PERANAN LINGKUNGAN TERHADAP MIKROORGANISME DALAM KEHIDUPAN

PERANAN LINGKUNGAN TERHADAP MIKROORGANISME DALAM KEHIDUPAN

Semua makhluk hidup sangat bergantung pada lingkungan sekitar, demikian juga jasat renik. Makhluk – makhluk ini tidak dapat sepenuhnya menguasai factor – 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 fisiologi secara turun Temurun.

           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

1.             Peranan Lingkungan Dalam Pertahanan Mikroorganisme Dalam Kehidupan

 1.   Faktor abiotik

Faktor abiotik adalah faktor yang dapat mempengaruhi kehidupan yang bersifat fisika dan kimia. Diantara faktor-faktor yang perlu diperhatikan ialah:

  1. Suhu

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.

Dalam cara menentukan daya tahan panas suatu spesies perlu di perhatikan syarat-syarat sebagai berikut:

1. Berapa tinggi suhu.

2. Berapa lama spesies itu berada di dalam suhu tersebut.

3. Apakah pemanasan bakteri itu di lakukan di dalam keadaan kering ataukah di dalam keadaan basah.

4. Beberapa pH dari medium tempat bakteri itu di panasi.

5. Sifat-sifat lain dari medium tempat bakteri itu di panasi.

Mengenai pengaruh basah dan kering ini dapat diterangkan sebagai berikut. Di dalam keadaan basah, maka protein dari bakteri lebih cepat menggumpal dari pada di dalam keadaan kering, pada temperartur 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 dari pada 15 menit. Sedikit perubahan pH menju ke asam atau ke basa itu sangat berpengaruh kepada pemanasan. Berhubung dengan ini, maka buah-buahan yang masam itu lebih mudah disterilisasikan dari pada sayur-sayur atau daging.

Untuk menentukan suhu maut bagi bakteri orang mengambil pedoman sebagai berikut: Suhu maut (Thermal Death Point) ialah suhu yang serendah-rendahnya yang dapat membunuh bakteri yang berada di dalam standard medium selama 10 menit. Ketentuan ini mencakup kelima syarat-syarat tersebut diatas. Perlu diperhatikan kiranya, bahwa tidak semua individu dari suatu spesies itu mati bersama-sama pada suatu suhu tertentu. Biasanya, individu yang satu lebih tahan dari pada individu yang lain terhadap suatu pemanasan, sehingga tepat juga, bila kita katakana adanya angka kematian pada suatu suhu (Thermal Death Rate). 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   dapatlah kita adakan penentuan waktu maut (Thermal Death Rate). Biasanya standard suhu itu diatas titik didih dan pemanasan setinggi ini perlu bagi pemusnahan bakteri yang berspora. Umumnya bakteri lebih tahan suhu rendah dari pada suhu tinggi. Hanya beberapa spesies neiseria mati karena pendinginan sampai 0° C dalam kedaan basah. Bakteri patogen yang bias 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 terusmenerus. 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. 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 dari pada 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.

  1. 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.
  2. 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. Pada tahun 1967 di Yellowstone Park di temukan bakteri yang hidup dalam air yang panasnya 93 – 94 °C dan pada tahun 1969 berapa spesies lagi di tempat yang sama yang juga sangat termofil. Spesies-spesies itu di tabiskan menjadi Thermus aquaticus, Bacillus caldolyticus, dan Bacillus caldotenax. Dalam praktek, batas-batas antara golongan-golongan itu sukar di tentukan, juga di antara beberapa individu di dalam satu golongan pun batas-batas suhu optimum itu sangat berbeda-beda. Bakteri termofil agak menyulitkan pekerjaan pasteurisasi, karena pemanasan pada pasteurisasi itu hanya sekitar 70 ° C saja, sedang pada suhu setinggi itu spora-spora tidak mati. Spora bakteri termofil juga merepotkan perusahaan pengawetan makanan. Selama bahan makanan di dalam kaleng itu di simpan pada suhu yang rendah, spora-spora tidak akan tumbuh menjadi bakteri. Akan tetapi, jika suhu sampai naik sedikit, besarlah bahaya akan rusaknya makanan itu sebagai akibat dari pertumbuhan spora-spora tersebut. Sebaliknya, bakteri psikrofil dapat mengganggu makanan yang di simpan terlalu lama di dalam lemari es. Golongan bakteri yang dapat hidup pada bata-batas suhu yang sempit, misalnya, Conococcus 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 yang dipiara di bawah suhu minimum atau sedikit di atas suhu maksimum itu tidak segera mati, melainkan berada di dalam keadaan “tidur” (dormancy). Suhu berpengaruh terhadap kinerja reaksi dalam mikroorganisme. Kecepatan reaksi kimia merupakan fungsi langsung daripada suhu dan mengikuti hubungan yang dikemukakan semula oleh Arrhenius :

Log10 V =    − ΔH*    + C

2.303RT

v ialah kecepatan reaksi, ΔH* ialah energi aktivitas pada reaksi, R ialah konstante gas, T ialah suhu dalam derajat Kelvin. Karena itu, kecepatan reaksi kimia sebagai fungsi T ¯¹ menghasilkan garis lurus dengan lereng negatif menunjukkan kecepatan tumbuh E. coli yang dapat disamakan dengan fungsi T ¯¹. Kurvenya linear hanya pada bagian kisaran suhu untuk tumbuh. Sebab kecepatan tumbuh dengan tibatiba sangat menurun pada batas atas dan bawah kisaran suhu. Kecepatan tumbuh pada suhu tinggi yang menurun tiba-tiba disebabkan oleh denaturasi panas protein dan mungkin pula denaturasi struktur sel seperti membran. Pada suhu maksimum untuk tumbuh maka reaksi yang merusak menjadi sangat besar. Suhu itu biasanya hanya berapa derajat lebih tinggi daripada suhu untuk kecepatan tumbuh maksimal, yang dinamakan suhu optimum. Dari pengaruh suhu pada kecepatan reaksi kimia, dapat diramalkan bahwa semua bakteri dapat melanjutkan tumbuhnya (meskipun dengan kecepatan yang makin lama makin lebih rendah) selama suhu diturunkan sampai sistem itu membeku. Akan tetapi, kebanyakan bakteri berhenti tumbuh pada suhu (suhu minimum untuk tumbuh ) jauh di atas titik beku air. Setiap mikroorganisme mempunyai suhu yang tepat untuk pertumbuhan, tetapi di bawah suhu ini pertumbuhan tidak terjadi betapa pun lamanya masa inkubasi.

Nilai suhu kardinal menurut angka (minimum, optimum, dan maksimum) dan kisaran suhu yang memungkinkan pertumbuhan, sangat beragam pada bakteri. Beberapa bakteri yang diisolasi dari sumber air panas dapat tumbuh pada suhu setinggi 95°C; yang diisolasi dari lingkungan dingin, dapat tumbuh sampai suhu serendah –10°C jika konsentrasi solut yang tinggi mencegah mediumnya menjadi beku. Berdasarkan kisaran suhu untuk tumbuh, bakteri seringkali dibagi atas tiga golongan besar: termofil, yang tumbuh pada suhu tinggi (diatas 55°C); mesofil, yang tumbuh baik antara 20°C sampai 45°C dan psikrofil, yang tumbuh baik pada 0°C. Seperti juga dalam sistem klasifikasi biologis yang kerap kali benar, terminologi ini menunjukan perbedaan yang lebih jelas di antara tipe-tipe daripada yang di jumpai di alam. Klasifikasi reaksi suhu tiga pihak tidak memperhitungkan seluruh variasi di antara bakteri berkenaan dengan adanya perluasan kisaran suhu yang memungkinkan pertumbuhan. Perbedaan dalam kisaran suhu di antara termofil kadang-kadang dinyatakan dengan istilah stenotermofil (organisme yang tidak dapat tumbuh di bawah 37 °C), dan euritermofil (organisme yang dapat tumbuh di bawah 37 °C). psikrofil yang masih dapat tumbuh di atas 20 °C di sebut psikrofil fakultatif; dan yang tidak dapat tumbuh di atas 20 °C di sebut psikrofil obligat.

Garis dengan satu tanda panah menunjukkan batas suhu tumbuh untuk paling sedikit satu galur spesies itu terdapat variasi di antara bermacam galur beberapa spesies. Tanda dengan dua panah menunjukkan bahwa pada batas suhu sebenarnya terletak di antara tanda panah tersebut. Garis dengan titik-titik menunjukkan bahwa pertumbuhan minimum belum ditentukan. Data yang menggambarkan kisaran suhu tumbuh berbagai macam bakteri menunjukkan sifat termofil, mesofil, dan psikrofil yang agak berubah-ubah. Kisaran suhu yang memungkinkan pertumbuhan itu berubah-ubah seperti halnya suhu-suhu maksimum dan minimum. Kisaran suhu beberapa bakteri kurang dari 10°C, sedangkan untuk lainnya dapat sampai 50°C.

Faktor yang menentukan batas suhu untuk tumbuh telah disingkapkan oleh dua macam penelitian; perbandingan antara sifat organisme dengan kisaran suhu yang sangat berbeda; dan analisis sifat mutan yang peka terhadap suhu, kisaran suhunya menjadi lebih sempit oleh perubahan satu mutan. Ada dua macam mutan yang peka terhadap suhu; mutan peka panas, dengan suhu tumbuh maksimum yang menurun ; dan mutan peka dingin, dengan suhu tumbuh minimum yang menaik. Studi mengenai kinetika denaturasi panas pada enzim dan struktur sel yang berprotein (misalnya flagelum, ribosom) menunjukkan bahwa banyak protein khusus pada bakteri termofil lebih tahan panas daripada protein homolognya dari bakteri mesofil. Mungkin pula untuk mengira-ngirakan ketahanan panas menyeluruh protein sel yang dapat larut, dengan mengukur kecepatan protein di dalam ekstrak bakteri menjadi tidak larut karena denaturasi panas pada beberapa suhu yang berbeda. Percobaan seperti ini (Tabel 10.6). Dengan jelas menunjukkan bahwa pada hakekatnya semua protein bakteri termofilik setelah perlakuan panas tetap pada tingkat asalnya yang sebenarnya menghilangkan semua protein mesofil yang sekelompok. Karena itu adaptasi mikroorganisme termofilik terhadap suhu di sekitarnya hanya dapat dicapai dengan perubahan mutasional yang mempengaruhi struktur utama kebanyakan (jika tidak semua) protein sel tersebut. Meskipun adaptasi evalusionar yang menghasilkan termofil agaknya melibatkan ,mutasi yang meningkatkan ketahanan panas proteinnya , namun kebanyakan mutasi yang berpengaruh pada struktur utama suatu protein khusus ( misalnya enzin) mengurangi ketahanan panas protein tersebut, walaupun banyak di antara mutasi ini mungkin berpengaruh sedikit atau tidak sama sekali pada sifat-sifat katalitik. Akibatnya, dengan tidak adanya seleksi tandingan oleh tantangan panas, maka suhu maksimum untuk pertumbuhan mikroorganisme apa pun harus menurun secara berangsur-angsur sebagai akibat mutasi acak yang berpengaruh pada struktur pertama proteinnya. Kesimpulan ini ditunjang oleh pengamatan bahwa bakteri psikrofilik yangdiisolasi dari air antartik mengandung sejumlah besar protein yang luar biasa labilnya terhadap panas.

Pada suhu rendah, semua protein mengalami sedikit perubahan bentuk, yang dianggap berasal dari melemahnya ikatan hidrofobik yang memegang peran penting dalam penentuan struktur tartier (berdimensi tiga). Semua tipe ikatan lain pada protein menjadi lebih kuat bila suhu diturunkan. Pentingnya bentuk yang tepat untuk fungsi sebenarnya protein alosterik dan untuk perakitan sendiri protein ribosomal menjadi kedua kelas protein ini teramat peka terhadap inaktivasi dingin. Oleh karen aitu, tidaklah mengherankan bahwa mutasi yang menaikkan suhu minimum untuk pertumbuhan biasanya terjadi di dalam gen yang menyandikan protein-protein ini.

Susunan lipid pada hampir semua organisme, baik prokariota maupun eukariota, berubah-ubah menurut suhu tumbuh. Bila suhu turun, kandungan relatif asam lemak tidak jenuh didalam lipid selular meningkat. Ilustrasi kejadian ini pada E. coli tampak pada perubahan dalam susunan lemak ini adalah komponen penting daripada adaptasi suhu pada bakteri. Titik cair lipid berhubungan langsung dengan asam lemak jenuh. Akibatnya, derajat kejenuhan asam lemak pada lipid membran menentukan derajat keadaan cairnya pada suhu tertentu. Karena fungsi membran bergantung pada keadaan cair komponen lipid, dapatlah dipahami bahwa pertumbuhan pada suhu rendah haruslah diikuti dengan penambahan derajat ketidakjenuhan asam lemak.

Gambar, Gonococus

Sumber : http://faculty.ccbcmd.edu/courses/bio141/labmanua/lab17/dfaby_ng01.html

 2. pH

Mikrobia dapat tumbuh baik pada daerah pH tertentu, misalnya untuk bakteri pada pH 6,5 – 7,5; khamir pada pH 4,0 – 4,5 sedangkan jamur dan aktinomisetes pada daerah pH yang luas. Setiap mikrobia mempunyai pH minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhanya. Berdasarkan atas perbedaan daerah pH untuk pertumbuhanya dapat dibedakan mikrobia yang asidofil, mesofil ( neutrofil ) dan alkalofil. Untuk menahan perubahan dalam medium sering ditambahkan larutan bufer. pH optimum pertumbuhan bagi kebanyakan bakteri antara 6,5 dan 7,5. Namun beberapa spesies dapat tumbuh dalam keaadaan sangat masam atau sangat alkalin, bila bakteri di kuitivasi di dalam suatu medium yang mula-mula disesuaikan pHnya misal 7 maka mungkin pH ini akan berubah sebagai akibat adanya senyawa-senyawa asam atau basa yang dihasilkan selama pertumbuhannya. Pergesaran pH ini dapat sedemikian besar sehingga mengahambat pertumbuhan seterusnya organisme itu. Pergeseran pH dapat dapat dicegah dengan menggunakan larutan penyangga dalam medium, larutan penyangga adalah senyawa atau pasangan senyawa yang dapat menahan perubahan pH.

Istilah pH pada suatu symbol untuk derajat keasaman atau alkanitas suatu larutan; pH=log (1/[H+]) dengan [H+] sebagai konsentrasi ion hydrogen. pH air suling ialah 7,0 (netral); cuka 2,25; sari tomat, 4,2; susu, 6,6; natrium bikarbonat (0,1N), 8,4; susu magnesia, 10,5.

Tabel 5.7 Indikator Asam – Basa

NAMA ASAM-BASAH

INTERVAL Ph

PK INDIKATOR

WARNA

Biru timol

8,0 – 9,6

1,7

Merah-Kuning

Biru brom fenol

3,0 – 4,6

4,1

Kuning-Biru

Merah metal

4,4 – 6,2

5,0

Merah-Kuning

Biru brom timo

6,0 – 7,6

7,1

Kuning-biru

Merah feno

6,8 – 8,4

7,8

Kuning-merah

Fenolftalein

8,2 – 9,8

9,6

Tak berwarna- merah muda

Tabel 5.8 pH minimum, optimum, dan maksimum untuk pertumbuhan beberapa spesies bakteri

 

Bakteri

Kisaran Ph Untuk Pertumbuhan

Batas Bawah

Optimum

Batas Atas

Thiobacillus

0,5

2,0-3,5

6,0

Thiooxidans

4,0-4,5

5,4-6,3

7,0-8,0

Acetobacter aceti

4,2

7,0-7,5

9,3

Staphylococcus aureus

5,5

7,0-7,5

8,5

Azotobacter spp

6,0

6,8

7,0

Clhorobium limicola

6,0

7,5 – 7,8

9,5

 

 

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

  • Mikroorganisme yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0
  • Mikroorganisme yang mesofilik (neutrofilik), yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 5,5-8,0
  • 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. Beberapa kelompok bakteri mempunyai persyaratan tambahan. Sebagai contoh, organisme fotoautotrofik (fotosintetik) harus diberi sumber pencahayaan, karena cahaya adalah sumber energinya. Pertumbuhan bakteri dapat dipengaruhi oleh keadaan tekanan osmotik (tenaga atau tegangan yang terhimpun ketika air berdifusi melalui suatu membran) atau tekanan hidrostatik (tegangan zat alir). Bakteri tertentu, yang disebut bakteri halofilik dan dijumpai di air asin, wadah berisi garam, makanan yang diasin, air laut, dan danau air asin, hanya tumbuh bila mediumnya mengandung konsentrasi garam yang tinggi. Air laut mengandung 3,5 persen natrium klorida; di danau air asin, konsentrasi natrium kloridanya dapat mencapai 25 persen. Mikroorganisme yang membutuhkan NaCl untuk pertumbuhannya di sebut halofil obligat – mereka tidak akan tumbuh kecuali bila konsentrasi garamnya tinggi, yang dapat tumbuh dalam larutan natrium kloride tetapi tidak mensyaratkannya disebut halofil fakultatif – mereka tumbuh dalam lingkungan berkonsentrasi garam tinggi atau rendah. Ini menunjukkan adanya tanggapan terhadap tekanan osmotik. Telah diisolasi bakteri dari parit-parit terdalam dilautan yang tekanan hidrostatiknya mencapai ukuran ton meter persegi.

3.  Kelembaban

Mikroorganisme mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi diatas 85°C, sedangkan untuk jamur dan aktinomises diperlukan kelembaban yang rendah dibawah 80°C. Kadar air bebas didalam lautan (aw) merupakan nilai perbandingan antara tekanan uap air larutan dengan tekanan uap air murni, atau 1/100 dari kelembaban relatif. Nilai aw untuk bakteri pada umumnya terletak diantara 0,90 – 0,999 sedangkan untuk bakteri halofilik mendekati 0,75. Banyak mikroorganisme yang tahan hidup didalam keadaan kering untuk waktu yang lama seperti dalam bentuk spora, konidia, arthrospora, klamidospora dan kista. Seperti halnya dalam pembekuan, proses pengeringan protoplasma, menyebabkan kegiatan metaobolisme terhenti. Pengeringan secara perlahan-lahan menyebabkan perusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosa dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.

4.  Tekanan osmosis

Pada umumnya mikrobia terhambat pertumbuhannya di dalam larutan yang hipertonis. Karena sel-sel mikrobia dapat mengalami plasmolisa. Didalam larutan yang hipotonis sel mengalami plasmoptisa yang dapat di ikuti pecahnya sel. Beberapa mikrobia dapat menyesuaikan diri terhadap tekanan osmose yang tinggi; tergantung pada larutanya dapat dibedakan jasad osmofil dan halofil atau halodurik. Medium yang paling cocok bagi kehidupan bakteri ialah medium yang isotonik terhadap isi sel bakteri. Jika bakteri di tempatkan di dalam suatu larutan yang hipertonik terhadap isi sel, maka bakteri akan mengalami plasmolisis. Larutan garam atau larutan gula yang agak pekat mudah benar menyebabkan terjadinya plasmolisis ini. Sebaliknya, bakteri yang ditempatkan di dalam air suling akan kemasukan air sehingga dapat menyebabkan pecahnya bakteri, dengan kata lain, bakteri dapat mengalami plasmoptisis. Berdasarkan inilah maka pembuatan suspense bakteri dengan menggunakan air murni itu tidak kena, yang digunakan seharusnyalah medium cair.

Jika perubahan nilai osmosis larutan medium tidak terjadi secara langsung, akan tetapi perlahan-lahan sebagai akibat dari penguapan air, maka bakteri dapat menyesuaikan diri, sehingga tidak terjadi plasmolisis secara mendadak.

5.  Senyawa toksik

Ion-ion logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, Zn, Li, dan Pb. Walaupun pada kadar sangat rendah akan bersifat toksis terhadap mikroorganisme karena ion-ion logam berat dapat bereaksi dengan gugusan senyawa sel. Daya bunuh logam berat pada kadar rendah disebut daya ologodinamik. Anion seperti sulfat tartratklorida, nitrat dan benzoat mempengaruhi kegiatan fisiologi mikroorganisme. Karena adanya perbedaan sifat fisiologi yang besar pada masing-masing mikroorganisme maka sifat meracun dari anion tadi juga berbeda-beda. Sifat meracun alakali juga berbeda-beda, tergantung pada jenis logamnya. Ada beberapa senyawa asam organik seperti asam benzoat, asetat dan sorbet dapat digunakan sebagai zat pengawet didalam industry bahan makanan. Sifat meracun ini bukan disebabkan karena nilai pH, tetapi merupakan akibat langsung dari molekul asam organik tersebut terhadap gugusan didalam sel.

6.  Tegangan Muka

Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan itu menyerupai membran yang elastik. Demikian juga permukaan cairan yang menyelubungi sel mikrobia. Tekanan dari membran cairan ini di teruskan ke dalam protoplasma sel melalui dinding sel dan membran sitoplasma, Sehingga dapat mempengaruhi kehidupan mikrobia. Kebanyakan bakteri lebih menyukai tegangan muka yang relatif tinggi. Tetapi adapula yang hidup pada tegangan muka yang relatif rendah. Misalnya bakteri-bakteri yang hidup dalam saluran pencernaan. Sabun mengurangi ketegangan permukaan, dan oleh karena itu dapat menyebabkan hancurnya bakteri. Diplococcus pneumoniae sangat peka terhadap sabun. Empedu juga mempunyai khasiat seperti sabun; hanya bakteri yang hidup di dalam usus mempunyai daya tahan terhadap empedu. Bolehlah dikatakan pada umumnya, bahwa bakteri yang Gram negatif lebih tahan terhadap pengurangan (depresi) tegangan permukaan daripada bakteri yang Gram positif.

7. Tekanan hidrostatik dan mekanik

Beberapa jenis mikroorganisme dapat hidup didalam samudra pasifik dengan tekanan lebih dari 1208 kg tiap cm persegi, dan kelompok ini disebut barofilik. Selain itu tekanan yang tinggi akan menyebabkan meningkatnya beberapa reaksi kimia, sedang tekanan diatas 7500 kg tiap cm persegi dapat menyebabkan denaturasi protein. Perubahan-perubahan ini mempengaruhi proses biologi sel jasad hidup..

Gambar, Tekanan hidrostatik

Sumber : http://www.drillingformulas.com/wp-content/uploads/2009/09/slug.jpg

8.  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.

 2. Faktor Biotik Dalam Biologi

                        Faktor biotik ialah faktor-faktor yang disebabkan jasad (mikrobia) atau kegiatannya yang dapat mempengaruhi kegiatan (pertumbuhan) jasad atau mikrobia lain. Adapun faktor biologi diantaranya:

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.

 h.   Predasi

            Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey). Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey, dan peristiwanya berlangsung cepat. Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey).

 2.          Proses Adaptasi Pertahanan Mikroorganisme

Ada 3 faktor yang mempengaruhi kelangsungan hidup mikroorganisme yaitu faktor fisika, kimia, dan biologi. Mikrooorganisme memiliki persamaan karakteristik dan perbedaan. Yang termasuk persamaan kerakteristik diantaranya pH, suhu, baik pH lingkungan maupun suhu lingkungan.  Lingkungan tempat kehidupan mikroorgasisme dibedakan menjadi 3 yaitu ; tanah, air, dan alam bebas. Pada mikroorganisme tanah dan air di pengaruhi oleh keadaan pH. Dalam keadaan asam sebagian besar mikroorganisme tidak dapat melangsungkan kehidupannya, akan tetapi ada juga mikroorganisme yang dapat melangsungkan kehidupannya dan resisten dengan lingkungan asam.  Pada mikroorganisme alam bebas di pengaruhi oleh suhu, misalnya pada musim kemarau bakteri influenza tidak dapat bertahan hidup, karena suhunya sangat tinggi (suhu maksimum), tetapi mikroorganisme yang ada di tanah dan air tidak di pengaruhi oleh perubahan suhu tersebut dalam artian dapat melangsungkan kehidupannya.

Dalam keadaan lingkungan yang kurang menguntungkan misalnya, keadaan pH minimum mikroorganisme dapat mempertahankan kehidupannya dengan cara membentuk kista atau dengan membentuk spora. Pada lingkungan yang mengandung zat-zat kimia ada sebagian mikroorganisme yang dapat bertahan hidup, akan tetapi ada juga yang mati, itu semua dapat di lihat dari tingkat keresistensiannya terhadap lingkungan dari masing-masing mikroorganisme.

Spora dalam bakteri adalah salah satu proses adaptasi yang dilakukan bakteri untuk mempertahankan hidupnya terhadap pengaruh buruk dari factor luar yang ekstrim sebagai proses adaptasi tubuh bakteri. Spora bakteri ini juga mempunyai kemiripan fungsi yang sama seperti kista ameba, sebab bakteri dalam bentuk spora dan ameba dalam bentuk merupakan satu fase, dimana kedua mikoorganisme berubah bentuk untuk melindungi diri terhadap – factor – factor luar yang tidak menguntungkan. Segera setelah factor luar baik lagi bagi mereka, maka pecahlah bungkus spora atau dinding kista dan tumbuhlah bakteri atau setelah sebagaimana biasanya. Banyak diantara spesies Bacillus yang aerob dan beberapa spesies yang Clostridium  yang anaerob yang membentuk spora. Spora ini lazi disebut endospora, ialah karena spora dibetuk didalam sel. Endospora jauh lebih tahan terhadap pengaruh luar yang buruk dari pada bakteri biasa, yaitu bakteri dalam bentuk vegetative.

Gambar : Spora Bakteri Bacillus

Sumber : http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS-CdIQ094gElwt3LNLBnqmp9gjgkhMAPgrCjndgvKwtj3XqusrQIGMSH7ZWQ

Ada spesies yang sama sekali tidak membentuk spora, ada pula spesies yang dapat membentuk spora, apabila menghadapi keadaan luar yang tidak sesuai. Seperti telah dikatakan diatas, terbentuknya spora yaitu bukan secara langsung, akan tetapi terbentuk sedikit demi sedikit, bila medium menjadi kering atau menjadi penuh dengan hasil yang menggangu  Bacillus mycoides akan membentuk spora apabila menghadapi “ kelaparan ” di dalam keadaan oksigen. Pada umumnya sporulasi itu mudah terjadi, jika keadaan medium memburuk, zat – zat yang timbul sebagai pertukaran zat bertimbun – timbun dan factor – factor luar ang merugikan. Tetapi beberapa spesies mampu membentuk spora meskipun tidak terganggu oleh factor luar. Sporulasi dapat dicegah, jika selalu diadakan pemindahan piaraan keedium yang baru. Beberapa spesies bakteri dapat kehilangan kemampuannya untuk membentuk spora.

Bakteri dalam bentuk spora akan lebih tahan terhadap desinfektan, sinar matahari, dan terutama terhadap kekeringan, panas, dan dingin. Hal ini disebabkan karena dinding spora sedikit banyak impermeable, sedang banyaknya asam ribonukleat didalam protoplasma dalam menawar pengaruh buruk dari sinar, lebih – lebih dari sinar ultraviolet. Berhubung spora ini mengandung sedikit air, maka keadaan ini menyebabkan spora tidak mudah mengalami perubahan temperature.

Jika keadaan luar menguntungkan, maka spora dapat tumbuh lagi menjadi bakteri biasa. Mula – mula air meresap ke spora, kemudian spora mengembang dan kulit spora menjadi retak karenaya. Keretakan ini dapat terjadi pada salah satu ujung, tetapi dapat juga terjadi pada tengah – tengah spora hal ini merupakan ciri khas dari bakteri Bacillus.Jika kulit spora pecah ditengah – tengah maka masing – masing pecahan akan merupakan suatu penutup pada kedua ujung bakteri.

Dilihat dari faktor biologi hampir semuanya mempengaruhi kelangsungan hidup mikroorganisme. Misalnya bakteri yang parasit pada manusia, bakteri dapat berkembangbiak dengan cepat tergantung pada tingkat kekebalan tubuh dari orang tersebut, jika kekebalan tubuh orang tersebut tinggi maka dapat menghambat pertumbuhan bakteri yang berparasit. Dapat dilihat juga adanya mikroorganisme lain, misalnya bakteriofage yaitu mikroorganisme yang memakan bakteri lain. Sehingga dapat di simpulkan faktor lingkungan yang paling mempengaruhi kelangsungan hidup mikroorganisme yaitu faktor kimia, karena dapat dilihat dari ketersediaan protein yang ada di alam bebas, penyusunnya terdiri dari unsur-unsur kimia yaitu CHONP (karbon, hydrogen, oksigen, nitrogen, dan fospor). Dan apabila ketersedian protein sebagai asupan makanan mikroorganisme  di alam berkurang maka dapat mengakibatkan menurunnya perkembangbiakan dari  mikroorganisme yang ada.

Data yang menggambarkan kisaran suhu tumbuh berbagai macam bakteri menunjukkan sifat termofil, mesofil, dan psikrofil yang agak berubah-ubah. Kisaran suhu yang memungkinkan pertumbuhan adaptasi mikroorganisme itu berubah-ubah seperti halnya suhu-suhu maksimum dan minimum. Kisaran suhu beberapa bakteri kurang dari 10°C, sedangkan untuk lainnya dapat sampai 50°C. Faktor yang menentukan batas suhu untuk tumbuh telah disingkapkan oleh dua macam penelitian; perbandingan antara sifat organisme dengan kisaran suhu yang sangat berbeda; dan analisis sifat mutan yang peka terhadap suhu, kisaran suhunya menjadi lebih sempit oleh perubahan satu mutan. Ada dua macam mutan yang peka terhadap suhu; mutan peka panas, dengan suhu tumbuh maksimum yang menurun ; dan mutan peka dingin, dengan suhu tumbuh minimum yang menaik. Studi mengenai kinetika denaturasi panas pada enzim dan struktur sel yang berprotein (misalnya flagelum, ribosom) menunjukkan bahwa banyak protein khusus pada bakteri termofil lebih tahan panas daripada protein homolognya dari bakteri mesofil. Mungkin pula untuk mengira-ngirakan ketahanan panas menyeluruh protein sel yang dapat larut, dengan mengukur kecepatan protein di dalam ekstrak bakteri menjadi tidak larut karena denaturasi panas pada beberapa suhu yang berbeda. Pada hakekatnya semua protein bakteri termofilik setelah perlakuan panas tetap pada tingkat asalnya yang sebenarnya menghilangkan semua protein mesofil yang sekelompok. Karena itu adaptasi mikroorganisme termofilik terhadap suhu di sekitarnya hanya dapat dicapai dengan perubahan mutasional yang mempengaruhi struktur utama kebanyakan (jika tidak semua) protein sel tersebut. Meskipun adaptasi evalusionar yang menghasilkan termofil agaknya melibatkan ,mutasi yang meningkatkan ketahanan panas proteinnya , namun kebanyakan mutasi yang berpengaruh pada struktur utama suatu protein khusus ( misalnya enzin) mengurangi ketahanan panas protein tersebut, walaupun banyak di antara mutasi ini mungkin berpengaruh sedikit atau tidak sama sekali pada sifat-sifat katalitik. Akibatnya, dengan tidak adanya seleksi tandingan oleh tantangan panas, maka suhu maksimum untuk pertumbuhan mikroorganisme apa pun harus menurun secara berangsur-angsur sebagai akibat mutasi acak yang berpengaruh pada struktur pertama proteinnya. Kesimpulan ini ditunjang oleh pengamatan bahwa bakteri psikrofilik yang diisolasi dari air antartik mengandung sejumlah besar protein yang luar biasa labilnya terhadap panas. Pada suhu rendah, semua protein mengalami sedikit perubahan bentuk, yang dianggap berasal dari melemahnya ikatan hidrofobik yang memegang peran penting dalam penentuan struktur tartier (berdimensi tiga). Semua tipe ikatan lain pada protein menjadi lebih kuat bila suhu diturunkan. Pentingnya bentuk yang tepat untuk fungsi sebenarnya protein alosterik dan untuk perakitan sendiri protein ribosomal menjadi kedua kelas protein ini teramat peka terhadap inaktivasi dingin. Oleh karena itu, tidaklah mengherankan bahwa mutasi yang menaikkan suhu minimum untuk pertumbuhan biasanya terjadi di dalam gen yang menyandikan protein-protein ini.

               Adapun macam – macam factor adaptasi pertahanan mikroorganisme yang lainnya yaitu :

1.      Tahan terhadap kondisi asam lambung

Pertimbangan yang sangat praktis untuk menyeleksi isolat sebagai probiotik adalah daya tahannya sewaktu melintasi lambung sampai mencapai organ target (usus besar). Strain harus tahan terhadap kondisi asam karena keasaman di lambung sangat rendah. Cara yang sering digunakan untuk uji ketahanan ini adalah dengan mengevaluasi daya tahannya pada pH 3 selama 3 jam, waktu yang sama dengan rata-rata waktu perlintasan melalui lambung. Meskipun beberapa strain dapat bertahan pada perlakuan ini secara langsung, strain lainnya ternyata menunjukkan ketahanan juga apabila mendapat perlakuan pendahuluan pada nilai pH yang lebih tinggi. Hal ini dibuktikan dalam sebuah penelitian yang hasilnya menunjukkan bahwa beberapa bifidobacteria, lactobacilli, dan Streptococcus salivarius tidak dapat tumbuh  langsung pada pH 3. Perlakuan mikroorganisme pada kondisi stress yang ringan akan menginduksi ketahanan dalam mengatasi stress tersebut, sehingga dapat menahan tingkat stress yang lebih tinggi. Oleh karena itu isolat potensial untuk kultur probiotik tidak perlu resisten langsung terhadap pH 3, sejauh isolat tersebut mampu mentoleransinya setelah melewati kondisi perlakuan pada pH yang lebih tinggi.

Secara praktis, hal ini dapat dilakukan manakala yogurt yang digunakan sebagai media pembawa probiotik, juga berperan sebagai media pengkondisian/adaptasi dengan menyediakan kondisi asam yang tidak terlalu ekstrim (nilai pH sekitar 4-5).

  1. Faktor – factor  Kimia Yang Mempengaruhi Adaptasi Mikroorganisme

Di alam jarang mikroorganisme yang mati akibat terkena zat-zat kimia. Hanya manusia dalam usahanya untuk membebaskan diri dari kegiatan mikroba meramu zat-zat yang dapat meracuni mikroorganisme, tetapi tidak meracuni dirinya sendiri atau meracuni makanan. Zat-zat yang hanya menghambat pembiakan mikroorganisme dengan tiada membunuhnya dinamakan zat anti septik. Dan istilah lain, disinfektan. Antiseptik dan disinfektan dapat merupakan zat yang sama tetapi berbeda dalam cara penggunaanya. Antiseptik dipakai terhadap jaringan hidup, sedangkan disinfektan dipakai untuk bahan-bahan tidak bernyawa.

 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 dari pada desinfektan-desinfektan yang lain. Karbol ialah lain untuk fenol. Seringkali orang mencampurkan bau-bauan yang sedap, sehingga desinfektan menjadi menarik. Sebagai bentuk pertahanannya bakteri akan berusaha bermigrasi menuju ke tempat yang tidak terkena atau mengandung sedikit alkohol.

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. Formaline bersifat menghambat pertumbuhan bakteri. Agar mampu bertahan hidup mikroorganisme tersebut melakukan fase istirahat (dormansi). Hal ini dilakukan sebagai penyesuaian terhadap keadaan metabolism dan suplai oksigen yang dierlukan agar mampu bertahan hidup.

Alkohol

Alkohol merupakan zat yang paling efektif dan dapat diandalkan untuk sterilisasi dan disinfeksi. Alkohol mendenaturasikan protein dengan jalan dehidrasi, dan juga merupakan pelarut lemak. Oleh karena itu, membrane sel – sel akan rusak, dan enzim – enzim akan diinaktifkan oleh 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. Ada 3 jenis alkohol yang dipergunakan sebagai disinfektan, yaitu methanol ( CH3OH ), etanol           ( CH3CH2OH ), dan isopropanol (( CH3 )2CHOH )). Menurut ketentuan, semakin tinggi berat molekulnya, semakin meningkat pula daya disinfektannya. Oleh karena itu, diantara ketiga jenis alcohol tersebut isopropil alcohol adalah yang paling banyak digunakan. Yang banyak dipergunakan dalam praktek adalah larutan alcohol 70 -80% dalam air. Konsentrasi diatas 90% atau dibawah 50% biasanya kurang efektif kecuali untuk isopropyl alcohol yang masih tetap efektif sampai konsentrasi 99%. Waktu yang diperlukan untuk membunuh sel – sel vegetative cukup 10 menit, tetapi untuk spora tidak.

Bentuk pertahanannya dengan menyesuaikan cairan yang ada dalam sel, sehingga metabolisme sel dan proses enzimatik tidak terhambat. Hal ini dilakukan agar tidak terjadi denaturasi protein yang mengakibatkan kerusakan secara genetis dan fisiologi. Lingkungan sekitar juga mempengaruhi terkait dengan suhu yang merupakan penentu optimalnya proses metabolism didalam tubuh.

  Yodium

                                    Yodium tinktur, yaitu yodium yang dilarutkan dalam alkohol, 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.

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.

Zat Warna

            Beberapa macam zat warna dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Pada umumnya bakteri gram positif itu lebih peka terhadap pengaruh zat warna daripada bakteri gram negative. Hijau berlian, hijau malakit, fuchsin basa, kristal ungu sering dicampurkan kepada medium untuk mencegah pertumbuhanbakteri 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.

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 mengandung empat 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.

 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.

 Antibiotik

                        Antibiotik yang pertama dikenal ialah pinisilin, yaitu suatu zat yang dihasilkan oleh jamur Pinicillium. Pinisilin di temukan oleh Fleming dalam tahun 1929, namun baru sejak 1943 antibiotik ini banyak digunakan sebagai pembunuh bakteri. Selama Perang Dunia Kedua dan sesudahnya bermacam-macam antibiotik diketemukan, dan pada dewasa ini jumlahnya ratusan. Genus Streptomyces menghasilkan streptomisin, aureomisin, kloromisetin, teramisin, eritromisin, magnamisin yang masing-masing mempunyai khasiat yang berlainan. Akhir-akhir ini orang telah dapat membuat kloromisetin secara sintetik, obat-obatan ini terkenal sebagai kloramfenikol. Diharapkan antibiotik-antibiotik yang lain pun dapat dibuat secara sintetik pula.

Gambar : Antibiotik

 Sumber : http://sikelincibiru.wordpress.com/tag/mekanisme-kerja-antibiotik/

            Ada yang kita kenal beberapa antibiotik yang dapat dihasilkan oleh golongan jamur, melainkan oleh golongan bakteri sendiri, misalnya tirotrisin dihasilkan oleh Bacillus brevis, basitrasin oleh Bacillus subtilis, polimiksin oleh Bacillus polymyxa.Antibiotik yang efektif bagi banyak spesies bakteri, baik kokus, basil, maupun spiril, dikatakan mempunyai spektrum luas. Sebaliknya, suatu antibiotik yang hanya efektif untuk spesies tertentu, disebut antibiotik yang spektrumnya sempit. Pinisilin hanya efektif untuk membrantas terutama jenis kokus, oleh karena itu pinisilin dikatakan mempunyai spektrum yang sempit. Tetrasiklin efektif bagi kokus, basil dan jenis spiril tertentu, oleh karena itu tetrasiklin dikatakan mempunyai spektrum luas. Sebelum suatu antibiotik digunakan untuk keperluan pengobatan, maka perlulah terlebih dahulu antibiotik itu diuji efeknya terhadap spesies bakteri tertentu.

Garam – Garam Logam

                        Garam dari beberapa logam berat seperti air raksa dan perak dalam jumlah yang kecil saja dapat menumbuhnkan bakteri, daya mana disebut oligodinamik. Hal ini mudah sekali dipertunjukkan dengan suatu eksperimen

Garam dari logam berat itu mudah merusak kulit, maka alat-alat yang terbuat dari logam, dan lagi pula mahal harganya. Meskipun demikian orang masih bisa menggunakan merkuroklorida (sublimat) sebagai desinfektan. Hanya untuk tubuh manusia lazimnya kita pakai merkurokrom, metafen atau mertiolat. ONa HgOH SHgCH2. CH3 CH3 NO3 COONa metafen mertiolat.

Persenyawaan air rasa yang organik dapat pula dipergunakan untuk membersihkan biji – bijian supaya terhindar dari gangguan bangsa jamur. Nitrat perak 1 sampai 2% banyak digunakan untuk menetesi selaput lendir, misalnya pada mata bayi yang baru lahir untuk mencegah gonorhoea. Banyak juga orang mempergunakan persenyawaan perak dengan protein. Garam tembaga jarang dipakai sebagai bakterisida, akan tetapi banyak digunakan untuk menyemprot tanaman dan untuk mematikan tumbuhan ganggang di kolam-kolam renang.

3.     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 adalah:

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’’.(Qs.al-baqarah:164)

Artinya : ‘’Maha Suci Allah yang menjadikan di langit gugusan-gugusan bintang dan Dia menjadikan juga padanya matahari dan bulan yang bercahaya’’.(al-furqan:61).

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 (QS. Al Furqan : 2)

Dari beberapa ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT mengisyaratkan bahwa faktor lingkungan sangat berperan dalam kehidupan mikroorganisme. Hal ini diisyaratkan oleh Al Quran dengan angin dan cahaya matahari yang merupakan salah satu faktor lingkungan yang berperan dalam kehidupan mikroorganisme sangat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme.

DAFTAR PUSTAKA

 

Budiyanto, Agus Krisno. 2010. Hand Out-5 Faktor Lingkungan Yang mempengaruhi Mikroba. UMM: Malang

Dwijoseputro. 1995. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan

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

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

Stanier, Roger. dkk. 1982. Dunia Mikroba 1. Jakarta: Bharata Karya Aksara.

Suriawiria U. 1995. Pengantar Mikrobiologi Umum. Bandung: Angkasa.

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

Anonymous. 2010. Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba. (Online). (http://rachdie.blogspot.com/2006/10/14/faktor-yang-mempengaruhi-pertumbuhan-mikroba/) Diakses Tanggal 1 Januari 2012.

Anonymous. 2010. Faktor Tekanan Osmosis Pada mikrobiologi . (Online). (http://hubjid.blogspot.com/2006/10/14/faktor-yang-mempengaruhi-pertumbuhan-mikroba/) Diakses Tanggal 1 Januari 2012.

 

Advertisements

Peranan Bakteri Escherichia coli Melalui Hormon Bst (Bovine Somatotropin) Dalam Upaya Meningkatkan Produksi Susu Sapi Perah

Peranan Bakteri Escherichia coli Melalui Hormon Bst (Bovine Somatotropin)

 Dalam Upaya Meningkatkan Produksi Susu Sapi Perah

 

Role of Escherichia coli Bacteria Through Bst Hormone (Bovine Somatotropin)
  Efforts to Increase Milk Production in Dairy Cattle

 

Sulhiyah, Moch. Agus Krisno Budiyanto

Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318 psw 120

 

Abstract

Indonesia at the moment and the next few years highly charged effort to increase milk production. Supplies of fresh milk and milk products is increasing due to rapid population growth. But this did not offset by the production of milk is still limited. One technology that is currently being used extensively is the use of Bovine Somatotropin (BST). The use of BST in some countries, especially America has proven its ability to increase milk production. However, various kalangaan including practitioners, researchers and consumers are still questioning the impact of the use of BST, both in cattle, humans and the environment. So the use in Indonesia may still wait some time yet. Yet compared with imports of dairy cows are at present a very large cost, the use of BST to increase milk production by up to 20% by using the bacterium Escherichia coli role without having to increase the number of dairy cows as well as adding facilities such as stables and use of new land.

Keywords: Hormone Bovine Somatotropin, Dairy Products Dairy Cattle, Escherichia coli

 

Abstrak

            Indonesia saat ini dan beberapa tahun ke depan sangat dituntut upaya meningkatkan produksi susu. Kebutuhan susu segar dan produk susu semakin meningkat akibat pertambahan penduduk yang sangat cepat. Tetapi hal ini tidak diimbangi dengan produksi susu yang masih terbatas. Salah satu teknologi yang saat ini sedang digunakan secara luas adalah penggunaan Bovine Somatotropin (bST). Penggunaan bST di beberapa negara terutama Amerika telah teruji kemampuannya dalam meningkatkan produksi susu. Akan tetapi berbagai kalangaan termasuk praktisi, peneliti maupun konsumen masih mempertanyakan dampak penggunaan bST, baik pada ternak, manusia maupun lingkungan. Sehingga penggunaan di Indonesia mungkin masih menunggu beberapa waktu lagi. Padahal dibandingkan dengan impor sapi perah yang pada saat ini yang sangat besar biayanya, penggunaan bST dapat meningkatkan produksi susu hingga 20% dengan menggunakan peranan bakteri Escherichia coli tanpa harus menambah jumlah sapi perah serta menambah fasilitas seperti kandang dan penggunaan lahan baru.

Kata Kunci : Hormon Bovine Somatotropin, Produk Susu Sapi Perah, Escherichia coli

PENDAHULUAN

Kebutuhan susu nasional semakin meningkat seiring bertambahnya jumlah penduduk Indonesia. Tapi Peningkatan permintaan ini tidak bisa diimbangi oleh peningkatan jumlah produk susu nasional. Setiap tahunnya, Indonesia membutuhkan sekitar 2,5 juta ton susu. Produksi susu dalam negeri Indonesia masih sangat rendah, yakni 636,8 ribu ton atau sekitar 26,5% dari total pasokan nasional, sementara 1.420,4 ribu ton atau 73,5% pasokan susu didapat dari impor. Ketika Indonesia sangat bergantung kepada bahan baku susu dari Australia dan Selandia Baru, harga susu pun mudah naik karena dipengaruhi kenaikan harga susu dunia (Eniza, 2004).

Rendahnya produksi susu di Indonesia terjadi karena adanya permasala han yang dihadapi dalam bidang peternakan di Indonesia yaitu masih rendahnya kemam puan budidaya khususnya menyangkut kesehatan ternak dan mutu bibit yang ren dah. Kekurangan tersebut selain mengakibat kan lambatnya pertumbuhan produksi susu juga berpengaruh terhadap kualitas susu yang dihasilkan. Selain itu mulai sulitnya lahan sebagai sumber rumput hijauan bagi ternak, tingginya biaya transportasi, serta kecilnya skala usaha sebagaimana telah dike mukakan di atas, juga menjadi penghambat perkembangan produksi susu domestik (Anonymous, 2011).

Hasil yang ditunjukan oleh fakta-fakta tersebut mendorong kita sebagai mahasiswa untuk dapat menemukan alternatif umum untuk meningkatkan jumlah produksi susu.

            Rekayasa genetika dapat digunakan agar susu yang dihasilkan oleh sapi dapat lebih banyak lagi. Sapi-sapi akan ditambahkan pada tubuhnya hormon bovine somatotropin yang disebut BST, yaitu hormon yang dapat meningkatkan produksi susu hingga 20 persen. Produksi susu sapi normalnya 5,3 galon atau sekitar 20 liter per hari. Dengan ditingkatkannya hormon bovine somatotropin setidaknya produksi akan bertambah 6 galon, setara 25 liter per hari. Dengan mengembangkan eksperimen rekayasa genetika tersebut maka kebutuhan susu di Indonesia dapat terpenuhi karena produksi susu sapi akan ditingkatkan (Eniza,2004).

 

PEMBAHASAN

1.   Sapi Perah

           Sapi perah merupakan ternak penghasil susu yang sangat dominan dibandingkan ternak perah lainnya. Sapi perah sangat efisien dalam mengubah makanan ternak berupa konsentrat dan hijauan menjadi susu yang sangat bermanfaat bagi kesehatan (Hartutik, 2005).

           Di negara-negara maju, sapi perah dipelihara dalam populasi yang tertinggi, karena merupakan salah satu sumber kekuatan ekonomi bangsa. Sapi perah menghasilkan susu dengan keseimbangan nutrisi sempurna yang tidak dapat digantikan bahan makanan lain. Seperti yang telah dijelaskan dalam surah An-Nahl ayat 5 yang artinya yaitu:

“Dan Dia telah menciptakan binatang ternak untuk kamu; padanya ada (bulu) yang menghangatkan dan berbagai-bagai manfaat, dan sebahagiannya kamu makan” (An-Nahl : 5)

           Dari ayat diatas dapat di katakan bahwasannya segala sesuatu yang diciptakan allah pasti memiliki manfaat bagi semua makhluk yang ada dimuka bumi ini termasuk manusia seperti halnya pada sapi perah yang bisa  diambil manfaatnya dari susu yang dihasilkan oleh api tersebut

 2.       Susu Sapi Perah

           Susu merupakan cairan yang berasal dari pemerahan hewan menyusui yang sehat dan bersih, diperoleh dengan cara yang benar dan kandungan dari susu itu sendiri tidak dikurangi atau ditambah bahan-bahan lain (Hadiwiyoto, 1994).

           Produksi susu di Indonesia masih sangat rendah. Di Jawa Timur saja, susu sapi perah yang dihasilkan hanya sebesar 6-10 liter per ekor sapi per hari, seharusnya menghasilkan 15-20 liter per ekor sapi per hari. Sementara itu, konsumsi susu di Indonesia juga sangat rendah bila dibandingkan Negara di kawasan ASEAN, yaitu hanya 5,6 liter per kapita per tahun. Padahal susu sapi merupakan bahan pangan yang sangat berharga karena memiliki kandungan nutrien esensial yang tinggi, dan menu rut penelitian, dengan mengkonsumsi susu, resiko terkena penyakit degenaratif menjadi rendah. Rendahnya konsumsi protein hewani berdampak pada tingkat kualitas hidup dan daya saing bangsa (Hartutik, 2005).

           Awal pengembangan susu sapi perah diatur dalam Inpres No. 1/1985 yaitu mengenai pengembangan persu suan dilakukan untuk membangun dan membina usaha persusuan agar mampu meningkatkan produksi susu dalam negeri dan susu olahan dengan mutu yang baik dan harga terjangkau oleh masyarakat sekaligus untuk mengurangi impor susu serta meningkatkan kesejah teraan petani ternak sapi perah pada khususnya dan meningkatkan gizi masya rakat pada umumnya.

           Pada tahap awal pengembangan susu sapi perah ini dikembangkan oleh sistem kemitraan, yaitu antara peternak, Koperasi Unit Desa (KUD), dan Industri Pengolah Susu (IPS) (Muksin, 2002).

            Untuk meningkatkan mutu dari susu sapi perah supaya layak untuk dikonsumsi dapat dilakukan pengujian secara mikrobiologik yang meliputi jumlah dan jenis bakteri dalam susu sapi. Menurut Benson (2002), jumlah bakteri dalam susu dapat digunakan sebagai indikator terhadap kualitas susu. Bakteri yang sering terdapat pada susu sapi adalah dari famili  Lactobacteriaceae (Streptococcuslactis),family Enterobaac ter Iaceae (E. coli) dan Staphylococcus.

 

Kandungan Susu

            Menurut Hadiwiyoto (1994) kandungan susu sapi secara umum yaitu :

1). Protein

          Protein susu terdiri atas kasein, laktaalbumin (protein albumin) dan laktaglobulin (jenis protein susu yang larut dalam alkohol). Protein susu yang jumlahnya terbanyak adalah kasein. Kasein merupakan jenis protein terpenting dalam susu dan terdapat dalam bentuk kalsium kasenat.

2). Lemak susu

 Lemak merupakan komponen susu yang penting. Lemak dapat memberikan energi lebih besar daripada protein maupun karbohidrat karena lemak mempunyai nilai gizi yang tinggi. Jenis dan mutu makanan merupakan faktor-faktor utama yang mempengaruhi komposisi lemak susu.

3). Hidrat Arang

Dalam susu hidrat arang paling banyak terdapat dalam bentuk gula disakarida, yaitu laktosa.

4). Garam-garam mineral

 Susu mengandung berbagai macam mineral, seperti garam kalsium, kalium, dan fosfat.

5). Vitamin

Susu mengandung berbagai macam vitamin-vitamin baik yang larut dalam lemak maupun yang larut dalam air. Vitamin yang larut dalam lemak adalah vitamin A, D, E serta sedikit vitamin K. Sedangkan vitamin yang larut dalam air adalah vitamin B kompleks.

6). Air

Komponen terbanyak susu adalah air, jumlahnya mencapai 64,89%.

7). Enzim

 Enzim merupakan katalisator biologik yang dapat mempercepat reaks kimiawi. Dalam susu terdapat 20 jenis enzim yang secara alami merupakan komponen susu, diantaranya adalah lipase, protease, katalase, peroksidase, reduktase, fosfatase, diastase, dan laktase.

 

Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas air susu

1. Keadaan kandang

Letak kandang harus bebas dari kandang babi, ayam dan ternak lainnya. Hal ini maksudnya untuk menjaga flavour (rasa dan bau), karena air susu mudah sekali menyerap bau.

2. Keadaan kamar susu

Kamar susu terhindar dari bau kandang yang tidak enak, dan ukuran kamar susu tidak perlu terlalu luas tetapi bersih

3. Kesehatan sapi

 Kesehatan sapi harus selalu dijaga. Penyakit yang bisa ditulari sapi kepada manusia dan sebaliknya (zoonosis) melalui air susu adalah penyakit TBC, Anthrax, dan Brucellosis. Tanda-tanda sapi yang terserang penyakit anthrax antara lain adalah keluarnya darah dari hidung dan feses, sedangkan penyakit anthrax pada manusia menyebabkan bisul-bisul pada tubuh. Penyakit Brucellosis pada sapi dapat menyebabkan abortus (keguguran) pada sapi.

4. Kesehatan pemeliharaan sapi

Kesehatan pemeliharaan sapi dapat mempengaruhi kualitas air susu sapi. Bila pekerja/pemelihara sapi men derita TBC atau typus, maka penyakit tersebut akan menular melalui air susu kepada konsumen air susu lainnya.

5. Cara pemberian pakan sapi

Pemberian pakan sapi sebaiknya dilakukan tidak pada waktu pemerahan susu, karena aroma dari pakan ternak dapat diserap oleh air susu.

6. Persiapan sapi yang akan diperah

Sebelum sapi diperah, sebaiknya disekitar lipat paha sapi dibersihkan. Ambingnya dilap dengan kain yang diba sahi air panas. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kontaminasi dan menstimulir memancarnya air susu sapi.

7. Persiapan pemerah

Sebelum memerah air susu, tangan pemerah harus dicuci bersih, begitu pula alat-alat yang digunakan pemerah pada saat memerah air susu. Jumlah kuman yang dapat terkoreksi adalah 150 – 200 ribu/ml air susu.

8. Bentuk dari ember

Ember yang digunakan pada waktu pemerahan adalah ember khusus, dimana ember tersebut agak tertutup, hanya diberi lubang sedikit.

9. Pemindahan air susu dari kandang

Setelah memerah, air susu dibawa ke kamar susu. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari agar air susu tersebut tidak berbau sapi ataupun kotoran.

10. Penyaringan air susu

Untuk menghilangkan kotoran-kotoran dari air susu, sebaiknya air susu disaring dengan menggunakan saringan yang memakai filter kapas atau kain biasa yang dicuci dan direbus setiap kali habis dipakai (Wijayanti, 2009).

 

Kajian Religi

 a.   Susu adalah makanan sekaligus minu man yang baik.

              Diriwayatkan oleh Imam Abi Daud dari hadits Ibn Abbas :
قَالَ رَسُولُ اللَّهِ صَلَّى اللَّهُ عَلَيْهِ وَسَلَّمَ مَنْ أَطْعَمَهُ اللَّهُ طَعَامًا فَلْيَقُلْ اللَّهُمَّ بَارِكْ لَنَا فِيهِ وَارْزُقْنَا خَيْرًا مِنْهُ وَمَنْ سَقَاهُ اللَّهُ لَبَنًا فَلْيَقُلْ اللَّهُمَّ بَارِكْ لَنَا فِيهِ وَزِدْنَا مِنْهُ فَإِنِّي لَا أَعْلَمُ مَا يُجْزِئُ مِنْ الطَّعَامِ وَالشَّرَابِ إِلَّا اللَّبَنُ

 

Rasulullah SAW bersabda : Barangsiapa diberi makanan oleh Allah, maka ucapkanlah “ Ya Allah berilah keberka han kepada kami di dalam makanan ini, dan berilah kami rizqi yang lebih baik lagi”, dan barangsiapa diberi Allah minuman susu, maka ucapkanlah “Ya Allah berilah keberkahan kepada kami di dalam minuman ini dan tambahilah kami dari susu, karena sesungguhnya aku tidaklah mengetahui apa yang bisa mencukupi dari makan dan minum kecuali susu’’.

            Dari hadits di atas dapat kita cermati bahwa Rasulullah membedakan dalam berdoa ketika mengkonsumsi sesuatu antara makanan dan susu. Dalam makanan Nabi menggunakan konteks “وارزقنا خيرا منه ” (berilah kami rizqi yang lebih baik lagi) tapi ketika berupa susu nabi menggunakan konteks “وزدنا منه ” (dan tambahilah kami darinya), ini menunjukkan adanya sesuatu kekhusu san pada susu yang tidak didapati pada makanan lainnya dengan bukti nabi hanya meminta tambahan kenikmatan susu karena sudah mengetahui dengan keistimewaan yang ada di dalamnya. Berbeda dengan makanan, nabi justru meminta kenikmatan yang lebih baik lagi. Beliau pun menjelaskan kelebihan susu dalam ucapan setelahnya “karena sesungguhnya aku tidaklah mengetahui apa yang bisa mencukupi dari makan dan minum kecuali susu” .

      Di dalam kitab Tuhfatul Akhwadzi syarh sunan At-Tirmidzi juz 8 hal 353 disebutkan bahwa :  وَزِدْنَا مِنْهُ( وَلَا يَقُولُ خَيْرًا مِنْهُ لِأَنَّهُ لَيْسَ فِي الْأَطْعِمَةِ خَيْرٌ مِنْهُ) لَيْسَ شَيْءٌ يُجْزِئُ ( بِضَمِّ الْيَاءِ وَكَسْرِ الزَّايِ بَعْدَهَا هَمْزٌ أَيْ يَكْفِي فِي دَفْعِ الْجُوعِ وَالْعَطَشِ مَعًا .

Alasan kenapa nabi menggunakan konteks  وَزِدْنَا مِنْهُ pada susu, tidak menggunakan “وارزقنا خيرا منه ” karena memang tidak didapatkan makanan yang lebih bagus dari susu dan tidak ada yang bisa menghilangkan rasa lapar dan dahaga sekaligus kecuali susu.

 b.      Susu adalah anugerah Allah yang menakjubkan

           Jika kita mau meneliti asal usul susu, maka sungguh mengagumkan, karena menunjukkan kepada kita begitu besar kekuasaannya Allah SWT. Bagaimana tidak, Allah menciptakan susu yang suci lagi bermanfaat di antara 2 tempat yang najis dan menjijikkan yaitu kotoran di usus besar dan darah, sebagaimana yang termaktub didalam Al-Qur’an surat An-Nahl ayat 66 yaitu:

 وَإِنَّ لَكُمْ فِي الأنْعَامِ لَعِبْرَةً نُسْقِيكُمْ مِمَّا فِي بُطُونِهِ  فَرْثٍ وَدَمٍ لَبَنًا خَالِصًا سَائِغًا لِلشَّارِبِينَ

 

Artinya : “dan sesungguhnya bagi kalian di dalam binatang-binatang ternak ada satu pelajaran. Kami memberi kalian minum dari apa yang ada di perutnya diantara kotoran dan darah (berupa) susu yang bersih yang mudah ditelan bagi orang-orang yang meminumnya” (An-Nahl : 66).

             Ayat tersebut menjelaskan bahwa Allah memberi kita minuman dari dalam perut binatang ternak yang men cakup onta, sapi, dan kambing berupa susu yang suci lagi bermanfaat bagi yang meminumnya (baik untuk anak kecil atau orang dewasa). Berarti tidaklah benar bahwa minum susu itu hanya dikhususkan bagi yang masih kecil atau hanya pada susu ASI bukan dari susu binatang ternak, karena bagaimana mungkin kita akan mencela apa yang diberikan oleh Allah SWT.

c.    Susu Merupakan Minuman Rosulul lah

              Rasulullah SAW begitu sering meminum dan memuji susu. Beberapa hadits di bawah ini menjelaskan tentang hal itu, diantaranya:

1. Di dalam shohih  Muslim diriwayat kan hadits dari Maimunah

شرح النووي على مسلم – (ج 4 / ص 113
و حَدَّثَنِي هَارُونُ بْنُ سَعِيدٍ الْأَيْلِيُّ حَدَّثَنَا ابْنُ وَهْبٍ أَخْبَرَنِي عَمْرٌو عَنْ بُكَيْرِ بْنِ الْأَشَجِّ عَنْ كُرَيْبٍ مَوْلَى ابْنِ عَبَّاسٍ رَضِيَ اللَّهُ عَنْهُمَا عَنْ مَيْمُونَةَ زَوْجِ النَّبِيِّ صَلَّى اللَّهُ عَلَيْهِ وَسَلَّمَ أَنَّهَا قَالَتْ إِنَّ النَّاسَ شَكُّوا فِي صِيَامِ رَسُولِ اللَّهِ صَلَّى اللَّهُ عَلَيْهِ وَسَلَّمَ يَوْمَ عَرَفَةَ فَأَرْسَلَتْ إِلَيْهِ مَيْمُونَةُ بِحِلَابِ اللَّبَنِ وَهُوَ وَاقِفٌ فِي الْمَوْقِفِ فَشَرِبَ مِنْهُ وَالنَّاسُ يَنْظُرُونَ إِلَيْهِ

    “ Berkata Maimunah (istri Rasulullah SAW) bahwa “Sesungguhnya manusia (para sahabat) meragukan puasa Nabi SAW di hari Arafah, maka sayyidah Maimunah mengirim kan kepada Nabi susu ketika Nabi wuquf di Arafah, lalu Nabi meminum susu tersebut”

2. Di dalam musnad Imam Ahmad, dirawayatkan hadits Dliror bin Auzar: 
المعجم الكبير للطبراني – (ج 7 / ص 344
حَدَّثَنَا مُعَاذُ بن الْمُثَنَّى، حَدَّثَنَا مُسَدَّدٌ، حَدَّثَنَا حَفْصُ بن غِيَاثٍ، عَنِ الأَعْمَشِ، عَنْ يَعْقُوبَ بن بَحِيرٍ، عَنْ ضِرَارِ بن الأَزْوَرِ، قَالَ: أَتَيْتُ النَّبِيَّ صَلَّى اللَّهُ عَلَيْهِ وَسَلَّمَ بناقَةٍ هَدِيَّةٍ، فَقَالَ لِي:”قُمْ فَاحْلُبْهَا”، فَقُمْتُ فَحَلَبْتُهَا، فَلَمَّا ذَهَبْتُ لأُجْهِدَهَا، قَالَ:”دَعْ دَاعِيَ اللَّبَنِ”.

Berkata Dliror bin Auzar : “Aku membawa kepada Rasulullah SAW onta hadiah, lalu Nabi berkata kepada “ Berdirilah dan perahlah susunya” maka, akupun memerah nya, ketika aku bersemangat untuk memerah keseluruhannya, Nabi berkata : “Tinggalkan sedikit sebagai perangsang keluarnya susu.”

3.Hadits isro’ mi’roj Nabi Muhammad SAW:

وَفِي حَدِيث اِبْن عَبَّاس عِنْد أَحْمَد” فَلَمَّا أَتَى الْمَسْجِد الْأَقْصَى قَامَ يُصَلِّي ، فَلَمَّا اِنْصَرَفَ جِيءَ بِقَدَحَيْنِ فِي أَحَدهمَا لَبَن وَفِي الْآخَر عَسَل ، فَأَخَذَ اللَّبَن ” الْحَدِيث ، وَقَدْ وَقَعَ عِنْد مُسْلِم مِنْ طَرِيق ثَابِت عَنْ أَنَس أَيْضًا أَنَّ إِتْيَانه بِالْآنِيَةِ كَانَ بِبَيْتِ الْمَقْدِسِ قَبْل الْمِعْرَاج وَلَفْظه ” ثُمَّ دَخَلْت الْمَسْجِد فَصَلَّيْت فِيهِ رَكْعَتَيْنِ ثُمَّ خَرَجْت فَجَاءَ جِبْرِيل بِإِنَاءٍ مِنْ خَمْر وَإِنَاء مِنْ لَبَن ، فَأَخَذْت اللَّبَن ، فَقَالَ جِبْرِيل : أَخَذْت الْفِطْرَة . ثُمَّ عَرَجَ إِلَى السَّمَاء

Dalam hadits Ibn Abbas yang diriwayatkan oleh Imam Ahmad “ ketika Nabi sampai di Masjid Al-Aqsha, maka Nabi sholat, ketika beranjak dari sholat, Nabi diberi 2 wadah berupa susu dan madu, maka Nabi-pun mengambil susu”. Dalam riwayat Imam Muslim dari hadits Anas “ lalu aku (Nabi) masuk kedalam masjid dan sholat 2 rakaat, lalu aku keluar, datanglah Jibril dengan membawa susu dan khomr, maka akupun mengambil susu, lalu Jibril mengatakan “ kau telah mengambil yang suci (yaitu agama islam)”

             Hadits di atas menunjukkan bahwasannya Nabi lebih memilih susu daripada madu atau khomr dan Jibril menyatakan susu adalah lambang  kesucian.  

           Dari Ayat al Qur’an dan hadits-hadits di atas dapat disimpul kan bahwa susu adalah makanan yang dianugerah kan oleh Allah untuk manusia. Bahkan kekasih Allah Muhammad Rasulullah serta para shahabat pengikut Rasul me minum susu. Dengan demikian kita sebagai orang yang beriman marilah kita jadikansusu sebagai konsumsi kita setiap hari karena dengan adanya ayatdan hadist di atas sudah cukup membuktikan bahwasannya susu merupakan makanan sekaligus minuman yang baik,menyehat kan bahkan sudah dinyatakan sebagai lambang kesucian.

                 

3. Hormon Bst (Bovine Somatotropin)

             Bovine somatotropin yang disingkat BST atau BGH adalah hormon peptida yang diproduksi oleh kelenjar pituitari sapi. Seperti hormon lainnya, ya ng diproduksi dalam jumlah kecil dan di gunakan dalam mengatur proses metabo lisme (Sari, 2009).

            Hormon ini dapat memicu pertumbuhan dan meningkatkan produksi susu serta mengontrol laktasi (pengelua ran susu) pada sapi dengan meningkatkan jumlah sel-sel kelenjar susu. Jika hormon yang dibuat dengan rekayasa genetika ini disuntuikkan pada hewan, maka produksi susu akan meningkat 20%.

            Pemakaian BST telah disetujui oleh FDA (Food and Drug Administra tion), lembaga pengawasan obat dan makanan di Amerika. Yang berpendapat bahwasannya susu yang dihasilkan karena hormon BST aman di konsumsi tapi, di Eropa hal ini dilarang karena penyakit mastitis pada hewan yang diberikan hormon ini meningkat 70% (Anonymous, 2010)

           Selain memproduksi susu, hormon ini dapat memperbesar ukuran ternak menjadi 2 kali lipat ukuran normal. Caranya dengan menyuntik sel telur yang akan dibuahi dengan hormon BST. Daging dari hewan yang diberi hormon ini kurang mengandung lemak. Sehingga dikhawatirkan hormon ini dapat mengga nggu kesehatan manusia (Ikhsan, 2007).

 4.   Proses Hormon BST (Bovine Somatot ropin) Dalam Rekayasa Genetika

           Dengan rekayasa genetika juga dapat diproduksi hormon pertumbuhan hewan, yaitu hormon BST (Bovine somatotropin). Hormon BST jika diinjek sikan ke tubuh hewan dapat mendorong pertumbuhan dan meningkatkan produksi susu. Karena hormon BST dapat mengon trol laktasi (pengeluaran susu) pada sapi dengan meningkatkan jumlah sel-sel pada kelenjar susu. Jika hormon yang dibuat dengan rekayasa genetika ini disuntikan pada hewan, maka produksi susu akan meningkat sampai 20% (Anonymous, 2011).

           Bovine somatotropin telah disintesis menggunakan teknologi DNA rekombinan, dengan volume besar dari seluruh penelitian di dunia (lebih dari 1.500 penelitian) telah menetapkan bah wa selama dua mingguan dapat diyakini bahwasannya suntikan BST pada sapi perah akan meningkatkan produksi susu 10 hingga 15 persen dan meningkatkan efisiensi pakan dari 5 sampai 15 persen (Sari,2009).

5.   Pemberian Hormon Bst (Bovine somatotropin) Pada Sapi Perah  Melalui Bakteri Eschericia coli

            Pada dasarnya hormon adalah suatu produk yang dihasilkan oleh suatu kelenjar dalam tubuh yang didistribusikan melalui darah dan memberikan pengaruh tertentu pada sel target. Oleh karena itu, hormon mempunyai peranan yang sangat penting di dalam pengaturan pertumbu han, komposisi tubuh dan produksi susu (Kurnia, 2011).

            Pada umumnya sapi berumur 5 – 6 tahun sudah mempunyai produksi susu yang tinggi tetapi hasil maksimum akan dicapai pada umur 8 – 10 tahun. Umur ternak erat kaitannya dengan periode laktasi. Pada periode permulaan produksi susu tinggi tetapi pada masa-masa akhir laktasi produksi susu menurun. Selama periode laktasi kandungan protein secara umum mengalami kenaikan, sedangkan kandungan lemaknya mula-mula menu run sampai bulan ketiga laktasi kemudian naik lagi (Etnjang, 2003).

            Sampai saat ini, satu-satunya sumber BST adalah dari kelenjar pituitari sapi disembelih. Hanya ada sejumlah kecil BST yang tersedia, dan itu sangat mahal. Namun sekarang sudah ada ilmu baru dari bioteknologi memungkinkan untuk bekerja dengan DNA, bagian dari sel yang berisi informasi genetik untuk hewan atau tanaman. Para ilmuwan telah menentukan yang gen dalam kontrol ternak atau kode untuk produksi BST (Anonymous, 2010).             Adapun cara pemberian hormone bovine somatotropin melalui peranan bakteri Escherichia coli yaitu :

  1. Melakukan penanaman DNA somatotr opin pada sapi tersebut melalui bakteri Esherichia coli. Dimana  bakteri ini bisa ditemukan di dalam saluran usus hewan.
  2. Kemudian setelah mengalami suatu proses yang komplek sehingga bakteri Escherichia coli mampu menduplika si susunan asam amino yang persis sama seperti yang berada pada hormon tersebut, dengan penanaman DNA maka berturut-turut akan dihasilkan hormon bST, oST, pST dan hST tergantung dari hormon yang diinginkan.
  3. Setelah itu hormon BST yang dihasilkan oleh bakteri  Escherichia coli dimurni  kan dan kemudian disuntikkan pada sapi tersebut
  4. Dengan  bertambahnya konsentrasi somatotropin yang bergabung dengan darah yang  sudah mengandung hormon sejenis yang berasal dari kelenjar pituitary, selanjutnya mereka secara bersama-sama akan menuju ke sel target dan di sel target inilah membe rikan tambahan kekuatan untuk merang sang dan meningkatkan protein dan produksi susu, hal ini ditunjukkan dengan tingginya sintesis protein tubuh secara keseluruhan dan membaiknya efisiensi deposisi protein. Selain itu, bST juga mempunyai sifat anti insulin atau anti diabetogenik yang menyebabk an konsentrasi plasma glukosa mening kat pada hewan yang diberi perlakuan bST. Peningkatan ini dikarenakan meni ngkatnya gluconeogenesis dan menurun nya uptake glukosa oleh jaringan adipose (Kurnia, 2011)

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari gambar di bawah ini.

Image

a.  Mekanisme kerja hormone bovine somatotropin

           Hormon Somatotropin sapi merupakan polypeptida bercabang yang mempunyai 416 asam-amino. Hormon ini mempunyai efek terhadap membran sel. Fungsi hormon ini diantaranya sebagai pemicu untuk membentuk dan meningkat kan konsentrasi cAMP sebagai proses terjadinya utusan kedua (second messen ger) yang diikuti oleh proses-proses biolo gis lainnya yaitu meningkatkan asam-amino ke dalam otot, ginjal dan fibroplast dan juga dapat menyebabkan lypolysis pada jaringan lemak yang dibantu oleh hormon lain seperti tiroksin dan glucocor ticoid (sari, 2009).

           Mekanisme kerja Somatotropin dalam memperbaiki performans laktasi yaitu dengan perubahan pembagian penyerapan zat makanan (partitioning of absorbed nutrients), pertambahan lemak dikurangi, mobilisasi lemak ditingkatkan dan penggunaan glukosa oleh jaringan peripheral dan oksidasi glukosa dan asam-amino dikurangi . Akibatnya glukosa dan asam-amino menjadi tersedia untuk sintesis komponen susu serta cadangan lemak digunakan sebagai sumber energy (Anonymous, 2011).

 b.   Aturan Pemakaian BST

           Terlebih dahulu kita harus menentukan apakah produk tersebut aman, murni, kuat, dan efektif. Kemudian mengontrol kualitas BST yang akan digunakan dengan melakukan pengujian atau pemantauan, dan semua prosedur yang akan digunakan harus sudah disetujui oleh FDA sebelum pengujian dimulai untuk membuktikan bahwa penggunaannya tidak berbahaya bagi lingkungan. Kemudian Sapi disuntik dengan BST pada berbagai waktu selama periode menyusui. Dengan melihat efektivitas obat dan keamanannya untuk periode laktasi pertama (Sari, 2007).

Untuk mengevaluasi keamanan, perusahaan harus menggunakan satu, tiga, dan lima kali tingkat dosis yang diharapkan BST untuk dua berturut-turut dalam satu lactations ternak tes mereka.

 

c. Faktor yang perlu diperhatikan dalam penyuntikan Hormon BST (Bovine So matotropin)

           Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikann ketika penyuntikan hormone BST (bovine somatotropin) di antaranya dosis yang digunakan, kapan atau pada hari keberapa setelah beranak, apakah sebelum atau setelah puncak laktasi. Kemudian kondisi atau persyaratan apa yang perlu disiapkan pada sapi seperti pakan, kondisi kesehatan, kandang dan peternak itu sendiri (Anonymous, 2010)

           Adapun pemberian dosis per 14 hari didasarkan bahwa respons bST mulai terjadi selama 24 jam dan respons maksimal terjadi selama satu minggu. Dengan dilakukan penyuntikan setiap dua minggu, ikut mengurangi penderitaan (stress) yang terjadi akibat penyuntikan yang dilakukan terus menerus dalam tempo yang singkat. Hal ini sangat menjadi concern pada penyayang binatang yang berhubi,ungan dengan Isue Animal Welfare (Sari, 2007).

            Namun  ada beberapa perbedaan pendapat terhadap beberapa dosis yang digunakan, mulai 167, 250, 334, 500 dan 640 mg per 14 hari.  Menurut luna,2000 Ternyata dosis 345 dan 500 mg per 14 hari yang memberikan hasil yang terbaik. Namun menurut Phipps ,1997 dosis 354 dan 500 mg tidak memperlihatkan produksi susu yang signifikan. Hasil lain yang berbeda dilaporkan oleh peneliti Malaysia ternyata dosis 250 mg per 14 hari merupakan dosis yang paling ekonomis. Kondisi ini berbeda mungkin disebabkan adanya perbedaan berat badan (Eniza, 2004).

            Bagitu juga dalam hal kapan pemberian bST disini juga terdapat beberapa perbedaan pendapat yaitu menurut Phipps, 1997 dan luna,2000 umumnya bSt diberikan setelah puncak laktasi setelah 50 hari namun Phipps, 1997 dan luna, 2000 sepanjang laktasi. Tapi, menurut Bauman,1999 diberikan bST  sepanjang laktasi dan menurut moallem, 2000 bST diberikan pada awal hingga pertengahan laktasi.

           Dari beberapa perbedaan penda  pat tersebut dapat dikatakan Ternyata pemberian setelah laktasi memberikan respons terbaik. Hal ini berhubungan dengan kondisi sapi sebelum puncak laktasi yang memberikan kondisi keseimbangan energi yang negatif yang akan menimbulkan gangguan pada sapi penurunan bobot badan dan nurunnya Body Condition Score (BCS) sapi, sehingga kerentanan terhadap beberapa penyakit meningkat. Sapi pada pertenga han laktasi atau akhir laktasi keseimba ngan pakannya umum nya positif.

           Kondisi lain adalah hampir semua memerlukan dukungan energi yang cukup sesuai kebutuhan sapi untuk berproduksi sesuai dengan kemampuan nya. Karena penggunaan bST dapat meni ngkatkan produksi susu yang membutuh kan makanan untuk sintesis susu tersebut. Tetapi menurut Phipps,1997 menyatakan bahwa penggunaan bST tidak perlu mengubah manajemen dan kualitas sum ber pakan yang ada di daerah tersebut. Selain itu dari beberapa peneliti yang lainnya ternyata hasil yang didapat lebih baik pada sapi multiparous (beranak lebih dari satu kali) dari pada primiparous (beranak pertama kecil). Hal ini berhubu ngan dengan makin meningkatnya bobot badan setelah laktasi pertama. Demikian pula yang perlu diper  hatikan khusus oleh peternak pada sapi yang mendapat perlakuan bST seperti kondisi kandang dan lain-lain(Luna,2002)

d. Dampak Negatif Penggunaan Hormon BST (Bovine somatotropin)

            Adapun dampak negatif dari peng gunaan BST yaitu: BST dapat meningkat kan kejadian mastitis pada sapi. Hal ini diketahui bahwa sapi memproduksi susu lebih banyak, terlepas dari penyebab dari produksi yang lebih besar, memiliki peningkatan kecil dalam kejadian masti tis. Ada sebuah peningkatan kecil dalam kasus mastitis pada sapi yang disuntik BST Namun, peningkatan ini baik dalam kisaran yang diharapkan berdasarkan susu yang diproduksi meningkat. Selan jutnya, bila dihitung berdasarkan volume susu yang dihasilkan, BST tidak mempe ngaruhi kejadian mastitis. Jadi peningka tan kejadian mastitis pada sapi yang di suntik dengan BST adalah karena hasil yang lebih tinggi dari susu dan bukan efek langsung dari BST (Wijayanti, 2009)

 e. Dampak Positif Penggunaan Hormon BST (Bovine somatotropin)

            Adapun kelebihan dari pengguna an BST yaitu Sejak persetujuan untuk penggunaan komersial, ribuan sapi perah telah disuntik dengan BST, dan ketika digunakan sesuai dengan petunjuk label, tidak ada masalah diverifikasi. Serta dengan penyuntikan BST ini dapat meningkatkan produksi susu, BST juga member keamanan pada sapi, dan susu yang menghasilkan aman bagi konsumen.(Eniza, 2004).

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Benson&Muksin, 2002. Susu Sapi

            http://google. Susu sapi.com

 

Entjang, 2003. E.coli. ONLINE

             http://www.E.coli.com. (Diakses

            tgl 25 Desember,2011).

 

Eniza, 2004. Pengolahan Susu dan Ternak Universitas Sumatera Timur: Sumatera

 

Hartutik, 2005.Pemberian Pakan Sapi

Universitas Brawijaya: Malang.

 

Hadiwiyoto, 1994. Susu Sapi Perah.

               Domi Nques. Inggris.

 

Ikhsan, 2007. Manfaat Susu Sapi           http://1ggplus.wordpress.commemetik-manfaat-susu-sapi/. (Di akses tgl 25 Desember 2011)

 

Kurnia,2011. Penggunaan Hormon dalam Produksi Susu

                   http://Website.com (di akses 27 Desember 2011)

 

Luna, 2000. Reproduksi Sapi

                  Dominguez : Jerman

 

Sari, 2009. Bioteknologi Peternakan

                  http://annehira.com.bioteknologi

                  (di akses tgl 25 Desember 2011)

 

Wijayanti, 2009. Manfaat Susu. Universi  

               Tas Muhammadiyah Surakarta:

              Surakarta.

 

Anonymous,2011. Sapi Perah

              http://Wikipedia. Sapi Perah.com

             (Di akses tgl 25 Desember 2011).

 

Anonymous, 2010. Hormon BST.

http://www.biotech.iastate.edBovine_Somatotropin.html (Diakses 25 Desember 2011)


PEMANFAATAN MIKROORGANISME DALAM BIDANG PERTANIAN

PENDAHULUAN

Kondisi pertanian di Indonesia kian memprihatinkan. Banyak petani yang mengeluh karena harga beras turun, sementara mereka telah keluar modal sangat banyak sekali saat produksi, hal ini yg menyebabkan banyak petani yg tidak mau lagi menggarap sawahnya selain itu disebabkan pula oleh tekanan ekonomi, budaya dan   kebijakan pemerintah yang menyebabkan mereka makin terpuruk.

Banyak sekali ladang, Sawah yang tidak digarap. Petani mengeluhkan harga Pupuk yang mahal dan kondisi tanah yang rusak akibat penggunaan pestisida  kimia sementara ketika panen gabah dan hasil pertanian lainnya mereka hanya dihargai murah. Ribuan hektar sawah dan ladang menganggur, semangat petani pun berkurang karena tidak ada modal lagi untuk bertani sehingga mereka hanya bertahan untuk hidup dengan hasil pertanian seadanya. Nasib petani terpuruk karena penentuan harga pembelian sarana produksi pertanian serta harga jual hasil pertanian banyak ditentukan oleh perusahaan.

Petani harus segera menghilangkan ketergantungannya pada penggunaan sarana produksi pertanian yang dibuat pabrik. Potensi sumberdaya alam yang tersedia disekitar lahan pertanian perlu dimanfaatkan untuk pembuatan pupuk serta pestisida. Untuk mengatasi hal tersebut salah satu caranya adalah dengan pemanfaatan mikroorganisme yang berperan di sektor pertanian, contohnya seperti  pemanfaatan biofertilizer dalam pertanian organik, sebagai bioinsektisida dan sebagai agen biocontrol yang saat ini di dunia telah berkembang pesat. Berbagai negara seperti India, Thailand, Jepang, Cina, Brazil, Taiwan dan Negara maju lainnya telah lama beralih dari pupuk kimia ke arah pupuk biologi sebagai hasil penerapan pertanian organik.

Biofertilizer pada Pertanian Organik

Pertanian organik semakin berkembang dengan sejalan dengan timbulnya kesadaran akan petingnya menjaga kelestarian lingkungan dan kebutuhan bahan makanan yang relatif lebih sehat.dalam pertanian organik yang tidak meggunakan bahan kimia buatan seperti pupuk kimia buatan dan pestisida, biofertilizer atau pupuk hayati menjadi salah satu alternatif yang dapat dipertimbangkan. Beberapa mikroba tanah seperti Rhizobium, Azaosprillium, Azotobacter mikoriza perombak sellulosa dan efektif mikroorgnisme dapat dimanfaatkan sebagai biofertilizer pada pertanian organik, biofertilizer tersebut fungsinya antara lain membantu penyediaan hara pada tanaman, mempermudah penyediaan hara bagi tanaman membantu dekomposisi bahan organik, meyediakan lingkungn rhizosfer sehingga pada akhirnya akan mendukung pertumbuhan dan produksi peningkatan tanaman.

Pemanfaatan Bakteri Rhizobium leguminosarum. sebagai biofertilizer

Klasifikasi ilmiah Rhizobium leguminosarum

Kingdom : Monera

Kelas : Psilopsida

Ordo : Psilotales

Family : Psilotaceae

Genus : Rhizobium

Species : Rhizobium leguminosarum

Bakteri Rhizobium bila bersimbiosis dengan tanaman legum, kelompok bakteri ini akan menginfeksi akar tanaman dan membentuk bintil akar di dalamnya. Akar tanaman 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.

Pemanfaatan Rhizobium dalam Produksi Pertanian Dilakukan Melalui:

  1. 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),
  2. Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan organisma pengganggu tanaman (OPT),
  3. Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk hidup (Bioremediasi),
  4. Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil fitohormon.

                                                       Skema Bakteri Rhizobium leguminasarum.  dalam mengikat nitrogen

Biopeptisida pada pertanian organik

Biopestisida adalah pestisida yang mengandung mikroorganisme seperti bakteri patogen, virus dan jamur. Pestisida biologi yang saat ini banyak dipakai adalah jenis insektisida biologi (mikroorganisme pengendali serangga) dan jenis fungisida biologi (mikroorganisme pengendali jamur). Jenis-jenis lain seperti bakterisida, nematisida dan herbisida biologi telah banyak diteliti, tetapi belum banyak dipakai.

Beberapa bakteri sekarang telah dikembangkan menjadi biopestisida. Secara ekologi, penggunaan biopestisida ini sangat menguntungkan jika dibandingkan dengan penggunaan pestisida. Hal ini dikarenakan adanya efek residu pestisida terhadap lingkungan termasuk manusia. Bakteri-bakteri tertentu dapat menghasilkan endotoksin yang dapat meracuni serangga hama tanaman tertentu. Sebagai contoh, di Amerika telah dikembangkan bakteri yang potensial menjadi biopestisida pada skala komersial, antara lain adalah Bacillus popilliae dengan merk dagang Doom or Japidemik, Bacillus thuringiensis dengan merk dagang Dipel, Thuricide, dan Agritol. Di Canada, pada tahun 1980 penggunaan Bacillus thuringiensis sebagai biopestisida mencapai 4%, dan meningkat menjadi 63 % pada tahun 1990. Endotoksin yang dihasilkan oleh Bacillus thuringiensis aktif mematikan sebagian besar serangga yang termasuk dalam kelas Lepidoptera, Diptera, dan Coleoptera.

Pemanfaatan Bakteri Bacillus thuringiensis sebagai biopeptisida

Klasifikasi ilmiah Bacillus thuringiensis

Kerajaan          : Eubacteria
Filum                : Firmicutes
Kelas                 : Bacilli
Ordo                  : Bacillales
Famili               : Bacillaceae
Genus               : Bacillus
Spesies             : Bacillus thuringiensis

B. thuringiensis adalah bakteri yang menghasilkan kristal protein yang  bersifat membunuh serangga (insektisidal) sewaktu mengalami proses  sporulasinya. Kristal protein yang bersifat insektisidal ini sering disebut dengan σ- endotoksin. Kristal ini sebenarnya hanya merupakan protoksin yang jika larut  dalam usus serangga akan berubah menjadi poli-peptida yang lebih pendek (27- 149 kd) serta mempunyai sifat insektisi-dal. Pada umumnya kristal Bt di alam bersifat protoksin, karena ada-nya aktivitas proteolisis dalam sistem pencernaan serangga dapat mengubah Bt-protoksin menjadi polipeptida yang lebih pendek dan bersifat toksin. Toksin yang telah aktif berinteraksi dengan sel-sel epithelium di midgut serangga. Bukti-bukti telah menunjukkan bahwa toksin Bt ini menyebabkan terbentuknya pori-pori (lubang yang sangat kecil) di sel membrane di saluran pencernaan dan mengganggu keseimbangan osmotik dari sel –sel tersebut. Karena keseimbangan osmotik terganggu, sel menjadi bengkak dan pecah dan menyebabkan matinya serangga.

Pemanfaatan Bacillus thuringiensis dalam Pertanian:

  1. Bacillus thuringiensis varietas tenebrionis menyerang kumbang kentang colorado dan larva kumbang daun.
  2. Bacillus thuringiensis varietas kurstaki menyerang berbagai jenis ulat tanaman pertanian.n
  3. Bacillus thuringiensis varietas israelensis menyerang nyamuk dan lalat hitam.
  4. Bacillus thuringiensis varietas aizawai menyerang larva ngengat dan berbagai ulat, terutama ulat ngengat diamondback.

Skema Bt dalam membunuh serangga

Agen Biokontrol Pada pertanian Organik

Agen biokontrol ialah suatu mikroorganisme yang digunakan untuk menekan populasi serangga hama serendah mungkin hingga dapat mencegah kerugian yang di timbulkan tanpa mengganggu keseimbangan ekologis yang ada. Biokontrol dapat bersifat antagonis atau bahkan sebagai parasit.

Ditemukannya penyakit layu fusarium yang disebabkan oleh jamur Fusarium sp. merupakan salah satu kendala yang dihadapi oleh para petani saat ini, jamur ini banyak menyerang tanaman kentang, pisang, tomat, ubi jalar, strawberry dan bawang daun. Penyakit layu fusarium adalah penyakit sistemik yang menyerang tanaman mulai dari perakaran sampai titik tumbuh. Salah satu alternatif untuk  menanggulangi hal tersebut yaitu dengan pengendalian untuk menekan populasi jamur Fusarium  dengan mengembangkan pengendalian secara hayati.

Pemanfaatan Bakteri Pseudomonas fluorescens Sebagai Agen Biokontrol Pada Pertanian Organik

Klasifikasi ilmiah Pseudomonas fluorescens

Kingdom         : Bacteria

Filum               : Proteobacteria

Kelas               : Gamma Proteobacteria

Ordo                : Pseudomonadales

Famili              : Pseudomonadaceae

Genus              : Pseudomonas

Species            : P. fluorescens

Pemanfaatan rhizobakteria di Jawa Barat dikembangkan sebagai biofungisida khususnya antara lain: Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, Bacillus thuringiensis, Bacillus pantotkenticus , Burkholderia cepacia dan Pseudomonas fluorescens.

Bakteri Pseudomonas fluorescens merupakan bakteri gram negative yang berbentuk batang yang menghuni tanah, tanaman dan air, bakteri ini dapat mengeluarkan senyawa antibiotik (antifungal), siderofor, dan metabolit sekunder lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas jamur Fusarium oxysporum. Senyawa siderofor, seperti pyoverdin atau pseudobacin diproduksi pada kondisi lingkungan tumbuh yang miskin ion Fe. Senyawa ini menghelat ion Fe sehingga tidak tersedia bagi mikroorganisme lain. Ion Fe sangat diperlukan oleh spora F. oxysporum untuk berkecambah. Dengan tidak tersedianya ion Fe maka infeksi F. oxysporum ke tanaman berkurang. Sementara senyawa antibiotik yang dihasilkan antara lain : phenazine-1-carboxylate, pyoluteorin, pyrrolnitrin, 2,4-diacetylphloroglucinol, phenazine-1-carboxyamide, pyocyanine, hidrogen cyanide dan viscosinamide. Produk yang telah dikomersialkan dari biofungisida antara lain: Bio-FOB, Bio-TRIBA, Mitol 20 EC dan Organo-TRIBA.

                                                                                                   Gambar 1. Produk FOB

                                                                                                                                   Gambar 2. Produk TRIBA

Pemanfaatan bakteri pseudomonas fluorescens dalam produk pertanian dilakukan melalui:

1. Pemberian Kultur Cair

2. Pemberian zat aktif biofungisida nabati

3. Pencampuran agen dalam proses pengomposan

Kajian Islam Tentang Mikrobiologi Pertanian

Surat 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.

Makna ayat tersebut: 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.

Surat An-Nahl 13

Artinya: dan Dia (menundukkan pula) apa yang Dia ciptakan untuk kamu di bumi ini dengan berlain-lainan macamnya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang mengambil pelajaran.

Makna ayat tersebut: Allah telah menciptakan berbagai macam makhluk hidup di bumi ini mulai dari yang bisa dilihat dengan mata sampai yang kasat mata. Itu merupakan tanda-tanda kekuasaan Allah. Misalnya saja bakteri Bacillus thuringiensis  yang merupakan makhluk hidup mikroskopis yang diciptakan oleh Allah yang tidak hanya memberikan dampak negatif yaitu menghasilkan racun bagi serangga tetapi juga memberikan dampak positif dalam pertanian organik.

DAFTAR PUSTAKA

Budiyanto, A.K.2002. Mikrobiologi Terapan.Universitas Muhammadiyah Malang: Malang.

Prihatini, T, A. Kentjanasari dan Subowo 1996. Pemanfaatan biofertilizer untuk peningkatan produktivitas lahan pertanian.

Anonymous.2011. Agen Biokontrol.www.google.com.http://210488.blogspot.com/2009/02/jamur-sebagai-agen-biokontrol-hama.html.Diakses tanggal 1 Januari  2011

Anonymous.2011.Bakteri Bacillus thuringiensis.www.wikipedia.org_Bacillus.Diakses tanggal 1 Januari 2011

Anonymous.2011. Agen Biofungisida.http://www.beswandjarum.com/article_download_pdf/article_pdf_21.pdf. Diakses tanggal 1 Januari 2011

Anonymous.2011. Bakteri Pseudomonas fluorescens.www.wikipedia.org_Pseudomonas

Normal
0

false
false
false

EN-US
X-NONE
X-NONE

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-qformat:yes;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin-top:0cm;
mso-para-margin-right:0cm;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0cm;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:”Times New Roman”;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}

 

PEMANFAATAN PRODUKSI BAKTERI BAIK “ PROBIOTIK “ UNTUK SALURAN PENCERNAAN ( MENCENGAH DAN MENGURANGI DIARE )

  • Pendahuluan

Gambar

Bakteri umumnya uniseluler (sel tunggal), tidak mempunyai klorofil, berkembang biak dengan pembelahan sel secara transversal atau biner. Hidup bebas secara kosmopolitan di mana-mana, khususnya di udara, tanah, di dalam air, pada bahan makanan, pada tubuh manusia, hewan ataupun tanaman. Sifat hidupnya secara umum adalah saprofitik pada sisa / buangan hewan ataupun tanaman yang sudah mati, tetapi banyak juga yang parasitik pada hewan, manusia, dan tanaman dengan menyebabkan jenis penyakit.

Penyakit diare merupakan penyakit kedua terbanyak di seluruh dunia setelah infeksi saluran pernapasan akut. Di Asia, Afrika, dan  Amerika Latin  selain merupakan penyebab utama morbiditas, diperkirakan 1 (satu) miliar kasus per tahun,  setiap tahunnya 500 juta kasus diare akut terjadi pada anak-anak di bawah usia 5 (lima) tahun, dan juga merupakan penyebab utama mortalitas pada anak-anak (5 juta diantaranya) .

 

  • Probiotik Bakteri Baik

 

 

Banyak yang mengira bahwa bakteri adalah kuman yang yang merusak makanan, mengakibatkan keracunan, atau yang membuat sakit. Akan tetapi, bakteri yang berbahaya yang disebut bakteri patogen, hanyalah satu sisi dari kehidupan bakteri ini. Karena selain bakteri patogen, banyak bakteri di dalam tubuh yang tidak berbahaya. Sebaliknya, ada beberapa bakteri yang bermanfaat bahkan ada yang memegang peranan penting bagi kesehatan. “Bakteri baik” inilah yang disebut dengan probiotik.

 Gambar

Tidaklah heran bila akhir-akhir ini sering kita dengar istilah probiotik dalam beberapa produk makanan/minuman. Beberapa produsen bahkan menjadikan probiotik sebagi bahan promosi bagi produknya. Produk ini biasanya tampil berupa makanan/minuman fermentasi ataupun suplemen, yang dapat dikonsumsi mulai dari anak-anak sampai orang dewasa dan orang tua sekalipun. Konon, bakteri inilah yang bisa membuat tubuh sehat dan meningkatkan kekebalan tubuh.

Probiotik berasal dari kata probios, yang dalam ilmu biologi berarti untuk kehidupan. Menurut Fuller (1989), probiotik adalah pangan yang mengandung mikroorganisme hidup yang secara aktif meningkatkan kesehatan dengan cara memperbaiki keseimbangan flora usus jika dikonsumsi dalam keadaan hidup dalam jumlah yang memadai.

Probiotik yang mengandung Lactobacillus, Bifidobacterium, dan Achidophilus telah digunakan sejak berabad-abad lalu untuk kesehatan manusia. Probiotik pertama kali ditemukan oleh seorang peneliti Rusia bernama Metchnikoff. Atas penemuan itu, ia memenangkan hadiah Nobel. Teorinya dikenal dengan intoxication theory atau eternal youth theory, yang antara lain menyebut, konsumsi yogourt dapat mencegah penuaan.

Menurut Prof. Juergen Schrezenmeir ahli probiotik Jerman, syarat-syarat probiotik yang baik adalah probiotik harus tetap dalam keadaan hidup, daya untuk bertahan hidup ketika melalui saluran pencernaan, dan manfaat kesehatan yang dapat dibuktikan.

  • Probiotik bagi saluran pencernaan

 

Probiotik sebagai komponen nutrisi yang mengandung bakteri yang mampu memproduksi asam laktat dan asam asetat di usus dapat menekan pertumbuhan bakteri E. coli dan Clostridium perfringes penyebab radang usus dan bakteri patogen lainnya, serta mengurangi penyerapan amonia dan amina. Bila bahan-bahan tersebut terserap dalam jumlah besar akan dapat meningkatkan tekanan darah, kolesterol dan kanker yang disebabkan nitrosamin.

Selain itu, strain probiotik juga dapat menghalangi pertumbuhan dan aktifitas metabolis pelekatan sel saluran pencernaan oleh bakteri enteropathogenic seperti Salmonella, Shigella, atau Vibrio cholerae, sehingga memiliki efek positif melawan bakteri yang menyebabkan diare pada manusia. Ini akan menurunkan risiko kontak kuman patogen dalam saluran cerna. Dengan mengkonsumsi makanan probiotik, bakteri negatif dalam usus dapat tersingkir. Oleh karena itu, sangatlah penting dipastikan probiotik dapat mencapai saluran pencernaan dalam jumlah yang memadai.

  • Probiotik dan Anak – Anak

 Gambar

Kajian mengenai manfaat probiotik terus dilakukan para ahli. para ilmuwan menemukan manfaat bakteri baik ini pada anak-anak, yakni mengurangi lamanya penyakit diare dan mencegah diare akibat penggunaan antibiotik. Kendati demikian para ahli mengatakan belum ada bukti kuat untuk menyarankan penggunaan susu formula yang mengandung probiotik. Probiotik juga tidak disarankan untuk anak yang menderita penyakit berat. Selama ini produsen makanan dan minuman probiotik selalu mengklaim produk mereka menyehatkan sistem pencernaan dan meningkatkan sistem imun. Padahal, belum ada riset yang bisa membuktikan secara akurat klaim-klaim tersebut.

Probiotik juga bisa mencegah diare pada anak-anak yang minum antibiotik. Akan tetapi anak-anak yang menderita penyakit gangguan kekebalan tubuh atau memakai kateter tidak disarankan mengonsumsi probiotik karena bisa menimbulkan infeksi serius. Dalam penelitian yang dilakukannya, produk makanan dan minuman probitok untuk anak hanya mengandung 7-21 persen probiotik dari jumlah yang disebut dalam label. Agar bakteri tetap hidup, produk harus disimpan di tempat yang terlindung dari panas, cahaya dan kelembaban.

  • Manfaat Probiotik terhadap Penanganan Diare Pada Anak

 

DIARE masih merupakan penyebab tingginya angka kesakitan dan kematian pada anak di negara berkembang. Statistik menunjukkan bahwa lebih dari 70% kematian balita disebabkan diare, pneumonia, dan malnutrisi. Penyebab diare bersifat mutifakorial, di samping adanya agen penyebab, unsur kerentanan dan perilaku manusia serta faktor lingkungan sangat berpengaruh, oleh karenanya program pencegahan dan pemberantasan diare diarahkan untuk memperkuat daya tahan tubuh pejamu, mengubah lingkungan dan perilaku ke arah yang kondusif untuk kesehatan.

Probiotik merupakan salah satu suplementasi pada pengelolaan diare selain rehidrasi, nutrisi, vitamin A dan pemberian preparat seng. Probiotik banyak disebut sebagai suatu bakteri yang tidak patogen, penghuni normal usus manusia dan binatang. Keberadaan bakteri tersebut memberikan keuntungan terutama dalam hal proteksi usus terhadap serangan bakteri patogen. Bakteri probiotik yang sering digunakan untuk memperpendek durasi diare adalah Lactobacillus GG, Lactobacillus, Bifidobacterium bifidum dan Enterococcus faecium. Efek probiotik pada saluran pencernaan mempunyai peran dalam menghambat adhesi patogen (perletakan bakteri jahat) dan imuno modulasi (meningkatkan sistem imun). Probiotik didefinisikan sebagai bakteri hidup yang diberikan sebagai suplemen makanan yang mempunyai pengaruh yang menguntungkan terhadap kesehatan, dengan memperbaiki keseimbangan mikroflora intestinal (saluran pencernaan). Efek yang menguntungkan dari bakteri tersebut dapat mencegah dan mengobati kondisi patologik usus bila bakteri tersebut diberikan secara oral.

Probiotik dapat meningkatkan produksi musim mukosa usus sehingga meningkatkan respons imunitas alami (innate immunity). Probiotik menghasilkan ion hidrogen yang akan menurunkan pH usus dengan memproduksi asam laktat sehingga menciptakan suasana yang tidak menguntungkan untuk pertumbuhan bakteri patogen. Produk bakteri dengan sifat imunomodulator termasuk lipopolisakarida (LPD), peptidoglikan dan lipoteichoic acid (LTA) yang dimiliki oleh Bifidobakteria dapat mengaktivasi makrofag untuk membangkitkan respon imun. Konsumsi probiotik menstimulasi respon antibodi lokal (mukosa) dan sistemik terhadap antigen. Probiotik dipercaya menstimulasi sistem imunitas, salah satu cara probiotik dapat membantu mengurangi respon inflamasi seperti terlihat pada Crohn’ disease dan alergi makanan adalah dengan meningkatkan produksi sitokin antiinflamasi dan mengurangi produksi sitokin proinflamasi sehingga memperkuat barier mukosa usus.

  • Probiotik
  • Gambar

    Probiotik telah dibuktikan melalui penelitian efektif untuk pencegahan dan pengobatan terhadap berbagai kelainan gastrointestinal, misalnya diare oleh karena pemakaian antibiotik yang berlebihan, diare oleh karena infeksi bakteri maupun virus, intoleransi laktosa dan traveller diarrhea. Probiotik mempunyai keuntungan dalam terapi penyakit diare pada anak melalui stimulasi sistem imunitas terutama infeksi Rotavirus pada bayi, dimana suplementasi probiotik mengurangi durasi penyebaran virus, menurunkan peningkatan permeabilitas usus (yang secara normal berhubungan dengan infeksi Rotavirus) dan mengurangi durasi diare dan lama rawat rumah sakit. Mekanisme pribiotik untuk meningkatkan ketanana mukosa usus antara lain melalui merangsang imunitas mukosa usus, kompetisi untuk nutrien tertentu, mencegah perlekatan ( adhesi ) mukosa dan epitel oleh bakteri patogen.

    Mekanisme kerja probiotik untuk menghambat pertumbuhan bakteri patogen dalam mukosa usus diduga dengan cara kompetisi untuk mengadakan perlekatan dengan enterosit. Jadi dengan adanya bakteri probiotik didalam mukosa usus dapat mencegah kolonisasi bakteri patogen. Kemampuan adhesi bakteri probiotik dapat mengurangi atau menghambat adhesi bakteri jahat pada usus misalnya E. Coli dan Salmonella sehingga tak terjadi kolonisasi. Epitel mukosa usus dan mikroflora usus normal merupakan barier mukosa terhadap bakteri patogen, antigen dan bahan yang merusak lumen usus. Dalam keadaan normal barier ini utuh (intak), bila epitel sel atau mikroflora normal terganggu, terjadi peningkatan permeabilitas dengan akibat invasi/ translokasi patogen, antigen asing dan bahan yang membahayakan. Pemberian bakteri probiotik akan menekan reaksi inflamasi intestinal dan normalisasi permeabilitas mukosa usus dan flora usus serta dapat memperbaiki barier imunologik.

    Lactobacillus banyak digunakan sebagai probiotik karena bakteri ini lebih stabil sehingga proses penyimpanannya lebih mudah dan stabilitasnya selama penyimpanan lebih terjamin. Belum ada rekomendasi dari WHO tentang dosis dan lama suplementasi probiotik pada diare akut. Lama pemberian untuk terapi rata-rata 5 hari dan untuk pencegahan diare diberikan selama minimal 6 hari.

    Prebiotik juga bisa mempertahankan keseimbangan probiotik di dalam usus. Prebiotik merupakan karbohidrat yang tidak bisa dicerna dan berfungsi menstimulus pertumbuhan bakteri baik di dalam usus. Probiotik ini bisa ditemukan padafructo-oligosaccharides (FOS) and inulin, bawang merah, asparagus, chicory, serta pisang. FOS juga tersedia dalam bentuk suplemen dan kadang-kadang dipadukan dengan suplemen diet probiotik.

    • ·         Cara kerja pencernaanGambar

      Untuk memahami bagaimana probiotik menguntungkan kita, pemahaman mengenai sistem pencernaan akan membantu.Saluran pencernaan berisi ekosistem mikroba yang beragam dan kompleks.Manusia adalah tuan rumah bagi lebih dari 500 jenis bakteri usus yang memiliki cara hidup dan perilaku berbeda-beda. Mereka memiliki potensi untuk bertindak positif, negatif atau netral.Jumlah dan jenis bakteri bervariasi tergantung lokasinya di saluran pencernaan. Pada individu sehat, bagian atas dari usus kecil dan lambung mengandung sedikit mikroba karena aksi bakterisida asam lambung. Berbeda dengan usus kecil, usus besar adalah “markas PBB”-nya bakteri. Di antara kedua ekstrim itu terdapat zona transisi yang berisi bakteri dalam jumlah moderat.

      Proses pencernaan dimulai segera setelah makanan masuk mulut. Pengunyahan memperluas permukaan partikel makanan yang membuatnya lebih mudah diurai menjadi partikel-partikel lebih kecil oleh enzim air ludah. Di dalam perut, makanan bercampur dengan cairan lambung yang mengandung enzim pencernaan dan asam klorida. Campuran ini, yang disebut cairan lambung, menghancurkan makanan yang kemudian dipompa keluar dari lambung menuju usus kecil. Di sana, enzim lain dan empedu dicampur dengan cairan lambung untuk melanjutkan proses pencernaan dengan mengurai lemak, protein dan karbohidrat. Beberapa karbohidrat tidak tercerna oleh enzim dan akan lolos ke usus besar, namun sebagian besar nutrisi terserap di usus kecil.

      Dalam waktu sekitar 4-6 jam setelah makan, apa yang tersisa dari makanan akan melewati usus besar. Usus besar memiliki jumlah bakteri terbesar (hingga 100 triliun) dari berbagai jenis. Bagian atas usus besar melakukan fermentasi karbohidrat. Kotoran sisa pencernaan dikeluarkan melalui dubur setiap 24-48 jam.

       

      • Penelitian Probiotik
      • Gambar

        Lebih dari satu dekade, telah dilakukan identifikasi peran menguntungkan probiotik terhadap kesehatan manusia. FAO/WHO mendefinisikan probiotik adalah mikroorganisme hidup yang apabila dikonsumsi dalam jumlah yang cukup, dapat memberikan manfaat kesehatan bagi yang mengkonsumsinya. Probiotik yang banyak digunakan saat ini adalah dari genus Bifidobacteria dan Lactobacillus. Kata probiotik sendiri berasal dari bahasa Yunani yang artinya untuk hidup. Selama 10 tahun terakhir ini penelitian mengenai probiotik ini meningkat dengan pesat, dengan diisolasinya strain-strain baru bakteri asam laktat yang berpotensi sebagai probiotik.

        Ketertarikan terhadap fungsi kesehatan probiotik ini berawal dari awal abad 20-an ketika ilmuwan Rusia peraih Nobel, Ellie Metchnikoff, mengaitkan antara kesehatan dan umur panjang orang Bulgaria dengan kebiasaan mengkonsumsi susu fermentasi yang berisi mikroorganisme penghasil bakteri asam laktat. Teori yang dikemukakan adalah bakteri hidup pada susu fermentasi tersebut menggantikan mikroorganisme patogen atau yang tidak diinginkan pada saluran pencernaan.

        Saluran pencernaan manusia mengandung mikroorganisme yang sangat kompleks dan beragam dengan lebih dari 400 species bakteri. Mayoritas bakteri yang ada dalam pencernaan manusia tidak bersifat patogen, namun beberapa bersifat patogen. Pada manusia yang sehat, terdapat keseimbangan antara mikroba yang menguntungkan dan mikroba patogen. Dominansi mikroba menguntungkan dalam saluran pencernaan berkontribusi terhadap kesehatan inangnya dengan memberi efek perlindungan terhadap invasi oleh bakteri patogen, menstimulir respon imun dan membantu pencernaan. Gangguan terhadap keseimbangan ini, misalnya karena stres, atau pengobatan dengan antibiotik, dapat menyebabkan meningkatnya bakteri patogen sehingga meningkatkan risiko sakit.

        Perkembangan mikroba dalam saluran pencernaan terjadi secara bertahap dimulai pada saat dilahirkan, dari lingkungan dan dari asupan makanan setelah bayi lahir. Penelitian-penelitian menunjukkan bahwa kolonisasi bifidobakteria dan laktobasili pada saluran pencernaan bayi yang dilahirkan secara normal lebih cepat dibandingkan dengan bayi yang dilahirkan dengan operasi caesar. Pemberian air susu ibu juga mendukung perkembangan bakteri menguntungkan tersebut pada bayi yang baru dilahirkan, sehingga terdapat perbedaan antara profil mikroba dan kandungan bifidobakteria serta laktobasili pada feses bayi yang diberi ASI dan yang diberi susu formula. ASI telah diketahui mengandung oligosakarida yang dapat mendukung pertumbuhan bifidobakteria dan laktobasili pada kolon. Penelitian yang dilakukan di beberapa negara antara lain Jepang, Korea, Spanyol, Finlandia, Swedia, Denmark, dan Indonesia menunjukkan bahwa pada ASI terdapat kelompok Bifidobakteria dan Laktobasili. Penelitian-penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa kolonisasi bifidobakteria dan laktobasili pada saluran pencernaan penting untuk kesehatan bayi.

        • Persyaratan Dalam Pengembangan Probiotik
        • Gambar

          Untuk bisa menjadi mikroorganisme probiotik, beberapa persyaratan harus dipenuhi, yaitu dapat bertahan dalam kondisi ekstrim saluran pencernaan (pH rendah, asam empedu dan enzim-enzim pencernaan), mampu menempel pada sel epitel sehingga mampu mengkolonisasi saluran pencernaan, mampu menekan pertumbuhan bakteri patogen, tidak bersifat patogen dan memiliki efek menguntungkan terhadap inang (manusia yang mengkonsumsinya). Untuk dapat memberikan manfaat kesehatan maka probiotik harus dikonsumsi dalam keadaan hidup.

          Sifat fungsional yang dimiliki oleh bakteri probiotik dan efikasinya pada percobaan terhadap manusia bersifat strain specific, artinya sifat fungsional yang dimiliki oleh satu strain dapat berbeda dengan strain yang lainnya. Oleh karena itu, sifat-sifat dan karakteristik masing-masing bakteri probiotik harus diidentifikasi dengan jelas. Ekstrapolasi sifat dan karakteristik dari mikroba yang berkerabat dekat, misalnya satu species akan tetapi strainnya berbeda, tidak dapat digunakan. Selain itu, efikasi probiotik juga tergantung pada jumlah bakteri probiotik yang dapat mencapai usus dalam keadaan hidup.

          Bakteri asam laktat memiliki jejak yang panjang dalam penggunaannya untuk fermentasi pangan, sehingga aman untuk dikonsumsi. Keberadaannya sebagai mikroflora normal dan menguntungkan pada saluran pencernaan juga mendukung keamanan bifidobakteria dan laktobasili. Namun demikian, kajian mengenai keamanan perlu dilakukan apabila pemberian probiotik ditujukan untuk kelompok populasi immunocompromised dan penderita pendarahan usus (Reid, et al., 2003). FAO/WHO (2002) merekomendasikan untuk pengembangan probiotik dilakukan pengujian yang terkait dengan keamanannya mencakup resistensi terhadap antibiotik, aktivitas metabolisme, produksi toksin, efektivitas pada immunocompromised dengan menggunakan hewan percobaan, efek samping terhadap manusia dan kemungkinan terjadinya insiden yang merugikan pada manusia. FAO/WHO juga mensyaratkan dilakukannya kajian klinis pada manusia untuk melihat efikasi dan efektivitasnya. Salminen, et al., (2004) menyarankan dilakukannya konfirmasi hasil oleh kelompok-kelompok peneliti yang berbeda dan independen. Hal pertama yang penting dilakukan dalam mengembangkan bakteri probiotik adalah melakukan identifikasi mikroorganisme sampai pada species dengan menggunakan metode yang secara internasional dapat diterima, misalnya hibridisasi DNA-DNA dan sekuensing DNA dari 16s rRNA.

           

          • Perkembangan riset terkini dalam pengembangan probiotik
          • Gambar
          • Probiotik yang telah digunakan secara komersial pada umumnya diisolasi dari feses bayi yang sehat. Namun setelah diketahui bahwa ASI juga mengandung bakteri asam laktat yang mengkolonisasi saluran pencernaan bayi, sejak lima tahun terakhir mulai dilakukan kajian penggunaan bakteri asam laktat yang berasal dari ASI sebagai probiotik. Peneliti di Finlandia secara intensif melakukan karakterisasi sifat fungsional strain-strain Bifidobacterium yang berasal dari ASI, sementara peneliti Spanyol melakukan hal yang sama untuk Lactobacillus gasseri dan L. fermentum yang juga diisolasi dari ASI. SEAFAST Center IPB juga telah memiliki isolat-isolat bifidobakteria dan laktobasili yang berasal dari ASI lokal yang berpotensi sebagai probiotik, termasuk potensinya untuk meningkatkan respon imun. Produk fermentasi juga merupakan sumber bakteri asam laktat yang mungkin berpotensi sebagai probiotik. Isolat-isolat yang berasal dari dadih, susu kerbau fermentasi yang berasal dari Sumatera Barat, juga telah dikaji sifat fungsionalnya sebagai probiotik oleh peneliti dari Seameo Tropmed, UI bekerjasama dengan peneliti dari Finlandia dan Jepang

            Saat ini, fokus pengembangan probiotik tidak hanya terbatas untuk mengatasi masalah atau mencegah terjadinya diare, baik karena virus maupun bakteri, dan mengatasi lactose intolerance, namun juga sifat fungsional yang lain, seperti pencegahan penyakit atopic, misalnya atopic eczema pada anak-anak, mengurangi risiko terjadinya kanker kantung kemih dan kanker kolon, mencegah terjadinya infeksi urogenital, mengatasi simpton irritable bowel diseases/syndrome, Crohn?s diseases, mengurangi risiko diare karena Clostridium difficile yang biasanya terjadi di rumah sakit akibat pengobatan dengan antibiotika, mengatasi infeksi Helicobacter pyroli, mengontrol atau menurunkan kolesterol pada darah, mengurangi risiko infeksi saluran pernafasan pada anak-anak, dan stimulasi respon imun pada bayi dan anak-anak.

            Pemberian probiotik telah diketahui dapat mengurangi insiden diare dan memperpendek waktu diare. Bukti-bukti efikasi penggunaan probiotik untuk mengatasi diare akut pada anak-anak antara lain dengan menggunakan Lactobacillus rhamnosus GG, Bifidobacterium lactis BB-12 dan L reuteri SD2222 ( Reid, et al, 2003 )

            Penelitian-penelitian terbaru menunjukkan bahwa kolonisasi bifidobakteria dan laktobasili pada bayi membantu pembentukan respon imun pada bayi. Kaliomaki, et al. (2001) menunjukkan bahwa terdapat perbedaan antara komposisi mikroba pada saluran pencernaan bayi yang sehat dan bayi yang alergi. Pengaruh bakteri probiotik terhadap regulasi imunitas berbeda antar strain. Penelitian-penelitian yang berkaitan dengan pengaruh probiotik terhadap imunitas menunjukkan bahwa mekanisme yang terkait dengan imunitas antara lain adalah pencegahan peningkatan permeabilitas sel, meningkatkan produksi IgA dan IgE serta meregulasi respon imun (Reid, et al., 2003). Penelitian-penelitan yang terkait dengan fungsi probiotik dalam pembentukan respon imun pada bayi dan anak-anak, terus dilakukan dengan menggunakan strain-strain probiotik baru dan studi efikasinya pada manusia.

             

            • Sumber – Sumber Probiotik

             Gambar

          • Probiotik bisa ditemukan dalam bentuk kapsul, cairan, tepung, ataupun tablet. Probiotik juga tersedia dalam produk-produk susu yang telah dikultur seperti yogurt atau kefir. Akan tetapi, jumlah mikroorganisme hidup, berbeda dari satu produk dengan produk lainnya bergantung pada metode pengolahannya

            Setelah dicerna, probiotik akan membentuk koloni di dalam usus serta di bagian tubuh lainnya. Probiotik ini bisa tumbuh dan mempertahankan diri mereka jika tidak dirusak dengan antibiotik atau faktor – faktor lainnya.Meskipun probiotik sangat penting bagi kesehatan, tapi tidak ada jumlah asupan harian yang dianjurkan. Hal ini karena dalam kondisi normal, mereka bisa mempertahan diri.

            • ·         Beda Probiotik dan AntibiotikGambar
            • Terdapat perbedaan mendasar antara antibiotik dan probiotik, walaupun  pada dasarnya keduanya sama-sama berasal dari mikroorganisme yang dapat menghambat dan membunuh mikroorganisme lain.Antibiotik merupakan penyelamat jiwa karena digunakan sebagai terapi bila terkena infeksi bakteri. Namun, jika dalam penggunaannya tidak dibatasi dan tidak sesuai indikasi, justru akan berakibat fatal dan menjadi ancaman bagi kesehatan. Antibiotik akan menyebabkan resistensi bakteri dan bakteri yang bermanfaat bagi tubuhpun akan ikut dimatikan sehingga dapat menyebabkan kekebalan tubuh turun. Dengan demikian, jangan dianggap semua gangguan kesehatan bisa dan harus diatasi dengan antibiotik.

              Sedangkan probiotik lebih banyak bersifat preventif, yaitu untuk meningkatkan peran dan sistem kekebalan yang berguna untuk menyingkirkan berbagai patogen sebelum terjadinya infeksi karena bakteri. Probiotik tidak dapat menyebabkan resistensi bakteri seperti antibiotik dan tidak akan mematikan “bakteri baik”. Probiotik didapatkan dari luar tubuh dengan mengonsumsi suplemen yang mengandung “bakteri baik”, seperti Lactobacillus, Bifidobacterium dan Achidophillus.

              Oleh karena itu, untuk mengatasi ancaman antibiotik harus semakin ditekankan penggunaan antibiotik secara rasional.  Walaupun antibiotik dianggap mampu menyelamatkan jiwa, namun jangan dianggap semua gangguan kesehatan bisa dan harus diatasi dengan antibiotik. Sedangkan pengobatan preventif dengan pemberian probiotik atau dalam bahasa umumnya disebut “bakteri baik” sangatlah diperlukan.

               

              • Rekayasa Genetika Pada Probiotik

               

              Rekayasa Genetika adalahb tehnik yang dilakukan manusia mentransfer (memindahkan) gen (DNA)  yang dianggap menguntungkan dari satu organism kepada susunan gen (DNA) dari organisme lain.

                          Adapun langkah – langkah yang dilakukan dalam rekayasa genetika,genetika sederhana urutannya sebagai berikut :

              1. Mengindentifikasikan gen dan mengisolasi gen yang diinginkan.
              2. Membuat gen dan mengisolasi gen yang diinginkan.
              3. Pemasangan cDNA pada cincin plasmid.
              4. Penyisipan DNA rekombinan kedalam tubuh/srl \bakteri.
              5. Membuat klon bakteri yang mengandung DNA rekombinan.
              6. Pemanenan produk.

              Teknologi rekayasa genetika yang berkembang selama 30 tahun ini juga diterapkan pada

              sel probiotik oleh para peneliti di berbagai negara. Informasi genetik berbagai strain probiotik saat ini telah berkembang dengan pesat sehingga potensi untuk mengaplikasikan informasi ini dengan tujuan mendesain strain agar memiliki sifat yang lebih baik sangat terbuka. Setidaknya ada tiga tujuan yang telah dikemukakan mengapa rekayasa genetika juga diterapkan pada sel probiotik, yaitu (1) untuk meningkatkan fungsionalitas sel probiotik; (2) memperbaiki sifat sel agar tepat stabil selama aplikasi proses: (3) pengembangan molekul (antigen) untuk vektor vaksin. Berbagai teknologi telah dikembangkan baik secara konvensional dengan mutasi maupun dengan kloning dan transformasi, yang kesemuanya menggunakan bahan yang food grade. Dengan mengetahui sifat fisiologis dan genetika sel probiotik maka seleksi dan pemanfaatan sel probiotik akan lebih tepat.

               

              • Proses Produksi Probiotik

               

              Pembuatan Minuman Probiotik Sari Ubi Jalar Kuning

            • Gambar
            • Pemotongan
            • Gambar
            • Ubi jalar yang sudah dikupas dan dicuci kemudian dipotong kecil-kecil untuk memudahkan dalam penghancuran pada tahapan selanjutnya serta berguna pada saat proses blanching.

               

               

              •Blanching

              Blanching adalah pemanasan awal bahan baku yang bertujuan membunuh mikroba ikutan yang umumnya ada di permukaan bahan. Dilakukan pada suhu ±60-80°C selama 10 menit supaya tidak merusak kandungan beta karoten serta pati yang terdapat pada sari ubi jalar tidak mengalami pegendapan, hal ini kemungkinan terjadi gelatinisasi pati. Suhu gelatinisasi adalah suhu pada saat granula pati pecah (Winarno, 1991) serta dapat mencegah terjadinya browning.

              •Penghancuran

              Dilakukan menggunakan blender untuk mendapatkan sari ubi jalar dengan perbandingan ubi jalar : air = 1 : 2 agar mempermudah penyaringan.

              •Penyaringan

               

              Penyaringan dilakukan menggunakan kain saring untuk memisahkan ampas dengan sarinya.

              •Pengendapan

               

              Sari yang sudah didapatkan diendapkan menggunakan sentrifugator yang dapat memisahkan pati, supaya tidak merusak kualitas minuman probiotik yang dihasilkan, sehingga didapatkan filtrate / sari yang jernih.

              •Pemanasan

              Melalui pemanasan pada suhu ±80°C selama 10 menit, tujuannya untuk membunuh mikroba yang terikut selama proses sehingga dapat menjaga keawetan sari ubi jalar oranye.

               

               

              • Penambahan bahan-bahan lain

              Filtrat yang sudah diperoleh dari penyaringan ditambah bahan lainnya yaitu susu skim dan glukosa sesuai perlakuan. Penambahan bahan-bahan ini bertujuan untuk membentuk aroma dan cita rasa, memberi tambahan nutrisi bagi bakteri probiotik dan memperbaiki kualitas akhir.

              • Pencampuran
              • Gambar
              • Gambar
              • Pencampuran dilakukan pada suhu 650C selama 5 menit agar bahan-bahan dapat larut dengan baik dan tidak menggumpal sehingga mampu memperbaiki kualitas akhir dan kenampakan produk.

                Pada proses ini ditambahkan bahan tambahan seperti susu skim ke dalam sari ubi jalar oranye sebagai tambahan nutrisi bagi Bifidobacterium bifidum dan untuk menambah total padatan, membentuk tekstur yang bagus, membentuk aroma dan cita rasa, serta memperbaiki kualitas akhir produk probiotik yang dihasilkan. Pencampuran bertujuan agar bahan-bahan dapat larut dengan baik dan tidak menggumpal sehingga dapat memperbaiki kualitas akhir dan kenampakan produk.

                 

                • Pendinginan

                 

                Pendinginan dilakukan pada suhu ruang sampai suhu produk mencapai ±40°C agar sesuai untuk pertumbuhan Bifidobacterium bifidum.

                 

                • Pengenceran

                 

                Pengenceran dilakukan dengan tujuan menurunkan kandungan pati yang tidak dapat dipisahkan dengan cara disentrifugasi yang dapat merusak kualitas minuman probiotik seperti yang telah dijelaskan di atas. Pengenceran yaitu 0,5; 1; 1,5; 0,29 dan 0,71 (v/v air yang ditambahkan ke dalam sari ubi jalar oranye).

                 

                • Inokulasi

                 

                Inokulasi dilakukan dengan penambahan kultur starter sebanyak 2% (v/v) yang dilakukan secara aseptis, setelah itu dilakukan perhitungan jumlah Bifidobacterium bifidum dengan menggunakan haemacytometer sebagai jumlah bakteri awal yaitu sebanyak 103 log cfu/ml sebagai batas syarat tumbuh maksimal.Gambar

                • Inkubasi

                Inkubasi dilakukan dalam inkubator pada suhu 370C selama 72 jam untuk menumbuhkan bakteri dan terjadinya proses fermentasi.

                • Penyimpanan

                          Minuman probiotik sari ubi jalar kuning disimpan pada refrigerator (suhu 2-50C) selama 4 minggu. Pendinginan dilakukan untuk menghentikan proses fermentasi, menghambat reaksi-reaksi kimia, proses enzimatis, dan pertumbuhan mikroorganisme

                 

                • Kajian islam terhadap pemanfaatan Probiotik

                 

                Surat ar raid ayat 13:

                            زَلَ مِنَ السَّمَاء مَاء فَسَالَتْ أَوْدِيَةٌ بِقَدَرِهَا فَاحْتَمَلَ السَّيْلُ زَبَداً رَّابِياً وَمِمَّا يُوقِدُونَ عَلَيْهِأَن فِي النَّارِ ابْتِغَاء حِلْيَةٍ أَوْ مَتَاعٍ زَبَدٌ مِّثْلُهُ كَذَلِكَ يَضْرِبُ اللّهُ الْحَقَّ وَالْبَاطِلَ فَأَمَّا الزَّبَدُ فَيَذْهَبُ جُفَاء وَأَمَّا مَا يَنفَعُ النَّاسَ فَيَمْكُثُ فِي الأَرْضِ كَذَلِكَ يَضْرِبُ اللّهُ الأَمْثَالَ

                Artinya:

                Allah telah menurunkan air (hujan) dari langit, maka mengalirlah air di lembah-lembah menurut ukurannya, maka arus itu membawa buih yang mengambang. Dan dari apa (logam) yang mereka lebur dalam api untuk membuat perhiasan atau alat-alat, ada (pula) buihnya seperti buih arus itu. Demikianlah Allah membuat perumpamaan (bagi) yang benar dan yang bathil. Adapun buih itu, akan hilang sebagai sesuatu yang tak ada harganya; adapun yang memberi manfaat kepada manusia, maka ia tetap di bumi. Demikianlah Allah membuat perumpamaan-perumpamaan .

                 

                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 keci 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 dikehendaki. 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 kebutuhan hidup. Zaman sekarang telah banyak inofasi baru yang dapat menguntungkan manusia.

                 

                Ash shura ayat 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.

                Dalam ayat diatas kita dapat mengetahui bahwa Alloh 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 mikroorganisme yang tidak kasat mata mampu mengubah hal yang takbermanfaat menjadi bermanfaat.

                Kesimpulan

              • Gambar
              • Probiotik adalah mikro-organisme yang dirancang untuk membantu mengelola kesehatan pencernaan. Banyak produsen makanan dan minuman yang memasukkan probiotik ke dalam berbagai macam makanan dan minuman mulai dari susu, yoghurt dan lainnya.
                Meski berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa probiotik dapat membantu mereka yang mengalami beragam masalah pencernaan, namun manfaat probiotik ini belum terbukti pada mereka yang mengalami masalah dengan sistem kekebalan tubuhnya.

                Untuk itu, kita harus tahu bahwa tidak semua kondisi kesehatan dapat mengambil manfaat dari probiotik.

                Beberapa kondisi yang dapat terbantu oleh probiotik :

                • Irritable bowel syndrome ( IBS )
                • Radang usus ( IBD )
                • Diare yang disebabkan oleh infeksi bakteri virus atau parasit
                • Diare yang disebabka oleh minum antibiotik

                 

                 

                 

                 

                 

                • Daftar Pustaka

                 

                http://ptp2007.wordpress.com/2007/11/01/cpembuatan-minuman-probiotik-sari-ubi-jalar-kuning/

                http://www.ibu-anak.com/balita-3-5-tahun/probiotik-mencegah-diare-pada-anak.html

                http://www.go4healthylife.com/articles/2691/1/Mengintip-Manfaat-Probiotik-untuk-Kesehatan/Page1.html

                http://majalahkesehatan.com/spesies-bakteri-probiotik-dan-manfaatnya/

                Admin.2011.Makalah Bakteri Penyebab Diare.http://www.peutuah.com/makalah-bakteri-pen

                            yebab-diare//Diakses tanggal 26 Mei 2011

                Dewi,Surya Ketut Ayu dr.2011.Manfaat Probiotik Terhadap Penanganan Diare pada Anak

                            http://www.balipost.co.id/mediadetail.php?module=detailberita&kid=10&id=53245//

                            Diakses tanggal 26 Juni 2011-10-14

                Nuraida Lilis. http://www.foodreview.biz/preview.php?view2&id=111

                Tarigan,Ikarowina.2009.Probiotik Atasi Diare.http://www.mediaindonesia.com/mediahidupse

                            hat/index.php/read/2009/05/06/1139/0/Probioik-Atasi-Diare//Diakses tanggal 6 Mei

                            2009

                 

                 

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