Mekanisme Resistensi Bakteri Terhadap Logam Berat Kromium

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Sistem penerima sinyal pada bakteri yang tergolong organisme tingkat rendah masih dikategorikan sederhana jika dibandingkan dengan organisme tingkat tinggi dengan perangkat sistem saraf yang lebih kompleks seperti pada hewan. Oleh karena itu, cara respons bakteri terhadap faktor lingkungan di sekitar akan berbeda.

Respon hewan ketika berada pada kondisi berbahaya akan berpindah ke tempat yang lebih aman. Hal ini tidak berlaku bagi bakteri yang memiliki kemampuan pergerakan yang lebih sempit. Bakteri akan melakukan serangkaian aktivitas untuk mengurangi dampaknya. Sebagai contoh, kedua makhluk hidup ini berada di sekitar kawasan lahan bekas tambang yang memiliki kandungan logam berat kromium (Cr) sangat tinggi dan bersifat toksik.

Ciri khas daerah terkontaminasi logam berat Cr (VI) salah satunya yaitu tidak ditemukannya tumbuhan yang tumbuh subur dan cenderung berukuran kerdil. Hewan kelompok herbivora akan berada dalam status kelaparan jika terus berada di kawasan ini. Pesan yang disampaikan oleh lingkungan ini dihantarkan oleh sistem saraf pada hewan untuk menghasilkan respon berpindah mencari daerah yang lebih hijau. Bakteri yang wilayah habitatnya di permukaan maupun di dalam tanah akan mengalami kontak langsung dengan Cr(VI). Kondisi tersebut memicu bakteri melakukan serangkaian pertahanan mulai dari saat Cr(VI) berada di depan membran sel sampai ketika Cr(VI) sudah masuk ke dalam sel bakteri.

Mekanisme pemindahan, resistensi dan reduksi Cr(VI) di dalam sel bakteri. (a) sistem transpor sulfat yang juga digunakan sebagai jalur masuk Cr(VI) ke dalam sel. (b) Reduksi Cr(VI) menjadi Cr (III) yang lebih ramah lingkungan secara ekstraseluler, di mana kromium tidak melewati membran sel. (c) Enzim kromat reduktase yang terikat dengan membran sel. (d) Reduksi Cr(VI) menjadi Cr (III) secara intraseluler, akan tetapi dapat memicu stres oksidatif yang menyebabkan kerusakan protein dan DNA. (e) Pengeluaran Cr(VI) dari sitoplasma dengan bantuan protein ChrA. (f) Enzim pendetoksifikasi untuk melindungi sel dari stres oksidatif. (g) Sistem perbaikan DNA terhadap kerusakan yang dipicu oleh kromium. (Joutey et al., 2015).

Pertahanan bakteri terhadap Cr(VI) meliputi kemampuan resistensi dan reduksi. Resistensi terhadap Cr(VI) di antaranya kemampuan bakteri mengeluarkan Cr(VI) melalui protein channel yaitu sistem transpor sulfat yang tertanam di membran sel. Protein channel tersebut dapat digunakan Cr(VI) sebagai jalur masuk ketika dalam bentuk kromat (CrO42-) yang menyerupai sulfat (SO42-). Kromat (CrO42-) yang masuk akan dikeluarkan langsung melalui sistem transpor sulfat. CrO42- juga dapat masuk ke dalam sel bakteri ketika konsentrasinya terlampau tinggi. CrO42- yang masuk ke dalam sel masih dapat diantisipasi melalui sistem efflux di mana CrO42- dikeluarkan dari sitoplasma menuju protein channel yang ada di membran sel yaitu ChrA.

Mekanisme reduksi bakteri berbeda dengan resistensi dalam hal kemampuannya mengubah Cr(VI) menjadi Cr(III) yang memiliki tingkat toksisitas lebih rendah. Tahapan reduksi Cr(VI) umumnya melibatkan peran enzim kromat reduktase yang dapat bersifat induktif (diproduksi ketika ada pemicu Cr(VI)) atau konstitutif (diproduksi terus-menerus).

Lokasi kerja enzim kromat reduktase juga digolongkan menjadi tiga yaitu di sitoplasma sel (intraseluler), terikat dengan membran sel, dan di luar sel (ekstraseluler). Alur reaksi enzimatik yang terjadi di sitoplasma sel (intraseluler) berawal ketika CrO42- yang masuk ke dalam sel berubah menjadi bentuk awal yaitu Cr(VI). Sinyal berupa Cr(VI) yang bersifat berbahaya ini direspon oleh sel bakteri dengan memproduksi enzim kromat reduktase. Selama proses reduksi Cr(VI) di dalam sel tersebut dapat memicu stres oksidatif karena Cr(VI) merupakan radikal bebas. Stres tersebut dapat diatasi dengam enzim yang bersifat antioksidan seperti glutation katalase.

Reaksi enzimatik ke dua yaitu yang berikatan dengan membran. Mekanisme kerja enzim kromat reduktase di membran yaitu ketika Cr(VI) berada di permukaan sel bakteri dan akan direduksi menjadi Cr(III). Reaksi enzimatik juga dapat terjadi secara ekstraseluler ketika sel menerima sinyal keberadaan CrVI) di sekitar. Sel akan mengeluarkan enzim kromat reduktase ke lingkungan dan mengubah Cr(VI) menjadi Cr(III). Cr(III) tergolong ramah lingkungan karena tingkat kelarutannya di dalam air lebih rendah sehingga mobilitasnya untuk menginvasi makhluk hidup lain juga rendah.

Berdasarkan berbagai kemampuan bakteri dalam melakukan pertahanan terhadap Cr(VI), reduksi secara ekstraseluler tergolong mekanisme yang paling efektif bagi bakteri untuk bertahan hidup. Hal ini didasarkan pada kemampuan bakteri mencegah masuknya Cr(VI) ke dalam sel dan mampu mengubahnya menjadi Cr(III) langsung di lingkungan.

Penulis: Aisyah

Referensi: Joutey, N. T., H. et al. 2015. Mechanisms of Hexavalent Chromium Resistance and Removal by Microorganisms. Springer International Publishing Switzerland.

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Perbedaan Prebiotik dan Probiotik

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Tubuh manusia mengandung berbagai macam bakteri, salah satunya pada sistem pencernaan. Berbagai jenis bakteri ini ada yang memiliki sejumlah manfaat bagi fungsi tubuh manusia, misalnya seperti mikroba pada usus yang mampu membantu proses pencernaan makanan. Perbedaan probiotik dan prebiotik dijelaskan sebagai berikut:

Probiotik adalah mikroba hidup yang dikonsumsi dalam jumlah cukup dan dimanfaatkan sebagai tambahan makanan atau suplemen tambahan yang berpengaruh positif bagi inang dengan meningkatkan keseimbangan mikrobial pada saluran pencernaan. Bakteri yang umum digunakan sebagai probiotik yaitu Lactobacillus, Bifidobacteria dan Streptococci, ketiga bakteri ini merupakan bakteri asam laktat yang paling umum dari mikrobiota saluran pencernaan manusia dan dapat meningkatkan respon sistem imun dan menghambat pertumbuhan patogen pada saluran pencernaan inang (Azhar Mihda,2009). Organisme yang digunakan sebagai probiotik adalah mikroorganisme yang tidak bersifat patogen bagi inang. Produk pangan probiotik yang telah banyak beredar di masyarakat antara lain produk susu fermentasi oleh bakteri asam laktat seperti yoghurt, yakult, kefir dan dadih.

Prebiotik adalah beberapa senyawa natural dalam makanan yang tidak dapat dicerna oleh usus namun menghasilkan pengaruh menguntungkan terhadap inang dengan cara menstimulasi pertumbuhan mikroba ‘baik’ yang jumlahnya terbatas pada saluran pencernaan secara selektif, sehingga dapat meningkatkan kesehatan inang. Senyawa-senyawa prebiotik golongan non-digestable karbohidrat antara lain selulosa, inulin, fructo-oligosaccharida (FOS), trans-galactooligosacarida (TOS), lactulosa dan soy oligosaccharida menjadi sumber karbohidrat bagi bakteri baik dalam saluran pencernaan. 

Haryati (2011) menyatakan bahwa prebiotik dapat menjadi sumber energi dan nutrien bagi mukosa usus serta dapat pula menjadi substrat untuk fermentasi bakteri baik dalam memproduksi vitamin dan antioksidan yang dapat menguntungkan inangnya. Suatu kandungan pangan dapat diklasifikasikan sebagai prebiotik apabila memenuhi persyaratan berikut; Pertama, tidak terhidrolisis atau terserap pada saluran pencernaan bagian atas; Kedua, dapat menstimulasi pertumbuhan bakteri yang menguntungkan pada kolon secara selektif; dan ketiga, dapat menekan pertumbuhan bakteri patogen, sehingga secara sistemik dapat meningkatkan kesehatan.

Keberadaan berbagai jenis bakteri di saluran pencernaan tidak bisa dihindari. Masalah akan timbul apabila ‘bakteri jahat’ atau bakteri patogen (penyebab penyakit) jumlahnya menjadi lebih tinggi dibandingkan ‘bakteri baik’, contohnya apabila bakteri enteropatogen seperti E. coli dan Salmonella typhii tumbuh pesat maka akan menyebabkan diare.

Menjaga dan meningkatkan kesehatan adalah sesuatu yang sangat penting. Hal ini dapat diwujudkan salah satunya dengan cara mengkonsumsi suplemen tambahan seperti bakteri baik dalam probiotik dan nutrisi yang dibutuhkan oleh probiotik yaitu prebiotik agar bakteri baik berkembang baik dalam saluran pencernaan sehingga menekan pertumbuhan bakteri jahat. Bakteri jahat yang umumnya ditemukan di saluran pencernaan seperti E. coli dan H. Pylori. Berbagai senyawa hasil metabolisme ‘bakteri baik’ seperti asam laktat dan bakteriosin bersifat antimikrobia bagi ‘bakteri jahat’. Bakteri-bakteri asam laktat ini mampu meringankan tugas organ hati dengan mengikat senyawa racun hasil metabolisme lemak dan protein.

Penulis: Arista Suci Andini, M. Si.

Referensi:

1. Azhar, Mihda.2009.Inulin sebagai Prebiotik. SAINSTEK. vol XII, No. 1
2. Haryati, Tuti.2011.Probiotik dan Prebiotik sebagai Pakan Imbuhan Nonruminansia. WARTAZOA. Vol 21, No.3.

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Mekanisme Ilmiah Penyebab Bau Hujan

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Sering kali ketika hujan, kita mencium aroma unik dan menenangkan yang sering dikenal sebagai aroma tanah atau aroma hujan. Aroma tanah saat hujan ini dikenal sebagai “Petrichor”. Ada beberapa alasan terkait munculnya aroma ini. Dua penyebab utama munculnya aroma tanah adalah senyawa volatil dari tumbuhan dan geosmin yang diproduksi oleh Actinomycetes yaitu dari genus Streptomyces.

Actinomycetes sebagai mikroorganisme yang secara alami berhabitat di tanah menjadikannya sebagai salah satu dari mikroorganisme yang berperan dalam munculnya aroma tanah atau ‘earth smell’. Actinomycetes diketahui menghasilkan senyawa Geosmin yang dikenal sebagai Earthy-Smelling Substance. Geosmin berasal dari bahasa yunani; “Ge” = bumi dan “osme” = aroma. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Thaysen dan Pentelow (1936) yang dikutip oleh Gerber dan Lechevalier (1965) menemukan ekstrak dari Actinomycetes mengandung senyawa terlarut yang berbau dengan kosentrasi yang cukup tinggi. 

Senyawa tersebut akan terlarut dengan air hujan ketika hujan turun dan mengalir ke berbagai tempat dan menyebarkan aroma yang dikenal dengan bau tanah. Penelitian yang dilakukan oleh Gaines and Collin (1963) menyebutkan salah satu spesies yang memproduksi geosmin adalah Streptomyces odorifer dan menjelaskan bahwa aroma tanah yang muncul merupakan kombinasi dari beberapa senyawa seperti asam asetat, asetal dehid, ethil alkohol, isobutyl alkohol, isobutyl asetat dan amonia. Apabila musim kemarau tiba dan geosmin yang diendapkan pada tanah kering bercampur dengan senyawa yang bersifat asam maka geosmin akan berubah menjadi ‘Argosmin’. Argosmin merupakan bentuk inaktif dari geosmin dan tidak menghasilkan aroma khas. Oleh karena itu tidak tercium aroma khas ketika musim kemarau tiba.

Selain geosmin dari mikroorganisme Actinomycetes, senyawa volatil aromatik yang dihasilkan oleh tumbuhan juga menjadi salah satu penyebab munculnya aroma tanah yang khas setelah hujan. Selama musim kemarau, beberapa jenis tumbuhan aromatis mengsekresikan minyak aromatik yang akan diserap oleh tanah dan batu di sekitar tumbuhan tersebut. Minyak aromatik ini terdiri dari asam lemak yaitu Asam stearat dan asam palmitat. Ketika air hujan turun dan masuk ke tanah melalaui pori-pori tanah maka senyawa volatil aromatik tersebut akan larut dalam gelembung-gelembung air yang nantinya akan naik ke permukaan tanah. 

Ketika sudah berada di atas permukaan tanah maka gelembung air tadi akan terpecah dan melepaskan partikel mikroskopik (senyawa volatil aromatik) yang disebut aerosol di udara sehingga terciumlah aroma khas tanah ketika hujan yang dikenal sebagai ‘Petrichor’. Para peneliti menyimpulkan bahwa aerosol inilah yang membawa partikel aroma hujan atau aroma tanah (Jyoti, 2016).

Penulis: Arista Suci Andini, M. Si.

Referensi:

1. Gaines, H.D dan R.P. Collins. 1963. Volatile Substances Produced by Streptomyces odorifer. Lloydia. 26:247-253 
2. Gerber dan Lechevalier.1965.Geosmin, an Earthy-Smelling Substance Isolated from Actinomycetes.Applied Microbiology.Vol.13, No.6
3. Jyoti, Dhrubo Sen. 2016. Moist Earth Smelling Geosmin As a Terpene Bicyclic Alcohol. World Journal of Pharmaceutical Research. Vol.5, No 8: 01-08.

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Mekanisme Resistensi Bakteri terhadap Antibiotik

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Antibiotik adalah segolongan molekul yang memiliki efek untuk menekan atau menghentikan proses biokimia dalam suatu organisme khususnya pada kasus infeksi mikrobia. Mikrobia yang pada awalnya bersifat sensitif terhadap antibiotik dapat mengalami perubahan sifat genetiknya menjadi kurang ataupun tidak sensitif. Hal tersebut disebabkan oleh mikrobia memperoleh elemen genetik yang membawa sifat resisten atau acquired resistance. Resistensi dapat terjadi melalui dua cara yaitu transduksi dan konjugasi. Pada jalur transduksi, faktor kekebalan dipindahkan dari mikrobia resisten ke mikrobia sensitif dengan perantara bakteriofaga. Dalam proses tersebut yang ditransfer adalah materi DNA-plasmid yang mengandung faktor resistensi. Bagian yang ditransfer hanya infectious plasmid (Laura, 2009).

Mekanisme resistensi terhadap antimikrobia digunakan untuk menangani penyakit patogen. Penggunaan antimikrobia secara berlebih telah memicu munculnya resistensi terhadap antimikrobia, dan hal ini terjadi pada sebagian besar bakteri yang memiliki sensitivitas tinggi (Poole, 2002). Perubahan dari target obat yang mengganggu batasan interaksi antibiotik menghalangi kemampuan bakteriosidal atau bakteriostatik dan memicu resistensi. Terdapat beberapa mekanisme genetik yang memengaruhi mekanisme resistensi bakteri terhadap antibiotik. Mekanisme tersebut memunculkan sifat resistensi sebagai hasil dari modifikasi biokimia yang memecah sel tertentu pada bakteri yang dalam keadaan normal bersifat sensitif terhadap antibiotik.

Salah satu contoh modifikasi biokimia yang memicu resistensi yaitu produksi enzim yang menginaktivasi antibiotik, serta pemecahan protein, enzim, atau target reseptor antibiotik. Selain itu, aktivasi pompa efflux akan menyingkirkan dan mendorong antibiotik menjauh dari sel. Destruksi protein dinding sel oleh bakteri juga akan mencegah antibiotik masuk ke dalam sel bakteri. 

Mekanisme utama dari transfer gen bakteri yaitu transduksi dan konjugasi. Transduksi terjadi ketika bakteriofaga melepaskan diri dari satu sel bakteri, membawa beberapa genom bakteri dan kemudian menginfeksi sel lain. Ketika bakteriofag menyisipkan konten genetik ke dalam genom ke sel lain, DNA bakteri sebelumnya juga dimasukkan ke dalam genom. Konjugasi terjadi ketika dua bakteri mengalami kontak fisik satu sama lain dan plasmid, membawa DNA kromosom dan ditransfer dari sel donor ke sel penerima. Plasmid membawa gen yang mengkode enzim yang mampu menonaktifkan antibiotik tertentu. Sumber asli dari gen untuk enzim ini tidak diketahui dengan pasti. Namun, unsur genetik yang disebut transposon ("jumping" gen), memfasilitasi transfer gen resistensi untuk spesies bakteri lainnya. Karena banyak dari plasmid membawa gen resisten antibiotik dapat ditransfer antara spesies yang berbeda dari bakteri, resistensi terhadap antibiotik tertentu dapat berkembang dengan cepat.

Penulis: Arista Suci Andini, M. Si.

Referensi:

1. Laura L.D. 2009. Antibiotic Resistance : Pediatric Infectious Disease Fellow. United States. 10 (3).
2. Poole, K. 2002. Mechanism of bacterial biocide and antibiotic resistance. Journal of Apllied Microbiology. 92 : 55-64.

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Mikroba di Lingkungan dengan Salinitas / Kadar Garam Tinggi

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Lingkungan dengan salinitas tinggi merupakan merupakan salah satu contoh bentuk adaptasi lingkungan yang banyak dilakukan oleh mikroorgnisme, terutama bakteri. Hal tersebut dikarenakan lingkungan tersebut hanya sedikit mikroorganisme yang dapat hidup. Umumnya, mikroorganisme yang hidup di lingkungan tersebut adalah bakteri. Di lingkungan tersebut, bakteri harus melakukan adaptasi agar tidak mengalami kematian yang disebabkan oleh tekanan osmosis yang tinggi. Kadar garam yang tinggi juga dapat menunjukkan karakteristik yang unik untuk keanekaragaman spesies mikrobiologi (Pages dkk. 1995).

Mikroorganisme di lingkungan dengan kadar garam yang tinggi umumnya berada dikedalaman yang tidak dapat ditolerir oleh organisme lain dikarenakan kepekatan garam yang tinggi dapat memicu sel organisme mengalami lisis. Namun, beberapa mikroorganisme tertentu dapat memiliki adaptasi yang mentolerir kadar garam yang tinggi tersebut. Bentuk adaptasi tersebut beragam pada tiap mkroorganisme sehingga menghasilkan struktur morfologi maupun fisiologi yang hanya ditemukan pada mikroorganisme yang tinggal di daerah dengan salinitas yang tinggi. Lingkungan dengan salinitas yang tinggi seperti yang ada di danau Laut Mati di daerah Asia Tengah, merupakan daerah yang cocok untuk pekembangan mkroorganisme tersebut.

Danau Laut Mati dan daerah dengan kadar garam yang tinggi memiliki intensitas garam yang lebih tinggi dibandingkan dengan di daerah terrestrial lain. Daerah-daerah tersebut memiliki kadar garam yang mendekati bahkan melebihi kadar garam terdapat di laut. Seperti contohnya Danau Laut Mati yang memiliki kepekatan garam yang mencapai 322,6 gr/liter (Nissenbaum 1975). Kadar garam yang tinggi tersebut merupakan wilayah yang tepat untuk meneliti proses adaptasi mikroorganisme yang terdapat didalamnya. Berikut adalah mikroba yang tahan terhadap salinitas tinggi:

1. Bakteri

Bakteri di lingkungan salinitas tinggi terbagi atas tiga kategori,yaitu organisme halo-resistant, organisme halo-tolerant, dan organisme halo-obligatory.

• Organisme halo-tolerant terdiri atas bakteri gram positif yang dapat mentoleransi konsentrasi kadar garam di perairan sebesar 6- 12%. Kelompok tersebut memiliki pembentukan spora yang patogen.
• Organisme halo-resistant terdiri atas bakteri yang mampu mentoleransi konsentrasi kadar garam di perairan sebesar 0,5-30%. Contoh dari bakteri bakteri tersebut antara lain Flavobacterium halmephilum, Pseudomonas halestorgus, dan Chromobacterium marismortui. Organisme halo-resistant pada lingkungan dengan kadar garam rendah, membentuk untaian panjang, sedangkan pada lingkungan dengan kadar garam yang tinggi membentuk untaian pendek.
• Organisme halo-obligatory terdir atas bakteri yang mampu merombak urea, pembentukan nitrogen, nitrifikasi, denitrifikasi, oksidasi sulfur, decomposing selulose, dan organisme fibrinolitik. Organisme tersebut memanfaatkan pepton sebagai sebagai sumber energi. Pertumbuhan bakteri tersebut lebih lama dibandingkan dengan organisme kerabatnya yang tinggal di wilayaha lain. Bakteri tersebut bila di kultur pada lingkungan yang tidak sesuai tumbuh selama 3 sampai 4 minggu (Borin dkk. 2009; Nissenbaum, 1975; Kirkwood, 2007).

2. Alga

Mikroorganisme alga yang hidup pada lingkungan dengan salinitas yang tinggi umumnya berasal dari genus Dunaliella yang termasuk alga hijau. Alga tersebut umumnya berada di permukaan perairan yang memiliki tingkat kadar garam yang tinggi. Alga tersebut berukuran mikroskopis yang mirip dengan Dunaliella viridis. Alga tersebut termasuk alga uniseluler dan termasuk mikroorganisme halo-resistant sehingga mampu mentolerir konsentrasi kadar garam yang tinggi. Alga tersebut memanfaatkan konsentrasi NaCl antara 5-30%. Dunaliella sp. mampu hidup pada kedalaman sampai 50 meter. Di perairan dengan tingkat kadar garam tinggi juga umum ditemukan alga divisi Chrysophyta dan Chlorophyta (Nissenbaum, 1975; Buchalo dkk. 1998).

3. Fungi

Penelitian yang dilakukan oleh Buchalo dkk. (1998) di laut mati menunjukkan di wilayah tersebut di temukan juga organisme fungi kelompok deutromycota dan ascomycetes. Fungi dari kelompok ascomycetes terdiri atas genus Gymnascella (Gymnoascaceae), yang termasuk dalam spesies G. martsmortui. Fungi dari kelompok Deuteromycota terdiri atas Ulocladium chlamydosporum dan Penicillium westlingii Zaleski.

Di lingkungan dengan kadar garam yang tinggi di temukan banyak mikroorganisme yang terdiri atas bakteri, alga, dan fungi yang memiliki tingkat keanekaragaman yang berbeda, namun tingkat keanekargaman yang paling tinggi di tempati oleh bakteri. Hak tersebut dikarenakan bakteri lebih dapat mentoleran terhadap kadar garam yang dtinggi di sekitarnya.

Referensi

• Borin, Sara, L. Brusetti, F. Mapelli, G. D’ Auria, T. Brusa, M. Marzorati, A. Rizzi, M. Yakimov, D. marty, G. J. de Lange, Paul van der Wielen. 2009. Sulfur cycling and methanogenesis primarily drive microbial colonization of the highly sulfide urania deep hypersaline basin.
• Buchalo , A. S, E. Nevo, S. P. Wasser, A. Oren, H. P. Molitoria. 1998. Fungal life in the extreme hypersaline water of the dead sea first records. 
• Nissenbaum, Arie. 1975. The microbiology and biogeochemistry of the dead sea. 
• Kirkwood, A. E., J. A. Buchheim, M. A. Buchheim, W. J. Henley. 2007. Cyanobacterial diversity and halotolerance in vartiable hypersaline environment. 
• Pages, J., J. Lemoalle, B. Fritz. 1995. Distribution of carbon in a tropical hypersaline estuary. 

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Uji Pemeriksaan Kualitas Air Secara Mikrobiologi

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Air merupakan molekul penting yang dibutuhkan oleh makhluk hidup. Berbagai jenis makhluk hidup memanfaatkan air untuk keberlangsungan hidup mereka, begitu juga dengan manusia. Namun, tidak semua jenis air dapat dimanfaatkan oleh manusia. Hanya air bersih yang dapat dimanfaatkan oleh manusia. Kebersihan air ditinjau dari segi fisik, kimia, dan biologi. Air bersih secara sepintas adalah air yang jernih, tidak berbau, dan rasanya tawar. Lebih lanjut lagi, air bersih merupakan air yang tidak mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya bagi tubuh. Senyawa-senyawa tersebut dapat berasal dari mikroorganisme. Air yang mengandung mikroorganisme berbahaya atau patogen sangat berbahaya bagi tubuh. Namun, mikroorganisme patogen sulit dideteksi karena jumlahnya yang sangat sedikit di air dan mikroorganisme patogen kebanyakan tidak bisa bereplikasi di dalam air. Melihat hal tersebut, diperlukan suatu organisme yang dapat dijadikan indikator untuk mendeteksi keberadaan mikroorganisme patogen yang berada di air. Para ahli mikrobiologi mengusulkan bahwa keberadaan Coliform dapat dijadikan indikator untuk menentukan bahwa air telah tercemar patogen atau belum (Morello dkk. 2003; Talaro & Talaro, 2002).

Suatu organisme untuk menjadi organisme indikator mempunyai beberapa kriteria. Peneliti hingga sekarang masih mencari organisme indikator yang ideal untuk menentukan kualitas air. Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh mikroba yang dijadikan indikator pencemaran air, di antaranya bakteri indikator harus cocok untuk analisis semua jenis air, keberadaan bakteri indikator berkorelasi dengan keberadaan bakteri enteric patogen, bakteri indikator harus dapat bertahan lebih lama di air dibandingkan dengan bakteri Enteric (patogen), prosedur pengujian untuk indikator harus mempunyai tingkat spesifitas yang tinggi atau uji tersebut tidak menghasilkan uji positif pada selain bakteri indikator, metode uji terhadap bakteri indikator harus dalam bentuk yang mudah dilakukan, bakteri indikator umumnya tak berbahaya bagi manusia, tingkat bakteri indikator dalam air yang tercemar menunjukkan hubungan langsung terhadap tingkat dari polusi fecal (Prescott dkk. 2002).

Coliform didefinisikan sebagai bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif, gram negatif, tidak membentuk endospora, berbentuk batang, dan dapat memfermentasi laktosa untuk membentuk gas dalam 48 jam yang ditempatkan di medium Lactose Broth pada suhu 35°C. Namun, tidak semua Coliform selalu bakteri enteric tetapi lebih sering ditemukan di sampel tanah dan tumbuhan sehingga untuk standar pemeriksaan air dan minuman spesifik kepada fecal coliform. Fecal coliform utama adalah E. coli yang merupakan populasi terbesar pada intestinal manusia. Ada beberapa tes yang dapat dilakukan untuk membedakan fecal coliform dari nonfecal coliform. Perlu adanya catatan bahwa coliform tidak bersifat patogen pada kondisi normal, meskipun strain tertentu dapat menyebabkan penyakir diarrhea dan infeksi saluran kandung kemih (Tortora dkk. 2010). Fecal coliform sendiri dapat didefinisikan sebagai coliform yang berasal dari intestinal hewan berdarah panas sehingga mereka dapat tumbuh pada kisaran suhu yang terbatas yaitu 44,5°C (Mulvany 1969; Prescott dkk. 2002).

Terdapat beberapa cara untuk menguji keberadaan coliform dalam air, seperti metode Multiple Tube Fermentation, Membran filter, dan metode kromo-fluorogenik. Metode MTF (Multiple Tube Fermentation) merupakan metode yang cukup sederhana untuk menguji keberadaan fecal coliform dan sudah lama digunakan untuk melakukan pengujian air. Medium Lactose Broth diinokulasikan dengan volume air yang berbeda pada tahap uji penduga (presumptive tests), Tabung yang positif memproduksi gas diinokulasikan ke dalam medium BGLBB di uji penguat (confirmed tests). Tabung yang positif terhadap uji penguat digunakan untuk menghitung nilai MPN. Uji pelengkap (completed tests) digunakan untuk menetapkan keberadaan coliform (Prescott dkk. 2002). Walaupun sederhana, kelemahan metode tersebut adalah waktu yang diperlukan lebih lama untuk menyelesaikan metode hingga tahap uji pelengkap dan perlu dilakukan tes kembali yang lebih spesifik untuk membuktikan keberadaan E. coli fecal coliform (Talaro & Talaro 2002).

Sementara itu, metode membran filter mirip seperti metode yang digunakan untuk mensterilisasi fluid dengan menyaring keluar mikroba kontaminan, kecuali pada sistem berikut, filter atau penyaring mengandung perangkap mikroba yang merupakan produk akhir yang diinginkan. Setelah proses filtrasi, membran filter ditempatkan di sebuah petri kecil yang mengandung medium selektif. Setelah inkubasi, koloni fecal coliform dapat dihitung dan sering diidentifikasi dengan menunjukkan karakter yang spesifik terhadap medium selektif. Metode membran filter. Keuntungan metode membran filter ialah mempunyai proses yang lebih cepat, hanya membutuhkan beberapa tahap dan media, lebih murah dibandingkan metode MTF, lebih mudah dibawa-bawa perlengkapannya, dan dapat memproses jumlah air yang lebih besar (Talaro & Talaro 2002: 811). Namun, kerugiannya ialah air yang memiliki kekeruhan yang tinggi membatasi volume sampel, populasi yang tinggi dari dasar bakteri menyebabkan pertumbuhan terlalu cepat, metal dan fenol dapat diadsorb ke dalam filter sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri (Prescott dkk. 2002).

Metode yang terakhir ialah metode yang lebih cepat dan akurat, yaitu menggunakan medium yang berisi senyawa ONPG dan MUG. Metode tersebut lebih cepat dan akurat karena hasilnya dapat langsung diketahui pada saat bakteri melakukan pemecahan terhadap senyawa tersebut. Jika uji positif coliform, senyawa ONPG akan berubah menjadi kuning karena terjadi hidrolisis terhadap senyawa ONPG. Kemudian senyawa MUG akan mengeluarkan warna biru yang berpendar pada sinar UV apabila dalam air positif terdapat E. coli. Kelemahan metode tersebut adalah biaya yang dikeluarkan lebih mahal (Prescott dkk. 2002).

Metode MTF yang sudah dimodifikasi masih memiliki tiga tahap utama, yaitu uji penduga, uji penguat, dan uji pelengkap. Uji penduga memiliki beberapa langkah. Langkah pertama 5 ml sampel diinokulasikan ke 5 seri tabung medium LBG, 0,5 ml sampel ke 5 seri tabung medium LBT 1, dan 0,05 ml sampel ke 5 seri tabung medium LBT 2. Langkah kedua tabung-tabung tersebut diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. Tabung-tabung yang belum menunjukkan adanya gas diinkubsai kembali pada suhu 35°C, sedangkan apabila terbentuk asam dan gas berarti reaksinya positif pada uji penduga (Gandjar dkk. 1992).

Uji penguat terbagi menjadi dua tahapan besar, yaitu tahap 1 dan tahap 2. Tahap 1 memiliki 3 langkah, yaitu inokulasikan 1 ose dari setiap tabung uji penduga yang positif ke dalam medium BGLBB, tabung kemudian diinkubasi pada suhu 35°C pada seri I dan 44,5°C pada seri II (untuk membedakan fecal coliform dengan yang bukan, dan diamati pembentukan asam dan gas setelah 24-48 jam. Tahap kedua memiliki 3 langkah, yaitu penuangan medium Endo Agar ke dalam cawan petri yang steril, lalu satu ose biakan dari tabung BGLB yang menunjukkan reaksi positif (terbentuk asam dan gas) diambil dan diinokulasikan ke dalam medium Endo Agar dengan cara metode streak, terakhir diamati adanya koloni bakteri yang berwarna hijau metalik (jika ada, berarti positif E. coli). Sementara itu, uji pelengkap memiliki tiga langkah juga, yaitu koloni-koloni yang berwarna hijau metalik diinokulasi dalam medium LB dan medium NA miring, biakan yang ditumbuhkan dari medium NA miring dilakukan pengecatan gram dan spora, dan biakan yang ditumbuhkan di medium LB diamati terbentuknya asam dan gas. Jika timbul asam dan gas, morfologi bakteri berbentuk batang, hasil pengecatan gram negatif, dan tidak membentuk spora, maka bakteri yang diisolasi dari biakan berwarna hijau metalik adalah E. coli (Gandjar dkk. 1992).

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Laporan Praktikum Mikrobiologi: Fermentasi

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Contoh laporan hasil praktikum mikrobiologi pada pokok bahasan fermentasi substrat padat dan cair seperti tempe, susu, tape, dan cider.

I.TUJUAN

1. Mengetahui dan memahami proses fermentasi pada substrat pada dan cair.
2. Mengetahui peran mikroorganisme dalam proses fermentasi

II. TEORI

Dalam konteks ilmu pangan, pengolahan makanan secara fermentasi melibatkan proses konversi karbohidrat menjadi alkohol dan karbondioksida atau asam organik menggunakan khamir, bakteri, atau kombinasi keduanya di dalam kondisi anaerob. Dalam artian yang sederhana, fermentasi adalah konversi gula menjadi ethanol secara biokimia. Fermentasi juga berarti bahwa diperlukan kerja dari mikroorganisme dan prosesnya sering digunakan untuk memproduksi makanan beralkohol dan sebagainya seperti tape, tape ketan, dan cider. Mikroorganisme berperan sebagai agen yang mengubah substrat menjadi produk yang diinginkan melalui fermentasi. Fermentasi juga digunakan dalam proses pengembangan adonan roti berkat gas karbondioksida yang dapat menciptakan rongga-rongga di dalam adonan tersebut. Proses fermentasi juga digunakan dalam teknik pengawetan makanan dengan cara menghasilkan asam laktat pada makanan yang asam seperti dalam pembuatan yoghurt (Dwidjoseputro 1992).

Dalam konteks biokimia, fermentasi merupakan proses memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik menggunakan akseptor elektron endogen yang biasanya berupa senyawa organik pula. Proses fermentasi pada makhluk hidup sangat penting terutama pada kondisi anaerob karena tidak terdapat fosforilasi oksidatif untuk mempertahankan produksi ATP dengan cara glikolisis. Meskipun begitu, fermentasi tidak selalu dilakukan pada kondisi anaerob selama karbohidrat yang ada sudah siap untuk dimetabolisme. Proses fermentasi diawali oleh proses glikolisis yang mengoksidasi substrat fermentasi menjadi piruvat dengan bantuan NAD+. Piruvat tersebut lalu dioksidasi kembali menjadi produk fermentasi untuk meregenerasi NAD+ (Prescott, dkk 2002) .

Karbohidrat merupakan substrat fermentasi yang paling umum, dan contoh produk fermentasi yang sering dijumpai adalah ethanol, asam laktat, laktosa, dan hidrogen. Bagaimanapun juga, senyawa-senyawa lainnya juga dapat dihasilkan dengan cara fermentasi, seperti asam butirat dan aseton. Fermentasi yang dilakukan oleh khamir mengubah karbohidrat menjadi ethanol dan karbondioksida dalam proses pembuatan cider. Pada otot mamalia, penggunaan otot secara intensif menyebabkan asupan oksigen menjadi terbatas sehingga terjadi fermentasi asam laktat (Madigan dkk. 2009) .

A.FERMENTASI TEMPE

Tempe merupakan pruduk kedelai tradisional dari Indonesia. Proses fermentasi tempe dan sifatnya dalam mempertahankan keseluruhan kedelai menjadikan tempe sebgai makanan yang mengandung protein, serat dan vitamin yang tinggi. Pembuatan tempe diawali dengan melunakkan kacang kedelai dengan cara dikupas kulit bijinya lalu direndam. Adonan bisa ditambahkan cuka agar dapat menurunkan pH supaya menciptakan lingkungan yang selektif bagi kapang tempe. Starter fermentasi atau ragi tempe yang mengandung spora Rhizopus oligosporus dicampurkan ke dalam adonan. Adonan tempe lalu disebar pada suatu lapisan tipis dan dibiarkan berfermentasi selama 24 sampai 48 jam pada temperatur sekitar 30°C. Hasil tempe yang baik adalah seluruh kacang kedelai saling berlekatan dengan erat satu sama lain oleh jaringan miselium berwarna putih (Gandjar, dkk 1992) .

B.FERMENTASI TAPE

Tape adalah makanan tradisional yang merupakan fermentasi dari berbegai macam sumber karbohidrta, seperti singkong atau beras ketan. Mikroorganisme yangt terlibat di dalam proses fermentasi tape adalah kapang, seperti Aspergillus oryzae, Rhizopus oryzae, Amylomyces rouxii, atau Mucor spp., dan khamir, seperti Saccharomyces cerevisiae, Saccharomycopsis fibulger, Endomycopsis burtonii, dan yang lainnya bersama dengan bakteri (Gandjar 2003) .

Untuk pembuatan tape ketan, beras ketan perlu dimasak dan dikukus terlebih dahulu lalu dibubuhi dengan ragi. Beras ketan tersebut lalu ditutup dengan daun dan diinkubasi pada suhu 25-30 °C selama 48 jam sampai teksturnya menjadi lembut dan dihasilkannya alkohol. Untuk pembuatan tape singkong, kulit singkong perlu dibuang terlebih dahulu. Singkong dicuci, dikukus lalu dibubuhi ragi. Singkong diinkubasi pada suhu 28-30 °C selama 48 jam. Tape yang baik memiliki rasa yang manis dengan sedikit sensasi alkohol (Gandjar, dkk 1992) .

C.FERMENTASI ANGGUR BUAH ATAU CIDER

Cider merupakan minuman beralkohol hasil fermentasi dari jus yang berasal dari berbagai macam buah-buahan. Pembuatan cider diawali dengan pembuatan jus dari buah yang diinginkan. Jus buah lalu ditambahkan dengan starter yang mengandung mikroorganisme fermentasi. Jus buah tersebut lalu diinkubasi pada suhu 28—30 °C selama 7 hari. Semakin lama waktu inkubasi maka semakin baik kualitasnya. Cider yang baik memiliki rasa yang sediki asam, berkarbonasi, dan memiliki kadar alkohol yang tinggi (Gandjar, dkk 1992) .

Starter fermentasi adalah bahan yang digunakan untuk membantu dimulainya proses fermentasi pada makanan atau minuman. Starter tersebut umumnya terdiri atas medium kultivasi yang telah dikolonisasi dengan baik oleh mikroorganisme fermentasi. Kultur starter adalah kultur yang berisi mikroorganimse yang dapat melakukan fermentasi. Genus bakteri dan fungi yang umum dikultur sebagai starter antara lain Rhizopus, Aspergillus, Mucor, Amylomyces, Endomycopsis, Saccharomyces, Hansenula anomala, Lactobacillus, Acetobacter, dan lain sebagainya. Di Indonesia, starter fermentasi sering disebut dengan ragi (FAO 1999) .

D.FERMENTASI YOGHURT

Yoghurt merupakan produk susu yang dihasilkan dengan cara fermentasi susu. Bakteri yang digunakan untuk memfermentasi susu dikenal sebagai kultur yoghurt. Bakteri yang sering digunakan sebagai kultur yoghurt antara lain Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus dan Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Sebagai tambahan, Lactobacillus acidophilus dan bifidobacteria sering ditambahkan dalam proses pembuatan yoghurt. Fermentasi laktosa oleh bakteri-bakteri tersebut menghasilkan produk berupa asam laktat yang bekerja pada protein susu dan memberikan tekstur dan bau yoghurt yang khas.

Nutrisi yoghurt kaya akan protein, kalsium, riboflavin, vitamin B6, dan vitamin B12. Yoghurt memiliki manfaat nutrisi yang melebihi yang dimiliki oleh susu. Orang-oramg yang tidak memiliki toleransi dalam mengkonsumsi laktosa dapat mengkonsumsi yoghurt tanpa berpengaruh apapun, karena hampir semu laktosa dalam susu telah diubah menjadi asam laktat oleh bakteri. Yoghurt yang memiliki kultur hidup kadang digunakan dalam usaha mencegah diare yang diakibatkan oleh antibiotik. Yoghurt juga mengandung berbagai macam jumlah lemak. Terdapat yoghurt dengan tanpa-lemak, rendah-lemak, dan plain-yoghurt (Joseph, dkk. 1984) .

III. HASIL PENGAMATAN

IV. PEMBAHASAN

A.FERMENTASI TEMPE

Tahap pembuatan tempe antara lain persiapan substrat, persiapan suspensi spora, dan inokulasi. Persiapan substrat dilakuakn dengan cara pembersihan dan perebusan kedelai. Perebusan kedelai berguna agar substrat fermentasi yang digunakan menjadi lunak sehingga dapat dengan mudah dikolonisasi dengan mikroorganisme. Tahap selanjutnya adalah persiapan suspensi spora. Suspensi spora dibuat dengan cara menambahkan air ke dalam biakkan R. oligospora yang terdapat di dalam tabung reaksi. Kapang tersebut dikerik dengan menggunakan jarum ose steril lalu dikocok hingga membentuk suspensi. Tahap yang terakhir adalah inokulasi mikroba ke dalam substrat kedelai. Campuran tersebut diaduk lalu dimasukkan ke dalam cawan petri hingga penuh dan diratakan. Campuran diinkubasi pada suhu ruang selama 48 jam. Pengamatan yang dilakukan adalah perubahan konsistensi, warna, dan bau kedelai (Gandjar, dkk 1992).

Hasil praktikum pembuatan tempe menunjukkan bahwa penggunaan usar menghasilkan tempe yang lebih baik daripada dengan menggunakan biakkan murni R. oryzae. Usar adalah ragi tempe yang terdiri atas berbagai macam mikroba fermentasi yang telah berdaptasi dengan baik pada substratnya. Tempe yang dibuat dengan menggunakan usar memiliki tekstur yang kompak, warna hifa yang putih, dan bau menyerupai tempe pada umumnya. Tempe yang dibuat denganmenggunakan biakkan murni memiliki tekstur yang renggang, hifa coklat, dan baunya masih menyerupai bau kedelai. Perbedaan hasil tersebut membuktikan bahwa hasil fermentasi yang baik melibatkan berbagai macam mikroba yang telah beradaptasi baik dengan substratnya (Steinkraus, dkk. 1960).

B.FERMENTASI TAPE

Pembuatan tape dibedakan berdasarkan substrat yang digunakan yaitu sereal dan umbi. Secara umum, proses keduanya hampir sama. Pembuatan tape diawali dengan cara mempersiapkan substrat agar dapat dikolonisasi dengan mudah oleh mikroba. Tindakan yang biasa dilakukan adalah dengan cara memanaskan substrat hingga menjadi lunak. Setelah dingin, ragi tape disebarkan diatas substrat lalu inkubasi dilakukan pada suhu ruang selama 48 jam. Pengamatan yang dilakukan adalah warna dan morfologi tape (Gandjar, dkk 1992).

Hasil pengamatan proses pembuatan tape dengan menggunakan kedua substrat menunjukkan hasil yang baik. Setelah dicicipi, tape ketan yang dibuat umumnya memiliki rasa manis bercampur sedikit asam dengan sensasi alkohol sedangkan tape singkong memiliki rasa yang hampir serupa. Tekstur kedua tape sangat lunak, namun pada tape ketan tekstrunya sedikit berair. Kedua hasil tersebut menunjukkan bahwa pengolahan makanan dengan cara fermentasi dapat dilakukan menggunakan bahan pangan berupa umbi-umbian dan sereal (Steinkraus, dkk. 1960).

C.FERMENTASI CIDER

Proses pembuatan cider terdiri atas dua tahap yaitu pembuatan starter dan pembuatan anggur buah. Starter dibuat dengan cara membuat suspensi S. cerevisiae. Suspensi khamir tersebut lalu diinokulaiskan ke dalam 100 ml sari buah yang telah ditindalisasi. Tindalisasi adalah proses sterilisasi yang melibatkan pemanasan sampel berseri selama 3 hari. Pada praktikum, pemansan dilakukan pada suhu 105 °C selama 50 menit. Teknik sterilisasi tersebut tebilang ampuh dalam membasmi spora-spora bakteri yang masih bertahan di dalam sampel. Setelah melalui proses inokulasi, sari buah lalu diinkubasi pada suhu ruang selama seminggu. Pengamatan yang dilakukan berupa jumlah busa, warna, dan kadar alkohol (Gandjar, dkk 1992).

Dalam proses pembuatan cider, digunakan starter fermentasi yang mengandung kultur mikroorganisme. Pembuatan starter dilakuakn dengan cara menginokulasi biakkan bakteri atau kapang ke dalam medium yang sama seperti substrat yang akan digunakan dalam proses fermentasi. Tujuan utama dalam penggunaan starter adalah untuk menghemat waktu dalam mengadaptasi mikroorganisme dengan substrat yang akan digunakan. Penggunaan biakkan murni dalam proses fermentasi dapat memerluakan waktu yang lama sampai tercipta produk, terlebih lagi kualitas produk yang dihasilkan juga tidak sebaik produk yang dihasilkan bila menggunakan starter (FAO 1999: 1).

Hasil pembuatan cider pada praktikum menunjukkan hasil yang baik. Produk cider yang paling baik dihasilkan bila menggunakan anggur. Rasa cider anggur adalah pahit dan sensasi alkohol yang dihasilkan sangat tinggi. Berbeda dengan anggur, cider salak dan apel masih memiliki rasa yang sedikit manis dan sensasi alkohol yang dirasakan juga tidak sebanyak cider anggur. Kualitas cider anggur yang baik juga dapat dilihat dari jumlah busa dan kadar alkohol yang dihasilkan. Jumlah busa pada cider anggur sangat banyak dan kadar alkoholnya mencapai 15%. Busa tersebut adalah gas karbondioksida yang merupakan produk dari fermentasi, sama seperti alkohol. Semakin banyak produk fermentasi yang dihasilkan merefleksikan kualitas dari cider yang dibuat (Steinkraus, dkk. 1960) .

D.FERMENTASI YOGHURT

Pembuatan yoghurt pada praktikum dilakukan hanya dengan mencampurkan starter ke dalam susu sapi. Pada praktikum, kami membandingkan produk yoghurt dari dua jenis susu, yaitu susu pasteurisasi dan susu UHT. Starter yang digunakan berasal dari yoghurt yang di harapkan masih mengandung mikroba yang dapat memfermentasikan susu menjadi yoghurt sama seperti sebelumnya. Susu tersebut lalu diinkubasi pada suhu ruang selama 48 jam (Joseph, dkk. 1984).

Hasil pengamatan menunjukkan hasil yang kurang lebih sama seperti produk yoghurt pada umumnya. Substrat berupa susu UHT menghasilkan produk yoghurt yang memiliki rasa asam dan kental. Sebaliknya, substrat susu pasteurisasi tidak berubah menjadi yoghurt tetapi malah rusak karena susunya menjadi sangat encer dan koloidnya mengendap di dasar wadah. Hasil tersebut diasumsikan karena susu pasteurisasi menjadi rusak setelah didiamkan dalam waktu yang lama. Penyebab dari kerusakan tersebut adalah bakteri yang berada di dalam susu karena proses sterilisasi yang kurang baik. Bakteri-bakteri tersebut akan menggunakan protein yang terkandung di dalam susu sehingga seluruh protein di dalam susu tersebut menjadi rusak (Steinkraus, dkk. 1960).

V. KESIMPULAN

1. Pengolahan makanan dengan mengunakan proses fermentasi dapat dilakuakan menggunakan substrat yang berasal dari substrat padat dan substrat cair.
2. Peran mikroorganisme dalam proses fermentasi adalah sebagai agen yang mengubah substrat menjadi produk yang memiliki nilai mutu lebih tinggi

VI. DAFTAR ACUAN

• Dwidjoseputro, D. 1992. Dasar-dasar mikrobiologi. 
• FAO. Cereal fermentation in country of the Asia-Pasific region. 
• Gandjar, I., I.M. Koentjoro, W. Mangunwardoyo, & L. Soebagya. 1992. Pedoman praktikum mikrobiologi dasar. 
• Gandjar, I. 2003. Tapai from Casava and cereals.
• Joseph C. K., D. L. Michael, A. Mostafa, and A. S. Dennis. 1984. Yogurt-an autodisgesting source of lactose. 
• Madigan M.T., J.M. Martindo, D.A. Stahl, D.P. Clark. 2009. Brockbiology of microorgansims. 
• Steinkraus, K.H. 1960. Handbook of Indigenous Fermented Food. 

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Jenis dan Mekanisme Fermentasi Mikroorganisme

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Fermentasi adalah proses pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim mikroorganisme. Umumnya proses fermentasi dibedakan atas fermentasi substrat padat (solid substrate fermentation) jika substratnya padat (daging, beras, dan lain-lain), dan fermentasi substrat cair (liquid substrate fermentation) jika substratnya cair (air kelapa, susu, sari buah, dan lain-lain). Penamaan proses fermentasi didasarkan atas nama hasil akhir yang diperoleh melalui proses fermentasi, misalnya fermentasi tempe berarti hasil akhirnya tempe. Jadi, suatu proses fermentasi dinamakan sesuai hasil akhir yang diperoleh melalui proses fermentasi bukan berdasarkan substrat yang digunakan pada proses fermentasi (Gandjar dkk. 1992).

Fermentasi ditinjau dari segi biokimia merupakan metabolisme secara anaerob (tidak membutuhkan oksigen) yang menggunakan senyawa organik (gula atau molekul organik lain) baik sebagai donor maupun akseptor elektron. Energi ATP dihasilkan melalui fosforilasi pada tingkat substrat. Beberapa bakteri yang bersifat fakultatif anaerob dapat melakukan proses fermentasi apabila tidak tersedia O2 yang berfungsi sebagai akseptor elektron terakhir. Namun, apabila terdapat oksigen, proses respirasi dapat dilakukan kembali oleh bakteri tersebut. Sementara itu, fermentasi menurut istilah industri mikrobiologi, merupakan proses mikroba apapun dalam skala besar tanpa memperhatikan proses biokimia yang terjadi pada mikroba tersebut (Madigan dkk. 2011).

Peran mikroorganisme sangat penting dalam proses fermentasi. Mikroorganisme tertentu memiliki enzim-enzim yang berguna dalam proses fermentasi. Setiap mikroorganisme menghasilkan produk akhir fermentasi yang berbeda-beda. Perbedaan tersebut dapat berupa hasil produk kimianya maupun hasil produk komersialnya (tempe, tape, dan lain-lain). Perbedaan proses fermentasi dari mikroba tertentu dapat bermanfaat sebagai penciri identifikasi dari mikroba tersebut. Contoh produk kimia yang dihasilkan dari proses fermentasi di antaranya asam laktat (Streptococcus, Lactobacillus), alkohol (Zymomonas, Saccharomyces), asam propionat (Propionibacterium), 2,3-butanediol (Enterobacter, Serratia, Bacillus), dan asam butirat (Clostridium) (Harley & Prescott, 2002). Contoh produk komersial yang dihasilkan dari beberapa jenis mikroba di antaranya tempe (Rhizopus oryzae), tape (Chlamydomucor oryzae, Endomycopsis burtonii), dan cider/sari buah (Saccharomyces cerevisiae) (Gandjar dkk. 1992).

Baca juga: Uji Aktivitas Biokimia Mikroorganisme dan Gula Sebagai Sumber Energi

Tempe

Tempe merupakan salah satu makanan tradisional yang berada di Indonesia. Tempe merupakan salah satu makanan hasil fermentasi. Bahan baku tempe umumnya berasal dari kacang kedelai. Tahap pertama yang dilakukan dalam pembuatan tempe adalah proses perendaman dan pengulitan biji kacang kedelai, setelah itu dikukus setengah matang. Kacang kedelai tersebut kemudian diinokulasikan dengan kapang dari jenis Rhizopus. Setelah satu hingga dua hari dilakukan proses inkubasi di tempat yang hangat, kacang kedelai akan saling berlekatan karena terjalin oleh benang – benang miselium yang dihasilkan oleh kapang Rhizopus (Gandjar dkk. 1992; Winarno dkk. 1984). Tempe umumnya memiliki kandungan protein 40% dari berat kering. Oleh karena itu, tempe dapat menjadi makanan bernutrisi pengganti bahan daging sebagai makanan (Winarno dkk. 1984).

Usar atau ragi tempe merupakan kultur yang sering digunakan dalam proses pembuatan tempe. Pembuatan usar masih sering dilakukan secara tradisional, yaitu dengan membuat adonan usar yang dibungkus dengan daun waru (Hibiscus tiliaceus). Mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan usar atau ragi tempe yaitu kapang dari jenis Rhizopus. Ditemukan juga beberapa jenis bakteri pada tempe, namun biasanya keberadaan bakteri tersebut merugikan karena menimbulkan bau yang tidak enak pada tempe. Selain itu, komposisi usar juga masih sedikit diketahui.(Winarno dkk. 1984).

Secara ringkas ada tiga tahap utama pembuatan tempe, yaitu tahap persiapan substrat (kacang kedelai), tahap persiapan suspensi spora, dan tahap inokulasi. Tahap persiapan substrat adalah tahap penanganan terhadap kacang kedelai yang telah dijelaskan pada paragraf sebelumnya. Tahap selanjutnya, adalah pembuatan suspensi spora, dalam hal ini spora berasal dari Rhizopus oryzae. Tahap terakhir adalah tahap pencampuran kacang kedelai dengan usar atau suspensi spora Rhizopus oryzae saja. Selanjutnya, campuran tadi diinkubasi selama 1 – 2 hari pada suhu sekitar 28 – 30 °C (Gandjar dkk. 1992).

Feremntasi Tape

Fermentasi tape merupakan salah satu jenis fermentasi yang juga umum ditemukan di Indonesia. Ada dua jenis fermentasi tape yaitu fermentasi tape singkong dan fermentasi tape ketan. Fermentasi tape singkong memakai substrat yang berasal dari singkong, sedangkan fermentasi tape ketan memakai substrat yang berasal dari biji serealia (padi). Proses fermentasi tape secara biokimia memiliki dua tahapan utama, yaitu tahap perombakan pati menjadi gula sederhana melalui enzim amilase yang diproduksi kapang dan tahap perombakan gula menjadi asam dan alkohol melalui khamir tertentu seperti Saccharomyces sp. (Winarno dkk. 1990). Mikroorganisme yang biasa digunakan dalam proses fermentasi tape ada beberapa jenis, di antaranya Chlamydomucor oryzae, Endomycopsis burtonii, Mucor indicus, dan Saccharomyces sp. (Gandjar dkk. 1992; Winarno dkk. 1984).

Tahap pembentukan tape singkong ada beberapa langkah. Langkah pertama umbi dikupas, dipotong, dicuci, dan dikukus sampai tiga perempat masak. Setelah dingin, potongan umbi tersebut dicampur dengan ragi tape. Langkah terakhir adalah kultur tadi diinkubasi selama 48 jam pada suhu 28 – 30°C (Gandjar dkk. 1992).

Tahap pembentukan tape ketan ada beberapa langkah pula. Langkah pertama adalah dengan mencuci 100 gram serealia, kemudian di-aron dengan 60 – 70 ml air, dikukus selama 20 menit, dan didinginkan. Selanjutnya biji serealia diinokulasi dengan ragi tape yang sudah dihaluskan sebanyak 0,1 % (b/b). Lalu adonan dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditutup. Langkah terakhir adalah adonan tadi diinkubasi selama 48 jam pada suhu 28 – 30°C (Gandjar dkk. 1992: 64).

Cider

Cider merupakan minuman hasil fermentasi sari buah dan mengandung alkohol berkisar 6,5 – 8,0 persen. Mikroba yang berperan dalam fermentasi cider umumnya adalah khamir atau ragi dari marga Saccharomyces, Candida dan Hansenula, atau dari jenis bekteri yaitu Acetobacter xylinum. Jumlah starter yang ditambahkan sekitar 2 – 20 persen dari volume sari buah. Sementara itu, lama fermentasi tergantung dari jenis khamir yang dipakai, kadar awal gula dan kadar alkohol yang diinginkan. Selama fermentasi terjadi proses perombakan gula menjadi alkohol, dan hasil sampingnya dapat berupa asam asetat, asam laktat dan aldehida.

Pembuatan fermentasi cider dapat terbagi menjadi dua tahapan utama, yaitu tahap pembuatan starter dan tahap pembuatan cider. Pembuatan starter memiliki beberapa tahapan. Langkah pertama, buah yang akan digunakan diblender kemudian ditambah air (1 – 2 kali volume sari buah) dan gula (15 – 20 % dari volume akhir). Kemudian, 100 ml larutan sari buah dipisahkan ke dalam erlenmeyer 100 ml dan yang lain dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang lebih besar. Selanjutnya semua sari buah di pasteurisasi. Sementara itu, suspensi Saccharomyces cerevisiae dibuat. Selanjutnya, diinokulasikan 1 ml suspensi spora ke dalam 100 ml larutan sari buah tadi. Langkah terakhir adalah dengan mengambil 30 ml sari buah yang telah diinokulasi dan dimasukkan ke dalam tabung fermentasi kemudian diinkubasi pada suhu tertentu (Gandjar dkk. 1992). Pembuatan starter berfungsi untuk mengontrol dan memprediksi hasil fermentasi. Selain itu, pembuatan starter berfungsi untuk mengurangi kegagalan yang mungkin terjadi pada proses fermentasi. Pembuatan starter juga untuk mengadaptasikan bakteri terhadap medium substrat dan untuk menginhibisi organisme yang tidak diinginkan.

Tahap kedua adalah tahap pembuatan cider. Langkah pertama adalah melakukan pemeriksaan kadar alkohol dari larutan sari buah yang dibuat starter. Cara memeriksanya adalah beberapa mililiter larutan diambil, didihkan, kemudian dicatat suhu didihnya. Selanjutnya, dilakukan hal yang sama pada air. Kemudian, dihitung selisih dari kedua suhu yang didapat dan ditentukan kadar alkohol dengan tabel Steinkraus. Langkah kedua starter diinokulasikan ke dalam sari buah sebanyak 1% (v/v), kemudian mulut erlenmeyer ditutup dengan sumbat yang telah diberi selang dan ujung selang yang lainnya dicelupkan ke dalam bak yang berisi air. Langkah ketiga sari buah tadi diinkubasi pada suhu 28 – 30°C selama 7 – 14 hari. Langkah keempat adalah pemeriksaan kadar alkohol lagi seperti pada langkah pertama, kemudian dilakukan penghitungan kadar alkohol:

ta = |tjuice – takuades (sebelum fermentasi)|

tb = |tjuice – takuades (sesudah fermentasi)|

Kadar alkohol yang terbentuk:

(tb – ta) = Δt

Selanjutnya, selisih suhu yang didapat dikonversikan dengan menggunakan Tabel Steinkraus.

Yoghurt

Yoghurt adalah bahan makanan yang berasal dari susu yang merupakan hasil pemeraman susu dalam bentuk mirip bubur atau es krim yang mempunyai rasa agak asam sebagai hasil fermentasi oleh bakteri-bakteri tertentu. Akhir-akhir ini ditemukan pula bahwa yoghurt dapat pula dibuat dari susu skim, full krim, atau bahkan dari kacang kedelai (disebut Soyghurt). Prinsip pembuatan yoghurt adalah fermentasi susu dengan cara penambahan bakteri-bakteri Lactobacillus bulgaris dan Streptoccus thermophillus. Dengan fermentasi tersebut, rasa yoghurt akan menjadi asam karena adanya perubahan laktosa menjadi asam laktat (Saleh 2004).

Langkah pertama dalam pembuatan yoghurt yaitu susu murni disiapkan kemudian diencerkan dengan air hangat dan dipanaskan hingga mendidih. Langkah kedua susu tersebut didinginkan hingga mencapai 45°C. Langkah ketiga susu tersebut ditambahkan bakteri starter yoghurt. Langkah kelima susu yang sudah dicampurkan starter dimasukkan ke dalam botol steril atau gelas plastik. Selanjutnya, diinkubasikan selama 12 – 14 jam pada suhu ruang (Saleh 2004).

Yoghurt memiliki beberapa manfaat penting. Beberapa manfaat dari yoghurt yaitu membantu kelancaran pencernaan, mencegah keropos gigi, dan mengobati sakit tenggorokan. Probiotik dalam yoghurt dapat meningkatkan gerak peristaltik sistem pencernaan dengan merangsang produksi musin yang memisahkan nutrisi untuk perbaikan jaringan. Bakteri dalam usus juga membantu dalam memproduksi vitamin B untuk meningkatkan efisiensi sistem saraf (Noorastuti & Nurlaila, 2010).

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Uji Aktivitas Biokimia Mikroorganisme dan Gula Sebagai Sumber Energi

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Mikroorganisme, seperti juga makhluk hidup yang lain, harus mengkoordinasikan banyak reaksi kimia yang berbeda dan mengorganisasikan banyak molekul kimia menjadi struktur tertentu pada tubuhnya. Secara bersama-sama, keseluruhan reaksi tersebut dinamakan metabolisme. Metabolisme dapat bersifat katabolitik dan dapat bersifat anabolitik. Reaksi metabolisme yang bersifat katabolitik merupakan reaksi penguraian senyawa kimia tertentu dan melepaskan energi dalam prosesnya. Sebaliknya, metabolisme yang bersifat anabolitik adalah reaksi yang menggunakan energi untuk menyintesis senyawa kimia yang lebih besar dari senyawa kimia yang lebih kecil (Madigan dkk. 2011).

Mikroorganisme yang dapat mengurai senyawa tertentu dan menyintesis senyawa baru merupakan kemampuan khas yang dimiliki oleh masing-masing mikroorganisme. Semua aktivitas metabolisme berlangsung dengan bantuan enzim tertentu. Hasil metabolisme pada mikroorganisme dapat dihitung dan diukur kekuatannya. Reaksi metabolisme dapat berbeda-beda untuk setiap mikroorganisme, sehingga hal tersebut dapat dimanfaatkan untuk kepentingan identifikasi mikroorganisme (Gandjar dkk. 1992).

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, tipe metabolisme setiap mikroorganisme berbeda – beda sehingga mikroorganisme dapat dibedakan berdasarkan tipe metabolismenya. Tipe metabolisme suatu mikroba dapat dibedakan berdasarkan cara memperoleh sumber energi dan sumber karbon. Berdasarkan cara memperoleh sumber energi, mikroorganisme dibedakan menjadi kemotrof dan fototrof. Kemotrof mendapatkan energi dengan cara melakukan rekasi redoks dari senyawa organik atau anorganik, sedangkan fototrof mendapatkan energi dari cahaya (Tortora dkk. 2010).

Berdasarkan cara memperoleh sumber karbon, mikroorganisme dibedakan menjadi heterotrof dan autotrof. Autotrof menggunakan CO2 sebagai sumber karbon, sedangkan heterotrof menggunakan senyawa organik sebagai sumber karbon (Tortora dkk. 2010: 142). Mikroorganisme autotrof dapat membentuk gula heksosa dari karbon anorganik seperti CO2 atau HCO3^-, sedangkan mikroorganisme heterotrof harus mengkonversi senyawa organik lain melalui proses glukoneogenesis atau menyerap langsung dari lingkungan untuk mendapatkan gula sebagai sumber karbon (Hogg, 2005).

Enzim sangat diperlukan dalam reaksi metabolisme. Enzim merupakan biokatalis yang dapat mempercepat reaksi kimia. Enzim bersifat spesifik pada substansi kimia tertentu. Enzim mempunyai sisi aktif yang dapat berikatan dengan substrat (suatu substansi kimia yang spesifik). Sebagai contoh, enzim sukrase dapat berikatan dengan sukrosa. Setelah berikatan, enzim sukrase akan mengkatalisis proses hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Enzim dapat mempercepat reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi. Enzim dapat diklasifikasikan menjadi enam kelas berdasarkan tipe reaksi kimia yang dikatalisisnya, yaitu oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase (Tortora dkk. 2010).

Mikroorganisme dalam mendapatkan energi dari makanan terbagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok yang bersifat oksidatif dan kelompok yang bersifat fermentatif. Kelompok mikroba oksidatif menggunakan oksigen untuk menghasilkan CO2 dan air. Mikroba oksidatif mempunyai sistem enzim sitokrom. Mikroba oksidatif menggunakan senyawa organik sebagai donor elektron dan oksigen sebagai akseptor elektron utama, kemudian menghasilkan CO2 dan air sebagai produk akhir. Berbeda halnya dengan mikroba fermentatif, walaupun sama-sama menggunakan senyawa organik untuk energi, tetapi tidak mempunyai sistem enzim sitokrom. Mikroba fermentatif memproduksi produk akhir yang kompleks, seperti asam, aldehid, dan alkohol. Berbagai gas, seperti CO2 , hidrogen, dan metana, juga diproduksi oleh mikroba fermentatif. Mikroba fermentatif menggunakan senyawa organik, baik untuk donor elektron maupun akseptor elektron (Benson, 2001).

Gula merupakan senyawa yang paling banyak digunakan oleh mikroba fermentatif. Substansi lain seperti asam organik, asam amino, purin, dan pirimidin, juga dapat difermentasi oleh beberapa jenis bakteri. Produk akhir dari fermentasi tertentu ditentukan oleh sifat alami organisme, karakteristik substrat, dan kondisi lingkungan. Walaupun reaksi oksidatif dan fermentatif menampakkan tipe reaksi yang berbeda, tetapi kedua tipe reaksi tersebut bisa saja ditemukan pada mikroba yang sama, seperti pada bakteri yang bersifat anaerob fakultatif. Kehadiran oksigen dapat mengubah jalur fermentatif menjadi jalur oksidatif pada bakteri anaerob fakultatif (Benson 2001).

Salah satu cara untuk mengidentifikasi bakteri adalah dengan cara menguji aktivitas biokimianya. Hal tersebut dapat dilakukan karena setiap bakteri memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam hal mengurai atau menyintesis senyawa tertentu. Berbagai uji dapat dilakukan, diantaranya adalah uji Indol, uji Methyl Red, uji penggunaan sitrat, uji Voges-Proskauer, dan uji OF (Oksidatif-Fermentatif).

Uji Oksidatif-Fermentatif (OF)

Uji Oksidatif-Fermentatif (OF) digunakan untuk mengetahui kemampuan suatu bakteri dalam memetabolisme glukosa secara oksidatif, fermentatif, atau tidak keduanya. Uji OF pertama kali diperkenalkan oleh Hugh dan Leifson pada tahun 1953. Berdasarkan uji tersebut, apabila bakteri mampu memproduksi asam dari karbohidrat pada kondisi aerob maupun anaerob, maka bakteri tersebut bertipe fermentatif. Apabila menghasilkan asam dari karbohidrat pada kondisi aerob saja, maka bakteri mempunyai tipe oksidatif (Hugh & Leifson, 1953). Sementara itu, bakteri nonsaccharolytic tidak mampu memetabolisme glukosa secara fermentatif maupun oksidatif. Ketika uji OF dilakukan pada bakteri nonsaccharolytic, bagian permukaan medium (kondisi aerob) berubah menjadi warna biru. Terjadinya perubahan warna karena bakteri nonsaaccharolytic dapat memproduksi amina dari pemecahan pepton sehingga pH menjadi naik (Hanson 2010). Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bakteri tipe oksidatif mempunyai sistem enzim sitokrom, sedangkan bakteri tipe fermentatif tidak punya (Benson 2001).

Medium OF dirancang dengan menggunakan glukosa sebagai sumber karbon bagi bakteri. Medium dibuat dengan meningkatkan jumlah glukosa dan menurunkan jumlah kandungan pepton. Peningkatan konsentrasi glukosa pada medium OF dapat menaikkan produksi asam pada jenis bakteri oksidatif dan menurunkan kandungan pepton untuk mengurangi jumlah produk alkali yang dihasilkan. Medium OF digunakan pula untuk membedakan bakteri gram negatif yang dapat memetabolisme glukosa secara fermentatif atau oksidatif. Karakteristik tersebut menjadi penting dalam identifikasi dan taksonomi bakteri gram negatif (Hanson 2010).

Selama proses fermentasi, piruvat dikonversi menjadi berbagai macam produk asam tergantung pada tipe fermentasi. Hasil produksi asam yang tinggi setelah proses fermentasi akan mengubah indikator bromthymol blue dari hijau menjadi kuning, baik dalam kehadiran oksigen maupun kekurangan oksigen. Lain halnya apabila bakteri melakukan metabolisme secara oksidatif. Bakteri bertipe oksidatif akan menghasilkan sedikit senyawa asam, baik selama tahap Entner Doudoroff (glikolisis) maupun siklus krebs. Peningkatan konsentrasi glukosa dapat meningkatkan konsentrasi asam sehingga mencapai level yang dapat dideteksi oleh indikator bromthymol blue. Selanjutnya, untuk meningkatkan deteksi terhadap produk asam yang sedikit, dilakukan pula pengurangan konsentrasi pepton. Pengurangan konsentrasi pepton untuk mengurangi produk alkali yang dihasilkan karena produk alkali dapat memberikan efek penetral pH sehingga warna indikator tidak berubah. Penambahan dipotasium fosfat dibutuhkan pula untuk menaikkan deteksi asam (Hanson 2010).

Uji indol

Uji indol adalah uji biokimia yang digunakan untuk mengetahui jenis mikroba yang dapat menghidrolisis triptofan. Cara mengetahui suatu mikroba dapat menghidrolisis triptofan adalah dengan mendeteksi kehadiran senyawa indol. Mikroba yang mampu menghidrolisis triptofan memiliki enzim tryptophanase. Enzim tryptophanase mengkatalisis reaksi hidrolisis triptofan menjadi senyawa indol, ammonia, dan asam piruvat. Asam piruvat dan ammonia masih digunakan sebagai bahan nutrisi oleh bakteri, sedangkan indol tidak digunakan dan diakumulasi pada medium. Medium yang digunakan pada uji indol adalah medium tripton 1% karena sebagian besar terdiri atas senyawa triptofan. Senyawa indol dapat dideteksi dengan penambahan reagen Kovac. Reagen kovac dapat bereaksi dengan indol membentuk senyawa yang berwarna merah pada permukaan dari medium. Apabila terbentuk senyawa merah pada permukaan medium setelah ditetesi reagen kovac, maka mikroba yang diuji positif terhadap uji indol. Sebaliknya, apabila tidak terbentuk senyawa berwarna merah berarti mikroba yang diuji negatif terhadap uji indol (Benson, 2001; Harley & Prescott, 2002).

Uji Metyl Red (MR)

Uji Metyl Red (MR) adalah uji biokimia yang digunakan untuk mengetahui kemampuan mikroba membentuk asam dari hidrolisis glukosa. Bakteri dapat dibedakan berdasarkan produk akhir yang dihasilkan ketika bakteri tersebut memfermentasi glukosa dalam medium MR. Beberapa genus seperti Escherichia, memfermentasi glukosa menjadi asam format, asam asetat, dan asam suksinat. Akumulasi dari asam yang dihasilkan dapat menurunkan pH menjadi 5 atau lebih rendah. Medium yang digunakan adalah medium MR yang memiliki kandungan glukosa dan beberapa buffer seperti pepton dan dipotasium fosfat. Reagen yang digunakan yaitu reagen methyl red. Jika medium berwarna merah setelah diteteskan reagen, berarti mikroba yang diuji menghasilkan senyawa campuran asam. Reagen methyl red akan berwarna merah jika pH turun menjadi 5 atau kurang. Jika medium berwarna kuning setelah diteteskan reagen, berarti mikroba yang diuji tidak menghasilkan senyawa campuran asam. Reagen methyl red akan berwarna kuning jika pH lebih basa (Benson, 2001; Harley & Prescott, 2002).

Uji Voges Proskauer (VP) 

Uji Voges Proskauer (VP) merupakan uji biokimia yang digunakan untuk mengetahui bakteri yang dapat memfermentasi glukosa berdasarkan akumulasi 2,3-butanediol dalam medium. Namun, yang dideteksi pada uji VP bukanlah 2,3-butanediol, melainkan acetoin yang merupakan prekursor dari 2,3-butanediol. Senyawa acetoin lebih mudah dideteksi dengan reagen Barrit (larutan alpha-nafthol dan larutan KOH). Kehadiran reagen dan acetoin akan membentuk warna merah pekat. Terbentuknya warna merah pekat menunjukkan uji VP positif, sedangkan tidak terbentuknya warna merah pekat menunjukkan uji VP negatif (Benson, 2001; Harley & Prescott, 2002). Sementara itu, medium yang digunakan adalah medium VP dengan komposisi medium yang sama dengan medium MR (Gandjar dkk. 1992: 82).

Uji Penggunaan Sitrat

Uji penggunaan sitrat merupakan uji biokimia yang digunakan untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam memakai sitrat sebagai sumber karbon. Kemampuan menggunakan sitrat tergantung pada kehadiran enzim sitrat permease yang dapat memfasilitasi transporatasi sitrat ke dalam sel bakteri. Setelah memasuki sel, sitrat akan dikonversi menjadi asam piruvat dan CO2. Medium yang digunakan mengandung sodium sitrat atau asam sitrat sebagai sumber karbon, NH4m⁺ sebagai sumber nitrogen, dan pH indikator Bromthymol blue. Uji penggunaan sitrat akan bekerja jika kehadiran O2 mencukupi. Bakteri yang dapat mengoksidasi sitrat akan menghilangkan sitrat dari medium lalu bakteri tersebut membebaskan CO2 ke lingkungan. CO2 akan berikatan dengan sodium dan air membentuk sodium karbonat (sebuah produk alkali). Akibatnya pH akan meningkat dan merubah warna indikator menjadi warna biru. Jika tidak ada perubahan warna berarti uji penggunaan sitrat negatif, sedangkan perubahan warna biru menunjukkan uji penggunaan sitrat positif. Uji penggunaan sitrat negatif juga ditandai dengan tidak ada pertumbuhan dalam medium (Harley & Prescott, 2002).

Gula Sebagai Sumber Energi

Karbohidrat atau gula merupakan substansi kimia yang sangat penting dibutuhkan oleh makhluk hidup. Karbohidrat memberi banyak manfaat bagi makhluk hidup, seperti penyusun dinding sel bagi bakteri dan tumbuhan, sumber energi, dan elemen jaringan penghubung bagi hewan. Karbohidrat terbagi menjadi tiga kelas, yaitu monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah gula sederhana, tersusun atas unit tunggal polihidroksi aldehid atau keton. Contoh monosakarida yaitu glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Oligosakarida terdiri dari rantai pendek dari unit monosakarida. Jenis yang paling melimpah dari oligosakarida adalah disakarida, yang tersusun dari dua unit monosakarida. Dua unit monosakarida dapat berikatan dengan ikatan glikosida. Contoh disakarida adalah maltosa, laktosa, dan sukrosa. Sementara itu, polisakarida adalah polimer gula yang terdiri dari 20 atau lebih unit monosakarida, contohnya adalah selulosa (Nelson & Cox, 2004).

Mikroorganisme membutuhkan karbohidrat sebagai sumber energi. Jenis karbohidrat yang dapat digunakan sangat tergantung dari enzim yang dimiliki atau mampu dihasilkan oleh setiap mikroorganisme (Gandjar dkk. 1992: 57). Selain itu, mikroorganisme dapat memetabolisme karbohidrat secara fermentatif atau secara oksidatif (Benson 2001: 161; Hanson 2010: 1 ).

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More

Ciri-Ciri Morfologi Kapang dan Khamir

Jangan lupa membaca artikel tentang bisnis di > Informasi bisnis terbaik 2020.

Fungi adalah mikroorganisme tidak berklorofil, berbentuk hifa atau sel tunggal, eukariotik, dan berdinding sel dari kitin atau selulosa. Fungi memperoleh makanannya dengan cara absorpsi. Sebagian besar tubuh fungi terdiri atas benang-benang yang disebut hifa, yang saling berhubungan menjalin semacam jala yang disebut miselium. Miselium dapat dibedakan atas miselium vegetatif yang berfungsi menyerap nutrien dari lingkungan dan miselium fertil yang berfungsi dalam reproduksi (Gandjar dkk. 2000).

Fungi dapat ditemukan pada aneka substrat. Fungi tidaklah sulit untuk ditemukan di alam, karena bagian vegetatifnya yang umumnya berupa miselium berwarna putih mudah terlihat pada substrat yang membusuk (kayu lapuk, buah-buahan yang terlalu masak, makanan yang membusuk). Selain itu, konidianya atau tubuh buahnya dapat mempunyai aneka warna pada daun, batang, kertas, dan tekstil. Tubuh buah fungi lebih mencolok karena langsung dapat dilihat dengan mata kasar, sedangkan miselium vegetatif yang menyerap makanan hanya dapat dilihat dengan mikroskop (Gandjar dkk. 2000). 

Fungi dapat bereproduksi secara seksual dan aseksual. Fungi bereproduksi secara aseksual melalui salah satu dari tiga cara, yaitu dengan cara tumbuh dan menyebar dari filamen hifa, memproduksi spora aseksual seperti konidia, atau melakukan pembelahan sederhana seperti pertunasan (budding) pada khamir. Sementara itu, reproduksi secara seksual menghasilkan spora seksual. Spora seksual berkembang dari peleburan antara salah satu dari dua gamet uniseluler atau hifa yang terspesialisasi (gametangia). Kemungkinan yang lain, spora seksual berasal dari peleburan antara dua sel haploid untuk menghasilkan satu sel diploid, kemudian menjalani meiosis dan mitosis untuk menghasilkan individu spora yang haploid (Madigan dkk. 2011).

Secara morfologi, fungi dibagi menjadi tiga tipe utama, yaitu tipe kapang, khamir, dan cendawan (mushroom).  Fungi dalam bentuk uniseluler disebut khamir, merupakan fungi berbentuk oval atau bola dan ukurannya lebih besar dari bakteri. Kapang adalah tipe fungi yang terlihat seperti serabut-serabut benang yang disebut miselia. Miselia terdiri dari filamen-filamen (hifa) panjang yang bercabang dan saling menjalin (Tortora dkk., 2010). Sementara itu, beberapa fungi membentuk struktur makroskopik yang disebut tubuh buah (cendawan). Tubuh buah dapat memproduksi spora dan dari tempat tersebut pula spora dapat disebarkan (Madigan dkk. 2011).

Khamir, seperti yang telah disebutkan sebelumnya, merupakan fungi bersel tunggal. Sel khamir berbentuk oval, bola, atau silinder. Secara khas, khamir melakukan pembelahan sel dengan cara bertunas (budding). Selama proses pertunasan, sebuah sel baru merupakan sebuah perkembangan kecil dari sel yang tua (induk), kemudian mengalami pembesaran dan memisahkan diri dari sel induknya. Apabila tunas-tunas yang baru tetap bersama-sama akan terlihat seperti filamen yang disebut pseudohypha.  Sel khamir dapat dengan mudah dibedakan dari sel bakteri, karena sel khamir memiliki ukuran yang lebih besar dari sel bakteri dan sel khamir mempunyai nukleus dan vakuola sitoplasmik yang terlihat dengan jelas.  Khamir mempunyai spora seksual yang disebut askospora (Madigan dkk. 2011).

Pengamatan morfologi khamir dapat dilakukan secara makroskopik maupun mikroskopik. Pengamatan makroskopik yang perlu diperhatikan antara lain warna koloni, tekstur koloni, keadaan permukaan koloni, dan permukaan tepi koloni. Pengamatan mikroskopik yang perlu diperhatikan antara lain bentuk sel, ada tidaknya pertunasan (budding), banyaknya tunas pada tiap sel, askospora, dan ada tidaknya miselium semu (pseudomycelium) (Gandjar dkk. 1992).

Kapang merupakan tipe fungi yang berbentuk filamen. Filamen-filamen pada kapang disebut hifa. Hifa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu hifa septat dan hifa coenocytic. Hifa septat mempunyai dinding yang disebut septa (singular: septum).  Septum membagi hifa ke dalam unit-unit seperti sel yang uninukleat (satu nukleus). Sementara itu, hifa coenocytic tidak memiliki septa dan nukleusnya membaur satu sama lain. Sel-sel pada hifa coenocytic terlihat memanjang dengan banyak nukleus (tidak ada pembagian sitoplasma yang jelas).  Kapang dapat menghasilkan spora seksual dan aseksual. Spora seksual contohnya zigospora, askospora, dan basidiospora, sedangkan spora aseksual contohnya sporangiospora dan konidiospora (Tortora dkk. 2010).

Pengamatan morfologi kapang dapat dilakukan secara makroskopik maupun mikroskopik. Hal- hal yang perlu diperhatikan pada pengamatan makroskopis adalah tekstur permukaan koloni (berbutir-butir/granular, beludru/velvety, kapas/wooly, floccose), warna koloni, warna sebalik koloni (reverse colony), ada tidaknya zona pertumbuhan, ada tidaknya garis atau lingkaran konsentris (zonation), ada tidaknya garis-garis radial dari pusat koloni ke arah tepi koloni (radial furrow), ada tidaknya bau yang khas, dan ada tidaknya exudate drops. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengamatan mikroskopik ialah struktur pendukung sel generatif (sporangiofor atau konidiofor), struktur penghasil sel generatif (sporangium atau fialid), bentuk dan ukuran sel generatif (spora/konidia), dan keadaan miselium (bercabang atau tidak, berseptum atau tidak) (Gandjar dkk. 1992; Gandjar dkk. 2000).

Secara taksonomi, fungi dibagi ke dalam lima filum, yaitu Chytridiomycetes, Zygomycetes, Glomeromycetes, Ascomycetes, dan Basidiomycetes. Chytridiomycetes memiliki spora seksual yang disebut zoospora. Zoospora berbeda dengan umumnya spora yang dihasilkan oleh jenis fungi yang lain, karena bersifat motil dan memiliki flagela. Status Chytridiomycetes sebagai kelompok fungi masih terus dipelajari karena beberapa anggotanya sangat berkerabat jauh dari kelompok fungi (Madigan dkk. 2011).  

Zygomycetes dan Glomeromycetes merupakan kelompok kapang coenocytic (multinukleat) dan spora seksualnya disebut zigospora. Zygomycetes umum ditemukan pada tanah atau pada material tumbuhan yang telah membusuk, sedangkan Glomeromycetes membentuk simbiosis dengan akar tumbuhan. Semua kelompok Glomeromycetes membentuk endomikoriza atau mikoriza arbuskular (Madigan dkk. 2011). Zygomycetes memiliki spora seksual yang disebut zigospora dan spora aseksual yang disebut sporangiospora (Tortora dkk. 2010).

Ascomycetes adalah kelompok fungi yang terdiri dari kapang dengan hifa berseptat dan beberapa khamir.  Spesies-spesies yang termasuk Ascomycetes memiliki spora seksual yang disebut askospora. Beberapa anggota Ascomycetes dapat membentuk spora aseksual yang disebut konidiospora (Tortora dkk. 2010; Madigan dkk. 2011).

Basidiomycetes adalah kelompok fungi yang paling maju berdasarkan garis evolusinya. Basidiomycetes dapat membentuk tubuh buah atau mushroom.  Basidiomycetes memiliki hifa yang berseptat.  Spora seksualnya disebut basidiospora yang dibentuk secara eksternal pada suatu tumpuan dasar (base pedestal) yang disebut basidium (Tortora dkk. 2010: 335).

Fungi dapat juga dikelompokkan menjadi fungi tingkat rendah (lower fungi) dan fungi tingkat tinggi (higher fungi). Fungi tingkat rendah merupakan fungi yang tidak memiliki septa pada hifa dan hifa tidak mengalami anastomosis, contohnya pada Zygomycetes dan Chytridiomycetes. Fungi tingkat tinggi memiliki septum-septum yang membagi lagi hifa ke dalam kompartemen-kompartemen dan hifa dapat mengalami anastomosis (hifa dapat mengalami penyatuan dengan hifa tetangganya), contohnya pada Ascomycetes, Basidiomycetes, dan mitosporic fungi. Selain itu, senyawa yang meregulasi proses seksual disebut 'hormon' pada fungi tingkat rendah dan disebut 'feromon' pada fungi tingkat tinggi (Carlile dkk. 2001). 

Sumber https://www.generasibiologi.com/

Selain sebagai media informasi pendidikan, kami juga berbagi artikel terkait bisnis.

Artikel bisnis dan investasi

Read More