber langsung dan sumber tidak langsung.

  • Sumber Langsung

Sumber langsung adalah buangan (effluent) yang berasal dari sumber pencemarnya yaitu limbah hasil pabrik atau suatu kegiatan dan limbah domestik berupa buangan tinja dan buangan air bekas cucian,serta sampah. Pencemaran terjadi karena buangan ini langsung di buang ke dalam badan air, (system) seperti sungai , kanal, parit atau selokan .

  • Sumber Tidak Langsung

Sumber – sumber tidak langsung adalah kontaminan yang masuk melalui air tanah akibat adanya pencemaran pada air permukaan baik dari limbah industri maupun dari limbah domestik.

Beberapa jenis pencemar air dapat dikelompokkan atas sembilan grup berdasarkan perbedaan sifat-sifatnya sebagai berikut:

  1. Padatan
  2. Bahan buangan yang membutuhkan oksigen (oxygen-demanding wastes)
  3. Mikroorganisme
  4. Komponen organik sintetik
  5. Nutrien tanaman
  6. Minyak
  7. Senyawa anorganik dan mineral
  8. Bahan radioaktif
  9. Panas

Salah satu jenis pencemar air adalah mikroorganisme. Mikroorganisme yang terdapat di dalam air berasal berbagai sumber seperti udara, tanah, sampah, lumpur, tanaman hidup atau mati, hewan hidup atau mati (bangkai), kotoran manusia atau hewan, bahan organik lainnya, dan sebagainya.

PENCEMARAN AIR OLEH MIKROBA PATOGEN

Air dapat merupakan medium pembawa mikroorganisme patogenik yang berbahaya bagi kesehatan. Bahaya atau resiko kesehatan uang berhubungan dengan pencemaran air secara umum dapat diklasifikasikan menjadi dua yakni bahaya langsung dan bahaya tidak langsung. Bahaya langsung terhadap kesehatan manusia dapat terjadi akibat mengonsumsi air yang tercemar atau air yang berkualitas buruk, baik langsung diminum, melalui makanan dan dapat juga akibat dari pemakaian air yang tercemar untuk keperluan sehari-hari seperti mencuci peralatan makan dan lain sebagainya. Bahaya bagi kesehatan masyarakat dapat pula diakibakan oleh berbagai dampak kegiatan industri dan pertanian. Sedangkan bahaya tak langsung dapat terjadi misalnya akibat dari mengonsumsi ikan, yang dimana ikan tersebut sudah tercemar atau mengandung zat-zat polutan berbahaya.

Pencemaran air oleh virus, bakteri patogen, dan parasit lainnya atau oleh zat kimia dapat terjadi pada sumber air bakunya, ataupun terjadi pada saat pengairan olahan dari pabrik ke konsumen. Di beberapa negara berkembang, termasuk Indonesia, sungai, danau, kolam, laut sering digunakan untuk beberapa keperluan sehari-hari, misalnya mandi, mencuci pakaian, mencuci alat makan dan makanan, bahkan untuk tempat pembuangan tinja, sehingga air tersebut menjadi tercemar berat oleh virus, bakteri patogen dan mikroorganisme parasit lainnya.

Patogen yang sering ditemukan di dalam air terutama adalah bakteri-bakteri penyebab infeksi saluran pencernaan seperti Vibrio cholerae penyebab penyakit kolera,Shigella dysenteriae penyebab disenteri basiler, Salmonella typosa penyebab tifus dan S. paratyphi penyebab paratifus, virus polio dan hepatitis, dan Entamoeba histolytica penyebab disentri amuba. Untuk mencegah penyebaran penyakit melalui air perlu dilakukan control terhadap polusi air.

MIKROBA PATOGEN PENYEBAB PENCEMARAN AIR

            Beberapa mikroba patogen biasanya ditemukan di dalam air limbah domestik dan juga di dalam efluen dari unit pengolahan limbah. Mikroba yang menjadi agen penyebab pencemaran air adalah bakteri, virus.

  • Bakteri Patogen

Bakteri penyebab pencemaran air dan bersifat patogen antara lain sebagai berikut :

1. Salmonella

Kingdom : Bacteria

Philum : Proteobacteria

Kelas : Gammaproteobacteria

Ordo : Enterobacteria

Famili : Enterobactericeae

Genus : Salmonella

Spesies : Salmonella typhi

Salmonella adalah enterobactericeae yang terdistribusi secara luas di dalam lingkungan dan meliputi lebih dari 2000 stereotipe. Salmonella merupakan bakteri patogen paling utama yang terdapat di air limbah yang dapat menyebabkan demam typus dan paratypus dan gastroenteristis (radang lambung / perut). Konsentrasi Salmonella di dalam air limbah berkisar dari beberapa sel samapi mencapai 8000 organisme per 100 ml air limbah. Diperkirakan bahwa hampir 0.1% penduduk mengeluarkan Salmonella di dalam tinja. Di Amerika Serikat Salmonellosis terutama disebabkan oleh kontaminasi pada makanan, tetapi pada kontaminasi air minum juga masih menjadi perhatian yang utama.

2. Shigella

Kerajaan: Bakteria
Filum: Proteobakteria
Kelas: Gamma Proteobakteria
Ordo: Enterobakteriales
Famili: Enterobakteriaceae
Genus: Shigella dysenteriae

          Shigella secara sepintas adalah agen disentri bacillus, yaitu suatu penyakit diare yang menyebabkan berak darah sebagai akibat dari peradangan dan pendarahan selaput dinding usus. Ada empat spesies shigella yang bersifat patogen, yaitu Shigella flexneri, Shigella dysentriae, Shigella boydii, dan Shigella sonnei. Keempat Shigella patogen tersebut dapat berpindah secara kontak langsung dengan penderita yang telah terinfeksi, dimana orang yang terinfeksi mengeluarkan Shigella didalam tinjanya.

          Meskipun perpindahan  atau penularan Shigella melalui kontak antar orang adalah cara penularan yang utama, tetapi melalui air juga perlu diperhatikan. Contohnya, seperti yang terjadi di Florida, penggunaan air tanah mempunyai andil terhadap Shigellosis yang telah menginfeksi sekitar 1200 orang.

3. Vibrio Cholerae

Kerajaan: Bacteria
Filum: Proteobacteria
Kelas: Gamma Proteobacteria
Ordo: Vibrionales
Famili: Vibrionaceae
Genus: Vibrio
Spesies: V. cholerae

 

Vibrio cholerae adalah bakteri gram-negative yang berentuk batang melengkung. Bakteri ini dapat berpindah melalui air. Vibrio Cholerae mengeluarkan suatu enterotoksin yang menyebabkan diare, mulai dari ringan sampai hebat, muntah, dan kehilangan cairan tubuh secara cepat, dan menyebabkan kematian dalam waktu singkat. Vibrio cholerae  sering muncul sebagai endemik di banyak wilayah Asia. Organisme patogen tersebut dapat menyebabkan pencemaran air dengan konsentrasi sebesar 10 – 10.000 organismpe per 100 ml air pada saat terjadi endemik. Ledakan endemik Kolera pernah terjadi di Peru dan Chilli yang diakibatkan mengonsumsi sayuran yang telah terkontaminasi oleh air yang telah tercemar oleh Vibrio Cholerae.

  • Virus

Air dan limbah dapat terkontaminasi oleh 140 jenis virus. Virus ini dapat masuk kedalam tubuh manusia melalui mulut dan berkembang biak dalam saluran pencernaan dan kemudian dikeluarkan dalam jumlah yang besar melalui kotoran manusia yang terinfeksi.Virus-virus yang masuk ke dalam tubuh manusia kadangkala menyebabkan infeksi yang tidak terlihat, sehingga sulit untuk dideteksi. Virus ini penyebab penyakit yang bervariasi, mulai dari penyakit kulit, demam, infeksi pernafasan, penyakit yang berhubungan dengan pencernaan dan kelumpuhan. Virus-virus ini relatif sedikit di dalam air buangan, namun demikian sampel sebanyak 100-1000 liter harus dipekatkan untu mendeteksi keberadaan patogen ini.

Ditinjau dari ilmu epidemi, virus umumnya berpindah melalui kontak antar peroranganm namun dapat juga melalui perantara air baik secara langsung (air minum, kolam renang) maupun secara tidak langsung yaitu melalui makanan yang terkontaminasi. Penularan waterbome virus dapat digambarkan dengan skema seperti berikut.

Gambar : Penyebaran virus melalui air

Beberapa contoh Virus yang dapat mencemari air dan bersifat patogen antara lain :

1.  Virus Hepatitis

Terdapat beberapa jenis penyakit Hepatitis, yang masing-masing disebabkan oleh jenis virus yang berbeda. Berikut ini adalah jenis-jenis virus yang disebabkan oleh virus penyebab hepatitis.

Infeksi hepatitis disebabkan oleh virus hepatitis A (HAV), yaitu enterovirus yang berukuran 27 nm RNA, dengan masa inkubasi relatif pendek (2-6 minggu) dan penularan melalui oral. Virus ini sulit dideteksi walaupun dapat dibiakkan dalam jaringan. Cara lain untuk mendeteksi HAV adalah dengan penyelidikan genetik dan metode imunologi.

       Serum hepatitis disebabkan oleh Virus hepatitis B (HBV) yaitu virus dengan ukuran 42 nm DNA, mempunyai masa inkubasi relatif lama (4-12 minggu). Virus ini ditularkan melalui kontak dengan darah yang terinfeksi atau melalui hubungan seks. Tingkat kematian sekitar 1-4% lebih tinggi daripada infeksi hepatitis (<0.5%).

       Hepatitis A menular melalui oral baik kontak antar perorangan maupun melalui pencemaran air dan makanan yang terkintaminasi. Penyakit ini menyebar diseluruh dunia dan antibodi HAV lebih banyak terdapat pada kelompok dnegan tingkat sosial ekonomi yang rendah, kemudian meningkat sesuai umur orang yang terinfeksi. Penularan melalui air tercatat di seluruh dunia kasus hepatitis ini terjadi akibat mengonsumsi air yang telah terkontaminasi virus tersebut dan pengolahan airnya tidak sempurna. Penularan melalui makanan lebih menjadi perhatian dibandingkan melalui air. Mengonsumsi kerang-kerangan yang tumbuh dalam air yang terkontaminasi menimbulkan kasus hepatitis menjadi cukup besar.

2. Rotavirus

Rotavirus termasuk dalam keluarga Reoviridae, ukuran 70 nm yang mengandung RNA double-stranded dikelilingi double-shelled capsid. Rotavirus adalah penyebab utama penyakit perut akut pada anak dibawah usia 2 tahun. Virus menyebar melalui fecal-oral, dapat pula melalui pernafasan. Pernah terjadi beberapa kasus wabah penyakit yang disebabkan oelh rotavirus yang mengotaminasi air buangan.

3.  Agen Tipe Norwalk

Virus ini berukuran kecil, sekitar 27 nm, pertama kali ditemukan tahun 1968 di Norwalk, Ohio. Virus ini merupakan penyebab utama penyakit yang penularannya melalui air, dan dapat pula melalui makanan. Virus ini menyebabkan diare dan mual dan dapat menyerang usus halus. Virus Norwalk memegang peranan penting dalam penyebaran penyakit perut melalui air tercemar.

MIKROORGANISME INDIKATOR

Mikroorganisme indikator adalah sekelompok mikroorganisme yang digunakan sebagai petunjuk kualitas air.  Mikroorganisme indikator telah digunakan untuk mendeteksi dan menghitung kontaminasi tinja di air, makanan, dan sampel lainnya.  Untuk digunakan sebagai mikroorganisme indikator, terdapat persyaratan yang harus dipenuhi oleh mikroorganisme tersebut, kendati demikian, persyaratan ini tidak mutlak untuk dipenuhi seluruhnya, tergantung kondisi yang ada. Syaratnya antara lain:

  • Dapat digunakan untuk berbagai jenis air
  • Mikroorganisme harus muncul bila patogen enterik dan sumber polusi muncul
  • Tidak ada di air yang terpolusi
  • Mudah diisolasi, murah, mudah diidentifikasi, dan mudah dihitung
  • Lebih banyak jumlahnya dan lebih tahan dibanding patogen
  • Bukan merupakan patogen
  • Tidak berkembang biak di air
  • Merespon perlakuan dan kondisi lingkungan
  • Kepadatan indikator harus berkaitan langsung dengan derajat polusi
  • Menjadi bagian dari mikroflora dalam saluran pencernaan hewan berdarah panas

Mikroorganisme indikator dapat dibedakan menjadi indikator bakteri, indikator virus, dan indikator protozoa.

1. Indikator Bakteri

Terdapat lima bakteri yang umum digunakan sebagai indikator:

a. Koliform

Koliform tidak termasuk dalam taksonomi bakteri namun hanya istilah untuk menyebutkan kelompok mikroorganisme yang berada di air. Ciri-ciri bakteri koliform adalah gram negatif, berbentuk batang, merupakan anaerob fakultatif yang dapat memfermentasikan laktosa dengan pembentukkan asam dan gas pada suhu 35 °C selama 24-48 jam. Memiliki enzim tambahan yaitu sitokrom oksidase dan beta-galaktosidase. Koliform dapat ditemukan di saluran pencemaran hewan, tanah, atau secara alami pada sampel lingkungan.

Pada keadaan normal, koliform terdapat di air dalam jumlah standar dan dapat diukur, namun bila terjadi pencemaran air, jumlah koliform akan menjadi banyak dan dapat melebihi jumlah bakteri patogen lain. Oleh karena itu, koliform dapat digunakan sebagai indikator pencemaran air. Jika terdapat bakteri koliform dalam air, belum tentu bakteri patogen juga ada di air tersebut, namun jika bakteri koliform terdapat dalam jumlah besar maka perlu diperiksa kembali keberadaan bakteri patogen lain.

b. Koliform tinja

Digunakan untuk mendeteksi pencemaran tinja. Merupakan bakteri termotoleran yang dapat beradaptasi dengan cara stabilisasi protein pada suhu di saluran pencernaan. Koliform tinja dapat melakukan fermentasi dengan menghasilkan asam dan gas pada suhu 44.5 °C. Koliform tinja memiliki korelasi yang kuat dengan pencemaran tinja hewan berdarah panas. Untuk mendeteksi E.coli pada koliform tinja secara lebih spesifik dapat digunakan enzim MUG yang akan berpendar dengan sinar UV.

c. Streptococcus Tinja – Enterococcus

Merupakan mikrobiota pada manusia dan hewan. Contoh Streptococcus pada manusia adalah S. faecalis dan S. faecium

d. Clostridium

Merupakan mikrobiota pada hewan berdarah panas dan limbah. Sifatnya lebih stabil dibanding patogen dan memiliki spora sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi polusi yang terjadi di waktu lampau.

e. Pseudomonas

Digunakan sebagai indikator kolam renang selain Staphylococcus aureus. Memiliki sifat tahan terhadap desinfeksi kimiawi. Berpigmen pyocyanin dan dapat berpendar.

f. Bacteroides sp. dan Bifidobacteria sp.

Banyak ditemukan di feses 100 kali dibanding yang lain. Kedua bakteri ini sulit dideteksi karena bersifat sangat anaerob dan dapat musnah bila terkena oksigen, sehingga untuk mendeteksi perlu kondisi yang sangat anaerob pula. Beberapa jenis Bacteroides spesifik pada manusia.

2. Indikator Virus

Terdapat empat kandidat mikroorganisme yang digunakan sebagai indikator virus.

  • Kolifage, yaitu baktriofage yang menginfeksi E.coli dan bakteri koliform lainnya. Bakteri yang diinfeksi tidak memiliki fili sehingga virus menempel langsung pada dinding selnya. Sifatnya tidak spesifik pada feses dan deteksi bergantung pada inangnya. Contohnya adalah myoviridae, podoviridae, dan siphoviridae.
  • Kolifage jantan, yaitu colifage yang menginfeksi E.coli jantan (yang memilliki strain F+) sehingga dapat menghasilkan fili dan penempelan terjadi melalui reseptor fili. Bersifat spesifik pada feses. Contohnya adalah leviviridae
  • Fage Bacteroides fragilis, bersifat spesifik feses manusia. Namun konsentrasinya sangat rendah sehingga belum dapat ditunjukkan spesifitasnya
  • Fage Salmonella, terdapat pada feses manusia dan hewan. Digunakan untuk mengindikasi banyaknya bakteri Salmonella, namun konsentrasinya juga terlalu rendah.

3. Indikator Protozoa

Sesungguhnya tidak ada indikator yang berlaku secara universal bagi parasit protozoa. Indikator bergantung pada sumber air yang dugunakan pada suatu daerah tertentu. Contoh yang telah diidentifikasi adalah indikasi menggunakan spora Clostridium dan bakteri aerob termostabil.

Mikroorganisme yang menjadi indikator makanan merupakan kelompok bakteri yang keberadaannya di makanan di atas batasan jumlah tertentu, yang dapat menjadi indikator suatu kondisi yang terekspos yang dapat mengintroduksi organisme berbahaya dan menyebabkan proliferasi spesies patogen ataupun toksigen. Misalnya E. coli tipe I, koliform dan fekal streptococci digunakan sebagai indikator penanganan pangan secara tidak higienis, termasuk keberadaan patogen tertentu. Mikroorganisme indikator ini sering digunakan sebagai indaktor kualitas mikrobiologi pada pangan dan air.

PENYAKIT YANG BERHUBUNGAN DENGAN PENCEMARAN AIR AKIBAT DARI MIKROORGANISME PARASIT

            Beberapa penyakit yang berhubungan dengan air yang tercemar oleh mikroorganisme parasit telah dikenal sejak lama. Pencemaran air oleh air limbah ataupun kotoran (tinja) manusia yang mengandung mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit, seperti virus, bakteri patogen dan sebagainya dapat menyebabkan wabah atau peledakan jumlah penderita penyakit di suatu wilayah dalam waktu yang relatif singkat.

            Beberapa ciri khusus penyebaran penyakit-penyakit tersebut antara lain yakni proses penularan pada umumnya melalui mulut, terjadi di wilayah yang airnya tercemar, penderita pada umumnya terkonsentrasi pada suatu wilayah secara temporer,penderitanya tidak terbatas pada usia, ataupun jenis kelamin tertentu. Meskipun sulit untuk mendeteksi bakteri patogen di dalam air, tetapi dapat diperkirakan melalui pemeriksaan bakteri E.coli yang disebabkan oleh pencemaran tinja, dan waktu inkubasinya biasanya lebih panjang daripada keracunan makanan. Penyakit yang biasanya berhubungan dengan pencemaran air akibat mikroorganisme parasit antara lain adalah :

1. Disentri                                               

Disentri berasal dari bahasa Yunani, yaitu dys (=gangguan) dan enteron (=usus), yang berarti radang usus yang menimbulkan gejala meluas, tinja lendir bercampur darah. Disentri adalah peradangan usus besar yang ditandai dengan sakit perut dan buang air besar. Buang air besar ini berulang-ulang yang menyebabkan penderita kehilangan banyak cairan dan darah. Penyebab umumnya adalah infeksi parasit Entamoeba histolytica yang menyebabkan disentri amuba dan infeksi golongan Shigella yang menjadi penyebab disentri basiler. Penderita perlu segera mendapatkan perawatan medis, jika tidak dapat mengancam jiwa

Penyebab Penyakit:

1. Bakteri (Disentri basiler)

  • Shigella, penyebab disentri yang terpenting dan tersering (± 60% kasus disentri yang dirujuk serta hampir semua kasus disentri yang berat dan mengancam jiwa disebabkan oleh Shigella. Penyebabnya adalah bakteri Shigella dysenteriae. Waktu inkubasinya sekitar 1 – 7 hari, biasanya 4 sekitar kurang dari 4 hari.
  • Escherichia coli enteroinvasif (EIEC)
  • Salmonella
  • Campylobacter jejuni, terutama pada bayi

2. Amoeba (Disentri amoeba), disebabkan Entamoeba hystolitica, lebih sering pada anak usia > 5 tahun

Gejala yang Ditimbulkan :

1. Disentri Basiler

  • § Diare mendadak yang disertai darah dan lendir dalam tinja. Pada disentri shigellosis,  pada permulaan sakit, bisa terdapat diare encer tanpa darah dalam 6-24 jam pertama, dan setelah 12-72 jam sesudah permulaan sakit, didapatkan darah dan lendir dalam tinja.
  • § Panas tinggi (39,5 – 40,0 C), kelihatan toksik.
  • § Muntah-muntah.
  • § Anoreksia.
  • § Sakit kram di perut dan sakit di anus saat BAB.
  • § Kadang-kadang disertai dengan gejala menyerupai ensefalitis dan sepsis (kejang, sakit kepala, letargi, kaku kuduk, halusinasi).

2.  Disentri amoeba

  • § Diare disertai darah dan lendir dalam tinja.
  • § Frekuensi BAB umumnya lebih sedikit daripada disentri basiler (≤10x/hari)
  • § Sakit perut hebat (kolik)
  • § Gejala konstitusional biasanya tidak ada (panas hanya ditemukan pada 1/3 kasus).

Pengobatan

Pengobatan dengan antibiotika yang tepat akan mengurangi masa sakit dan menurunkan risiko komplikasi dan kematian. Pilihan utama untuk Shigelosis (menurut anjuran WHO) : Kotrimoksazol (trimetoprim 10mg/kbBB/hari dan sulfametoksazol 50mg/kgBB/hari) dibagi dalam 2 dosis, selama 5 hari. Dari hasil penelitian, tidak didapatkan perbedaan manfaat pemberian kotrimoksazol dibandingkan plasebo10. Alternatif yang dapat diberikan : Ampisilin 100mg/kgBB/hari dibagi dalam 4 dosis . Cefixime 8mg/kgBB/hari dibagi dalam 2 dosis . Ceftriaxone 50mg/kgBB/hari, dosis tunggal IV atau IM . Asam nalidiksat 55mg/kgBB/hari dibagi dalam 4 dosis. Perbaikan seharusnya tampak dalam 2 hari, misalnya panas turun, sakit dan darah dalam tinja berkurang, frekuensi BAB berkurang, dan lain-lain. Bila dalam 2 hari tidak terjadi perbaikan, antibiotik harus dihentikan dan diganti dengan alternatif lain.

Terapi antiamebik diberikan dengan indikasi : Ditemukan trofozoit Entamoeba hystolistica dalam pemeriksaan mikroskopis tinja. Tinja berdarah menetap setelah terapi dengan 2 antibiotika berturut-turut (masing-masing diberikan untuk 2 hari), yang biasanya efektif untuk disentri basiler. Terapi yang dipilih sebagai antiamebik intestinal pada anak adalah Metronidazol 30-50mg/kgBB/hari dibagi dalam 3 dosis selama 10 hari. Bila disentri memang disebabkan oleh E. hystolistica, keadaan akan membaik dalam 2-3 hari terapi.

Preventif (Pencegahan)

Langkah pencegahan yang dapat dilakukan untuk mengantisipasi penyakit disentri adalah dengan memperhatikan pola hidup sehat dan bersih; menjaga kebersihan makanan dan minuman dari kontaminasi kotoran dan serangga pembawa bakteri; dan membiasakan untuk selalu mencuci tangan sebelum makan.

2. Demam Thipoid (Typhus)

Penyakit Demam Tifoid (bahasa Inggris: Typhoid fever) yang biasa juga disebut typhus atau types dalam bahasa Indonesianya, merupakan penyakit yang disebabkan oleh bakteri Salmonella enterica, khususnya turunannya yaitu Salmonella typhi terutama menyerang bagian saluran pencernaan. Demam tifoid adalah penyakit infeksi akut yang selalu ada di masyarakat (endemik) di Indonesia, mulai dari usia balita, anak-anak dan dewasa.  Di Indonesia, diperkirakan antara 800 – 100.000 orang terkena penyakit tifus atau demam tifoid sepanjang tahun. Demam ini terutama muncul di musim kemarau dan konon anak perempuan lebih sering terserang, peningkatan kasus saat ini terjadi pada usia dibawah 5 tahun. Sumber penularan yang utama adalah penderita itu sendiri atau karier, dan penularan dapat terjadi karena infeksi yang disebabkan oleh bakteria yang ada di dalam tinja penderita yang akan mengontaminasi air, air minum, makanan, ataupun kontak langsung.

Penyebab Penyakit :

Penyebabnya adalah bakteri jenis bacillus thypus yaitu Salmonella thyposa, dengan waktu inkubasi sekitar 1 sampai 3 minggu. Bakteri tersebut masuk melalui mulut dan menjangkiti lympha (getah bening) pada bagian bawah usus halus, kemudian masuk ke aliran darah dan akan terbawa ke organ-organ internal sehingga gejala muncul pada seluruh tubuh, misalnya seluruh badan lemas, pusing, hilang nafsu makan, dan timbul demam serta mengigil.

Gejala yang ditimbulkan :

Secara garis besar, gejala yang ditimbulkan antara lain :

  1. Demam lebih dari seminggu. Siang hari biasanya terlihat segar namun menjelang malamnya demam tinggi.
  2. Lidah kotor. Bagian tengah berwarna putih dan pinggirnya merah. Biasanya anak akan merasa lidahnya pahit dan cenderung ingin makan yang asam-asam atau pedas.
  3. Mual Berat sampai muntah. Bakteri Salmonella typhi berkembang biak di hati dan limpa, akibatnya terjadi pembengkakan dan akhirnya menekan lambung sehingga terjadi rasa mual. Dikarenakan mual yang berlebihan, akhirnya makanan tak bisa masuk secara sempurna dan biasanya keluar lagi lewat mulut.
  4. Diare atau Mencret. Sifat bakteri yang menyerang saluran cerna menyebabkan gangguan penyerapan cairan yang akhirnya terjadi diare, namun dalam beberapa kasus justru terjadi konstipasi (sulit buang air besar).
  5. Lemas, pusing, dan sakit perut. Demam yang tinggi menimbulkan rasa lemas, pusing. Terjadinya pembengkakan hati dan limpa menimbulkan rasa sakit di perut.
  6. Pingsan, Tak sadarkan diri. Penderita umumnya lebih merasakan nyaman dengan berbaring tanpa banyak pergerakan, namun dengan kondisi yang parah seringkali terjadi gangguan kesadaran.

Pengobatan

Pengobatan terhadap penderita penyakit demam Tifoid atau types bertujuan menghentikan invasi kuman, memperpendek perjalanan penyakit, mencegah terjadinya komplikasi, serta mencegah agar tak kambuh kembali. Pengobatan penyakit tifus dilakukan dengan jalan mengisolasi penderita dan melakukan desinfeksi pakaian, faeces dan urine untuk mencegah penularan. Pasien harus berbaring di tempat tidur selama tiga hari hingga panas turun, kemudian baru boleh duduk, berdiri dan berjalan.
Selain obat-obatan yang diberikan untuk mengurangi gejala yang timbul seperti demam dan rasa pusing (Paracetamol), Untuk anak dengan demam tifoid maka pilihan antibiotika yang utama adalah kloramfenikol selama 10 hari dan diharapkan terjadi pemberantasan/eradikasi kuman serta waktu perawatan dipersingkat. Namun beberapa dokter ada yang memilih obat antibiotika lain seperti ampicillin, trimethoprim-sulfamethoxazole, kotrimoksazol, sefalosporin, dan ciprofloxacin sesuai kondisi pasien. Demam berlebihan menyebabkan penderita harus dirawat dan diberikan cairan Infus.

Preventif (Pencegahan)

Pencegahan penyakit demam Tifoid bisa dilakukan dengan cara perbaikan kebersihan dan sanitasi lingkungan serta penyuluhan kesehatan. Imunisasi dengan menggunakan vaksin oral dan vaksin suntikan (antigen Vi Polysaccharida capular) telah banyak digunakan. Saat ini pencegahan terhadap kuman Salmonella sudah bisa dilakukan dengan vaksinasi bernama chotipa (cholera-tifoid-paratifoid) atau tipa (tifoid-paratifoid). Untuk anak usia 2 tahun yang masih rentan, bisa juga divaksinasi.

3. Kolera

Kolera merupakan penyakit yang sudah langka   di negara-negara perindustrian dalam seratus tahun belakangan ini, tetapi penyakit ini masih sering terdapat di beberapa bagian dunia termasuk sub-benua India dan bagian benua Afrika di sebelah selatan gurun Sahara (sub-Sahara). Kolera adalah penyakit diare akut, yang disebabkan oleh infeksi usus akibat terkena bakteria Vibrio cholerae. Infeksi biasanya ringan atau tanpa gejala, tapi terkadang parah. Kurang lebih 1 dari setiap 20 penderita mengalami sakit yang berat dengan gejala diare yang sangat encer, muntah-muntah, dan kram di kaki. Bagi mereka ini, kehilangan cairan tubuh secara cepat ini dapat mengakibatkan dehidrasi dan shock atau reaksi fisiologik hebat terhadap trauma tubuh. Kalau tidak diatasi, kematian dapat terjadi dalam beberapa jam. Sumber utama penularan penyakit ini adalah air minum atau makanan yang tercemar (terkontaminasi) oleh kotoran atau muntahan penderita yang mengandung bakteri kholera ataupun tercemar oleh inang atau pembawa bakteri kholera.

Penyebab Penyakit

a. Cholera Asiatica disebabkan oelh baksil Vibrio comma

b. Cholera Eltor disebabkan oleh baksil Vibrio eltor 

Penyebabnya adalah bakteri patogen jenis Vibrio cholerae, dan waktu inkubasinya antar beberapa jam sampai dengan 5 hari. Bakteri ini masuk melalui mulut dan akan berkembang di dalam usus halus (small intestine), dan akan menghasilkan eksotoksin yang menyebabkan rasa mual.

Gejala yang ditimbulkan

Pada penderita penyakit kolera gejala umum yang ditampakkan, antara lain ialah :

1. Diare yang encer dan berlipah tnpa didahului rasa mulas atau tenesmus.

2. Feses 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

3. Feses yang menyerupai air cucian beras tersebut bila diendapkan akan mengeluarkan gumpalan putih.

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

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

6. Kejang otot perut bisa juga dirasakan dengan disertai nyeri yang hebat.

7. Banyaknya cairn yang keluar akan menyebabkan terjadinya dehidrasi dengan tanda-tanda seperti : detak jantung cepat, mulut kering, lemah fisik, mata cekung, hipotensi, dan lain-lain dan apabila tidak segera menadapatkan penanganan pengganti cairan tubuh yang hilang maka dapat menyebabkan kematian.

Pengobatan

Penderita yang mengalami penyakit kolera harus segera mandapatkan penaganan segera, yaitu dengan memberikan pengganti cairan tubuh yang hilang sebagai langkah awal. Pemberian cairan dengan cara Infus/Drip adalah yang paling tepat bagi penderita yang banyak kehilangan cairan baik melalui diare atau muntah. Selanjutnya adalah pengobatan terhadap infeksi yang terjadi, yaitu dengan pemberian antibiotik/antimikrobial seperti Tetrasiklin, Doxycycline atau golongan Vibramicyn. Pengobatan antibiotik ini dalam waktu 48 jam dapat menghentikan diare yang terjadi.

Preventif (Pencegahan)

Cara pencegahan dan memutuskan tali penularan penyakit kolera adalah dengan  prinsip sanitasi lingkungan, terutama kebersihan air dan pembuangan kotoran (feaces) pada tempatnya yang memenuhi standar lingkungan. Lainnya ialah meminum air yang sudah dimasak terlebih dahulu, cuci tangan dengan bersih sebelum makan memakai sabun/antiseptik, cuci sayuran dangan air bersih terutama sayuran yang dimakan mentah (lalapan), hindari memakan ikan dan kerang yang dimasak setengah matang.
Bila dalam anggota keluarga ada yang terkena kolera, sebaiknya diisolasi dan secepatnya mendapatkan pengobatan. Benda yang tercemar muntahan atau tinja penderita harus di sterilisasi, searangga lalat (vektor) penular lainnya segera diberantas. Pemberian vaksinasi kolera dapat melindungi orang yang kontak langsung dengan penderita

4. Poliomyelitis Anterior Akut

Poliomyelitis atau polio, adalah penyakit paralisis atau lumpuh yang disebabkan oleh virus. Agen pembawa penyakit ini, sebuah virus yang dinamakan poliovirus (PV), masuk ke tubuh melalui mulut, mengifeksi saluran usus. Virus ini dapat memasuki aliran darah dan mengalir ke sistem saraf pusat menyebabkan melemahnya otot dan kadang kelumpuhan (paralisis). Polio adalah penyakit menular yang dikategorikan sebagai penyakit peradaban. Polio menular melalui kontak antarmanusia. Virus masuk ke dalam tubuh melalui mulut ketika seseorang memakan makanan atau minuman yang terkontaminasi feses. Poliovirus adalah virus RNA kecil yang terdiri atas tigastrain berbeda dan amat menular. Virus akan menyerang sistem saraf dan kelumpuhan dapat terjadi dalam hitungan jam. Polio menyerang tanpa mengenal usia, lima puluh persen kasus terjadi pada anak berusia antara 3 hingga 5 tahun. Masa inkubasi polio dari gejala pertama berkisar dari 3 hingga 35 hari. Polio dapat menyebar luas diam-diam karena sebagian besar penderita yang terinfeksi poliovirus tidak memiliki gejala sehingga tidak tahu kalau mereka sendiri sedang terjangkit. Setelah seseorang terkena infeksi, virus akan keluar melalui feses selama beberapa minggu dan saat itulah dapat terjadi penularan virus. Sumber infeksi yaitu virus polio yang terdapat pada tinja dan dahak penderita, ataupun virus yang terbawa oleh inangnya. Penularannya melalui air minum yang tercemar virus tersebut dan juga melalui makanan yang terkontaminasi.

Penyebab Penyakit

Penyebabnya adalah virus polio yang bernama poliovirus (PV), waktu inkubasinya antara 3 sampai 21 hari, biasanya antara 7 sampa 12 hari. Virus polio masuk melalui mulut dan menginfeksi seluruh tubuh, kemudian menjalar melalui simpul saraf lokal, dan selanjutnya menyerang sistem saraf pusat, yang dapat menyebabkan kelumpuhan.

Gejala yang Ditimbulkan

Gambaran klinis penyakit polio pada manusia sangat bervariasi, dari gejala yang  sangat ringan sampai terjadi paralisis (kelumpuhan). Gejala klinis mulai dengan demam, merasa lemah, nyeri kepala dan muntah. Dalam 24 jam terlihat kekakuan pada leher dan punggung serta terjadi kejang mulut (bibir atas dan bawah tidak dapat digerakkan). Penderita terlihat mengantuk, iritabel, dan cemas. Adakalanya disertai kekakuan otot dan nyeri otot ringan. Bila terjadi paralisis (lumpuh) biasanya dimulai dalam beberapa detik sampai lima hari sesudah nyeri kepala. Kelumpuhan anggota gerak yang layuh dan biasanya pada salah satu tungkai.

Pengobatan

Pengobatan terhadap penyakit poliomielitis sangat sukar dan tidak ada spesifik, tetapi tergantung penyulit yang terjadi. Selain fisioterapi dan ortopedi perlu diperhatikan fungsi organ lain.

Preventif (Pencegahan)

Penyakit polio dapat dicegah dengan imunisasi. Vaksin virus mati diberikan secara suntikan. Sedangkan yang hidup melalui mulut dengan tetesan. Virus hidup yang dilemahkan lebih efektif dibandingkan dengan virus yang mati. Selain pemberian imunisasi maka peningkatan sanitasi lingkungan dan higienis perorangan sangat diperlukan.

5. Diare

Diare (atau dalam bahasa kasar disebut menceret) (BM = diarea; Inggris = diarrhea) adalah sebuah penyakit di mana penderita mengalami rangsanganbuang air besar yang terus-menerus dan tinja atau feses yang masih memiliki kandungan air berlebihan. Di Dunia ke-3, diare adalah penyebab kematian paling umum kematian balita, dan juga membunuh lebih dari 1,5 juta orang per tahun. Diare merupakan salah satu penyakit yang paling banyak terjadi di negara berkembang termasuk di Indonesia. Yang paling banyak terserang penyakit ini umumnya adalah anak-anak dan balita, dan bila keadaannya parah seringkali mengakibatkan dehidrasi, yang apabila tidak segera ditangani dapat berujung pada kematian. Bakteri patogen yang menyebabkan penyakit ini berasal dari tinja dan masuk ke tubuh manusia melalui mulut, makanan, minuman atau melalui kontak perorangan. Seringkali organisme penyebab infeksi entrik tersebut diakibatkan oleh kondisi lingkungan rumah yang kotor dan tidak sehat. Hal terebut juga dikarenakan oleh pencucian tangan yang kurang bersih pada waktu buang kotoran, ataupun melalui lalat. Banyak juga kasus yang terjadi akibat mengonsumsi air yang telah tercemar oleh bakteri patogen penyebab diare tersebut.

Penyebab Penyakit

Diare kebanyakan disebabkan oleh beberapa infeksi virus tetapi juga seringkali akibat dari racun bakteria. Dalam kondisi hidup yang bersih dan dengan makanan mencukupi dan air tersedia, pasien yang sehat biasanya sembuh dari infeksi virus umum dalam beberapa hari dan paling lama satu minggu. Namun untuk individu yang sakit atau kurang gizi, diare dapat menyebabkan dehidrasi yang parah dan dapat mengancam jiwa bila tanpa perawatan. Virus penyebab diare adalah Viral gastroenteritis atau yang dikenal sebagai stomatch virus (virus perut). Selain oleh virus, diare juga disebabkan oleh bakteri. Bakteri-bakteri tersebut antara lain adalah E.coli, Salmonella enteritidis, Compylobacter bacteria, Shigella, Giardo, Cryptosporidium.

Gejala yang ditimbulkan

Gejala umum diare antara lain :

a. Buang air besar lebih dari 3 kali dalam 24 jam

b. Feses berbentuk encer atau cair

c. Badan lemah dan lesu dan terkadang disertai muntah-muntah

d. Rasa haus dan nafsu makan menurun

Pengobatan

Pada klien dengan dehidrasi ringan dan sedang diberikan peroral berupa cairan yang bersifat NaCl dan NaHCO3 dan glukosa. Formula lengkap disebut oralit, sedangkan larutan gula garam dan tajin disebut formula yang tidak lengkap karena banyak mengandung NaCl dan sukrosa.

Cara membuat larutan gula garam

  • Gula satu sendok teh penuh
  • Garam ¼ sendok teh
  • Air masak satu gelas
  • Campur diaduk sampai larut

Cara membuat oralit

  • Sediakan satu gelas (200 ml) air yang telah dimasak
  • Masukkan satu bungkus oralit kedalam gelas
  • Aduk sampai larut

Takaran pemberian oralit untuk penderita Diare

  • Di bawah 1 tahun : 3 jam pertama 1.5 gelas selanjutnya 0.5 gelas setiap kali mencret
  • Di bawah 5 tahun : 3 jam pertama 3 gelas, selanjutnya 1 gelas setiap kali mencret
  • Anak di atas 5 tahun : 3 jam pertama 6 gelas, selanjutnya 1,5 gelas setiap kali mencret
  • Anak diatas 12 tahun dan dewasa : 3 jam pertama 12 gelas, selanjutnya 2 gelas setiap kali mencret

Preventif (Pencegahan)

Pencegahan diare merupakan salah satu upaya yang baik dilakukan untuk menghindari gejala diare secara efektif. Cuci tangan terutama saat ingin makan atau aktivitas lain merupakan upaya pencegahan diare agar virus tidak menyebar. Untuk pencegahan diare yang disebabkan oleh makanan yang tercemar dapat dilakukan beberapa cara, antara lain :

  • Sajikan makanan dimasak atau dipanaskan. Jika belum diolah dinginkan makanan dalam kulkas. Membiarkan makanan pada suhu kamar dapat mendorong pertumbuhan bakteri sehingga dapat dilakukan pencegahan diare.
  • Cuci permukaan alat atau perkakas untuk menghindari penyebaran kuman dari satu tempat ke tempat yang lain.
  • Selalu memberikan ASI eksklusif kepada bayi yang berusia di bawah enam bulan.
  • Buang air besar pada tempatnya (WC, toilet) dan menyediakan tempat sampah yang memadai.
  • Memberantas lalat agar tidak menghinggapi makanan yang ada di rumah.
  • Mengupayakan lingkungan rumah selalu menjadi lingkungan hidup yang sehat

AYAT AL-QURAN YANG BERHUBUNGAN DENGAN PENCEMARAN AIR

Q.S. Al-Baqarah : 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.

Q.S 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.

Q.S Muhammad : 15

 Artinya: Apakah perumpamaan penghuni surga yang dijanjikan kepada orang-orang yang bertakwa yang di dalamnya ada sungai-sungai dari air yang tiada berubah rasa dan baunya, sungai-sungai dari air susu yang tiada berubah rasanya, sungai-sungai dari khamar arak yang lezat rasanya bagi peminumnya dan sungai-sungai dari madu yang disaring; dan mereka memperoleh di dalamnya segala macam buah-buahan dan ampunan dari Tuhan mereka, sama dengan orang yang kekal dalam neraka dan diberi minuman dengan air yang mendidih sehingga memotong-motong ususnya?

Maksud dari ayat ini adalah air sungai hendaknya tidak berubah rasa dan tidak berbau dan di sekelilingnya terdapat buah-buahan, penangkaran lebah, juga peternakan sapi untuk memproduksi susu segar

KESIMPULAN

  • Air adalah senyawa yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain.Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air).
  • Pencemaran air adalah masuknya atau di masukannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkanya
  • Patogen yang sering ditemukan di dalam air terutama adalah bakteri-bakteri penyebab infeksi saluran pencernaan seperti Vibrio cholerae penyebab penyakit kolera,Shigella dysenteriae penyebab disenteri basiler, Salmonella thyposa penyebab tifus dan S. paratyphi penyebab paratifus, virus polio dan hepatitis, dan Entamoeba histolytica penyebab disentri amuba.
  • Mikroorganisme indikator adalah sekelompok mikroorganisme yang digunakan sebagai petunjuk kualitas air.  Mikroorganisme indikator telah digunakan untuk mendeteksi dan menghitung kontaminasi tinja di air, makanan, dan sampel lainnya. Mikroorganisme indikator dapat dibedakan menjadi indikator bakteri, indikator virus, dan indikator protozoa.

SUMBER REFERENSI:

http://ricomarsen.wordpress.com/2010/04/11/bakteri/

http://id.wikipedia.org/wiki/Shigella

http://www.anneahira.com/bakteri-patogen.htm

http://www.slideshare.net/KarlaSolo/pencemaran-air-presentation-809125

http://id.wikipedia.org/wiki/Mikroorganisme_indikator

mikrobia.files.wordpress.com/2008/05/ready-upload1.pdf

http://obat-penyakit.com/diare-disentri.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Disentri

http://www.infopenyakit.com/2008/08/penyakit-demam-tifoid.html

http://www.bt.cdc.gov/disasters/tsunamis/translations/cholerabasaha.pdf

http://www.infopenyakit.com/2007/12/penyakit-kolera-cholera.html

http://kesehatanlingkungan.wordpress.com/2007/08/05/poliomyelitis/

PEMANFAATAN SACCHAROMYCES CEREVISIAE DALAM INDUSTRI ALKOHOL

Bagi kalangan awam, istilah ragi sudah sering didengar. Ragi digunakan untuk pembuatan roti, minuman keras, beberapa jenis makanan tradisional seperti tape, tahu, tempe. Ragi juga digunakan dalam produksi ethanol baik dalam skala industri besar maupun kecil Di sini kita akan membahas apa itu ragi.

Yeast S. cerevisiae

Ragi atau istilah resminya adalah yeast merupakan organisme bersel tunggal berjenis eukariotik. Berkembang biak dengan membelah diri. Berbeda dengan bakteri, yeast memiliki ukuran sel lebih besar (sekitar 10x), memiliki organ-organ, memiliki membran inti sel, dan DNA terlokalisasi di dalam kromosom dalam inti sel. Ini menyebabkan yeast bisa melakukan fungsi-fungsi sel yang berbeda-beda di tiap lokasi dalam selnya. Singkatnya, sel yeast lebih mirip sel organisme tingkat tinggi seperti hewan. Dengan kata lain, yeast secara evolusi lebih maju ketimbang bakteri semacam E. coli.

Ragi tape (juga tergolong S. cerevisiae)

Jenis yeast yang paling populer adalah ragi roti Saccharomyces cerevisiae. Dulu waktu studyi master di Delft, riset saya tentang yeast ini. Yeast ini sudah dipakai sejak 4000 tahun silam untuk membuat roti dan minuman keras (bir, wine, sake, arak, dll). S. cerevisiae merupakan powerhouse bagi riset biologi molekuler dan genetika. Organisme ini menjadi model untuk mempelajarii metabolisme, genetika, termasuk aplikasinya dalam metabolic engineering di organisme tingkat tinggi. Di industri, yeast ini digunakan untuk produksi alkohol dan asam organik karena ketahanaynnya terhadap kedua produk di atas.

Single cell protein diperoleh dari fermentasi yeast. Industri fermentasi terbesar di dunia dalam skala produksi adalah fermentasi gula (sucrose, glucose) oleh yeast ini menjadi alkohol (ethanol). Kapasitas produksi ethanol dunia berkisar 50 milyar liter di tahun 2006 di mana 75 % diproduksi via proses fermentasi, sisanya dengan proses katalitik. Brazil adalah produser ethanol dari fermentasi terbesar di dunia disusul USA dan China. Di samping itu, yeast ini juga direkayasa genetika guna produksi obat-obatan, flavor, antibiotik, dan bahan kimia industri.

Bagaimana mikroorganisme bisa menghasilkan alkohol?

Setiap mikroorganisme seperti layaknya makhluk hidup pasti membutuhkan makanan sebagai sumber energi. Sumber energi utama bagi hampir semua makhluk hidup adalah karbohidrat, mulai dari yang rantai panjang seperti pati sampai yang paling sederhana (mono dan disakarida). Monosakarida paling utama adalah glukosa, gula dengan rumus kimia C6H12O6. Hampir semua makhluk hidup mengolah karbohidrat menjadi glukosa, menyebabkan glukosa menjadi muara utama dari metabolisme karbon.

Molekul glukosa

Kita mengkonsumsi karbohidrat dalam bentuk nasi untuk selanjutnya diolah menjadi glukosa. Di dalam sel-sel tubuh kita, glukosa dengan adanya oksigen diubah menjadi karbondioksida yang dilepas oleh paru-paru kita. Reaksinya:

C6H12O6 (aq) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l) , ΔG = -2880 kJ per mole of C6H12O6

Reaksi berantai respirasi yang terdiri dari pemecahan glukosa (glycolysis), citric acid cycle, dan oxidative phosporylation

Yeast dan beberapa jenis bakteri (Z. mobilis, E. coli) juga melakukan proses yang sama seperti di gambar di atas jika oksigen tersedia (aerob). Namun jika tidak ada oksigen (anaerob), mikroorganisme ini mampu menempuh jalur metabolisme lain yang bisa menghasikan energi juga walaupun hanya sekitar 5-10 % dibanding kondisi aerob. Jika kita langsung mati lemas tanpa oksigen, yeast misalnya mampu mengolah glukosa dan bertahan hidup. Ini karena yeast memiliki gen-gen yang merupakan kode-kode guna mensintesis enzim-enzim untuk fermentasi glukosa. Hasil dari fermentasi glukosa sangat tergantung jenis mikroorganisme. Yeast mengfermentasi glukosa menjadi ethanol dan sedikit glycerol Fermentasi anaerob menghasilkan ethanol

Jamur Ragi Saccharomyces Cerevisiae

Saccharomyces adalah genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak jenis ragi. Saccharomyces adalah dari berasal dari bahasa Latin yang berarti gula jamur. Banyak anggota dari genus ini dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah satu contoh adalah Saccharomyces cerevisiae, yang digunakan dalam pembuatan anggur, roti, dan bir. Anggota lain dari genus ini termasuk Saccharomyces bayanus, digunakan dalam pembuatan anggur, dan Saccharomyces boulardii, digunakan dalam obat-obatan. Koloni dari Saccharomyces tumbuh pesat dan jatuh tempo dalam 3 hari. Mereka rata, mulus, basah, glistening atau kuyu, dan cream untuk cream tannish dalam warna. Ketidakmampuan untuk memanfaatkan nitrat dan kemampuan untuk berbagai memfermentasi karbohidrat adalah karakteristik khas dari Saccharomyces.

Blastoconidia (sel tunas sisi) yang diamati. Mereka adalah unicellular, bundar, dan ellipsoid untuk memperpanjang dalam bentuk. Multilateral (multipolar) budding ciri khasnya. Pseudohyphae, jika ada, yang belum sempurna. Hyphae yang absen. Saccharomyces memproduksi ascospores, khususnya bila tumbuh di V-8 media, asetat ascospor agar, atau Gorodkowa media. Ascospores ini adalah bundar dan terletak di asci. Setiap ascus berisi 1-4 ascospores. Asci tidak menimbulkan perpecahan pada saat jatuh tempo. Ascospores yang berwarna dengan Kinyoun noda dan ascospore noda. Bila dikotori dengan noda Gram, ascospores adalah gram-negatif sedangkan sel vegetatif adalah gram positif.

Jamur Saccharomyces cerevisiae, atau di Indonesia lebih dikenal dengan nama jamur ragi, telah memiliki sejarah yang luar biasa di industri fermentasi. Karena kemampuannya dalam menghasilkan alkohol inilah, S. cerevisiae disebut sebagai mikroorganisme aman (Generally Regarded as Safe) yang paling komersial saat ini. Dengan menghasilkan berbagai minuman beralkohol, mikroorganisme tertua yang dikembangbiakkan oleh manusia ini memungkinkan terjadinya proses bioteknologi yang pertama di dunia.

Seiring dengan berkembangnya genetika molekuler, S. cerevisiae juga digunakan untuk menciptakan revolusi terbaru manusia di bidang rekayasa genetika. S. cerevisiae yang sering mendapat julukan sebagai super jamur telah menjadi mikroorganisme frontier di berbagai bioteknologi modern. Tentu saja kegunaan mikroorganisme ini pun menjadi semakin penting di dunia industri fermentasi. Saat ini S. cerevisiae tidak saja digunakan dalam bidang fermentasi tradisional, tetapi mikroorganisme-mikroorganisme S. cerevisiae baru yang didapatkan dari riset dan aplikasi bioteknologi telah merambah sektor-sektor komersial yang penting, termasuk makanan, minuman, biofuel, kimia, industri enzim, pharmaceutical, agrikultur, dan lingkungan. Di masa depan, terutama karena krisis energi yang semakin sering terjadi, etanol yang diproduksi oleh fermentasi jamur ragi ini agaknya akan mendapat perhatian khusus karena potensinya sebagai biofuel.

S. Cerevisiae adalah jamur bersel tunggal yang telah memahat milestones dalam kehidupan dunia. Jamur ini merupakan mikroorganisme pertama yang dikembangbiakkan oleh manusia untuk membuat makanan (sebagai ragi roti, sekitar 100 SM, Romawi kuno) dan minuman (sebagai jamur fermentasi bir dan anggur, sekitar 7000 SM, di Assyria, Caucasia, Mesopotamia, dan Sumeria). Di Indonesia sendiri, jamur ini telah melekat dalam kehidupan sehari-hari. Nenek moyang kita dan hingga saat ini kita sendiri menggunakannya dalam pembuatan makanan dan minuman, seperti tempe, tape, dan tuak.
Di dunia sains, mikroorganisme ini adalah yang pertama kali diobservasi melalui mikroskop oleh Bapak Ahli MikrobiologiAntonie van Leewenhoek.

Louis Pasteur, yang terkenal dalam penemuannya mengenai cara pensterilan susu, menggunakannya sebagai bahan biokimia hidup dalam proses transformasi. Jamur ini juga digunakan sebagai pabrik tempat pembuatan vaksin hepatitis B rekombinan yang pertama. Tak hanya itu, S. cerevisiae juga merupakan pabrik enzim makanan pertama (chymosin, enzim yang digunakan dalam pembuatan keju). Dan tentu saja penemuan spektakuler dalam memecahkan seluruh sekuens genom S. cerevisiae merupakan langkah pionir yang menentukan dalam menguak misteri sekuens genom manusia. Hampir semua teknologi frontier, seperti genomik, proteomik, dan nanobioteknologi, menggunakan jamur ini sebagai model. Tidak diragukan lagi bahwa inovasi sains dan teknologi juga akan semakin melaju di bidang bioekonomi. S. cerevisiae, sebagai model sains dan mikroorganisme komersial yang populer, akan terus memegang peranan penting di masa depan.

Di masa depan, S. cerevisiae akan menjadi sel inang yang semakin diperhitungkan dalam pembuatan low volume, high value produk bioteknologi, seperti enzim, bahan-bahan kimia, protein terapi, dan produk pharmaceutical lainnya yang berdaya komersial tinggi. Selain menghasilkan 800.000 ton protein dalam setahun, telah dihasilkan pula 60 juta ton bir, 30 juta ton anggur, dan 600.000 ton jamur ragi.

Tak mengherankan mikroorganisme ini merupakan tulang punggung dalam produksi empat komoditas fermentasi terbesar di dunia. Oleh karena itu, biomass jamur (baik untuk industri makanan manusia dan ternak) dan produksi tradisional etanol (untuk industri bir, anggur, minuman suling, dan energi) diperkirakan akan terus menyumbangkan produksi fermentasi terbanyak di dunia. Dalam bidang energi, jamur ragi sebagai pabrik etanol merupakan suatu strategi alternatif yang telah dikembangkan di beberapa negara, seperti Brasil, Afrika Selatan, dan Amerika Serikat. Saat ini biomass tanaman adalah sumber biofuel yang paling banyak dikembangkan karena harganya yang murah dan persediaannya yang mudah didapat. Sayangnya, salah satu penghambat justru adalah langkanya low-cost technology dalam pengolahan tanaman menjadi etanol.

Tentu saja tidak sembarang jamur ragi dipakai, melainkan beberapa strain S. cerevisiae yang telah direkayasa daur metabolismenya secara genetika sehingga dapat menghasilkan etanol secara efektif dan efisien. Biofuel dalam bentuk etanol merupakan salah satu harapan masa depan dari super jamur ini. Alasan utama dari penggunaan etanol adalah sumber energi yang sustainable dan ramah lingkungan serta sangat menguntungkan secara ekonomi makro terhadap komunitas pedesaan (petani). Seiring dengan itu, krisis energi dalam bentuk minyak bumi diperkirakan akan terjadi sehubungan dengan prediksi bahwa produksi minyak dunia akan memuncak dalam waktu 25 tahun mendatang dan selanjutnya menurun secara drastis.

Bagi negara-negara yang relatif miskin sumber daya minyak dan pengekspor minyak dunia, hal ini sangat mengancam kesejahteraan mereka, bahkan dapat mengancam pertahanan dan keamanan mereka. Oleh karena itu, mereka berpacu dengan waktu untuk mengembangkan dan mengaplikasikan teknologi baru yang dapat memuluskan transisi energi oil menuju energi biofuel yang dapat diperbarui. Tentu saja, bagi negara berkembang seperti Indonesia, pekerjaan rumah yang utama adalah bagaimana memanfaatkan sumber daya hayati jamur di Indonesia sehingga dapat mengembangkan ilmu sekaligus memajukan ekonomi berbasiskan ilmu pengetahuan ini. Beberapa peneliti Indonesia dengan kredibilitas tinggi di beberapa perguruan tinggi dan lembaga penelitian telah menemukan ratusan jenis jamur, bahkan lebih. Langkah selanjutnya adalah bagaimana kekayaan ini dimanfaatkan seoptimal mungkin, baik di bidang sains dasar maupun di bidang bioekonomi.

Adalah genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak jenis ragi. Saccharomyces adalah dari berasal dari bahasa Latin yang berarti gula jamur. Banyak anggota dari genus ini dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah satu contoh adalah Saccharomyces cerevisiae, yang digunakan dalam pembuatan anggur, roti, dan bir. Anggota lain dari genus ini termasuk Saccharomyces bayanus, digunakan dalam pembuatan anggur, dan Saccharomyces boulardii, digunakan dalam obat-obatan. Koloni dari Saccharomyces tumbuh pesat dan jatuh tempo dalam 3 hari. Mereka rata, mulus, basah, glistening atau kuyu, dan cream untuk cream tannish dalam warna.

Ketidakmampuan untuk memanfaatkan nitrat dan kemampuan untuk berbagai memfermentasi karbohidrat adalah karakteristik khas dari Saccharomyces. Blastoconidia (sel tunas sisi) yang diamati. Mereka adalah unicellular, bundar, dan ellipsoid untuk memperpanjang dalam bentuk. Multilateral (multipolar) budding ciri khasnya. Pseudohyphae, jika ada, yang belum sempurna. Hyphae yang absen. Saccharomyces memproduksi ascospores, khususnya bila tumbuh di V-8 media, asetat ascospor agar, atau Gorodkowa media. Ascospores ini adalah bundar dan terletak di asci. Setiap ascus berisi 1-4 ascospores. Asci tidak menimbulkan perpecahan pada saat jatuh tempo. Ascospores yang berwarna dengan Kinyoun noda dan ascospore noda. Bila dikotori dengan noda Gram, ascospores adalah gram-negatif sedangkan sel vegetatif adalah gram positif.

Jamur Saccharomyces cerevisiae, atau di Indonesia lebih dikenal dengan nama jamur ragi, telah memiliki sejarah yang luar biasa di industri fermentasi. Karena kemampuannya dalam menghasilkan alkohol inilah, S. cerevisiae disebut sebagai mikroorganisme aman (Generally Regarded as Safe) yang paling komersial saat ini. Dengan menghasilkan berbagai minuman beralkohol, mikroorganisme tertua yang dikembangbiakkan oleh manusia ini memungkinkan terjadinya proses bioteknologi yang pertama di dunia. Seiring dengan berkembangnya genetika molekuler, S. cerevisiae juga digunakan untuk menciptakan revolusi terbaru manusia di bidang rekayasa genetika.

S. cerevisiae yang sering mendapat julukan sebagai super jamur telah menjadi mikroorganisme frontier di berbagai bioteknologi modern. Tentu saja kegunaan mikroorganisme ini pun menjadi semakin penting di dunia industri fermentasi. Saat ini S. cerevisiae tidak saja digunakan dalam bidang fermentasi tradisional, tetapi mikroorganisme-mikroorganisme S. cerevisiae baru yang didapatkan dari riset dan aplikasi bioteknologi telah merambah sektor-sektor komersial yang penting, termasuk makanan, minuman, biofuel, kimia, industri enzim, pharmaceutical, agrikultur, dan lingkungan. Di masa depan, terutama karena krisis energi yang semakin sering terjadi, etanol yang diproduksi oleh fermentasi jamur ragi ini agaknya akan mendapat perhatian khusus karena potensinya sebagai biofuel.

S. cerevisiae adalah jamur bersel tunggal yang telah memahat milestones dalam kehidupan dunia. Jamur ini merupakan mikroorganisme pertama yang dikembangbiakkan oleh manusia untuk membuat makanan (sebagai ragi roti, sekitar 100 SM, Romawi kuno) dan minuman (sebagai jamur fermentasi bir dan anggur, sekitar 7000 SM, di Assyria, Caucasia, Mesopotamia, dan Sumeria). Di Indonesia sendiri, jamur ini telah melekat dalam kehidupan sehari-hari. Nenek moyang kita dan hingga saat ini kita sendiri menggunakannya dalam pembuatan makanan dan minuman, seperti tempe, tape, dan tuak.
Di dunia sains, mikroorganisme ini adalah yang pertama kali diobservasi melalui mikroskop oleh Bapak Ahli Mikrobiologi Antonie van Leewenhoek. Louis Pasteur, yang terkenal dalam penemuannya mengenai cara pensterilan susu, menggunakannya sebagai bahan biokimia hidup dalam proses transformasi. Jamur ini juga digunakan sebagai pabrik tempat pembuatan vaksin hepatitis B rekombinan yang pertama.

Tak hanya itu, S. cerevisiae juga merupakan pabrik enzim makanan pertama (chymosin, enzim yang digunakan dalam pembuatan keju). Dan tentu saja penemuan spektakuler dalam memecahkan seluruh sekuens genom S. cerevisiae merupakan langkah pionir yang menentukan dalam menguak misteri sekuens genom manusia. Hampir semua teknologi frontier, seperti genomik, proteomik, dan nanobioteknologi, menggunakan jamur ini sebagai model. Tidak diragukan lagi bahwa inovasi sains dan teknologi juga akan semakin melaju di bidang bioekonomi. S. cerevisiae, sebagai model sains dan mikroorganisme komersial yang populer, akan terus memegang peranan penting di masa depan.

Di masa depan, S. cerevisiae akan menjadi sel inang yang semakin diperhitungkan dalam pembuatan low volume, high value produk bioteknologi, seperti enzim, bahan-bahan kimia, protein terapi, dan produk pharmaceutical lainnya yang berdaya komersial tinggi. Selain menghasilkan 800.000 ton protein dalam setahun, telah dihasilkan pula 60 juta ton bir, 30 juta ton anggur, dan 600.000 ton jamur ragi. Tak mengherankan mikroorganisme ini merupakan tulang punggung dalam produksi empat komoditas fermentasi terbesar di dunia. Oleh karena itu, biomass jamur (baik untuk industri makanan manusia dan ternak) dan produksi tradisional etanol (untuk industri bir, anggur, minuman suling, dan energi) diperkirakan akan terus menyumbangkan produksi fermentasi terbanyak di dunia.

Dalam bidang energi, jamur ragi sebagai pabrik etanol merupakan suatu strategi alternatif yang telah dikembangkan di beberapa negara, seperti Brasil, Afrika Selatan, dan Amerika Serikat. Saat ini biomass tanaman adalah sumber biofuel yang paling banyak dikembangkan karena harganya yang murah dan persediaannya yang mudah didapat. Sayangnya, salah satu penghambat justru adalah langkanya low-cost technology dalam pengolahan tanaman menjadi etanol. Tentu saja tidak sembarang jamur ragi dipakai, melainkan beberapa strain S. cerevisiae yang telah direkayasa daur metabolismenya secara genetika sehingga dapat menghasilkan etanol secara efektif dan efisien. Biofuel dalam bentuk etanol merupakan salah satu harapan masa depan dari superjamur ini. Alasan utama dari penggunaan etanol adalah sumber energi yang sustainable dan ramah lingkungan serta sangat menguntungkan secara ekonomi makro terhadap komunitas pedesaan (petani).

Seiring dengan itu, krisis energi dalam bentuk minyak bumi diperkirakan akan terjadi sehubungan dengan prediksi bahwa produksi minyak dunia akan memuncak dalam waktu 25 tahun mendatang dan selanjutnya menurun secara drastis. Bagi negara-negara yang relatif miskin sumber daya minyak dan pengekspor minyak dunia, hal ini sangat mengancam kesejahteraan mereka, bahkan dapat mengancam pertahanan dan keamanan mereka.

Oleh karena itu, mereka berpacu dengan waktu untuk mengembangkan dan mengaplikasikan teknologi baru yang dapat memuluskan transisi energi oil menuju energi biofuel yang dapat diperbarui. Tentu saja, bagi negara berkembang seperti Indonesia, pekerjaan rumah yang utama adalah bagaimana memanfaatkan sumber daya hayati jamur di Indonesia sehingga dapat mengembangkan ilmu sekaligus memajukan ekonomi berbasiskan ilmu pengetahuan ini. Beberapa peneliti Indonesia dengan kredibilitas tinggi di beberapa perguruan tinggi dan lembaga penelitian telah menemukan ratusan jenis jamur, bahkan lebih. Langkah selanjutnya adalah bagaimana kekayaan ini dimanfaatkan seoptimal mungkin, baik di bidang sains dasar maupun di bidang bioekonomi.

Sekarang orang melakukan  fermentasi untuk menghasilkan suatu jenis produk dari berbagai jamur, khamir, dan bakteri. Menurut Hidayat Nur, (1992:3) Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel pada keadaan anaerob (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi merupakan salah satu bentuk respirasi anaerob, definisi fermentasi dapat juga dikatakan sebagai perubahan gradual oleh enzim beberapa bakteri, khamir, dan jamur. Contoh perubahan kimia dari fermentasi meliputi pengasaman susu, dekomposisi pati gula menjadi alkohol dan karbon dioksida, serta oksidasi senyawa nitrogen organik.

Sedangkan Buchle K. A, (1987:92-93) mengatakan bahwa Fermentasi diartikan pula sebagai pertumbuhan mikroorgaisme yang terjadi tanpa adanya oksigen. Dari mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi yang paling penting adalah bakteri pembentuk asam laktat, asam asetat, asam sitrat dan beberapa jenis khamir penghasil alkohol. Fermentasi timbul sebagai hasil metabolisme tipe anaerobik. Untuk hidup semua mikroorganisme membutuhkan sumber energi, sumber energi diperoleh dari metabolisme bahan pangan di mana mikroorganisme tersebut berada.

Bahan baku energi yang paling banyak digunakan di antara mikroorganisme adalah glukosa. Sel dari Sacharomyces cereviceae. Berkembang biak dengan cara vegetatif dengan arah menguncup multilateral. Konjugasi isogam/heterogam dapat terjadi setelah pembentukan askus. Dapat berbentuk tonjolan-tonjolan, setiap askus dapat mengandung 1-4 spora dengan berbagai bentuk, spora dapat berkonjugasi disimilasi dan berlangsung dari oksidatif yang disukai sampai kepada fermentatif yang dominan. Dalam biakan cair biasanya terjadi pertumbuhan didasar. Cincin dan partikel dapat terbentuk secara merata yang lebih panjang, senyawa-senyawa gula pada umumnya difermentasikan dengan kuat, dan nitratnya tidak diasimilasikan”.

Budiyanto dan Krisno, (1996:75-77) Dalam proses pembuatan anggur (wine) terjadi proses pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2 akibat dari aktifitas enzim yang dihasilkan oleh sel khamir. Adapun hal-hal yang harus diperhatikan selama proses fermentasi berlangsung adalah: pemilihan khamir, nutrien, kosentrasi gula, keasaman, pemberian oksigen dan suhu dari perasan buah anggur tersebut. Khamir yang digunakan pada proses fermentasi ini harus tahan terhadap kadar alkohol yang tinggi dan mampu beradaptasi dengan SO2. Serta diharapkan mampu menghasilkan alkohol yang tinggi dan menghasilkan asam yang rendah. Selain itu, suhu juga berpengaruh terhadap fermentasi wine. Suhu yang cocok untuk proses ini adalah dibawah 30oC. Semakin rendah suhu fermentasi maka semakin tinggi pula alkohol yang akan dihasilkan. pH yang digunakan untuk pertumbuhan khamir adalah 4-4,5. Untuk menaikkan pH digunakan NaOH, dan untuk menurunkan pH digunakan asam nitrat. Fermentasi anggur (wine) juga dipengaruhi oleh kosentrasi garam logam dalam perasan. Pada kosentrasi yang rendah akan menstimulir aktivitas dan petumbuhan khamir, sedangkan pada kosentrasi yang tinggi akan menghambat pertumbuhan sel khamir. Starter yang ditambahkan pada perasan buah anggur yang akan difermentasi banyaknya 2-5%. Karena hal tersebut dapat memperpendek fase adaptasi. Starter yang digunakan sebaiknya mempunyai kadar alkohol lebih dari 4%. Hal ini berguna untuk menekan pertumbuhan mikroorganisme yang merusak atau mengkontaminasi. Starter yang baik adalah starter dari biakan murni yang dapat diisolasi dari buah. Media starter dibuat dari must yang sudah disterilisasikan antara 2-5% volume dan yang telah diinokulasikan dengan khamir.

Dorland, (1989:831) mendefinisikan “Pasteurisasi adalah proses pemanasan susu atau cairan lainnya hingga suhu moderat selama waktu tertentu, seringkali pada suhu 60oC selama 30 menit, yang mematikan sebagian besar bakteri patogen dan dapat menghambat perkembangan bakteri yang lainnya”.

Dari situs www.wikipedia.org menyatakan bahwa:

Anggur atau wine adalah minuman beralkohol yang terbuat dari sari anggur jenis Vitis vinifera yang biasanya hanya tumbuh di area 30 hingga 50 derajat lintang utara dan selatan. Minuman beralkohol yang dibuat dari sari buah lain yang kadar alkoholnya berkisar di antara 8% hingga 15% biasanya disebut sebagai wine buah (fruit wine). Wine dibuat melalui fermentasi gula yang ada di dalam buah anggur.

Wine terdiri atas beberapa jenis, adapun jenis-jenis wine antara lain :

Red Wine adalah wine yang dibuat dari anggur merah (red grapes).

White Wine adalah wine yang dibuat dari anggur putih (white grape).

Rose Wine adalah wine yang berwarna merah muda, dibuat dari anggur merah namun dengan proses ekstraksi warna yang lebih singkat dibandingkan dengan proses pembuatan Red Wine. Di daerah Champagne, kata Rose Wine mengacu pada campuran antara White Wine dan Red Wine.

Sparkling Wine adalah wine yang mengandung cukup banyak gelembung karbondioksida di dalamnya. Hanya Sparkling Wine yang dibuat dari anggur yang tumbuh di desa Champagne dan diproduksi di desa Champagne yang boleh disebut, dan diberi label Champagne.

Sweet Wine adalah wine yang masih banyak mengandung gula sisa hasil fermentasi (residual sugar) sehingga rasanya menjadi manis.

Fortified Wine adalah wine yang mengandung alkohol lebih tinggi dibandingkan dengan wine biasa (antara 15 % hingga 20,5 %). Kadar alkohol yang tinggi ini adalah hasil dari penambahan spirit pada proses pembuatannya.

Hidayat Nur, (1992:180) ”Biasanya dalam proses fermentasi alkohol digunakan khamir dari strain Saccaromyces cereviceae. Strain S. ellipsoids juga sering digunakan. Khamir ini dapat mengubah glukosa menjadi alkohol dan CO2.

Ciri-ciri kultur yang baik adalah :

Mudah tumbuh

Tahan alkohol dan gula tinggi, efisiensi dalam mengubah karbohidrat menjadi alkohol.

Suhu pertumbuhan maksimum adalah 900 C dan tidak banyak berubah karena adanya perubahan pH, suhu dan tekanan osmose”.

Fermentasi Wine

Keanekaragaman pangan yang ada di nusantara ini tidak terlepas dari kondisi sosial-budaya masyarakat Indonesia yang beranekaragam baik budaya, adat istiadat maupun gaya hidup. Jika diperhatikan dengan seksama tidak sedikit dari produk pangan yang dikembangkan merupakan hasil dari proses fermentasi yang menggunakan khamir untuk prosesnya. Salah satu contoh proses fermentasi yaitu pada proses pembuatan wine. Wine bisa dibuat dengan bioproses traditional maupun modern. Anggur merupakan salah satu bahan baku yang dapat digunakan dalam pembuatan wine karena memiliki kandungan glukosa yang tinggi yaitu antara 75-150 mg/ml. Dalam proses fermentasinya khamir yang biasa digunakan yaitu saccharomyces cerevisiae.

Pada pembuatan wine tedapat tahapan-tahapan proses:

Penghancuran dan perlakuan anggur sebelum fermentasi

Proses pertamakali yang dilakukan adalah menghancurkan anggur. Untuk wine putih kulit dari anggur dihilangkan, sedangkan untuk wine merah, anggur dihancurkan beserta kulitnya. Setelah itu dilakukan pendinginan pada suhu 5 – 10 o C dalam waktu antara 24 – 48 jam dengan bantuan enzim pectolitic untuk menghancurkan material anggur. Secara tradisional fermentasi dari anggur dapat dilakukan di dalam tangki kayu yang besar, tetapi kebanyakan wine modern sekarang sudah menggunakan tangki stainless steel yang canggih, dengan kelengkapan alat seperti pengontrol suhu, alat pembersih dan lainnya. Anggur putih secara umum difermentasi pada suhu 10-18oC dengan waktu yang dibutuhkan antara 7-14 hari, sedangkan Anggur merah membutuhkan waktu fermentasi kurang lebih 7 hari dengan suhu antara 20-30oC.

Fermentasi Malolactic

Fermentasi ini terjadi alami dan membutuhkan waktu antara 2 sampai 3 minggu setelah fermentasi alkohol selesai, dan berakhir antara 2 sampai 4 minggu
Reaksi ini mengubah dekarboksilasi L-malic acid menjadi L-lactic acid dengan menurunkan kadar keasaman wine dan menaikkan pH antara 0,3 sampai 0,5. Penurunan kadar keasaman dengan fermentasi ini membuat wine lebih lembut, rasa yang matang dan rasa yang lebih menarik. Tidak semua jenis wine memerlukan proses fermentasi malolactic.

Proses setelah fermentasi

Kebanyakan wine putih tidak untuk disimpan dalam jangka waktu yang lama setelah fermentasi alkohol atau fermentasi malolactic selesai. Sedangkan wine merah dapat disimpan antara 1 sampai 2 tahun dalam tangki kayu. Pada wine merah, lamanya penyimpanan bertujuan untuk perkembangan rasa antara wine dan ekstrak komponen dari tangki kayu, yang perlu diperhatikan selama penyimpanan dan penuaan adalah pengeluaran oksigen dan penambahan dari sulfur dioksida ke level bebas antara 20 sampai 25 μg/ml. Sebelum pengemasan, wine mungkin disimpan di tempat yang bersuhu dingin antara 5-10oC untuk mengendapkan kotoran.

Wine dengan proses fermentasi alkohol, fermentasi malolactic dan penuaan memiliki cita rasa tersendiri yang berasal dari anggur dan proses operasinya. Hal ini terjadi karena kontribusi anggur dari banyak komponen yang mudah menguap sehingga memberikan variasi rasa pada wine.

 

TEKNOLOGI PRODUKSI ALKOHOL YANG KONVERSIONAL

PROSES PEMBUATAN BIOETHANOL BERKADAR 90 % DARI BAHAN BAKU UBI KAYU (SINGKONG-CASSAVA)

1. SEKILAS TENTANG BIOETHANOL

Ethanol merupakan senyawa Hidrokarbon dengan gugus Hydroxyl (-OH) dengan 2 atom karbon (C) dengan rumus kimia C2H5OH. Secara umum Ethanol lebih dikenal sebagai Etil Alkohol berupa bahan kimia yang diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung karbohidrat (pati) seperti ubi kayu,ubi jalar,jagung,sorgum,beras,ganyong dan sagu yang kemudian dipopulerkan dengan nama Bioethanol.

Bahan baku lain-nya adalah tanaman atau buah yang mengandung gula seperti tebu,nira,buah mangga,nenas,pepaya,anggur,lengkeng,dll. Bahan berserat (selulosa) seperti sampah organik dan jerami padi pun saat ini telah menjadi salah satu alternatif penghasil ethanol. Bahan baku tersebut merupakan tanaman pangan yang biasa ditanam rakyat hampir di seluruh wilayah Indonesia,sehingga jenis tanaman tersebut merupakan tanaman yang potensial untuk dipertimbangkan sebagai sumber bahan baku pembuatan bioethanol. Namun dari semua jenis tanaman tersebut, ubi kayu merupakan tanaman yang setiap hektarnya paling tinggi dapat memproduksi bioethanol. Selain itu pertimbangan pemakaian ubi kayu sebagai bahan baku proses produksi bioethanol juga didasarkan pada pertimbangan ekonomi. Pertimbangan ke-ekonomian pengadaan bahan baku tersebut bukan saja meliputi harga produksi tanaman sebagai bahan baku, tetapi juga meliputi biaya pengelolaan tanaman, biaya produksi pengadaan bahan baku, dan biaya bahan baku untuk memproduksi setiap liter ethanol.

Secara umum ethanol biasa digunakan sebagai bahan baku industri turunan alkohol, campuran untuk miras, bahan dasar industri farmasi, kosmetika dan kini sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan bermotor. Mengingat pemanfaatan ethanol beraneka ragam, sehingga grade ethanol yang dimanfaatkan harus berbeda sesuai dengan penggunaannya. Untuk ethanol yang mempunyai grade 90-95% biasa digunakan pada industri, sedangkan ethanol/bioethanol yang mempunyai grade 95-99% atau disebut alkohol teknis dipergunakan sebagai campuran untuk miras dan bahan dasar industri farmasi. Sedangkan grade ethanol/bioethanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan bermotor harus betul-betul kering dan anhydrous supaya tidak menimbulkan korosif, sehingga ethanol/bio-ethanol harus mempunyai grade tinggi antara 99,6-99,8 % (Full Grade Ethanol = FGE). Perbedaan besarnya grade akan berpengaruh terhadap proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air.

Bioethanol atau Ethanol (Alkohol)


2. PROSES PRODUKSI BIO-ETHANOL

Produksi ethanol/bioethanol (atau alkohol) dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat dan tetes menjadi bioethanol ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Konversi Bahan Baku Tanaman Yang Mengandung Pati Atau Karbohidrat Dan Tetes Menjadi Bio-Ethanol

Bahan Baku

Kandungan Gula Dalam Bahan Baku

(Kg)

Jmlh Hasil Konversi Bioethanol (Liter)

Perbandingan Bahan Baku dan Bioethanol

Jenis

Konsumsi (Kg)

Ubi Kayu

1000

250-300

166,6

6,5 : 1

Ubi Jalar

1000

150-200

125

8 : 1

Jagung

1000

600-700

200

5 : 1

Sagu

1000

120-160

90

12 : 1

Tetes

1000

500

250

4 : 1

Glukosa dapat dibuat dari pati-patian, proses pembuatannya dapat dibedakan berdasarkan zat pembantu yang dipergunakan, yaitu Hydrolisa asam dan Hydrolisa enzyme. Berdasarkan kedua jenis hydrolisa tersebut, saat ini hydrolisa enzyme lebih banyak dikembangkan, sedangkan hydrolisa asam (misalnya dengan asam sulfat) kurang dapat berkembang, sehingga proses pembuatan glukosa dari pati-patian sekarang ini dipergunakan dengan hydrolisa enzyme. Dalam proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air dilakukan dengan penambahan air dan enzyme; kemudian dilakukan proses peragian atau fermentasi gula menjadi ethanol dengan menambahkan yeast atau ragi. Reaksi yang terjadi pada proses produksi ethanol/bio-ethanol secara sederhana ditujukkan pada reaksi 1 dan 2.

H2O
(C6H10O5)n —————————-N C6H12O6 (1)
enzyme
(pati) ———————————— (glukosa)

(C6H12O6 )n —————————-2 C2H5OH + 2 CO2. (2)
yeast (ragi)
(glukosa) ——————————– (ethanol)

Selain ethanol/bioethanol dapat diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat, juga dapat diproduksi dari bahan tanaman yang mengandung selulosa (mis: jerami padi), namun dengan adanya lignin mengakibatkan proses penggulaannya menjadi lebih sulit, sehingga pembuatan ethanol/bioethanol dari selulosa sementara ini tidak kami rekomendasikan. Meskipun teknik produksi ethanol/bioethanol merupakan teknik yang sudah lama diketahui, namun ethanol/bioethanol untuk bahan bakar kendaraan memerlukan ethanol dengan karakteristik tertentu yang memerlukan teknologi yang relative baru di Indonesia antara lain mengena ineraca energi (energy balance) dan efisiensi produksi, sehingga penelitian lebih lanjut mengenai teknologi proses produksi ethanol masih perlu dilakukan.Secara singkat teknologi proses produksi ethanol/bioethanol tersebut dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu Persiapan Bahan Baku, Liquefikasi dan Sakarifikasi, Fermentasi, Distilasi, dan Dehidrasi.

I. Persiapan Bahan Baku

Bahan baku untuk produksi biethanol bisa didapatkan dari berbagai tanaman, baik yang secara langsung menghasilkan gula sederhana semisal Tebu (sugarcane), gandum manis (sweet sorghum) atau yang menghasilkan tepung seperti jagung (corn), singkong (cassava) dan gandum (grain sorghum) disamping bahan lainnya. Persiapan bahan baku beragam bergantung pada jenis bahan bakunya, sebagai contoh kami menggunakan bahan baku Singkong (ubi kayu). Singkong yang telah dikupas dan dibersihkan dihancurkan untuk memecahkan susunan tepungnya agar bisa berinteraksi dengan air secara baik.

Penghancuran Singkong

Pemasakan bahan baku

II. Liquifikasi dan Sakarifikasi

Kandungan karbohidrat berupa tepung atau pati pada bahan baku singkong dikonversi menjadi gula komplex menggunakan Enzym Alfa Amylase melalui proses pemanasan (pemasakan) pada suhu 90 derajat celcius (hidrolisis). Pada kondisi ini tepung akan mengalami gelatinasi (mengental seperti Jelly). Pada kondisi optimum Enzym Alfa Amylase bekerja memecahkan struktur tepung secara kimia menjadi gula komplex (dextrin). Proses Liquifikasi selesai ditandai dengan parameter dimana bubur yang diproses berubah menjadi lebih cair seperti sup. Sedangkan proses Sakarifikasi (pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana) melibatkan tahapan sebagai berikut :

-Pendinginan bubur sampai mencapai suhu optimum Enzym Glukosa Amylase bekerja.
-Pengaturan pH optimum enzim.
-Penambahan Enzym Glukosa Amilase secara tepat dan mempertahankan pH serta temperatur pada suhu 60 derajat celcius hingga proses Sakarifikasi selesai (dilakukan dengan melakukan pengetesan kadar gula sederhana yang dihasilkan).

   

Liquefikasi dan Sakarifikasi

III. Fermentasi

Pada tahap ini, tepung telah telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dengan kadar gula berkisar antara 5 hingga 12 %. Tahapan selanjutnya adalah mencampurkan ragi (yeast) pada cairan bahan baku tersebut dan mendiamkannya dalam wadah tertutup (fermentor) pada kisaran suhu optimum 27 s/d 32 °C. selama kurun waktu 5 hingga 7 hari (fermentasi secara anaerob). Keseluruhan proses membutuhkan ketelitian agar bahan baku tidak terkontaminasi oleh mikroba lain. Dengan kata lain, dari persiapan baku, liquifikasi, sakarifikasi, hingga fermentasi harus pada kondisi bebas kontaminan. Selama proses fermentasi akan menghasilkan cairan etanol/alkohol dan CO2.

Hasil dari fermentasi berupa cairan mengandung alkohol/ethanol berkadar rendah antara 7 hingga 10 % (biasa disebut cairan Beer). Pada kadar ethanol max 10 % ragi menjadi tidak aktif lagi,karena kelebihan alkohol akan beakibat racun bagi ragi itu sendiri dan mematikan aktifitasnya.

Fermentasi bahan baku bioethanol

IV. Distilasi.

Distilasi atau lebih umum dikenal dengan istilah penyulingan dilakukan untuk memisahkan alkohol dalam cairan beer hasil fermentasi. Dalam proses distilasi, pada suhu 78 derajat celcius (setara dengan titik didih alkohol) ethanol akan menguap lebih dulu ketimbang air yang bertitik didih 100 derajat celcius. Uap ethanol didalam distillator akan dialirkan kebagian kondensor sehingga terkondensasi menjadi cairan ethanol. Kegiatan penyulingan ethanol merupakan bagian terpenting dari keseluruhan proses produksi bioethanol. Dalam pelaksanaannya dibutuhkan tenaga operator yang sudah menguasai teknik penyulingan ethanol. Selain operator, untuk mendapatkan hasil penyulingan ethanol yang optimal dibutuhkan pemahaman tentang teknik fermentasi dan peralatan distillator yang berkualitas.

Penyulingan ethanol dapat dilakukan dengan 2 (dua) cara :

1. Penyulingan menggunakan teknik dan distillator tradisional (konvensional). Dengan cara ini kadar ethanol yang dihasilkan hanya berkisar antara antara 20 s/d 30 %.

2. Penyulingan menggunakan teknik dan distillator model kolom reflux (bertingkat). Dengan cara dan distillator ini kadar ethanol yang dihasilkan mampu mencapai 60-90 % melalui 2 (dua) tahapan penyulingan.

V. Dehidrasi

Hasil penyulingan berupa ethanol berkadar 95 % belum dapat larut dalam bahan bakar bensin. Untuk substitusi BBM diperlukan ethanol berkadar 99,6-99,8 % atau disebut ethanol kering. Untuk pemurnian ethanol 95 % diperlukan proses dehidrasi (distilasi absorbent) menggunakan beberapa cara,antara lain : 1. Cara Kimia dengan menggunakan batu gamping 2. Cara Fisika ditempuh melalui proses penyerapan menggunakan Zeolit Sintetis. Hasil dehidrasi berupa ethanol berkadar 99,6-99,8 % sehingga dapat dikatagorikan sebagai Full Grade Ethanol (FGE),barulah layak digunakan sebagai bahan bakar motor sesuai standar Pertamina. Alat yang digunakan pada proses pemurnian ini disebut Dehidrator.

 

Proses penyulingan ethanol dengan alat konvensional

   

Penyulingan (distilasi) ethanol menggunakan distillator model kolom reflux

Cairan ethanol dari proses distilasi

 

Bioethanol kadar 95-96 % (alkohol teknis)

 

 

Pengukuran kadar ethanol (alkohol)

VI. Hasil samping penyulingan ethanol.

Akhir proses penyulingan (distilasi) ethanol menghasilkan limbah padat (sludge) dan cair (vinase). Untuk meminimalisir efek terhadap pencemaran lingkungan, limbah padat dengan proses tertentu dirubah menjadi pupuk kalium,bahan pembuatan biogas,kompos,bahan dasar obat nyamuk bakar dan pakan ternak. Sedangkan limbah cair diproses menjadi pupuk cair. Dengan demikian produsen bioethanol tidak perlu khawatir tentang isu berkaitan dengan dampak lingkungan.

 

Limbah padat (sludge)

 

Limbah cair (Vinase)

 

TEKNOLOGI PRODUKSI ALKOHOL YANG MODERN

Hydrogen Production

Konversi biomassa menjadi hidrogen secara biologi dapat dilakukan dengan proses photofermentation maupun darkfermentation. Perolehan hidrogen dengan dark fermentation hanya mencapai 10-20% dari jumlah kandungan hidrogen dalam bahan organik teoretik. Perolehan hidrogen bervariasi dari 0,52 mol/mol heksosa yang diperoleh jika menggunakan subtrat molase dalam batch culture Enterobacter aerogenes, hingga 2,3 mol/mol heksosa jika menggunakan glukosa sebagai substrat dalam continuous culture Clostridium butyricum. Selain perolehan yang rendah, permasalahan lain yang ada dalam produksi hidrogen secara fermentasi adalah konsumsi hidrogen oleh organisme lain seperti metanogenik sehingga substrat awal harus di sterilisasi terlebih dahulu dan menggunakan inokulum yang dalam keadaan murni. Proses produksi hidrogen yang berdiri sendiri dengan cara ini masih tidak laik untuk diaplikasikan saat ini.

Methane Production

Dalam ekosistem anaerobik degradasi biomassa (yang tak tersterilisasi) secara normal dapat mengikuti jalur yang diilustrasikan pada Fig 1. Jika tidak ada akseptor elektron anorganik seperti sulfat atau nitrat, metana menjadi produk akhir proses karena semua senyawa intermediet dari bakteri fermentasi dapat di degradasi menjadi metana, karbondioksida, dan air. Hampir 90% energi dalam biomassa terkonversi menjadi produk akhir dan hanya 10% digunakan untuk bakteri fermentasi. Dalam tahap akhir proses pembentukan metana, karbon (dalam biomassa) hampir sepenuhnya diubah menjadi keadaan paling teroksidasi (CO2) dan paling tereduksi (CH4). Hanya 4% energi digunakan unuk mikroorganisme dan 86% energi terkandung dalam metana.

Dalam proses fermentasi metanogenik secara umum diperoleh perolehan metana mendekati perolehan maksimum teoretik 3 mol CH4/mol glukosa.

Production Biofuels Using the Maxifuel Concept

Proses produksi hidrogen, metana, dan bioetanol dapat dilangsungkan secara terintegrasi, seperti dalam Maxifuel concept (ilustrasi Fig 2). Konsep ini didesain untuk produksi Etanol dari bahan lignoselulosa, untuk menghasilkan jumlah biofuel yang maksimum per unit raw material dan memanfaatkan residu untuk konversi lebih lanjut menjadi energi. Produk utama bioetanol digunakan untuk bahan bakar transportasi dan penekanan proses ini untuk optimasi produksi etanol. Produksi biofuel yang lain seperti metana, hidrogen, dan produk bernilai lain seperti bahan bakar padat akan menambah nilai lebih pada proses. Proses ini juga ramah lingkungan karena dilakukan recycle dan reuse aliran keluaran. Pengembangan produksi etanol berbasis bahan lignoselulosa dapat diintegrasikan lebih lanjut dalam produksi bioetanol konvensional dari bahan jagung, dimana residu jagung dan fiber dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan produktivitas 20% seperti tertera pada ilustrasi Fig 3.

 

 

 Lebih dari 19% bahan baku terpisahkan sebagai padatan, yang dapat dimanfaatkan untuk proses pembakaran. Jika diinginkan, fraksi ini dapat ditingkatkan, sebaliknya jika tidak diinginkan dapat diresirkulasi pada proses pretreatment bersama dengan bahan baku. Neraca massa dari proses Maxifuel dapat dilihat pada ilustrasi Fig 4. Pilot plant proses ini telah di buat di Technical University of Denmark, DTU (ilustrasi Fig 5) dan konsep ini akan didemonstrasikan pada tahun 2008.

 

 

Proses Maxifuel yang telah dipatenkan terdiri dari beberapa tahapan sebagai berikut:

  1. PretreatmentProses pretreatment dari bahan lignoselulosa lebih intensif dibandingkan dengan bahan gula dan bahan berpati. Metode pretreatment bahan lignoselulosa sekarang ini mengonsumsi 30-40% biaya total untuk produksi bioetanol.
  2. Hydrolysis
    Hidrolisa keluaran tahap pretreatment direaksikan dengan enzim untuk memecah selulosa dan hemiselulosa menjadi heksosa dan pentosa sehingga dapat di fermentasi mejadi etanol. Harga enzim sangat mahal, sehingga penelitian untuk mendapatkan enzim dengan aktivitas tinggi dan harga murah adalah kunci untuk mengatasi hambatan ini. Adapun cara lain untuk mereduksi biaya adalah dengan melakukan recycle loops untuk mengumpan balik enzim dalam tangki hidrolisis enzimatik.
  3. Fermentation of C6 sugars

Tahap hidrolisis dapat dioptimalkan dengan melakukan kombinasi hidrolisis enzymatik bersamaan dengan proses fermentasi oleh ragi (simultaneous saccharification and fermentation, SSF). Temperatur optimum enzim yang lebih tinggi dari pada temperatur optimum ragi dapat mengurangi keuntungan menggunakan proses SSF dibandingkan dengan proses terpisah. Ragi roti Saccharomyces cerevisiae digunakan untuk menghasilkan etanol, dan telah banyak digunakan dalam produksi skala industrial. Produktivitas etanol yang besar serta toleran terhadap etanol dan inhibitor lain dalam hidrolisa biomassa adalah alasan penting digunakannya organisme ini, meskipun proses fermentasi xylose organisme ini kurang.

  1. Separation
    Setelah fermentasi glukosa oleh ragi dalam konsep Maxifuel, lignin dipisahkan dengan menggunakan filter, yang sangat mungkin didapatkan lignin dengan berat kering yang tinggi untuk menghindari pembuangan xylose dan etanol yang berada dalam fasa likuid.
  2. Fermentation of C5 sugars

Gula residu dalam hidrolisat setelah proses fermentasi oleh ragi di fermentasikan lagi menggunakan mikroorganisme termofilik, Thermobacter BG1. Modifikasi genetik pada mikroorganisme ini dapat menghasilkan 38,7 g/L atau 5,4% v/v etanol dalam sistem kontinu dari hidrolisa bahan nondetoxified lignoselulosa. Temperatur pertumbuhan pada 75oC memberi kemudahan untuk proses distilasi etanol dari reaktor. Operasi pada kondisi termofilik dapat menurunkan pengaruh kontaminasi, yang merupakan hambatan utama proses fermentasi pada kondisi mesofilik. Selama proses fermentasi gula residu ini, 0,5 sampai 1,1 mol hidrogen/mol substrat dihasilkan sebagai produk samping. Untuk optimasi kelayakan, proses fermentasi termofilik bioetanol dilakukan dalam sistem reaktor terimobilisasi. Imobilisasi organisme ini dalam up flow reactor meningkatkan toleransi etanol, meningkatkan konversi substrat, dan menurunkan sensitivitas ketidakseimbangan proses fermentasi

  1. Anaerobic digestion of process water and recirculation

Efluen dari produksi bioetanol masih mengandung bahan organik yang besar, kecuali karbohidrat. Anaerobik digestion telah lama digunakan untuk mengolah limbah yang mengandung zat organik dalam konsentrasi yang tinggi. Keuntungan proses ini antara lain menstabilkan aliran limbah, efisiensi reduksi kandungan zat organik tinggi, dan produksi metana sebagai bahan baku energi. Pendapatan dari produksi metana dapat mengurangi biaya produksi bioetanol hingga mencapai 34%. Efluen dari tahap fermentasi mengandung lignin berberat molekul rendah yang dihasilkan selama proses fisik-kimia pada tahap pretreatment, yang berupa senyawa aromatik. Senyawa aromatik ini secara umum sukar di degradasi pada proses anaerob, dan jika digunakan kembali akan menginhibisi proses fermentasi. Oleh karena itu, pencapaian dalam proses purifikasi anaerobik yang dapat mendegradasi senyawa ini sangat penting dilakukan.

Bio/Catalytic Refineries

Perkembangan lanjut biorefineries dapat dilakukan dengan teknik hibrida menggabungkan proses konversi biologi dengan proses hilir katalitik. Proses dalam autothermal reformer dengan efisiensi tinggi dapat mengubah 1 mol etanol menjadi 5 mol hidrogen. Jika digabungkan dengan proses biologi dimana 2 mol etanol dihasilkan dari setiap molekul gula (glukosa) perolehan hidrogen dalam dua tahap menjadi 83 % dari nilai maksimum teoretik, lebih besar jika dibandingkan dengan proses fermentasi yang hanya mencapai 10-20%. Selain itu, dihasilkan juga hidrogen dari proses fermentasi termofilik yang akan menambah perolehan hidrogen pada keseluruhan proses mendekati nilai maksimal teoretik yaitu 12 mol hidrogen/mol monosakarida.

Hidrogen dipandang sebagai salah satu energi masa depan. Pengenalan proses hilir konversi katalitik biofuel memungkinkan digunakannya bahan bakar yang tidak memerlukan perlakuan yang lebih kompleks (etanol untuk menghasilkan hidrogen) untuk alat transportasi dengan menggabungkan teknologi fuel cell.

Integrated Conventional and Bio/Catalytic Refineries

Adanya perhatian dan perkembangan yang pesat pemanfaatan biomassa sebagai bahan baku energi, tidak menutup kemungkinan bahan bakar minyak akan terganti semua dalam kurun waktu 50 tahun. Integrasi antara conventional refineries dengan bio/catalytic refineries akan menimbulkan kesinergian dalam proses, ketersediaan bahan kimia, dan logistik. Beberapa aliran proses, limbah, dan panas dari conventional refinery dapat dimanfaatkan dalam biorefinery (ilustrasi Fig 6). Air pendingin dan beberapa aliran efluen dapat digunakan sebagai air proses dalam biorefinery. Conventional refinery memiliki sejumlah besar energi dengan temperatur rendah yang dapat ditukar dan dimanfaatkan untuk energi proses dalam biorefinery. Produk biorefinery dapat digunakan sebagai bahan baku untuk bermacam-macam proses dalam conventional refinery. Sebagai contoh, etanol digunakan sebagai bahan campuran produk gasolin.

Hidrogen yang dihasilkan dari proses biologi dapat dimanfaatkan untuk proses hidrogenasi dalam conventional refiery. Methane dari proses biorefinery dapat digunakan untuk bahan bakar, dan dapat juga digunakan sebagai bahan baku proses reformasi katalitik untuk menghasilkan hidrogen. Dapat juga digunakan untuk menghasilkan gas sintesis (CO/H2), yang dapat dimanfaatkan dalam proses gas to liquids atau produksi metanol. Adanya tahap proses katalitik antara kedua refinery ini dapat meningkatkan keuntungan dua kali lipat , karena hidrokarbon keluaran proses katalitik dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku proses refining lebih lanjut pada coventional refinery.

KAJIAN ISLAM TENTANG BIOTEKNOLOGI DAN PENGETAHUAN.

 

Surah Ath Thalaaq Ayat 12:

Artinya: Allah-lah yang menciptakan tujuh langit dan seperti itu pula bumi. Perintah Allah berlaku padanya, agar kamu mengetahui bahwasanya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu, dan sesungguhnya Allah, ilmu-Nya benar-benar meliputi segala sesuatu.  

 Penjelasan: Dari ayat diatas dapat diartikan bahwa semua yang ada di dunia ini adalah ciptaan Allah dan terjadi karena kehendak Allah.

Surah Al-Furqon (25) Ayat 2:

Artinya: Yang kepunyaan-Nya yang memiliki 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 serapi-rapinya.

Penjelasan: Pada ayat tersebut menjelaskan segala sesuatu yang diciptakan Allah SWT mempunyai sifat-sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup. Dimana yang ada dibumi ini terdapat keanekaragaman organisme baik yang mikro ataupun makro yang tiap-tiap individu tersebut dapat menunjukkan karakteristik dan kelompoknya berdasarkan bentuk ukurannya.

Surat An-Nur (24) Ayat 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.

 Penjelasan: Pada ayat tersebut menjelaskan segala sesuatu yang ada di alam adalah ciptaan Allah SWT. Dari berbagai macam penciptaan-Nya merupakan dasar maksud yang dikehendaki-Nya. Dimana Allah menciptakan makhluknya dengan bentuk bermacam-macam berdasarkan lingkungan yang ditempatinya. Dengan demikian, secara tidak langsung Allah SWT telah menunjukkan kebesarannya dengan menggambarkan ciri-ciri hewan air tersebut yang merupakan salah satu makhluk ciptaan-Nya.

 

Daftar pustaka

Anonymous. 2011. TEKNIK%20PEMBUATAN%20BIOETHANOL%20DARI%20UBI%20 KAYU.htm

Anonymous. 2011. Bukan/bhn%20blog/Bagaimana%20mikroorganisme%20bisa%20 menghasilkan%20alkohol%20%20%C2%AB%20Just%20for%20sharing%ideas.htm

Bioscience and Technology, BioCentrum-DTU, Technical University of Denmark.

Hadioetomo, R. S. (1983), “Mikrobiologi dalam Praktek; Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium”, Bagian Mikrobiologi,FMIPA, IPB.

Indquist, J. 1998. General Overview of The Lactic Acid Bacteria. Departement of Bacteriology, University of Wisconsin. Madison. Food Science (324), 102.

Palmqvist, E. 1998. Fermentation of lignocellulosic hydrolysates: inhibation and    detoxification. Doctoral thesis, Lund University, Lund, Sweden.

Prakasham, R.S. dan Ramakrishna, S. V. (1998), Microbial fermentations with immobilized cells, Lecture Handouts, Biochemical and Environmental Engineering, Indian Institute of Chemical Technology, India.

Priani, Nunuk. 2003. Metabolisme Bakteri. http://www.iptek.net.id/ind/pd tanobat/view.php?mnu=2&id=251. 20 JAnuari 2010-01-27

Priani, Nunuk. 2003. Metabolisme Bakteri. http://www.iptek.net.id/ind/pdtanobat

/view.php?mnu=2&id=251. 20 JAnuari 2010-01-27

Schlegel, HG. 1994. Mikrobiologi Prakasham, R.S. dan Ramakrishna, S. V. (1998), Microbial fermentations with immobilized cells, Lecture Handouts, Biochemical and Environmental Engineering, Indian Institute of Chemical Technology, India.

Schlegel, HG. 1994. Mikrobiologi Tripetchkul, S., Tonokawa, M., dan Ishizaki, A. (1992), “    Ethanol Production by

UPAYA MEMPERTAHANKAN VIABILITAS MIKROORGANISME AKIBAT PENGARUH LINGKUNGAN

PENDAHULUAN

Sejarah Mikrobiologi Penemuan Mikroba

Definisi mikroba adalah sebagai ilmu yang mempelajari tentang organisme mikroskopis. Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, mikros = kecil, bios = hidup dan logos = ilmu. Ilmuwan menyimpulkan bahwa mikroorganisme sudah dikenal lebih kurang 4 juta tahun yang lalu dari senyawa organik kompleks yang terdapat di laut, atau mungkin dari gumpalan awan yang sangat besar yang mengelilingi bumi. Sebagai makhluk hidup pertama di bumi, mikroorganisme diduga merupakan nenek moyang dari semua makhluk hidup. Awal perkembangan ilmu mikrobiologi pada pertengahan abad 19 oleh beberapa ilmuwan dan telah membuktikan bahwa mikroorganisme berasal dari mikroorganisme sebelumnya bukan dari tanaman ataupun hewan yang membusuk. Selanjutnya ilmuwan membuktikan bahwa mikroorganisme bukan berasal dari proses fermentasi tetapi merupakan penyebab proses fermentasi, misalnya buah anggur menjadi minuman yang mengandung alkohol. Ilmuwan juga menemukan bahwa mikroba tertentu menyebabkan penyakit tertentu.            Pengetahuan ini merupakan awal pengenalan dan pemahaman akan pentingnya mikroorganisme bagi kesehatan dan kesejahteraan manusia. Awal abad 20 ahli mikrobiologi telah meneliti bahwa mikroorganisme mampu menyebabkan berbagai macam perubahan kimia baik melalui penguraian maupun sintesis senyawa organik yang baru. Hal inilah yang disebut dengan biohemial divesity atau keaneka ragaman biokimia yang menjadi ciri khas mikroorganisme. Disamping itu, yang penting lainnya adalah mekanisma kimia oleh mikroorganisme sangat mirip dengan unity in biochemistry yang artinya bahwa proses biokimia pada mikroorganisme adalah sama dengan proses biokimia pada semua makhluk hidup termasuk manusia. Bukti yang lebih baru menunjukkan bahwa informasi genetik pada semua organisme dari mikroba hingga manusia adalah DNA.

      Pengambilan informasi genetika dari mikrorganisme karena sifatnya sederhana dan perkembangbiakan yang sangat cepat serta adanya berbagai variasi metabolisma. Saat ini mikroorganisme diteliti secara insentif untuk mengetahui dasar fenomena biologi. Mikroorganisme juga merupakan sebagai sumber produk dan proses yang menguntungkan masyarakat, misalnya: alkohol yang dihasilkan melalui proses fermentasi dapat digunakan sebagai sumber energi. Strain-strain dari mikroorganisme yang dihasilkan melalui proses rekayasa genetika dapat diterima. Sekarang insulin yang dibutuhkan manusia dapat diproduksi dalam jumlah tak terhingga oleh bakteri yang telah direkayasa. Mikroorganisme juga mempunyai potensi yang cukup besar untuk membersihkan lingkungan, misalnya: dari tumpukan minyak di lautan dipergunakan sebagai herbisida dan insektisida di bidang pertanian. Hal ini karena mikroorganisme mempunyai kemampuan untuk mendekomposisi/menguraikan senyawa kimia komplek.       Kemampuan mikroorganisme yang telah direkayasa untuk tujuan tertentu menjadikan lahan baru dalam mikrobiologi industri yang dikenal dengan bioteknologi. Jika anda membaca tentang mikroorganisme anda akan menghargai, mengagumi mikroorganisme seperti bakteri, alga, protozoa dan virus merupakan organisme yang sering tidak terlihat. Beberapa diantaranya bersifat patogen bagi manusia, hewan maupun tumbuhan. Beberapa dapat menyebabkan lapuknya kayu dan besi. Tetapi banyak diantaranya berperan penting dalam lingkungan sebagai dekomposer. Beberapa diantaranya digunakan dalam menghasilkan (manufacture) substansi yang penting di bidang kesehatan maupun industri makanan.

Leewenhoek dan Mikroskopnya

      Antony van Leeuwenhoek (1632–1723) sebenarnya bukan peneliti atau ilmuwan yang profesional. Profesi sebenarnya adalah sebegai wine terster di kota Delf, Belanda. Ia biasa menggunakan kaca pembesar untuk mengamati serat-serat pada kain. Sebenarnya ia bukan 3 orang pertama dalam penggunaan mikroskop, tetapi rasa ingin tahunya yang besar terhadap alam semesta menjadikannya salah seorang penemu mikrobiologi.

      Leewenhoek menggunakan mikroskopnya yang sangat sederhana untuk mengamati air sungai, air hujan, saliva, feses dan lain sebagainya. Ia tertarik dengan banyaknya benda-benda bergerak tidak terlihat dengan mata biasa. Ia menyebut benda-benda bergerak tadi dengan animalcule yang menurutnya merupakan hewan-hewan yang sangat kecil. Penemuan ini membuatnya lebih antusias dalam mengamati benda-benda tadi dengan lebih meningkatkan fungsi mikroskopnya. Hal ini dilakukan dengan menumpuk lebih banyak lensa dan memasangnya di lempengan perak. Akhirnya Leewenhoek membuat 250 mikroskop yang mampu memperbesar 200–300 kali. Leewenhoek mencatat dengan teliti hasil pengamatan tersebut dan mengirimkannya ke British Royal Society. Salah satu isi suratnya yang pertama pada tanggal 7 September 1974 ia menggambarkan adanya hewan yang sangat kecil, sekarang dikenal dengan protozoa. Antara tahun 1632–1723 ia menulis lebih dari 300 surat yang melaporkan berbagai hasil pengamatannya. Salah satu diantaranya adalah bentuk batang, kokus maupun spiral yang sekarang dikenal dengan bakteri.

      Penemuan-penemuan tersebut membuat dunia sadar akan adanya bentuk kehidupan yang sangat kecil dan akhirnya melahirkan ilmu mikrobiologi. Penemuan Leewenhoek tentang animalcules menjadi perdebatan dari mana asal animalcules tersebut. Ada dua pendapat, satu mengatakan animacules ada karena proses pembusukan tanaman atau hewan, melalui fermentasi misalnya. Pendapat ini mendukung teori yang mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari proses benda mati melalui abiogenesis. Konsep ini dikenal dengan generatio spontanea. Kedua mengatakan bahwa animalcules berasal dari animalcules sebelumnya seperti halnya organismea tingkat tinggi. Pendapat atau teori ini disebut biogenesis. Mikrobiologi tidak berkembang sampai perdebatan tersebut terselesaikan dengan dibuktikannya kebenaran teori biogenesis. Pembuktian ini dilakukan berbagai macam eksperimen yang nampaknya sederhana tetapi memerlukan waktu labih dari 100 tahun.

.

Mikroba Dengan Lingkungan

Semua makhluk hidup sangat bergantung pada lingkungan sekitar, demikian juga jasat renik. Makhluk-makhluk halus ini tidak dapat sepenuhnya menguasai faktor-faktor lingkungan, sehingga untuk hidupnya sangat bergantung kepada lingkungan sekitar. Satu-satunya jalan untuk menyelamatkan diri dari faktor lingkungan adalah dengan cara menyesuaikan diri (adaptasi) kepada pengaruh faktor dari luar. Penyesuaian mikroorganisme terhadap faktor lingkungan dapat terjadi secara cepat dan ada yang bersifat sementara, tetapi ada juga perubahan itu bersifat permanen sehingga mempengaruhi bentuk morfologi serta sifat-sifat fisiologik secara turun menurun.

Kehidupan mikroba tidak hanya dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, akan tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Misalnya, bakteri termogenesis menimbulkan panas di dalam medium tempat tumbuhnya. Beberapa mikroba dapat pula mengubah pH dari medium tempat hidupnya, perubahan ini dinamakan perubahan secara kimia. Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia), dan faktor biotik.

ü  Faktor – faktor fisik yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme

1.  Pengaruh Suhu atau Temperatur

Masing-masing mikrobia memerlukan suhu tertentu untuk hidupnya. Suhu pertumbuhan suatu mikrobia dapat di bedakan dalam suhu minimum, optimum dan maksimum. Berdasarkan atas perbedaan suhu pertumbuhannya dapat di bedakan mikrobia yang psikhrofil, mesofil, dan termofil. Untuk tujuan tertentu suatu mikrobia perlu di tentukan titik kematian termal (thermal death point) dan waktu kematian termal (thermal death time)-nya. Daya tahan terhadap suhu itu tidak sama bagi tiap-tiap spesies. Ada spesies yang mati setelah mengalami pemanasan beberapa menit di dalam cairan medium pada suhu 60°C, sebaliknya ,bakteri yang membentuk spora seperti genus Bacillus dan Clostridium itu tetap hidup setelah di panasi dengan uap 100°C atau lebih selama kira-kira setengah jam. Untuk sterilisali, maka syaratnya untuk membunuh setiap spesies untuk membunuh setiap spesies bakteri ialah pemanasan selama 15 menit dengan tekanan 15 pound serta suhu 121°C di dalam autoklaf.

      Di dalam keadaan basah, maka protein dari bakteri lebih cepat menggumpal daripada di dalam keadaan kering, pada temperatur yang sama. Berdasarkan ini, maka sterilisasi barang-barang gelas di dalam oven kering itu memerlukan suhu yang lebih tinggi daripada 121° C dan waktu yang lebih lama daripada 15 menit. Sedikit perubahan pH menuju ke asam atau ke basa itu sangat berpengaruh kepada pemanasan. Berhubung dengan ini, maka buah-buahan yang masam itu lebih mudah disterilisasikan daripada sayur-sayur atau daging. Untuk menentukan suhu maut bagi bakteri orang mengambil pedoman sebagai berikut: Suhu maut (Thermal Death Point) ialah suhu yang serendahrendahnya yang dapat membunuh bakteri yang berada di dalam standard medium selama 10 menit.Tapi tidak semua individu dari suatu spesies itu mati bersama-sama pada suatu suhu tertentu. Biasanya, individu yang satu lebih tahan daripada individu yang lain terhadap suatu pemanasan. Sebaliknya jika suatu standard suhu sudah ditentukan seperti pada perusahaan pengawetan makanan atau dalam perusahaan susu, maka lamanya pemanasan merupakan faktor yang berbeda-beda bagi tiap-tiap spesies. Biasanya standard suhu itu diatas titik didih dan pemanasan setinggi ini perlu bagi pemusnahan bakteri yang berspora. Umumnya bakteri lebih tahan suhu rendah daripada suhu tinggi. Hanya beberapa spesies neiseria mati karena pendinginan sampai 0° C dalam kedaan basah. Bakteri patogen yang biasa hidup di dalam tubuh hewan atau manusia dapat bertahan sampai beberapa bulan pada suhu titik beku.           Pembekuan itu sebenarnya tidak berpengaruh kepada spora, karena spora sangat sedikit mengandung air. Pembekuan bakteri di dalam air lebih cepat membunuh bakteri daripada kalau pembekuan itu di dalam buih, buih tidak membeku sekeras air beku. Bahwa pembekuan air itu menyebabkan kerusakan mekanik pada bakteri mudahlah dimaklumi, tentang efek yang lain misalnya secara kimia, kita belum tahu. Pembekuan secara perlahan-lahan dalam suhu -16°C ( es campur garam ) lebih efektif dari pada pembekuan secara mendadak dalam udara beku (-190°C). Juga pembekuan secara terputus-putus ternyata lebih efektif dari pada pembekuan secara terus menerus. Sebagai contoh, piaraan basil tipus mati setelah dibekukan putus – putus dalam waktu 2 jam, sedang piaraan itu dapat bertahan beberapa minggu dalam keadaan beku terus-menerus. Mengenai pengaruh suhu terhadap kegiatan fisiologi, maka seperti halnya dengan mahluk-mahluk lain, mikrooganisme pun dapat bertahan di dalam suatu batas-batas suhu tertentu. Batas-batas itu ialah suhu minimum dan suhu maksimum, sedang suhu yang paling baik bagi kegiatan hidup itu disebut suhu optimum.

                                GRAFIK SUHU PADA BAKTERI

  • Berdasarkan itu adalah tiga golongan bakteri, yaitu:

Bakteri termofil (politermik), yaitu bakteri yang tumbuh dengan baik sekali pada suhu  setinggi 55° sampai 65°C, meskipun bakteri ini juga dapat berbiak pada suhu lebih rendah atau lebih tinggi daripada itu, yaitu dengan batas-batas 40°C sampai 80°C. Golongan ini terutama terdapat didalam sumber air panas dan tempat-tempat lain yang bersuhu lebih tinggi dari 55°C.

Bakteri mesofil (mesotermik), yaitu bakteri yang hidup baik di antara 5° dan 60°C, sedang suhu optimumnya ialah antara 25° sampai 40°C, minimum 15°C dan maksimum di sekitar 55°C. Umumnya hidup di dalam alat pencernaan, kadang-kadang ada juga yang dapat hidup dengan baik pada suhu 40°C atau lebih.

Bakteri psikrofil (oligotermik), yaitu bakteri yang dapat hidup di antara 0° sampai 30°C, sedang suhu optimumnya antara 10° sampai 20°C. Kebanyakan dari golongan ini tumbuh di tempat-tempat dingin baik di daratan ataupun di lautan.

Golongan bakteri yang dapat hidup pada batas-batas suhu yang sempit, misalnya, Gonococcus itu hanya dapat hidup subur antara 30 ° dan 40 ° C, jadi batas antara minimum dan maksimum tidak terlampau besar, maka bakteri semacam itu kita sebut stenotermik. Sebaliknya Escherichia coli tumbuh baik antara 8 °C sampai 46°C, jadi beda antara minimum dan maksimum suhu di sini ada lebih besar daripada yang di sebut di atas, maka Escherichia coli itu termasuk golongan bakteri yang kita sebut euritermik. Pada umumnya dapat di pastikan, bahwa suhu optimum itu lebih mendekati suhu maksimum daripada suhu minimum.Hal ini nyata benar bagi Gonococcus dan Escherichia coli, keduanya mempunyai optimum suhu 37 °C.

             BAKTERI GONOCOCCUS

                              BAKTERI ESCHERICHIA COLI

Bakteri yang diplihara di bawah Temperatur tinggi melebihi temperatur maksimum akan menyebabkan denaturasi protein dan enzim. Hal ini akan menyebabkan terhentinya metabolisme. Dengan nilai temperatur yang melebihi maksimum, mikroba akan mengalami kematian. Titik kematian termal suatu jenis mikroba (Thermal Death Point) adalah nilai temperatur serendah-rendahnya yang dapat mematikan jenis mikroba yang berada dalam medium standar selama 10 menit dalam kondisi tertentu. Laju kematian termal (thermal Deat Rate) adalah kecepatan kematian mikroba akibat pemberian temperatur. Hal ini karena tidak semua spesies mati bersama-sama pada suatu temperatur  tertentu. Biasanya, spesies yang satu lebih tahan dari pada yang lain terhadap suatu pemanasan, oleh karena itu masing-masing spesies itu ada angka kematian pada suatu temperatur. Waktu kematian temal (Thermal Death Time) merupakan waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu jenis mikroba pada suatu temperatur yang tetap.

Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian termal antara lain ialah waktu, temperatur, kelembaban, bentuk dan jenis spora, umur mikrroba, pH dan komposisi medium. Contoh waktu kematian thermal (TDT/ thermal death time) untuk beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut :

Nama mikroba

Waktu

(menit)

Suhu (0C)

Escherichia coli

20-30

57

Staphylococcus aureus

19

60

Spora Bacilus subtilis

20-50

100

Spora Clostridium botulinum

100-330

100

 

2. Kelembaban dan Pengaruh Kebasahan serta Kekeringan

Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista. Bakteri sebenarnya mahluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di dalam air. Hanya di dalam air yang tertutup mereka tak dapat hidup subur, hal ini di sebabkan karena kurangnya udara bagi mereka. Tanah yang cukup basah baiklah bagi kehidupan bakteri. Banyak bakteri yang mati jika terkena udara kering. Meningococcus, yaitu bakteri yang menyebabkan meningitis, itu mati dalam waktu kurang daripada satu jam, jika digesekkan di atas kaca obyek. Sebaliknya,spora-spora bakteri dapat bertahan beberapa tahun dalam keadaan kering.

Pada proses pengeringan, air akan menguap dari protoplasma. Sehingga kegiatan metabolisme berhenti. Pengeringan dapat juga merusak protoplasma dan mematikan sel. Tetapi ada mikrobia yang dapat tahan dalam keadaan kering, misalnya mikrobia yang membentuk spora dan dalam bentuk kista. Adapun syarat-syarat yang menentukan matinya bakteri karena kekeringan itu ialah Bakteri yang ada dalam medium susu, gula, daging kering dapat bertahan lebih lama daripada di dalam gesekan pada kaca obyek. Demikian pula efek kekeringan kurang terasa, apabila bakteri berada di dalam sputum ataupun di dalam agar-agar yang kering. Pengeringan ditempat yang terang itu pengaruhnya lebih buruk daripada pengeringan ditempat yang gelap. Pengeringan pada suhu tubuh (37°C) atau suhu kamar (+ 26 °C) lebih buruk daripada pengeringan pada suhu titik-beku. Pengeringan di dalam udara efeknya lebih buruk daripada pengeringan di dalam vakum ataupun di dalam tempat yang berisi nitrogen.

3. Pengaruh Perubahan Nilai Osmotik        

Tekanan osmosis sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah. Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi (1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi, (2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi, (3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30 %. Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan terhadap ion Natrium.

4. Kadar Ion Hidrogen (pH)

Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada pH tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri.

Atas dasar daerah-daerah pH bagi kehidupan mikroorganisme dibedakan menjadi 3 golongan besar yaitu:

  1. Mikroorganisme yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0
  2. Mikroorganisme yang mesofilik (neutrofilik), yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 5,5-8,0
  3. Mikroorganisme yang alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4-9,5 Suhu, lingkungan, gas dan pH adalah faktor-faktor fisik utama yang harus dipertimbangkan di dalam penyediaan kondisi optimum bagi pertumbuhan kebanyakan spesies bakteri.

Nama mikroba

Ph

minimum

optimum

Maksimum

Escherichia coli

Proteus vulgaris

Enterobacter aerogenes

Pseudomonas aeruginosa

Clostridium sporogenes

Nitrosomonas spp

Nitrobacter spp

Thiobacillus Thiooxidans

Lactobacillus acidophilus

4,4

4,4

4,4

5,6

5,0-5,8

7,0-7,6

6,6

1,0

4,0-4,6

6,0-7,0

6,0-7,0

6,0-7,0

6,6-7,0

6,0-7,6

8,0-8,8

7,6-8,6

2,0-2,8

5,8-6,6

9,0

8,4

9,0

8,0

8,5-9,0

9,4

10,0

4,0-6,0

6,8

Untuk menumbuhkan mikroba pada media memerlukan pH yang konstan, terutama pada mikroba yang dapat menghasilkan asam. Misalnya Enterobacteriaceae dan beberapa Pseudomonadaceae. Oleh karenanya ke dalam medium diberi tambahan buffer untuk menjaga agar pH nya konstan. Buffer merupakan campuran garam mono dan dibasik, maupun senyawa-senyawa organik amfoter. Sebagai contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan pH diatas 7,2. Cara kerja buffe adalah garam dibasik akan mengadsorbsi ion H+ dan garam monobasik akan bereaksi dengan ion OH-

 

5. Tegangan Muka

Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai membran yang elastis. Seperti telah diketahui protoplasma mikroba terdapat di dalam sel yang dilindungi dinding sel, maka apabila ada perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma. Akibat selanjutnya dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan bentuk morfologinya. Zat-zat seperti sabun, deterjen, dapat mengurangi tegangan muka cairan/larutan. Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi.

 

6. Pengaruh Sinar

Kebanyakan bakteri tidak dapat mengadakan fotosintesis, bahkan setiap radiasi dapat berbahaya bagi kehidupannya. Sinar yang nampak oleh mata kita, yaitu yang bergelombang antara 390 m μ sampai 760 m μ, tidak begitu berbahaya; yang berbahaya ialah sinar yang lebih pendek gelombangnya, yaitu yang bergelombang antara 240 m μ sampai 300 m μ. Lampu air rasa banyak memancarkan sinar bergelombang pendek ini. Lebih dekat, pengaruhnya lebih buruk. Dengan penyinaran pada jarak dekat sekali, bakteri bahkan dapat mati seketika, sedang pada jarak yang agak jauh mungkin sekali hanya pembiakannya sajalah yang terganggu. Spora-spora dan virus lebih dapat bertahan terhadap sinar ultra-ungu. Sinar ultra-ungu biasa dipakai untuk mensterilkan udara, air, plasma darah dan bermacam-macam bahan lainya. Suatu kesulitan ialah bahwa bakteri atau virus itu mudah sekali ketutupan benda-benda kecil, sehingga dapat terhindar dari pengaruh penyinaran. Alangkah baiknya, jika kertas-kertas pembungkus makanan, ruang-ruang penyimpan daging, ruang-ruang pertemuan, gedung-gedung bioskop dan sebagainya pada waktu-waktu tertentu dibersihkan dengan penyinaran ultra-ungu.

ü Faktor – faktor kimia yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme

Pada umumnya kerusakan bakteri dapat dibagi menjadi 3 golongan yaitu :

A.    Oksidasi

Zat zat seperti H2O2,Na2BO4 mudah benar melepaskan O2 untuk menimbulkan oksidasi. Klor didalam air menyebabkan bebasnya O2, sehingga zat ini merupakan desinfektan.

B.     Koagulasi atau penggumpalan protein

Zat seperti perak, tembaga dan zat-zat organik seperti fenol, etanol menyebabkan terjadinya penggumpalan protein. Dan protein yang menggumpal itu telah mengalami denaturasi dan tidak dapat berfungsi lagi.

C.    Depresi dan ketegangan permukaan

Sabun dapat mengurangi ketegangan permukaan oleh karena itu dapat menyebabkan hancurnya bakteri.

  • ·         Beberapa Desinfektan dan Antiseptic adalah sebagai berikut :

a.      Fenol Dan Senyawa-Senyawa Lain Yang Sejenis

            Larutan fenol 2 sampai 4% berguna bagi desinfektan. Kresol atau kreolin lebih baik khasiatnya daripada fenol. Lisol ialah desinfektan yang berupa campuran sabun dengan kresol; lisol lebih banyak digunakan daripada desinfektan-desinfektan yang lain. Karbol ialah lain untuk fenol. Seringkali orang mencampurkan bau-bauan yang sedap, sehingga desinfektan menjadi menarik.

b.      Formaldehida (CH2O)

            Suatu larutan formaldehida 40% biasa disebut formalin. Desinfektan ini banyak sekali digunakan untuk membunuh bakteri, virus, dan jamur. Formalin tidak biasa digunakan untuk jaringan tubuh manusia, akan tetapi banyak digunakan untuk merendam bahanbahan laboratorium, alat-alat seperti gunting, sisir dan lain-lainnya pada ahli kecantikan.

  1. c.       Alkohol

            Etanol murni itu kurang daya bunuhnya terhadap bakteri. Jika dicampur dengan air murni, efeknya lebih baik. Alcohol 50 sampai 70% banyak digunakan sebagai desinfektan.

d.      Yodium

            Yodium-tinktur, yaitu yodium yang dilarutkan dalam alcohol, banyak digunakan orang untuk mendesinfeksikan luka-luka kecil. Larutan 2 sampai 5% biasa dipakai. Kulit dapat terbakar karenanya , oleh sebab itu untuk luka-luka yang agak lebar tidak digunakan yodium-tinktur.

 

e.       Klor Dan Senyawa Klor

            Klor banyak digunakan untuk sterilisasi air minum. Persenyawaan klor dengan kapur atau natrium merupakan desinfektan yang banyak dipakai untuk mencuci alat-alat makan dan minum.

 

f.       Zat Warna

            Beberapa macam zat warna dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Pada umumnya bakteri gram positif iktu lebih peka terhadap pengaruh zat warna daripada bakteri gram negative. Hijau berlian, hijau malakit, fuchsin basa, kristal ungu sering dicampurkan kepada medium untuk mencegah pertumbuhan bakteri gram positif. Kristal ungu juga dipakai untuk mendesinfeksikan luka-luka pada kulit. Dalam penggunaan zat warna perlu diperhatikan supaya warna itu tidak sampai kena pakaian.

g.      Obat Pencuci (Detergen)

            Sabun biasa itu tidak banyak khasiatnya sebagai obat pembunuh bakteri, tetapi kalau dicampur dengan heksaklorofen daya bunuhnya menjadi besar sekali. Sejak lama obat pencuci yang mengandung ion (detergen) banyak digunakan sebagai pengganti sabun. Detergen bukan saja merupakan bakteriostatik, melainkan juga merupakan bakterisida. Terutama bakteri yang gram positif itu peka sekali terhadapnya. Sejak 1935 banyak dipakai garam amonium yang mengandungempat bagian. Persenyawaan ini terdiri atas garam dari suatu basa yang kuat dengan komponen-komponen. Garam ini banyak sekali digunakan untuk sterilisasi alat-alat bedah, digunakan pula sebagai antiseptik dalam pembedahan dan persalinan, karena zat ini tidak merusak jaringan, lagipula tidak menyebabkan sakit. Sebagai larutan yang encer pun zat ini dapat membunuh bangsa jamur, dapat pula beberapa genus bakteri Gram positif maupun Gram negatif. Agaknya alkil-dimentil bensil-amonium klorida makin lama makin banyak dipakai sebagai pencuci alat-alat makan minum di restoran-restoran. Zat ini pada konsentrasi yang biasa dipakai tidak berbau dan tidak berasa apa-apa.

 

h.      Sulfonamida

            Sejak 1937 banyak digunakan persenyawaan-persenyawaan yang mengandung belerang sebagai penghambat pertumbuhan bakteri dan lagi pula tidak merusak jaringan manusia. Terutama bangsa kokus seperti Streptococcus yang menggangu tenggorokan, Pneumococcus, Gonococcus, dan Meningococcus sangat peka terhadap sulfonamida. Penggunaan obat-obat ini, jika tidak aturan akan menimbulkan gejalagejala alergi, lagi pula obat-obatan ini dapat menimbulkan golongan bakteri menjadi kebal terhadapnya. Khasiat sulfonamida itu terganggu oleh asam-p-aminobenzoat. Asam-p-aminobenzoat memegang peranan sebagai pembantu enzim-enzim pernapasan, dalam hal itu dapat terjadi persaingan antara sulfanilamide dan asam-paminobenzoat. Sering terjadi, bahwa bakteri yang diambil dari darah atau cairan tubuh orang yang habis diobati dengan sulfanilamide itu tidak dapat dipiara di dalam medium biasa. Baru setelah dibubuhkan sedikit asam-p-aminobenzoat ke dalam medium tersebut, bakteri dapat tumbuh biasa.

ü  Faktor – faktor  Biologi yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme

a.      Netralisme

      Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi. Hal ini dapat terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat, serta populasi yang keluar dari habitat alamiahnya. Sebagai contoh interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autochthonous (indigenous), dan antar mikroba nonindigenous di atmosfer yang kepadatan populasinya sangat rendah. Netralisme juga terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista).

b.      Komensalisme

      Hubungan komensalisme antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contohnya adalah:

  • Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein dapat digunakan oleh Legionella pneumophila.
  • Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobic Methanobacterium.

c.       Sinergisme

      Suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat. Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme. Sintropisme sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami.

d.      Mutualisme (Simbiosis)

      Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan. Mutualisme sering disebut juga simbiosis. Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi anggota simbiosis tidak dapat digantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip. Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi. Algae (phycobiont) sebagai produser yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawa organik dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan (selubung) dan transport nutrien / mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae.

e.       Kompetisi

      Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian. Peristiwa ini ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya. Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien / makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contohnya adalah antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia.

f.       Amensalisme (Antagonisme)

      Satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun. Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain. Misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contohnya adalah bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Thiobacillus thiooxidans menghasilkan asam sulfat. Asam-asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain. Bakteri amonifikasi menghasilkan ammonium yang dapat menghambat populasi Nitrobacter.

g.      Parasitisme

      Parasitisme terjadi antara dua populasi, populasi satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host / inang). Umumnya parasitisme terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik. Ukuran parasit biasanya lebih kecil dari inangnya. Terjadinya parasitisme memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contohnya adalah bakteri Bdellovibrio yang memparasit bakteri E. coli. Jamur Trichoderma sp. memparasit jamur Agaricus sp.

PEMBAHASAN

  • Upaya Mempertahankan Viabilitas Mikroorganisme Akibat Pengaruh Lingkungan :

        Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Mikroorganisme disebut juga organisme mikroskopik. Mikroorganisme seringkali berhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sel_%28biologi%29&#8243;>sel 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.

  • Cara Bakteri Mempertahankan Viabilitas :

1.      Peremajaan Berkala

Peremajaan dengan cara memindahkan atau memperbarui biakan mikroba dari biakan lama ke medium  tumbuh  yang baru secara berkala, misalnya  sebulan atau dua bulan sekali. Teknik ini merupakan cara paling tradisional yang digunakan peneliti untuk memelihara koleksi egativ mikrobadi laboratorium. Cara ini jugadigunakan untuk penyimpanan dan pemeliharaan egativ mikroba yang belum diketahui cara penyimpanan jangka panjangnya. Peremajaan berkala tidak dianjurkan untuk penyimpanan  jangka panjang. Teknik ini mempunyai berbagai kendala, di antaranya kemungkinan terjadi perubahan egativ melalui seleksi varian, peluang terjadinya kontaminasi, dan terjadi kekeliruan pemberian label. Kendala tersebut memberi peluang yang lebih besar terjadinya kehilangan  isolate dibandingkan dengan teknik lain. Meskipun demikian, banyak bakteri dan  jamur  yang dapat bertahan hidup dalam tabung agar miring yang tertutup rapat hingga sepuluh  tahun atau lebih, baik didalam suhu ruang maupun dikulkas hal ini menunjukkan adanya kinerja bakteri dalam mempertahankan viabilitas perkembangannya.

2.      Penyimpanan dalam  Akuades Steril

Beberapa jenis bakteri, terutama yang berbentuk batang dan bereaksi Gram egative seperti  Pseudomonas dapat disimpan cukup lama dalam akuades steril pada suhu ruang atau suhu 10-15oC. Tidak semua bakteri dapat disimpan  dengan baik menggunakan  cara ini, misalnya pada anggota genus Pseudomonas, Agrobacterium, dan Curtobacterium. Pada  kondisi  penyimpanan ini bakteri yang disimpan masih berpeluang tumbuh dengan lambat, sehingga tidak dapat dijamin stabilitas genetiknya untuk jangka panjang. Penyimpanan dengan cara ini juga memungkinkan terjadinya kontaminasi. Oleh karena itu, cara ini lebih dianjurkan sebagai alternative penyimpanan  jangka sedang atau sebagai pendamping  penyimpanan jangka panjang.

Tahap penyimpanan mikrobadalam akuades steril adalah se-bagai berikut:

  1. Akuades steril disiapkan dalam botol dengan  tutup berdrat ukuran  25  ml, 5-10 ml/botol  atau dalam tabung ependorf.
  2. Mikroba yang akan disimpan ditumbuhkan dalam bentuk biakan murni pada medium agar miring yang sesuai.
  3. Biakan bakteri berumur 24-48 jam disimpan dengan beberapacara seperti:
    1. Menambahkan 3-5 ml akuades steril ke dalam biakan miring, mengocok tabung hingga diperoleh suspense pekat bakteri (108-109sel/ml), dan memindahkan 1 ml suspensi ke dalam tiap botol yang berisi air steril.
    2. Memindahkan satu ose biakan miring bakteri ke dalam tabung reaksi berisi 3-5 ml akuades steril, tabung dikocok hingga suspensi merata, dan memindahkan 1 ml suspensi ke dalam tiap botol yang berisi air steril.
    3. Memindahkan satu ose biakan miring bakteri langsung ke dalam tiap botol yang berisi air steril dan mengocok hingga merata.
  4. Botol ditutup rapat dan disim-pan pada suhu ruang atau suhu10-15oC
  5. Uji viabilitas mikroba dan peme-liharaan stok isolat dilakukanse-cara rutin.
  6. Penumbuhan kembali biakan dilakukan dengan mengambil botol dari tempat penyimpanan, mengocok, dan mengambil satu ose suspense dan menumbuhkan pada medium cair atau langsung pada medium agar yang sesuai.

3.      Penyimpanan dalam Minyak Mineral

Salah satu cara sederhana untuk memelihara biakan bakteri, khamir dan jamur adalah dengan cara menyimpan dalam tabung agar miring dan menutup dengan minyak mineral atau parafin cair. Dasar teknik penyimpanan ini adalah mempertahankan viabilitas mikroba dengan mencegah pengeringan medium, sehingga waktu peremajaan dapat diperpanjang hingga beberapa tahun. Beberapa jenis jamur dapat bertahan hidup sampai 20 tahun. Daya tahan hidup mikroba lebih baik apabila biakan disimpan pada suhu kulkas (4oC). Mikroba yang akan dipelihara ditumbuhkan pada tabung berisi medium agar miring atau medium cair (broth) yang sesuai, kemudian permukaan biakan ditutup dengan minyak mineral steril setinggi 10-20 mm dari permukaan atas medium. Teknik ini sederhana, tetapi kurang praktis untuk ditransportasi. Disamping itu, keberadaan minyak mineral mengakibatkan peremajaan menjadi kotor.

Cara penyimpanan dalam minyak mineral menurut adalah sebagai berikut :

  1. Penyediaan tabung reaksi dengan tutup berdrat atau botol McCartney berisi medium agar miring yang sesuai untuk mikroba yang akan dipelihara.
  2. Penyediaan minyak mineral atau parafin cair steril, diautoklaf  pada suhu 121oC selama 60 menit.
  3. Menumbuhkan mikroba yang akan disimpan dalam tabung agar miring selama 24–48 jam dan memeriksa kemurnian biakan untuk menghindari kontaminasi.
  4. Setelah mikroba tumbuh baik, parafin cair steril dimasukkan ke dalam botol secukupnya, sehingga permukaan parafin atas berada 10-20 mm di atas permukaan medium agar.
  5. Botol biakan yang telah diberi parafin cair disimpan pada suhu ruang atau dikulkas.
  6. Uji viabilitas mikroba dan pemeliharaan isolat dilakukan secara periodik dan rutin,  paling tidak setiap tahun.
  7. Penumbuhan kembali (reco- very) mikroba (bakteri, khamir) dilakukan dengan cara mengambil secara aseptik sebagian biakan dari tabung, memindahkan dan mensuspensikan pada medium cair. Minyak mineral mengapung di permukaan suspensi dan sebagian suspensi digoreskan pada medium agar yang sesuai. Biakan jamur digoreskan langsung pada medium agar.

4.      Penyimpanan Dalam Tanah Steril

Banyak bakteri dan jamur yang dapat bertahan hidup dengan baik pada tanah kering yang disimpan pada suhu ruang untuk waktu yang lama, hingga 20 tahun atau lebih. Teknik penyimpanan mikroba pada tanah kering terutama berguna untuk fungi, Streptomyces sp., dan bakteri yang membentuk spora seperti Bacillus sp., dan Clostridium sp., Rhizobium sp., juga dapat disimpan dengan baik dengan cara ini. Teknik ini mempunyai beberapa keuntungan, yaitu biaya murah, penyimpanan pada suhu ruang, dan stabilitas genetik mikroba dapat dipertahankan.

Cara penyimpanan dalam tanah steril adalah sebagai berikut:

  1. Diambil tanah yang agak liat, di kering anginkan dan diayak untuk memisahkan partikel tanah yang agak besar dan membuang sisa-sisa tanaman.
  2. Tanah yang sudah kering dan di ayak dimasukkan ke dalam tabung atau botol dengan tutup berdrat ukuran 25 ml hingga1 cm dari permukaan tutup.
  3. Tabung atau botol yang berisi tanah diberi akuades steril hingga kebasahan 50% kapasitas lapang, kemudian diautoklaf pada suhu 121oC tiga kali berturut-turut selama tiga hari masing-masing selama satu jam.
  4. Bila mana diperlukan, sterilitas tanah diuji dengan menumbuhkan contoh tanah pada medium agar.
  5. Selanjutnya, botol dioven kering pada suhu 105oC selama satu jam dan setelah dingin disimpan di dalam desikator hingga digunakan.
  6. Suspensi mikroba yang akan disimpan (sel, spora atau konidia, miselia) dibuat dalam larutan steril pepton 2% dalam akuades.
  7. Suspensi mikroba (0,1 ml) di ambil dengan pipet steril dan di masukkan ke dalam tiap botol yang telah disiapkan.
  8. Botol dikembalikan ke desikator untuk disimpan di dalamnya atau setelah kering diambil dan disimpan di ruangan.
  9. Mikroba yang disimpan diuji viabilitasnya setiap tahun dengan menumbuhkan pada medium agar.
  10. Penumbuhan kembali bakteri dilakukan dengan cara mengambil secara aseptik sebagian contoh tanah dari botol penyimpanan, memindahkan ke medium cair diikuti dengan menggoreskan suspensi medium cair pada medium agar yang sesuai atau langsung dengan menumbuhkan contoh tanah pada medium agar.

5.      Penyimpanan Menggunakan Potongan Kertas Filter

Teknik penyimpanan ini mirip teknik penyimpanan dengan lempengan gelatin. Sebagai pengganti lempengan gelatin digunakan bundaran potongan kertas filter steril. Teknik ini juga sederhana dan mudah, tetapi sangat efektif untuk penyimpanan bakteri. Namun demikian, data tentang keefektifan penyimpanan dan daya tahan hidup bakteri dalam penyimpanan masih sedikit, sehingga perlu diteliti lebih lanjut.

Tahapan teknik penyimpanan bakteri menggunakan potongan kertas filter menurut adalah sebagai berikut:

  1. Mikroba yang akan disimpan dibiakkan pada medium yang sesuai.
  2. Suspensi pekat bakteri (108-109 sel/ml) dibuat dalam larutan pepton 1%, susu skim 1%, atau Naglutamat 1%.
  3. Bundaran kertas steril dibuat dengan alat pelubang kertas, dimasukkan ke dalam botol kecil ukuran 10 ml dengan tutup berdrat, 25-50 bundaran kertas filter/botol. Botol disterilkan de-ngan oven 105oC selama 1 jam.
  4. Beberapa tetes suspensi mikroba dimasukkan secara aseptic ke dalam botol yang berisi kertas filter hingga menjadi jenuh air.
  5. Isi botol dikering vakumkan menggunakan alat vaccum freeze dryer , kemudian ditutup rapat dan disimpan pada suhu ruang atau di kulkas.
  6. Uji viabilitas bakteri dilakukan secara periodik dan rutin, paling tidak setiap tahun.
  7. Penumbuhan kembali bakteri dilakukan dengan cara mengambil secara aseptik satu bundaran kertas filter dari botol penyimpanan, memindahkannya ke medium cair, menggoreskan suspensi medium cair pada medium agar yang sesuai, serta menginkubasikan pada suhu optimal untuk pertumbuhan mikroba.

6.      Penyimpanan In Vacuo dalam Gas Fosfopentaoksida

Teknik penyimpanan ini disebut juga teknik Sordelli, karena mula-mula ditemukan oleh Sordelli(Lapageet al., 1970). Biakan mikroba disimpan dalam serum kuda yang ditempatkan dalam tabung gelas kecil atau ampul. Tabung ini ditempatkan di dalam tabung lain yang lebih besar berisi sedikit fosfopentaoksida (P2O5) dan disimpan pada suhu ruang atau di kulkas. Teknik ini sesuai untuk penyimpanan jangka panjang bakteri,  khamir, dan jamur. Mikroba tersebut dapat bertahan hidup dengan baik selama 5-28 tahun,  tergantung pada strain mikroba yang disimpan.

  • Cara bakteri menjadi resisten terhadap antibiotika

            Meminum antibiotika untuk mengobati pilek atau penyakit yang disebabkan oleh virus, tidak hanya tidak bermanfaat tetapi juga dapat menimbulkan bahaya. Dalam jangka panjang hal ini dapat membuat bakteri menjadi lebih sulit untuk dimusnahkan. Penggunaan antibiotika yang sering & tidak sesuai keperluan dapat menghasilkan jenis bakteri baru yang dapat bertahan terhadap pengobatan yang diberikan atau yang disebut dengan resistensi bakteri. Jenis bakteri baru ini memerlukan dosis yang lebih tinggi atau antibiotika yang lebih kuat untuk dapat dimusnahkan.

            Penggunaan antibiotika mendorong perkembangan bakteri yang resisten. Setiap seseorang menggunakan antibiotika, maka bakteri yang sensitif akan terbunuh tetapi bakteri yang resisten akan tetap ada, tumbuh & bereproduksi. Penyebab utama meningkatnya bakteri yang resisten adalah penggunaan antibiotika secara berulang & tidak sesuai range terapi. Kunci untuk mengontrol penyebaran bakteri yang resisten ini adalah penggunaan antibiotika secara tepat & sesuai range terapi (takaran, frekwensi dan lama penggunaan obat).

            Beberapa pathogen membentuk suatu mekanisme untuk menetralisasi senyawa toksik yang dihasilkan oleh fagositosis, menjauhi bahkan membunuh fagositosit.

            Berikut beberapa cara yang dilakukan oleh pathogen:

ü  Kapsul anti Fagositosit

            Beberapa bakteri terhindar dari Fagositosis dikarenakan memiliki kapsul. Struktur permukaan kapsul tersusun atas gel hidropilik yang menghambat kerja  fagositosit. Komposisi kimia penyusun gel tersebut telah teridentifikasi pada beberapa bakteri. Pada 3 tipe Pneumococcus, gel tersebut mengandung sebagian besar molekul yang tersusun atas polimer glukosa dan asam glukuronik. Pada Bacillus antrachis mengandung polipeptida asam D-glutamic. Sedangkan beberapa bakteri lainnya (Bacillus megaterium) mengandung protein dan karbohidrat. Kapsul sangat berpengaruh terhadap kemampuan fagositosit.  Pada fase eksponensial, pertumbuhan kapsul sangat tinggi dan organisme tervirulensi dan pada fase stasioner pertumbuhan kapsul akan menurun dan organisme yang tervirulensi berkurang.

  • Streptococcus agalactiae mampu bertahan pada inang dalam temperature tinggi, tergantung dari kemampuannya untuk melawan fagositosis.Isolat dari Streptococcus agalactiae memproduksi kapsul polisakarida. Kapsul polisakarida tersebut tersusun atas galaktosa dan glukosa, berkombinasi dengan 2-acetamido-2-deoxyglucose, N-acetylglucosamine dan pada ujungnya terdapat asam sialik, yang memberikan muatan negatif. Kapsul polisakarida tersebut merupakan faktor virulensi yang penting. Kapsul-kapsul tersebut menghalangi fagositosis dan sebagai komplemen saat tidak ada antibodi. Hasil selanjutnya dihilangkan bersama dengan pengeluaran residu asam sialik, dan kekurangan serum antibodi untuk melengkapi antigen tidaklah opsonik. Meskipun infeksi/penyerangan bisa saja dihubungkan dengan semua serotype, namun golongan dengan kapsul serotype III mendominasi isolat dari infeksi neonatal.

ü  Produksi Senyawa Kimia Untuk Membunuh Fagosit

            Banyak antifagosit membunuh fagosit dan sukses menginfeksi. Beberapa diantaranya dapat memperbanyak diri dalam jaringan,  melepaskan materi yang dapat membunuh fagosit. Streptococci pathogen mengeluarkan haemolisin (streptolisin) yang dapat melisis sel darah merah dan berperan dalam meracun polymorphs dan makrofag.  Streptolysin O mungkin berikatan dengan kolesterol pada membran sel, dan 1-2 penambahan polymorphs, polymorph granula meledak sehingga bagian sel keluar ke sitoplama. Enzim lisosom terkurung di vakuola fagosit, membantu sel untuk fungsi pencernaan, tetapi ketika sudah cukup banyak enzim dikeluarkan ke sitoplasma mengakibatkan sitoplasma meluruh dan sel mati. Streptolysin membuat kerusakan pada lisosom, membuat fungsi sebagai”suicide bags”. Streptolysin S lebih berpotensial pada membrane. Berbagai macam haemolysin dikeluarkan oleh Staphylococci pathogen dan dapat membunuh fagosit. Tidak ada haemolytic leucocidin yang diproduksi berhubungan dengan virulensi staphylococcal. Tergolong menjadi 2 protein antigen, berperan sebagai sinergis pada membrane leukosit dan menyebabkan keluarnya granula lisosom seperti pada Streptolysin O.  Listeria monocytogenes mengeluarkan toksin sitolitik. Secara umum, polymorph lebih mudah dibunuh dibandingkan dengan makrofag, dimungkinkan karena lisosomnya lebih mudah dikeluarkan.  Entamoeba histolytica dapat membunuh polymorph dengan kontak fisik.  Peranan lain dari aksi toxic pada fagosit setelah fagositosis telah diambil alih, mengeluarkan substansi cytotoxic secara langsung melalui dinding vakuola dan kedalam sel. Fagosit dapat dikatakan mati akibat keracunan makanan. Sebagai contoh, virulen shigella membunuh makrofag tikus setelah fagositosis, mengingat avirulen shigella pasti melakukan hal yang sama dan akan terbunuh dan dimakan. Beberapa Chlamydia memperbanyak diri di dalam  makrofag setelah difagositosis dan merusak sel dengan menginduksi keluarnya kandungan  lisosom ke dalam sitoplasma. Virulen intraseluler bacteria Mycobacterium, Brucella dan Listeria banyak memperlihatkan virulensi dengan memperbanyak diri didalam makrofag. Makrofag biasanya dihancurkan dan mekanismenya belum diketahui.

ü  Menghambat dengan cara Absorpsi pada permukaan sel fagosit

            Ada cara yang dilakukan mikroorganisme untuk menghindar dari fagosit tanpa meracuni fagosit. Ketika komponen ekstraseluler Mycoplasma hominis ditambahkan pada polymorph manusia secara in vitro maka tidak terlihat secara jelas adanya absorbsi yang dilakukan oleh Mycoplasma di permukaan polymorh. Tetapi adanya antibody pada mycoplasama terjadi absorpsi, ingesti dan digesti. Kegagalan dari absorpsi tidak diketahi dengan jelas, tetapi dimungkinkan karena Mycoplasma merusak polymorph, yang ditunjukkan dengan peningkatan oksidasi glukosa dan membuat cacat pagosit E.coli hingga mati.

            Leishmania parasit mampu modulasi fungsi makrofag banyak dalam rangka untuk mempromosikan kelangsungan hidup dalam host. Sementara kita telah melihat bahwa lapisan permukaan parasit bertanggung jawab untuk memicu banyak dari efek ini, kita tidak langsung membahas mekanisme intraselular di mana sinyal dikomunikasikan. Beberapa jalur sinyal intraselular yang dimodulasi oleh Leishmania dibahas dalam bagian berikutnya :

  • Mycobacterium tuberolosis menyebabkan tubercolosis. Tergolong pathogen intraselular yang tumbuh dan hidup didalam sel fagositik. Bakteri ini menggunakan glikolipid dinding sel untuk mengabsobsi radikal hidroksil, anion superoksida dan oksigen yang toksik bagi beberapa spesies yang diproduksi oleh fagosit.
  • Streptococcus pyogenes merupakan pathogen pada manusia yang menyebabkan berbagai penyakit infeksi kulit ringan sampai sistemik, termasuk faringitis dan impetigo. Umumnya  merupakan patogen ekstraseluler yang dapat bertahan dan dapat hidup lama didalam inang dengan cara menghindari mekanisme pertahanan inang. Sehingga S.pyrogenes melakukan banyak strategi untuk menghindari system kekebalan tubuh.
  • Staphylococcus aureus memproduksi komponen pigmentasi yang disebut carotenoid yang dapat menetralisir singlet oxygen dan melindungi diri dari pembunuhan.
  • Streptococcus pneumonia Merupakan salah satu bakteri yang memiliki pertahanan terhadap fagositosis  berupa kapsul. Biasa bakteri yang memiliki kapsul resisten terhadap fagositosis. Karena kapsul dapat melindungi sel bakteri.
  • Leishmania merupakan parasit yang dapat menghindari makrofag dengan cara meninduksi produksi  atau sekresi beberapa sinyal molekul immunosuppressive seperti metabolit asam arachidonik, sitokinase TGF-β dan IL-10. Efeknya terjadi pada tipe sel yang berbeda, baik secara  langsung maupun tidak langsung tergantung dengan respon normal terhadap imun dan kemampuan parasit.


KAJIAN RELIGI

Di dalam Al-Quran secara tersirat Allah SWT telah menyiratkan akan pentingnya pengaruh lingkungan bagi kehidupan 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:

Q.S AL BAQARAH 164        

إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضِ وَاخْتِلاَفِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ وَالْفُلْكِ الَّتِي تَجْرِي فِي الْبَحْرِ بِمَا يَنفَعُ النَّاسَ وَمَا أَنزَلَ اللّهُ مِنَ السَّمَاءِ مِن مَّاء فَأَحْيَا بِهِ الأرْضَ بَعْدَ مَوْتِهَا وَبَثَّ فِيهَا مِن كُلِّ دَآبَّةٍ وَتَصْرِيفِ الرِّيَاحِ وَالسَّحَابِ الْمُسَخِّرِ بَيْنَ السَّمَاء وَالأَرْضِ لآيَاتٍ لِّقَوْمٍ يَعْقِلُونَ

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.”

Q.S ASY SYUURA 29

وَمِنْ آيَاتِهِ خَلْقُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَمَا بَثَّ فِيهِمَا مِن دَابَّةٍ وَهُوَ عَلَى جَمْعِهِمْ إِذَا يَشَاءُ قَدِيرٌ   

Artinya : “Di antara (ayat-ayat) tanda-tanda-Nya ialah menciptakan langit dan bumi dan makhluk-makhluk yang melata Yang Dia sebarkan pada keduanya. Dan Dia Maha Kuasa mengumpulkan semuanya apabila dikehendaki-Nya.”

TAUSYIAH

“ALLAH menguji KEIKHLASAN bila sendirian. ALLAH memberi kita KEDEWASAAN  bila ada MASALAH. ALLAH melatih KESABARAN kita dalam KESAKITAN. ALLAH tidak pernah mengambil sesuatu yang kita sayang dan kita cintai, kecuali menggantikannya dengan yang LEBIH BAIK”.

Berharap semua ini dapat diterima dan dimaknai dengan baik sehingga kita mampu menjadi orang-orang yang senantiasa BERSYUKUR atas seluruh NIKMAT yang ALLAH berikan pada kita disetiap keadaan. AMIN YA ROBBAL ‘ALAMIN.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penulisan tentang “UPAYA MEMPERTAHANKAN VIABILITAS MIKROORGANISME AKIBAT PENGARUH LINGKUNGAN” maka dapat disimpulkan bahwa :

  1. Faktor lingkungan fisik yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme, yaitu pengaruh temperatur, kelembaban dan pengaruh kebasahan serta kekeringan, pengaruh perubahan nilai osmotic, kadar ion Hidrogen (pH), tegangan muka, tekanan,  hidrostatik, pengaruh sinar.
  2. Faktor lingkungan kimia yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme, yaitu Fenol Dan Senyawa-Senyawa Lain Yang Sejenis, Formaldehida (CH2O), alcohol, yodium, Klor Dan Senyawa Klor, zat warna, Obat Pencuci (Detergen), Sulfonamida, antibiotik, garam-garam logam.
  3. Faktor lingkungan biologi yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme, yaitu netralisme, komensalisme, sinergisme, mutualisme (simbiosis), kompetisi, Amensalisme (Antagonisme), parasitisme.

DAFTAR PUSTAKA

Annonymous, 2011. Mikrobiologi. http://id.wikipedia.org/wiki/Mikrobiologi . Diakses tanggal 04 Desember 2011.

Annonymous, 2011. Mikroorganisme. http://id.wikipedia.org/wiki/Mikroorganisme. Diakses tanggal 04 Desember 2011.

Annonymous, 2008. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba. http://faktor-faktor-yang-mempengaruhi-pertumbuhan-mikroba. Diakses tanggal 08 Desember 2011.

Annonymous, 2001. Metode Penyimpanan Dan Pemeliharaan Mikroba Dalam Mempertahankan Viabilitas.http://www.scribd.com/doc/75921669/metde-pnyimpaman-dan-pemeliharaan-mikroba-dalam-mempertahankan-viabilitas.html. Diakses Tanggal 21 Desember 2011

Bacus, J. N. 1984. Utilization of Microorganisme In Meat Processing Research Studies. Press. ltd, England.

Fardiaz, S. 1992. Analisa Mikrobiologi Pangan. PT. Raja Grafindo Persada, Kerjasama Dengan PAU antar Universitas Pangan dan Gizi. IPB, Bogor.

Lay, B.W. 1994. Analisis mikroba di laboratorium. PT. Raja Grafindo Persada, 1994,  Jakarta.

Ray, B. 2004. Fundamental Food Microbiology, Third Edition. CRC Press LLC Boca Raton, Florida.

Sudarmaji, B. Haryono dan Suhardi. 1989. Prosedur Analisa Untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Penerbit Liberty, Yogyakarta.

 Waluyo, Lud. 2008. Buku Petunjuk Praktikum Mikrobiologi Umum. UMM Press. Malang.

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 58 other followers