materi tentang mikrobiologi dan parasitologi

Materi Tentang Mikrobiologi dan Parasitologi

      

        Bakteri ? Apa yang anda pikirkan jika mendengar kata ini? Umumnya kita akan takut dengan bakteri, karena kita telah terbiasa dengan anggapan bahwa bakteri adalah penyebab penyakit. Anggapan itu tidak salah, namun tidak sepenuhnya benar. Temyata, di alam ini ada juga jenis bakteri yang bermanfaat, bahkan sangat kita butuhkan. Berikut ini akan kami berikan beberapa contoh bakteri yang menguntungkan dan merugikan dalam kehidupan sehari-hari:

A. Bakteri yang Menguntungkan Manusia

      Sesungguhnya, lebih dari 90% bakteri bermanfaat bagi manusia, antara lain sebagai penghasil antibiotik, vitamin, bahan-bahan makanan, bahan-bahan kimia, bioinsektisida, dan biogas. Selain itu, bakteri juga bermanfaat bagi lingkungan karena menguraikan sampah-sampah organik menjadi bahan-bahan anorganik yang merupakan unsur hara bagi tumbuhan. Berikut ini adalah contoh-contoh bakteri yang bermanfaat bagi manusia dan lingkungan:

·         Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermofillus dan Streptococcus lactis, digunakan dalam pembuatan yoghurt;

·         Acetobacter xylinum, digunakan untuk pembuatan nata de coco;

·         Acetobacter aceti, digunakan untuk pembuatan asam asetat;

·         Streptomyces griceus, menghasilkan antibiotik sikloheksimid;

·         Streptomyces erythraeus, menghasilkan antibiotik eritromisin;

·         Bacillus subtilis, menghasilkan antibiotik subtilisin;

·         Bacillus subtilis, menghasilkan enzim protease yang digunakan pada industri deterjen;

           Rhizobium dan Bradyrhizobium. dapat bersimbiosis dengan akar tanaman polong-polongan (Leguminoceae) untuk mengikat atau memfiksasi nitrogen dari udara bebas menjadi nitrat {N03) sehingga dapat menyuburkan tanaman :

·         Bacillus thuringiensis, menghasilkan racun yang dapat membunuh serangga hama sehingga digunakan sebagai bioinsektisida;

·         Brefibacteriumflafum, digunakan untuk memproduksi asam amino glutamat untuk penyedap masakan;

·         Cellulomonas, hidup di dalam perut ruminansia untuk membantu proses pencemaan makanan;

·         Thiobacillus ferro-oxidans dan Thiobacillus thio-oxidans, digunakan untuk penambangan tembaga, perak dan emas secara biologis;

           berbagai jenis bakteri tanah sangat berjasa pada manusia karena membusukkan' dan menguraikan sampah, sisa-sisa tumbuhan, dan bangkai hewan ataupun manusia. Bagaimana seandainya di dunia ini tidak ada bakteri pembusuk dan pengurai   ? 

          Selain yang telah disebutkan di atas, bakteri juga dapat dimanfaatkan dalam bidang bioteknologi, yaitu dalam teknik rekayasa genetika. Dalam hal ini bakteri berperan sebagai sumber         gen. Gen-gen unggul yang terdapat dalam DNA bakteri dapat dipotong dan diambil (diisolasi), kemudian disisipkan pada DNA organisme lain. Dengan teknik tersebut diharapkan organisme yang telah disisipi gen-gen unggul dari bakteri  tersebut memiliki sifat-sifat atau kemampuan sesuai yang kita kehendaki. Dalam teknik rekayasa genetika tersebut, DNA bakteri juga dapat disisipi gen-gen dari organisme lain, semisal gen manusia. Bakteri yang telah disisipi gen-gen manusia dapat menghasilkan bermacam-macam zat kimia dan hormon, seperti insulin dan hormon pertumbuhan, yang dapat digunakan sebagai obat bagi beberapa penyakit pada manusia.

B.  Bakteri yang Merugikan

Bakteri yang merugikan bagi kehidupan manusia, antara lain, sebagai

berikut:

1) Salmonella typhosa penyebab penyakit tifus,

2) Shigella dysenteriae penyebab penyakit disentri,

3) Neisseria meningitidis penyebab penyakit meningitis,

4) Neisseria gonorrhoeae penyebab penyakit kencing nanah,

5) Mycobacterium tuberculosis penyebab penyakit tuberkulosis, dan

6) Mycobacterium leprae penyebab penyakit lepra.

C.  Penyakit-Penyakit Yang Di Sebabkan Karena Infeksi Bakteri     

Ø  TUBERKULOSIS PARU (TBC)

           Tuberkulosis Paru atau TBC adalah penyakit yang disebabkan bakteri Mycrobacterium tuberculosi dan Mycrobacterium bovis. Bakteri tersebut mempunyai ukuran 0,5-4 Mikron x 0,3-0,6, micron dengan bentuk tipis, lurus atau agak bengkok, bergranular atau tidak mempunyai selabung, tetapi mempunyai lapisan luar tebal yang terdiri dari lipoid. Penyakit ini ditularkan melalui udara (droplet nuclei) saat seorang pasien TBC batuk dan percikan ludah yang mengandung bakteri tersebut terhirup oleh orang lain saat bernafas.

Ø  DIFTERIA

           Difteria adalah penyakit yang jarang terjadi, biasanya menyerang remaja dan orang dewasa. Penyebab dari penyakit ini adalah bakteri Corynebacterium diphtheria. Penyakit ini mempunyai dua bentuk yaitu yang pertama Tipe Respirasi yang disebabkan oleh strain bakteri yang memproduksi toksin (toksigenetik) yang biasanya mengakibatkan gejala berat sampai meninggal, sedangkan bentuk yang kedua yaitu Tipe Kutan yang disebabkan oleh strain toksigenetik maupun non-toksigenetik umumnya gejalanya ringan dengan peradangan yang tidak khas. Penularan penyakit ini terjadi melalui droplet saat penderita (karier) batuk, bersin, dan berbicara. Akan tetapi, debu atau muntahan si penderita juga bisa menjadi media penularan.

Ø  PERTUSIS

           Pertusis adalah penyakit infeksi saluran napas akut yang terutama menyerang anak-anak. Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Bordetella pertusis (Haemophilus pertusis). Bordetella pertusis termasuk kelompok kokobasilus Gram-negatif, tidak bergerak dan tidak berspora. Bakteri ini memerlukan media untuk tumbuh seperti media darah-gliserin-kentang (Bordet-Gengou) yang di tambah penisilin untuk menghambat pertumbuhan organism lainnya. Bakteri ini berukuran panjang 0,5-1µm dan diameternya 0,2-0,3µm. Penularan penyakit ini melalui droplet dan sebagian besar bayi tertular oleh saudaranya dan kadang-kadang oleh orangtuanya.

Ø  TETANUS NEONATORUM

           Tetanus adalah penyakit kekakuan otot (spasme) yg disebabkan oleh eksotoksin (tetanospasmin) dari organism penyebab penyakit tetanus dan bukan oleh organismenya sendiri. Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Clostridium tatani yang merupakan bakteri Gram-positif berbentuk batang dengan spora pada sisi ujungnya sehingga mirip dengan pemukul genderang. Bakteri tetanus bersifat obligat anaerob yaitu berbentuk vegetative pada lingkungan tanpa oksigen dan rentan terhadap panas serta disinfektan. Penularannya itu dengan cara Tetanus masuk kedalam tubuh manusia biasanya melalui luka yang dalam dengan suasana anaerob (tanpa oksigen) sebagai akibat dari kecelakaan, luka tusuk, luka operasi, karies gigi, pemotong tali pusat, dll.

Ø  DEMAM TIFOID

           Demam Tifoid adalah infeksi akut pada saluran pencernaan yang disebabkan oleh bakteri Salmonella typhi. Salmonella adalah bakteri Gram-negatif, tidak berkapsul, mempunyai flagella dan tidak membentuk spora, Penularan Penyakit adalah melalui air dan makanan. Bakteri salmonella dapat bertahan lama dalam makanan. Penggunaan air minum secara masal yang tercemar bakteri sering menyebabkan terjadinya KLB. Vektor berupa serangga juga berperan dalam penularan penyakit.

Ø  KUSTA        

           Penyakit Kusta adalah salah satu penyakit menular yang masih merupakan masalah yang sangat kompleks. Masalahnya yang ada bukan dari segi medisnya tetapi juga masalah ekonomi, sosial, budaya, serta keamanan dan ketahanan nasional. Penyakit kusta bila tidak ditangani dengan cermat dapat menyebabkan cacat. Penyebab penyakit kusta adalah bakteri Mycobacterium leprae yang berbentuk batang dengan ukuran panjang 1-8 mikron, lebar 0,2-0,5 mikron, biasanya berkelompok dan ada yang tersebar satu-satu, hidup dalam sel, dan bersifat tahan asam (BTA). Bakteri kusta banyak terdapat pada kulit tangan, daun telinga dan mukosa hidung.

Ø  PES

           Pes memiliki nama lain plague, sampar, La peste dan penyakit ini sudah tertulis di kitab injil. Penyebab penyakit pes adalah bakteri Yersinia pestis (Pasteurella pestis). Yersinia pestis adalah basil Gram-negatif, tidak bergerak, dan tidak membentuk spora. Hewan reservoirnya adalah rodensia (hewan pengerat), antara lain tikus, kelinci, sedangkan vector penular penyakitnya adalah pinjal (kutu), dll. Penularan penyakit ini ditularkan melalui cara ini, tikus liar menggigit manusia, penularan dari manusia ke manusia lainnya terjadi melalui droplet dari pes paru.

Ø  ANTRAKS    

            Antraks disebut juga malignant pustule, malignant edema, Charbon, Regpicker disease, atau Woolsorter disease. Penyakit antraks adalah penyakit ysng disebabkan oleh Bacillus anthracis pada binatang ternak dan binatang buas yang bisa ditularkan ke manusia. Bacillus anthracis adalah bakteri Gram-positif, tidak bisa bergerak, berkapsul dan mampu membentuk spora. Pembentukan spora terjadi pada keadaan aerob dan sedikit kalsium, yaitu di alam terbuka seperti di tanah atau udara luar. Bakteri ini mempunyai ukuran 1-2 µm X 5-10 µm, berbentuk batang, ujung batang berbatas tegas, tersusun berderet-deret yang membentuk formasi seperti ruas bambu. Penularan antraks pada manusia biasanya melalui cara, kontak langsung dengan kulit manusia yang lesi,dll.

Ø  LEPTOSPIROSIS

           Leptospirosis adalah infeksi akut yang disebabkan oleh bakteri leptospira. Penyakit ini disebut juga Weil disease, Canicola fever, Hemorrhagic jaundice, Mud fever, atau Swineherd disease. Genus Lestospira yang termasuk dalam ordo Spirochaete dari family Trepanometaceae adalah bakteri yang berbentuk seperti benang dengan panjang 6-12 µm. spesies Leptospira interrogans adalah spesies yang dapat menginfeksi manusia dan hewan. Infeksi pada manusia dapat terjadi melalui kontak dengan air, tanah, dan lumpur yang tercemar bakteri, kontak dengan organ, darah, dan urin hewan terinfeksi, dll.

Berikut ini ada 15 (lima belas) jenis penyakit yang disebabkan oleh bakteri pada manusia, :

1.Tuberculosis disebabkan oleh Mycobakterium Tuberculosis pada Paru-Paru
2.Kolera disebabkan oleh Vibrio Cholera pada Usus Halus
3.Disentri disebabkan oleh Shigella Dysentriae pada Kelenjar Darah
4.Tifus disebabkan oleh Salmonella Typhosa pada Usus Halus
5.Lepra disebabkan oleh Mycobakterium Leprae pada Kulit
6.Pneumonia disebabkan oleh Diplococcus Pneumoniae pada Paru-Paru
7.ISPA disebabkan oleh Streptococcus Pneumoniae pada Saluran Pernapasan Atas
8.Tetanus disebabkan oleh Clostridium Tetani pada Otot
9.Pertusis disebabkan oleh Bordetella Pertusis pada Saluran Pernapasan
10.Dipteri disebabkan oleh Corynebacterium Diphteriae pada Saluran Pernapasan, Kelenjar Lendir,dll
11.Infeksi Traktus Urinarius disebabkan oleh Proteus Vulgaris pada Saluran Kemih
12.Sphilis disebabkan oleh Tropenema Pallidum pada Alat Kelamin
13.Gonorheae disebabkan oleh Neissheria Gonorheae pada Alat Kelamin
14.Trachoma disebabkan oleh Chlamydia Trachomatis pada Mata
15.Meningitis disebabkan oleh Neisseria Meningitis pada Selaput Otak

D.  mikroorganisme yang berperan dalam pembentukan makanan dan minuman

         Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Bioteknologi. Bioteknologi merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari pemanfaatan organisme, sistem, atau proses biologi untuk menghasilkan produk berupa barang atau jasa yang berguna untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Perkembangan bioteknologi didukung oleh perkembangan cabang ilmu yang lain yaitu mikrobiologi, genetika, fisika, kimia biokimia, fisiologi, dan lain-lain. Bioteknologi memberikan harapan besar untuk meningkatkan kesejahteraan manusia dengan berbagai terobosan yang dilakukannya.

Mikroorganisme yang berperan dalam bioteknologi contohnya virus, bakteri, alga, jamur,

       maupun protozoa. Alasan penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi adalah perkembangannya sangat cepat, kemampuan metabolismenya sangat tinggi, dapat tumbuh di berbagai media, dapat tumbuhdan berkembang tanpa terpengaruh cuaca dan iklim, pertumbuhannya mudah dikontrol, dan sifat genetisnya mudah dimodifikasi. Oleh karena itu dalam proses bioteknologi, mikroorganisme ditumbuhkan dalam kondisi yang optimum sehingga efisiensi produksi sangat tinggi.

1.  Pemanfaatan Mikroorganisme untuk Produksi Pangan

       Mikroorganisme juga dimanfaatkan sebagai penghasil bahan pangan yang berprotein tinggi, atau dikenal sebagai protein sel tunggal (PST). Kelebihan mikroorganisme sebagai penghasil protein adalah mudah dibudidayakan, pertumbuhannya sangat cepat, dan kadar proteinnya sangat tinggi yaitu dapat mencapai 80%. Bandingkan dengan protein pada biji kedelai yang kadarnya sekitar 45%. Contoh organisme penghasil PST adalah ganggang Chlorella dan Spirulina.

Perhatikan beberapa contoh jenis makanan dan mikroorganisme yang berperan dalam pengolahannya.

Jumlah Kromosom
No.	Produk Makanan	Bahan Mentah	Mikroorganisme Pengolah
1.	Berbagai jenis kue	Tepung gandum	Saccharomyces cerevisiae
2.	Kopi	Biji kopi	Erwinia dissolvens
3.	Kecap	Kedelai	Aspergillus wentii
4.	Yoghurt	Susu	L. bulgaricus & L. acidophilus
5.	Keju	Susu	Lactobacillus casei
6.	Nata de coco	Air kelapa	Acetobacter xylinum
7.	Oncom	Kacang tanah	Neurospora crassa
8.	Tape	Umbi ketela pohon	Saccharomyces cerevisiae
9.	Tempe	Kedelai	Rhizopus oryzae
10.	Sayur asin	Sawi hijau	Bakteri asam laktat

        Berikut ini adalah beberapa contoh peran mikroorganisme sebagai pengolah makanan.
a.    Pemanfaatan Mikroorganisme untuk Membuat Kue/Roti

      Dalam pembuatan kue, pada adonan tepung ditambahkan ragi ke dalam adonan tersebut

.     Di dalam ragi terdapat jamur Saccharomyces cerevisiae. Jamur ini akan berkembang biak dengan cepat dalam substrat tepung dan memfermentasi adonan gula (glukosa). Dalam proses fermentasi ini dihasilkan gelembung-gelembung gas karbon dioksida. Keluarnya gas inilah yang menyebabkan adonan kue atau roti dapat mengembang.

b. Mikroorganisme untuk Membuat Asinan

      Asinan atau acar merupakan hasil fermentasi bakteri asam laktat (Lactobacillus bulgaricus) yang memberi rasa masam dan sedikit asin pada bahan-bahan seperti kubis, mentimun, dan lobak. Pada umumnya, pembuatan acar dilakukan secara terbuka sehingga memungkinkan bakteri aerob mengubah rasa menjadi masam.

c. Mikroorganisme untuk Membuat Minuman 

     Mikroorganisme yang banyak digunakan untuk membuat minuman adalah kelompok jamur anaerob. Substrat yang digunakan jamur berupa zat tepung atau karbohidrat. Jamur akan menghasilkan semacam enzim sehingga dapat memfermentasi tepung menjadi glukosa dan karbon dioksida. Anggur dibuat dari buah anggur atau buah yang lain dengan memanfaatkan Saccharomyces cerevisiae dan Saccharomyces bayanus melalui proses fermentasi. 

d. Mikroorganisme untuk Membuat Yogurt

     Yogurt adalah sejenis minuman yang berasal dari susu yang diproses dengan dimanfaatkan mikroorganisme tertentu. Dalam pembuatan yogurt, susu diuapkan agar lebih kental dan kadar lemaknya berkurang. Susu kental ini kemudian difermentasikan pada suhu 45° dengan menggunakan campuran bakteri Streptococcus thermophillus dan bakteri Lactobacillus bulgaricus. Bakteri Streptococcus thermophillus pada pembuatan yogurt berfungsi memberi rasa masam, sedangkan bakteri Lactobacillus bulgaricus memberi aroma dan rasa yang berbeda. Jadi, kombinasi antara kedua bakteri itulah yang memberi cita rasa dan aroma pada yogurt.

e. Mikroorganisme untuk Membuat Mentega dan Keju

     Mentega dibuat dari susu krim atau susu skim. Cita rasa dan aroma mentega berasal dari hasil fermentasi bakteri yang sama seperti bakteri yang digunakan untuk membuat yogurt yaitu bakteri asam laktat (Lactobacillus bulgaricus). Sedangkan keju juga dibuat dari susu yang difermentasikan oleh bakteri asam laktat. Pembuatan keju memerlukan air dadih yang dibuat dari protein susu yang disebut kasein. Beberapa jenis keju difermentasikan oleh bakteri Propionibacterium. Jamur lain juga dapat digunakan untuk membuat keju, misalnya beberapa spesies dari genus Penicillium untuk membuat keju yang berwarna hijau kebiruan.   

2. Pemanfaatan Mikrobiologi di Bidang Industri

       Selain berperan dalam industri makanan, mikroorganisme juga digunakan dalam industri minuman, industri kesehatan, industri pakaian, dan industri kayu. Syarat-syarat mikroorganisme yang dipakai dalam industri adalah sebagai berikut.

• Organisme yang digunakan harus menghasilkan produk yang banyak, stabil, dan tidak membahayakan kesehatan manusia.
• Bahan substrat/tempat hidup mikroorganisme harus murah dan mudah untuk mendapatkannya.

Berikut ini beberapa industri atau bidang usaha yang memanfaatkan organisme dalam proses pembuatannya.

a. Industri Makanan dan Minuman

     Dalam industri makanan dan minuman, mikroorganisme berperan penting untuk menghasilkan berbagai bahan seperti asam cuka dan minuman fermentasi. Mikroorganisme yang berperan adalah khamir (jenis jamur uniseluler, contohnya Saccharomyces cerevisiae). Produk minuman fermentasi berbeda-beda sesuai dengan bahan mentah dan jenis khamir yang digunakan. Contohnya rum merupakan hasil fermentasi dari jagung sedangkan anggur merupakan hasil fermentasi dari sari buah anggur. Khamir yang digunakan pada rum dan anggur adalah sama-sama dari genus Saccharomyces.
b. Industri Farmasi dan Obat-Obatan

      Dalam industri farmasi atau industri obat-obatan, mikroorganisme menghasilkan antibiotik dan hormon. Antibiotik adalah zat yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain, khususnya mikroorganisme parasit pada tubuh manusia dan hewan. Penisilin merupakan antibiotik pertama yang dibuat dalam skala industri, dihasilkan oleh jamur Penicillium notatum. Contoh lain adalah neomisin-B dihasilkan oleh Streptomyces fradiae, streptomisin dihasilkan oleh Streptomyces griseus, dan fumigilin dihasilkan oleh Aspergillus fumigatus. Hormon juga dapat dihasilkan oleh mikroorganisme. Contohnya hormon insulin berguna untuk menolong penderita diabetes melitus. Bahan lain yang dihasilkan adalah berbagai jenis asam amino, enzim, dan vitamin.

c. Produk Sumber Energi

     Melalui bioteknologi, kamu dapat juga mengubah kotoran hewan, sampah, dan limbah pertanian dijadikan energi dengan bantuan mikroorganisme. Gas bio atau biogas adalah hasil fermentasi berbagai mikroorganisme yang banyak mengandung gas metana. Oleh karena itu gas bio dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi panas dan penerangan. Prinsip pembuatan gas bio seperti pada pembentukan gas yang terjadi pada hewan memamah biak, misalnya sapi. Di dalam lambung sapi, serat dari rumput yang bercampur air akan diubah oleh bakteri menjadi asam organik. Kemudian asam organik akan berubah menjadi gas metan dan karbon dioksida dengan bantuan mikroorganisme seperti Bacterioides, Clostridium butyrinum, Methanobacterium, Methanobacillus, dan Eschericia coli.

d. Industri Perminyakan dan Pertambangan

       Mikroorganisme digunakan dalam berbagai bidang perminyakan dan pertambangan. Dalam bidang perminyakan berperan dalam pembentukan minyak, eksplorasi minyak, dan pembersihan ceceran minyak. Selain itu beberapa jenis bakteri dapat dimanfaatkan dalam pemisahan logam dari bijihnya. Contohnya adalah Thiobacillus ferooxidans. Bakteri ini tumbuh dalam lingkungan asam, seperti tempat pertambangan dan mampu memisahkan tembaga-tembaga dari bijinya melalui reaksi kimia. Strain yang lain mampu memisahkan logam besi dari bijihnya (besi sulfida). Chlorella vulgaris juga dapat melepaskan emas dari bijihnya dan mengakumulasi emas itu di dalam selnya. Jenis bakteri yang lain telah digunakan untuk memperoleh kembali beberapa bijih logam seperti mangan (Mn) dan uranium yang terdapat pada konsentrasi rendah pada bijih.

Mikroorganisme bermanfaat dalam pertambangan karena alasan-alasan berikut.

• Tidak merusak lingkungan dibandingkan pengolahan dengan bahan kimia.
• Lebih banyaknya mineral yang dapat menggunakan mikroorganisme dalam pengolahannya. Mikroorganisme mampu mengumpulkan mineral dari bijih yang hanya mengandung sedikit mineral. Bijih miskin mineral ini tidak layak diproses secara konvensional.