BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrobiologi Mikrobiologi adalah

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Mikrobiologi
Mikrobiologi adalah suatu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari
tentang organisme yang terlalu kecil untuk diidentifikasi oleh mata manusia tanpa
alat bantu, yang disebut mikroorganisme. Jika sebuah benda memiliki diameter
lebih kecil dari 0.1 mm, mata kita tidak akan dapat mengidentifikasinya sama
sekali, dan hanya sebagian kecil yang dapat kita identifikasi pada benda yang
memiliki diameter sebesar 0.1 mm. Maka dari itu dapat disimpulkan bahwa
organisme dengan diameter 1 mm atau lebih kecil disebut mikroorganisme dan
memiliki cakupan yang cukup luas dalam bidang ilmu mikrobiologi.
Mikroorganisme memiliki taksonomi yang tersebar luas, termasuk beberapa
hewan, protozoa, beberapa alga dan fungi, bakteri, dan virus. Keberadaan dari
dunia mikroba ini tidak diketahui sampai adanya penemuan mikroskop, suatu alat
optik yang memungkinkan untuk melakukan perbesaran suatu benda yang sangat
kecil yang tidak dapat dilihat dengan jelas dengan mata manusia. Mikroskop
ditemukan pada awal abad ke-17, yang membuka cabang ilmu biologi yang
sempit menjadi suatu sistem ilmiah yang dapat dijelajahi (Adelberg, et al., 1977).
Akibat dari ukuran mikroorganisme yang kecil, informasi yang dapat
diperoleh dari hasil pengujian tersendiri tentang siklus hidupnya sangatlah
terbatas, disamping itu populasi dari mikroba tersebut merupakan kumpulan dari
jutaan bahkan miliaran dari mikroba. Populasi ini dapat diperoleh dari
menumbuhkan mikroorganisme pada kondisi yang sesuai, yang disebut kultur.
Suatu kultur yang hanya mengandung satu macam mikroorganisme disebut kultur
murni.
Sedangkan
mikroorganisme
kultur
disebut
yang
kultur
mengandung
campuran
lebih
jika
dari
satu
macam
terdapat
dua
macam
mikroorganisme (Adelberg, et al., 1977).
Mikroorganisme tersebar luas di alam dan dijumpai pula pada pangan.
Beberapa diantaranya, jika terdapat dalam jumlah yang cukup banyak dapat
menyebabkan keracunan makanan. Mikroorganisme merupakan penyebab utama
merosotnya mutu pangan, misalnya kerusakan pangan. Namun demikian tidak
semua mikroorganisme berperan penting dalam semua bentuk kehidupan, karena
mereka dapat memecah bahan organik kompleks dan mengembalikan unsur hara
ke dalam tubuh. Mikroorganisme juga dipergunakan oleh manusia untuk
memproduksi beberapa jenis makanan, misalnya roti dan yogurt (Gaman et al.,
1981).
Mikroorganisme pada umumnya memiliki temperatur optimal pada suhu
5℃ dan ada yang tumbuh pada suhu 85℃. Tetapi, organisme yang menyebabkan
penyakit pada manusia adalah mikroorganisme yang tumbuh optimal pada suhu
yang mendekati suhu tubuh manusia, yaitu 37℃ dan mikroorganisme ini disebut
mikroorganisme mesofil (Brock, 1978).
2.2
Mikrobiologi Udara
Udara tidak mempunyai flora alami, karena organisme tidak dapat hidup
dan tumbuh terapung begitu saja di udara. Akan tetapi, mikroorganisme dari
berbagai sumber selalu ada. Flora mikroorganisme udara terdiri atas organisme
yang terdapat sementara mengapung di udara atau terbawa serta pada partikel
debu. Setiap kegiatan manusia agaknya menimbulkan bakteri di udara. Batuk dan
bersin menimbulkan aerosol biologi (yaitu kumpulan partikel di udara).
Kebanyakan partikel dalam aerosol biologi (yaitu kumpulan partikel di udara).
Kebanyakan partikel dalam aerosol biologi terlalu besar untuk mencapai paruparu, karena partikel-pertikel ini tersaring pada daerah pernafasan atas.
Sebaliknya, partikel-partikel yang sangat kecil mungkin mencapai tapak-tapak
infektif yang berpotensi. Jadi, walaupun udara tidak mendukung kehidupan
mikroorganisme, kehadirannya hampir selalu dapat ditunjukkan dalam cuplikan
udara (Volk et al., 1989).
Sukar untuk memperkirakan secara akurat berapa jauh pengotoran udara
karena sulit untuk menghitung mikroorganisme dalam suatu volume udara. Satu
teknik kualitatif sederhana ialah mendedahkan cawan hara pada udara untuk
periode waktu singkat. Selama waktu pendedahan ini, beberapa bakteri di udara
akan menetap pada cawan yang terdedah; makin banyak bakteri makin banyak
yang menetap pada cawan. Inkubasikan lebih lanjut selama 24 hingga 48 jam
akan mengungkap koloni-koloni bakteri, khamir dan jamur yang mampu tumbuh
pada medium yang digunakan (Volk et al., 1986).
2.3
Kontrol Udara
Ada beberapa metode yang bisa dilakukan untuk mengontrol pertumbuhan
bakteri udara pada suatu ruangan. Pemilihan metode ini bergantung pada berapa
banyak orang di dalam ruangan tersebut dan aktivitas apa yang dikerjakan. Sinar
ultraviolet dari lampu UV bekerja dengan baik terhadap mikroba udara.
Bagaimanapun, keefektifan sinar UV tidak bekerja dengan baik bila mengalami
kontak langsung terhadap partikel yang membawa mikroba. Selain dari itu,
diperlukannya pencegahan dengan menggunakan perlengkapan keamanan untuk
melindungi mata dan kulit dari pasien, pekerja kesehatan dan orang yang berada
di dalam ruangan terhadap kontak langsung dengan sinar UV (Fong et al., 1987).
Metode lain untuk mengurangi pertumbuhan mikroba adalah dengan
menggunakan bahan kimia. Bahan kimia ini disemprotkan dalam bentuk aerosol,
dan mikroba akan terbunuh jika mengalami kontak dengan uap tersebut. Aerosol
bakteri yang baik harus memiliki kemampuan untuk membunuh bakteri yang
tinggi, bekerja efektif pada temperatur normal dan lembap, tidak bersifat toksik
pada organisme hidup, tidak menimbulkan pencemaran dan tidak bersifat korosif
pada objek (Fong et al,, 1987).
Penyaringan adalah metode yang selanjutnya untuk membunuh mikroba
udara. Penyaring biasanya terbuat dari bahan kapas, kaca atau zat berserat lainnya.
Metode penyaringan biasanya digunakan pada sistem sirkulasi udara (Fong et al.,
1987).
2.4
Bakteri
Bakteri (tunggal: bakterium) adalah kelompok mikroorganisme yang
sangat
penting
karena
pengaruhnya
yang
membahayakan
maupun
menguntungkan. Mereka tersebar luas di lingkungan sekitar kita dan dapat
dijumpai di udara, air dan tanah, dalam usus binatang, pada lapisan yang lembab
pada mulut, hidung atau tenggorokan, pada permukaan tubuh atau tumbuhan.
Beberapa bakteri dapat bersifat “motil” yang artinya bakteri dapat melakukan
gerakan perpindahan (Gaman et al., 1981).
Bakteri adalah organisme bersel tunggal terkecil, beberapa di antaranya
hanya memiliki diameter 0,4 𝜇m (mikrometer). Sel berisi massa sitoplasma dan
beberapa bahan inti (dia tidak memiliki inti sel yang jelas). Sel dibungkus oleh
dinding sel dan pada beberapa jenis bakteri, dinding sel ini dikelilingi oleh
kapsula atau lapisan lendir. Kapsula terdiri atas campuran polisakarida dan
polipeptida (Gaman et al., 1981).
2.5
Fungi
Fungi adalah organisme kemoheterotrof yang memerlukan senyawa
organik untuk nutrisinya (sumber karbon dan energi). Bila sumber nutrisi tersebut
diperoleh dari bahan organik mati, maka fungi tersebut bersifat saprofit. Fungi
saprofit mendekomposisi sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang kompleks dan
menguraikannya menjadi zat yang lebih sederhana. Dalam hal ini, fungi bersifat
menguntungkan sebagai elemen daur ulang yang vital. Beberapa fungi dapat
bersifat parasit dengan memperoleh senyawa organik dari organisme hidup.
Dalam hal ini, fungi bersifat merugikan karena menimbulkan penyakit pada
manusia, hewan, maupun tanaman (Pratiwi, 2008).
Pada fungi ada dua istilah, yaitu kapang (mold) yang merupakan fungi
yang berfilamen dan multiseluler, dan khamir (yeast) yaitu bentuk fungi berupa
sel tunggal dengan pembelahan sel melalui pertunasan. Identifikasi khamir serupa
dengan identifikasi bakteri, yaitu dengan melalui tes biokimia, sedangkan
identifikasi kapang didasarkan pada kenampakan fisik (morfologi), termasuk
karakteristik koloni dan spora reproduktif (Pratiwi, 2008).
Fungi lingkungan udara baru mendapat perhatian besar setelah cukup
banyak kasus dilaporkan bahwa pengotoran udara bukan saja disebabkan oleh
partikel-partikel debu dan asap industri serta asap rokok, melainkan juga oleh
spora-spora kapang yang ada di udara. Udara di tempat terbuka, misalnya di
lading atau sawah, banyak mengandung spora yang mudah terbawa angin dari
tempat satu ke tempat lain (Gandjar et al., 2006).
Beberapa fungi terutama fungi patogen memiliki sifat dimorfisme, yaitu
memiliki dua bentuk pertumbuhan, sebagai kapang atau sebagai khamir. Sifat
dimorfisme ini tergantung pada temperatur, pada temperatur 37℃ merupakan fase
khamir, sedangkan pada temperatur 24-28℃ merupakan fase kapang. Bentuk
kapang juga terjadi pada kondisi fungi sebagai saprofit (misalnya di dalam tanah),
sedangkan pada kondisi fungi sebagai parasite (misalnya di dalam tubuh hewan),
fungi terdapat dalam bentuk khamir (Pratiwi, 2008).
2.5.1
Khamir
Khamir (yeast) merupakan fungi bersel satu (uniseluler), tidak berfilamen,
berbentuk oval atau bulat, tidak berflagela, dan berukuran lebih besar
dibandingkan sel bakteri, dengan lebar berkisar 1-5mm dan panjang berkisar 530mm. Khamir bersifat fakultatif, artinya khamir dapat hidup dalam keadaan
aerob ataupun anaerob (Pratiwi, 2008).
2.5.2
Kapang
Kapang (molds) adalah fungi yang tumbuh cepat dan bereproduksi secara
aseksual,merupakan organisme aerob sejati, tubuh kapang (thallus) dibedakan
menjadi dua bagian yaitu miselium dan spora. Miselium merupakan kumpulan
beberapa filamenyang disebut hifa. Bagian dari hifa yang berfungsi untuk
mendapatkan nutrisi disebut hifa vegetatif. Sedangkan bagian hifa yang berfungsi
sebagai alat reproduksi disebut hifa reproduktif atau hifa udara (aerial hypha),
karena pemanjangannya mencapai bagian atas permukaan media tempat fungi
ditumbuhkan (Pratiwi, 2008).
2.5.3
Isolasi Fungi
Mempelajari mofologi, fisiologi, biokimia, genetika, atau kegiatan apa pun
dari fungi hanya dapat dilakukan apabila kita telah mempunyai isolat murni.
Untuk hal tersebut fungi yang akan dipelajari harus dipisahkan terlebih dahulu
dari substrat pertumbuhannya atau dari lingkungan sekitarnya. Sebelum
melakukan isolasi kita harus menyusun suatu rencana kerja dan mempersiapkan
medium tepat yang segar, serta peralatan gelas yang akan diperlukan. Medium
umum untuk mengisolasi fungi umumnya menggunakan Potato Dextrose Agar
(PDA), Malt Extract Agar (MEA), Czapek Dox Agar (CDA), Carrot Agar (CA),
Oat Meal Agar (OA), Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol Agar (DRBC),
Taoge Extract 6% Sucrose Agar (TEA) (Gandjar et al., 2006).
Sedangkan medium khusus mempunyai komposisi yang khusus sesuai
dengan fungi yang akan diisolasi. Ada yang dapat dibuat sendiri dan ada yang
sudah tersedia komersial. Medium khusus ini misalnya Acetic Dichloran Yeast
Extract Sucrose Agar (ADYESA) untuk fungi yang tumbuh di lingkungan yang
sangat asam, dan Dichloran Creatine Sucrose Bromocresole Agar (DCSBA)
untuk fungi yang memerlukan bahan yang berkadar protein tinggi seperti keju,
daging, dan kacang-kacangan. Isolasi kapang dari udara dapat dilakukan dengan
menyediakan suatu cawan petri dengan medium PDA, TEA atau RBC tanpa tutup
dibiarkan selama 15-20 menit di tempat fungi akan “ditangkap”, kemudian cawan
ditutup dan diinkubasikan pada suhu yang sesuai. Semua koloni fungi yang
tunggal, yang representative, dipindahkan ke medium di cawan petri yang lain
untuk dimurnikan sebelum dipindahkan lebih lanjut ke dalam tabung reaksi, baik
sebagai stock culture maupun sebagai working culture(Gandjar et al., 2006).
2.6
Media Kultur
Bahan nutrisi yang digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme
laboratorium disebut media kultur. Pengetahuan tentang habitat normal
mikroorganisme sangat membantu dalam pemilihan media yang cocok untuk
pertumbuhan mikroorganisme di laboratorium. Karena mikroorganisme memiliki
perbedaan pada kebutuhan nutrisinya, tidak ada satupun medium yang dapat
menumbuhkan seluruh mikroorganisme yang sama (Lee, 1983).
Berdasarkan konsistensinya, media dikelompokkan menjadi dua macam
yaitu media cair (liquid media) dan media padat (solid media). Apabila media cair
merupakan ekstrak kompleks material biologis, maka media tersebut dinamakan
rich media atau broth. Media padat menggunakan bahan pembeku (solidifying
agent), misalnya Agar, suatu Agar memiliki komposisi kimia berupa D-galaktosa,
3,6-anhidro-L-galaktosa,D-glucuronic acid. Agar sebagai bahan pembeku akan
mencair saat dididihkan, kemudian didinginkan pada suhu 40-42℃ sebelum
dibekukan. Media Agar ini tidak akan mencair lagi kecuali pada suhu 80-90℃.
Agar merupakan media yang paling sering digunakan dan terbuat dari rumput laut
pilihan, media agar adalah agen pengeras yang bagus sekali karena tidak dapat
didegradasi oleh mikroorganisme (Pratiwi, 2008).
Menurut kandungan nutrisinya, media dapat dibedakan menjadi beberapa
macam (Pratiwi, 2008):
•
Defined media (synthetic media)
Defined media merupakan media yang komponen penyusunnya sudah
diketahui atau ditentukan. Media ini biasanya digunakan dalam penelitian
untuk mengetahui kebutuhan nutrisi mikroorganisme. Contoh: media untuk
Escherichia coli.
•
Media kompleks (complex media)
Media kompleks merupakan media yang tersusun dari komponen yang
secara kimia tidak diketahui dan umumnya diperlukan karena kebutuhan
nutrisi mikroorganisme tertentu tidak diketahui. Contoh: Nutrient Broth/
Nutrient Agar, Tryptic Soy Broth (TSB)/ Tryptic Soy Agar (TSA),
MacConkey Agar
•
Media umum (general media)
Media umum merupakan media pendukung bagi banyak pertumbuhan
mikroorganisme.
•
Media penyubur (enrichment media)
Media penyubur merupakan media yang berguna untuk mempercepat
pertumbuhan mikroorganisme tertentu. Media ini digunakan bila kita ingin
menumbuhkan salah satu mikroorganisme dari kultur campuran. Media ini
menggunakan bahan atau zat yang serupa dengan habitat tempat
mengisolasi mikroorganisme tersebut.
•
Media selektif (selective media)
Media
selektif
merupakan
media
yang
mendukung
pertumbuhan
mikroorganisme tertentu (seleksi) dengan menghambat pertumbuhan
mikroorganisme yang lain. Pada media ini ditambahkan bahan penghambat
pertumbuhan, misalnya bile salt dan dye (fuchsin, crystal violet, brilliant
green) yang akan menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif dan tidak
memberi efek pada bakteri Gram negatif; antibiotik; dan selulosa untuk
mengisolasi bakteri pendegradasi selulosa.
•
Media diferensial (differential media)
Media diferensial digunakan untuk membedakan kelompok mikroorganisme
dan bahkan dapat digunakan untuk identifikasi. Contohnya adalah media
Agar Darah, media MacConkey.
•
Media khusus
Contoh media khusus adalah media untuk bakteri anaerob. Biasanya ke
dalam media tersebut ditambahkan bahan yang dapat mereduksi kandungan
𝑂2 dengan cara pengikatan kimiawi. Contoh bahan-bahan itu adalah sistein,
sebagai indikator anaerob digunakan rezasurin.