BIOLOGI ONLINE

blog pendidikan biologi

NILAI ENERGI BAHAN MAKANAN

Dasar-dasar pengertian beberapa istilah.

  • Calorie (cal = satuan kalori kecil) dalam ilmu makanan ternak adalah jumlah panas yng dibutuhkan untuk meningkatkan temperatur 1 gram air dari 14,5 ºC menjadi 15,5 ºC.
  • K.cal = kilo calori ialah 1000 kalori kecil.
  • Megacal = 1000 k.cal = 1 juta kalori kecil.
  • Grosss energy (GE) : adalah jumlah panas dalam kalori yang dihasilkan apabila substansi makanan dioksider secara menyeluruh sehingga menghasilkan CO2, H2O dan gas-gas lain di dalam bomb kalorimeter.
  • Energy bruto (GEi) : berat kering makanan yang dikonsomsikan kali GE dari makan persatuan berat bahan kering.
  • Energy faeces / Feacal energy (FE) : adalah gross energy dari faeces.  Ini terdiri dari energy zat-zat yang tidak dapat dicerna dan fraksi metabolis dari faeces.

FE = berat kering dari faeces kail GE faeces per unit berat kering faeces.

  • Urinary energy (UE) : adalah gross energy dari urine.  Termasuk didalamnya energy dari non oxidized portion dari makanan yang diabsorbsi dan energy yang terdapat dalam urine.
  • Gaseons Products of Digestion (GPD) : adalah energy dari gas-gas yang mudah terbakar yang dihasilkan di dalam trachus digestivus dengan jalan fermentasi dari ransum.  Sebagian besar gas tersebut berbentuk gas methane.
  • Metabolyzable Energy (ME) : adalah energi yang terhimpun  dalam zat-zat yang dapat dicerna dikurangi dengan energi yang ada dalam urine (UE) dan energi dalam gas-gas (GPD) juga disebut Energi Tersedia atau Available Energy.
  • Heat Incerment (HI) disebut pula Energy Thermis : ialah energi yang digunakan untuk pengunyahan dan proses pencernaan makanan.
  • Net Energy (NE).  NE=ME-HI.  Adalah energi yang digunakan untuk hidup pokok (Nem) dan untuk berproduksi (Nep).

PENGUKURAN NILAI NUTRISI

Nilai nutrisi biasanya dibatasi untuk penentuan-penentuan energi dan protein ; mineral dan vitamin diperhatikan secara terpisah.

Nilai energi dari bahan makanan dapat dinyatakan dengan cara yang berbeda-beda.  Pernyataan mengenai nilai energi bisa didapatkan secara langsung dengan penelitian atau dihitung dengan menggunakan faktor-faktor yang dimilikinya.  Perlu diketahui bahwa faktor-faktor ini bagi peneliti yang berbeda mempunyai nilai yang berbeda, jadi faktor-faktor tersebut hanya merupakan rata-rata saja.

Nilai Energi

Gross Energy. Gross Energy didefinisikan sebagai energi yang dinyatakan dalam panas bila suatu zat dioksider secara sempurna menjadi CO2 dan air.  Tentu saja CO2 dan air ini masih mengandung energi, akan tetapi dianggap mempunyai tingkat nol karena hewan sudah tidak bisa memecah zat-zat melebihi CO2 dan air. Gross Energy diukur dengan alat bomb calorymeter.  Apabila N dan S terdapat dalam senyawa disamping karbon, H dan O (C, H dan O), unsur-unsur tersebut akan timbul sebagai oksida nitrogen dan sulfur pada waktu senyawa itu dioksider dalam bomb calorymeter.

Nilai-nilai tertentu dari Gross Energy dapat dilihat dalam tabel 5.  Nilai-nilai tersebut dan nilai-nilai lainnya apabila dirata-ratakan menurut 3 kelompok makanan utama memberikan suatu gambaran yang dapat dilihat dalam tabel 6 kolom 2 dan 3.

 

 

 

Tabel 5.  Panas pemabkaran, atau nilai graoss energy (Maynard, L. A. Animal Nutrition, Mc Graw Hill, 2nd Ed, 1947 Copyright, 1983, 1947).

Senyawa Panas pembakaran (Kcal/gr)
Glucose 3,76
Sucrose 3,96
Gula 4,23
Lemak mentega 9,21
Lemak 9,48
Lemak biji-bijian 9,33
Casein 5,86
Elastin 5,96
Gliadin 5,74

 

Tabel 6.  Rata-rata panas pembakaran dengan berbagai koreksi yang digunakan untuk memberikan nilai-nilai fisiologi.  Imbangan dari nilai-nilai akhir yang telah dibetulkan dengan mengambil karbohidrat sebagai satuan.  (Berdasarkan Wood, T. B. Animal Nutrition, University Tutorial Press, 1924).

Nilai energi

Senyawa

Panas pemabkaran disesuaikan Ratio berdi laboratorium dengan kehilangan dengan kehil. Dasarkan seb. Absorbsi. Kolom 7.

  Kcal/g Kcal/lb Kcal/g Kcal/lb Kcal/g Kcal/lb  
Karbohidrat 4,10 1.861 3,76 1.77 3,76 1.77 1,00
Protein 5,80 2.633 5,80 2.633 4,70 2.133 1,25
Lemak 9,30 4.222 8,80 4.000 8,80 4.000 2,34

Dapat dilihat bahwa lemak lebih kaya akan energi daripada karbohidrat maupun protein.

Energy dapat dicerna. Bila gross energy dari faeces dikurangkan dari gross energy makanan, kedua nilai tersebut didapatkan dengan alat bomb calorimeter, dan faeces tersebut didapatkan pada keadaan experiment yang terkontrol, perbedaan tersebut merupakan energi dapat dicerna.

Jadi : Gross energy makan – gross energy faeces = energy dapat dicerna. (D.E).

Dengan perkataan lain energi dapat dicerna merupakan kandungan energi dari bagian makanan itu yang nampaknya dapat dicerna dan diabsorbsi.  Nilai ini merupakan suatu petunjuk yang baik untuk menilai nutrisi daripada gross energy.

Walaupun demikian gas-gas sisa terutama methan dapat dihasilkan dan dilepaskan akan tetapi dihitung sebagai telah dicerna dan absorbsi.  Kehilangan-kehilangan seperti itu dapat diabaiakan pada hewan non ruminansia, tetapi pada ruminan perlu dibetulkan dari kehilangan energi tambahan itu sebagai methan untuk mendapatkan nilai energi dapat dicerna yang benar.

Biasanya diadakan pembentukan koefisien daya cerna dengan mengadakan perhitungan terhadap produk excretory yang benar, dan tidak mengadakan pembetulan dari kehilangan yang ditimbulkan karena methan, tetapi bukan dengan kesalahan-kesalahan yang yang berhubungan dengan excretory yang sebenarnya.  Hal ini sudah semestinya karena pada penelitian-penelitian energi produk excretory yang sebenarnya merupakan suatu kehilangan yang harus diperhatikan.  Pembetulan terhadap methan di dalam mempelajari energi merupakan suatu pembetulan yang besar dari pada dalam hal memelajari daya cerna.

Jadi      :

Gross energy makanan – (gross energy faeces + gross energy methan) = energi dapat dicerna yang sebenarnya.

Persamaan ini dapat disempurnakan dengan mengalikan gross energy methan dengan faktor 1,8.  Hal ini sehubungan dengan kehilangan panas tambahan oleh fermentasi pada waktu methan itu dihasilkan.

Perlu juga dicatat bahwa produksi methan ini dapat dihitung dari persamaan-perasamaan yang berdasarkan pada daya cerna energi atau daya cerna karbohidrat ransum tersebut.

Untuk mendapatkan nilai-nilai energi yang dapat dicerna dengan perhitungan-perhitungan memerlukan penelitian yang mana makanan . faeces dan gas-gas sisa (methan) dikumpulkan dan diambil sample-nya dan dihitung gross energynya.  Akan tetapi suatu cara lain untuk mendapatkan hasil yang serupa terdapat juga, bila penggunaannya dibuat dari data banyak percobaan daya cerna yang telah dilakukan terhadap kelas makanan yang dipelajari dan terhadap kelompok hewan yang diberi makan.  Rata-rata gross energy karbohidrat diketahui adalah 4,1 kcal/g dan bial perhitungan dilakukan untuk fermentasi nilai rata-rata ini menurun menjadi 3,76 karena methan yang dibentuk selama fermentasi membawa beberapa energy kimia dari karbohidrat.  Pembetulan ini tidak bisa digunakan untuk kehilangan yang lebih lanjut dalam panas fermentasi dan lebih lanjut hal ini tidak perlu pada non ruminan, karena methan yang dihasilkan sedikit sekali.  Lemak mempunyai nilai 9,3, tetapi ini merupakan lemak murni, sedangkan dalam bahan makanan alam lemak yang terdapat di dalamnya bukanlah lemak murni akan tetapi ekstrak eter.  Untuk menghitung ini lemak diturunkan dari 9,3 menjadi 8,8 kcal/g (Tabel 6 kolom 4 dan 5).  Pada tahap ini protein tidak memrlukan pembetulan (lihat dibawah).

Jadi dengan menggunakan faktor-faktor kolom 5 tabel 6 dan mengalikan bahan-bahan makanan dapat dicerna itu dengan faktor-faktor ini dadapatkan nilai energi dapat dicerna (contoh – I),

Contoh – I. Perhitungan energi dapat dicerna, TDN, ME, dan gross digestible energy.

Dengan menggunakan bungkil kacang sebagai contoh yang mengandung :

42,0 % protein kasar dapat dicerna, 6,8 % extrak eter dd., 19,7 % BETN dd, 0,5 % S.K. dd.

A.    Energi dapat dicerna per 100 lb.

Dikalikan dengan faktor-faktor yang dimiliki :

Protein kasar dapat dicerna                             42,0 x 2.633 = 110.586 kcal
Extrak eter dapat dicerna                                  6,8 x 4.000 =   27.200 kcal

BETN dapat dicerna                                       19,7 x 1.707 =   33.627 kcal

S.K dapat dicerna                                             0,5 x 1.707 =        854 kcal

172.267 kcal

Energi dapat dicerna itu (bukan gross digestible energy) adalah 172.267 kcal / lb. Nilai ini adalah energi yang dapat dicerna yang sebenarnya karena disesuaikan dengan kehilangan methan tetapi tidak disesuaikan dengan kehilangan panas fermentasi methan.

B.     TDN per 100 lb.

Untuk menimbang nilai extrak eter karena kandungan energinya yang tinggi, pertama-tama dikalikan dengan faktor 2,25.

Jadi extrak eter dapat dicerna  6,8 x 2,25 = 15,3.

Kemudian :

Protein kasar dapt dicerna                  42,0 lb.

Extrak eter dapat dicerna                    15,3 lb.  (tertimbang).

BETN dapat dicerna                           19,7 lb.

S.K. dapat dicerna                  0,5 lb.

77,5 lb TDN

C.   Energi metabolis per 100 lb.

Dikalikan dengan faktor-faktor yang dimiliki.

Protein kasardapat dicerna                       42,0 x 2.123 =  89.586 kcal

Extrak eter dapat dicerna                           6,8 x 4.000 =  27.200 kcal

BETN dapat dicerna                                19,7 x 1.707 =  33.627 kcal

S.K. dapat dicerna                                     0,5 x 1.707 =       854 kcal

151.267 kcal

Jadi energi metabolis = 151.267 kcal / lb.

Ini adalah energi dapat dicerna dikurangi yang hilang dari urine.

 

D.    Gross digestible energy (dinyatakan sebagai pati) per 100 lb.

Dikalikan dengan faktor-faktor yang dimiliki.

Protein kasar dapat dicerna                       42,0 x 1,25 = 52,50 lb.

Extrak eter dapat dicerna                            6,8 x 2,34 = 15,91 lb.

BETN dapat dicerna                                 19,7 x 1,00 = 19,70 lb.

S.K. dapat dicerna                                                  0,5 x 1,00 =   0,50 lb.

88,61 lb.

Jadi gross digestable energynya adalah 88,61 lb. Per 100 lb.

Ini berarti bahwa 88,61 lb. Pati akan menghasilkan energi pada tubuh itu sebanyak yang dihasilkan oleh 100 lb. bahan makanan itu.

Sekarang 1 lb. pati menghasilkan 1.707 kcal energi pada tubuh itu, jadi kandungan energi dari 88,61 lb. pati adalah : 88,61 x 1.707 = 151.257 kcal.

Jadi gross digestible energy (dinyatakan sebagai pati) merupakan cara lain untuk menyatakan ME, dan tidak sama dengan energi dapat dicerna (DE).

Sekarang ini lebih banyak digunakan suatu sistim yang berdasarkan pendapat yang sama, adalah menggunakan suatu nilai yang dikenal sebagai TDN. Dalam hal ini, dianggap bahwa lemak mempunyai 2,25 kali energi lebih banyak dari karbohidrat maupun protein.  Oleh karena itu, nilai lemak dapat dicerna dikalikan dengan 2,25 sebelum menambahkan nilai itu pada bahan-bahan dapat dicerna lainnya (contoh I B).

Cara ini seperti juga yang lainnya, menganggap bahwa energi dapat dicerna dari berbagai ransum digunakan secara sama pada semua tingkat pemberian makan dan untuk semua tujuan produksi.  Hal ini tidak benar.  Dikatakan bahwa hal tersebut benar untuk ransum yang seimbang, akan tetapi sulit untuk mendefinisikan ransum semacam itu. Lepas dari masalah tersebut perlu diketahui bahwa sistim TDN telah diperkenalkan ke negara ini, baru-baru ini dalam bulletin kementrian pertanian no. 48;:  Rationspor Livestock, sebagai suatu cara penghitungan pemberian makan pada babi perlu diketahui bahwa ini mempunyai hubungan yang erat dengan ME.

Energi metabolis.  Energi dapat dicerna yang sebenarnya, terdapat dalam senyawa-senyawa kimia yang mana melalui tubuh hewan itu dengan cara absorbsi, akan tetapi energi ini tidak semuanya digunakan oleh hewan itu, karena ada yang dalam urine. Ini adalah gross energy urine dan dapat dihitung dengan alat bomb calorimeter juga. Apabila ini diperhitungkan maka sisanya merupakan ME.

Jadi :

Energi dapat dicerna yang sebenarnya gross energy urine = ME.

Atau

Gross energy G.E. makanan – (gross energy F.E faeces + gross CPD energy methan  + gross energi urine) + M.E.

M.E. yang disesuaikan dengan panas fermentasi, didapatkan apabila nilai gross energy methan dikalikan dengan faktor 1,8.

Nilai ME dapat dihitung dengan menentukan gross energy makanan dan excreta padat, cair dan gas, dengan menggunakan bomb calorymeter: tetapi harus dilakukan penelitian yang lengkap. Masih ada cara lain dalam mengadakan perhitungan itu.  Telah dapat dilihat bahwa nilai-nilai energi untuk karbohidrat dan lemak dapat disesuaikan untuk memberikan nilai energi fisiologis yang agak rendah daripada nilai laboratoris.

Nilai protein dapat disesuaikan juga dengan mengadakan perhitungan bagian energi kimia dari protein itu yang terlapas dari tubuh dalam bentuk urea; penyesuaian ini menurun dari 5,8 menjadi 4,7 kcal / g protein (tabel 6 kolom 6 dan 7).  Walaupun demikian perlu diingat bahwa ada beberapa perbedaan pendapat tentang nilai 5,8 itu, peneliti-peneliti lain lebih senang menggunakan nilai 5,7 dan lebih jauh penurunan sebesar 1,1 tersebut tidak diterima oleh semua peneliti-peneliti dan biar bagaimanapun akan mengubah klas-klas ternak yang berbeda.

Dengan memakai nilai-nilai faktor fisiologi (tabel 6, kolom 7), dan dengan mengalikan unsur-unsur pencernakan dari bahan makanan oleh faktor-faktornya yang layak, didapatkan ME yang dihitung (misal I C).

Belum lama ini telah dibuktikan oleh Carpenter dan Clegg bahwa untuk ransum ayam ME boleh dihitung dari hasil analisa kimia.

Jadi :

ME (kcal per kg) = 38 [(persen protein kasar) + 2,25 (persen esktrak eter) + 1,1 (persen pati) + (persen gula)] + 53.

 

 

 

Bahan makanan dengan demikian dapat dievaluasi atas dasar ME, yang secara luas digunakan sebagai ukuran energi dari isi makanan dalam ranmsum ayam.  Blaxter juga menganjurkan basis ini dalam hubungan lain.  Adalah penting juga untuk mengenal lagi bahwa ME tidak menggambarkan dengan sesungguhnya faedah sesuatu makanan terhadap hewan, pula bukan sesuatu yang tetap, oleh karena telah dibuktikan bahwa pada makanan yang penuh ME nya lebih rendah daripada dalam makanan yang kurang.  Meskipun demikian sebelum memikirkan akan suatu pemurnian lebih lanjut, hal-hal yang ada hubungannya dengan ME harus diperhatikan.

Pertama, jika ME makanan dipengaruhi oleh endapan protein, akan lebih berharga daripada jika  dipengaruhi oleh produksi panas karena oksidasi, oleh karena yang pertama tidak menghasilkan pengurangan urea dalam urine sedangkan yang terakhir ini kehilangan urea dalam urine.  Meskipun demikian akan terdapat kesalahan-kesalahan hanya jika memakai faktor-faktor standart, tidak demikian jika ME diukur dengan langsung.  Tentunya faktor 5,8 bisa memindahkan 4,7 jika endapan protein diindahkan asalkan dijamin penggunaannya 100%.

Kedua, telah dibuktikan bahwa untuk ransum yang dicampur timbul hubungan antara energi metabolis dengan jumlah zat-zat makanan yang dapat dicerna.  Nilai-nilai yang biasa digunakan :

1 1b.  seluruh makanan yang dicerna mengandung 1,616 kcal. ME.

Ketiga, hal yang ketiga ini ada kaitannya dengan waktu-waktu yang tertentu yang bisa menimbulkan sesuatu salah pengertian.

Jika nilai-nilai untuk unsur-unsur pencernaan dari bahan makan dikalikan dengan faktor-faktor yang layak yang tercantum dalam tabel 6 kolom 8 (perimbangan pokok) kemudian dijumlah, akan didapat suatu angka yang menunjukkan gross energy dapat dicerna dimana dapat diwujudkan sebagai pati.  Nilai ini sungguh-sungguh mewujudkan idea bahwa jumlah pati yang dapat dicerna dengan baik akan menghasilkan jumlah energi badan yang sama sebagai bahan makanan yang dibicarakan dan jelas ini adalah perwujudan ME yang diberikan.  Maka apabila nilai gross energy bisa dicerna bisa ditambah dengan adanya faktor-faktor dari energi yang berada dalam pati kemudian nilai dari energi yang bisa dimetabolisir dalam kcal bisa diperoleh.  (contoh I D).

Jadi hal-hal yang tidak menguntungkan bagi gross energi bisa dicerna adalah bahwa itu adalah suatu nilai energi bisa dicerna melainkan energi yang bisa dimetabolisir, selanjutnya ini telah ditunjukkan sebagai daya tahan strarch equivalent dan akan sama saja tidak menguntungkan bila daya tahan tersebut masih menyebabkan kebingungan dalam hubungannya terhadap produksi dari Kellner yaitu strarch equivalent, strarch equivalent biasa akan dibicarakan kemudian.

Penggunaan istilah gross energy dapat dicerna dan daya tahan strarch equivalent sekarang harus kita kesampingkan dahulu.

Net Energy (NE) bila makanan telah dimakan selalu ada penambahan panas tubuh.  Kenaikan ini berasal dari masticasi dan penambahan gerakan intestinal, fermentasi dalam retikulorumen, rangsangan terhadap sekresi cairan pencernaan dan sebuah rangsangan langsung terhadap metabolisme.  Jumlah dari semua efek ini diukur dalam panas yang dihasilkan, yang dinyatakan dalam spesifik dynamic efect (S.D.A) atau tyhermic energy.  Pertambahan produksi panas per unit dari makanan ekstra dapat juga disebut panas tambahan (heat increament).  Bila nilai untuk thermic energy dikurangkan dengan energy metabolis maka perbedaanya merupakan net energy.

Metabolis energy – thermic energy = net energy

(M.E.)                     (H.I.)                (N.E.)

net energy dapat digunakan untuk tiga dasar keperluan.  Pertama, dipandangan sebagai simpanan energi untuk melakukan fungsi pokok, seperti mempertahankan organ-organ tubuh dari posisinya, menggerakkan internal organ dan bahkan untuk mencukupi keperluan energi untuk berdiri.  Pada akhirnya semua energi ini dinyatakan sebagai panas.

Kedua, dapat digunakan untuk menghasilkan gerakan eksternal, misalnya beraknya binatang itu dari tempat ke tempat lain, atau menggerakkan pedati dengan sebaik-baiknya.  Pertama dan kedua disebut Net Energy for Maintenance (NEm).

Ketiga, Net Energy dapat disimpan sebagai energi kimia dalam tubuh, misalnya lemak yang menempel pada binatang itu.  Simpanan energi ini dapat digunakan hewan itu kemudian bila diperlukan.  Demikian juga simpanan energi kimia dapat berbentuk telur atau susu.  Disebut Net Energy for Production (NEp) atau NE gain.  Dalam sesuatu hal ini akan bisa hilang pada ternak tertentu, tetapi mungkin digunakan oleh manusia atau hewan itu sebagai sumber energi keturunannya.  Dalam proses produksi, termasuk kerja maka Net Energy akan ditunjukkan oleh nilai energi dari hasilnya dan sisa dari metabolis energi akan berbentuk panas.

Net energy dari makanan sangat berguna baik untuk daya tahan ataupu n produksi.  Dan untuk langkah selanjutnya kita akan mengukurnya.

Adalah mungkin dalam pengukuran gross energy dengan menggunakan keseimbangan energi, energi dapat dicerna, metabolis energi dan produksi panas.  Akan tetapi bila kita mengetahui bahwa binatang itu tidak beraktifitas nilai net energy dinyatakan dengan energy yang disimpan dalam tubuh ditambah dengan energy yang digunakan untuk melakukan fungsi pokok, yang mana akan dinyatakan sebagai panas.  Maka hal ini dapat dilihat bahwa keseimbangan energy dari tipe yang umum tidak dapat digunakan untuk memperoleh suatu angka dari net energy, sebab dia terdiri dari simpanan energy ditambah dengan bagian dari produksi panas yang tidak diketahui, yang mana berasal dari kenaikan energy untuk melakukan fungsi vital ditambah dengan thermic energy.

Armsby, seorang yang menciptakan konsep dari net energy, menyelesaikan kesukaran-kesukaran dengan mengemukakan dua macam percobaan tentang keseimbangan energy dengan menggunakan dua macam standart makanan yang berbeda dan dari rasio yang sama yang masing-masing dibawah pengawasan.  Kemudian dengan cara yang bermacam-macam dia bisa menghitung nilai net energy dengan menyamakan penambahan makanan terhadap akibat penyimpanan dalam jaringan-jaringan (contoh II).

Contoh II.

Perhitungan nilai net energy dari data-data percobaan (Armsby H.P, Animal Nutrition thn 1917, Macmillan Co.)

Bila lembu yang dikebiri diberi makan dengan rumput kering pada dua level yang masing-masing dibawah pengawasan dan dikerjakan pula pengukuran terhadap energy serta produksi panasnya.

Rumput kering tadi mengandung 935 kcal dari meabolis energy per lbs.

Percobaan Rumput kering dalam lb. Metabolis energy yang diperoleh Panas yang diproduksi Energy yang hilang dari tubuh
    Kcal Kcal Kcal
1 6.17 5,768 8,064 2,296
2 10.21 9,544 9,812 268
Perbedaan 4.04 3,776 1,748 2,028
Perbedaan

per lb.

1.00 935 433 502

 

Maka 1 lb. rumput kering mengandung 935 kcal metabolis energy yang mana dari 433 kcal hilang sebagai panas.  Pertambahan dari produksi panas dengan bertambahnya konsumsi makanan biasanya dinyatakan sebagai panas tambahan (increament).  Sisa 502 kcal memperkecil hilangnya energy dari tubuh dengan kata lain, 1 lb. rumput kering dengan ransum dibawah standart pemeliharaan akan menurunkan pengrusakan jaringan-jaringan tubuh oleh sejumlah energy yang setara dengan 502 kcal. energy ini adalah energy rumput kering.

Percobaan ini dilakukan dalam usaha penggemukan lembu-lembu kebiri dan perhitungan nilai Net Energy oleh Armsby didasarkan atas data dari Kellner.  Dengan cara ini maka nilai Net Energy dapat diperoleh, tetapi dengan suatu anggapan bahwa nilai NE adalah konstan pada semua tingkat nutrisi atau dengan kata lain ada hubungan langsung antara NE dan GE.  Pendapat ini sekarang dinyatakan tidak tepat.  NE berkurang dengan bertambahnya nilai dari tingkat nutirisi (sebagian, tidak menyeluruh), berkat adanya pengurangan ME.

NE pada level pemberian makanan yang tetap akan berbeda pula untuk tipe produksi yang berbeda.  Sebagai contoh, dari 1000 Kcal ME, 693 Kcal NE dapat diperoleh dari susu, tetapi hanya 575 Kcal yang untuk penggemukan disebabkan nilai-nilai yang berbeda dari thermic energy (H.I.) yang berhubungan dengan proses tersebut.  Selanjutnya nilai NE untuk pemeliharaan tidak sama dengan NE untuk penggemukan.

Niali NE secara teoritis adalah cara yang paling benar dalam penilain nilai nutrisi, sebab telah diperhiutngkan segala bentuk penyusutan energy dalam proses metabolisme.  Meskipun demikian penggunaannya didalam praktek tidak begitu cocok.

–          Angka Manfaat (AM)

Adalah angak prosentase yang didapat dari

Sebagai penutup dari bab ini, dibawah ini akan dituliskan bagan terjadinya Net Energy.

Energy makanan (G.E.)

— FE

Digestible Energy (DE)

–UE

–GPD

Metaboliza ble Energy (ME)

–HI

NET ENERGY (NE)

 

NEm (untuk pokok hidup)                  Nep (untuk produksi).

 

 

 

 

11/15/2010 Posted by | Dasar-Dasar Ilmu Gizi | 4 Komentar

MAKANAN KAYA NUTRISI DAN PENCEGAH PENYAKIT

PEPATAH Barat mengatakan, You are what you eat. Pepatah lama ini hingga kini masih relevan. Simak saja, sudah banyak contoh akibat pola makan yang salah mengakibatkan penyakit darah tinggi, penyakit jantung, asam urat, dan kolesterol.

Semua penyakit tersebut disebabkan mengonsumsi makanan yang mengandung kadar lemak berlebihan. Oleh karena itu, telitilah memilih makanan. Berikut ini berbagai makanan mengandung nutrisi tinggi yang baik untuk kesehatan kita dan bisa menolak datangnya penyakit.

Apel

Buah ini sangat populer dan universal. Manfaat apel antara lain mencegah kolestrol, mengurangi gejala akibat salah cerna, dan mencegah kelebihan lemak. Mengonsumsi dua buah apel setiap hari bisa mengurangi nyeri karena radang sendi, rematik, dan gout (kelainan pada metabolisme uric acid hingga menimbulkan nyeri di persendian).

Apricot

Buah yang satu ini kaya dengan beta karoten, bermanfaat untuk menyembuhkan infeksi dan menghaluskan kulit.

Avokad

Mereka yang suka mengonsumsi avokad (alpukat), teruskanlah kebiasaan ini karena buah ini kaya dengan vitamin A,B,C, dan E. Buah ini mengandung potasium yang bermanfaat untuk menetralisasi pencernaan yang jelek. Avokad mengandung monounsaturated fat atau lemak yang secara kimiawi demikian kuat sehingga mampu menyerap hidrogen tambahan, tetapi tidak sebanyak lemak tak jenuh jamak atau polyunsaturated fat. Avokad juga memproduksi banyak kolagen karena bermanfaat untuk membuat kulit mulus dan tampak awet muda. Buah ini juga baik untuk sistem sirkulasi dan berguna untuk menambah kesuburan.

Anggur

Buah ini paling cepat diserap pencernaan selain rasanya yang manis dan lezat. Oleh karena itu, anggur adalah buah utama yang disediakan di bangsal-bangsal pasien rumah sakit di negeri Barat. Anggur bermanfaat meringankan radang sendi, rematik, dan kelelahan.

Pisang

Sumber potasium, seng, zat besi, asam folic, kalsium, vitamin B6, dan serat bermanfaat untuk melancarkan sistem pencernaan dan menstruasi. Atlet yang membutuhkan suplai potasium secara instan dianjurkan mengonsumsi pisang.

Cranberry

Buah ini kaya vitamin C, zat besi, potasium, dan beta karoten. Jumlah zat besi dalam buah ini sangat baik untuk melengkapi program diet vegetarian. Sementara itu, jusnya bermanfaat untuk membasmi bakteri dan efektif untuk mengobati infeksi saluran kencing dan cystitis (radang kandung kemih).

Kentang

Mengandung banyak serat, vitamin B, mineral, dan vitamin C. Kentang yang paling baik untuk dikonsumsi adalah yang direbus atau dipanggang. Karena kaya nutrisi — khususnya potasium dan serat — kentang baik untuk kesehatan kulit.

Brokoli

Sayur berwarna hijau gelap ini sumber beta karoten, zat besi, dan serat sehingga bermanfaat untuk menyembuhkan anemia dan mereka yang sering merasa kelelahan. Brokoli juga dikenal sebagai antikanker bila dikonsumsi bersama blumkol, lobak, kol, spring green, turnip (lobak cina), dan brusell spout.

Bawang putih

Dalam dunia masak-memasak, bawang putih selalu diikutsertakan. Boleh dikatakan, setiap hidangan lezat adalah berkat andil bumbu bawang putih.

Selain melezatkan dan mengharumkan masakan, bawang putih sejak dulu dikenal sebagai salah satu ramuan obat yang manjur dan digunakan oleh para tabib semasa kekuasaan para dinasti di Cina sampai kekaisaran di Eropa.

Bawang putih yang berbau menyengat ini bisa mencegah penyakit jantung, tekanan darah tinggi, mencegah penggumpalan darah, penyebab serangan jantung, memerangi berbagai infeksi, gangguan perut, dan pencegahan kanker. Karena kemanjurannya, bawang putih dijuluki King of Healing Plants.

Minyak zaitun

Mengandung vitamin E, monounsaturated , asam lemak yang bermanfaat untuk mencegah kolesterol, menstimulasi kinerja empedu karena membantu mencernakan lemak. Minyak zaitun yang dalam pemasaran internasional disebut olive oil ini merupakan ramuan utama dalam masakan masyarakat di negara-negara Mediterania. Oleh karena itu, tak heran bila penduduk Mediterania jarang yang berpenyakit jantung.

Bawang

Bumbu dapur sehari-hari ini melindungi dan mengatur sistem sirkulasi, antibiotik yang kuat, membantu penyembuhan gangguan di dada dan perut, infeksi saluran kencing, radang sendi, rematik, gout, dan mengikis lemak dalam darah.

Yoghurt

Cairan kental berwarna putih ini bermanfaat untuk mengobati gangguan perut, seperti sembelit dan diare. Kandungan vitamin B dan kalsiumnya cocok bagi mereka yang alergi terhadap susu.

Susu dan keju

Kaya kalsium sehingga baik untuk kesehatan, tetapi buruk bagi penderita sinusitis dan mereka yang alergi susu. Bagi penderita migrain, tidak dianjurkan mengonsumsi keju, begitu pula susu skim, dan semi-skim termasuk pada anak balita.

Pasta

Makanan — seperti pizza — yang bukan berasal dari tanah air kita ini sudah menjadi jajanan bergengsi di kota-kota besar. Nah, apakah makanan asal negeri Italia ini mengandung nutrisi? Asal tidak disertai lemak dan saus, pasta lumayan bernutrisi, mengandung serat, mineral, dan vitamin B.

1. Meniran

Tanaman ini secara tradisional dipercaya bisa menyembuhkan penyakit antara lain radang dan batu ginjal, susah buang air kecil, disentri, sakit ayan, hepatitis, serta rematik. Zat kimia tanaman mi yang sudah diketahul antara lain filantin, hipofilantin, kalium, damar, dan tannin.

Penelitian terbaru tentang meniran mengungkapkan bahwa tanaman ini bisa membantu mencegah berbagai macam infeksi virus dan bakteri serta mendorong sistem kekebalan tubuh. Tanaman ini sudah diteliti dan diproduksi menjadi tablet peningkat daya tahan tubuh. Produknya telah diuji preklinis dan kilnis selama tiga tahun.

Dr. Zakiudin Munasir, Sp.AK, ahil pediatrik imunologi dari Bagian Anak RS Cipto Mangunkusumo Jakarta, telah melakukan penelitian dan membuktikan bahwa ekstrak meniran membantu meningkatkan kecepatan penurunan demam pada pasien anak penderita infeksi saluran pernapasan atas.

Cara pemanfaatan:

Cara ini disarankan oleh Dr. Suprapto Ma’at dari Universitas Airlangga yang juga ikut menguji ekstrak tanaman meniran dalam upaya meningkatkan daya tahan tubuh. Ambil satu genggam daun meniran yang terdiri dari akar, batang, dan daun. Tumbuk sampai halus. Kemudian rebus bersama dua gelas air bersih. Tunggu sampai menjadi setengah gelas. Minum sekali setiap hari.

2. Jinten Hitam

Selain meniran, jinten hitam juga bisa dipakai sebagai cara alami untuk meningkatkan daya tahan tubuh. “Orang Arab sudah secara turun-temurun memanfaatkan jinten hitam untuk meningkatkan daya tahan tubuh,” kata Dr. Suprapto. Berbeda dengan meniran, tanaman ini belum teruji secara klinis.

Cara pemanfaatan:

Siapkan satu sendok makan munjung jintan hitam. Gerus sampai kulitnya menjadi pecah. Setelah itu rebus dengan dua gelas air. Tunggu sampai air rebusan tersebut tersisa menjadi setengah gelas. Minum setiap hari agar daya tahan tubuh meningkat.

3. Mengkudu

Buah yang juga dikenal dengan nama pace atau noni ini telah lama dikenal sebagai obat untuk meningkatkan daya tahan tubuh. Hingga kini, penelitian terhadap buah buruk rupa ini terus dilakukan secara intensif.

Penelitian oleh Dr. Paul Heinike pada awal abad 20 mengungkapkan bahwa tanaman ini mengandung enzim proxeronase dan alkaloid proxeronine. Kedua zat ini akan membentuk zat aktif bernama xeronine di dalam tubuh. Zat ini akan dibawa aliran darah menuju sel-sel tubuh. Hasilnya, sel-sel itu akan lebih aktif, sehat, dan terjadi perbaikan-perbaikan struktur maupun fungsi.

Cara pemanfaatan:

Endah Lasmadiwati, ahli tanaman obat dari Taman Sringanis, Bogor, menganjurkan resep berikut untuk menikmati buah mengkudu. Siapkan dua buah mengkudu yang sudah tua. Cuci bersih kemudian simpan selama dua hari sampat benyek. Setelah itu remas-remas dalam dua gelas air. Saring dan sisihkan. Sementara itu, siapkan satu jari kunyit dan dua jari jahe. Bakar dan memarkan. Ambil satu jari kayu manis dan sereh serta tujuh buab kapulaga dan cengkeh. Bahan-bahan tersebut direbus dalam dua gelas air. Tunggu sampal mendidih dan berbau harum. Campurkan air rebusan bahan tersebut dengan buah rnengkudu yang telah disaring. Tambahkan sedikit garam dan gula jawa secukupnya.

4. Lidah Buaya

Dr. Suprapto menyarankan konsumsi lidah buaya supaya tubuh lebih fit dan segar. Tanaman ini juga bermanfaat untuk menjaga stamina orang yang sudab tua dan mudah sakit. Endah juga mengungkapkan bahwa lidah buaya bermanfaat untuk meringankan penyakit batuk dan bronkitis.

Cara pemantaatan:

Siapkan setengah telapak tangan lidah buaya. Cuci bersih dan dikupas. Tambahkan tigaperempat gelas air. Blender air bersama gel lidah buaya tersebut. Tambahkan madu secukupnya.

5. Apel

Buah ini mengandung vitamin C yang merupakan antioksidan dan berfungsi meningkatkan kekebalan tubuh. Konowalchuck J. pada tahun 1978 mempublikasikan artikel berjudul “Antiviral Effect of Apple Beverages”. Ia menyebutkan bahwa sari buah apel sangat baik diminum untuk melawan berbagai serangan infeksi virus. Menurut buku “Natural Remedies”, dosis apel yang bisa melindungi tubuh dari virus adalah tiga kali sehari satu buah atau segelas jus apel.

6. Pepaya

Buah tropis ini merupakan sumber betakaroten yang baik, sehingga mampu mencegah kerusakan sel yang disebabkan oleh zat radikal bebas. Setengah buah pepaya ukuran sedang sehari mampu memenuhi kebutuhan vitamin C harian seorang manusia dewasa. Tidak hanya itu, pepaya juga mengandung sedikit kalsium dan besi. Buah ini amat dianjurkan untuk orang sakit dan lanjut usia karena dagingnya mudah dikunyah dan ditelan.

7. Stroberi

Buah ini mengandung vitamin C paling tinggi di antara semua beri dan kebanyakan buah. Secara tradisional, stroberi dipakai untuk membersihkan sistem pencernaan makanan. Buah ini juga berguna membantu penyerapan zat besi dari sayur mayur yang dikonsumsi.

8. Jambu Batu

Buah jambu batu seberat 90 gram, menurut buku “Foods that Harm Foods that Heal”, ternyata mengandung vitamin C lima kali lebih banyak dibandingkan dengan jeruk. Buah jambu biji seberat itu bila dikonsumsi setiap hari mampu memenuhi kebutuhan vitamin harian orang dewasa, sehingga bisa menjaga kesehatan dan kebugaran.

9. Jeruk

Vitamin C sering diidentikkan dengan buah jeruk. Buah ini memang mengandung vitamin C yang bermanfaat untuk menjaga pertahanan tubuh dari infeksi bakteri dan virus. Kandungan antioksidan dalam jeruk mampu mencegah kerusakan karena zat radikal bebas. Antioksidan ini terdapat dalam membran di antara segmen daging buahnya. Untuk memperoleh manfaat optimum dari buah ini, sebaiknya makan buah segar daripada minum jusnya.

11/15/2010 Posted by | Dasar-Dasar Ilmu Gizi | 4 Komentar

EKOSISTEM

Ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam. Di bumi ada bermacam-macam ekosistem.

1. Susunan Ekosistem
Dilihat dari susunan dan fungsinya, suatu ekosistem tersusun atas komponen sebagai berikut.

a. Komponen autotrof
(Auto = sendiri dan trophikos = menyediakan makan).
Autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri yang berupa bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti matahari dan kimia. Komponen autotrof berfungsi sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau.

b. Komponen heterotrof
(Heteros
= berbeda, trophikos = makanan).
Heterotrof merupakan organisme yang memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai makanannya dan bahan tersebut disediakan oleh organisme lain. Yang tergolong heterotrof adalah manusia, hewan, jamur, dan mikroba.

c. Bahan tak hidup (abiotik)
Bahan tak hidup yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri dari tanah, air, udara, sinar matahari. Bahan tak hidup merupakan medium atau substrat tempat berlangsungnya kehidupan, atau lingkungan tempat hidup.

d. Pengurai (dekomposer)
Pengurai adalah organisme heterotrof yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati (bahan organik kompleks). Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh produsen. Termasuk pengurai ini adalah bakteri dan jamur.

2. Macam-macam Ekosistem
Secara garis besar ekosistem dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air Laut.

a. Ekosistem darat
Ekosistem darat ialah ekosistem yang lingkungan fisiknya berupa daratan. Berdasarkan letak geografisnya (garis lintangnya), ekosistem darat dibedakan menjadi beberapa bioma, yaitu sebagai berikut.

1. Bioma gurun
Beberapa Bioma gurun terdapat di daerah tropika (sepanjang garis balik) yang berbatasan dengan padang rumput.

Ciri-ciri bioma gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Suhu slang hari tinggi (bisa mendapai 45°C) sehingga penguapan juga tinggi, sedangkan malam hari suhu sangat rendah (bisa mencapai 0°C). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, ular, kadal, katak, dan kalajengking.

2. Bioma padang rumput
Bioma ini terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur. Porositas (peresapan air) tinggi dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular

3. Bioma Hutan Basah
Bioma Hutan Basah terdapat di daerah tropika dan subtropik.
Ciri-cirinya adalah, curah hujan 200-225 cm per tahun. Species pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinngi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro (iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme). Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari. Variasi suhu dan kelembapan tinggi/besar; suhu sepanjang hari sekitar 25°C. Dalam hutan basah tropika sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan), kaktus, dan anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu.

4. Bioma hutan gugur
Bioma hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang,
Ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Terdapat di daerah yang mengalami empat musim (dingin, semi, panas, dan gugur). Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat. Hewannya antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsa luwak).

5. Bioma taiga
Bioma taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik. Ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dap sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali. Hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

6. Bioma tundra
Bioma tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah Sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan kayu yang pendek, dan rumput. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin.

Hewan yang hidup di daerah ini ada yang menetap dan ada yang datang pada musim panas, semuanya berdarah panas. Hewan yang menetap memiliki rambut atau bulu yang tebal, contohnya muscox, rusa kutub, beruang kutub, dan insekta terutama nyamuk dan lalat hitam.

b. Ekosistem Air Tawar
Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi.
Adaptasi organisme air tawar adalah sebagai berikut.

Adaptasi tumbuhan
Tumbuhan yang hidup di air tawar biasanya bersel satu dan dinding selnya kuat seperti beberapa alga biru dan alga hijau. Air masuk ke dalam sel hingga maksimum dan akan berhenti sendiri. Tumbuhan tingkat tinggi, seperti teratai (Nymphaea gigantea), mempunyai akar jangkar (akar sulur). Hewan dan tumbuhan rendah yang hidup di habitat air, tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosis lingkungan atau isotonis.

Adaptasi hewan
Ekosistem air tawar dihuni oleh nekton. Nekton merupakan hewan yang bergerak aktif dengan menggunakan otot yang kuat. Hewan tingkat tinggi yang hidup di ekosistem air tawar, misalnya ikan, dalam mengatasi perbedaan tekanan osmosis melakukan osmoregulasi untuk memelihara keseimbangan air dalam tubuhnya melalui sistem ekskresi, insang, dan pencernaan.

Habitat air tawar merupakan perantara habitat laut dan habitat darat. Penggolongan organisme dalam air dapat berdasarkan aliran energi dan kebiasaan hidup.

1. Berdasarkan aliran energi, organisme dibagi menjadi autotrof (tumbuhan), dan fagotrof (makrokonsumen), yaitu karnivora predator, parasit, dan saprotrof atau organisme yang hidup pada substrat sisa-sisa organisme.

2. Berdasarkan kebiasaan hidup, organisme dibedakan sebagai berikut.
a. Plankton;
terdiri alas fitoplankton dan zooplankton;
biasanya melayang-layang (bergerak pasif) mengikuti gerak aliran air.
b. Nekton;
hewan yang aktif berenang dalam air, misalnya ikan.
c. Neuston;
organisme yang mengapung atau berenang di permukaan air atau
bertempat pada permukaan air, misalnya serangga air.
d. Perifiton; merupakan tumbuhan atau hewan yang melekat/bergantung
pada tumbuhan atau benda lain, misalnya keong.
e. Bentos; hewan dan tumbuhan yang hidup di dasar atau hidup pada
endapan. Bentos dapat sessil (melekat) atau bergerak bebas,
misalnya cacing dan remis. Lihat Gambar.

Ekosistem air tawar digolongkan menjadi air tenang dan air mengalir. Termasuk ekosistem air tenang adalah danau dan rawa, termasuk ekosistem air mengalir adalah sungai.

1. Danau
Danau merupakan suatu badan air yang menggenang dan luasnya mulai dari beberapa meter persegi hingga ratusan meter persegi.

 

Gbr. Berbagai Organisme Air Tawar
Berdasarkan Cara Hidupnya

Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar.

Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut.

a) Daerah litoral
Daerah ini merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Air yang hangat berdekatan dengan tepi. Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dan daunnya ada yang mencuat ke atas permukaan air.

Komunitas organisme sangat beragam termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau.

b. Daerah limnetik
Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih
dapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai
fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri. Ganggang
berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama
musim panas dan musim semi.

Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang-
udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan-
ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian
ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan.

c. Daerah profundal
Daerah ini merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik danau.
Mikroba dan organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi
seluler setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah
limnetik. Daerah ini dihuni oleh cacing dan mikroba.

d. Daerah bentik
Daerah ini merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos
dan sisa-sisa organisme mati.

 

Gbr. Empat Daerah Utama Pada Danau Air Tawar

Danau juga dapat dikelompokkan berdasarkan produksi materi organik-nya, yaitu sebagai berikut :

a. Danau Oligotropik
Oligotropik merupakan sebutan untuk danau yang dalam dan
kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak
produktif. Ciricirinya, airnya jernih sekali, dihuni oleh sedikit organisme,
dan di dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun.

b. Danau Eutropik
Eutropik merupakan sebutan untuk danau yang dangkal dan kaya akan
kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif. Ciri-cirinya
adalah airnya keruh, terdapat bermacam-macam organisme, dan
oksigen terdapat di daerah profundal.

Danau oligotrofik dapat berkembang menjadi danau eutrofik akibat adanya materi-materi organik yang masuk dan endapan. Perubahan ini juga dapat dipercepat oleh aktivitas manusia, misalnya dari sisa-sisa pupuk buatan pertanian dan timbunan sampah kota yang memperkaya danau dengan buangan sejumlah nitrogen dan fosfor. Akibatnya terjadi peledakan populasi ganggang atau blooming, sehingga terjadi produksi detritus yang berlebihan yang akhirnya menghabiskan suplai oksigen di danau tersebut.

Pengkayaan danau seperti ini disebut “eutrofikasi”. Eutrofikasi membuat air tidak dapat digunakan lagi dan mengurangi nilai keindahan danau.

2. Sungai
Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang.

Komunitas yang berada di sungai berbeda dengan danau. Air sungai yang mengalir deras tidak mendukung keberadaan komunitas plankton untuk berdiam diri, karena akan terbawa arus. Sebagai gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat mendukung rantai makanan.

Komposisi komunitas hewan juga berbeda antara sungai, anak sungai, dan hilir. Di anak sungai sering dijumpai Man air tawar. Di hilir sering dijumpai ikan kucing dan gurame. Beberapa sungai besar dihuni oleh berbagai kura-kura dan ular. Khusus sungai di daerah tropis, dihuni oleh buaya dan lumba-lumba.

Organisme sungai dapat bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner. Misalnya bertubuh tipis dorsoventral dan dapat melekat pada batu.

Beberapa jenis serangga yang hidup di sisi-sisi hilir menghuni habitat kecil yang bebas dari pusaran air.

c. Ekosistem air laut

Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang.

1. Laut
Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25°C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi. Batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah disebut daerah termoklin.

Di daerah dingin, suhu air laut merata sehingga air dapat bercampur, maka daerah permukaan laut tetap subur dan banyak plankton serta ikan. Gerakan air dari pantai ke tengah menyebabkan air bagian atas turun ke bawah dan sebaliknya, sehingga memungkinkan terbentuknya rantai makanan yang berlangsung balk. Habitat laut dapat dibedakan berdasarkan kedalamannya dan wilayah permukaannya secara horizontal.

1. Menurut kedalamannya, ekosistem air laut dibagi sebagai berikut.
a. Litoral merupakan daerah yang berbatasan dengan darat.
b. Neretik merupakan daerah yang masih dapat ditembus cahaya
matahari sampai bagian dasar dalamnya ± 300 meter.
c. Batial merupakan daerah yang dalamnya berkisar antara 200-2500 m
d. Abisal merupakan daerah yang lebih jauh dan lebih dalam dari
pantai (1.500-10.000 m).

2. Menurut wilayah permukaannya secara horizontal, berturut-turut dari
tepi laut semakin ke tengah, laut dibedakan sebagai berikut.
a. Epipelagik merupakan daerah antara permukaan dengan kedalaman
air sekitar 200 m.
b. Mesopelagik merupakan daerah dibawah epipelagik dengan kedalam
an 200-1000 m. Hewannya misalnya ikan hiu.
c. Batiopelagik merupakan daerah lereng benua dengan kedalaman
200-2.500 m. Hewan yang hidup di daerah ini misalnya gurita.
d. Abisalpelagik merupakan daerah dengan kedalaman mencapai
4.000m; tidak terdapat tumbuhan tetapi hewan masih ada. Sinar
matahari tidak mampu menembus daerah ini.
e. Hadal pelagik merupakan bagian laut terdalam (dasar). Kedalaman
lebih dari 6.000 m. Di bagian ini biasanya terdapat lele laut dan
ikan Taut yang dapat mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen di
tempat ini adalah bakteri yang bersimbiosis dengan karang
tertentu.

Di laut, hewan dan tumbuhan tingkat rendah memiliki tekanan osmosis sel yang hampir sama dengan tekanan osmosis air laut. Hewan tingkat tinggi beradaptasi dengan cara banyak minum air, pengeluaran urin sedikit, dan pengeluaran air dengan cara osmosis melalui insang. Garam yang berlebihan diekskresikan melalui insang secara aktif.

2. Ekosistem pantai
Ekosistem pantai letaknya berbatasan dengan ekosistem darat, laut, dan daerah pasang surut.

Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut laut. Organisme yang hidup di pantai memiliki adaptasi struktural sehingga dapat melekat erat di substrat keras.

Daerah paling atas pantai hanya terendam saat pasang naik tinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang, moluska, dan remis yang menjadi konsumsi bagi kepiting dan burung pantai.

Daerah tengah pantai terendam saat pasang tinggi dan pasang rendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera, anemon laut, remis dan kerang, siput herbivora dan karnivora, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil.

Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni oleh beragam invertebrata dan ikan serta rumput laut.

Komunitas tumbuhan berturut-turut dari daerah pasang surut ke arah darat dibedakan sebagai berikut.

1. Formasi pes caprae
Dinamakan demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin; tumbuhan ini menjalar dan berdaun tebal. Tumbuhan lainnya adalah Spinifex littorius (rumput angin), Vigna, Euphorbia atoto, dan Canaualia martina. Lebih ke arah darat lagi ditumbuhi Crinum asiaticum (bakung), Pandanus tectorius (pandan), dan Scaeuola Fruescens (babakoan).

2. Formasi baringtonia
Daerah ini didominasi tumbuhan baringtonia, termasuk di dalamnya Wedelia, Thespesia, Terminalia, Guettarda, dan Erythrina.

Bila tanah di daerah pasang surut berlumpur, maka kawasan ini berupa hutan bakau yang memiliki akar napas. Akar napas merupakan adaptasi tumbuhan di daerah berlumpur yang kurang oksigen. Selain berfungsi untuk mengambil oksigen, akar ini juga dapat digunakan sebagai penahan dari pasang surut gelombang. Yang termasuk tumbuhan di hutan bakau antara lain Nypa, Acathus, Rhizophora, dan Cerbera.

Jika tanah pasang surut tidak terlalu basah, pohon yang sering tumbuh adalah: Heriticra, Lumnitzera, Acgicras, dan Cylocarpus.

3. Estuari
Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam.

Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh siklus harian dengan pasang surut aimya. Nutrien dari sungai memperkaya estuari.

Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air.

4. Terumbu karang
Di laut tropis, pada daerah neritik, terdapat suatu komunitas yang khusus yang terdiri dari karang batu dan organisme-organisme lainnya. Komunitas ini disebut terumbu karang. Daerah komunitas ini masih dapat ditembus cahaya matahari sehingga fotosintesis dapat berlangsung.

Terumbu karang didominasi oleh karang (koral) yang merupakan kelompok Cnidaria yang mensekresikan kalsium karbonat. Rangka dari kalsium karbonat ini bermacammacam bentuknya dan menyusun substrat tempat hidup karang lain dan ganggang.

Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora.

 

11/14/2010 Posted by | Pengetahuan Lingkungan | 1 Komentar

PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

OLEH:DR.H. AGUS KRISNO BUDIYANTO, M.KES

DOSEN PENDIDIKAN BIOLOGI UMM

4.1 Pendahuluan
Bila bakteri diinokulasi ke dalam suatu medium yang sesuai dan pada keadaan yang optimum bagi pertumbuhannya, maka terjadi kenaikan jumlah yang amat tinggi dalam waktu yang relatif pendek. Perbanyakan seperti ini disebabkan oleh pembelahan sel secara aseksual. Pembelahan sel terjadi secara pembelahan biner melintang. Pembelahan biner melintang adalah suatu proses reproduksi aseksual. Setelah pembentukan dinding sel melintang maka satu sel tunggal membelah menjadi dua sel, dan disebut sel anak. Beberapa spesies mikroorganisme dapat bereproduksi dengan proses tambahan termasuk produksi spora reproduktif, fragmentasi pertumbuhan berfilamen, dengan masing-masing fragmen menghasilkan pertumbuhan dan penguncupan.
Para peneliti mikrobiologi tertarik untuk menentukan dengan tepat apa yang terjadi di dalam sel induk ketika berevolusi ke suatu taraf pada saat membelah menjadi dua sel baru. Hasil–hasil penelitian mengenai proses pembelahan sel telah menampakkan hal- hal berikut:
Terdapat kenaikan jumlah bahan inti, yang terpisah menjadi dua unit, satu untuk masing-masing sel anak baru.
Dinding sel dan membran sel tumbuh ke arah luar dan membran sel tumbuh (meluas) ke dalam sitoplasma pada suatu titik di tengah-tengah sumbu panjang sel. Pada perbatasan tersebut disintesis dua lapisan bahan dinding sel.
Pembentukan mesosom menjadi lebih jelas. Mesosom mempunyai kaitan dengan pembentukan septum (dinding sel yang membagi) dan juga memungkinkan perpautan dengan daerah inti.
Pertumbuhan digunakan untuk bakteri dan mikroorganisme lain dan biasanya mengacu pada perubahan di dalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu organisme. Inokulum hamper selalu mengandung ribuan organisme. Pertumbuhan menyatakan pertambahan jumlah dan massa melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya. Selama fase pertumbuhan seimbang (balanced growth), maka pertambahan massa melebihi massa bakteri berbanding lurus (proporsial) dengan pertambahan komponen selular yang lain seperti DNA, RNA, dan protein. Oleh karena itu maka mungkinlah untuk mengembangkan pengukuran bagi pertumbuhan dengan berbagai cara.
Cara khas reproduksi bakteri ialah pembelahan biner melintang; satu sel membelah diri, menghasilkan dua sel. Jadi bila kita mulai dengan satu bakteri tumggal, maka populasi bertambah secara geometric 1 􀃆 2 􀃆 22 􀃆 23 􀃆 24 􀃆 25…..2n atau dengan perhitungan sederhana,1 􀃆 2 􀃆 4 􀃆 8 􀃆 16 􀃆 23……
Istilah pertumbuhan sebagaimana digunakan pada bakteri mengacu pada perubahan dalam populasi total dan bukannya perubahan dalam suatu individu organisme saja. Tambahan pula pada kondisi pertumbuhan seimbang ada suatu pertambahan semua komponen selular secara teratur. Akibatnya, pertumbuhan dapat ditentukan tidak hanya dengan cara mengukur jumlah sel tetapi juga dengan mengukur jumlah berbagai komponen selular (RNA, DNA, protein) dan juga produk-produk metabolism tertentu. Pertumbuhan mikroorganisme dapat diketahui dengan berbagai metode.

Tabel 4.1 Rangkaian metode-metode untuk mengukur pertumbuhan bakteri

Metode                 Penggunaan
Hitungan mikroskopik     Perhitungan bakteri dalam susu dan vaksin
Hitungan cawan     Perhitungan bakteri dalam susu, air, makanan, tanah, biakan dan sebagainnya
Membran atau filter        Sama seperti hitungan cawan
Molekuler
Pengukuran kekeruhan     Uji mikrobiologis, pendugaan hasil panen sel
dalam kaldu, biakan, atau suspense berair
Penentuan nitrogen         Pengukuran panen sel dari suspense biakan
kental untuk digunakan pada
penelitian mengenai metabolisme
Penentuan berat        Sama seperti untuk penentuan nitrogen
Pengukuran aktivitas        Uji mikrobiologis
biokimiawi

4.2 Pertumbuhan Mikroorganisme
Pertumbuhan merupakan proses perubahan bentuk yang semula kecil kemudian menjadi besar. Pertumbuhan menyangkut pertambahan volume dari individu itu sendiri. Pertumbuhan pada umumnya tergantung pada kondisi bahan makanan dan juga lingkungan. Apabila kondisi makanan dan lingkungan cocok untuk mikroorganisme tersebut, maka mikroorganisme akan tumbuh dengan waktu yang relatif singkat dan sempurna.
Pertumbuhan mikroorganisme yang bersel satu berbeda dengan mikroorganisme yang bersel banyak (multiseluler). Pada mikroorganisme yang bersel satu (uniseluler) pertumbuhan ditandai dengan bertambahnya sel tersebut. Setiap sel tunggal setelah mencapai ukuran tertentu akan membelah menjadi mikroorganisme yang lengkap, mempunyai bentuk dan
sifat fisiologis yang sama. Pertumbuhan jasad hidup, dapat ditinjau dari dua segi, yaitu pertumbuhan sei secara individu dan pertumbuhan kelompok sebagai satu populasi.
Pertumbuhan sel diartikan sebagai adanya penambahan volume serta bagian-bagian sel lainnya, yang diartikan pula sebagai penambahan kuantiatas isi dan kandungan didalam selnya. Pertumbuhan populasi merupakan akibat dari adanya pertumbuhan individu, misal dari satu sel menjadi dua, dari dua menjadi empat ,empat menjadi delapan, dan seterusnya hingga berjumlah banyak.

Pada mikroorganisme, pertumbuhan individu (sel) dapat berubah langsung menjadi pertumbuhan populasi. Sehingga batas antara pertumbuhan sel sebagai individu serta satu kesatuan populasi yang kemudian terjadi kadang-kadang karena terlalu cepat perubahannya, sulit untuk diamati dan dibedakan. Pada pertumbuhan populasi bakteri misalnya, merupakan penggambaran jumlah sel atau massa sel yang terjadi pada saat tertentu. Kadang-kadang didapatkan bahwa konsentrasi sel sesuai dengan jumlah sel perunit volume, sedang kerapatan sel adalah jumlah materi perunit volume.
Penambahan dan pertumbuhan jumlah sel mikroorganisme pada umumnya dapat digambarkan dalam bentuk kurva pertumbuhan. Kurva tersebut merupakan penjabaran dari penambahan jumlah sel dalam waktu tertentu, misal bernilai b, maka:
a. Pada generasi pertama, b = 1×2
b. Pada generasi kedua,b = 1×22
c. Pada generasi ke-n,b = 1x2n sehingga akhirnya: b=a x 2n
Dengan perhitungan logaritma, persamaan dapat dituliskan menjadi :
Log b = log 10a + alog 102
= log 10a + 0,301 n
= log 10b – log 10a
atau n = 0,301
Pertumbuhan bakteri dalam biak statik akan mengikuti kurva pertumbuhan. Jika bakteri ditanam dalam suatu larutan biak, maka bakteri akan terus tumbuh sampai salah satu faktor mencapai minimum dan pertumbuhan menjadi terbatas. Pertumbuhan biak bakteri dengan mudah dapat dinyatakan secara grafik dengan logaritme jumlah sel hidup terhadap waktu. Suatu kurva pertumbuhan punya bentuk sigmoid dan dapat dibedakan dalam beberapa tahap pertumbuhan. Ada beberepa tahap pertumbuhan yaitu : terdapat kurva pertumbuhan atau gambar.
Tahap ancang-ancang yang mencakup interval waktu antara saat penanaman dan saat tercapainya kecepatan pembelahan maksimum, lamanya tahap ancang-ancang ini terutama tergantung dari biak wal, umur bahan yang ditanam dan juga dari sifat larutan biak.
Tahap eksponensial; Pada tahap pertumbuhan eksponensial terciri oleh kecepatan pembelahan maksimum yang konstan kecepatan pembelahan diri sepanjang tahap log bersifat spesifik untuk tiap jenis bakteri dan tergantung lingkungan.
Tahap stationer; Tahap ini dimulai kalau sel-sel sudah tidak tumbuh lagi. Kecepatan pertumbuhan tergantung dari kadar substrat, menurunnya kecepatan pertumbuhan sudah terjadi ketika kadar subtrat berkurang sebelum subtrat habis terpakai. Massa bakteri yang dicapai pada tahap stationer dinamakan hasil atau keuntungan.
Tahap kematian; Pada tahap kematian dan sebab-sebab kematian sel bakteri dalam larutan biak normal masih kurang diteliti. Ada kemungkinan bahwa sel-sel dihancurkan oleh pengaruh enzim asal sel sendiri (otolisis)
Pertumbuhan bakteri dalam biak sinambung tidak akan mengikuti kurva pertumbuhan. Dalam pertumbuhan bakteri ini terdapat prosedur yang menjadi dasar biak sinambung yang dilakukan dalam kemostat dan turbidostat
1. Pertumbuhan dalam kemostat
Kemostat terdiri dari bejana biak yang dimasuki larutan biak dari bejana persediaan dengan kecepatan aliran tetap. Diusahakan dalam bejana biak terdapat pemasokan O2 secara optimum dan supaya selekas mungkin terjadi distribusi merata dari nutrien yang dialirkan masuk sebagai larutan biak. Kecepatan pertambahan dinyatakan sebagai μx = dx/dt dan kerapatan bakteri meningkat dengan x = x0 e μ/t. Biak dalam kemostat dikendalikan subtrat. Stabilitas sistem ini berlandaskan keterbatasan kecepatan tumbuh oleh konsentrasi subtrat yang diperlukan pertumbuhan (donor H, sumber N, Sumber S, atau sumber P).
2. Pertumbuhan dalam turbidostat
Sistem ini didasarkan pada kerapatan bakteri tertentu atau kekeruhan tertentu yang dipertahankan konstan. Ada perbedaan mendasar antara biak statik klasik dengan biak sinambung dalam kemostat biak static harus dilihat sebagai sistem tertutup (boleh disamakan dengan organisme sial, tahap stationer dan tahap kematian. Kalau pada biak sinambung merupakan sistem terbuka yang mengupayakan keseimbangan aliran untuk organisme selalu terdapat kondisi lingkungan yang sama.
Dalam pertumbuhan sinkron akan terjadi sinkronisasi pembelahan sel. Hal ini dimaksudkan agar proses metabolisme siklus pembelahan bakteri dapat dipelajari disperlukan suspensi sel yang mengalami pembelahan sel dalam waktu sama yaitu sinkron. Sinkronisasi populasi sel dapat dicapai dengan berbagai tindakan buatan antara lain dengan merubah suhu rangsangan cahaya, pembatasan nutrien atau menyaring untuk memperoleh sel-sel yang sama ukurannya. Sinkronisasi pertumbuhan ini juga dimaksudkan untuk menyediakan stater dengan usia yang sama.
4.3 Fase-Fase Pertumbuhan Mikroorganisme
Secara umum fase-fase pertumbuhan mikroorganisme adalah sebagai berikut.
1. Fase lag (fase masa persiapan, fase adaptasi, adaptation phase)
Pada fase ini laju pertumbuhan belum memperlihatkan pertumbuhan ekponensial, tetapi dalam tahap masa persiapan. Hal ini tergantung dari kondisi permulaan, apabila mikroorganisme yang ditanami pada substrat atau medium yang sesuai, maka pertumbuhan akan terjadi. Namun sebaliknya apabila diinokulasikan mikroorganisme yang sudah tua meskipun makanannya cocok, maka pertumbuhannya mikroorganisme ini membutuhkan masa persiapan atau fase lag. Waktu yang diperlukan pada fase ini digunakan untuk mensintesa enzim. Sehingga mencapai konsentrasi yang cukup untuk melaksanakan pertumbuhan ekponensial. Fase ini berlangsung beberapa jam hingga beberapa hari, tergantung dari jenis mikroorganisme serta lingkungan yang hidup.
Selama fase ini perubahan bentuk dan pertumbuhan jumlah individu tidak secara nyata terlihat. Karena fase ini dapat juga dinamakan sebagai fase adaptasi (penyesuaian) ataupun fase-pengaturan jasad untuk suatu aktivitas didalam lingkungan yang mungkin baru. Sehingga grafik selama fase ini umumnya mendatar.
Kalau G ( = waktu generasi rata-rata ) sama dengan t ( = waktu yang dibutuhkan dari jumlah a menjadi b ) dibagi oleh a ( = jumlah keturunan ) sehingga:
G = t / n
=         0,301
log10a –  -log10b
2. Fase tumbuh dipercepat (fase logaritme, fase eksponensial, logaritma phase)
Pada setiap akhir persiapan sel mikroorganisme akan membelah diri.masa ini disebut masa pertumbuhan, yang setiap selnya tidak sama dalam waktu masa persiapan.Sehingga secara berangsur-angsur kenaikan jumlah populasi sel mikroorganisme ini mencapai masa akhir fase pertumbuhan mikroorganisme.
Setelah setiap individu menyesuaikan diri dengan lingkungan baru selama fase lag, maka mulailah mengadakan perubahan bentuk dan meningkatkan jumlah individu sel sehingga kurva meningkat dengan tajam (menanjak). Peningkatan ini harus diimbangi dengan banyak faktor, antara lain:
Faktor biologis, yaitu bentuk dan sifat jasad terhadap lingkungan yang ada, serta assosiasi kehidupan di antara jasad yang ada kalau jumlah jenis lebih dari sebuah.
Faktor non-biologis, antara lain kandungan sumber nutrien di dalam media, temperatur, kadar oksigen, cahaya, dan lain sebagainya.
Kalau faktor-faktor di atas optimal, maka peningkatan kurva akan nampak tajam seperti gambar. Pada fase ini pertumbuhan secara teratur telah tercapai. Maka pertumbuhan secara ekponensial akan tercapai. Pada fase ini menunjukkan kemampuan mikroorganisme berkembang biak secara maksimal. Setiap sel mempunyai kemampuan hidup dan berkembang biak secara tepat. Fase pengurangan pertumbuhan akan terlihat berupa keadaan puncak dari fase logaritmik sebelum mencapai fase stasioner, dimana penambahan jumlah individu mulai berkurang atau menurun yang di sebabkan oleh banyak faktor, antara lain berkurangnya sumber nutrien di dalam media tercapainya jumlah kejenuhan pertumbuhan jasad. Fase tumbuh reda akan terlihat dimana fase logaritma mencapai puncaknya, maka zat-zat makanan yang diproduksi oleh setiap sel mikroorganisme akan mengakibatkan pertumbuhan mikroorganisme, sehingga pada masa pertumbuhan ini reda atau dikatakan sebagai fase tumbuh reda.
3. Fase stasioner
Pengurangan sumber nutrien serta faktor –faktor yang terkandung di dalam jasadnya sendiri, maka sampailah puncak aktivitas pertumbuhan kepada titik yang tidak bisa dilampaui lagi, sehingga selama fase ini, gambaran grafik seakan mendatar. Populasi jasad hidup di dalam keadaan yang maksimal stasioner yang konstan.
4. Fase kematian
Fase ini diawali setelah jumlah mikroorganisme yang di hasilkan mencapai jumlah yang konstan, sehingga jumlah akhir mikroorganisme tetap maksimum pada masa tertentu. Setelah masa dilampaui, maka secara perlahan-lahan jumlah sel yang mati melebihi jumlah sel yang hidup. Fase ini disebut fase kematian dipercepat. Fase kematian dipercepat mengalami penurunan jumlah sel, karena jumlah sel mikroorganisme mati. Namun penurunan jumlah sel tidak mencapai nol, sebab sebagian kecil sel yang mampu beradaptasi dan tetap hidup dalam beberapa saat waktu tertentu. Pada fase ini merupakan akhir dari suatu kurva dimana jumlah individu secara tajam akan menurun sehingga grafik tampaknya akan kembali ke titik awal lagi.
Gambaran pertumbuhan mikroorganisme seringkali tidak sesuai seperti yang sudah diterangkan kalau faktor-faktor lingkungan yang menyertainya tidak memenuhi persyaratan. Beberapa penyimpangan yang sering terjadi pada gambaran kurva tersebut dapat diterangkan sebagai berikut :
Pengaruh lingkungan terhadap kurva pertumbuhan
1. Kurva A : Menunjukkan terdapatnya fase lag yang cukup lama sebelum mikroorganisme dapat tumbuh dan bertambah.
2. Kurva B : Menunjukkan tidak adanya fase lag, karena begitu ditanamkan, maka pertumbuhan mikroorganisme dapat langsung ke fase logaritmik atau fase eksponensial pertumbuhan.
3. Kurva C : Menunjukkan fase lag yang panjang atau lama serta tidak dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya yang baru (mati).
4. Kurva D : adalah gambaran suatu kurva pertumbuahan mikroorganisme yang secara kontinu terus menerus diberi tambahan sumber nutrient, sehingga ada kesinambungan pertumbuhan walau makin lama mengarah kepada penurunan.
4.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme
A. Faktor alam
1. Temparatur
Umumnya batas daerah temperatur bagi kehidupan mikroorganisme terletak antara 0-90oC. Temperatur minimum adalah suhu paling rendah dimana kegiatan mikroorganisme masih dapat berlangsung. Temperatur maksimum adalah temperatur tertinggi yang masih dapat digunakan untuk aktifitas mikroorganisme, tetapi pada tingkatan kegiatan fisiologis paling minimal. Sedang temparatur yang paling baik bagi aktivitas hidup disebut temperatur optimum.
Berdasarkan pada daerah aktivitas temperatur, mikroorganisme dapat dibagi menjadi tiga golongan utama yaitu:
Tabel 4. 4 Daerah aktivitas temperatur mikroorganisme
Suhu Pertumbuhan
Golongan      Minimum     Optimum     Maksimum
Psychrophil     0oC         10o-15oC     30oC
Mesophil         15o-25oC     25o-37oC     40o-55oC
Thermophil     24o-45oC     50o-60oC     60o-90oC
Bakteri-bakteri patogen pada manusia termasuk bakteri Mesophil. Suhu optimumnya sama dengan suhu tubuh manusia ( 37oC ). Titik kematian termal suatu jenis mikroorganisme ialah nilai temparatur yang dapat mematikan jenis tersebut didalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. Sedang waktu kematian termal adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu jenis mikroorganisme pada suatu temperatur yang tetap. Kedua istilah tersebut mempunyai arti yang penting di dalam praktek, terutama di dalam industri pengawetan bahan makanan dan obat-obatan. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian termal
antara lain: waktu, temperature, kelembaban, bentuk dan jenis spora, umur mikroorganisme, pH dan komposisi medium.
Komposisi medium juga mempengaruhi kepekaan bakteri terhadap pemanasan. Adanya partikel atau benda padat dan senyawa tertentu di dalam medium akan menaikkan resistensi ( ketahanan ) mikroorganisme terhadap panas, sebab penetrasi panas kedalam medium terhalang oleh adanya benda atau zat tadi. Temparatur rendah menyebabkan gangguan pada metabolisme, jenisnya tergantung pada temparatur dan cara perlakuanya. Kematian mikroorganisme pada temperatur rendah disebabkan oleh terjadinya perubahan keadaan koloid protoplasma yang tidak reversible. Penurunan temperature yang tiba-tiba di atas titik beku dapat menyebabkan kematian, akan tetapi penurunan temperature secara bertingkat hanya mengakibatkan kegiatan metabolisme untuk sementara saja. Bila suspensi bakteri didinginkan dengan cepat dari 45oC, maka jumlah bakteri yang mati mencapai 95%, tetapi pendinginan secara bertingkat menyebabkan jumlah kematian tersebut akan berkurang.
Kematian akibat penurunan temperatur yang tiba-tiba, mungkin karena air menjadi tidak siap untuk kegiatan fisiologi. Misalnya pada pembekuan, mungkin terjadi kerusakan sel oleh adanya kristal es di dalam air antar sel. Proses pendinginan di bawah titik beku dan di dalam keadaan hampa udara secara bertingkat, banyak digunakan untuk mengawetkan biakan dan proses tersebut disebut lyofilisasi. Hasil lyofilisasi merupakan tepung yang terdiri atas sel yang lyofilik dan sangat mudah menarik air, juga tidak menyebabkan denaturasi protein sebab molekul air protoplasma di dalam proses ini langsung dirubah menjadi uap air tanpa melalui fase cair (sublimasi ).
2. Cahaya
Sebagian besar bakteri adalah chemotrophe, karena itu pertumbuhannya tidak tergantung pada cahaya matahari. Pada beberapa spesies, cahaya matahari dapat membunuhnya karena pengaruh sinar ultraviolet.
3.Kelembaban
Air sangat penting untuk kehidupan bakteri terutama karena bakteri hanya dapat mengambil makanan dari luar dalam bentuk larutan (holophytis). Semua bakteri tumbuh baik pada media yang basah dan udara yang lembab. Dan tidak dapat tumbuh pada media yang kering. Mikroorganisme mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi diatas 85%, sedang untuk jamur dan aktinomiset diperlukan kelembaban yang rendah dibawah 80%. Kadar air bebas didalam larutan merupakan nilai perbandingan antar tekanan uap air larutan dengan tekanan uap air murni, atau 1 / 100 dari kelembaban relatif. Nilai kadar air bebas didalam larutan untuk bakteri pada umumnya terletak diantara 0,90 sampai 0,999 sedang untuk bakteri halofilik mendekati 0,75. Banyak mikroorganisme yang tahan hidup didalam keadaan kering untuk waktu yang lama seperti dalam bentuk spora, konidia, arthrospora, kamidiospora dan kista. Seperti halnya dalam pembekuaan, proses pengeringan protoplasma, menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti. Pengeringan secara perlahan menyebabkan kerusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosa dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.
4. pH
pH sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroorganisme. Umumnya asam mempunyai pengaruh buruk terhadap pertumbuhan bakteri. Lebih baik hidup dalam suasana netral ( pH 7,0 ) atau sedikit basa ( pH 7,2-7,4), tetapi pada umumnya dapat hidup pada pH 6,6 – 7,5. Bakteri-bakteri yang patogen pada manusia tumbuh baik pada pH 6,8-7,4, yaitu sama dengan pH darah.
Batas pH untuk pertumbuhan jasad merupakan suatu gambaran dari batas pH bagi kegiatan enzim. Untuk itu jasad dikenal nilai pH minimum, optimum, dan maksimum. Bakteri memerlukan nilai pH antara 6,5-7,5, ragi antara 4,0-4,5, sedang jamur dan aktinomiset tertentu mempunyai daerah pH yang luas. Atas dasar daerah-daerah pH bagi kehidupan mikroorganisme dibedakan adanya tiga golongan besar,yaitu:
a. Mikroorganisme yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0
b. Mikroorganisme yang mesofilik (Neutrofilik), yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 5,5-8,0
c. Mikroorganisme yang alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4-9,5.
5. O2 dari udara
Untuk melangsungkan hidupnya, makhluk hidup membutuhkan O2 yang diambil dari udara melalui pernafasan. Fungsi O2 ini sudah jelas yaitu untuk pembakaran zat-zat jaringan, sehingga dihasilkan panas dan tenaga. Hidup dalam lingkungan yang mengandung O2 dalam jumlah yang normal disebut hidup secara aerob. Organisme yang tidak hidup dalam lingkungan yang mengandung O2 bebas disebut
organisme anaerob. Berdasarkan responnya terhadap O2 bebas, maka bakteri dibagi dalam tiga golongan yaitu :
􀂾 Bakteri aerob ( obligate aerob )
Yaitu bakteri yang hanya hidup dalam lingkungan yang mengandung O2 bebas. Misalnya : Vibroiro cholera, Corynebacterium diphtheriea
􀂾 Bakteri anaerob ( obligate anaerob )
Yaitu bakteri yang hanya dapat hidup di dalam lingkungan yang tidak mengandung oksigen bebas. Misal: Clostridium tetani,Treptonema pallida.
􀂾 Fakultatif aerob
Yaitu bakteri yang hidup di dalam lingkungan yang mengandung oksigen bebas maupun tidak. Misal : Salmonella typhi, Neisseria mengitidis. Bakteri-bakteri fakultatif aerob pada umumnya lebih baik tumbuh pada pada lingkungan yang sedikit mengandung oksigen bebas. Karena itu lebih tepat bila dinamakan bakteri microaerophil.
6. Tekanan osmotik
Air keluar masuk sel bakteri melalui proses osmosis, karena perbedaan tekanan osmotik antara cairan yang ada di dalam dengan sel yang ada di luar bakteri.Protoplasma selalu mengandung zat yang terlarut di dalamnya, karena itu tekanan osmotiknya selalu tinggi dari air murni. Bila bakteri dimasukkan dalam aquades, maka air akan masuk ke dalam sel bakteri. Hal ini menyebabkan bakteri menggembung, mungkin pecah dan mati. Peristiwa ini disebut Plasmoptysis.
Sebaliknya bila bakteri dimasukkan ke dalam cairan hipertonis akan menyebabkan plasma dari dinding sel dan kematian bakteri. Peristiwa ini disebut Plasmolisa.
Pada umumnya larutan hipertonis menghambat pertumbuhan, karena dapat menyebabkan plasmolisa. Tekanan osmosa tinggi banyak digunakan di dalam praktek untuk pengawetan bahan-bahan makanan, seperti pengawetan ikan dengan penambahan garam, untuk pengawetan buah-buahan dengan penambahan gula. Beberapa mikroorganisme dapat menyesuaikan diri terhadap kadar garam atau kadar gula yang tinggi, antara lain ragi yang osmofil (dapat tumbuh pada kadar garam tinggi), bahkan beberapa mikroorganisme dapat tahan di dalam substrat dengan kadar garam sampai 30%,golongan ini bersifat halodurik.
7. Pengaruh mikroorganisme di sekitarnya
Kehidupan organisme di alam tidak dapat dipisahkan dari adanya organisme lain. Seperti halnya manusia tidak dapat hidup bila tidak ada tumbuhan atau hewan. Organisme-organisme di alam ini berada dalam suatu keseimbangan yang disebut keseimbangan biologis.
B. Faktor kimia
Mengubah permeabilitas membran sitoplasma sehingga lalu lintas zat-zat yang keluar masuk sel mikroorganisme menjadi kacau.
Oksidasi,beberapa oksidator kuat dapat mengoksidasi unsur sel tertentu sehingga fungsi unsur terganggu. Misal, mengoksidasi suatu enzim.
Terjadinya ikatan kimia, ion-ion logam tertentu dapat megikatkan diri pada beberapa enzim. Sehigga fungsi enzim terganngu.
Memblokir beberapa reaksi kimia,misal preparat zulfat memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroorganisme.
Hidrolisa, asam atau basa kuat dapat menghidrolisakan struktur sel hingga hancur.
Mengubah sifat koloidal protoplasma sehingga menggumpal dan selnya mati.
Faktor zat kimia yang mempengaruhi pertumbuhan:
􀂾 Logam-logam berat                    􀂾 Klor dan senyawa klor
􀂾 Fenol dan senyawa-senyawa sejenis            􀂾 Zulfonomida
􀂾 Alkohol                             􀂾 Detergen
􀂾 Aldehit                             􀂾 Zat pewarna
􀂾 Yodium                             􀂾 Peroksida
4.5 Media biak dan persyaratan bagi pertumbuhan
Untuk menumbuhkan dan mengembangbiakkan mikroorganisme diperlukan suatu substrat yang disebut media. Dikarenakan dengan media yang cocok, maka pertumbuhan mikroorganisme akan maksimal, subur dan cepat. Media biak (larutan biak) dapat di buat dari senyawa-senyawa tertentu.
Media biak dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu:
Media biak sintetik : media ini dibuat dari senyawa – senyawa kimia.
Media biak kompleks, media ini dibuat dari senyawa yang mengandung ektrak ragi, otolitas ragi, pepton dan ekstrak daging.
Media biak padat, media ini dibuat dari larutan biak cair kemudian ditambahkan bahan pemadat yang memberi konsistensi seperti selai pada larutan air.
Salah satu syarat untuk pertumbuhan mikroorganisme adalah kadar ion hidrogen yang ada dilingkungannya. Perubahan kadar yang kecil saja sudah mampu menimbulkan pengaruh yang besar. Alasan inilah yang amat penting untuk menggunakan nilai pH awal yang optimum dan mempertahankannya sepanjang pertumbuhan. Organisme hidup paling baik pada pH 7. selain kadar ion hydrogen, dibutuhkan juga karbondioksida dan kadar air, suhu dan tekanan osmatik. Pertumbuhan mikroorganisme tergantung dari bahan-bahan makanan.
Pada dasarnya larutan biak sekurang-kurangnya harus mengandung sebagai berikut :
Kebutuhan nutrien pokok. Diantaranya karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, belerang, fosfat, kalium, magnesium dan besi.
. Sumber-sumber karbon dan energi.
Zat-zat pelengkap, yaitu suplemen yang termasuk komponen dasar dan yang oleh beberapa mikroorganisme tidak dapat disintesis dari komponen-komponen sederhana.
Dalam upaya mendukung pertumbuhan mikroorganisme secara berkelanjutan dapat dilakukan dengan menyediakan media yang dikayakan. Kondisi pengkayaan adalah kondisi dimana organisme dapat tetap tumbuh dengan kehadiran saingan dengan menetapkan sejumlah faktor (sumber energi, sumber karbon dan sumber nitrogen akseptor hidrogen dan atmosfir gas, cahaya, suhu, pH dan selanjutnya) dapat ditetapkan kondisi lingkungan tertentu dan dapat ditanamkan populasi campur yang terdapat dalam tanah atau dalam lumpur. Bahan-bahan penanaman yang menguntungkan ialah bahan-bahan yang berasal dari tempat dimana telah terjadi “pengkayaan alamiah” seperti : mikroorganisme pengolah CO dalam limbah air pabrik gas, pengolah hemoglobin dalam limbah pajagalan dan oksidator hidrokarbon di ladang minyak bumi dan bak minyak.
Untuk mikroorganisme yang sangat terspesialisasi harus dibuat kondisi pengkayaan yang sangat selektif. Medium mineral yang bebas nitrogen terikat dan tanpa cahaya merupakan medium yang amat selektif untuk sianobakteri yang memfiksasi nitrogen. Bila larutan medium yang sama dilengkapi dengan suatu sumber energi atau sumber energi dan sumber karbon maka pada keadaan gelap dan pada kondisi aerob dan tumbuh Azotobacter dan kalau Biak Murni.
Untuk menumbuhkan dan mengembang-biakan mikroorganisme, diperlukan suatu substrat yang disebut media. Sedang media itu sendiri sebelum dipergunakan harus dalam keadaan steril, artinya tidak ditumbuhi oleh mikroorganisme lain yang tidak diharapkan. Susunan bahan, baik berbentuk bahan alami (seperti tauge, kentang, daging, telur, wortel), ataupun bahan buatan (berbentuk senyawa kimia organik ataupun anorganik) yang dipergunakan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme dinamakan media. Secara garis besar media dibedakan atas :
1. Media hidup
Media hidup umumnya dipakai dalam laboratorium virology untuk pembiakan berbagai virus, sedangkan dalam bakterologi hanya beberapa
jenis kuman tertentu saja dan terutama hewan percobaan.
2. Media mati
Berdasarkan konsentrasinya
Media padat, terbagi media agar miring, agar deep dan agar sebar. Media ini umumnya dipergunakan untuk bakteri, ragi, jamur.
. Media cair, jika media tidak ditambahkan zat pemadat, biasanya media cair dipergunakan untuk pembiakan mikroalga, bakteri dan ragi.
Media semi padat atau semi cair, jika penambahan zat pemadat hanya 50% atau kurang dari yang seharusnya. Ini umumnya diperlukan untuk pertumbuhan mikroorganisme yang banyak memerlukan kandungan air dan hidup anaerobik atau fakultatif.
Berdasarkan komposisi atau susunan bahannya Sesuai dengan fungsi fisiologis dari masing-masing komponen ( unsure hara ) yang terdapat di dalam media, maka susunan media pada semua jenis mempunyai kesamaan isi, yaitu:
a. Kandungan air
b. Kandungan nitrogen, baik berasal dari protein, asam amino, dan senyawa lain yang mengandung nitrogen.
c. Kandungan sumber energi / unsur C, baik yang berasal dari karbohidrat, lemak,protein, ataupun senyawa-senyawa lain.
d. Faktor pertumbuhan, umumnya vitamin dan asam amino.
Berdasarkan kepada persyaratan,susunan media dapat berbentuk:
a. Media alami, yaitu media yang disusun oleh bahan-bahan alami seperti kentang, tepung, daging, telur, ikan, umbi-umbian.
b. Media sintetis, yaitu media yang disusun oleh senyawa kimia seperti media untuk pertumbuhan dan perkembang-biakan bakteri clostridium.
c. Media semi sintetis, yaitu media yang tersusun oleh campuran bahanbahan alami dan bahan-bahan sintetis.
Berdasarkan sifat Penggunaan media bukan hanya untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme, tetapi juga untuk isolasi, seleksi,evaluasi, dan diferensiasi biakan yang didapatkan berdasarkan sifat-sifat media, yaitu:
Media umum, kalau media a dapat dipergunakan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan satu atau lebih kelompok mikroorganisme secara umum.
Media penyangga, kalau media dipergunakan dengan maksud “memberikan kesempatan” terhadap suatu jenis atau kelompok mikroorganisme untuk tumbuh dan berkembang lebih cepat dari jenis atau kelompok lainnya yang sama-sama berada dalam satu bahan.
Media selektif, adalah media yang hanya dapat ditumbuhi oleh satu atau lebih jenis mikroorganisme tertentu tetapi akan menghambat atau mematikan untuk jenis –jenis lainnya.
Media diferensial, adalah media yang dipergunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme tertentu serta penemuan sifatsifatnya.
Media penguji, yaitu media yang digunakan untuk pengujian senyawa atau benda tertentu dengan bantuan mikroorganisme.
Media penghitungan, yaitu media yang digunakan untuk menghitungn jumlah mikroorganisme pada suatu bahan. Media ini dapat berbentuk media umum, media selektif ataupun media differensial dan penguji.
Agar mikroorganisme dapat tumbuh dan berkembang dengan baik di dalam media diperlukan persyaratan tertentu, yaitu:
Bahwa di dalam media harus terkandung semua unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme.
Bahwa media harus dalam keadaan steril.
4.6 Reproduksi Mikroorganisme sebagai Komponen Pertumbuhan Mikroorganisme
Pertumbuhan mikroorganisme ditentukan pula oleh kemampuan dalam mereproduksi sel. Perkembangbiakan mikroorganisme dapat terjadi secara aseksual (yang paling umum) dan secara seksual (terjadi pada beberapa individu saja). Pada bakteri misalnya, perkembang-biakan secara aseksual terjadi secara pembelahan biner, yaitu sel induk membelah menjadi dua selanak. Kemudian masing-masing sel anak akan membentuk dua sel anak lagi, dan seterusnya hingga makin membanyak. Selama sel membelah maka akan terjadi keselarasan replikasi DNA sehingga tiap-tiap sel anak akan menerima paling sedikit satu kopi (salinan) dari genom.
Perbanyakan sel dengan cara pembelahan ini, kecepatannya ditentukan oleh waktu generasi.Ada jenis yang mempunyai waktu generasi lambat atau lambat sekali. Ada pula yang waktu generasinya sangat singkat atau cepat.

Tabel 4.5 Waktu generasi mikroorganisme

Kelompok Jenis
Mikroorganisme             Waktu Generasi ( Jam )
Bakteri heterotrofik:
Bacillus megatarium                0,58
Escherichia coli                0,28
Rhizobium meliloti                1,80
Treponema pallidum                34,0
Bakteri fotosintetik:
Chloropseupdomonas                7,0
Ethylicum                    2,4
Rhodopseudomonas spheroids        5,0
Rhodospirillum rubrum
Ragi:
Saccharomyces cerevisiae             2,0
Bakteri memang mempunyai cara-cara perkembang-biakan aseksual yang unik kalau dibandingkan dengan mikroorganisme lainnya. Juga didalam kecepatan perbanyakan dan waktu generas, tetapi pembelahan sel mikroorganisme tidak saja terjadi hanya secara biner sajamungkin pula dapat berbentuk multiple perkuncupan.
Ragi, seperti ragi untuk membuat kue atau roti Saccharomyces cerevisiae pembelahan ada yang seperti bakteri (dari satu sel menjadi dua dst.) tetapi ada pula yang membentuk kuncup, dimana tiap kuncup akan membesar seperti induknya. Kemudian tumbuh kuncup baru dan seterusnya sehingga akhirnya membentuk semacam mata rantai.
Virus tumbuh dan berkembang-biak di dalan sel hidup jasad lain, perbanyakan individunya terjadi secara pembelahan atau replikasi DNA(gambar 47) Perkembang-biakan aseksual dapat juga terjadi secara fragmentasi, yaitu pemotongan serat atau hifa atau filamen. Misal yang terjadi pada jamur atau mikroalge. Filamen yang terpotong menjadi beberapa bagian, tiap potongannya akan tumbuh dan berkembang pula seperti induknya. Perkembang-biakan aseksual yang paling umum lagi adalah melalui spora. Spora yang dapat diumpamakan seperti biji tanaman tinggi, dihasilkan dalam berbagai bentuk mikroorganisme. Untuk bakteri, spora terbentuk didalam sel, sehingga dinamakan endospora. Sedang untuk jamur misalnya, spora terbentuk diluar tubuh jasadnya, sehingga dinamakan
eksospora. Kalau spora jatuh ke tempat yang lembab maka ia akan berkecambah dan tumbuh menjadi individu baru. Perkembang biakan secara seksual, umumnya terjadi pada jamur dan mikro alga serta secara terbatas pada bacteria, dapat terjadi secara :
1. Oogami, kalau sel betina berbentuk telur.
2. Secara anisogami, kalau sel betina lebih besar dari sel jantan.
3. Isogami, kalau sel jantan dan sel betina mempunyai bentuk yang sama.
Hasil perkawinan (fertilisasi) akan membentuk zigot (sel betina atau sel telur yang telah di buahi oleh sel jantan atau sel sperma), yang kemudian zigot akan berkecambah membentuk individu baru setelah mengalami pembelahan. Rangkaian kehidupan mikroorganisme yang dimulai dari spora, spora berkecambah, membentuk massa sel ataupun tubuh buah kemudian menghasilkan alat perkembang biakan kembali, disebut siklus atau daur hidup. Pada bacteria siklus hidup kurang jelas rangkaianya, berbeda pada jamur dan mikro alga. Pada jamur kompos (Agaricus bisporus), yaitu jenis jamur yang sudah dibudidayakan dan bernilai ekonomi dengan nama mushroom atau champignon, siklus hidupnya sangat jelas mulai dari spora yang berkecambah, membentuk massa hifa atau misellia, membentuk tubuh buah stadia awal sampai membentuk tubuh buah yang nyata terlihat. Juga pada alga hijau (Chlamydomonas) jenis alag yang banyak kita temukan pada bak aquarium ataupun pada kolam ikan, serta pada protozoa (Trypanosoma gambiense) penyebab penyakit tidur yang ditularkan melalui lalat tsese.
Di dalam siklus hidup, tahapan yang terjadi sejak spora berkecambah sampai menghasilkan kembali alat perkembang biakan, akan di lalui tingkat perkembang biakan secara seksual ataupun aseksual sesuai dengan sifat mikroorganisme. Faktor – faktor yang mempengaruhi, khususnya factor lingkungan abiotik seperti :
1. Kelengkapan unsur yang terdapat di dalam media    5. Cahaya
2. pH media                            6. Sirkulasi oksigens
3. Kadar air media                        7. Kelembaban
4. Temperatur
A. Bakteri
Pada umumnya bakteri berkembang biak secara aseksual atau vegetatif yaitu dengan cara membelah diri. Pada kondisi lingkungan yang memungkinkan, bakteri akan membelah diri dengan cepat. Pembelahan terjadi setiap 15-20 menit. Sehingga dalam waktu kurang lebih 7-8 jam bakteri sudah menjadi jutaan.
Proses pembelahan diri dibagi menjadi tiga fase,yaitu:
1.    Fase pertama, dimana sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus pada arah memanjang.
2.    Sekat tersebut diukuti oleh suatu dinding melintang. Dinding melintang ini tidak selalu merupakan penyekat yang sempurna,ditengah-tengah sering ketinggalan suatu lubang kecil, dimana protoplasma kedua sel baru masih tetap berhubung-hubungan. Hubungan protoplasma ini disebut plasmodesmida.
3.    Fase terakhir ialah terpisahnya kedua sel. Ada bakteri yang segera berpisah, yaitu yang satu terlepas sama sekali dari pada yang lain, setelah dinding melintang menyekat secara sempurna. Bakteri yang semacam ini merupakan koloni yang merata, jika dipiara pada medium yang padat. Sebaliknya, bakteri-bakteri yang dindingnya lebih kokoh tetap bergandeng-gandengan setelah pembelahan. Bakteri macam ini merupakan koloni yang kasar permukaannya.

B. Jamur
Perkembangbiakan jamur ditemukan dua macam,yaitu: aseksul dan seksual.
1. Secara aseksual
Dengan cara membelah diri atau bertunas, dilakukan oleh jamur yang bersel satu. Tunas yang dihasilkan disebut blastospora.
Dengan fragmentasi, berupa potongan misselium atau hifa.
Dengan pembentukan konidia,yaitu ujung-ujung hifa tertentu membagi-bagi diri membentuk :
􀂾 bentuk-bentuk yang bulat ( konidiospora ) atau serupa telur (oidiospora)
􀂾 bentuk empat persegi panjang ( artispora )
􀂾 spora yang berdinding tebal,disebut klamidospora
2. Secara seksual
Perkembangbiakan secara seksual memerlukan 2 jenis jamur yang cocok. Untuk kecocokan ini diberikan tanda + dan – Proses perkawinannya terdiri atas persatuan 2 protoplas ( plasmogami ) kemudian diikuti persatuan inti ( kariogami ). Jamur ada yang menghasilkan alat kelamin jantan saja atau hanya alat kelamin betina saja,sehingga jamur yang seperti ini disebut jamur berumah dua (diesi).jamur yang dapat menghasilkan alat kelamin jantan dan alat kelamin betina disebut hermaprodit atu disebut berumah satu (monoesi).
Alat kelamin disebut gametangium.gametangium menghasilkan se l kelamin jantan disebut anteridium, sedangkan gametangium yang menghasilkan sel kelamin betina disebut oogonium. Gamet jantan dan betina yang tidak dapat dibedakan disebut isogamet. Jika jelas berbeda disebut anisogamet yang berciri besar dan kecil,atau heterogamet (bila beda jenis kelamin). Pada jamur tingkat rendah dijumpai gamet – gamet yang dapat bergerak (planogamet). Sel telur adalah suatu aplanogamet, sedangkan anterozoida adalah planogamet.
Cara bersatunya dua sel yang berlainan jenis dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Persatuan planogamet
Merupakan persatuan 2 gamet yang dapat bergerak, untuk itu disebut planogametogami. Kalau persatuan terjadi antara dua gamet yang berbeda ukuran, atau planogamet yang satu dapat bergerak sedang yang lain tidak, maka persatuan itu disebut anisogametogami.
b. Kontak antara gametangium
Pada spesies jamur yang tidak menghasilkan sel kelamin, plasmogami dapat terjadi langsung antara dua gametangium yang kompatiabel, sedang masing-masing gametangium selama plasmogami terjadi tidak mengalami perubahan. Lewat suatu lubang atau saluran kecil yang terjadi antara kedua gametangium yang mengadakan kontak. Mengalirlah inti atau inti-inti dari anteridium ke oogonium.
c. Persatuan antara gametangium dengan gametangiogami
Pada gametangiogami terjadi perpindahan seluruh isi anteridium ke oogonium,dalam hal ini ada dua cara : Pertama, antara anteridium dan oogonium terbentuk lubang atau saluran, sehingga seluruh protoplast dari anteridium pindah ke oogonium lewat lubang atau saluran tersebut. Kedua, gametangium luluh menjadi satu tubuh baru.
1) Spermatisasi
Beberapa jamur tingkat tinggi menghasilkan semacam konidia kecil berinti satu disebut spermatia.spermatia dapat dibawa angin, air, serangga yang berguna untuk membuahi gametangium betina.
2) Somatogami
Pada jamur tingkat tinggi tertentu tidak terdapat alat kelamin maupun sel kelamin dan persatuan antara protoplas antara dua jenis yang kompatibel dapat berlangsung dari setiap hifa dari jenis yang satu dengan hifa jenis yang lainnya. Somatogami terdiri dari peristiwa.
a) Terjadinya inti diploid dalam miselium yang heterokariotik
b) Pembiakan inti diploid, bersama-sama dengan pembiakan inti-inti haploid dalam miselium yang heterokariotik
c) Terjadi pemisahan inti haploid hingga terkurung dalam sel yang homo kariotik, kemudian tumbuh menjadi miselium baru.
d) Terjadinya meiosis dan mitosis yang mengakibatkan adanya inti- inti haploid lagi.

11/08/2010 Posted by | MIKROBIOLOGI | 2 Komentar

MORFOLOGI DAN ANATOMI MIKROORGANISME

Planet Bumi kita ini dihuni oleh jutaan jenis mahluk hidup. Di antara jutaan jenis makhluk hidup ini ada yang terlihat oleh mata dan ada yang tak terlihat oleh mata. Mahluk hidup yang tidak dapat dilihat oleh mata tersebut berukuran amat kecil, disebut mikroorganisme. Untuk mengetahui atau mengamati mikroorganisme tersebut diperlukan alat bantu berupa alat pembesar, seperti loop, mikroskop biasa, dan mikroskop elektron. Mikroorganisme tersebut diantaranya adalah bakteri, jamur, dan virus. Secara umum, bakteri, jamur, dan virus mempunyai morfologi dan struktur anatomi yang berbeda. Di dalam kehidupannya beberapa mikroorganisme seperti bakteri, jamur, dan virus selalu dipengaruhi oleh lingkungannya dan untuk mempertahankan hidupnya mikroorganisme melakukan adaptasi dengan lingkungannya. Adaptasi ini dapat terjadi secara cepat serta bersifat sementara waktu dan dapat pula perubahan itu bersifat permanent sehingga mempengaruhi bentuk morfologi serta struktur anatomi dari bakteri, jamur, dan virus. Untuk mengidentifikasikan suatu mikroorganime dapat dilakukan dengan mengetahui morfologi dan struktur anatominya. Oleh karena itu kita perlu mengetahui bentuk morfologi dan struktur anatomi dari bakteri, jamur, dan virus.
Bentuk umum mikroorganisme terdiri dari satu sel (uniseluler) seperti umum didapatkan pada bacteria, ragi dan mikroalgae. Dapat pula berbentuk filamen atau serat, yaitu rangkaian terdiri atas 2 sel atau lebih yang berbentuk rantai, seperti yang umum didapatkan pada fungi dan mikroalgae.bentuk filament pada kenyataannya dapat berupa filament semu kalau hubungan antara satu sel dengan yang lainnya tidak nyata atau tidak ada. Filament benar apabila hubungan satu sel dengan lainnya terdapat terdapat hubungan jelas, baik hubungan secara morfologis maupun secara fisiologis. Bentuk lainnya adalah koloni, yaitu gabungan dua sel atau lebih di dalam satu ruangan. Bentuk jaringan semu, yaitu susunan serat membentuk jaringan seperti yang didapatkan pada fungi atau jamur, tetapi jaringan tersebut tidak berfungsi seperti layaknya jaringan yang dimiliki oleh tumbuhan ataupun hewan.
2.1. BAKTERI
1. Morfologi
Bentuk tubuh bakteri terpengaruh oleh keadaan medium dan oleh usia. Maka untuk membandingkan bentuk serta ukuran bakteri perlu diperhatikan bahwa kondisi bakteri itu harus sama, temperature dimana piaraan itu disimpan harus sama, penyinaran oleh sumber cahaya apapun harus sama, dan usia piaraan pun harus sama. Pada bakteri umumnya dikenal 3 macam bentuk yaitu kokus, basil, dan spiral.
a. Kokus
Kokus berasal dari kata coccus yang berarti bola, jadi kokus adalah bakteri yang bentuknya serupa bola-bola kecil. Beberapa kokus secara khas ada yang hidupnya sendiri-sendiri, ada yang berpasangan, atau rantai panjang bergantung. Caranya membelah diri dan kemudian melekat satu sama lain setelah pembelahan. Golongan kokus tidak sebanyak golongan basil. Kokus ada yang berdiameter 0,5 μm adapula yang diameternya sampai 2,5 μm. Pada bentuk kokus ada beberapa tipe morfologi diantaranya adalah:
1. Streptococcus
Kokus yang bergandeng-gandeng panjang serupa tali leher. Streptococcus dicirikan dengan sel-sel yang membelah menjadi dua kokus, yang pada pembelahan berikutnya tidak memisahkan diri, biasanya dengan meninggalkan dua kokkus yang melekat satu sama lain. Kokus yang senantiasa membelah dalam satu bidang namun tidak memisahkan diri membentuk rantai kokkus. Berdiameter 0,5 – 1,2 mikron
2. Sarcina
Kokus yang mengelompok serupa kubus,yaitu kokus membelah ke dalam tiga bidang yang tegak lurus satu sama lain membentuk paket kubus Berdiameter 4,0 – 4,5 mikron..
3. Staphylococcus
Kokus yang mengelompok merupakan suatu untaian yaitu kokus yang membelah dalam dua bidang yang membentuk dua gugusan yang tidak teratur bagaikan buah anggur. Berdimeter 0,8 – 1,0 mikron
4. Diplococcus
Kokus yang bergandengan dua-dua.
5. Tetracoccus
K okus yang mengelompokkan berempat.
b. Basil
Basil berasal dari kata bacillus yang artinya tongkat pendek atau batang kecil silindris. Bakteri yang berbentuk basil adalah bakteri yang bentuknya menyerupai tongkat pendek atau batang kecil silindris. Basil mempunyai bentuk dan ukuran yang beraneka ragam. Ujung beberapa basillus di antaranya ada yang berupa batang rokok dan ada yang berbentuk seperti cerutu. Basil juga sama seperti kokkus ada yang bergandeng-gandengan panjang yang disebut Streptobasil, ada yang bergandengan dua-dua yang disebut diplobasil dan ada yang terlepas satu sama lain. Ujung-ujung basil yang terlepasa satu sama lain itu tumpul, sedang ujung-ujung yang masih bergandengan itu tajam. Akan tetapi bila ditinjau dari segi pembelahan basil membelah hanya dalam satu bidang sehingga disebut sebagai sel tunggal. Beberapa basil ada yang bentuknya hampir sama dengan kokkus yaitu lebar dan panjangnya sama serta bentuknya lonjong sehingga disebut koko basil. Basil ada yang lebarnya antara 0,2 sampai 2,0 μ, sedang panjangnya ada yang satu sampai 15 μ.
c. Spiral
Spiral adalah bakteri yang bengkok atau tidak lurus atau berbentuk silinder. Bakteri yang berbentuk spiral itu tidak banyak terdapat. Spiral terbagi menjadi tiga bentuk diantaranya :
1. Vibrio atau bakteri koma
Batang melengkung seperti koma dan kadang membelit seperti huruf S. Mempunyai spiral yang pendek.
2. Spiril
Bentuknya seperti spiral atau seperti lilitan. Individu-individu sel yang tidak saling melekat.
3. Spirocheta
Bentuknya seperti spiral tetapi pergerakannya sangat aktif yang dimungkinkan karena adanya flagela yang membelit diketahui bentuk aslinya.
2. Anatomi bakteri
Struktur di luar dinding sel yang dapat dilihat pada mikroskop kekuatan tinggi dengan memfokuskan satu sel bakteri tunggal maka struktur yang dapat dilihat adalah:
a. Flagellum atau Flagella
Falgella merupakan bentuk seperti rambut dan teramat tipis mencuat menembus dinding sel dan bermula dari tubuh dasar suatu struktur granular tepat di bawah membran sel dalam sitoplasma, disebut flagellum (jamak,flagella). Flagellum terdiri dari tiga bagian: tubuh dasar, struktur seperti kait, dan sehelai filamen panjang di kluar dinding sel. Panjang flagellum biasanya beberapa kali lebih panjang dari selnya, namun diameternya jauh lebih kecil daripada diameter selnya, misalnya 10 sampai 20 nm. Flagel merupakan benang-benang protoplasma yang berpangkal pada titik tepat dibawah membran sel. Flagellum di buat dari subunit-subunit protein yang disebut untuk pergerakan (motilitas). Tidak semua bakteri punya flagellum, banyak spesies basillus dan spirilum memilikinya tapi flagellum jarang dijumpai pada kokus. Dari golongan kokus tidaklah banyak yang dapat bergerak (motil) karena sebagian golongan kokkus adalah bakteri non motil (tidak bergerak), kalaupun bakteri kokkus dapat bergerak biasanya hanya mempunyai satu sampai lima flagel saja. Sedangkan dari golongan spiril banyak dapat bergerak karena mempunyai flagel pada salah satu atau kedua ujung sel. Golongan basil yang dapat bergerak mempunyai flagel yang tersebar baik pada ujung-ujung maupun pada sisi.
Berdasarkan tempat kedudukan flagel tersebut bakteri dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1.    Jika flagel hanya satu dan flagel itu melekat pada ujung sel maka bakteri tersebut monotrik
2.    Jika flagel yang melekat pada salah satu ujung itu banyak maka bakteri tersebut disebut lofotrik
3.    Jika banyak flagel yang melekat pada kedua ujung sel maka bakteri tersebut disebut amfitrik.
4.    Jika flagel tersebar dari ujung sampai pada semua sisi bakteri maka bakteri tersebut disebut peritrik.
5.    Jika bakteri tersebut tidak memiliki flagel sama sekali maka bakteri tersebut disebut atrik
Akan tetapi flagela bukanlah satu-satunya sarana untuk bergerak bagi bakteri. Beberapa tipe memperlihatkan gerakan melata. Bakteri-bakteri ini melata di atas permukaan dengan gelombang-gelombang yang dihasilkan di dalam protoplasma. Banyak bakteri yang dapat berenang dalam cairan dengan kecepatan yang mengagumkan mengingat ukuranukurannya yang sangat kecil.
b. Pili atau Pilus dan Fimbria atau Fimbriae
Pili atau pilus ini banyak dimiliki oleh bakteri gram negatif. Apendiks ini yang disebut pilus (jamak, pili) merupakan organ tambahan berbentuk benang yan berukuran lebih pendek, lebih lurus, dan jauh lebih kecil daripada flagela. Pilus F berfungsi dalam pemindahan DNA pada konjugasi bakteri atau sebagai pintu gerbang bagi masuknya bahan genetik, selama berlangsungnya perkawinan antar bakteri. Susunan kimia phili terdiri sari protein yang dinamakan pilia, yaitu heteropolimer dari 18 asam amino yang bersifat antigenic. Beberapa pili berfungsi sebagai alat untuk melekat pada permukaan yaitu pada jaringan-jaringan hewan atau tumbuhan yang merupakan sumber nutriennya fimbria ini termasuk golongan yang disebut lektin.
c. Kapsul (lapisan lendir)
Kebanyakan bakteri mempunyai lapisan lendir yang menyelubungi dinding sel seluruhnya. Jika lendir ini cukup tebal maka bungkus itu disebut kapsul atau lapisan lendir terdiri atas hasil metabolisme yang disekresikan misalnya : karbohidrat dan pada species tertentu mengandung ungsur N atau P. Lendir ini bukan suatu bagian integral dari sel melainkan suatu hasil pertukaran zat. Kapsul bakteri sangat penting artinya baik bagi bakterinya maupun bagi organisme lain Bagi bakteri, kapsul merupakan penutup lindung dan juga berfungsi sebagai gudang cadangan makanan. Kapsul bakteri-bakteri penyebab penyakit tertentu menambah kemampuan bakteri tersebut untuk menginfeksi. Bakteri yang mempunyai kapsul itu termasuk bakteri ganas (virulent). Bila bakteri itu kehilangan kapsulnya sama sekali, maka ia dapat kehilangan virulensinya dan dengan demikian kehilangan kemampuannya menyebabkan infeksi.
Selain berfungsi sebagai penutup lindung atau melindungi sel dan lingkungan dan sebagai gudang cadangan makanan, kapsul juga berfungsi sebagai antigen membantu mencegah ragositosis dan sebagai hasil pembuangan dari sel.
d. Selongsong
Beberapa spesies bakteri, terutama dari lingkungan air tawar dan marin atau tempat yang kotor atau tempat pembuangan limbah terbungkus di dalam selongsong atau tubul. Selongsong tersebut terdiri dari senyawasenyawa logam tidak larut, seperti feri dan mangan okside yang mengendap di sekeliling sel sebagai produk dari kegiatan metaboliknya. Senyawasenyawa logam ini dibentuk oleh sel dari senyawa-senyawa besi dan mangan terlarut yang ada di lingkungan tersebut. Selongsong itu dapat meluas di sekitar banyak sel yang berjajar dari ujung ke ujung, sehingga memberikan kesan pertumbuhan seperti filamen. Sesungguhnya sel-sel yang terbungkus selongsong itu terdapat tunggal secara berkala mereka menyembul dari suatu ujung terbuka selongsongnya. Dan mengawali lagi proses baru pembentukan selongsong. Selongsong bukanlah suatu bagian yang amat diperlukan sel. Bakteri berselongsong membentuk suatu kelompok utama mikroorganisme. Mereka banyak dijumpai di dalam habitat air tawar yang kaya akan bahan organic, juga di aliran air kotor dan di tempat-tempat pembuangan limbah.
e. Tangkai
Spesies-spesies bakteri tertentu dicirikan oleh pembentukan suatu embel-embel setengah kaku yang memanjang dari sel yang disebut tangkai. Diameter dari apendiks itu lebih kecil daripada diameter sel yang menghasilkannya.Tangkai ini berfungsi untuk melekat pada permukaan padat.karena memiliki suatu substansi yang lengket pada ujung yang jauh dari sel. Bakteri bertangkai banyak di jumpai di lingkungan air tawar dan marin. Di lingkungan semacam itu kemampuan untuk melekat pada permukaan padat amatlah penting bagi pertumbuhan dan ketahanan hidupnya.
f. Dinding sel
Dinding sel terletak dibawah substansi ekstraseluler seperti kapsul atau lendir dan diluar membran sitoplasma terletak di dinding sel adalah suatu struktur yang amat kaku yang memberikan bentuk pada sel. Fungsi utama dari dinding sel adalah menyediakan komponen struktural yang kaku dan kuat yang dapat menahan tekanan osmosis yang tinggi disebabkan kimia tinggi ion organik dalam sel. Tanpa adanya dinding sel, dalam kondisi normal bakteri akan menyerap air dan pecah. Semua dinding sel, peptidoglikan atau meruein komponen ini memberi kekakuan yang diperlukan untuk mempertahankan keutuhan sel. Peptidoglikan adalah molekul yang sangat besar terbuat dari N-asetil muramat dikaitkan tetrapeptida yang terdiri atas empat asam amino,yaitu : L-alanin, D-alanin, asam D-glutamat, dan lisin atau asam diaminopimelat, untuk menyediakan tambahan yang diperlukan bagi jembatan molekul asam amino yang dihubungkan secara menyilang tetrapeptida yang terkait pada asam N-asitil muramat. Sebagian besar komponen struktur dinding sel berkaitan silang oleh ikatan kovalen, dan setiap substansi yang menghalangi pembentukan atau pengangkutan masing-masing komponen ke dinding sel akan melemahkan struktur dan mematikan sel.
Funsi dinding sel yang paling menonjol adalah : memberi perlindungan pada lapisan protoplasma, berperan dalam reproduksi sel, turut mengatur pertukaran zat dari dalam dan luar sel, mempengaruhi kegiatan metabolisme.
Bakteri dari komponen dan struktur dinding selnya dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu bakteri gram-positif dan bakteri gram-negatif pengelompokan ini didasari teknik pewarnaan diferensial yang disebut pewarnaan gram.
1. Bakteri gram-positif
Bakteri gram-positif dinding selnya terdiri atas 60-100 persen peptodoglikan dan semua bakteri gram-positif memiliki polimer iurus asam N-asetil muramat dan N-asetil glukosamin dinding sel beberapa bakteri gram positif mengandung substansi asam teikoat yang dikaitkan pada asam muramat dari lapisan peptidoglikan. Asam teikoat ini berwujud dalam dua bentuk utama yaitu asam teikoat ribitoi dan asam teiokat gliserol fungsi dari asam teiokat adalah mengatur pembelahan sel normal. Apabila diberi pewarna gram menghasilkan warna ungu

2. Bakteri gram-negatif
Dinding sel gram negatif mengandung 10-20 % peptidoglikan, diluar lapisan peptidoglikan ada struktur membran yang tersusun dari protein fostolipida dan lipopolisakarida. Apabila diberi pewarna gram menghasilkan warna merah

CIRI                         Perbedaan Relatif
Gram Positif             Gram Negatif
Struktur dinding sel        Tebal (15-80 nm)         Tipis (10-15 nm)
Berlapis tunggal         Berlapis tiga (multi)
Komposisi dinding sel     Kandungan lipid rendah    Kandungan lipid tinggi
(1-4 %)             (11-22 %)
Peptidoglikan ada         Peptigodoglikan ada di
sebagai lapisan tunggal;     dalam lapisan kokus
komponen utama         sebelah dalam jumlahnya
merupaka lebih dari 50 %     sedikit merupakan sekitar
berat kering pada        10 % berat kering.
beberapa sel bakteri
Ada asam tekoat         Tidak ada asam tekoat
Kerentanan terhadap         Lebih rentan             Kurang rentan
Penisilin
Pertumbuhan dihambat     Pertumbuhan dihambat     Pertumbuhan tidak
oleh zat-zat warna dasar    dengan nyata             begitu dihambat
misalnya unggu kristal
Persyaratan nutrisi         Relatif rumit pada banyak     Relatif sederhana
spesies
Resistensi terhadap        Lebih resisten            Kurang resisten
gangguan fisik

Bakteri dapat kehilangan dinding sel akibat pengaruh antibiotik, misalnya penisilin. Sel bakteri tersebut disebut protoplas. Membran sitoplasma terletak didalam sitoplasma yang merupakan pembungkus dari protoplasma dan membran ini ikut menyusut bersamasama dengan menyusutnya protoplasma pada waktu mengalami plasmalisis membran stoplasma terdiri atas fospolifida (yang mengandung gliserol,asam lemak dan fosfat) dan protein terpadu didalamnya membrane sitoplasma memiliki beberapa fungsi diantaranya adalah :
1.    Pada organisme aerob membran ini mengangkut elektron dan proton yang dibebaskan pada waktu oksidasi dan mengubah energi yang dihasilkan dari oksidasi menjadi energi kimia yang dapat digunakan oleh sel.
2.    Membran sitoplasma mengandung enzim yang diperlukan untuk sintesis dan pengangkutan peptidoglikan, asam teikoat dan komponen membran luar sel
3.    Mengeluarkan enzim hidrolistis luar sel
4.    Menjamin pemisahan material nukleus (DNA) ke sel anak pada waktu pembelahan sel.
5.    Mengatur pengangkutan sebagian besar senyawa yang memasuki dan meninggalkan sel.

h. Cairan sel atau sitoplasma
Cairan sel atau eitoplasma atau disebut juga protoplasma. Protoplasma 80 % terdiri atas air, selain itu protoplasama juga mengandung asam nukleat, protein, karbohidrat, lipida, ion organik, belerang, kalsium karbohidrat dan volutin yaitu suatu zat yang banyak mengandung asam ribonukleat (ARN) dan yang mudah menyerap zat warna tertentu.
i. Kromosom bakteri
Walaupun sel prokariot tidak memiliki pembungkus nukleus, kromosomnya terbuat dari asam deoksiribonukleat yang secara kimia sama dengan yang terdapat dalam sel berbagai molekul tunggal dalam sel juga terdapat potongan-potongan DNA yang disebut plasmid. Akan tetapi, karena sifat basofil sitoplasma, tidaklah mudah untuk melihat DNA yang sudah di warnai, kecuali jika sel sebelumnya dihidrolisis dengan asam lemak untuk menghilangkan asam ribonukleat sitoplasma.
j. Ribosom
Sitoplasma bakteri dipenuhi oleh ribosom-ribosom dalam jumlah yang besar ini menyebabkan tingginya laju aktivitas metabolisme bakteri fungsi dari ribosom adalah dalam sintesis protein komposisi kimia dari ribosom adalah 40 % protein dan 60% RNA.
k. Mesosom
Invaginasi (lekukan atau melipat kearah dalam membran sitoplasma akan biasanya menghasilkan suatu struktur, biasanya bentuknya tak menentu yang disebut mesosom. Mesosom selalu sinambung dengan membran siplasma, mereka sering dijimpai bermula pada titik tempat membran memulai invaginasi sebelum terjadinya pembelahan sel dan mereka jadi lekat pada daerah nukleus. Fungsi dari mesosom adalah dalam replikasi sel dengan bertindak sebagai organ pelekatan kromosom bakteri, juga berfungsi dalam sintesis dinding sel dan pembelahan nukleus.
l. Inkubasi Sitoplasma
Berbagai substansi kimiawi dapat menumpuk dan membentuk granul serta globul dalam sitoplasma yang disebut tubuh inklusi sel terdiri dari kepingan-kepingan kecil material yang tidak menjadi bagian untuk struktur sel kepingan ini terdiri dari satuan butiran yang beraneka ragam yaitu : glikogen, tetesan asam polihidroksibutirat, metafosfat anorganik, belerang, atau senyawa yang mengandung nitrogen. Satu inklusi yang umum tersusun dari polimer polimeta fosfat yang berbobot molekul tinggi. Butiran-butiran khusus ini yang rupanya bertindak sebagai fosfat dan sumber energi bagi sel butiran ini disebut butiran metakromat.
m. Kromatofor
Karena sel-sel prokariotik tidak mempunyai kloroplas maka pada bakteri terdapat kromatofor yang mewakili sistem membran khusus dalam berfotosintesis krmotofor terbentuk gelembung yang terdapat diseluruh sitoplasma kromaton tersebut berisi pigmen-pigmen yang berhubungan dengan fotosintesis.
n. Benang aksial
Benang aksial terdiri dari fibril yang dililitkan secara spiral disekelilingi organisme dan menempel pada kedua kutub sel. Benang aksial terletak di luar dinding sel yang tersusun atas fibril yang saling bertumpukan.Benang akasial berfungsi sebagai alat untuk menggerakan (motilitas) spirochaeta karena benang akasial ini hanya terdapat pada spirochaeta.
o. Spora
Pada spesies-spesies tertentu, ialah bentuk bakteri menghasilkan spora. Spora bakteri ialah bentuk bakteri yang sedang dalam usaha mengamankan diri dari pengaruh buruk dari luar. Spora bakteri mempunyai fungsi yang sama seperti kista pada amoeba. Jika keadaan lingkungan tidak menguntungkan maka bakteri akan membentuk spora, jika keadaan lingkungan membaik maka spora akan pecah.
Marga yang mempunyai kemampuan membentuk endospora hanya marga bacillus, clostridium, sporosarium, sporolactobacillus dan deslfotomaculum.. Endospora adalah tubuh kecil yang tahan lama yang terbentuk di dalam sel dan mampu tumbuh menjadi organisme vegetative yang baru. Apabila sel vegetatif membentuk endospora, sel ini membentuk enzim baru, memproduksi dinding sel yang sama sekali baru dan berubah bentuk, dengan kata lain sporulasi adalah bentuk sederhana diferensiasi sel. Bakteri yang mampu membentuk endospara dapat tumbuh dan bereproduksi selama banyak generasi sebagai sel vegetatif, namun pada beberapa tahapan didalam pertumbuhannya terjadi sintesis protopiasma baru didalam sitoplasma vegetatifnya yang dimaksudkan untuk menjadi spora.
Langkah-langkah utama didalam proses tersebut adalah sebagai berikut :
a)    Penjajaran kembali bahan DNA menjadi filamen dan invaginasi membawa sel ke dekat satu ujung sel membentuk suatu struktur yang disebut bakal spora.
b)    Pembentukan sederetan lapisan yang menutupi bakal spora, yaitu korteks spora diikuti dengan selubung spora berlapis banyak.
c)    Pelepasan spora bebas seraya sel mengalami irsis.
Salah satu ciri unik endospora bakteri ialah susunan kimiawinya semua endospora bakteri mengandung sejumlah besar asam dipikolinat (subtansi yang tidak terdeteksi pada sel vegetatif).

2.2 JAMUR
Penampilan fungi atau cendawan tidak asing lagi bagi kita semua. Kita telah melihat pertumbuhan berwarna biru dan hijau pada buah jeruk dan keju jadi
cendawan mempunyai berbagai macam penampilan, tergantung pada spesiesnya. Telaah mengenai cendawan disebut mikologi. Cendawan terdiri dari kapang dan khamir. Kapang bersifat filamentus sedangkan khamir biasanya uniseluler.
Jamur atau cendawan merupakan organisme yang heterotrofik. Mereka memerlukan senyawa organik untuk nutrisinya. Bila mereka hidup dari benda organik mati yang terlarut, maka mereka disebut saprofit. Saprofit menghancurkan sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang kompleks. Menguraikannya menjadi zat-zat kimia yang lebih sederhana, yang kemudian dikembalikan ke dalam tanah dan akan meningkatkan kesuburan tanah. Jadi mereka bisa sangat menguntungkan manusia. Sebaliknya mereka juga dapat merugikan kita bilamana mereka membusukkan kayu, tekstil, makanan dan bahan-bahan lain. cendawan saprofitik juga penting dalam fermentasi industri misalkan pembuatan bir, minuman anggur dan produksi antibiotik seperti penisilin. Peragian adonan dan pemasakan beberapa keju juga tergantung kepada kegiatan cendawan.
1. Morfologi Jamur
Pada umumnya jamur dibagi menjadi 2 yaitu: khamir (Yeast) dan kapang (Mold).
a. Khamir.
Khamir adalah bentuk sel tunggal dengan pembelahan secara pertunasan. Khamir mempunyai sel yang lebih besar daripada kebanyakan bakteri, tetapi khamir yang paling kecil tidak sebesar bakteri yang terbesar.khamir sangat beragam ukurannya,berkisar antara 1-5 μm lebarnya dan panjangnya dari 5-30 μm atau lebih.Biasanya berbentuk telur,tetapi beberapa ada yang memanjang atau berbentuk bola. Setiap spesies mempunyai bentuk yang khas, namun sekalipun dalam biakan murni terdapat variasi yang luas dalam hal ukuran dan bentuk.Sel-sel individu, tergantung kepada umur dan lingkungannya. Khamir tidak dilengkapi
flagellum atau organ-organ penggerak lainnya.
1). Khamir Murni
Adalah khamir yang dapat berkembang biak dengan cara seksual dengan pembentukan askospora khamir ini diklasifikasikan sebagai Ascomycetes (Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces carlbergesis, Hansenula anomala, Nadsonia sp).
2).Khamir Liar
Adalah khamir murni yang biasanya terdapat pada kulitanggur. Khamir ini mungkin digunakan dalam proses fermentasi, meskipun galur yang diperbaiki telah dikembangkan yang menghasilkan anggur dengan rasa yang lebih enak dengan bau yang lebih menyenangkan. Khamir liar yang ada dikulit anggur dimatikan dengan penambahan dioksida belerang pada buah anggur yang telah dihancurkan. Inokulum galur khamir yang dikehendaki ditambahkan kemudian untuk memfermentasi air perasan anggur.
3). Khamir Atas
Adalah khamir murni yang cenderung memproduksi gas sangat cepat sewaktu fermentasi,sehingga khamir itu dibawa kepermukaan. Khamir atas mencakup khamir yang digunakan dalam pembuatan roti,untuk kebanyakan anggur minuman dan bir inggris (Saccharomyces cereviceae).
4). Khamir Dasar
Adalah khamir murni yang memproduksi gas secara lebih lamban pada bagian awal fermentasi. Jadi sel khamir cenderung untuk menetap pada dasar. Galur terpilih digunakan dalam industri bir lager (Saccharomyces carlsbergensis).
5). Khamir Palsu atau Torulae
Adalah khamir yang didalamnya tidak terdapat atau dikenal tahap pembentukan spora seksual. Banyak diantaranya yang penting dari segi
medis (Cryptococcus neoformans, Pityrosporum ovale, Candida albicans).
b.Kapang.
Tubuh atau talus suatu kapang pada dasarnya terdiri dari 2 bagian miselium dan spora (sel resisten, istirahat atau dorman). Miselium merupakan kumpulan beberapa filamen yang dinamakan hifa. Setiap hifa lebarnya 5-10 μm, dibandingkan dengan sel bakteri yang biasanya berdiameter 1 μm. Disepanjang setiap hifa terdapat sitoplasma bersama.
Ada 3 macam morfologi hifa:
1.    Aseptat atau senosit, hifa seperti ini tidak mempunyai dinding sekat atau septum.
2.    Septat dengan sel-sel uninukleat, sekat membagi hifa menjadi ruang-ruang atau sel-sel berisi nucleus tunggal. Pada setiap septum terdapat pori ditengah-tengah yang memungkinkan perpindahan nucleus dan sitoplasma dari satu ruang keruang yang lain.setiap ruang suatu hifa yang bersekat tidak terbatasi oleh suatu membrane sebagaimana halnya pada sel yang khas, setiap ruang itu biasanya dinamakan sel.
3.     Septat dengan sel-sel multinukleat, septum membagi hifa menjadi sel-sel dengan lebih dari satu nukleus dalam setiap ruang.
Kapang lendir merupakan sekumpulan mikroorganisme yang heterogen. Pada kapang lendir terdapar ciri-ciri hewan dan tumbuhan. Fase vegetatif atau somatic yang aselular dan merayap jelas mempunyai struktur dan fisiologi seperti binatang, struktur reproduktifnya seperti tumbuhan,yaitu menghasilkan spora yang terbungkus dinding yang nyata.gabungan fase seperti binatang dan seperti tumbuhan dalam satu daur hidup merupakan ciri pembeda kapang lendir. Ada 4 tipe kapang lendir yang berbeda dalam struktur dan fisiologi serta masing-masing mempunyai daur hidup yang khas yaitu kapang lendir sejati (Myxomycetes), kapang lendir endoparasit (Plasmodiophoromycetes), kapang lendir jaring (Labyrinthulales), kapang lendir selular (Acraciales).
Fungi atau cendawan adalah organisme heterotrof, mereka memerlukan senyawa organik untuk nutrisinya.Bila mereka hidup dari benda organik mati yang terlarut, mereka disebut saprofit. Saprofit menghancurkan sisa tumbuhan dan hewan yang kompleks, menguraikannya menjadi zat-zat kimia yang lebih sederhana, kemudian dikembalikan kedalam tanah, dan selanjutnya meningkatkan kesuburannya. Jadi mereka sangat menguntungkan bagi manusia.sebaliknya mereka juga dapat merugikan kita bilamana mereka membusukkan kayu, tekstil, makanan dan bahan-bahan yang lain. Cendawan saprofitik juga penting dalam fermentasi industri, misalnya  pembuatan bir, minuman anggur dan produksi antibiotic seperti penisilin, peragian adonan dan pemasakan beberapa keju juga tergantung kepada kegiatan cendawan.
2. Anatomi Jamur
Jamur tersusun dari benang-benang yang panjang yang dihubungkan bersama dari ujung keujung.Benang-benang itu disebut hifa.Banyak jamur mempunyai dinding sekat (septat) dalam hifanya yang membagi masingmasing hifa menjadi banyak sel dengan nucleus pada masing-masing sel, susunan semacam ini disebut sebagai hifa bersekat.Dalam beberapa klas fungi, benang-benang itu tidak mempunyai septat jadi kelihatan sebagai satu sel panjang yang mengandung banyak nucleus.hifa semacam ini disebut hifa senosit.
Ukuran sel yang menyusun hifa berbeda dari satu jamur satu dengan yang lain.yang besar dapat memiliki garis tengah 10-20 μm (berbeda sekali dengan sel bakteri ,yang bergaris tengah reta-rata (mikrometer). Panjang benang dapat berbeda tergatung pada sejumlah faktor tergantung pada sejumlah faktor seperti bagaimana jamur itu ditumbuhkan. Jamur juga memiliki hifa yang saling mmbelit untuk membentuk masa benang ( masa ini disebut miselium ) yang cukup besar untuk dilihat dengan mata telanjang. Miselium yang berbulu inilah yang memungkinkan jamur dikenal dengan mudah. Berbagai pigmen yang teramati pada jamur terdapat hanya setelah sporaspora dibentuk.
Pada suatu koloni jamur dibedakan atas adanya hifa yang menjalar dan hifa yang tidak menjalar. Hifa yang tegak menghasilkan alat-alat pembiak yang disebut spora. Jamur yang sederhana yang terdiri dari anyaman hifa yang disebut prolenkim atau pseudoprolenkim. Prolenkim adalah jaringan hifa yang kendor. Pseudoprolenkim adalah jaringan hifa yang lebih padat dan seragam. Seringkali ada anyaman hifa yang padat sekali dan berguna untuk mengatasi keadaan yang buruk disebut rizomorf. Stroma adalah jaringan hifa yang cukup kuat atau padat dan berfungsi sebagai bantalan tempat tumbuhnya bermacam-macam bagian lainnya. Anyaman hifa sepadat rizomorf yang berguna untuk mengatasi keadaan buruk disebut sklerotin. Pada jamur yang terdiri atas hifa yang tidak bersekat-sekat, inti tersebar dan tidak terikat pada suatu tempat tertentu. Hifa yang berinti banyak disebut senisit ( coenocyte ). Pada jamur yang bersifat parasit, zat makan dari inang dapat terserap oleh sel-sel jamur dengan jalan osmosis lewat dinding inang dan inti jamur. Tetapi ada juga parasit-parasit yang membentuk semacam akar ( haustoria ) yang masuk ke dalam sel inang untuk mengambil makanannya. Bentuk haustoria ada yang berupa suatu gelembung bertangkai, tidak bertangkai dan atau berupa suatu hifa yang bercabang-cabang.
3. Reproduksi Jamur
Spora aseksual,yang berfungsi untuk penyebarkan spesies dibentuk dalam jumlah besar. Ada banyak spora aseksual :
a.Konidiospora atau konidium.
Konidium yang kecil dan bersel satu disebut mikrokonidium. Konidium yang besar lagi bersel banyak dinamakan makrokonidium. Konidium dibentuk diujung atau disisi suatu hifa.
b. Sporangiospora.
Spora bersel ini terbentuk di dalam kantung yang disebut sporangium diujung hifa khusus (sporangiosfor). Aplanospora ialah sporangiospora nonmotil. Zoospora ialah sporangiospora yang motil,motilitasnya disebabkan oleh adanya flagelum.
c. Oidium atau artrospora.
Spora bersel satu ini terbentuk karena terputusnya sel-sel hifa.
d. Klamidospora.
Spora bersel satu yang berdinding tebal ini sangat resisten terhadap keadaan buruk,terbentuk dari sel-sel hifa somatik.
e. Blastospora.
Tunas atau kuncup pada sel-sel khamir disebut blastospora. Spora seksual, yang dihasilkan dari peleburan 2 nukleus. Terbentuk lebih jarang, lebih kemudian dan dalam jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan spora aseksual. Juga,hanya terbentuk dalam keadaan tertentu. Ada beberapa tipe spora seksual :
a. Askospora.
Spora bersel satu ini terbentuk didalam pundi atau kantung yang dinamakan askus. Biasanya terdapat 8 askospora didalam setiap askus.
b. Basidiospora.
Spora bersel satu ini terbentuk diantara struktur berbentuk gada yang dinamakan basidium.
c. Zigospora.
Zigospora adalah spora besar berdinding besar yang terbentuk apabila ujung-ujung dua hifa yang secara seksual serasi,disebut juga gametangia,pada beberapa cendawan melebur.
d. Oospora.
Spora ini terbentuk didalam struktur betina khusus yang disebut ooginium. Pembuahan telur,atau oosfer,oleh gamet jantan yang terbentuk didalam anteredium menghasilkan oospora. Dalam setiap oogonium dapat ada satu atau beberapa oosfer.
Spora aseksual dan seksual dapat dikitari oleh struktur pelundung yang sangat terorganisasi yang disebut tubuh buah. Tubuh buah aseksual diantaranya ialah aservulus dan piknidium. Tubuh buah seksual yang umum disebut peritesium dan apotesium.

2.3. VIRUS
Virus adalah parasit intraselular obligat. Virus memberikan perhatian pada satuan biologi yang dalam keadaan sendiri tidak memiliki kehidupan, sebab virus memanifestasikan kehidupan sendiri yang diukur oleh reproduksi hanya setelah berhasil memasuki sel inang yang rentan. Jadi virus berada dalam daerah somatik samar-samar antara hidup dan tidak hidup. Statusnya bergantung kepada apakah virus berkembang biak didalam sel yang rentan atau apakah virus berada dalam ekstraselular. Pemilahan viru dapat dilakukan berdasarkan ukuran, bentuk, susunan kimiawi, kisaran organisme yang diserang kerusakan ditimbulkan pada sel dan mengubah sifat genetik.
Virus mempunyai ukuran dan bentuk yang beraneka ragam, tetapi pada umumnya jelas dibawah batas penglihatan mikroskop cahaya. Ukuran virus dapat ditentukan dengan beberapa teknik, virus menduduki kisaran 20 hingga 250 nm (satu nanometer adalah sepermilyar meter). Jadi bakteri yang panjangnya 1 nm sama dengan 1000 nm. Tiga teknik dasar yang digunakan untuk menentukan ukuran virus adalah :
1.    Filtrasi melalui membran yang degradasi yang ukuran pori membrannya diketahui.
2.    Sentrifugasi kecepatan tinggi (100.000 kali lebih besar dari gravitasi)
3.    Pengamatan langsung dengan mikroskop elektron
Virus dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :
a. Virus Bakterial
Bakteriofage (atau sederhananya fage) yaitu virus yang menginfeksi bakteri dan hanya dapat bereproduksi didalam sel bakteri, ditemukan secara terpisah oleh Frederick W. T di Inggris pada tahun 1915 dan oleh Felix d’Herelle di institut Pasteur di Paris pada tahun 1917.
• Ciri-ciri umum
Virus bacterial tersebar luas di alam. Bagi kebanyakan (tidak semua) bakteri, ada fage. Dengan teknik yang sesuai, fage-fage ini dapat diisolasi dengan mudah di laboraturium. Bakteriofage seperti halnya semua virus, terdiri dari sebuah inti asam nukleat yang dikelilingi selubung protein. Virus bacterial terdapat dalam bentuk yang berbedabeda, meskipun banyak yang mempunyai ekor yang digunakannya untuk melewatkan asam nukleatnya ketika menginokulasi sel inang. Ada dua tipe utama virus bacterial yaitu litik atau virulen dan tenang (lisogenik) atau avirulen. Bila fage litik dan menginfeksi sel, sel tersebut memberikan
tanggapan dengan cara menghasilkan virus-virus baru dalam jumlah besar, yaitu pada akhir masa inkubasi, sel inang itu pecah atau mengalami lisis, melepaskan fage-fage baru untuk menginfeksi sel-sel inang yang lain. Hal ini disebut daur litik. Pada infeksi tipe tenang, akibatnya tidak sedemikian jelas. Asam nukleat virus itu dibawa dan direplikasikan didalam sel-sel bakteri dari satu generasi ke generasi yang lain tanpa terjadi lisis pada sel-selnya. Namun fage tenang dapat secara
mendadak menjadi virulen pada suatu generasi berikutnya dan menyebabkan lisis pada sel inangnya. Disamping itu, ada pula beberapa fage berbentuk filament yang hanya sekedar keluar dari sel tanpa mematikannya.
• Morfologi dan struktur
a. Morfologi
Mikroskop elektron telah memungkinkan ditentukannya ciri-ciri struktural virus bakterial. Semua fage mempunyai inti asam nukleat yang ditutupi oleh selubung protein atau kapsid. Kapsid ini tersusun dari sub unit – sub unit morfologis (seperti tampak pada mikroskop elektron) yang disebut kapsomer. Kapsomer terdiri dari sejumlah sub unit atau molekul protein yang disebut protomer. Struktur halus dan anatomis suatu bentuk morfologis umum bakteriofage yaitu satu kepala dan satu ekor.
Virus bakteri dapat dikelompokkan kedalam enam tipe morfologis, yaitu :
1.    Tipe yang paling rumit mempunyai kepala heksagonal, ekor yang kaku dengan seludang kontraktil dan serabut ekor.
2.    Serupa dengan yang pertama, tipe ini mempunyai kepala heksagonal tetapi tidak mempunyai seludang kontraktil, ekornya kaku dan mengenai serabut ekor ada yang mempunyai dan ada yang tidak.
3.    Tipe ini dicirikan oleh sebuah kepala heksagonal dan sebuah ekor yang lebih pendek daripada kepalanya. Ekornya itu tidak mempunyai seludang kontraktil dan mengenai serabut ekor ada yang mempunyai dan ada yang tidak.
4.     Tipe ini mempunyai sebuah kepala tanpa ekor dan kepalanya tersusun dari kapsomer besar.
5.    Tipe ini mempunyai sebuah kepala tanpa ekor, dan kepalanya tersusun dari kapsomer kecil.
6.    Tipe ini berbentuk filamen.
Tipe-tipe 1, 2 dan 3 menunjukkan morfologi yang unik bagi bakteriofage. Tipe-tipe morfologis dalam kelompok 4 dan 5 dijumpai pula pada virus tumbuhan dan hewan (termasuk serangga). Bentuk yang seperti filamen pada kelompok 6 dijumpai pada beberapa virus tumbuhan. Bentuk virus pada umumnya mengingatkan kita pada bentuk hablur, ada yang serupa kotak, berbidang banyak (polihedron), ada yang serupa bola dan ada yang serupa batang jarum. Tubuh virus terdiri atas kulit yang berupa protein sematamata dan isi tubuh ada yang berupa ADN saja atau ARN saja. Virus tanaman berisi ARN atau ADN, virus hewan dapat mengandung ARN atau ADN sedang fage berisi ADN
Bentuk dan isi berbagai virus dapat diikhtisarkan sebagai berikut :
VIRUS         UKURAN         BENTUK     ASAM NUKLEAT
Mosaik tembakau     180 X 300 Å         Jarum             ARN
Kerdil tomat         300 Å            Bola             ARN
Poliomielytis         270 Å             Bola             ARN
Influenza         800 Å             Bola             ARN
cacar             280 X 220 X 220 Å     Kotak             AND

b. Struktur fage
Fage seperti halnya semua virus, dijumpai dalam dua bentuk struktural yang mempunyai simetri kubus atau helikal. Pada penampilan keseluruhan, fage kubus adalah bentuk pada teratur,atau lebih spesifiknya polihedra (tunggal, polyhedron) sedangkanfage helikal berbentuk batang. Virus T (fage T) terdiri atas kepala, ekor, dan benang-benang ekor. Diameter kepala 50 – 65 mμ, sedang panjangnya sampai 100 mμ.
panjang ekor kira-kira 100 mμ juga ukuran ini berbeda bagi masingmasingT.
Beberapa Bakteriofage Escherichia coli
Kelompok bakteriofage yang diteliti paling ekstensif adalah fagekoli, dinamakan demikian karena menginfeksi Escherichia coli galur B yang non motil.
• Isolasi dan kultivasi virus bakterial
Virus bacterial mudah diisolasi dan dikultivasi pada biakan bakteri yang mudah dan sedang tumbuh aktif dalam kaldu atau cawan agar. Pada biakan cair, melisisnya bakteri dapat menyebabkan suatu biakan yang keruh menjadi jernih. Sedangkan pada biakan cawan agar, akan tampak oleh mata biasa daerah-daerah yang jernih atau plak (plaque). Persyaratan utama bagi isolasi dan kultivasi fage ialah harus adanya kondisi optimum untuk pertumbuhan organisme inangnya. Sumber bakteriofage yang paling baik dan paling umum ialah habitat inang. Sebagai contoh, fagekoli atau fage-fage lain yang patogenik bagi bakteri lain yang dijumpai didalam saluran pencernaan dapat diisolasi dengan paling baik dari limbah atau pupuk kandang. Hal ini dilakukan dengan sentrifugasi atau filtrasi bahan sumbernya dan penambahan kloroform untuk membunuh sel-sel bakterinya.
• Reproduksi virus bakterial
Banyak dari apa yang diketahui mengenai reproduksi bakteriofage telah diperoleh dari penelitian mengenai fage-fage T yang bernomor genap yang virulen pada E. coli (T2, T3, T6). Kita akan menggunakan fage-fage ini sebagai suatu model untuk membahas reproduksi fage.
Adsorpsi dan penetrasi
Langkah pertama pada reproduksi suatu bakteriofage ialah adsorpsi. Disini ujung ekor virus menjadi melekat pada dinding sel. Pelekatan itu khusus bagi virus-virus tertentu tersebut dan bakteri yang rentan mempunyai konfigurasi molekular yang komplementer pada situs-situs penerimanya yang berlawanan.
Bila terlampau banyak fage melekat pada bakteri itu dan menembusnya, maka mungkin terjadi lisis prematur, yang tidak di sertai pembentukan virus-virus baru. Penetrasi yang sesungguhnya oleh fage ke dalam sel inang bersifat mekanis, tetapi mungkin dipermudah oleh suatu enzim, lisozim, yang dibawa pada ekor fage yang mencernakan dinding sel. Penetrasi tercapai bila :
1.    Serabut ekor virus melekat pada sel dan ekor terikat erat pada diding sel.
2.    Seludang sel berkontraksi, mendorong inti ekor kedalam sel melalui dinding sel danmembran sel.
3.    Virus itu menginfeksikan DNAnya seperti sebuah alat suntik menyuntikkan vaksin.
Seludang proteinnya yang berbentuk kepala fage dan struktur ekor virus tetap tertinggal diluar sel. Setelah melakukan penetrasi virus berikutnya melakukan replikasi yang diikuti dengan siklus yang dimilliki (lisogenik atau litik).
• Lisogeni
Tidak semua infeksi pada sel bakteri fage berlangsung sebagaimana diuraikan diatas untuk menghasilkan lebih banyak partikel virus dan berakhiran dengan lisis. Suatu hubungan yang sama sekali berbeda dikenal sebagai lisogeni, dapat berkembang antara virus dan bakteri inangnya. Pada lisogeni DNA virus fage tenang itu tidak mengambil alih fungsi gen-gen sel tetapi menjadi tergabung ke dalam DNA inang dan menjadi profage pada kromosom bakteri, berlaku seperti gen. Pada keadaan ini bakteri itu bermetabolisme dan berbiak secara normal, dengan DNA virusnya diteruskan kepada setiap sel anak semua generasi
berikutnya. Tetapi, kadang-kadang karena alasan-alasan yang belum diketahui, DNA virus itu terlepas dari kromosom inang dan terjadilah daur litik. Proses ini disebut induksi spontan.
b. Virus Hewan dan Tumbuhan
Seperti halnya bakteriofage, virion hewan dan tumbuhan tersusun dari suatu inti asam nukleat yang terletak di tengah dikelilingi oleh suatu kapsid yang terbuat dari kapsomer-kapsomer. Semua virion memiliki struktur simetri sejati. Namun pada beberapa virus hewan, nukleokapsid (asam nukleat dan kapsid) dibungkus oleh suatu membran luar yang disebut sampul, yang terbuat dari lipoprotein dan menyembuntikan simetri ini. Virion yang mempunyai sampul peka terhadap pelarut lemak seperti eter dan kloroform. Kemampuan menginfeksinya dilumpuhkan oleh pelarut semacam ini. Virus yang tidak bercampur disebut virion bugil. Virus-virus ini tidak terpengaruh oleh pelarut lemak.
Virus-virus hewan dan tumbuhan sangat beragam ukuran serta bentuknya. tetapi tidak mempunyai morfologi berudu yang khas seperti pada beberapa
bakteriofage. Ukuran dan bentuk merupakan ciri khas bagi setiap tipe virus. Ukuran virion berkisar dari 10 sampai 300 nm.
1. Morfologi
Virus hewan dan tumbuhan dapat diklasifikasikan ke dalam empat kelompok, berdasarkan pada morfologi keseluruhan sebagai berikut :
a). Ikosahedral
Contoh-contohnya ialah poliovirus dan adenovirus masing-masing merupakan penyebab penyakit polio dan infeksi saluran pernafasan.
b). Helikal
Virus rabies merupakan salah satu contohnya, banyak virus tumbuhan yang berbentuk heliks.
c). Bersampul
Nukleokapsid bagian dalam virus ini yang dapat berbentuk ikosahedral ataupun helikal dikelilingi oleh sampul seperti membrane. Beberapa sampul mempunyai proyeksi permukaan yang disebut duri yang terbuat dari glikoprotein (protein dengan gugusan-gugusan karbohidrat). Kehadirannya biasanya dihubungkan dengan kemampuan virion beraglutinasi (menggumpal) dengan eritrosit atau sel-sel darah merah. Virion bersampul bersifat pleomorfik (terbentuk beragam) karena sampul itu tidak kaku. Didalam suatu virus bersampul seperti virus influenza, nukleokapsidnya bergelung didalam sampul.
d). Kompleks
Beberapa virus mempunyai struktur yang rumit sebagai contoh virus stomatitis vesiculer (patogen pada ternak) berbentuk peluru dan bagian luar virion mempunyai duri-duri seperti yang dijumpai pada sampul. Virus cacar (seperti virus vaksinia, virus yang avirulen atau tidak infektif yang digunakan untuk vaksinasi
terhadap penyakit cacar) tidak memiliki kapsid yang dapat dikenali dengan jelas. Tetapi mempunyai beberapa selubung yang mengelilingi asam nukleat.
2. Stuktur dan Komposisi
Seperti halnya bakteriofage virion hewan dan tumbuhan tersusun dari suatu inti asam nukleat yang terletak ditengah dikelilingi oleh kapsid, yang terbuat dari kapsomer-kapsomer. Semua virion mempunyai struktur simetri sejati, namun pada beberapa virus hewan nukleokapsid (asam nukleat dan kapsid) dibungkus oleh suatu membrane luar yang disebut sampul, yang terbuat dari lipoprotein dan menyembunyikan simetri ini. Virion yang mempunyai sampul peka terhadap pelarut lemak seperti eter dan kloroform. Kemampuan menginfeksinya dilumpuhkan oleh pelarut semacam ini. Virus yang tidak bersampul disebut virion bugil. Virus-virus ini tidak terpengaruh oleh pelarut lemak.
a. Asam nukleat
Seperti halnya bakteriofage virus-virus ini hewan dan tumbuhan mengandung DNA atau RNA. Tetapi virion yang sama tidak dapat mengandung kedua-duanya. Hal ini tentunya berbeda dengan semua bentuk kehidupan selular yang tanpa perkecualian, mengandung kedua tipe asam nukleat dalam setiap sel. Ada empat jenis asam nukleat yang mungkin yaitu :
– DNA berutasan tunggal
– RNA berutasan tunggal
– DNA berutasan ganda
– RNA berutasan ganda
Keempat tipe itu telah dijumpai pada virus hewan. Pada virus tumbuhan telah dijumpai RNA berutasan tunggal dan ganda dan juga DNA berutasan tunggal. Disamping itu, struktur asam nukleat di dalam virion dapat lurus atau bundar. Sebagai contoh virus simian pembentuk vakuola 40 (sv 40) yang di jumpai pada sel-sel ginjal kera, mempunyai DNA bundar berutasan ganda. Sedangkan virus herpes,mempunyai DNA lurus berutasan ganda.
b. Protein
Merupakan komponen kimiawi utama yang lain pada virus, dan merupakan bagian yang terbesar dari kapsid. Banyak virus yang kini telah diketahui mengandung suatu enzim atau enzim-enzim yang berfungsi dalam replikasi komponen-komponen asam nukleatnya. Beberapa virion dapat mengandung suatu enzim khusus yang menggunakan RNA virus sebagai model untuk mensintesis utasan RNA kedua yang dapat mengarahkan sel-sel inang untuk membuat virus. Virus tumor RNA mengandung suatu enzim yang mensintesis utasan DNA dengan menggunakan genom RNA virus sebagai acuan.
c. Lipid
Berbagai ragam senyawa lipid (lemak) telah ditemukan pada virus. Senyawa-senyawa ini meliputi fosfolipid, glikolipid, lemak-lemak alamiah, asam lemak aldehide lemak dan kolesterol, fosfolipid adalah substansi lipid yang predominan dan dijumpai pada sampul virus.
d. Karbohidrat
Semua virus mengandung karbohidrat karena asam nukleatnya itu sendiri mengandung ribose dan deoksiribose. Beberapa virus hewan bersampul, seperti virus influenza dan miksovirus yang lain, pada umumnya terdapat duri-duri yang terbuat dari glikoprotein. Keberadaan mikroorganisme merupakan bukti empiris (faktual) kebesaran Allah SWT sebagai Maha Pencipta. Berdasarkan Alqur’an tentang bukti-bukti kebesaran Allah SWT dalam kehidupan alam semesta seperti tersirat dalam surat AN NAHL ayat 13 dan surat THAAHAA ayat 6, yang berbunyi:
“Wamaadzaroalakum fil ardhi muhtalifan alwaa nuhu inna fii dzaalika la aayatal liqoumiyyadzakruuna”
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.
“Lahumaafiisamaawaati wamaa fil ardhi wamaa baynahumaa wamaa tahtassaroo”.
Kepunyaan-Nya-lah semua yang ada di langit, semua yang ada di bumi, semua yang di antara keduanya dan semua yang di bawah tanah.

11/08/2010 Posted by | MIKROBIOLOGI | 5 Komentar