mikrobiologi lingkungan

MIKROBIOLOGI
LINGKUNGAN
KULIAH I:
Interaksi Mikroorganisme dg Lingkungan
By Fajri Anugroho
FTP - UB
Dosen Pengajar

Dr. Ir. Nur Hidayat, MP.
Fajri Anugroho, S.TP., M.Agr. PhD
Angga Dheta Shirajjudin Aji, S.Si, M.Si

Catatan:



Untuk Materi Kuliah pada Pertemuan
berikutnya mohon ditanyakan pada dosen ybs
sebelum kuliah berakhir
Penilaian


80% kehadiran
Persentase Penilaian:



Ujian Tengah Semester .... 35%
Ujian Akhir Semester ....... 35%
Tugas (UTS dan UAS) ....... 30%
DISKRIPSI

Mikrobiologi Lingkungan merupakan
salah satu matakuliah pilihan dalam
lingkup Mikrobiologi yang memberi
dasar-dasar pemahaman akan konsepkonsep peran mikroba di lingkungan
terkait dengan dinamika yang terjadi di
biosfer dan pengaruhnya pada kehidupan
manusia.
Kompetensi

Mahasiswa mengetahui peran
mikroorganisma di lingkungan dan
hubungannya dengan kehidupan manusia,
dan terampil melakukan teknik terkait
mikrobiologi lingkungan
Out Come
Mahasiswa dapat mengembangkan
kemampuan berkomunikasi ilmiah, bekerja
dalam kelompok dan mengembangkan
wawasan terkait pemanfaatan
mikroorganisme untuk kemaslahatan
manusia
SEJARAH
2800 SM
India, Kepulauan Orkney (Scotland), Pulau
Crete dan Lembah Eufrat telah membuat
saluran pembuangan limbah cair rumah
tangga.
2500 Pipa berbahan logam digunakan di Mesir dan
2000 SM
di istana Knossos Crete.
Awal Masehi Roma membangun tandon air bersih dengan
saluran dari pipa timah.
Abad 4 M Roma telah didirikan jamban umum di pusatpusat aktivitas penduduk.
Abad 6 M Kertas toilet (tisu) sudah digunakan di Cina.




1665 Robert Hooke menggunakan lensa sederhana
untuk melihat sel mati dari tutup botol (gabus).
1676 Anthony van Leuwenhoeck mampu melihat benda
menggunakan mikroskop sederhana hingga perbesaran
~300-500.
1841 Ignaz Semmelweis (Austria) memulai karir untuk
dokter rumah sakit bersalin, dan menyadari kematian
ibu dan anak setelah persalinan 18% berasal dari
infeksi darah oleh streptococcus. ---pelopor sanitasi.
1859 Louis Pasteur menggunakan tabung gelas leher
angsa yang menghubungkan udara luar dengan bejana
berisi kaldu yang sudah direbus.
Bejana dengan pipa leher angsa
Fanni Angelina Eilshemius istri Walther Hesse (asisten
Koch) mempelopori penggunaan agar.
Agar memiliki beberapa nilai komparatif dibanding
gelatin:
(a) tidak beracun
(b) meleleh pada suhu 100oC, dan membeku pada
suhu sekitar 45oC
(c) tidak bersifat toksik pada organisma lain
(d) stabil pada suhu sterilisasi.
(e) secara fisiologis cukup tahan karena jarang
ada mikroba mampu menghidrolisis agar.
1970-an, dikenalkan mikrobiologi lingkungan dengan
pokok tinjauan pada kesehatan masyarakat dan
lingkungan dan terus berkembang hingga
mencakup bidang yang luas dan berkait dengan
bidang ilmu lainnya.
Hurst et al. (1997) mendefinisikan bahwa mikrobiologi
lingkungan merupakan studi tentang keberadaan mikroba
pada lingkungan alami maupun buatan.
Maier et al. (1999) mikrobiologi lingkungan didefinisikan
sebagai ilmu yang mempelajari pengaruh penerapan
mikroba pada lingkungan, aktivitas, kesehatan dan
kesejahteraan manusia.
Bidang yang erat terkait dan seringkali dipersepsikan sama
dengan mikrobiologi lingkungan yaitu: EKOLOGI MIKROBA
Ekologi mikroba yaitu ilmu yang mempelajari interrelasi
atau interaksi antara mikroba dengan lingkungannya baik
lingkungan biotik maupun abiotik.
Lingkup
Topik
Aeromikrobiologi
(mikrobiologi udara)
Isolasi dan deteksi patogen atau mikroba lain di udara,
gerakan mikroba di udara
Agrikultur,
mikrobiologi tanah
Biogeokimia
Kontrol biologis, pengikatan nitrogen, siklus nutrisi
Bioremediasi
Bioteknologi
Kualitas pangan
Produksi bahan
Pengambilan bahan
Penanganan limbah
Kualitas air
Siklus karbon dan mineral, kontrol air limbah
pertambangan/acid mining drainage, kontrol pelepasan
nitrogen terikat
Degradasi kontaminan organik, imobilisasi atau
pembuangan kontaminan anorganik pada tanah maupun
perairan
Deteksi patogen atau mikroba di lingkungan, deteksi
aktivitas mikroba di lingkungan, rekayasa genetika
Deteksi patogen dan usaha pembebasan bahan makanan
dari patogen
Produksi alkohol, produksi protein sel tunggal
Penambangan minyak dan mineral dengan bantuan
mikroba
Degradasi limbah, reduksi patogen
Penghilangan kontaminan organik dan anorganik,
deteksi patogen, pengurangan jumlah patogen.
Peranan Mikroorganisme
•
•
•
•
Peran Positif
Menguntungkan
manusia, hewan,
tumbuhan
Pengolahan Pangan
Pengendalian
penyakit
Membantu kesuburan
tanah, dll
•
•
Peran Negatif
Mencemari bhn
pangan
Menyebabkan penyakit
PERANAN POSITIF
 Industri
Pangan
- Yogurt
Mikroorganisme :
L. bulgaricus,
S. thermophillus
- Keju
Mikroorganisme :
L. bulgaricus,
L. lactis,
S. thermophillus,
L. casei,
L. helvenicus,
P. skermanii,
P. petersonii
INDUSTRI KIMIA
Aseton, butanol, isopropanol
Bakteri Cl. Acetobutylicum
 Gliserol
Khamir, B. subtillis
 Manitol, Arabitol, Xilitol Eritritol

Candida lypolitica, Pichia ohmeri, Monilia,
Hansenulla, Saccharomyces,
Zygosacharomyces, Acetobacter
suboxydans
PERTANIAN
Beneficial Microbes in Soil-Plant System
Microbes
Saprophytic
Rhizobacteria
& fungi
Function
Seedlings Growth
Plant Protection
Nutrient Cycling
Specific
Bacteria
Decontamination
Rhizobium
dll
N2 Fixation
Simbion
mutualistik
Fungi
Mycoriza
Seedlings Growth
Nutrient Cycling
Plant Protection
Decontamination
Plant Conservation
Plant Succession
RHIZOBIUM DAN LEGUMINOSE





CIRI : TERBENTUK BINTIL AKAR
JUMLAH : 57 – 169 Kg N/Ha/Th
PROSES : INFEKSI, PENETRASI, PEMBENTUKAN BENANG
INFEKSI, PEMBENTUKAN BAKTEROID, PEMBENTUKAN
BINTIL AKAR
Bintil akar efektif : bagian dalam berwarna merah
Faktor pembentukan bintil dan penambatan N2 :
pH, suhu, unsur hara, salinitas dan alkalinitas.
Interaksi bakteri-tumbuhan, infeksi
Agrobacterium tumefaciens (kiri),
pembentukan bintil akar akibat
interaksi Rhizobium-tumbuhan
(tengah dan kanan).
DAUR FOSFOR




MINERALISASI DAN IMOBILISASI P
PELARUTAN P-ANORGANIK
KETERSEDIAAN P-ORGANIK
KELARUTAN P-ANORGANIK
MINERALISASI P-ORGANIK



Enzim : fosfatase (ekstraseluler)
Jenis : fosfomonoesterase,
fosfodiesterase, phytase
Mineralisasi vs rasio C/P
< 200/1 : mineralisasi
> 300/1 : imobilisasi P
200 – 300/1 : sedikit perubahan
ketersediaan P.
PELARUTAN P-ANORGANIK
Mekanisme :





Melepaskan karbondioksida & bahan organik
Asam karbonat : Ca-P dan Mg-P
Asam organik : pengkhelat, Al-P, Fe-P, Ca-P, Mg-P
Hasil : orthofosfat
Jasad mikro :
bakteri (Bacillus, Pseudomonas, sp, Nitrosomnas sp,)
jamur (Aspergillus sp, Penicillium sp dan Fusarium sp).
PERANAN NEGATIF
Kerusakan Pada Makanan
Makanan yang terkontaminasi m.o
mengalami perubahan fisik dan kimia yang
tidak diinginkan
toksin
Keracunan
(sakit perut, muntah-muntah, diare)
 Perantara penyakit Melalui Makanan
Thypus, kolera, disentri, TBC, polyomilitis

Infeksi Corynebacterium acne, koloni
yang tumbuh dari kulit berjerawat
(kanan atas), gambaran histologis (kiri)
Infeksi candidiosis pada tenggorokan
Koloni mikroba dari tanah pada perakaran
tumbuhan yang berbeda
Kerusakan buah strawberry akibat fungi
KLASIFIKASI ORGANISMA:
1759 Carl Linnaeus: Animalia dan Plantae.
1866 Ernst Heinrich Haeckel mengusulkan 3
domain yaitu hewan, tumbuhan dan protista
1969 Robert Whittaker mengusulkan 5 kingdom,
Monera (Prokaryote), Protista, Fungi, Plantae,
Animalia
1978 Carl Woese menyampaikan 3 kingdom yaitu
Eucarya, Eubacteria dan Archaea : dasar filogeni
1. Komposisi dinding sel, 2. lipid membran,
3. sequens RNA, 4. sintesa protein, 5. Sensitivitas
terhadap antibiotik.
The Three-Domain System
Acellular Particles: Viruses, Viroids & Prions
Although they may seem to behave like living things, acellular
particles are not alive.
Acellular particles…
-
are not made of cells
cannot reproduce on their own
do not grow or undergo division
do not transform energy
lack machinery for protein synthesis
so small that they can only be seen with an electron microscope
What Is a Virus?
Viruses infect living cells and once inside, transform the cell essentially into a
factory for making more viruses. These acellular particles are composed of
nucleic acid (genetic material), proteins and, in some cases, lipids as well.
What Is a Viroid?
Viroids are smallest known agents of infectious disease. Whereas viruses are
made up of nucleic acid encapsulated in protein (capsid), viroids are uniquely
characterized by the absence of a capsid. Thus far, this type of acellular
particle has only been identified as an infectious agent in plants.
What Is a Prion?
Prions are an abnormal form of a normally harmless protein that cause various
fatal neurodegenerative diseases called Transmissible Spongiform
Encephalopathies. Once present in the brain, prions cause normal proteins to
refold into abnormal shapes, destroying neurons and eventually causing the
brain to become riddled with holes.
Terima kasih
&
Sampai jumpa pd
pertemuan berikutnya