BIOLOGI ONLINE

blog pendidikan biologi

Anemia megaloblastik

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Anemia berarti kekurangan sel darah merah, yang dapat disebabkan oleh hilangnya darah yang terlalu cepat atau karena terlalu lambatnya produksi sel darah merah. Pada anemia berat, viskositas darah dapat turun hingga 1,5 kali air, normalnya sekitar tiga kali air. Sehingga dapat disimpulkan bahwa konsentrasi sel darah merah mempengaruhi viskositas darah. Hal ini mengurangi tahanan

terhadap aliran darah dalam pembuluh perifer, sehingga jumlah darah yang mengalir melalui jaringan dan kemudian kembali lagi menuju ke jantung menjadi jauh lebih normal.

Bila penderita anemia mulai berkuat, jantung tidak mampu memompa jumlah darah lebih banyak daripada jumlah yang dipompa sebelumnya. Akibatnya selama keadaan anemia ini berkuat, dimana terjadi peningkatan kebutuhan jaringan akan oksigen, dapat timbul hipoksia jaringan yang serius dan sering terjadi gagal jantung yang akut.

Seseorang dikatakan anemia jika hematokritnya (persen eritrosit dalam darah) kurang dari 40. Adapun hematokrit normal adalah sekitar 40-60. Penderita anemia berat bisa tanpa gejala, tetapi penderita anemia ringan bisa sangat lemah. Hal ini dipengaruhi oleh empat faktor utama, yaitu cepat timbulnya anemia, derajat anemia, umur penderita dan kurva disosiasi oksigen hemoglobin.

Gejalanya antara lain sesak napas, lemah, mengantuk, palpitasi dan sakit kepala. Pada orang tua dapat ditemukan gejala penyakit jantung dan kebingungan. Melihat seriusnya akibat yang ditimbulkan oleh anemia, maka perlu diketahui berbagai hal tentang anemia. Salah satunya adalah klasifikasi anemia. Anemia dapat dibedakan berdasarkan morfologi dan sebab atau etiologinya. Klasifikasi morfologi berdasarkan bentuk dari eritrosit yang mengalami kelainan, sedangkan berdasarkan etiologi ditinjau penyebab terjadinya anemia.

1.2 Rumusan masalah

Apa penyebab penyakit anemia megaloblastik dan bagaimana cara penanganan akibat penyakit anemia itu sendiri?

1.3 Tujuan

a. Utuk mengetahui definisi penyakit anemia megaloblastik

b. Untuk mengetahui penyebab penyakit anemia megaloblastik

c. Untuk mengetahui cara pengobatan penyakit anemia megaloblastik

d. Untuk mengetahui klasifikasi penyakit anemia megaloblastik itu sendiri

BAB II

DATA ANALISA

2.1 Klasifikasi Penyakit Anemia Megaloblastik

Anemia dapat juga diklasifikasikan menurut etiologinya. Defisiensi defisiensi vitamin B12 dan defisiensi asam folat. Penyebab utama yang dipikirkan adalah

(1) meningkatnya kehilangan sel darah merah dan

(2) penurunan atau gangguan pembentukan sel.

Meningkatnya kehilangan sel darah merah dapat disebabkan oleh perdarahan atau oleh penghancuran sel. Perdarahan dapat disebabkan oleh trauma atau tukak, atau akibat pardarahan kronik karena polip pada kolon, penyakit-penyakit keganasan, hemoriod atau menstruasi. Penghancuran sel darah merah dalam sirkulasi, dikenal dengan nama hemolisis, terjadi bila gangguan pada sel darah merah itu sendiri yang memperpendek

Hidupnya atau karena perubahan lingkungan yang mengakibatkan penghancuran sel darah merah. Keadaan dimana sel darah merah itu sendiri terganggu adalah:

1. hemoglobinopati, yaitu hemoglobin abnormal yang diturunkan, misal nya anemia sel sabit

2. gangguan sintetis globin misalnya talasemia

3. gangguan membran sel darah merah misalnya sferositosis herediter

4.defisiensi enzim misalnya defisiensi G6PD (glukosa 6-fosfat dehidrogenase).

Malnutrisi, malabsorbsi, penurunan intrinsik faktor (aneia rnis st gastrektomi) infeksi parasit, penyakit usus dan keganasan, agen kemoterapeutik, infeksi cacing pita, makan ikan segar yang terinfeksi, pecandu alkohol.

Sintesis DNA terganggu

Gangguan maturasi inti sel darah merah

Megaloblas (eritroblas yang besar)

Eritrosit immatur dan hipofungsi

2.2 Deskripsi dan Gambar Penyakit Anemia Megaloblastik

Menurut (hoffbrand, pettit & moss 2005), anemia bersifat makrostik (MCV >95 fl dan sering mencapai 120-140 fl pada kasus berat) dan makrosit tersebut biasanya berbentuk oval. Perhitungan retikulosit memperlihatkan hasil yang rendah, dan jumlah leukosit serta trombosit total mungkin turun sedikit, khususnya pada pasien anemia berat. Suatu proporsi netrofil memperlihatkan adanya hipersegmentasi inti (dengan enam atau lebih lobus). Sumsum tulang biasanya hiperselular, dan eritroblas berukuran besar serta menujukan kegagalan pematangan inti dengan inti yang mempertahankan pola kromatin berlubang-lubang, halus dan berbercak, tetapi hemoglobinisasinya normal. Adanya metamielosit raksasa dan berbentuk abnormal adalah khas pada penyakit ini.

Bilirubin indirek, hidroksibutirat, dan laktat dehidrogenase (LDH) serum smeuanya meningkat akibat pemecahan sum-sum tulang.
Folat serum dan folat eritrosit rendah pada anemia megaloblastik yang disebakan oleh defisiensi folat. Pada defisiensi B12, folat serum cenderung meningkat, tetapi folat eritrosit menurun. Walaupun demikian, tanpa adanya defisiensi  B12, folat eritrosit adalah petunjuk folat dalam jaringan yang lebih akurat dibandingkan dengan folat serum (hoffbrand, pettit & moss 2005). Menurut (Soenarto 2001), kadar serum normal dari asam folat berkisar antara 6-20 ng/ml; nilai sama atau dibawah 4 ng/ml secara umum dipertimbangkan untuk diagnostik dari deefisiensi folat.

05/21/2011 Posted by | Uncategorized | Tinggalkan komentar

”KASUS YANG BERHUBUNGAN DENGAN PEMECAHAN DILEMA ETIK”

Pemecahan Dilema Etik dalam Kasus Penderitaan Klien dan Euthanasia Pasif

KASUS :

Seorang wanita berumur 50 tahun menderita penyakit kanker payudara terminal dengan metastase yang telah resisten terhadap tindakan kemoterapi dan radiasi. Wanita tersebut mengalami nyeri tulang yang hebat dimana sudah tidak dapat lagi diatasi dengan pemberian dosis morphin intravena. Hal itu ditunjukkan dengan adanya rintihan ketika istirahat dan nyeri bertambah hebat saat wanita itu mengubah posisinya. Walapun klien tampak bisa tidur namun ia sering meminta diberikan obat analgesik, dan keluarganya pun meminta untuk dilakukan penambahan dosis pemberian obat analgesik. Saat dilakukan diskusi perawat disimpulkan bahwa penambahan obat analgesik dapat mempercepat kematian klien.

Kasus di atas merupakan salah satu contoh masalah dilema etik (ethical dilemma). Dilema etik merupakan suatu masalah yang sulit dimana tidak ada alternatif yang memuaskan atau suatu situasi dimana alternatif yang memuaskan dan tidak memuaskan sebanding. Dalam dilema etik tidak ada yang benar atau salah. Untuk membuat keputusan yang etis, seseorang harus tergantung pada pemikiran yang rasional dan bukan emosional. Kerangkan pemecahan dilema etik banyak diutarakan dan pada dasarnya menggunakan kerangka proses keperawatan / pemecahan masalah secara ilmiah (Thompson & Thompson, 1985).

Kozier et. al (2004) menjelaskan kerangka pemecahan dilema etik sebagai berikut :

  1. Mengembangkan data dasar

  2. Mengidentifikasi konflik

  3. Membuat tindakan alternatif tentang rangkaian tindakan yang direncanakan dan mempertimbangkan hasil akhir atau konsekuensi tindakan tersebut

  4. Menentukan siapa pengambil keputusan yang tepat

  5. Mendefinisikan kewajiban perawat

  6. Membuat keputusan

PEMECAHAN KASUS DILEMA ETIK
1. Mengembangkan data dasar :

a. Orang yang terlibat : Klien, keluarga klien, dokter, dan perawat
b.Tindakan yang diusulkan : tidak menuruti keinginan klien untuk memberikan penambahan dosis morphin.
c.Maksud dari tindakan tersebut : agar tidak membahayakan diri klien
d.Konsekuensi tindakan yang diusulkan, bila tidak diberikan penambahan dosis morphin, klien dan keluarganya menyalahkan perawat dan apabila keluarga klien kecewa terhadap pelayanan di bangsal mereka bisa menuntut ke rumah sakit.

2. Mengidentifikasi konflik akibat situasi tersebut :
Penderitaan klien dengan kanker payudara yang sudah mengalami metastase mengeluh nyeri yang tidak berkurang dengan dosis morphin yang telah ditetapkan. Klien meminta penambahan dosis pemberian morphin untuk mengurangi keluhan nyerinya. Keluarga mendukung keinginan klien agar terbebas dari keluhan nyeri. Konflik yang terjadi adalah :
a.Penambahan dosis pemberian morphin dapat mempercepat kematian klien.
b.Tidak memenuhi keinginan klien terkait dengan pelanggaran hak klien.

3.Tindakan alternatif tentang rangkaian tindakan yang direncanakan dan konsekuensi tindakan tersebut

a. Tidak menuruti keinginan pasien tentang penambahan dosis obat pengurang nyeri.
Konsekuensi :
1)Tidak mempercepat kematian klien
2)Keluhan nyeri pada klien akan tetap berlangsung
3)Pelanggaran terhadap hak pasien untuk menentukan nasibnya sendiri
4)Keluarga dan pasien cemas dengan situasi tersebut
b. Tidak menuruti keinginan klien, dan perawat membantu untuk manajemen nyeri.
Konsekuensi :
1)Tidak mempercepat kematian pasien
2)Klien dibawa pada kondisi untuk beradaptasi pada nyerinya (meningkatkan ambang nyeri)
3)Keinginan klien untuk menentukan nasibnya sendiri tidak terpenuhi
c. Menuruti keinginan klien untuk menambah dosis morphin namun tidak sering dan apabila diperlukan. Artinya penambahan diberikan kadang-kadang pada saat tertentu misalnya pada malam hari agar klien bisa tidur cukup.

Konsekuensi :
1) Risiko mempercepat kematian klien sedikit dapat dikurangi
2) Klien pada saat tertentu bisa merasakan terbebas dari nyeri sehingga ia dapat cukup beristirahat.
3) Hak klien sebagian dapat terpenuhi.
4) Kecemasan pada klien dan keluarganya dapat sedikit dikurangi.

4. Menentukan siapa pengambil keputusan yang tepat :
Pada kasus di atas dokter adalah pihak yang membuat keputusan, karena dokterlah yang secara legal dapat memberikan ijin penambahan dosis morphin. Namun hal ini perlu didiskusikan dengan klien dan keluarganya mengenai efek samping yang dapat ditimbulkan dari penambahan dosis tersebut. Perawat membantu klien dan keluarga klien dalam membuat keputusan bagi dirinya. Perawat selalu mendampingi pasien dan terlibat langsung dalam asuhan keperawatan yang dapat mengobservasi mengenai respon nyeri, kontrol emosi dan mekanisme koping klien, mengajarkan manajemen nyeri, sistem dukungan dari keluarga, dan lain-lain.

5. Mendefinisikan kewajiban perawat
a.Memfasilitasi klien dalam manajemen nyeri
b.Membantu proses adaptasi klien terhadap nyeri / meningkatkan ambang nyeri
c.Mengoptimalkan sistem dukungan
d.Membantu klien untuk menemukan mekanisme koping yang adaptif terhadap masalah yang sedang dihadapi
e.Membantu klien untuk lebih mendekatkan diri kepada Tuhan Yang Maha Esa sesuai dengan keyakinannya

6. Membuat keputusan
Dalam kasus di atas terdapat dua tindakan yang memiliki risiko dan konsekuensi masing-masing terhadap klien. Perawat dan dokter perlu mempertimbangkan pendekatan yang paling menguntungkan / paling tepat untuk klien. Namun upaya alternatif tindakan lain perlu dilakukan terlebih dahulu misalnya manajemen nyeri (relaksasi, pengalihan perhatian, atau meditasi) dan kemudian dievaluasi efektifitasnya. Apabila terbukti efektif diteruskan namun apabila alternatif tindakan tidak efektif maka keputusan yang sudah ditetapkan antara petugas kesehatan dan klien/ keluarganya akan dilaksanakan.

DISKUSI :

Suatu intervensi medis yang bertujuan untuk mengurangi penderitaan klien namun dapat mengakibatkan kematian klien atau membantu pasien bunuh diri disebut sebagai euthanasia aktif. Di Indonesia hal ini tidak dibenarkan menurut undang-undang, karena tujuan dari euthanasia aktif adalah mempermudah kematian klien. Sedangkan euthanasia pasif bertujuan untuk mengurangi rasa sakit dan penderitaan klien namun membiarkannya dapat berdampak pada kondisi klien yang lebih berat bahkan memiliki konsekuensi untuk mempercepat kematian klien. Walaupun sebagian besar nyeri pada kanker dapat ditatalaksanakan oleh petugas kesehatan profesional yang telah dilatih dengan manajemen nyeri, namun hal tersebut tidak dapat membantu sepenuhnya pada penderitaan klien tertentu. Upaya untuk mengurangi penderitaan nyeri klien mungkin akan mempercepat kematiannya, namun tujuan utama dari tindakan adalah untuk mengurangi nyeri dan penderitaan klien.

PRINSIP LEGAL DAN ETIK :

  1. Euthanasia (Yunani : kematian yang baik) dapat diklasifikasikan menjadi aktif atau pasif. Euthanasia aktif merupakan tindakan yang disengaja untuk menyebabkan kematian seseorang. Euthanasia pasif merupakan tindakan mengurangi ketetapan dosis pengobatan, penghilangan pengobatan sama sekali atau tindakan pendukung kehidupan lainnya yang dapat mempercepat kematian seseorang. Batas kedua tindakan tersebut kabur bahkan seringkali merupakan yang tidak relevan.

  2. Menurut teori mengenai tindakan yang mengakibatkan dua efek yang berbeda, diperbolehkan untuk menaikkan derajat/dosis pengobatan untuk mengurangi penderitaan nyeri klien sekalipun hal tersebut memiliki efek sekunder untuk mempercepat kematiannya.

  3. Prinsip kemanfaatan (beneficence) dan tidak merugikan orang lain (non maleficence) dapat dipertimbangkan dalam kasus ini. Mengurangi rasa nyeri klien merupakan tindakan yang bermanfaat, namun peningkatan dosis yang mempercepat kematian klien dapat dipandang sebagai tindakan yang berbahaya. Tidak melakukan tindakan adekuat untuk mengurangi rasa nyeri yang dapat membahayakan klien, dan tidak mempercepat kematian klien merupakan tindakan yang tepat (doing good).

DAFTAR PUSTAKA:

  • Kozier B., Erb G., Berman A., & Snyder S.J, (2004), Fundamentals of Nursing Concepts, Process and Practice 7th Ed., New Jersey: Pearson Education Line

  • Taylor C., Lilies C., & Lemone P. (1997), Fundamentals of Nursing, Philadelphia : Lippincott

05/21/2011 Posted by | Uncategorized | 1 Komentar

Teknologi Rekayasa Chitosan ++ sebagai Pengawet dan Peningkat Kadar Protein pada Tahu

  1. A.      JUDUL PROGRAM

Teknologi Rekayasa Chitosan ++ sebagai Pengawet dan Peningkat Kadar Protein pada Tahu

 

  1. B.       LATAR BELAKANG MASALAH

Potensi perairan di Indonesia kaya dengan berbagai jenis invertebrata misalnya udang. Udang merupakan bahan makanan yang mengandung protein (21%), lemak (0,2%), vitamin A dan B1, dan mengandung mineral seperti  zat kapur dan fosfor.  Udang dapat diolah dengan beberapa cara seperti udang beku, udang kering, udang kaleng, dan lain-lain (Goligo, 2009).

Sebagai penghasil udang dengan nilai ekspor yang tinggi Jawa Timur memproduksi udang beku sebesar 47.807,788 ton atau setara dengan US$ 368.644.445,41 pada tahun 2005 (Dinas Kelautan dan Perikanan Jawa Timur, 2005). Dari proses pembekuan, 40% dari berat udang menjadi limbah (bagian kulit dan kepala) (Rekso, 2001). Di Indonesia udang mengalami proses “cold storage” yaitu bagian kepala, ekor, dan kulit dibuang sebagai limbah.

Limbah udang ini dapat mencemari lingkungan di sekitar pabrik sehingga perlu dimanfaatkan. Selama ini kulit udang hanya dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan kerupuk, terasi, dan suplemen bahan makanan ternak. Padahal 20-30% limbah tersebut mengandung senyawa chitin yang dapat diubah menjadi chitosan (Haryani dkk, 2007).

           Chitin dalam cangkang udang, terdapat sebagai mukopoli sakarida yang berikatan dengan garam-garam anorganik, terutama kalsium karbonat (CaCO3), protein dan lipida termasuk pigmen-pigmen. Oleh karena itu untuk memperoleh chitin dari cangkang udang melibatkan proses-proses pemisahan protein (deproteinasi) dan pemisahan mineral (demineralisasi), sedangkan untuk mendapatkan chitosan dilanjutkan dengan proses deasetilasi. Chitosan sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan pengawet makanan, karena chitosan memiliki polikation bermuatan positif sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikroba (Wardaniati, 2009) dan mampu berikatan dengan senyawa-senyawa yang bermuatan negatif seperti protein, polisakarida, asam nukleat, logam berat dan lain-lain (Murtini dkk, 2008). Selain itu, molekul chitosan memiliki gugus N yang mampu membentuk senyawa amino yang merupakan komponen pembentukan protein (Irianto dkk, 2009)  dan memiliki atom H pada gugus amina yang memudahkan chitosan berinteraksi dengan air melalui ikatan hidrogen (Rochima, 2009).

           Menurut Hardjito (2006) pada prinsipnya untuk mengawetkan makanan  membutuhkan  chitosan dengan konsentrasi 1,5 % (dalam 1 liter air dibutuhkan 15 gram chitosan) sedangkan aplikasi chitosan sebagai bahan pengawet dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pencampuran dan perendaman pada bahan pangan. Salah satu penelitian tentang aplikasi chitosan dengan cara perendaman yaitu penelitian yang telah dilakukan oleh Hardjito (2006) dan hasilnya menunjukkan bahwa tahu yang telah diberi chitosan dengan konsentrasi 1,5% mempunyai rasa, bau, tekstur yang hampir sama dengan tahu tanpa pemberian chitosan, dan tahu mampu bertahan selama tiga hari yaitu cukup dicelup (dip) selama 5-10 menit dalam larutan chitosan lalu dipindah ke rendaman air biasa saat pengangkutan.

Menurut Standar Industri Indonesia (1992) tahu merupakan suatu produk berupa padatan lunak yang dibuat melalui proses pengolahan kedelai (Glycine sp) dengan cara pengendapan proteinnya dengan atau tanpa penambahan bahan lain yang diijinkan (Farida, 2002).  Suciati (2003) menyatakan bahwa tahu sebagai salah satu produk olahan patut dikembangkan untuk mengatasi masalah kekurangan protein bagi masyarakat luas. Hal ini ditunjang oleh harga tahu itu sendiri yang relatif murah dan terjangkau.

Tahu merupakan suatu produk yang terbuat dari hasil penggumpalan protein kedelai. Dalam perdagangan dikenal dua jenis tahu, yaitu tahu biasa dan tahu Cina. Pada pembuatan tahu Cina, kedelai direbus terlebih dahulu sebelum direndam dan biasanya mempunyai ukuran lebih besar (Koswara, 1992).

Tahu telah menjadi daging tiruan di Cina sejak 2000 tahun yang lalu. Kini sudah menyebar di seluruh penjuru dunia dan menjadi semakin populer. Hal ini terjadi karena meningkatnya tuntutan pilihan pangan, yang menginginkan makanan segar, sehat dan tidak terlalu memberatkan lambung, berkalori rendah, protein tinggi, sedikit manis yang memudahkan penggunaan dalam berbagai hidangan (Winarno, 1993). Standar Industri Indonesia (1992) menyatakan bahwa yang disebut tahu adalah suatu produk makanan berupa padatan lunak yang dibuat melalui proses pengolahan kedelai (Glycine sp) dengan cara pengendapan proteinnya dengan atau tanpa penambahan bahan lain yang diijinkan (Farida, 2002).

Tahu yang diproduksi di Kota Batu pada saat ini proses pengolahannya masih dilakukan secara tradisional. Sehingga daya simpan tahu yang diproduksi memiliki tingkat keawetan yang cukup rendah. Berdasarkan observasi yang dilakukan terhadap mitra PKMT, tingkat keawetan tahu yang diproduksi hanya bertahan sekitar 2 hari setelah diproduksi padahal permintaan konsumen tahu di Kota Batu cukup tinggi. Oleh karena itu perlu adanya suatu teknologi rekayasa tepat guna dalam hal pengawetan tahu, yaitu dengan menggunakan chitosan dari kulit udang. Selain dapat mengawetkan tahu, chitosan dari kulit udang dapat meningkatkan kadar protein tahu dan dapat mengurangi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh limbah kulit udang sehingga teknologi rekayasa ini diberi nama “Chitosan ++”

  1. C.      RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah yang kami angkat adalah:

  1.     1.     Apakah pemberian chitosan kulit udang  memberikan pengaruh sebagai bahan pengawet tanpa merusak kualitas produk tahu yang diproduksi unit usaha kecil di Kota Batu?
  2.     2.     Apakah pemberian chitosan kulit udang  memberikan pengaruh sebagai bahan peningkat kadar protein tahu yang diproduksi unit usaha kecil di Kota Batu?
  3.     3.     Bagaimanakah mekanisme Chitosan ++ dalam proses pengawetan produk tahu?
  4.     4.     Bagaimanakah aplikasi teknologi rekayasa Chitosan ++ sebagai pengawet alami yang berbahan dasar kulit udang?
  1. D.      TUJUAN

Teknologi dilakukan bertujuan untuk:

  1.     1.     Mengetahui pemberian chitosan kulit udang dalam memberikan pengaruh sebagai bahan pengawet tanpa merusak kualitas produk tahu yang diproduksi unit usaha kecil di Kota Batu
  2.     2.     Mengetahui pemberian chitosan kulit udang dalam memberikan pengaruh sebagai bahan peningkat kadar protein tahu.
  3.     3.     Mengetahui mekanisme Chitosan ++  dalam proses pengawetan produk tahu.
  4.     4.     Mengetahui aplikasi teknologi rekayasa Chitosan ++ sebagai pengawet alami yang berbahan dasar kulit udang.

E.  LUARAN YANG DIHARAPKAN                                             

  1. Menghasilkan produk teknologi rekayasa Chitosan ++ sebagai pengawet alami pada tahu yang dapat meningkatkan kualitas produk tahu dari segi gizi ataupun organoleptik.
  2. Hak paten produk pengawet alami  Chitosan ++ yang berbahan dasar limbah kulit udang.
  1. F.       KEGUNAAN  

Kegunaan yang diharapkan dari teknologi ini adalah:

  1. Secara Praktis
    1. Memberikan solusi kepada masyarakat mengenai pengolahan limbah khususnya limbah kulit udang dengan memanfaatkannya sebagai bahan pengawet alami produk tahu.
    2. Memberikan informasi dan pelatihan bagi unit masyarakat usaha kecil pembuat tahu tentang bahan pengawet tahu secara alami.
  2.  Secara Teoritis
    1. Memberikan penguatan konsep mata kuliah invertebrata sebagai bentuk penerapan dalam bidang teknologi terapan.
    2. Sebagai model terapan teori dasar-dasar ilmu gizi yang diaplikasikan dalam bentuk pengawet alami pada tahu.

G.  TINJAUAN PUSTAKA

G.1 Kulit Udang

Knorr et al (1988) menyatakan bahwa cangkang kulit udang yang keras mengandung 34,9 % protein, 27,6 % mineral kalsium karbonat (CaCO3), 18,1 % chitin dan 19,4 % komponen lain seperti zat terlarut, lemak dan protein. Kulit udang juga mengandung karoten astaksantin 0,02 % (Harini, 2003).

Kulit udang terdiri atas empat lapisan, yaitu : epikutikula, eksokutikula, endokutikula dan epidermis. Tebal tipisnya kutikula bervariasi, bergantung pada lokasinya, di daerah kepala tebalnya 75 mikron dan daerah lunak di bagian pangkal kaki hanya 5 mikron. Kutikula terdiri dari 38,7% zat anorganik yang mengandung 98,5% kalsium. Pada waktu moulting chitin dan protein dari kulit yang lama lebih dulu diserap dan bahan anorganiknya tidak diserap. Sebelum moulting epikutikula dan eksokutikula terbentuk dan terpisah dengan kutikula yang lama, kemudian segera setelah terjadi moulting kalsium perlahan-lahan tertimbun ke dalam eksokutikula dan dalam waktu 5 jam penimbunan tersebut menjadi sempurna. Pertukaran kalsium antara cairan tubuh dengan air laut berjalan melalui insang, kira-kira 90% Ca diserap dan 79% dikeluarkan (Darmono, 1993).

G.2 Chitin dan Chitosan

Kata ”kitin” berasal dari bahasa Yunani, yaitu ”chiton”, yang berarti baju rantai besi. Kitin pertama kali diteliti oleh Bracanot pada tahun 1811 dalam residu ekstrak jamur yang dinamakan ”fugine”. Pada tahun 1823, Odier mengisolasi suatu zat dari kutikula serangga jenis elytra dan mengusulkan nama ”chitin” (Firdaus dkk, 2009). Pada umumnya chitin di alam tidak berada dalam keadaan bebas, akan tetapi berikatan dengan protein, mineral, dan berbagai macam pigmen.

Walaupun chitin tersebar di alam, tetapi sumber utama yang digunakan untuk pengembangan lebih lanjut adalah jenis udang-udangan (crustaceae) yang dipanen secara komersial. Limbah udang sebenarnya bukan merupakan sumber yang kaya akan chitin, namun limbah ini mudah didapat dan tersedia dalam jumlah besar sebagai limbah hasil dari pembuatan udang (Mudhzz, 2010).

Chitin (C8H13NO5)n merupakan polisakarida terbesar kedua setelah selulosa dan mempunyai rumus kimia poli (2-asetamida-2-dioksi-β-D-Glukosa) dengan ikatan β-glikosidik (1,4) yang menghubungkan antar unit ulangnya. Chitin tidak mudah larut dalam air, sehingga penggunaannya terbatas. Namun dengan modifikasi struktur kimiawinya maka akan diperoleh senyawa turunan chitin yang mempunyai sifat kimia yang lebih baik (Srijanto dan Imam, 2009). Salah satu turunan chitin adalah chitosan (C6H11O4N)n suatu polisakarida linier dengan komposisi glukosamin. Chitosan mempunyai rumus kimia poli (2-amino2-dioksi-β-D-Glukosa) dan dapat dihasilkan dengan proses hidrolisis chitin menggunakan basa kuat (Srijanto dan Imam, 2009). Chitosan berbentuk serpihan putih kekuningan, tidak berbau dan tidak berasa. Kadar chitin dalam berat udang, berkisar antara 60-70 % dan bila diproses menjadi chitosan menghasilkan yield 15-20 % (Wardaniati, 2009).

Menurut Hardjito (2009) chitosan mempunyai bentuk mirip dengan selulosa, dan bedanya terletak pada gugus rantai C-2 dimana gugus hidroksi (OH) pada C-2 digantikan oleh gugus amina (NH2). Proses utama dalam pembuatan chitosan, meliputi penghilangan protein dan kandungan mineral melalui proses kimiawi yang disebut deproteinasi dan demineralisasi yang masing-masing dilakukan dengan menggunakan larutan basa dan asam. Selanjutnya, chitosan diperoleh melalui proses deasetilasi dengan cara memanaskan dalam larutan basa (Mudhzz, 2010). Karakteristik fisiko-kimia chitosan berwarna putih dan berbentuk kristal, chitosan mempunyai sifat biodegradabel yaitu mudah terurai secara  hayati, tidak beracun, dapat larut dalam larutan asam organik encer, tetapi tidak larut dalam air, larutan alkali pada PH di atas 6,5 dan pelarut organik lainnya. Pelarut chitosan yang baik adalah asam asetat (Mahmiah, 2005).

Menurut Harini (2003) molekul chitosan bersifat lebih kompak dibandingkan dengan polisakarida lainnya apabila berada dalam larutan asam encer dengan kekuatan ionik rendah. Hal ini mungkin disebabkan oleh densitas muatan yang tinggi. Di dalam larutan berionik tinggi atau bila ke dalam larutan ditambahkan urea, ikatan hidrogen dan gaya elektrostatik pada molekul chitosan terganggu, konformasinya menjadi bentuk acak (random coil). Sifat fleksibel molekul ini menjadikannya dapat membentuk baik konformasi kompak maupun memanjang (polisakarida lain umumnya berbentuk memanjang).

Adanya gugus fungsi hidroksil primer dan sekunder mengakibatkan chitosan mempunyai kereaktifan kimia yang tinggi. Gugus fungsi yang terdapat pada chitosan memungkinkan juga untuk modifikasi kimia yang beraneka ragam termasuk reaksi-reaksi dengan zat perantara ikatan silang, kelebihan ini dapat memungkinkannya chitosan digunakan sebagai bahan campuran bioplastik, yaitu plastik yang dapat terdegradasi dan tidak mencemari lingkungan.

Jika sebagian besar gugus asetil pada chitin disubsitusikan oleh hidrogen menjadi gugus amino dengan penambahan basa konsentrasi tinggi. NaOH 50% dapat digunakan untuk deasetilasi chitin dari limbah kulit udang, maka hasilnya dinamakan chitosan atau chitin terdeasetilasi. Chitosan sendiri bukan merupakan senyawa tunggal, tetapi merupakan kelompok yang terdeasetilasi sebagian dengan derajat deasetilasi beragam.

Chitosan dapat diperoleh dengan mengkonversi chitin, sedangkan chitin sendiri dapat diperoleh dari kulit udang. Produksi kitin biasanya dilakukan dalam tiga tahap yaitu: tahap demineralisasi, penghilangan mineral; tahap deproteinasi, penghilangan protein; dan tahap depigmentasi, pemutihan. Sedangkan chitosan diperoleh dengan deasetilasi chitin yang didapat dengan larutan basa konsentrasi tinggi. Deproteinasi menggunakan natrium hidroksida lebih sering digunakan, karena lebih mudah dan efektif. Pada pemisahan protein menggunakan natrium hidroksida, protein diekstraksi sebagai natrium proteinat yang larut.

Pembuatan chitosan dilakukan dengan cara penghilangan gugus asetil (-COCH3) pada gugusan asetil amino chitin menjadi gugus amino bebas chitosan dengan menggunakan larutan basa. Chitin mempunyai struktur kristal yang panjang dengan ikatan kuat antara ion nitrogen dan gugus karboksil, sehingga pada proses deasetilasi digunakan larutan natrium hidroksida konsentrasi 40-50% dan suhu yang tinggi (100-150oC) untuk mendapatkan chitosan dari chitin.

Reaksi pembentukan chitosan dari chitin merupakan reaksi hidrolisa suatu amida oleh basa. Chitin bertindak sebagai amida dan NaOH sebagai basanya. Mula-mula terjadi reaksi adisi, dimana gugus OH- masuk ke dalam gugus NHCOCH3 kemudian terjadi eliminasi gugus CH3COO- sehingga dihasilkan suatu amida yaitu chitosan.

O

CH2OH

CH2OH

O

Chitosan

Chitin

 

Gambar 1. Reaksi pembentukan chitosan dari chitin

(Sumber : Wardaniati, 2009)

Spesifikasi chitin dan chitosan dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 1. Spesifikasi (standart mutu) chitin dan chitosan

Spesifikasi

Deskripsi

Air 2-10% pada kondisi normal laboratorium
Nitrogen 6-7% dalam chitin, 7-8,4% dalam chitosan
Derajat deasetilasi < 10% untuk chitin, >70% untuk chitosan
Abu < 1,0%

Sumber : Muzzarelli (1985) dalam Handayani (2004)

Chitosan sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan antimikroba, karena mengandung enzim lysosim, gugus aminopolysacharida, polikation bermuatan positif yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba dan efisiensi daya hambat chitosan terhadap bakteri tergantung dari konsentrasi pelarutan chitosan. kemampuan dalam hal menekan pertumbuhan bakteri disebabkan chitosan memiliki polikation bermuatan positif yang mampu menghambat pertumbuhan mikroba (Wardaniati, 2009), dan mampu berikatan dengan senyawa-senyawa yang bermuatan negative seperti protein, polisakarida, asam nukleat, logam berat dan lain-lain (Murtini dkk, 2008).  Selain itu, molekul chitosan memiliki gugus N yang mampu membentuk senyawa amino yang merupakan komponen pembentukan protein (Irianto dkk, 2009) dan memiliki atom H pada gugus amina yang memudahkan chitosan berinteraksi dengan air melalui ikatan hidrogen dan memiliki sifat hidrofobik (Rochima, 2009). Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan-IPB (2006) menyatakan bahwa chitosan tidak dapat dicerna tanpa adanya enzim chitonase, oleh karena itu penggunaan chitosan harus dilarutkan dahulu dalam larutan asam asetat 2 %. Hasil akhir larutan tersebut mempunyai PH 5-6.

Menurut Hardjito (2009) chitosan memiliki beberapa manfaat  sebagai berikut :

1. Penggunaan chitosan pada produk pangan dapat menghindarkan konsumen dari kemungkinan terjangkit penyakit typhus, karena chitosan dapat menghambat pertumbuhan berbagai mikroba patogen penyebab penyakit typhus seperti Salmonella enterica, S. enterica var. Paratyphi-A dan S. enterica var. Paratyphi-B. Chitosan juga dapat menghambat perbanyakan sel kanker lambung manusia dan meningkatkan daya tahan tubuh. Chitosan telah mendapatkan persetujuan dari BPOM No.HK.00.05.52.6581 untuk digunakan dalam produk pangan. Di Amerika chitosan telah mendapat pengesahan sebagai produk GRAS (Generally Recognised As Safe) oleh FDA.

2. Chitosan dapat menjerat lemak (fat absorber) dan mengeluarkannya bersama kotoran karena chitosan sebagai serat tidak dapat dicerna oleh tubuh, sehingga penggunaan chitosan akan mengurangi resiko terkena kolesterol tinggi

3. Berfungsi sebagai pelembab, antioksidan, tabir surya pada produk  kosmetik.

 

 

 

G.3 Protein

Menurut Suhardjo dan Clara (1992) protein berasal dari bahasa Yunani (Greek). “Primary, holding first place” yang berarti menduduki tempat yang terutama.  Protein terbentuk dari unsur-unsur organik yang hampir sama dengan karbohidrat dan lemak yatu terdiri dari unsur karbon, hidrogen,  oksigen dan mineral yaitu fosfor, sulfur dan zat besi. Molekul protein tersusun dari satuan-satuan dasar kimia yaitu asam amino. Dalam molekul protein, asam-asam amino ini saling berhubung-hubungan dengan suatu ikatan yang disebut ikatan peptida (-CONH-). Satu molekul protein terdiri dari 12 sampai 18 macam asam amino dan dapat mencapai ratusan asam amino.

Kebutuhan badan manusia untuk mempertahankan dan memperbaiki tenunan yang sudah tua terus berlangsung selama hidup. Protein dalam jaringan tubuh kita tidak statis, atau tetap. Artinya, sel-sel jaringan tersebut dipecah dan diganti dengan protein baru yang disintesis dari asam amino yang berasal dari makanan dan tenunan dalam tubuh. Apabila seseorang baru saja menjadi donor darah, mengalami menstruasi yang berlebihan, pendarahan yang hebat, kebakaran kulit, TBC kronis, dan sebagainya, maka keperluan proteinnya akan sangat tinggi (Winarno, 1993).

Protein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di dalam tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh, sumber energi, pembentukan dan perbaikan sel dan jaringan, sebagai sintesis hormon, enzim, antibodi, pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel. Menurut Budianto (2001) protein berfungsi sebagai media perambatan impuls syaraf, alat pengangkut dan alat penyimpan, pengatur pergerakan.

Semua enzim adalah protein yang bertindak sebagai katalis dalam pencernaan dan metabolisme. Beberapa hormon, khususnya tiroksin, adrenalin, dan insulin yang diproduksi oleh kelenjar-kelenjar hormon pada umumnya terdiri atas protein. Hormon tersebut berfungsi mengatur dan mengkoordinasi keaktifan badan. Antibodi adalah senyawa yang membantu kemampuan badan untuk melawan infeksi, yaitu masuknya bibit penyakit ke dalam tubuh (Winarno, 1993). Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein per kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet-atlet. Sumber protein dapat diperoleh dari : dagingikantelursusu, tumbuhan berbiji, suku polong-polongan, kentang.

Menurut Anonymous (2009) kekurangan protein bisa berakibat fatal antara lain:

  1. Kerontokan rambut (rambut terdiri dari 97-100% dari protein – keratin)
  2. Kwasiorkor, penyakit kekurangan protein. Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem. Simptom yang lain dapat dikenali adalah: hipotonus, gangguan pertumbuhan, hati lemak. Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.

Kelebihan protein dianggap tidak membahayakan. Banyak orang mengkonsumsi lebih dari 200 gr protein per hari tanpa mengalami sakit. Akan tetapi, beberapa hasil penelitian menyimpulkan bahwa konsumsi protein yang terlalu tinggi dapat berpengaruh tidak baik. Kelebihan protein dalam makanan yang dikonsumsi dirusak dan sebagian besar nitrogennya dikeluarkan dalam bentuk urea. Beban yang harus dikerjakan dalam menyaring dan membuang hasil metabolisme oleh ginjal, meningkat bila konsumsi protein meningkat (Winarno, 1993).

G.4 Tahu

Tahu merupakan suatu produk yang terbuat dari hasil penggumpalan protein kedelai. Dalam perdagangan dikenal dua jenis tahu, yaitu tahu biasa dan tahu Cina. Pada pembuatan tahu Cina, kedelai direbus terlebih dahulu sebelum direndam dan biasanya mempunyai ukuran lebih besar (Koswara, 1992). Tahu dikenal masyarakat sebagai makanan sehari-hari yang umumnya sangat digemari serta mempunyai daya cerna yang tinggi. Keuntungan lain pada pembuatan tahu adalah berkurangnya senyawa anti tripsin (tripsin inhibitor) yang terbuang bersama whey dan rusak selama pemanasan. Disamping itu adanya proses pemanasan dapat menghilangkan bau langu kedelai (Koswara, 1992). Tahu sebagai salah satu produk olahan patut dikembangkan untuk mengatasi masalah kekurangan protein bagi masyarakat luas. Hal ini ditunjang oleh harga tahu itu sendiri yang relatif murah dan terjangkau. Tahu mempunyai nilai gizi yang cukup tinggi terutama kandungan proteinnya. Komposisi nilai gizi pada 100 gr tahu segar dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini:

Tabel.2. Komposisi Nilai Gizi pada 100 gr Tahu Segar

Komposisi

Jumlah

Energi 63 kal
Air 86,7 g
Protein 7,9 g
Lemak 4,1 g
Karbohidrat 0,4 g
Serat 0,1 g
Abu 0,9 g
Kalsium 150 mg
Besi 0,2 mg
Vitamin B1 0,04 mg
Vitamin B2 0,02 mg
Niacin 0,4 mg

(Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan Republik Indonesia dalam Suciati, 2003).

Tahu termasuk bahan makanan yang berkadar air tinggi. Besarnya kadar air dipengaruhi oleh bahan penggumpal yang dipakai pada saat pembuatan tahu. Bahan penggumpal asam menghasilkan tahu dengan kadar air lebih tinggi dibanding garam kalsium. Bila dibandingkan dengan kandungan airnya, jumlah protein tahu tidak terlalu tinggi, hal ini disebabkan oleh kadar airnya yang sangat tinggi. Makanan-makanan yang berkadar air tinggi umumnya kandungan protein agak rendah. Selain air, protein juga merupakan media yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme pembusuk yang menyebabkan bahan mempunyai daya awet rendah. Pengeringan dapat menaikkan daya awet, tetapi menyebabkan bahan berubah sifat dan penggunaannya yaitu tidak dapat digunakan sebagaimana dalam bentuk segar, tetapi dikonsumsi sebagai kripik tahu (Fazani, 2009).

Pada dasarnya proses pembuatan tahu terdiri dari dua bagian, yaitu pembuatan susu kedelai dan penggumpalan proteinnya. Zat yang dapat digunakan sebagai  penggumpal (koogulan)  adalah jeruk nipis, cuka, larutan asam laktat, larutan CaCI2 atau CaSO4. Beberapa faktor yang mempengaruhi rendaman protein dan mutu tahu adalah : cara penggilingan atau ekstraksi, pemilihan bahan baku, bahan penggumpal dan keadaan sanitasi proses pengolahan pada umumnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstraksi secara panas menghasilkan rendaman lebih banyak.

  1. H.      METODE PENDEKATAN

Adapun tahapan-tahapan pelaksanaan program ini terdiri atas:

  1. Tahap Persiapan

Pada tahap ini kami akan melakukan koordinasi baik koordinasi intern kelompok maupun koordinasi dengan mitra kami (Pengusaha tahu). Selain itu kami akan melakukan uji pendahuluan dengan menggunakan pengawet alami Chitosan ++  berbagai dosis untuk mendapatkan dosis terbaik dalam proses pengawetan. Kemudian dilakukan pula uji kadar protein untuk mengetahui peningkatan kadar protein pada tahu yang sudah ditambahkan teknologi rekayasa Chitosan ++. Semua uji dilakukan di Laboratorium Kimia Universitas Muhammadiyah Malang.

  1. Tahap Produksi Chitosan ++

Setelah memperoleh dosis terbaik serta pengaruh Chitosan ++ pada protein tahu  kami melakukan salah satu pelaksanaan program yaitu tahap produksi yang dimulai dengan:

  1. Mempersiapkan alat dan bahan

Alat-alat

1)      Statif

2)      Klem

3)      Magnetic stirrer

4)      Thermometer

5)      Pemanas listrik

6)      Oven

7)      Timbangan analitik

8)      Blender

9)      Pisau

10)  Alat-alat gelas

Bahan-bahan

1)      Aquades

2)      NaOH

3)       HCl

4)      Asam asetat

5)      Tahu

6)      H2SO4

7)      Br

8)      Bahan untuk analisa kadar protein

9)      Kulit udang Vannamei.

  1. Proses pembuatan Chitosan ++

Chitosan ++

 

  1. Tahap Pengaplikasian

Setelah pematangan koordinasi, persiapan telah tercapai dan tahap pembuatan Chitosan ++ telah dilakukan, kami akan mengaplikasikan teknologi rekayasa Chitosan ++ pada mitra kerja kami yaitu pengusaha tahu di Kota Batu. Dalam proses pengaplikasian ini dilakukan pendampingan cara pengunaan Chitosan ++. Adapun cara penggunaan teknologi rekayasa ini yaitu:

  1. Melarutkan Chitosan ++ kedalam larutan asam asetat encer (1 %)
  2. Menuangkan larutan Chitosan ++  tersebut ke dalam suatu wadah
  3. Memasukkan tahu kedalam larutan Chitosan ++  dan direndam selama 15 menit.
  1. Tahap Monitoring dan Evaluasi

Monitoring dilakukan setiap kali produksi yang bertujuan untuk melihat kualitas tahu pada setiap pembelian yang meliputi daya minat konsumen terhadap tahu. Sedangkan pada tahap evaluasi bertujuan untuk mengetahui hasil dari proses penerapan teknologi rekayasa Chitosan ++  yang  dilakukan pada setiap minggunya. Dari hasil evaluasi nantinya dapat diketahui apakah teknologi ini sudah benar-benar berjalan sesuai dengan tujuan program atau masih belum. Jika dari hasil evaluasi belum sesuai dengan tujuan maka kami akan terus melakukan perbaikan sampai teknologi rekayasa Chitosan ++ dapat teraplikasikan pada mitra dengan hasil yang baik.

I.   JADWAL KEGIATAN PENELITIAN

Jenis Kegiatan

Bulan I

Bulan II

Bulan III

Minggu

Minggu

Minggu

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

Persiapan

  1. Koordinasi intern dan mitra
  2. Uji Coba Chitosan

x

x

Pelaksanaan Kegiatan

  1. Pembuatan Chitosan
  2. Pengaplikasian
  3. Organoleptik
  4. Monitoring dan Pendampingan

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Evaluasi x x x x x X
Penyusunan Laporan x
Seminar Hasil x

 

 

 

J.  RANCANGAN BIAYA

1. Biaya bahan habis pakai

a. Kedelai @Rp 50.000 x 10 kg                                       Rp. 500.000

b. Kulit Udang @Rp 100.000 x 2 kg                               Rp. 200.000

c. NaOH 1 kg                                                                    Rp. 200.000

d. HCL 1 liter                                                                   Rp. 250.000

e. CH3COOH 1 liter                                                         Rp. 150.000

2. Biaya alat habis pakai

a. Masker wajah 1 kotak                                                   Rp. 250.000

b. Sarung tangan 1 kotak                                                  Rp. 150.000

c. Kertas saring Whatman 1 pak                                       Rp. 200.000

3. Peralatan penunjang PKM

a. Alat-alat pembuatan Chitosan                                       Rp. 800.000

b. Kertas, alat tulis, printer                                                Rp. 350.000

4. Transport @Rp. 100.000,- x 4 orang                                  Rp. 400.000

5. Organoleptik                                                                       Rp. 600.000

6. Koordinasi dengan mitra                                                    Rp. 650.000

7. Monitoring/Pendampingan  @Rp. 50.000 x 7 x 4 orang    Rp. 1.400.000

8. Lain-lain

a. Dokumentasi                                                                 Rp. 450.000

b. Poster                                                                            Rp. 350.000

c. Seminar Hasil                                                                Rp. 500.000

d. Evaluasi program                                                          Rp. 525.000

e. Sewa Laboratorium                                                       Rp. 800.000

f. Sewa Alat Laboratorium                                               Rp. 400.000

g. Laporan akhir                                                                Rp. 200.000

Total Biaya                                                                      Rp 9.325.000

 

 

 

 

K. DAFTAR PUSTAKA

Budianto, M.A.K. 2001. Dasar-dasar Ilmu Gizi. Malang : UMM Press.

Darmono. 1993. Budidaya Udang Penaeus. Jakarta : Kanisius.

Dinas Kelautan dan Kelautan Jatim. 2005. Laporan Statistik Perikanan Jawa Timur Tahun 2005. Surabaya : DKP.

Farida, M. 2002. Pengaruh Penggunaan Whey sebagai Media Perendaman terhadap Daya Simpan Tahu yang Dikemas (Kajian Lama Penundaan Whey dan Lama Pemanasan Tahu). Skripsi Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Hasil Pertanian Universitas Brawijaya, Malang.

Firdaus U.A, Khoriyah, Wahyudi, Alziyah N.A.K. 2009. Pemanfaatan CaCO3 dalam Kulit Udang sebagai Absorben Limbah Logam Berat pada Perairan. Makalah Jurusan Kimia Program Studi Pendidikan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang.

Goligo, I .2009. Subsektor Perikanan. Makasar : Bone.

Handayani, T. 2004. Pengaruh Habitat Hidup Udang dan Urutan Tahapan Proses Ekstraksi Terhadap Kualitas Chitin dan Chitosan dari Kulit Udang serta Pemanfaatannya sebagai Bahan Koogulasi Pada Sari buah Tomat. Skripsi program Studi Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.

Hardjito, L. 2006. Chitosan Lebih Awet dan Aman (online), (http://www.mail-archive.com/majelismuda@yahoogroups.com/msg00980 html. Diakses 8 Oktober 2010).

Harini, N .2003. Proses Pembuatan Chitin-Chitosan (Kajian Berdasarkan Bagian-Bagian Tubuh Kulit Udang (Penaeus vannamei) dan Perlakuan fisik). Laporan Grand Research Program Studi Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.

Haryani, K dan Budiyati. 2007. Khitosan dari Kulit Udang untuk Mengadsorbsi Logam Krom (Cr6+) dan Tembaga (Cu) (online), Vol. 11 No.2 (http://eprints.undip.ac.id/2175/1/Artikel_Kristinah_UNDIP_7.pdf. Diakses 8 Oktober 2010).

Koswara, S. 1992. Teknologi Pengolahan Kedelai. Jakarta : Pustaka Sinar Harapan.

Mahmiah. 2005. Pemanfaatan Limbah Kulit Udang Sebagai Bahan Dasar Isolasi Chitin dan Chitosan. Jurnal Perikanan, No.2 Vol.1 Februari 2005 Hal.71-75

Mudzz. 2010. Chitosan (online), (http://mudhzz.wordpress.com/chitosan/. Diakses 6 Oktober  2010).

Murtini, J.T, Dwiyitno dan Yusma. 2008. Penurunan Kandungan Kolesterol pada Cumi-cumi dengan Kitosan Larut Asam dan Pengepresan. Prosiding Seminar Nasional Tahunan V Hasil Kelautan Tahun 2008. Jakarta.

Rekso, G.T. 2001. Pemanfaatan Limbah Perikanan. Jakarta : Puslitbang Teknologi Isotop dan Radiasi (P3TIR), Badan Teknologi Nasional.

Rochima, E. 2009. Karakterisasi Kitin dan Kitosan Asal Limbah Rajungan Cirebon Jawa Barat (online), (erochima@yahoo.com. Diakses 6 Oktober 2010).

Suciati, W. 2003. Analisis Nilai Tambah dan Efisiensi Penggunaan Faktor-Faktor Produksi pada Agroindustri Tahu Skala Kecil dan Skala Rumah Tangga (Studi Kasus pada Agroindustri Tahu di Desa Gedog Wetan Turen Kabupaten Malang). Skripsi Jurusan Teknologi Industri, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya, Malang.

Suhardjo dan Clara M.K. 1992. Prinsip-prinsip Ilmu Gizi. Yogyakarta : Kanisius.

Wardaniati, R.A dan Sugiyani S. 2009. Pembuatan Chitosan dari Kulit Udang dan Aplikasinya untuk Pengawetan Bakso. Makalah Penelitian, (online), (http://eprints.undip.ac.id/1718/1/makalah_penelitian_fix.pdf , diakses, 8 Oktober 2010).

Winarno, F.G. 1993. Pangan, Gizi, Teknologi dan Konsumen. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

Winarno, F.G. 2002. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

05/10/2011 Posted by | Contoh PKM | 7 Komentar

Potensi “DAJAMBI” Daun Jambu Biji (Psidium guajava L.) sebagai Bahan Kontrasepsi Alami pada Pria

  1. A.    JUDUL

Potensi “DAJAMBI” Daun Jambu Biji (Psidium guajava L.) sebagai Bahan Kontrasepsi Alami pada Pria

 

  1. B.     LATAR BELAKANG

Indonesia merupakan negara dengan jumlah penduduk terbanyak keempat di dunia setelah RRC, India dan Amerika Serikat laju pertumbuhan penduduk Indonesia memang cukup tinggi, yakni 2,6 juta jiwa per tahun. Tahun 2009 jumlah penduduk Indonesia ada sekitar 230,6 juta jiwa. Pada 2006 rata-rata angka kelahiran mencapai 2,6 anak per wanita subur. Angka tersebut tidak berubah pada 2007, sedangkan laju pertumbuhan penduduk rata-rata masih 2,6 juta jiwa per tahun. Jika tidak dilakukan tindakan pengendalian, 11 tahun lagi atau pada 2020 diperkirakan penduduk Indonesia akan mencapai 261 juta manusia.  (Purnomo, 2004).

Dalam menekan dan mengendalikan jumlah penduduk, maka pemerintah telah menggalakkan program keluarga berencana (KB) bagi pasangan suami istri usia subur. Selanjutnya untuk mensukseskan program tersebut diperlukan peran serta aktif dari suami istri tersebut. Pada saat ini, individu yang ikut serta dalam melaksanakan program KB mayoritas adalah para istri. Keikutsertaan para suami dalam melaksanakan KB masih sangat rendah yaitu sekitar 6% dari seluruh program KB. Rendahnya keikutsertaan  suami dalam program KB disebabkan masih terbatasnya pilihan kontrasepsi untuk suami atau kontrasepsi suami yang ada masih belum memberikan hasil yang memuaskan (Moeleok, 1990).

Suami merupakan fokus baru untuk program KB yang selama ini belum banyak diperhatikan. Sampai sekarang kontrasepsi untuk suami yang dianggap sudah mantap adalah kondom dan vasektomi. Namun penggunaan kondom sebagai alat kontrasepsi menimbulkan keluhan psikologik, sedangkan vasektomi walaupun merupakan kontrasepsi yang dapat diandalkan, seringkali menimbulkan efek samping yang permanen (irreversible), berupa kegagalan rekanalisasi. Apabila faktor akseptor yang menggunakan kontrasepsi tersebut ingin punya anak kembali, maka seringkali sulit dapat dilakukan rekanalisasi kembali. Alternatif lain dalam metode kontrasepsi untuk suami yaitu penggunaan hormon seperti dilakukan pada istri, tetapi cara ini pada suami dianggap belum memuaskan dan masih terus dilakukan penelitian kembali (Arsyad, 1988).

Badan kesehatan dunia (WHO) telah membentuk suatu kelompok kerja (POKJA) untuk mencari dan mengembangkan metode pengaturan kesuburan suami. Mandat yang diberikan kepada pokja tersebut adalah mengembangkan metode pengaturan kesuburan yang aman, efektif dan dapat diterima, serta memonitor keamanan dan keefektivitasannya. Salah satu strategi penelitian yang dilakukan oleh pokja WHO adalah mengembangkan kontrasepsi melalui bahan atau zat dari tumbuh-tumbuhan yang diduga mempunyai bahan aktif yang bersifat antifertilitas (Yurnadi dkk, 2001). Dalam mencari obat alternatif untuk kontrasepsi suami, sebaiknya tidak hanya terbatas pada kontrasepsi hormonal, tetapi juga pada tanaman yang diperkirakan mengandung zat antifertilitas. Berdasarkan kenyataan tersebut, salah satu alternatif yang digunakan dalam masyarakat adalah dengan pemberian daun jambu biji (Psidium guajava L.)  yang memberikan efek antifertilitas (Mursito, 2000).

Jambu biji ( Psidium guajava L.) merupakan tanaman yang termasuk famili Myrtaceae yang banyak tumbuh di Indonesia. Jambu biji adalah salah satu tumbuhan yang sudah lama dimanfaatkan oleh masyarakat, namun pemanfaatannya hanya sebatas pada buahnya untuk keperluan konsumsi karena mengandung vitamin C yang sangat tinggi, tetapi pemanfaatan daunnya hanya sebagian kecil saja yaitu sebagai obat anti diare, disentri, radang usus dan gangguan pencernaan karena mempunyai kandungan zat tanin sebagai astringent dan anti mikroba.

Selain berbagai kegunaan di atas daun jambu biji diduga memiliki zat aktif golongan steroid yang mempunyai daya spermicide. Bahan kimia yang terkandung dalam daun jambu biji diantaranya adalah Beta-sitosterol, alkaloid, saponin, flavonoid, tanin, eugenol, minyak atsiri dan berbagai senyawa lainya (Albana dkk, 1999).

Khasiat dari zat aktif yang terdapat dalam daun jambu biji seperti alkaloid, mempunyai fungsi menekan sekresi hormon reproduksi yang diperlukan untuk berlangsungnya proses spermatogenesis, minyak atsiri bekerja pada proses transportasi sperma yaitu dapat menggumpalkan sperma sehingga menurunkan motilitas dan daya hidup sperma, begitu juga dengan tanin fungsinya hampir sama dengan minyak atsiri yaitu dapat menggumpalkan semen. Sedangkan flavonoid dapat menghambat enzim aromatase yaitu enzim yang berfungsi mengkatalis konversi androgen menjadi estrogen yang akan meningkatkan hormon testosteron, yang mana tingginya konsentrasi hormon testosteron akan berumpan balik ke hipofisis yaitu tidak melepaskan FSH (Follicle Stimulating Hormon) dan LH (Luteinizing Hormon). Golongan steroid (Beta-sitosterol) yang merupakan derivat dari steroid merupakan prekursor dan hormon estrogen juga dapat menurunkan sekresi FSH dan pada sejumlah keadaan tertentu juga dapat menghambat LH (Wienarno & Sundari 1997). Duke (2003) menyatakan bahwa Beta-sitosterol yang terdapat dalam daun jambu biji berfungsi sebagai anti fertilitas, disamping itu Beta-sitosterol juga mempengaruhi spermycide (Duke’s, 2004).

Proses normal spermatogenesis diatur oleh sistem hormon FSH, LH dan testosteron. Jika sekesi FSH dan LH rendah maka proses spermatogenesis akan terganggu dan menyebabkan jumlah spermatozoa di bawah normal (Adimunca & Sutyarso, 1997).

Selain itu Susetyorini dari hasil penelitiannya dalam Bestari edisi 188 menyatakan bahwa alkaloid, flavonoid, tanin dan minyak atsiri dapat merusak beberapa oganel penyusun sel target yaitu sel sertoli, sel spermatogonium, sel spermatosit, dan sel spermatid.

Dari 74 tanaman yang tercatat secara empiris telah digunakan oleh masyarakat diberbagai daerah untuk obat anti fertilitas tradisional 18 diantaranya telah dilakukan uji anti spermatogenesisnya dan terbukti semua mempunyai sifat menghambat proses spermatgenesis. Apabila dikaitkan dengan senyawa aktif dari tanaman-tanaman ini tenyata banyak diantaranya mengandung zat alkaloid, tiavonoid, steroid, tanin dan minyak atsiri, yang mana semua zat-zat tersebut juga terkandung dalam daun jambu biji sehingga perlu dilakukan penelitian apakah senyawa-senyawa aktif yang terkandung dalam daun jambu biji tersebut juga mempunyai khasiat yang sama terhadap anti spermatogenesis sehingga dapat dijadikan alternatif sebagai obat anti fertilitas pada pria, dimana syarat dari obat anti fertilitas pria adalah memiliki daya hambat terhadap proses spermatogenesis, maturasi sperma, dan transportasi sperma (Sundari & Adimunca,1997).

Studi tentang khasiat zat aktif golongan steroid yang berasal dari jambu biji  (Psidium guajava L.) sebagai antifertilitas sudah mulai dikembangkan, namun di Indonesia belum banyak dipublikasikan. Oleh karena itu, peneliti sangat tertarik untuk melakukan penelitian mengenai penggunaan zat aktif golongan steroid yang berasal dari daun jambu biji biji  (Psidium guajava L.) sebagai bahan kontrasepsi alami bagi pria.

  1. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan suatu permasalahan sebagai berikut:

  1. Apakah daun jambu biji (Psidium guajava L.) berpotensi  sebagai bahan kontrasepsi alami bagi pria?
  2.  Bagaimana mekanisme daun jambu biji (Psidium guajava L.) sebagai bahan kontrasepsi alami bagi pria?
  1. TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah:

  1. Mengetahui potensi daun jambu biji (Psidium guajava L.) sebagai bahan kontrasepsi alami bagi pria.
  2. Mengetahui mekanisme daun jambu biji (Psidium guajava L.) sebagai bahan kontrasepsi alami bagi pria.
  1. LUARAN YANG DIHARAPKAN
  1. Menghasilkan artikel penelitian yang dapat digunakan sebagai bahan acuan dalam memilih kontrasepsi alami bagi pria.
  2. Hak paten kontrasepsi alami bagi pria yang berbahan dasar dari daun jambu biji (Psidium guajava L.).
  1. MANFAAT

Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah:

  1. Secara Teoritis
    1. Memberikan penguatan konsep mata kuliah embriologi sebagai bentuk penerapan dalam bidang penelitian.
    2. Sebagai model terapan teori-teori  reproduksi yang diaplikasikan dalam bentuk kontrasepsi alami bagi pria.
    3. Secara Praktis
      1. Memberikan solusi kepada masyarakat khususnya kaum pria mengenai kontrasepsi alami yang berbahan dasar  daun jambu biji (Psidium guajava L.).
      2. Memberikan informasi kepada masyarakat serta dinas kesehatan bahwa daun jambu biji (Psidium guajava L.) berpotensi sebagai kontrasepsi alami bagi pria.
  1. TINJAUAN PUSTAKA

G.1 Daun Jambu Biji (Psidium guajava L.)  

Daun jambu biji (Psidium guajava L.)  berbau aromatik dan rasanya sepat. Daunnya merupakan daun tunggal yang  berwarna hijau keabuan, helai-helai daun berbentuk jorong sampai bulat memanjang, ujung daunnya meruncing sedangkan pangkal daunnya juga meruncing tetapi ada pula yang membulat, daun berukuran panjang  antara 6cm sampai 15cm dan lebar antara 3cm sampai 7,5cm sedangkan tangkainya kurang lebih 1cm. Daun berambut penutup pendek, tampak berbintik-bintik yang sesungguhnya merupakan rongga-rongga lisigen, warnanya gelap namun bila dalam keadaan terendam air menjadi tembus cahaya (Karta Sapoetra,1992).

Menurut pendapat Ris munandar (1989) daun, kulit batang, akar dan buah muda pada daun jambu biji mengandung zat psidi tanin sedangkan khusus daun jambu biji mengandung minyak atsiri, eugenol dan damar disamping zat-zat mineral lain yang banyak terdapat didalam buah.

Daun jambu biji mempunyai zat aktif diantaranya adalah minyak atsiri, alkaloid, flavonoid, tanin, dan pektin. Selain itu tanin juga dapat menyerap racun dan menggumpalkan protein. Dalam penelitian terhadap daun kering jambu biji yang digiling halus diketahui kandungan taninnya sampai 17,4%. Makin halus serbuk daunnya, makin tinggi kandungan taninnya, senyawa itu bekerja sebagai astrengent yaitu melapisi mukosa usus, khususnya usus besar (Winarno 1997).

Bagian daun (folium) mempunyai sifat khas manis, kelat dan menetralkan juga mempunyai kandungan kimia zat samak, minyak atsiri, tri terpenoid, leuko sianidin, kuersetin, asam arjunolat resin, dan minyak lemak (Anonymous, 2000).

Sedangkan menurut (Duke, 2004) tanaman jambu biji (Psidium guajava L.)  khususnya bagian daun mengandung berbagai zat aktif diantaranya adalah amritoside, aromadendren, avicularin, beta-sitosterol, calcium-oxalat, caryopphyllen-oxide, catechol-tannins, crataegolic acid, EO, guajiverin,  guaijaverin, guavin-a,b,c,d, guajivolic-acid, nerolidiol, oleanolic-acid, psidiolic-acid, quercetin, sugar, ursolic-acid, xantophyll, gallo catechin,ellagic-acid, fat, genticid-acid,  hyperocid, leucocyanidine, hyperocide, aslinic-acid.

Daun jambu biji (Psidium guajava L.) mengandung berbagai senyawa kimia  aktif diantaranya saponin, flavonoid, tri terpenoid, minyak atsiri (Menurut Ma’at & Albana), tanin, beta sitosterol dan senyawa-senyawa lainnya (Duke, 2004).

Berbagai zat yang terdapat dalam daun jambu biji seperti flavonoid menurut literatur dapat menghambat enzim aromatase yaitu enzim yang berfungsi mengkatalis konfersi androgen menjadi estrogen yang akan meningkatkan konsentrasi testosteron. Tingginya konsentrasi testosteron akan berumpan balik negatif ke hipofisis  yaitu tidak melepaskan FSH atau LH.

Golongan alkaloid dapat menekan sekresi hormon reproduksi yang diperlukan untuk berlangsungnya proses spermatogenesis. Golongan terpen dan minyak atsiri bekerja bukan pada proses spermatogenesisnya tetapi pada proses transportasi sperma yaitu dapat menggumpalkan sperma sehingga menurunkan motilitas dan daya hidup sperma, akibatnya sperma tidak dapat mencapai sel telur dan pembuahan dapat tercegah. Tanin kerjanya hampir sama dengan terpen yaitu dapat menggumpalkan semen. Sedangkan golongan steroid yang merupakan prekursor dan hormon estrogen yang salah satu kerjanya menurunkan sekresi FSH ,dan pada sejumlah keadaan tertentu  akan menghambat LH (Winarno & Sundari 1999).

Proses normal spermatogenesis diatur oleh sistem hormon (FSH, LH dan testosteron), yang pengendaliannya melalui poros hipotalamus-hipofisis-testis. FSH mempengaruhi sel sertoli dan sel spermatogenik untuk metabolisme normal; sel sertoli dibawah pengaruh FSH mensintesis protein pengikat androgen (ABP) yang berfungsi untuk mengikat testosteron, untuk selanjutnya digunakan dalam proses pembelahan dan pematangan spermatogonia menjadi spermatozoa. Adapun LH penting dalam mempengaruhi sel leydig memproduksi testosteron. Jika sekresi FSH ditekan oleh hipofisis maka konsentrasi FSH menjadi rendah dan akibatnya spermatogenesis dapat terganggu dan jumlah spermatozoa dibawah normal (Adimunca & Sutyarso 1997).

Secara normal FSH sangat diperlukan dalam proses spermatogenesis dan LH diperlukan untuk merangsang produksi testosteron. Jika FSH produksinya dihambat oleh steroid dalam hal ini adalah beta-sitosterol maka akan mengganggu spermatogenesis dan pada sejumlah keadaan tertentu galongan steroid juga dapat menghambat produksi LH (reaksi umpan balik)  sehingga spermatogenesis dapat terganggu.

G.2 Kontrasepsi Pria

Suami merupakan fokus baru untuk program KB yang belum mendapat perhatian. Keikutsertaan para suami dalam melaksanakan KB masih sangat rendah yaitu sekitar 6% dari seluruh program KB. Kontrasepsi untuk suami yang dianggap sudah mantap sampai saat ini  adalah kondom dan vasektomi. Namun penggunaan kondom sebagai alat kontrasepsi menimbulkan keluhan psikologik, sedangkan vasektomi walaupun kontrasepsi yang diandalkan, seringkali menimbulkan efek samping berupa kegagalan rekanalisasi. Rekanalisasi adalah pembukaan kembali pembuluh darah yang tersumbat (Anonymous, 2010). Apabila faktor akseptor yang menggunakan kontrasepsi tersebut ingin punya anak, maka seringkali sulit dapat dilakukan rekanalisasi kembali. Alternatif lain dalam metode kontrasepsi untuk suami yaitu penggunaan hormon seperti dilakukan pada istri, cara ini bisa menjadi alternatif bagi pria Indonesia, namun untuk bisa disebarluaskan kontrasepsi ini harus nyaman dan aman bagi pemakainya. (Winarso, 2003).

Penggunaan alat kontrasepsi di kalangan pria belum membudaya seperti halnya pada kaum perempuan, namun pemerintah berusaha keras untuk meningkatkan kesetaraan ini agar populasi penduduk Indonesia dapat kembali ditekan (Anonymous, 2006). Kontrasepsi pria sendiri ada bermacam-macam diantaranya adalah :

1.  Kontrasepsi Sterilisasi, yaitu pencegahan kehamilan dengan mengikat testis pada pria (vasektomi). Proses sterilisasi ini harus dilakukan oleh ginekolog (dokter kandungan). Efektif bila memang ingin melakukan pencegahan kehamilan secara permanen, misalnya karena faktor usia.

2. Kontrasepsi Teknik yaitu Coitus Interruptus  (senggama terputus) dimana ejakulasi dilakukan di luar vagina. Efektivitasnya 75-80%. Faktor kegagalan biasanya terjadi karena ada sperma yang sudah keluar sebelum ejakulasi, orgasme berulang atau terlambat menarik penis keluar.

3.  Kontrasepsi Mekanik

a. Kondom: Efektif 75-80%. Terbuat dari latex yang berfungsi sebagai pemblokir / barrier sperma. Kegagalan pada umumnya karena kondom tidak dipasang sejak permulaan senggama atau terlambat menarik penis setelah ejakulasi sehingga kondom terlepas dan cairan sperma tumpah di dalam vagina. Kekurangan metode ini: mudah robek bila tergores kuku atau benda tajam lain, membutuhkan waktu untuk pemasangan, mengurangi sensasi seksual

b. Spermatisida: bahan kimia aktif untuk ‘membunuh’ sperma, berbentuk cairan, krim atau tisu vagina yang harus dimasukkan ke dalam vagina 5 menit sebelum senggama. Efektivitasnya 70%. Sayangnya bisa menyebabkan reaksi alergi. Kegagalan sering terjadi karena waktu larut yang belum cukup, jumlah spermatisida yang digunakan terlalu sedikit atau vagina sudah dibilas dalam waktu < 6 jam setelah senggama (Anonymous, 2009).

G.3 Testis

Testis merupakan organ kelamin laki-laki tempat spermatozoa dan hormon laki-laki dibentuk. Testis menghasilkan hormon testosteron dan bekerja sebagai kelenjar endokrin. Hormon testosteron ini berfungsi untuk menentukan sifat-sifat kajantanan.

Contoh: Tumbuhnya jenggot dan jakun, suara yang membesar serta bentuk badan yang besar dan kuat.

Fungsi testis terdiri dari:

  1. Membentuk gamet-gamet baru yaitu spermatozoa, dilakukan di tubulus seminiferus.
  2. Menghasilkan hormon testosteron, dilakukan oleh sel interestial.

Kelenjar testis bentuknya seperti telur yang banyaknya 2 buah yang menghasilkan sel mani atau sperma. Dikirim melalui saluran yang terdapat dibelakang buah pelir dan melewati sebelah dalam, disebelah belakang saluran ini terdapat duktus deferens. Kelenjar testis menghasilkan hormon Follicle Stimulating Hormone (FSH) dan Lutenizing Hormone (LH). Disamping itu testis dapat menghasilkan hormon testosteron. Hormon testosteron ini disekresikan oleh testis, sebagian besar berkaitan dengan protein plasma. Beredar dalam darah 15-30 menit, kemudian disekresi.

Testosteron dihasilkan pada anak berusia 11-14 tahun. Pembentukan ini meningkat dengan cepat pada permulaan pubertas dan berlangsung  hampir seluruh kehidupan, berkurangnya kecepatan produksi setelah pria berumur 40 tahun. Pada umur 80 tahun pria menghasilkan testosteron lebih kurang 1/5 dari nilai puncak, sedangkan testosteron akan memuncak sekresinya oleh beberapa kelenjar sebasea yang pada wajah dapat menimbulkan jerawat yaitu merupakan gambaran yang paling sering pada pubertas.

H. METODE PENELITIAN

H.1 Populasi dan Sampel

Populasi

Populasi dalam penelitian ini adalah tikus putih jantan (Rattus norwegicus) dengan karakteristik mata warna merah jernih dan kulit bersih, umur 2,5-3 bulan dengan berat badan 250-300gr strain Wistar yang diperoleh dari UNAIR Surabaya.

Sampel

Sampel diambil dari populasi tikus putih (Rattus norvegicus) jantan sebagai hewan coba. Dalam penelitian ini terdapat 5 macam perlakuan, dimana untuk mendapatkan banyaknya ulangan pada masing-masing perlakuan ditentikan berdasarkan rumus (Hanafiah, 1993) yaitu:

(t-1)  (r-1) ³15

(5-1) (r-1) ³15

4 (r-1) ³15

r-1 ³ 3,75

r ³ 4,75  maka r ³ 5

Dimana:

t           : Treatment (perlakuan)

r           : Replikasi (ulangan)

Dari rumusan tersebut diperoleh jumlah hewan coba untuk masing-masing perlakuan adalah lebih besar sama dengan 5 (lima). Dalam penelitian ini digunakan 5 ekor hewan coba untuk masing-masing perlakuan karena dimungkinkan sangat kecil tikus putih mengalami kematian.

 

H.2 Variabel Penelitian

  1. Variabel Bebas

Pada penelitian ini variabel bebasnya adalah filtrat daun jambu biji (Psidium guajava L.).

  1. Variabel Terikat

Dalam penelitian  ini yang menjadi variabel terikatnya adalah jumlah sel spermatozoa penampang melintang  testis tikus putih jantan (Rattus norwegicus).

H.3 Jenis Penelitian

Dalam penelitian ini jenis penelitian yang digunakan adalah Eksperimen Sungguhan (True Experiment Research) karena dalam penelitian ini telah memenuhi tiga prinsip yaitu randomisasi, replikasi, dan adanya perlakuan kontrol atau pembanding. Menurut Rofieq (2002) eksperimen sungguhan merupakan suatu penelitian yang bertujuan untuk menyelidiki kemungkinan saling hubungan                                                                                                          sebab akibat dengan cara mengenakan satu atau lebih kelompok eksperimental dan membandingkan hasilnya dengan satu atau lebih kelompok kontrol yang tidak dikenai kondisi perlakuan itu.

Desain eksperimental sungguhan yang digunakan dalam penelitian ini adalah “The Postest-Only Control Group Design” yaitu didalam populasi setiap unit dari populasi adalah homogen yang artinya semua karakteristik antar unit populasi adalah sama maka tidak dilakukan pengukuran awal, semua kelompok perlakuan dianggap sama karena berasal dari satu populasi yang sama sehingga pengukuan variabel hanya dilakukan  pada akhir penelitian (post test) saja, tanpa ada pengukuran awal (pretest) tetapi hanya dilakukan “Control by Design” yaitu dengan menghomogenkan sampel penelitian. Rancangan ini dapat digambarkan:

O2

P1

K                O1

O3

P2

R

O4

O5

P3

P4

Keterangan:

R          = Randomisasi

K          = Kontrol atau banding

P1        = Perlakuan dosis dekok daun jambu biji  4gr

P2        = Perlakuan dosis dekok daun jambu biji  6gr

P3        = Perlakuan dosis dekok daun jambu biji  8gr

P4        = Perlakuan dosis dekok daun jambu biji  10gr

O1-O5  = Hasil penelitian

H.4 Analisa Data

Data Hasil Penelitian dianalisis dengan menggunakan Uji Chi-square karena data penelitian merupakan data diskrit dengan langkah-langkah sebagai berikut:

  1. Merumuskan Hipotesis nihil(Ho)
  2. Menentukan frekwensi ekspektasi (Ei)
  3. Menghitung X2 hitung dengan rumus:

c2 = å ( Oi – Ei )

Ei

Dimana:

c2 = Chi-kuadrat

Oi= Frekwensi yang diperoleh

Ei= Frekwensi yang diharapkan

H.5 Instrumen Pelaksanaan

Alat

Pembuatan dekok daun jambu biji:

–         Timbangan analitik (0,001 g)

–         Alat pemanas

–         Erlenmeyer 125 ml

–         Kertas saring Whatman 40

–         Labu ukur 100 ml

–         Corong kaca

–         Pengaduk (spatula)

Pembedahan dan pembuatan preparat testis

–         Seperangkat alat secsic seperti: pisau, gunting, jarum pentul, pinset,  skalpel, dan bak lilin

–         Gelas arloji

–         Botol flakon

–         Pipet tetes

–         Mikrotom

–         Oven

–         Jarum ose

–         Kaca benda dan kaca penutup

–         Mikroskop

–         Alat foto dan film Fuji

Bahan

Pembuatan dekok daun jambu biji

–         Daun jambu biji

–         Aquadest

Pengambilan testis

–         Kloroform untuk membius

–         Kapas

–         NaCl

–         Formalin 10%

–         Alumunium foil

Pembuatan preparat histologi testis

–         Testis tikus putih jantan

–         Alkohol 30%, 50%, 70%, 80%, 100%.

–         Xylol

–         Aquadest

–         Putih telur

–         Parafin

–         Enthellan

–         Pewarna H-E (Hematoxylin dan Eosin)

Cara Kerja

Proses adaptasi

Tikus putih jantan dimasukkan kedalam kandang plastik yang telah diberi sekam padi sebagai alas, dan di aklimatisasikan selama 2 minggu sebelum diberi perlakuan. Tikus putih jantan diberi makan (BR1) masing-masing 5 gr/ ekor setiap hari, sedangkan untuk minuman tikus putih jantan menghisap minuman aquadest yang sudah disediakan didalam botol.

Membuat Dekok Daun  Jambu Biji (Psidium guajava L.)

Cara membuat dekok:

–         Menimbang 1 kg bahan (daun jambu biji)

–         Mencuci bahan dengan air mengalir

–         Memotong  bahan (daun jambu biji) hingga kecil-kecil dan memasukkan kedalam erlenmeyer

–         Menambahkan aquadest kedalam bahan tersebut dengan perbandingan 1:1. Semisal jumlah bahan adalah 1000 gr maka ditambahkan aquadest sebanyak 1000 ml atau penambahan aquadest sampai bahan tersebut terendam.

–         Bahan dipanaskan dengan menggunakan api kecil sampai mendidih kemudian diaduk terus menerus sampai volume air berkurang sepertiga sampai separuh bagian kemudian disaring

–         Jika volume larutan masih melebihi volume yang seharusnya (1000 ml) maka dilakukan pemanasan selanjutnya hingga volume menjadi 1000 ml

–         Jika volume larutan kurang dari volume yang seharusnya (1000 ml) maka dilakukan penambahan dengan aquadest sampai volume menjadi 1000 ml. Dengan proses ini maka didapatkan dekok dengan konsentrasi 100%.

Pengambilan Testis dan pembuatan preparat

Fiksasi

–         Membius tikus dengan kloroform dan kapas kemudian menutup dengan alumunium foil

–         Membedah tikus mulai dari bagian bawah abdomen lalu mengambil organ testisnya

Pencucian

–         Mencuci dengan garam fisiologis (Nacl)

–         Memasukkan kedalam botol flakon dan memfiksasi dengan larutan fiksatif  formalin 50% selama 24 jam

–         Membuang larutan fiksatif formalin

Dehidrasi

–         Mendehidrasi dengan alkohol 50% selama 30 menit

–         Mendehidrasi dengan alkohol 70% selama 30 menit

–         Mendehidrasi dengan alkohol 80% selama 30 menit

–         Mendehidrasi dengan alkohol 100% selama 30 menit

–         Mendehidrasi dengan alkohol 100% selama 30 menit

Clering atau Penjernihan

–         Menetesi dengan alkohol : Xylol = 3:1 selama 30 menit

–         Menetesi dengan alkohol : Xylol = 1:1 selama 30 menit

–         Menetesi dengan alkohol : Xylol = 1:3 selama 30 menit

–         Menetesi dengan xylol murni 1 selama 30 menit

–         Menetesi dengan xylol murni 2 selama 30 menit

Inviltrasi

–         Menetesi xylol : parafin =1:9 selama 24 jam (diletakkan dalam oven suhu 60oC )

–         Mengganti dengan parafin murni selama 1 jam dalam oven suhu 60oC

Embeding (penanaman)

–         Parafin cair diletakkan kedalam cetakan berbentuk botol flakon (dibuat dari alumunium foil dalam bentuk botol flakon), kemudian testis dimasukkan kedalamnya dan posisi diatur sebaik mungkin, kemudian didinginkan hingga parafin membeku.

Trimming atau Pengeblokan Parafin

–         Testis dalam cetakan parafin dikepris menjadi potongan yang rapi agar mudah diiris dengan mikrotom.

Pemotongan

–         Testis dalam cetakan parafin dipotong dengan mikrotom ukuran 6 mikron

Mounting I

–         Sayatan hasil pemotongan dengan mikrotom diletakkan pada beaker glass kemudian potongan tersebut dimasukkan kedalam Water bath pada suhu 50oC sehingga parafin memapar, kemudian diletakkan pada gelas objek yang sudah diberi bahan perekat (campuran asam cuka albumin dan air) dan dikeringkan.

Deparafinisasi

–         Menetesi Xylol : alkohol = 3:1 selama 3 menit

–         Menetesi Xylol : alkohol = 1:1 selama 3 menit

–         Menetesi Xylol : alkohol = 1:3 selama 3 menit

Pewarnaan

–         Proses pewarnaan Hematoxylin 30 menit, cuci dengan air mengalir selama 5-10 menit, bilas dengan aquadest 2 kali masing-masing 3-5 detik.

–         Mewarnai dengan larutan 0,1 Eosin kemudian cuci dengan air mengalir selama 5 detik.

Dehidrasi

–         Mendehidasi dengan alkohol 50, 70, 90, absolud masing-masing selama 3 menit

–         Mendehidrasi dengan xylol I selama 3 menit

Mounting II

–         Xylol murni II selama 3 menit

–         Merekatkan dalam Canada balsam atau Enthellen dengan kaca penutup, kemudian dikeringkan

  1. I.                   JADWAL KEGIATAN

No

Jadwal Kegiatan

Bulan 1

Bulan 2

Bulan 3

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1.

Persiapan alat

X

2.

Pengumpulan bahan

X

3.

Proses adaptasi tikus

X

4

Pelaksanaan penelitian

X

X

X

X

6.

Pembuatan sediaan histologis

X

7.

Analisa data

X

8.

Penyusunan laporan

X

X

9.

Presentasi hasil penelitian

X

J. RANCANGAN BIAYA

  1. Biaya bahan habis pakai

a. Daun Jambu Biji                                                         Rp. 30.000

b. Tikus @Rp. 50.000 x 30                                            Rp. 1.500.000

  1. Peralatan Penunjang PKM

a. Alat-alat untuk pembuatan preparat histologi            Rp. 1.000.000

b. Kertas, Tinta, alat Tulis                                              Rp. 470.000

c. Perawatan Tikus                                                         Rp. 400.000

d. Makanan Tikus                                                          Rp. 465.000

  1. Transport @Rp. 200.000,- x 4 orang                          Rp. 800.000
  2. Komunikasi @Rp. 100.000,- x 4 orang                      Rp. 400.000
  3. Analisis preparat histologis                                         Rp. 650.000
  4. Lain-lain

a. Dokumentasi                                                              Rp. 400.000

b. Poster                                                                         Rp. 400.000

c. Seminar Hasil                                                             Rp. 700.000

d. Evaluasi program                                                        Rp. 448.000

e. Sewa Laboratorium                                                     Rp. 700.000

f. Sewa Alat (Bedah, dan Alat Perawatan Tikus)          Rp. 500.000

g. Laporan akhir                                                              Rp. 400.000

Total Biaya                                                                      Rp 9.263.000

 

K. DAFTAR PUSTAKA

Anonymous, 2000. Parameter Standart Umum Ekstrak Tumbuhan Obat Cetakan Pertama, Penerbit Departemen Kesehatan RI Diirektorat Jenderal Pengawasan Obat Dan Makanan Direktorat Pengawasan Obat Tradisional, Jakarta.

Darmansyah, 1995. Dasar-dasar Toksikologi Hubungan Antara Hewan Coba Dengan Manusia- Farmakologi Dan Terapi, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta.

Ganong, W.F, 1999. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 17, Penerbit Buku Kedoktean EGC, Jakarta.

Ginson John, 1995. Anatomi Dan Fisiologi Modern Untuk Perawat, Penerbit

Gunarso W, 1969. Mikroteknik, Penerbit IPB, Bogor.

Gunawan & Soelaiman, 1979. Spermatozoa Normal (Dalam Buku Spermatologi), Penerbit Perkumpulan Andrologi Indonesia, Surabaya.

Guyton A.C, 1987. Fisiologi Manusia Dan Mekanisme Penyakit, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Guyton & Hall, 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi Sembilan, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Hadi S, 2001. Statistik Jilid 2, Penerbit ANDI, Yogyakarta.

Hanafiah KA, 1993. Rancangan Percobaan Teori & Aplikasi edisi revisi, Penerbit Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya, Palembang.

Hardianto B, 1993. Pedoman Praktis Budidaya Tanaman Jambu (jambu mete, jambu air, jambu biji), Penerbit PD Mahkota, Jakata.

Kartasapoetra G, 1992. Budidaya Tanaman Berhasiat Obat, Penerbit Rineke Cipta, Jakata.

Koolman & Rohm, 2001. Biokimia Atlas Berwarna Dan Teks, Penerbit Hipokrates, Jakarta.

Lesson & Paparo, 1995. Buku Ajar Histologi, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Rismunandar, 1989. Tanaman Jambu Biji, Penerbit Sinar Baru, Bandung. Salisbury & Ross, 1999. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2, Penerbit ITB, Bandung.

Sundari D.danWinarno.W, 1997. Informasi Tanaman Obat Untuk Kontrasepsi Tradisional, Penerbit  Cermin Dunia Kedokteran No.120, Jakarta.

Surachman, 1978. Analisa Sperma 100 Pasangan Suami Istri Infertil Dari Karyawan Pertamina Dan Penduduk Di Daerah Pertamina Wilayah IV Balikpapan, Penerbit Perkumpulan Andrologi Indonesia, Surabaya.

Yatim W, 1994. Reproduksi dan Embryologi Untuk Mahasiswa Biologi Dan Kedokteran, Penerbit TARSITO, Bandung.

 

 

 

 

05/10/2011 Posted by | Contoh PKM | 2 Komentar

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

FAKTOR LINGKUNGAN YANG MEMPENGARUHI MIKROBA

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

DOSEN PENDIDIKAN BIOLOGI UMM

Tiap-tiap makhluk hidup itu keselamatannya sangat tergantung kepada keadaan sekitarnya, terlebih-lebih mikro organisme. Makhlukmakhluk halus ini tidak dapat menguasai faktor-faktor luar sepenuhnya, sehingga hidupnya sama sekali tergantung kepada keadaan sekelilingnya. Satu-satunya jalan untuk menyelamatkan diri ialah dengan menyesuaikan diri (adaptasi) kepada pengaruh faktor-faktor luar. Penyesuaian diri dapat terjadi secara cepat serta bersifat sementara waktu, akan tetapi dapat pula perubahan itu bersifat permanen sehingga mempengaruhi bentuk morfologi serta sifat-sifat fisiologi yang turun menurun. Kehidupan bakteri tidak hanya di pengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan akan tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Misal, bakteri termogenesis menimbulkan panas di dalam media tempat ia tumbuh. Bakteri dapat pula mengubah pH dari medium tempat ia hidup, perubahan ini di sebut perubahan secara kimia.
Adapun faktor-faktor lingkungan dapat di bagi atas faktor-faktor biotik dan faktor-faktor abiotik. Faktor-faktor biotik terdiri atas mahluk-mahluk hidup, sedang faktor-faktor abiotik terdiri dari faktor-faktor alam (fisika) dan faktorfaktor kimia.
5.1 Faktor-Faktor Abiotik.
Faktor abiotik adalah faktor yang dapat mempengaruhi kehidupan yang bersifat fisika dan kimia. Di antara faktor-faktor yang perlu di perhatikan ialah suhu, pH, tekanan osmose, pengeringan, sinar gelombang pendek, tegangan muka dan daya oligodinamik.
1. Suhu
Masing-masing mikrobia memerlukan suhu tertentu untuk hidupnya. Suhu pertumbuhan suatu mikrobia dapat di bedakan dalam suhu minimum, optimum dan maksimum. Berdasarkan atas perbedaan suhu pertumbuhannya dapat di bedakan mikrobia yang psikhrofil, mesofil, dan termofil. Untuk tujuan tertentu suatu mikrobia perlu di tentukan titik kematian termal (thermal death point) dan waktu kematian termal (thermal death time)- nya.
Daya tahan terhadap suhu itu tidak sama bagi tiap-tiap spesies. Ada spesies yang mati setelah mengalami pemanasan beberapa menit di dalam cairan medium pada suhu 60°C, sebaliknya ,bakteri yang membentuk spora seperti genus Bacillus dan Clostridium itu tetap hidup setelah di panasi dengan uap 100°C atau lebih selama kira-kira setengah jam. Untuk sterilisali, maka syaratnya untuk membunuh setiap spesies untuk membunuh setiap spesies bakteri ialah pemanasan selama 15 menit dengan tekanan 15 pound serta suhu 121°C di dalam autoklaf.
Dalam cara menentukan daya tahan panas suatu spesies perlu di perhatikan syarat-syarat sebagai berikut:
1. Berapa tinggi suhu.
2. Berapa lama spesies itu berada di dalam suhu tersebut.
3. Apakah pemanasan bakteri itu di lakukan di dalam keadaan kering ataukah di dalam keadaan basah.
4. Beberapa pH dari medium tempat bakteri itu di panasi.
5. Sifat-sifat lain dari medium tempat bakteri itu di panasi.
Mengenai pengaruh basah dan kering ini dapat diterangkan sebagai berikut. Di dalam keadaan basah, maka protein dari bakteri lebih cepat menggumpal daripada di dalam keadaan kering, pada temperartur yang sama. Berdasarkan ini, maka sterilisasi barang-barang gelas di dalam oven kering itu memerlukan suhu yang lebih tinggi daripada 121° C dan waktu yang lebih lama daripada 15 menit. Sedikit perubahan pH menju ke asam atau ke basa itu sangat berpengaruh kepada pemanasan. Berhubung dengan ini, maka buah-buahan yang masam itu lebih mudah disterilisasikan daripada sayur-sayur atau daging.
Untuk menentukan suhu maut bagi bakteri orang mengambil pedoman sebagai berikut: Suhu maut (Thermal Death Point) ialah suhu yang serendahrendahnya yang dapat membunuh bakteri yang berada di dalam standard medium selama 10 menit. Ketentuan ini mencakup kelima syarat-syarat tersebut diatas. Perlu diperhatikan kiranya, bahwa tidak semua individu dari suatu spesies itu mati bersama-sama pada suatu suhu tertentu. Biasanya, individu yang satu lebih tahan daripada individu yang lain terhadap suatupemanasan, sehingga tepat jugalah bila kita katakana adanya angka kematian pada suatu suhu (Thermal Death Rate). Sebaliknya jika suatu standard suhu sudah ditentukan seperti pada perusahaan pengawetan makanan atau dalam perusahaan susu, maka lamanya pemanasan merupakan faktor yang berbeda-beda bagi tiap-tiap   dapatlah kita adakan penentuan waktu maut (Thermal Death Rate). Biasanya standard suhu itu diatas titik didih dan pemanasan setinggi ini perlu bagi pemusnahan bakteri yang berspora. Umumnya bakteri lebih tahan suhu rendah daripada suhu tinggi. Hanya beberapa spesies neiseria mati karena pendinginan sampai 0° C dalam kedaan basah. Bakteri patogen yang bias hidup di dalam tubuh hewan atau manusia dapat bertahan sampai beberapa bulan pada suhu titik beku.
Pembekuan itu sebenarnya tidak berpengaruh kepada spora, karena spora sangat sedikit mengandung air. Pembekuan bakteri di dalam air lebih cepat membunuh bakteri daripada kalau pembekuan itu di dalam buih, buih tidak membeku sekeras air beku. Bahwa pembekuan air itu menyebabkan kerusakan mekanik pada bakteri mudahlah dimaklumi, tentang efek yang lain misalnya secara kimia, kita belum tahu. Pembekuan secara perlahan-lahan dalam suhu -16°C ( es campur garam ) lebih efektif dari pada pembekuan secara mendadak dalam udara beku (-190° C ). Juga pembekuan secara terputus-putus ternyata lebih efektif dari pada pembekuan secara terusmenerus. Sebagai contoh, piaraan basil tipus mati setelah dibekukan putus – putus dalam waktu 2 jam, sedang piaraan itu dapat bertahan beberapa minggu dalam keadaan beku terus-menerus.
Mengenai pengaruh suhu terhadap kegiatan fisiologi, maka seperti halnya dengan mahluk-mahluk lain, mikrooganisme pun dapat bertahan di dalam suatu batas-batas suhu tertentu. Batas-batas itu ialah suhu minimum dan suhu maksimum, sedang suhu yang paling baik bagi kegiatan hidup itu disebut suhu optimum. Berdasarkan itu adalah tiga golongan bakteri, yaitu:
Bakteri termofil (politermik), yaitu bakteri yang tumbuh dengan baik sekali pada suhu setinggi 55° sampai 65°C, meskipun bakteri ini juga dapat berbiak pada suhu lebih rendah atau lebih tinggi daripada itu, yaitu dengan batas-batas 40°C sampai 80°C. Golongan ini terutama terdapat didalam sumber air panas dan tempat-tempat lain yang bersuhu lebih tinggi dari 55°C.

Bakteri mesofil (mesotermik), yaitu bakteri yang hidup baik di antara 5° dan 60°C, sedang suhu optimumnya ialah antara 25° sampai 40°C, minimum 15°C dan maksimum di sekitar 55°C. Umumnya hidup di dalam alat pencernaan, kadang-kadang ada juga yang dapat hidup dengan baik pada suhu 40°C atau lebih.
Bakteri psikrofil (oligotermik), yaitu bakteri yang dapat hidup di antara 0° sampai 30°C, sedang suhu optimumnya antara 10° sampai 20°C. Kebanyakan dari golongan ini tumbuh di tempat-tempat dingin baik di daratan ataupun di lautan.
Pada tahun 1967 di Yellowstone Park di temukan bakteri yang hidup dalam air yang panasnya 93 – 94 °C dan pada tahun 1969 berapa spesies lagi di tempat yang sama yang juga sangat termofil. Spesies-spesies itu di tabiskan menjadi Thermus aquaticus, Bacillus caldolyticus, dan Bacillus caldotenax. Dalam praktek, batas-batas antara golongan-golongan itu sukar di tentukan, juga di antara beberapa individu di dalam satu golongan pun batas-batas suhu optimum itu sangat berbeda-beda. Bakteri termofil agak
menyulitkan pekerjaan pasteurisasi, karena pemanasan pada pasteurisasi itu hanya sekitar 70 ° C saja, sedang pada suhu setinggi itu spora-spora tidak mati. Spora bakteri termofil juga merepotkan perusahaan pengawetan makanan. Selama bahan makanan di dalam kaleng itu di simpan pada suhu yang rendah, spora-spora tidak akan tumbuh menjadi bakteri. Akan tetapi, jika suhu sampai naik sedikit, besarlah bahaya akan rusaknya makanan itu sebagai akibat dari pertumbuhan spora-spora tersebut.
Sebaliknya, bakteri psikrofil dapat mengganggu makanan yang di simpan terlalu lama di dalam lemari es. Golongan bakteri yang dapat hidup pada bata-batas suhu yang sempit, misalnya, Conococcus itu hanya dapat hidup subur antara 30 ° dan 40 ° C, jadi batas antara minimum dan maksimum tidak terlampau besar, maka bakteri semacam itu kita sebut stenotermik. Sebaliknya Escherichia coli tumbuh baik antara 8 °C sampai 46 °C, jadi beda antara minimum dan maksimum suhu di sini ada lebih besar daripada yang di sebut di atas, maka Escherichia coli itu termasuk golongan bakteri yang kita sebut euritermik. Pada umumnya dapat di pastikan, bahwa suhu optimum itu lebih mendekati suhu maksimum daripada suhu minimum.Hal ini nyata benar bagi Gonococcus dan Escherichia coli, keduanya mempunyai optimum suhu 37 °C. Bakteri yang dipiara di bawah
suhu minimum atau sedikit di atas suhu maksimum itu tidak segera mati, melainkan berada di dalam keadaan “tidur” (dormancy).
Suhu berpengaruh terhadap kinerja reaksi dalam mikroorganisme. Kecepatan reaksi kimia merupakan fungsi langsung daripada suhu dan mengikuti hubungan yang dikemukakan semula oleh Arrhenius :
Log10 V =    − ΔH*    + C
2.303RT

v ialah kecepatan reaksi, ΔH* ialah energi aktivitas pada reaksi, R ialah konstante gas, T ialah suhu dalam derajat Kelvin. Karena itu, kecepatan reaksi kimia sebagai fungsi T ¯¹ menghasilkan garis lurus dengan lereng negatif (Gambar 10.6). Gambar 10.7 menunjukkan kecepatan tumbuh E. coli yang dapat disamakan dengan fungsi T ¯¹. Kurvenya linear hanya pada bagian kisaran suhu untuk tumbuh. Sebab kecepatan tumbuh dengan tibatiba sangat menurun pada batas atas dan bawah kisaran suhu. Kecepatan tumbuh pada suhu tinggi yang menurun tiba-tiba disebabkan oleh denaturasi panas protein dan mungkin pula denaturasi struktur sel seperti membran. Pada suhu maksimum untuk tumbuh maka reaksi yang merusak menjadi sangat besar. Suhu itu biasanya hanya berapa derajat lebih tinggi daripada suhu untuk kecepatan tumbuh maksimal, yang dinamakan suhu optimum.

Gambar 5.3 Hubungan antara kecepatan reaksi kimiawi dan suhu menurut rumus arrthenius
Dari pengaruh suhu pada kecepatan reaksi kimia, dapat diramalkan bahwa semua bakteri dapat melanjutkan tumbuhnya (meskipun dengan kecepatan yang makin lama makin lebih rendah) selama suhu diturunkan sampai sistem itu membeku. Akan tetapi, kebanyakan bakteri berhenti tumbuh pada suhu (suhu minimum untuk tumbuh ) jauh di atas titik beku air. Setiap mikroorganisme mempunyai suhu yang tepat untuk pertumbuhan, tetapi di bawah suhu ini pertumbuhan tidak terjadi betapa pun lamanya masa
inkubasi.
Nilai suhu kardinal menurut angka (minimum, optimum, dan maksimum) dan kisaran suhu yang memungkinkan pertumbuhan, sangat beragam pada bakteri. Beberapa bakteri yang diisolasi dari sumber air panas dapat tumbuh pada suhu setinggi 95°C; yang diisolasi dari lingkungan dingin, dapat tumbuh sampai suhu serendah –10°C jika konsentrasi solut yang tinggi mencegah mediumnya menjadi beku. Berdasarkan kisaran suhu untuk tumbuh, bakteri seringkali dibagi atas tiga golongan besar: termofil, yang tumbuh pada suhu tinggi (diatas 55°C); mesofil, yang tumbuh baik antara 20°C sampai 45°C dan psikrofil, yang tumbuh baik pada 0°C.
Seperti juga dalam sistem klasifikasi biologis yang kerap kali benar, terminologi ini menunjukan perbedaan yang lebih jelas di antara tipe-tipe daripada yang di jumpai di alam. Klasifikasi reaksi suhu tiga pihak tidak memperhitungkan seluruh variasi di antara bakteri berkenaan dengan adanya perluasan kisaran suhu yang memungkinkan pertumbuhan. Perbedaan dalam kisaran suhu di antara termofil kadang-kadang dinyatakan dengan istilah stenotermofil (organisme yang tidak dapat tumbuh di bawah 37 °C),
dan euritermofil (organisme yang dapat tumbuh di bawah 37 °C). psikrofil yang masih dapat tumbuh di atas 20 °C di sebut psikrofil fakultatif; dan yang tidak dapat tumbuh di atas 20 °C di sebut psikrofil obligat.
Garis dengan satu tanda panah menunjukkan batas suhu tumbuh untuk paling sedikit satu galur spesies itu terdapat variasi di antara bermacam galur beberapa spesies. Tanda dengan dua panah menunjukkan bahwa pada batas suhu sebenarnya terletak di antara tanda panah tersebut. Garis dengan titik-titik menunjukkan bahwa pertumbuhan minimum belum ditentukan. Data yang menggambarkan kisaran suhu tumbuh berbagai macam bakteri menunjukkan sifat termofil, mesofil, dan psikrofil yang agak berubah-ubah.
Kisaran suhu yang memungkinkan pertumbuhan itu berubah-ubah seperti halnya suhu-suhu maksimum dan minimum. Kisaran suhu beberapa bakteri kurang dari 10°C, sedangkan untuk lainnya dapat sampai 50°C.
Faktor yang menentukan batas suhu untuk tumbuh telah disingkapkan oleh dua macam penelitian; perbandingan antara sifat organisme dengan kisaran suhu yang sangat berbeda; dan analisis sifat mutan yang peka terhadap suhu, kisaran suhunya menjadi lebih sempit oleh perubahan satu mutan. Ada dua macam mutan yang peka terhadap suhu; mutan peka panas, dengan suhu tumbuh maksimum yang menurun ; dan mutan peka dingin, dengan suhu tumbuh minimum yang menaik.
Studi mengenai kinetika denaturasi panas pada enzim dan struktur sel yang berprotein (misalnya flagelum, ribosom) menunjukkan bahwa banyak protein khusus pada bakteri termofil lebih tahan panas daripada protein homolognya dari bakteri mesofil. Mungkin pula untuk mengira-ngirakan ketahanan panas menyeluruh protein sel yang dapat larut, dengan mengukur kecepatan protein di dalam ekstrak bakteri menjadi tidak larut karena denaturasi panas pada beberapa suhu yang berbeda. Percobaan seperti ini (Tabel 10.6). Dengan jelas menunjukkan bahwa pada hakekatnya semua protein bakteri termofilik setelah perlakuan panas tetap pada tingkat asalnya yang sebenarnya menghilangkan semua protein mesofil yang sekelompok. Karena itu adaptasi mikroorganisme termofilik terhadap suhu di sekitarnya hanya dapat dicapai dengan perubahan mutasional yang mempengaruhi struktur utama kebanyakan (jika tidak semua) protein sel tersebut. Meskipun adaptasi evalusionar yang menghasilkan termofil agaknya melibatkan ,mutasi yang meningkatkan ketahanan panas proteinnya , namun kebanyakan mutasi yang berpengaruh pada struktur utama suatu protein khusus ( misalnya enzin) mengurangi ketahanan panas protein tersebut, walaupun banyak di antara mutasi ini mungkin berpengaruh sedikit atau tidak sama sekali pada sifat-sifat katalitik. Akibatnya, dengan tidak adanya seleksi tandingan oleh tantangan panas, maka suhu maksimum untuk pertumbuhan mikroorganisme apa pun harus menurun secara berangsur-angsur sebagai akibat mutasi acak yang berpengaruh pada struktur pertama proteinnya. Kesimpulan ini ditunjang oleh pengamatan bahwa bakteri psikrofilik yangdiisolasi dari air antartik mengandung sejumlah besar protein yang luar biasa labilnya terhadap panas.
Pada suhu rendah, semua protein mengalami sedikit perubahan bentuk, yang dianggap berasal dari melemahnya ikatan hidrofobik yang memegang peran penting dalam penentuan struktur tartier (berdimensi tiga). Semua tipe ikatan lain pada protein menjadi lebih kuat bila suhu diturunkan. Pentingnya bentuk yang tepat untuk fungsi sebenarnya protein alosterik dan untuk perakitan sendiri protein ribosomal menjadi kedua kelas protein ini teramat peka terhadap inaktivasi dingin. Oleh karen aitu, tidaklah mengherankan bahwa mutasi yang menaikkan suhu minimum untuk pertumbuhan biasanya terjadi di dalam gen yang menyandikan protein-protein ini.
Susunan lipid pada hampir semua organisme, baik prokariota maupun eukariota, berubah-ubah menurut suhu tumbuh. Bila suhu turun, kandungan relatif asam lemak tidak jenuh didalam lipid selular meningkat. Ilustrasi kejadian ini pada E. coli tampak pada perubahan dalam susunan lemak ini adalah komponen penting daripada adaptasi suhu pada bakteri. Titik cair lipid berhubungan langsung dengan asam lemak jenuh. Akibatnya, derajat kejenuhan asam lemak pada lipid membran menentukan derajat keadaan cairnya pada suhu tertentu. Karena fungsi membran bergantung pada keadaan cair komponen lipid, dapatlah dipahami bahwa pertumbuhan pada suhu rendah haruslah diikuti dengan penambahan derajat ketidakjenuhan asam lemak.
2. pH
Mikrobia dapat tumbuh baik pada daerah pH tertentu, misalnya untuk bakteri pada pH 6,5 – 7,5; khamir pada pH 4,0 – 4,5 sedangkan jamur dan aktinomisetes pada daerah pH yang luas. Setiap mikrobia mempunyai pH minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhanya. Berdasarkan atas perbedaan daerah pH untuk pertumbuhanya dapat dibedakan mikrobia yang asidofil, mesofil ( neutrofil ) dan alkalofil. Untuk menahan perubahan dalam medium sering ditambahkan larutan bufer. pH optimum pertumbuhan bagi kebanyakan bakteri antara 6,5 dan 7,5. Namun beberapa spesies dapat tumbuh dalam keaadaan sangat masam atau sangat alkalin, bila bakteri di kuitivasi di dalam suatu medium yang mula-mula disesuaikan pHnya misal 7 maka mungkin pH ini akan berubah sebagai akibat adanya senyawasenyawa asam atau basa yang dihasilkan selama pertumbuhannya. Pergesaran pH ini dapat sedemikian besar sehingga mengahambat pertumbuhan seterusnya organisme itu. Pergeseran pH dapat dapat dicegah dengan menggunakan larutan penyangga dalam medium, larutan penyangga adalah senyawa atau pasangan senyawa yang dapat menahan perubahan pH.
Istilah pH pada suatu symbol untuk derajat keasaman atau alkanitas suatu larutan; pH=log (1/[H+]) dengan [H+] sebagai konsentrasi ion hydrogen. pH air suling ialah 7,0 (netral); cuka 2,25; sari tomat, 4,2; susu, 6,6; natrium bikarbonat (0,1N), 8,4; susu magnesia, 10,5.

Tabel 5.7 Indikator Asam – Basa

NAMA             INTERVAL pH     PK INDIKATOR     WARNA
ASAM – BASA
Biru timol        8,0 – 9,6        1,7            Merah – kuning
Biru brom fenol    3,0 – 4,6        4,1            Kuning – biru
Merah metal        4,4 – 6,2        5,0            Merah – kuning
Biru brom timo    l    6,0 – 7,6        7,1            Kuning – biru
Merah feno        6,8 – 8,4        7,8            Kuning – merah
Merah kresol        7,0 – 8,8        8,2            Kuning – merah
Fenolftalein        8,2 – 9,8        9,6        Tak berwarna -merah muda

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

Bakteri             KISARAN pH UNTUK PERTUMBUHAN
Batas bawah     Optimum     Batas atas
Thiobacillus            0,5        2,0-3,5        6,0
Thiooxidans            4,0-4,5        5,4-6,3        7,0-8,0
Acetobacter aceti        4,2        7,0-7,5        9,3
Staphylococcus aureus    5,5        7,0-7,5        8,5
Azotobacter spp        6,0        6,8        7,0
Clhorobium limicola        6,0        7,5 – 7,8    9,5
Thermos aquaticus
Atas dasar daerah-daerah pH bagi kehidupan mikroorganisme dibedakan menjadi 3 golongan besar yaitu:
Mikroorganisme yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0
Mikroorganisme yang mesofilik (neutrofilik), yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 5,5-8,0
Mikroorganisme yang alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4-9,5
Suhu, lingkungan, gas dan pH adalah faktor-faktor fisik utama yang harus dipertimbangkan di dalam penyediaan kondisi optimum bagi pertumbuhan kebanyakan spesies bakteri. Beberapa kelompok bakteri mempunyai persyaratan tambahan. Sebagai contoh, organisme fotoautotrofik (fotosintetik) harus diberi sumber pencahayaan, karena cahaya adalah sumber energinya. Pertumbuhan bakteri dapat dipengaruhi oleh keadaan tekanan osmotik (tenaga atau tegangan yang terhimpun ketika air berdifusi melalui suatu membran) atau tekanan hidrostatik (tegangan zat alir). Bakteri tertentu, yang disebut bakteri halofilik dan dijumpai di air asin, wadah berisi garam, makanan yang diasin, air laut, dan danau air asin, hanya tumbuh bila mediumnya mengandung konsentrasi garam yang tinggi. Air laut mengandung 3,5 persen natrium klorida; di danau air asin, konsentrasi natrium kloridanya dapat mencapai 25 persen. Mikroorganisme yang membutuhkan NaCl untuk pertumbuhannya di sebut halofil obligat – mereka tidak akan tumbuh kecuali bila konsentrasi garamnya tinggi, yang dapat tumbuh dalam larutan natrium kloride tetapi tidak mensyaratkannya disebut halofil fakultatif – mereka tumbuh dalam lingkungan berkonsentrasi garam tinggi atau rendah. Ini menunjukkan adanya tanggapan terhadap tekanan osmotik. Telah diisolasi bakteri dari parit-parit terdalam dilautan yang tekanan hidrostatiknya mencapai ukuran ton meter persegi.

Tabel 5.9 Kondisi-kondisi fisik yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri

Kondisi Fisik                 Tipe Bakteri             Kondisi Biakan
(Kelompok Psikologis)        (Inkubasi
Suhu (kisaran            Psikrofil                0 – 30°c
pertumbuhan) :        Mesofil                    25 – 40°c
minimum dan            Termofil :
maksimum;            Termofil                25 – 55°c
optimumnya pada        Fakultatif (bebas pilih)
suatu titik didalam        Termofil obligat            45 – 75°c
kisaran bergantung ada
spesies            Aerob                    Hanya tumbuh bila
ada oksigen bebas
Anaerob                Hanya tumbuh
Persyaratan akan gas                            tanpa oksigen
Anaerob fakultatif            bebas
Tumbuh baik tanpa
Mikroaerofil                oksigen bebas
Tumbuh bila ada
oksigen bebas
dalam jumlah
sedikit
Kebanyakan bakteri
berkaitan dengan
kehidupan hewan dan            pH optimum 6,5 –
Keasaman atau         tumbuhan                7,5
alkanitas (pH)            Beberapa spesies eksotik
pH minimum 0,5;
Fotosintetik (autotrof dan         pH maksimum 9,5

heterotrof)
Cahaya                                sumber cahaya
Halofil (halofil obligat)
Salinitasi                    konsentrasi garam
yang tinggi, 10 –15% NaCl

3. Kelembaban
Mikroorganisme mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi diatas 85°C, sedangkan untuk jamur dan aktinomises diperlukan kelembaban yang rendah dibawah 80°C. Kadar air bebas didalam lautan (aw) merupakan nilai perbandingan antara tekanan uap air larutan dengan tekanan uap air murni, atau 1/100 dari kelembaban relatif. Nilai aw untuk bakteri pada umumnya terletak diantara 0,90 – 0,999 sedangkan untuk bakteri halofilik mendekati 0,75. Banyak mikroorganisme yang tahan hidup didalam keadaan kering untuk waktu yang lama seperti dalam bentuk spora, konidia, arthrospora, klamidospora dan kista. Seperti halnya dalam pembekuan, proses pengeringan protoplasma, menyebabkan kegiatan metaobolisme terhenti. Pengeringan secara perlahan-lahan menyebabkan perusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosa dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.
4. Tekanan osmosis
Pada umumnya mikrobia terhambat pertumbuhannya di dalam larutan yang hipertonis. Karena sel-sel mikrobia dapat mengalami plasmolisa. Didalam larutan yang hipotonis sel mengalami plasmoptisa yang dapat di ikuti pecahnya sel. Beberapa mikrobia dapat menyesuaikan diri terhadap tekanan osmose yang tinggi; tergantung pada larutanya dapat dibedakan jasad osmofil dan halofil atau halodurik. Medium yang paling cocok bagi kehidupan bakteri ialah medium yang isotonik terhadap isi sel bakteri. Jika bakteri di tempatkan di dalam suatu larutan yang hipertonik terhadap isi sel, maka bakteri akan mengalami plasmolisis. Larutan garam atau larutan gula yang agak pekat mudah benar menyebabkan terjadinya plasmolisis ini. Sebaliknya, bakteri yang ditempatkan di dalam air suling akan kemasukan air sehingga dapat menyebabkan pecahnya bakteri, dengan kata lain, bakteri dapat mengalami plasmoptisis. Berdasarkan inilah maka pembuatan suspense bakteri dengan menggunakan air murni itu tidak kena, yang digunakan seharusnyalah medium cair.
Jika perubahan nilai osmosis larutan medium tidak terjadi sekonyongkonyong, akan tetapi perlahan-lahan sebagai akibat dari penguapan air, maka bakteri dapat menyesuaikan diri, sehingga tidak terjadi plasmolisis secara mendadak.
6. Senyawa toksik
Ion-ion logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, Zn, Li, dan Pb. Walaupun pada kadar sangat rendah akan bersifat toksis terhadap mikroorganisme karena ion-ion logam berat dapat bereaksi dengan gugusan senyawa sel. Daya bunuh logam berat pada kadar rendah disebut daya ologodinamik. Anion seperti sulfat tartratklorida, nitrat dan benzoat mempengaruhi kegiatan fisiologi mikroorganisme. Karena adanya perbedaan sifat fisiologi yang besar pada masing-masing mikroorganisme maka sifat meracun dari anion tadi juga berbeda-beda. Sifat meracun alakali juga berbeda-beda, tergantung pada jenis logamnya. Ada beberapa senyawa asam organik seperti asam benzoat, asetat dan sorbet dapat digunakan sebagai zat pengawet didalam industry bahan makanan. Sifat meracun ini bukan disebabkan karena nilai pH, tetapi merupakan akibat langsung dari molekul asam organik tersebut terhadap gugusan didalam sel.
7. Tegangan Muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaannya akan menyerupai membran yang elastis, sehingga dapat mempengaruhi kehidupan mikroorganisme. Protoplasma mikroorganisme terdapat didalam sel yang dilindungi dinding sel. Dengan adanya perubahan bahan pada tegangan muka dinding sel, akan mempengaruhi permukaan protoplasma, yang akibatnya dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perubahan bentuk morfologinya. Bakteri yang hidup didalam alat pencernaan dapat berkembangbiak didalam medium yang mempunyai tegangan permukaan relatif rendah. Tetapi kebanyakan lebih menyukai tegangan permukaan yang relatif tinggi.
8. Tekanan Hodrostatik dan Mekanik
Beberapa jenis mikroorganisme dapat hidup didalam samudra pasifik dengan tekanan lebih dari 1208 kg tiap cm persegi, dan kelompok ini disebut barofilik. Selain itu tekanan yang tinggi akan menyebabkan meningkatnya beberapa reaksi kimia, sedang tekanan diatas 7500 kg tiap cm persegi dapat menyebabkan denaturasi protein. Perubahan-perubahan ini mempengaruhi proses biologi sel jasad hidup.
9. Kebasahan dan kekeringan
Bakteri sebenarnya mahluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di dalam air. Hanya di dalam air yang tertutup mereka tak dapat hidup subur; hal ini di sebabkan karena kurangnya udara bagi mereka. Tanah yang cukup basah baiklah bagi kehidupan bakteri. Banyak bakteri menemui ajalnya, jika kena udara kering. Meningococcus, yaitu bakteri yang menyebabkan meningitis, itu mati dalam waktu kurang daripada satu jam, jika digesekkan di atas kaca obyek. Sebaliknya,spora-spora bakteri dapat bertahan beberapa tahun dalam keadaan kering.
Pada proses pengeringan, air akan menguap dari protoplasma. Sehingga kegiatan metabolisme berhenti. Pengeringan dapat juga merusak protoplasma dan mematikan sel. Tetapi ada mikrobia yang dapat tahan dalam keadaan kering, misalnya mikrobia yang membentuk spora dan dalam bentuk kista. Adapun syarat-syarat yang menentukan matinya bakteri karena kekeringan itu ialah:
Bakteri yang ada dalam medium susu, gula, daging kering dapat bertahan lebih lama daripada di dalam gesekan pada kaca obyek. Demikian pula efek kekeringan kurang terasa, apabila bakteri berada di dalam sputum ataupun di dalam agar-agar yang kering.
Pengeringan di dalam terang itu pengaruhnya lebih buruk daripada pengeringan di dalam gelap.
Pengeringan pada suhu tubuh (37°C) atau suhu kamar (+ 26 °C) lebih buruk daripada pengeringan pada suhu titik-beku.
Pengeringan di dalam udara efeknya lebih buruk daripada pengeringan di dalam vakum ataupun di dalam tempat yang berisi nitrogen. Oksidasi agaknya merupakan faktor-maut.
10. Sinar gelombang pendek
Sinar-sinar yang mempunyai panjang gelombang pendek (misalnya sinar, sinar Ultra violet, sinar gama), mempunyai daya penetrasi yang cukup besar terhadap mikribia. Sinar-sinar tersebut dapat menyebabkan kematian. Perubahan genetik (mutasi) atau penghambatan pertumbuhan mikrobia. Sinar-sinar tersebut banyak digunakan di dalam praktek sterilisasi dan pengawetan bahan makanan. Kebanyakan bakteri tidak dapat mengadakan fotosintesis, bahkan setiap radiasi dapat berbahaya bagi kehidupannya. Sinar
yang nampak oleh mata kita, yaitu yang bergelombang antara 390 m μ sampai 760 m μ, tidak begitu berbahaya; yang berbahaya ialah sinar yang lebih pendek gelombangnya, yaitu yang bergelombang antara 240 m μ sampai 300 m μ. Lampu air rasa banyak memancarkan sinar bergelombang pendek ini. Lebih dekat, pengaruhnya lebih buruk. Dengan penyinaran pada jarak dekat sekali, bakteri bahkan dapat mati seketika, sedang pada jarak yang agak jauh mungkin sekali hanya pembiakannya sajalah yang terganggu. Spora-spora dan virus lebih dapat bertahan terhadap sinar ultra-ungu. Sinar ultra-ungu biasa dipakai untuk mensterilkan udara, air, plasma darah dan bermacam-macam bahan lainya. Suatu kesulitan ialah bahwa bakteri atau virus itu mudah sekali ketutupan benda-benda kecil, sehingga dapat terhindar dari pengaruh penyinaran. Alangkah baiknya, jika kertas-kertas pembungkus makanan, ruang-ruang penyimpan daging, ruang-ruang pertemuan, gedunggedung bioskop dan sebagainya pada waktu-waktu tertentu dibersihkan dengan penyinaran ultra-ungu. Sinar X dan sinar radium yang bergelombang lebih pendek daripada sinar ultra-ungu juga dapat membunuh mikroorganisme, akan tetapi memerlukan lebih banyak dosis daripada sinar ultra-ungu. Bakteri yang disinari dengan sinar X kerap kali mengalami mutasi. Aliran listrik tidak nampak berbahaya bagi kehidupan bakteri. Jika ada bakteri yang mati karenanya, hal ini di sebabkan oleh panas atau oleh zat-zat yang timbul di dalam medium sebagai akibat daripada arus listrik, seperti ozon dan klor (chlor).
11. Tegangan muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan itu menyerupai membran yang elastik. Demikian juga permukaan cairan yang menyelubungi sel mikrobia. Tekanan dari membran cairan ini di teruskan ke dalam protoplasma sel melalui dinding sel dan membran sitoplasma, Sehingga dapat mempengaruhi kehidupan mikrobia. Kebanyakan bakteri lebih menyukai tegangan muka yang relatif tinggi. Tetapi adapula yang hidup pada tegangan muka yang relatif rendah. Misalnya bakteri-bakteri yang hidup dalam saluran pencernaan. Sabun mengurangi ketegangan permukaan, dan oleh karena itu dapat menyebabkan hancurnya bakteri. Diplococcus pneumoniae sangat peka terhadap sabun. Empedu juga mempunyai khasiat seperti sabun; hanya bakteri yang hidup di dalam usus mempunyai daya tahan terhadap empedu. Bolehlah dikatakan pada umumnya, bahwa bakteri yang Gram negatif lebih tahan terhadap pengurangan (depresi) tegangan permukaan daripada bakteri yang Gram positif.
12. Daya oligodinamik
Ion-ion logam berat seperti Hg++ , Cu++ , Ag++ dan Pb++ pada kadar yang sangat rendah bersifat toksis terhadap mikrobia. Karena ion-ion tersebut dapat bereaksi dengan bagian-bagian penting dalam sel. Daya bunuh logam-logam berat pada kadar yang sangat rendah ini di sebut daya oligodinamik. Garam dari beberapa logam berat seperti air rasa dan perak dalam jumlah yang kecil saja dapat membunuh bakteri, daya mana di sebut oligodinamik. Hal ini mudah sekali di pertunjukkan dengan suatu eksperimen. Sayang benar garam dari logam berat itu mudah merusak kulit, makan alatalat yang terbuat dari logam, dan lagipula mahal harganya. Meskipun demikian, orang masih biasa menggunakan merkuroklorida (sublimat) sebagai desinfektan. Hanya untuk tubuh manusia lazimnya kita pakai merkurokrom, metafen atau mertiolat. Persenyawaan air rasa yang organic dapat pula dipergunakan untuk membersihkan biji-bijian supaya terhindar dari gangguan bangsa jamur. Nitrat perak 1 sampai 2% banyak digunakan untuk menetesi selaput lender, misalnya pada mata bayi yang baru lahir untuk mencegah gonorhoea. Banyak juga orang yang mempergunakan persenyawaan perak dan protein. Garam tembaga jarang dipakai sebagai bakterisida, akan tetapi banyak digunakan untuk menyemprot tanamantanaman mematikan tumbuhan ganggang dikolam-kolam renang.
13. Desinfektan
Pada umumnya bakteri muda itu kurang daya-tahannya terhadap desinfektan daripada bakteri yang tua. Pekat encernya konsentrasi, lama berada dibawah pengaruh desinfektan, merupakan faktor-faktor yang masuk pertimbangan pula. Kenaikan suhu menambah daya desinfektan. Selanjutnya, medium dapat juga menawar daya desinfektan. Susu, plasma darah, dan zat-zat lain yang serupa protein sering melindungi bakteri terhadap pengaruh desinfektan tertentu. Dalam menggunakan desinfektan haruslah diperhatikan hal-hal tersebut dibawah ini. Apakah suatu desinfektan tidak meracuni suatu jaringan, apakah ia tidak menyebabkan rasa sakit, apakah ia tidak memakan logam, apakah ia dapat diminum, apakah ia stabil, bagaimanakah baunya, bagaimanakah warnanya, apakah ia mudah dihilangkan dari pakaian apabla desinfektan tersebut sampai kena pakaian, dan apakah ia murah harganya. Faktor-faktor inilah yang menyebabkan orang sulit untuk menilai suatu desinfektan. Zat-zat yang dapat membunuh atau menghambat pertumbuhan bakteri dapat dibagi atas garam-garam logam, fenol dan senyawa-senyawa lain yang sejenis, formaldehida, alcohol, yodium, klor dan persenyawaan klor, zat warna, detergen, sulfonamide, dan anti biotik.
a. Fenol Dan Senyawa-Senyawa Lain Yang Sejenis
Larutan fenol 2 sampai 4% berguna bagi desinfektan. Kresol atau kreolin lebih baik khasiatnya daripada fenol. Lisol ialah desinfektan yang berupa campuran sabun dengan kresol; lisol lebih banyak digunakan daripada desinfektan-desinfektan yang lain. Karbol ialah lain untuk fenol. Seringkali orang mencampurkan bau-bauan yang sedap, sehingga desinfektan menjadi menarik.
b. Formaldehida (CH2O)
Suatu larutan formaldehida 40% biasa disebut formalin. Desinfektan ini banyak sekali digunakan untuk membunuh bakteri, virus, dan jamur. Formalin tidak biasa digunakan untuk jaringan tubuh manusia, akan tetapi banyak digunakan untuk merendam bahanbahan laboratorium, alat-alat seperti gunting, sisir dan lain-lainnya pada ahli kecantikan.
c. Alkohol
Etanol murni itu kurang daya bunuhnya terhadap bakteri. Jika dicampur dengan air murni, efeknya lebih baik. Alcohol 50 sampai 70% banyak digunakan sebagai desinfektan.
d. Yodium

Yodium-tinktur, yaitu yodium yang dilarutkan dalam alcohol, banyak digunakan orang untuk mendesinfeksikan luka-luka kecil. Larutan 2 sampai 5% biasa dipakai. Kulit dapat terbakar karenanya , oleh sebab itu untuk luka-luka yang agak lebar tidak digunakan yodium-tinktur.
e. Klor Dan Senyawa Klor
Klor banyak digunakan untuk sterilisasi air minum. Persenyawaan klor dengan kapur atau natrium merupakan desinfektan yang banyak dipakai untuk mencuci alat-alat makan dan minum.
f. Zat Warna
Beberapa macam zat warna dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Pada umumnya bakteri gram positif iktu lebih peka terhadap pengaruh zat warna daripada bakteri gram negative. Hijau berlian, hijau malakit, fuchsin basa, kristal ungu sering dicampurkan kepada medium untuk mencegah pertumbuhanbakteri gram positif. Kristal ungu juga dipakai untuk mendesinfeksikan luka-luka pada kulit. Dalam penggunaan zat warna perlu diperhatikan supaya warna itu tidak sampai kena pakaian.
g. Obat Pencuci (Detergen)
Sabun biasa itu tidak banyak khasiatnya sebagai obat pembunuh bakteri, tetapi kalau dicampur dengan heksaklorofen daya bunuhnya menjadi besar sekali. Sejak lama obat pencuci yang mengandung ion (detergen) banyak digunakan sebagai pengganti sabun. Detergen bukan saja merupakan bakteriostatik, melainkan juga merupakan bakterisida. Terutama bakteri yang gram positif itu peka sekali terhadapnya. Sejak 1935 banyak dipakai garam amonium yang mengandung empat bagian. Persenyawaan ini terdiri atas garam dari suatu basa yang kuat dengan komponen-komponen. Garam ini banyak sekali digunakan untuk sterilisasi alat-alat bedah, digunakan pula sebagai antiseptik dalam pembedahan dan persalinan, karena zat ini tidak merusak jaringan, lagipula tidak menyebabkan sakit. Sebagai larutan yang encer pun zat ini dapat membunuh bangsa jamur, dapat pula beberapa genus bakteri Gram positif maupun Gram negatif. Agaknya alkil-dimentil bensil-amonium klorida makin lama makin banyak dipakai sebagai pencuci alat-alat makan minum di restoran-restoran. Zat ini pada konsentrasi yang biasa dipakai tidak berbau dan tidak berasa apa-apa.
h. Sulfonamida
Sejak 1937 banyak digunakan persenyawaan-persenyawaan yang mengandung belerang sebagai penghambat pertumbuhan bakteri dan lagi pula tidak merusak jaringan manusia. Terutama bangsa kokus seperti Streptococcus yang menggangu tenggorokan, Pneumococcus, Gonococcus, dan Meningococcus sangat peka terhadap sulfonamida. Penggunaan obat-obat ini, jika tidak aturan akan menimbulkan gejalagejala alergi, lagi pula obat-obatan ini dapat menimbulkan golongan bakteri menjadi kebal terhadapnya. Khasiat sulfonamida itu terganggu oleh asam-p-aminobenzoat. Asam-p-aminobenzoat memegang peranan sebagai pembantu enzim-enzim pernapasan, dalam hal itu dapat terjadi persaingan antara sulfanilamide dan asam-paminobenzoat. Sering terjadi, bahwa bakteri yang diambil dari darah atau cairan tubuh orang yang habis diobati dengan sulfanilamide itu tidak dapat dipiara di dalam medium biasa. Baru setelah dibubuhkan sedikit asam-p-aminobenzoat ke dalam medium tersebut, bakteri dapat tumbuh biasa.
.

Gambar 5.5 Rumus bangun sulfonamide dan asam-p-aminobenzoat

i. Antibiotik
Menurut Waksman, antibiotik ialah zat-zat yang dihasilkan oleh mikroorganisme, dan zat-zat itu dalam jumlah yang sedikit pun mempunyai daya penghambat kegiatan mikroorganisme yang lain. Antibiotik yang pertama dikenal ialah pinisilin, yaitu suatu zat yang dihasilkan oleh jamur Pinicillium. Pinisilin di temukan oleh Fleming dalam tahun 1929, namun baru sejak 1943 antibiotik ini banyak digunakan sebagai pembunuh bakteri. Selama Perang Dunia Kedua dan sesudahnya bermacam-macam antibiotik diketemukan, dan pada dewasa ini jumlahnya ratusan.
Genus Streptomyces menghasilkan streptomisin, aureomisin, kloromisetin, teramisin, eritromisin, magnamisin yang masing-masing mempunyai khasiat yang berlainan. Akhir-akhir ini orang telah dapat membuat kloromisetin secara sintetik, obat-obatan ini terkenal sebagai kloramfenikol. Diharapkan antibiotik-antibiotik yang lain pun dapat dibuat secara sintetik pula.
Ada yang kita kenal beberapa antibiotik yang dapat dihasilkan oleh golongan jamur, melainkan oleh golongan bakteri sendiri, misalnya tirotrisin dihasilkan oleh Bacillus brevis, basitrasin oleh Bacillus subtilis, polimiksin oleh Bacillus polymyxa.Antibiotik yang efektif bagi banyak spesies bakteri, baik kokus, basil, maupun spiril, dikatakan mempunyai spektrum luas. Sebaliknya, suatu antibiotik yang hanya efektif untuk spesies tertentu, disebut antibiotik yang spektrumnya sempit. Pinisilin hanya efektif untuk membrantas terutama jenis kokus, oleh karena itu pinisilin dikatakan mempunyai spektrum yang sempit. Tetrasiklin efektif bagi kokus, basil dan jenis spiril tertentu, oleh karena itu tetrasiklin dikatakan mempunyai spektrum luas. Sebelum suatu antibiotik digunakan untuk keperluan pengobatan, maka perlulah terlebih dahulu antibiotik itu diuji efeknya terhadap spesies bakteri tertentu. Pada medium agar-agar yang telah disebari spesies bakteri tertentu diletakkan beberapa kepingan kertas yang masing-masing mengandung antibiotik yang diuji dalam kontrentasi yang tertentu. Jika sesudah 24 jam kemudian tidak nampak pertumbuhan bakteri sekitar bahwa bakteri itu tercekik pertumbuhannya oleh antibiotik yang terkandung dalam kepingan kertas. Besar kecilnya daerah kosong sekitar kepingan kertas itu sesuai dengan konsentrasi antibiotik yang terkandung didalamnya.
Sesuai dengan keperluan, maka suatu antibiotik dapat diberikan kepada seorang pasien dengan jalan penelanan atau penyuntikan. Penyuntikan dapat dilakukan intra vena (dalam pembuluh darah balik) atau intra muscular (dalam daging).
a. daerah pertumbuhanbakteri

b. kepingan kertas yangmengandung antibioticdalam konsentasitertentu.
c. daerah kosong
a. daerah pertumbuhanbakteri
b. kepingan kertas yangmengandung antibioticdalam konsentasitertentu.
c. daerah kosong
Gambar 5.6 Pengaruh antibiotic terhadap pertumbuhan bakteri, M adalah agar-agar lempengan yang disebari bakteri
j. Garam – Garam Logam
Garam dari beberapa logam berat seperti air raksa dan perak dalam jumlah yang kecil saja dapat menumbuhnkan bakteri, daya mana disebut oligodinamik. Hal ini mudah sekali dipertunjukkan dengan suatu eksperimen.
Sayang benar garam dari logam berat itu mudah merusak kulit, maka alat–alat yang terbuat dari logam, dan lagi pula mahal harganya. Meskipun demikian orang masih bisa menggunakan merkuroklorida (sublimat) sebagai desinfektan. Hanya untuk tubuh manusia lazimnya kita pakai merkurokrom, metafen atau mertiolat.
Persenyawaan air rasa yang organik dapat pula dipergunakan untuk membersihkan biji – bijian supaya terhindar dari gangguan bangsa jamur. Nitrat perak 1 sampai 2% banyak digunakan untuk menetesi selaput lendir, misalnya pada mata bayi yang baru lahir untuk mencegah gonorhoea. Banyak juga orang mempergunakan persenyawaan perak dengan protein. Garam tembaga jarang dipakai sebagai bakterisida, akan tetapi banyak digunakan untuk menyemprot tanaman dan untuk mematikan tumbuhan ganggang di kolam–kolam renang.
Cara Menilai Khasiat Desinfektan
Untuk mengetahui kekuatan masing-masing desinfektan, orang perlu mempunyai suatu ukuran pokok. Adapun zat yang dipakai ialah fenol. Mikroorganisme yang dipakai sebagai penguji khasiat desinfektan ialah Salmo nella typhosa, kadang-kadang digunakan juga Micrococcus aureus. Desinfektan yang akan diuji itu di encerkan menurut perbandingan tertentu. Misal, kita membuat 2 larutan fenol, yang satu (1:90) dan yang lain (1:100). Di samping itu kita membuat beberapa larutan suatu desinfektan A yang akan kita banding khasiatnya dengan khasiat fenol. Katakan, larutan desinfektan A itu (1:300), (1:350), (1:400), (1:450). Dari tiap-tiap larutan kita ambil 5 ml untuk kita masukkan dalam tabung steril banyaknya tabung sesuai dengan banyaknya larutan fenol dan desinfektan A. kita memerlukan 3 perangkat dalam pengujian ini, yaitu 12 tabung untuk desinfektan 0,5 ml inokulum Salmonella typhosa yang masih muda. Setelah 5 menit berada di dalam larutan, maka diambillah satu kolong inokulum untuk digesekkan pada agar-agar lempengan, dan piaraan ini kemudian disimpan dalam suhu 37 °C. Setelah berselang 48 jam piaraan dapat diperiksa tentang ada tidaknya koloni-koloni Salmonella. Jika tak ada pertumbuhan, hal ini berarti bahwa bakteri telah mati ketika diambil dari tabung yang berisi larutan desinfektan. Hal semacam ini dikerjakan pula dengan perangkat kedua, dimana Salmonella dibiarkan berada dalam larutan selama 10 menit. Di dalam perangkat yang ketiga bakteri dibiarkan selama 15 menit berada dalam desinfektan.
5.2 Faktor-Faktor Biotik
Faktor-faktor biotik ialah faktor-faktor yang disebabkan jasad (mikrobia)
atau kegiatannya yang dapat mempengaruhi kegiatan (pertumbuhan) jasad atau mikrobia lain. Faktor-faktor tersebut antara lain ialah adanya asosiasi atau kehidupan bersama diantara jasad. Asosiasi dapat dalam bentuk komensalisme, mutualisme, parasitisme, simbiose, sinergisme, antibiose dan sintropisme.
Komensalisme
Merupakan asosiasi yang sangat renggang, dimana salah satu jenis mendapatkan keuntungan sedang lainnya tidak mendapat keuntungan atau kerugian.
Mutualisme
Merupakan bentuk assosiasi dimana masing-masing jenis mendapat keuntungan. Sering simbiosis dipakai untuk menyatakan bentuk assosiasi yang mutualistik, tetapi sekarang orang lebih banyak menggunakan istilah mutualisme. Sebagai contoh mutualisme antara bakteri Rhizobium dengan polong-polongan.

Parasitisme
Merupakan bentuk assosiasi diantara parasit dengan jasad inang. Jasad parasit yang obligat dapat merusak jasad inang dan pada akhirnya memusnahkan. Keadaan ini akan dapat pula memusnahkan (melenyapkan) parasitnya sendiri, karena jasad inang sebagai sumber kehidupannya.
Simbiosis
Simbiosis ialah asosiasi antara dua atau lebih jasad (mikrobia) di mana satu jenis (spesies) di antara jasad yang berasosiasi tersebut mendapat keuntungan, Sedangkan jasad yang lain mungkin mengalami kerugian atau tidak, tergantung pada macamnya simbiose. Simbiose dapat dibedakan tiga macam, ialah komensalisme, mutualisme, dan
parasitisme.
Sinergisme
Sinergisme ialah suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk melakukan perubahan kimia tertentu dalam suatu subtrat atau medium. Tanpa sinergisme masing-masing mikkrobatidak mampu melakukan perubahan tersebut.
Antibiosis
Antibiosis disebut juga antagonisme atau amensalisme ialah suatu bentuk asosiasi antara jasat (mikkroba) yang menyebabkan salah satu pihak dalam asosiasi tersebut terbunuh. tErhambat pertumbuhannya atau mengalami gangguan-gangguan yang lain. Contohnya adanya pembentukan toksindan sat-sat antibiotika oleh salah satu mikroorganisme pada suatu asosiasi.
Sintropisme
Sintropisme disebut juga nutrisi bersama atau mutualnutrition ialah bentuk asosiasi yang lebih komplek . sebab biasanya terdiri atas berjenis-jenis mikroorganisme yang satu dengan yang lainnyaakan saling menstimulasi kegiatan {pertumbuhan}-nya misalnya mikrobia jenis pertama akan menguraikan suatu subtrad yang hasilnya dapat digunakan dan di uraikan oleh mikrobia jenis kedua dan yang hasil hasilnya dapat digunakan oleh mikrobia jenis ketiga dan seterusnya yang hasil hasilnya akhirnya dapat menstimulasi kegiatan mikrobia jenis pertama.
5.3 Fungi Dan Lingkungannya
Christensen (1957) membagi fungi dalam 3 golongan berdasar keadaan lingkungan perkembangannya yaitu: 1) fungi lapangan (field fungi), 2) fungi penyimpanan (storage fungi) dan 3) fungi perusakan lanjutan (advanced decay fungi). Golongan 3) merupakan bagian sementara, sedang 2 bagian terdahulu khusus padakomoditas biji-bijian. (Bothast, 1978). Fungi lapangan menyerang bijian yang sedang dan masak penuh dengan kandungan air paling sedikit 20% atau keseimbangan lembab relatif (Rh) 90 – 100%; fungi penyimpanan menyerang bijian yang tersimpan setelah panen dengan kandungan air sekitar 13 – 20 % atau keseimbangan lembab relative (Rh) 70 – 90% (Bothast, 1978).
Contoh fungi lapangan adalah alternaria, Fusarium, Helminthosporium dan Cladosporium (Uraguci dan yamazaki, 1978). Juga termasuk pula Curvularia, Stemphylium, Epicoccum dan Nigospora yang umumnya menyerang dekat atau saat panen (Bothast, 1978). Menurut Christensen dan Kauftmann (1969) dilaporkan lebih dari 150 spesies fungi telah diisolasi dari bagian biji tanaman. Fungi yang dominan pada suatu komoditas tergantung atas macam tanaman, wilayah atau lokasi geografis dan keadaan iklim. Alternaria, umumnya banyak terdapat pada biji sayuran atau biji serealia, namun tidak hanya terbatas pada biji serealia. Cladosporium umumnya pada biji serelia dalam kondisi basah selama panennya, dan pada tempat
penyimpanan fungi ini hamper tidak terdapat. Helminthosporium banyak didapat pada jenis padi, barley, dan obat khususnya bila terjadi cuaca lembab sebelum panen. Fusarium banyak terdapat pada serealia yang baru dipanen. Pada barley, gandum, dan jagung dikenal sebagai bentuk “kudis” biji-biji yangdemikian dapat mendatangkan kercunan pada hewan maupun manusia(Uraguchi dan Yamazaki, 1978). Beberapa spesies tertentu penicillium kadang-kadang dimasukkan dalam fungi lapangan (Mislivec dan Tuite, 1970).
Fungi penyimpanan juga terdiri dari beberapa spesies antara lain Penicillium, Aspergillus dan Sporendomena dan kadang-kadang beberapa jenis khamir (Uraguchi dan Yamazaki, 1978). Penicillium dan Aspergillus merupakan fungi yang diketahui ada dimana-mana dan hamper terdapat disetiap wilayah. Kebanyakan fungi penyimpanan terdiri dari dari 5 atau 6 golongan Apergillus dan baru kemudian dan beberapa spesies Penicillium sampai terjadi kerusakan lebih lanjut (Christensen dan Kaufmann, 1974). Wallace (1973)menyebutkan 26 spesies Aspergillus dan 66 spesies Penicillium yang dapat diisolasi pada produk simpanan. Selain Aspergillus dan Penicillium dikategorikan pula dalam fungi penyimpanan adalah Absidia, Mucor, Rhizopus, Chaetomium, Scopulariopis, Paecylomices, dan Neurospora. Ibasidia, Mucor dan Rhizopus pada umumnya ada hubungannya dengan kerusakan pada kondisi lembab, karena mereka menghendaki suatu lembab relatif (Rh) minimum 88% untuk pertumbuhannya, mereka bukanlah fungi pemula kerusakan bahan dalam penyimpanan (Wallace, 1973). Kekecualian adalah Aspergillus flavus yang dapat menyerang bahan dilapangan (meski termasuk fungi penyimpanan) demikian pula Fusarium akan dapat melanjutkan kerusakan bahan bijian dalam gudang (meski termasuk fungi lapangan) bila kandungan air bahan cukup tinggi (Lillehoj dkk,1975;1976; Caldwell dan Tuite, 1974).
Terdapat beberapa faktor pokok yang akan mempengaruhi perkembangan fungi pada bahan pangan yang disimpan, antara lain: 1) Kandungan air bijian yang disimpan, 2) suhu ruang penyimpanan, 3)periode penyimpanan, 4) derajat awal penyerangan oleh fungi sebelum sampai tempat penyimpanan, 5) banyknya benda-benda asing (bukan bahan sejenisnya) dan 6) terdapatnya aktivitas serangga dan kutu dalam ruang simpan (Uraguchidan Yamazaki, 1978). Faktor-faktor seperti disebutkan diatas ditujukan pada bahan dimana fungi tumbuh, maka untuk pertumbuhan fungi endiri memerlukan faktor fisik-khemis antara lain 1) suhu, 2) aktivitasair (water activity), 3) tekanan osmosis, 4) pH, 5) potensial oksidasi-reduksi
(Eskin dkk, 1975). Suhu dan aktivitas air sangatlah penting dan perlu mendapat perhatian, disamping faktor lainnya. Lihatlah dua table dibawah ini. Fungi pada umumnya akan dapat berkembang baik pada aw sekitar 0,65- 0,80, sedangkan golongan fungi hidrofil diinginkan aw mencapai 0,89. Dalam kaitannya dengan kelembaban relatif (Rh) yang dapat diukur dari sekeliling bahan maka umumnya diharapkan kelembaban relatif sekitar 70-80%.
Setiap jenis fungi selain adalah batasan-batasan normal, mempunyai kekhususan diantara spesies dan lainnya seperti terlihat pada beberapa table kelembaban relatif, suhu dan lainnya. Dibawah ini diberikan gambaran Rh ruang penyimpanan dan suhu untuk pertumbuhan beberapa fungi penyimpanan yang penting.
Kelembaban relatif minimum untuk perkecambahan fungi umumnya adalah 75% pada suhu biasa, dalam keadaan iniuntuk setiap bahan bijian akan berbeda kandungan airnya sesuai komposisi (Pomeranz, 1974). Keseimbangan lembab relatif bijian lebih penting daripada kandungan air guna mengendalikan kerusakan fungi dalam ruang penyimpanan, meskipun keduanya mempunyai hubungan erat. Pertumbuhan fungi berkaitan dengan kenaikan suhu yang dipengaruhi berbagai faktor antara laininaktivitas thermal enzim, kehilangan substrat, mengecilnya oksigen dan kandungan air atau akumulasi CO2 menjadi terbatas. Hubungan antara bagian-bagian tersebut sangat kompleks maka kondisi minimum, optimum dan maksimum
sebagaimana tercantum dalam tabel diatas adalah perkiraan (Christensen dan Kaufmann, 1974)

11/08/2010 Posted by | MIKROBIOLOGI | 4 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

NUTRISI MIKROORGANISME

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

DOSEN PENDIDIKAN BIOLOGI UMM

Mikrobiologi berasal dari kata Yunani yaitu mikros adalah kecil atau renik, bio adalah hidup atau kehidupan, logos adalah ilmu atau pikiran. Jadi mikrobiologi berarti ilmu pengetahuan tentang makhluk hidup kecil atau jasad-jasad renik. Istilah lain yang digunakan selain makhluk hidup yang kecil atau renik adalah mikroorganisme. Mikroorganisme pertama kali ditemukan pada tahun 1632-1723 oleh seorang mahasiswa yang berkebangsaan Belanda dengan melakukan pengamatannya membuat mikroskop. Beliau adalah Antony Van Leeuwenhoek. Setelah penemuannya tentang adanya benda-benda kecil di dalam setetes air hujan itu perkembangan tentang dunia mikroorganisme kini semakin pesat. Seperti layaknya makhluk lain mikroorganisme juga memerlukan makanan. Untuk keperluan hidupnya, mikroorganisme membutuhkan bahan organik dan anorganik yang diambil dari lingkungannya. Bahan makanan tersebut dinamakan nutrien, sedangkan proses mengasimilasi makanannya disebut nutrisi. Nutrien adalah substansi anorganik dan organik yang dalam larutan melintasi membran sitoplasma (Nutrients is the chemicals from the environment of which a cell is built). Agar dapat mendapatkan nutrien dari makanan, sel harus mampu mencerna makanan itu, yaitu mengubah molekul-molekul protein, karbohidrat dan lipida yang komplek dan besar menjadi molekul yang sederhana dan kecil yang segera melarut sehingga dapat memasuki sel. Proses mengasimilasikan makanan itulah yang disebut nutrisi.
Persyaratan nutrisi bagi organisme secara umum adalah sebagai berikut.
Nutrisi sebagai sumber energi. Semua organisme hidup membutuhkan sumber energi. Beberapa bentuk kehidupan, seperti tumbuhan hijau, dapat menggunakan energi pancaran atau cahaya dan dinamakan fototrof. Yang lain, seperti hewan bergantung pada oksidasi atau kehilangan elektron dari suatu atom. Senyawa-senyawa kimia untuk memperoleh energinya. Makhluk –makhluk ini disebut kemotrof.
Semua organisme membutuhkan karbon, semua membutuhkan sedikitnya sejumlah kecil karbon dioksida, tetapi kebanyakan diantaranya juga membutuhkan beberapa senyawa karbon organik, seperti gula –gulaan dan karbohidrat lain
Semua organisme yang hidup memerlukan nitrogen. Tumbuhan menggunakan nitrogen dalam bentuk garam nitrogen anorganik seperti kalium nitrat (KNO3), sedangkan hewan membutuhkan senyawa nitrogen organik seperti protein dan produk-produk hasil peruraiannya Yaitu peptida dan asam-asam amino tertentu.
Semua organisme hidup membutuhkan belerang (sulfur) dan fosfot.
Semua organisme hidup membutuhkan beberapa unsur logam, natrium, kalium, kalsium, magnesium, mangan, besi, seng, tembaga dan kobalt untuk pertumbuhannya yang normal.
Semua organisme hidup membutuhkan air untuk fungsi-fungsi metabolisme dan pertumbuhannya.
Tabel 3.1 Tipe-tipe nutrisi utama bakteri

TIPE        SUMBER ENERGI    SUMBER KARBON     CONTOH GENUS                             UNTUK                UNTUK
PERTUMBUHAN     PERTUMBUHAN

Fototrof
Fotoautotrof           Cahaya         CO2            Chromatium
Fotoheterotrof            Cahaya         Senyawa organik         Rhodopseumdomonas
Kemotrof
Kemoautotrof        Oksidasi senyawa     CO2             Thiobacillus
organik
Kemoheterotrof        Oksidasi senyawa     Senyawa organic         Esherichia
organik

Proses nutrisi pada mikroorganisme secara umum dan mendasar dibagi menjadi dua cara yaitu Fototrof dan Heterotrof. Fototrof terjadi apabila mikroorganisme memanfaatkan cahaya sebagai sumber energinya, sedang heterotrof adalah mikroorganisme yang mensyaratkan senyawa organic sebagai sumber karbonnya. Sumber makanan atau nutrien yang di perlukan mikroorganisme banyak macamnya antara lain: sumber karbon, sumber nitrogen, ion-ion organik dan metabolit penting lainnya. Nutrien-nutrien tersebut akan di manfaatkan mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Banyaknya jumlah nutrien akan mempengaruhi perkembangbiakan mikroorganisme selain syarat-syarat pertumbuhan lainnya. Fase pertumbuhan pada mikroorganisme diawali dengan fase tenggang yaitu periode penyesuaian pada lingkungan. Periode ini kemudian di ikuti oleh pembelahan sel dengan laju yang tetap. Fase pertumbuhan ini dinamakan fase log, karena peningkatan jumlah bersifat logaritma. Akhirnya pertumbuhan cenderung mendatar sampai ke fase stasioner, dan apabila laju kematian lebih besar dari pada laju perkembangbiakan, bakteri memasuki fase akhir yaitu fase kematian. Cepat lambatnya pertumbuhan mikroorganisme akan tergantung pada banyak faktor, terutama banyaknya zat makanan. Zat makanan tersebut meliputi:
1. Sumber karbon (karbihidrat dan lemak)
2. Sumber nitrogen (protein atau amoniak)
3. Ion-ion anorganik tertentu
4. Metabolit penting (vitamin)
5. Air
Mikroorganisme sebagai sel juga memerlukan sumber energi. Tanpa energi (kemampuan untuk melakukan pekerjaan), sel itu tidak dapat mensintesis protoplasma dan melanjutkan proses kehidupan lain, misalnya bakteri dapat memperoleh energi dari oksidasi kimia. Kebanyakkan bakteri memperoleh bahan-bahan tersebut dari bahan organik yaitu dengan merombaknya dan menggunakan apa yang diperlukannya. Proses ini melewati tiga tahap:
Perombakan bahan yang mengandung protein, karbohidrat dan lipida (Pencernaan ekstra seluler dengan menggunakan enzim ekstraseluler mikroorgqanisme).
Penyerapan bentuk material tersebut yang sedehana.
Bioenergi dan Biosintensi (protein, karbohidrat dan lipida dalam sel).
Terdapat satu perbedaan yang besar antara nutrisi hewan dan bakteri, kebanyakan manusia, hewan, hingga protozoa mampu menelan makanan padat. Banyak amoeba misalnya dapat menelan partikel makanan padat kedalam vakuolanya, partikel-partikel ini dirombak oleh enzim organisme itu dan diserap protoplasma untuk pengadaan energi dan pembentukan protoplasma baru. Nutrisi yang khas bagi hewan, yang di dalamnya makanan padat yang ditelan organisme itu disebut nutrisi holozoik sebaliknya bakteri tidak dapat menelan makanan padat. Bakteri dan jamur mendapatkan nutrisi dalam larutan air yang berarti bahwa pencernaan berlangsung diluar organisme, nutrisi semacam ini dinamakan nutrisi holofit. Sedangkan nutrisi sangat bermanfaat dalam proses pertumbuhan mikroorganisme. Karena jika nutrisi terhambat atau kurang memenuhi syarat, maka proses untuk tumbuh pada bakteripun terganggu dan terhambat.
Berdasarkan atas kebutuhan dan makanannya atau pada nutrisinya mikroorganisme dapat dibedakan menjadi 2 golongan yaitu:
1. Mikroorganisme Metabolismei Autotrof
Jasad metabolisme autotrof dapat mensintesis sendiri kebutuhan hidupnya dari senyawa-senyawa anorganik dan ini merupakan karakteristik bagi tumbuhan yang mempunyai klorofil. Organisme yang tidak mempunyai klorofil harus mendapatkan energi dari oksidasi kimia. Anggota–anggota satu kelompok bakteri mempunyai suatu kemampuan yang menakjubkan untuk mengubah senyawa anorganik menjadi protein, lemak, asam, nukleat, vitamin dan sebagainya dan suatu kelebihan yang sangat tidak mungkin terjadi pada hewan. Bakteri ini disebut autotrof yang tidak dapat menggunakan senyawa organik apa saja.seperti organisme fotsintesis, organisme ini mengunakan karbon dioksida sebagai satu-satunya sumber karbon bagi sintesi selnya. Namun, yang seperti telah diketahui untuk mengubah karbon dioksida menjadi bahan sel diperlukan energi dan NADPH. Bakteri fotosintesis memperoleh energi yang dibutuhkan ini dari cahaya, tetapi organisme autotrof harus memperoleh energi dari oksidasi kimia. Sifat organisme autotrof yang tidak lazim adalah bahwa organisme ini mendapatkan energinya dari oksidasi senyawa anorganik. Walaupun hal ini kelihatan aneh proses penangkapan energi sama dengan yang dilakukankan untuk fosforilasi oksodatif. Jadi elektron yang dibebaskan dari oksidasi belerang, ammonia dan sebagiannya disalurkan melewati rantai taranspor elektron, yang menyebabkan protein menyebur dari membran. Pontensial yang terjadi diubah menjadi ikatan fosfat berenergi tinggi apabiala proton ini  memasuki sel kembali melewati saluran proton. Sekali ATP sudah terbentuk, jalir bio sintesisi sel menjadi sangat analog dengan jalur organisme potosintesis.
2. Mikroorganisme Metabolisme Heterotrof
Jasad yang heterotrof tidak mampu mensintesis makanannya sendiri sehingga hidupnya dapat sebagai saprofit dan parasit. Organisme heterotrof memerlukan senyawa organik lebih banyak dari organism lain. Organisme ini tidak dapat mengambil unsur – unsur dari atmosfer, namun apabila diberi persediaan satu substansi organik seperti glukosa untuk karbon, dan energi organisme tersebut dapat menggunakan bahan anorganik untuk keperluan yang lain. Berdasarkan pada penggolongan pola kehidupan tersebut diatas mikroorganisme termasuk dalam heterotrof dan yang lainnya termasuk autotrof. Perbedaan kedua golongan tersebut di atas menjadi kabur setelah diketahui bahwa growth faktor yang khas diperlukan pula oleh jasad-jasad yang menggunakan bahan organik sebagai makanan pokoknya. Jika kebutuhan faktor penumbuh kita pertimbangkan maka jasad-jasad bakteri-bakteri hidup dapat digolongkan berdasarkan sumber energi yang digunakan jasad bakteri tersebut menjadi jasad
bakteri yang fotoautotrof dan kemoautotrof.
Jasad Bakteri fotoautotrof menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya, sedangkan jasad bakteri kemoautotrof mendapatkan energi dari hasil-hasil oksidasi reduksi tanpa adanya sinar matahari sebagai contoh dapat ditemukan disini adalah proses nitrifikasi pada amoniak atau garamnya yang terjadi didalam tanah sehingga terbentuklah senyawa nitrit yang dilakukan oleh bakteri nitrit. Disamping nutrisi yang memadai kondisi lain harus dipenuhi untuk menumbuhkan bakteri. Medium harus mempunyai pH yang tepat yaitu tidak boleh terlalu asam atau terlalu basa. Kebanyakan bakteri tidak tumbuh dalam kondisi terlalu basah dengan pengecualian basil kolera (vibrio cholerae) pada dasarnya tidak satupun dapat tumbuh baik pada pH lebih dari 8.
3.2 Pengelompokan Kehidupan Mikroorganisme Berdasarkan Nutrisinya
Pengelompokan kehidupan mikroorganisme berdasarkan zat gizi dibagi atas:
a. Sumber-sumber Energi
Dari segi transformasi energi untuk mendapatkan bentuk energi biokimia (ATP) dapat dibedakan menjadi dua jenis metabolisme dan secara prinsipal berbeda, yaitu:
1. Mikroorganisme Fototrof
Mikroorganisme yang untuk pertumbuhannya menggunakan energi sinar elektromaknetik (cahaya) disebut mikroorganisme fototrof (fotosintetik). Mikroorganisme fototrof mencakup dua kelompok besar,
yaitu:

a. Bakteri fototrof anaerob (Fotoautotrof)
Mikroorganisme autotrof yaitu bakteriyang membutuhkan karbondioksida (CO2) sebagai sumber karbonnya.
b. Bakteri fototrof aerob (Fotoheterotrof)
Mikroorganisme heterotrof yaitu bakteri yang mensyaratkan senyawa organik sebagai sumber karbonnya.
2. Mikroorganisme Kemotrof
Mikroorganisme yang untuk pertumbuhannya memperoleh energi dengan cara reaksi oksidasi-reduksi (redoks) dari substrat yang menjadi nutrien disebut khemotrof (khemosintetik). Energi biokimia ini diperoleh dengan oksidasi (respirasi) atau dengan peragian. Mikroorganisme kemotrof juga mencakup dua kelompok besar, yaitu:
a. Bakteri kemotrof anaerob (Kemoautotrof)
Dikatakan autotrof apabila sumber energi untuk pertumbuhannya berasal dari oksidasi senyawa anorganik.
b. Bakteri kemotrof aerob (Kemoheterotrof)
Dikatakan heterotrof apabila sumber energi untuk pertumbuhannya berasal dari oksidasi senyawa organik.
b. Donor Hidrogen Dan Sumber Karbon
Penggolongan kehidupan mikroorganisme dapat pula dibagi atas dasar sifat organik atau anorganik dan dari donor elektron yang dibutuhkan untuk pertumbuhannya. Jasad-jasad yang menggunakan bahan-bahan anorganik seperti nitrogen, NH3, H2S atau S sebagai donor electron disebut jasad yang litotrof, sedangkan jasad hidup yang menggunakan senyawa organik sebagai donor elektronnya digolongkan dalam jasad yang organotrof. Kalau kita menggolongkan jasad hidup berdasarkan atas kombinasi dari tipe energi dan donor elektron yang diperlukan untuk pertumbuhan, maka jasad hidup dapat dibedakan sebagai berikut:
– Fotolitotrof
Jasad-jasad fotoliototrof menggunakan sinar matahari sebagai energi primer dan menggunakan senyawa anorganik sebagai donor elektron untuk pertumbuhan.
– Fotoorganotrof
Jasad-jasad yang tergolong fotoorganotrof sumber energinya tergantung pada sinar matahari dengan menggunakan senyawasenyawa organik sebagai donor elektron.
– Kemolitotrof
Jasad-jasad kemolitotrof menggunakan sumber energi dari hasil oksidasi reduksi dari senyawa anorganik dan menggunakan senyawa anorganik sebagai donor elektron.
– Kemoorganotrof
Jasad-jasad yang kemoorganotrof tergantung dari hasil-hasil oksidasi reduksi dari senyawa organik sebagai donor electron untuk pertumbuhannya jasad yang termasuk golongan ini merupakan jasad heterotrof dan mencakup sebagian besar jasad renik dan termasuk pula bintang-bintang tertentu.
c. Proses nutrisi donor hidrogen dan sumber karbon dibagi menjadi dua
jenis metabolisme, yaitu:
– Mikroorganisme autotrof
Suatu mikroorganisme dikatakan autotrof apabila mikroorganisme tersebut mampu memperoleh sebagian besar dari jumlah karbon sel dengan cara fiksasi CO2. Jasad autotrof dapat mensintesis sendiri kebutuhan hidup dari senyawa-senyawa anorganik dan ini merupakan karakteristik bagi tumbuhan yang mempunyai klorofil.
– Mikroorganisme heterotrof
Suatu mikroorganisme dikatakan heterotrof apabila mikroorganisme tersebut mampu memperoleh sebagian besar dari jumlah karbon selnya dari senyawa-senyawa organik. Jasad yang heterotrof tidak mampu mensintesis makanannya sendiri sehingga hidupnya dapat sebagai saprofit atau parasit.
Berdasarkan penggolongan pola tersebut di atas mikroorganisme sebagian besar termasuk dalam heterotrof dan yang lainnya termasuk autotrof. Perbedaan kedua golongan tersebut di atas menjadi kabur setelah diketahui bahwa growth faktor yang khas diperlukan pula oleh jasad-jasad yang menggunakan bahan-bahan organik sebagai makanan pokoknya jika kebutuhan faktor penumbuh kita pertimbangkan maka jasad-jasad hidup dapat digolongkan berdasarkan sumber energi yang digunakan jasad tersebut menjadi jasad yang fotoautotrof dan kemoautotrof. Jasad fotoautotrof menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya, sedangkan jasad kemototrof memperoleh energi dari hasilhasil oksidasi reduksi tanpa adanya sinar matahari sebagai contoh dapat dikemukakan disini adalah proses nitrifikasi pada amoniak atau garamnya yang terjadi di dalam tanah sehingga terbentuklah senyawa nitrit yang dilakukan oleh bakteri nitrit.
3.3 Komponen-komponen dalam Nutrisi
Pertumbuhan mikroorganisme tergantung dari tersedianya air. Bahanbahan yang terlarut dalam air yang digunakan dalam mikroorganisme untuk membentuk bahan sel dan memperoleh energi adalah bahan makanan. Di dalam bahan makanan tersebut harus tersedia semua unsur yang ikut serta pada pembentukan bahan sel dalam bentuk sebagai senyawa yang dapat diolah.
1. Unsur (Mineral)
Dilihat dari susunan kimia selnya, maka kebutuhan unsur (mineral) dapat dibedakan dalam dua kelompok, yaitu:
a. Unsur makro: yang terdiri dari karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen,
belerang, fosfor, kalium, kalsium, besi, and magnesium yang terkandung dalam semua organisme.
b. Unsur mikro: yang terdiri dari mangan, seng, tembaga, kobalt, nikel dan
lain-lain yang diperlukan oleh mikroorganisme.
2. Sumber Karbon dan Energi
Organisme yang memperoleh energi dengan cara fotosintesis atau dengan cara mengoksidasi senyawa-senyawa anorganik dapat memanfaatkan CO2 sebagai sumber utama, Sedangkan karbon dari mikroorganisme / bakteri adalah senyawa yang mengandung karbon, kecuali beberapa plastik sintetik dan senyawa organik kompleks seperti pada beberapa pestisida. Tapi ada juga beberapa mikroorganisme yang memperoleh sumber karbon dengan metabolisme karbohidrat dan protein yang sederhana. Selain kebutuhan air salah satu dari kebutuhan yang paling penting untuk keperluan mikroorganisme adalah sumber karbon yang diperlukan oleh semua senyawa–senyawa organik yang menyusun tubuh sel–sel hidup mikroorganisme yang tergolong kemoeterotrof memperoleh karbon dari sumber energi berupa bahan–bahan organik seperti, protein, karbohidrat dan lipid. Golongan mikroorganisme kemoheterotrof memperoleh karbon dari karbondioksida dan juga mikroorganisme fotoautotrof mendapatkan karbondioksida.
4. Zat-zat Pelengkap
Mikroorganisme disamping memerlukan mineral, karbon sebagai makanan untuk memperoleh energi, juga memerlukan beberapa zat pelengkap dalam proses pertumbuhannya. Zat-zat pelengkap tersebut seperti asam amino, senyawa purin, dan senyawa pirimidin serta vitamin. Ketiga senyawa di atas yaitu asam amino, senyawa purin dan senyawa pirimidin merupakan kelompok protein dan asam nukleat, sedangkan vitamin merupakan kelompok koenzim. Zat-zat tersebut mempunyai fungsi sebagai eurimatik katalitik. Zat-zat tersebut diperlukan atau digunakan dalam jumlah yang relatif sedikit dan kecil.
5. Nitrogen
Nitrogen adalah salah satu unsur yang diperlukan oleh semua jasad hidup untuk sintesis protein asam nukleat dan senyawa–senayawa lain yang mengandung nitrogen. Atmosfer bumi mengandung hampir 80% N2 Atmosfer diatas setiap hektar tanah–tanah subur diperkirakan mengandung lebih dari 30000-ton nitrogen. Selama adanya pertumbuhan, mikroorganisme membebaskan enzim–enzim proteolitik–proteolitik yang dapat merombak senyawa–senyawa protein menjadi asam amino. Sejumlah nitrogen sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan, karena nitrogen tersebut terkandung di dalam protein dan asam nukleat. Dalam hal memperoleh nitrogen setiap organisme berbeda-beda, ada yang dengan cara menggunakan gas nitrogen dari udara dan ada juga yang menggunakan sumber nitrogen anorganik, seperti garam-garam ammonium. Tapi ada juga yang menggunakan sumber nitrogen organik, seperti glutamik dan asparagin.
6. Oksigen
Kebutuhan oksigen untuk oksidasi biologis yang terjadi dalam sel mikroorganisme dapat menggunakan senyawa–senyawa lain yang tergantung kepada jenis mikroorganismenya. Oksigen yang terdapat dalam senyawa–senyawa penyusun protoplasma, tidak berasal dari O2 udara, akan tetapi berasal dari senyaw–senyawa organik yang mengandung atom – atom oksigen dari air. Unsur oksigen tersedia dalam bentuk air. Selanjutnya oksigen juga terdapat dalam CO2 dan dalam banyak senyawa organik.
Fungsi utama oksigen adalah sebagai akselator elektron terminal pada respirasi aerob, pada peristiwa ini oksigen direduksi menjadi air. Oksigen yang berasal dari molekul oksigen hanya akan diinkorporasi kedalam substansi sel. Sedangkan sebagai sumber karbon menggunakan metana atau hirokarbon aroma.
Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, mikroorganisme dapat dikelompokkan dalam 4 golongan, yaitu:
1. Mikroorganisme Aerob
Mikroorganisme yang aerob ini membutuhkan adanya oksigen untuk metabolismenya. Pada mekanisme respirasi, mikroorganisme dapat menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron atau akseptor hydrogen. Mikroorganisme yang termasuk dalam golongan ini hanya dapat hidup apabila ada oksigen untuk melangsungkan oksidasi biologis. Hal ini merupakan keuntungan luar biasa bagi organisme itu karena banyaknya energi yang tersedia dari oksidasi sempurna molekul glukosa lebih besar daripada energi yang diperoleh dari fermentasi glukosa hal ini terjadi halnya jalan bertahap setiap pasangan electron dari NADH ke oksigen melalui serangkaian pengangkut sitokrom menghasilkan pembentukan tiga molekul ATP ini dengan energi yang didapatkan dari oksidasi piruvat menjadi asetat memberikan hasil total 3 molekul ATP yang dibangkitkan dari metabolisme setiap molekul glukosa menjadi CO2 dan H2O. Apabila hal ini dibandingkan dengan hanya dua molekul ATP yang didapat pada fermentasi satu molekul glukosa menjadi etanol atau asam laktat, jelaslah bahwa metabolisme aerob lebih efisien dari pada fermentasi.
2. Mikroorganisme Anaerob
Mikroorganisme yang termasuk dalam golongan anaerob tidak dapat menggunakan O2 bebas sebagai akseptor hydrogen, bahkan adanya oksigen dapat menghambat pertumbuhannya karena oksigen dapat bersifat sebagai racun. Jasad-jasad hidup ini dapat hidup dengan melakukan fermentasi atau respirasi anaerob, dimana ion-ion anorganik seperti NO3 dan SO4 yang berperan sebagai akseptor hydrogen atau akseptor elektron. Mikroorganisme yang anaerob ini dapat diracuni oleh adanya oksigen, karena jasad ini tidak mempunyai enzim katalase dan super-super dismutase yang diperlukan untuk menguraikan senyaewa hydrogen peroksida yang bersifat racun dan ion-ion superioksida (O2), O2 dan O2 merupakan bentuk racun bagi mikroorganisme tertentu. Ada kelompok organisme terakhir yang terpisah karena organisme ini bukan aerob dan bukan pula fermentatif. Bakteri ini adalah anaerob obligan tetapi bukannya menggunnakan hasil antara metabolisme tersebut menggunakan ion–ion anorganik sebagai penerima elektron terakhir.
Organisme ini dapat dibagi lagi menjadi tiga tipe:
a. Pereduksi sulfat, mbenyusun organisme yang menggunakan
sulfat sebagai penerima elektron terakhir dengan mereduksinya sampai ketahap sulfida. Organisme ini memerlukan bahan organik karbon dan olehkarena itu bersifat heterotrof.
b. Pereduksi nitrit, kebanyakan organisme yang menggunakan
nitrit sebagai penerima elektron terakhir dapat dipandang sebagai anaerob fakultatif. Jadi organisme ini dapat menggunakan nitrat jika bahan itu tersedia, jika tidak
organisme ini Akan melakukan metabolisme aerob atau metabolisme fermentasi.
c. Bakteri metan, ada beberapa Meta yang dapat
menggunakan karbondioksida sebagai penerima electron dan dengan itu mereduksi menjadi metan.
3. Mikroorganisme Fakultatif Anaerob
Mikroorganisme yang yang termasuk dalam golongan fakultatif anaerob, dapat menyesuaikan hidupnya pada lingkungan yang tidak mengandung oksigen. Apabila oksigen terdapat dalam lingkungan hidupnya, maka jasad ini dapat tumbuh dengan memanfaatkan oksigen tersebut sebagai akseptor elektron akhir. Akan tetapi kalau tidak ada oksigen, jasad ini dapat melangsungkan fermentasi atau respirasi anaerob.
4. Mikroorganisme yang Mikroaerofil
Mikroorganisme yang termasuk golongan mikroaerofil, tidak dapat hidup dalam dalam suasana yang aerob ataupun anaerob dengan sempurna, karena oksigen bebas hanya diperlukan dalam jumlah yang sangat sedikit sekali atau hanya kira-kira 20% dalam atmosfer atau kurang dari persentasi oksigen dalam atmosfer. Pada media makanan padat didalam tabung reaksi, mikroorganisme dapat tumbuh pada suatu kedalaman dimana oksigen dapat masuk secara difusi kedalam medium.
RANGKUMAN
Klasifikasi mikroorganisme berdasarkan sumber energi: Fototrof (Cahaya matahari) dan Kemotrof (Senyawa organik).
Klasifikasi mikroorganismeberdasarkan sumber karbon: autrotrof (CO2) dan heterotrof (senyawa organik).
Klasifikasi mikroorganisme berdasarkan sumber donor elektron: litotrof (senyawa anorganik) dan Organotrof (senyawa organik).
Klasifikasi mikroorganisme berdasarkan kebutuhan oksigen: aerob (butuh O2) dan anaerob.

11/08/2010 Posted by | Uncategorized | 8 Komentar

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 668 pengikut lainnya.