PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

Transkripsi

1 MAKALAH MIKROBIOLOGI PERTUMBUHAN MIKROORGANISME OPTIMALISASI MIKROORGANISME DALAM UPAYA PENINGKATAN PRODUK INDUSTRI DisusunOleh : Kelompok 4 1. HERFANTINI ( ) 2. Rizky Widyawati ( ) 3. AnggresYoris M. ( ) 4. MeiliaWahyuningsih ( ) JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2010

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang Pada masa sekarang, mikrobiologi sudah sangat berkembang luas memasuki bidang- bidang pengetahuan lain, misalnya: pertanian, kesehatan, industri, lingungan hidup sampai bidang antariksa. Oleh karena itu penelaahan biologi mikroorganisme dalam setiap karangan akan menitik beratkan bidang masing-masing. Pada tulisan ini penelaahan dititik beratkan pada dasar-dasar mikrobiologi, sehingga akan tampak sebagai ilmu dasar ketimbang ilmu terapan. Sebagai ilmu dasar, mikrobiologi akan menelaah permasalahan yang berhubungan dengan bentuk, perkembang-biakan, penyebaran dan lingkungan yang mempengaruhi mikroorganisme, sedangkan sebagai ilmu terapan akan mempelajari lebih banyak peranannya. Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari organisme hidup yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang melainkan dengan bantuan mikroskop. Organisme yang sangat kecil ini disebut sebagai mikroorganisme, atau kadang-kadang disebut sebagai mikroba, ataupun jasad renik. Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil pertambahan ukuran dan pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan populasi mikroba. Pertumbuhan mikroba dalam suatu medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase kematian eksponensial tidak diamati pada kondisi umum pertumbuhan kultur bakteri, kecuali bila kematian dipercepat dengan penambahan zat kimia toksik, panas atau radiasi. Metode pengukuran pertumbuhan yang sering digunakan adalah dengan menentukan jumlah sel yang hidup dengan jalan menghitung koloni pada pelat

3 agar dan menentukan jumlah total sel/jumlah massa sel. Selain itu dapat dilakukan dengan cara metode langsung dan metode tidak langsung. 1.2 RumusanMasalah a. Apa pengertian pertumbuhan mikroorganisme dalam mikrobiologi? b. Adakah perbedaan antara pertumbuhan individu dan koloni dalam mikroorganisme? c. Adakah fase-fase dalam pertumbuhan mikroorganisme? d. Faktor-faktor apa saja yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme? e. Ada berapa macam media biak dan persyaratan bagi pertumbuhan? f. Pada produk industri keju, adakah bakteri yang ikut berperan? 1.3 Tujuan a. Dapat mengetahui pengertian pertumbuhan mikroorganisme dalam mikrobiologi. b. Dapat mengetahui perbedaan antara pertumbuhan individu dan koloni dalam mikroorganisme. c. Dapat mengetahui fase-fase dalam pertumbuhan mikroorganisme. d. Dapat mengetahui faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. e. Dapat mengetahui macam media biak dan persyaratan bagi pertumbuhan. f. Dapat mengetahui pada produk industri keju, ada bakteri yang ikut berperan.

4 BAB II DASAR TEORI 2.1 PertumbuhanMikroorganisme Pertumbuhan diartikan sebagai penambahan dan dapat dihubungkan dengan penambahan ukuran, jumlah bobot, masa, dan banyak parameter lainnya dari suatu makhluk hidup. Penambahan ukuran atau masa suatu sel individual biasanya terjadi pada proses pendewasaan (maturasi) dan perubahan ini pada umumnya bersifat sementara (temporer) untuk kemudian dilanjutkan dengan proses multiplikasi dari sel tersebut. Multiplikasi terjadi dengan cara pembelahan sel. 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 relative singkat dan sempurna (Irianto, 2007). Kuantitas atau ukuran pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur dari [1] segi pertambahan dimensi satu, misalnya : panjang, diameter, jari-jari, dan jumlah sel ; [2] segi pertambahan dimensi dua, misalnya : luas, dan [3] segi pertambahan dimensi tiga, misalnya : volume, berat segar, berat kering. Selain tiga segi tersebut, pertumbuhan juga dapat diukur dari [4] segi komponen seluler, misalnya : RNA, DNA, dan protein dan [5] segi kegiatan metabolisme secara

5 langsung, misalnya : kebutuhan oksigen, karbon dioksida, hasilan gas-gas tertentu dan lain-lain. Istilah pertumbuhan bakteri lebih mengacu kepada pertambahan jumlah sel bukan mengacu kepada perkembangan individu organisme sel. Bakteri memiliki kemampuan untuk menggandakan diri secara eksponensial dikarenakan sistem reproduksinya adalah pembelahan biner melintang, dimana tiap sel membelah diri menjadi dua sel. Bakteri merupakan organisme kosmopolit yang dapat kita jumpai di berbagai tempat dengan berbagai kondisi di alam ini. Mulai dari padang pasir yang panas, sampai kutub utara yang beku kita masih dapat menjumpai bakteri. Namun bakteri juga memiliki batasan suhu tertentu dia bisa tetap bertahan hidup, ada tiga jenis bakteri berdasarkan tingkat toleransinya terhadap suhu lingkungannya: 1. Mikroorganisme psikrofil yaitu mikroorganisme yang suka hidup pada suhu yang dingin, dapat tumbuh paling baik pada suhu optimum dibawah 20 0 C. 2. Mikroorganisme mesofil, yaitu mikroorganisme yang dapat hidup secara maksimal pada suhu yang sedang, mempunyai suhu optimum di antara 20 0 sampai 50 0 C. 3. Mikroorganisme termofil, yaitu mikroorganisme yang tumbuh optimal atau suka pada suhu yang tinggi, mikroorganisme ini sering tumbuh pada suhu diatas 40 0 C, bakteri jenis ini dapat hidup di tempat-tempat yang panas bahkan di sumber-sumber mata air panas bakteri tipe ini dapat ditemukan, pada tahun 1967 di yellow stone park ditemukan bakteri yang hidup dalam sumber air panas bersuhu C. Pertumbuhan mikroorganisme berselsatu (uniseluler) berbeda dengan mikroorganisme yang bersel banyak (multiseluler). Pada individu multiseluler bila sel-selnya membelah, individunya bertambah menjadi banyak. Pada mikroorganisme uniseluler pembelahan berarti bertambah banyaknya individu atau sel tersebut, jadi dalam hal ini pembelahan berarti multiplikasi. Setiap sel tunggal setelah mencapai ukuran tertentu akan membelah menjadi mikroorganisme yang lengkap, mempunyai bentuk dan sifat fisiologis yang sama.

6 Pertumbuhan jasad hidup, dapat ditinjau dari duasegi, yaitu pertumbuhan sel secara individu dan pertumbuhan kelompok sebagai satu populasi ( Pertumbuhan mikroorganisme dapat ditinjau dari dua sudut, yaitu: pertumbuhan individu dan pertumbuhan koloni atau pertumbuhan populasi. Pertumbuhan individu diartikan sebagai bertambahnya ukuran tubuh, sedangkan pertumbuhan populasi diartikan sebagai bertambahnya kuantitas individu dalam suatu populasi atau bertambahnya ukuran koloni. Namun demikian pertumbuhan mikroorganisme unisel (bersel tunggal) sulit diukur dari segi pertambahan panjang, luas, volume, maupun berat, karena pertambahannya sangat sedikit dan berlangsung sangat cepat (lebih cepat dari satuan waktu mengukurnya),sehingga untuk mikroorganisme yang demikian satuan pertumbuhan sama dengan satuan perkembangan. Pertumbuhan fungi multisel (jamur benang) dan mikroorganisme multisel lainnya dapat ditunjukan dengan cara mengukur panjang garis tengah (diameter) biakan, luas biakan, dan berat kering biakan. Pertumbuhan bakteri dan mikroorganisme unisel lainnya dapat ditunjukan dengan cara menghitung jumlah sel setiap koloninya maupun mengukur kandungan senyawa tertentu yang dihasilkan. Waktu yang dibutuhkan dari mulai tumbuh sampai berkembang dan menghasilkan individu baru disebut waktu generasi. Contoh : waktu generasi bakteri E. Coli sekitar 17 menit, artinya dalam 17 menit satu E. Coli menjadi dua atau lebih E. Coli. Untuk mikroorganisme yang membelah, misalnya bakteri, maka waktu generasi diartikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan untuk membelah diri menjadi dua kali lipat. Beberapa faktor yang mempengaruhi waktu generasi yaitu : [1] Tahapan pertumbuhan mikroorganisme, misalnya seperti tersebut di atas yang menyatakan bahwa satu sel bakteri menjadi 2 sel bakteri memerlukan rentang waktu yang berbeda ketika 128 sel bakteri menjadi 256 sel ; [2] Takson mikroorganisme (jenis, spesies, dll), misalnya bakteri Escherichia coli dalam saluran pencernakan manusia maupun binatang umumnya mempunyai waktu generasi menit sedangkan bakteri lain (misalnya Salmonella typhi) mempunyai waktu generasi berjam-jam.

7 A. Pertumbuhan Populasi Mikroba Suatu bakteri yang dimasukkan ke dalam medium baru yang sesuai akan tumbuh memperbanyak diri. Jika pada waktu-waktu tertentu jumlah bakteri dihitung dan dibuat grafik hubungan antara jumlah bakteri dengan waktu maka akan diperoleh suatu grafik atau kurva pertumbuhan. Pertumbuhan populasi mikrobia dibedakan menjadi dua yaitu biakan sistem tertutup (batch culture) dan biakan sistem terbuka (continuous culture). Pada biakan sistem tertutup, pengamatan jumlah sel dalam waktu yang cukup lama akan memberikan gambaran berdasarkan kurva pertumbuhan bahwa terdapat fase-fase pertumbuhan. Fase pertumbuhan dimulai pada fase permulaan, fase pertumbuhan yang dipercepat, fase pertumbuhan logaritma (eksponensial), fase pertumbuhan yang mulai dihambat, fase stasioner maksimum, fase kematian dipercepat, dan fase kematian logaritma. Pada fase permulaan, bakteri baru menyesuaikan diri dengan lingkungan yang baru, sehingga sel belum membelah diri. Sel mikrobia mulai membelah diri pada fase pertumbuhan yang dipercepat, tetapi waktu generasinya masih panjang. Fase permulaan sampai fase pertumbuhan dipercepat sering disebut lag phase. Kecepatan sel membelah diri paling cepat terdapat pada fase pertumbuhan logaritma atau pertumbuhan eksponensial, dengan waktu generasi pendek dan konstan. Selama fase logaritma, metabolisme sel paling aktif, sintesis bahan sel sangat cepat dengan jumlah konstan sampai nutrien habis atau terjadinya penimbunan hasil metabolisme yang menyebabkan terhambatnya pertumbuhan. Selanjutnya pada fase pertumbuhan yang mulai terhambat, kecepatan pembelahan sel berkurang dan jumlah sel yang mati mulai bertambah. Pada fase stasioner maksimum jumlah sel yang mati semakin meningkat sampai terjadi jumlah sel hidup hasil pembelahan sama dengan jumlah sel yang mati, sehingga jumlah sel hidup konstan, seolah-olah tidak terjadi pertumbuhan (pertumbuhan nol). Pada fase kematian yang dipercepat kecepatan kematian sel terus meningkat sedang kecepatan pembelahan sel nol, sampai pada fase kematian logaritma maka kecepatan kematian sel mencapai maksimal, sehingga jumlah sel hidup menurun dengan cepat seperti deret ukur. Walaupun demikian penurunan jumlah sel hidup

8 tidak mencapai nol, dalam jumlah minimum tertentu sel mikrobia akan tetap bertahan sangat lama dalam medium tersebut. Pertumbuhan dapat diamati dari meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel). Pada umumnya bakteri dapat memperbanyak diri dengan pembelahan biner, yaitu dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru, maka pertumbuhan dapat diukur dari bertambahnya jumlah sel. Waktu yang diperlukan untuk membelahdiri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi. Waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula disebut doubling time atau waktu penggandaan. Waktu penggandaan tidak sama antara berbagai mikrobia, dari beberapa menit, beberapa jam sampai beberapa hari tergantung kecepatan pertumbuhannya. Kecepatan pertumbuhan merupakan perubahan jumlah atau massa sel per unit waktu. 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. Biakan Sistem Terbuka (Continuous culture) dalam Khemostat Di dalam sistem ini, sel dapat dipertahankan terus menerus pada fase pertumbuhan eksponensial atau fase pertumbuhan logaritma. Continuous culture mempunyai ciri kuran populasi dan kecepatan pertumbuhan dapat diatur pada nilai konstan enggunakan khemostat. Untuk mengatur proses di dalam khemostat, diaturkecepatan aliran medium dan kadar substrat (nutrien pembatas). Sebagai nutrienpembatas dapat menggunakan sumber C (karbon), sumber N atau faktor tumbuh.pada sistem ini, ada aliran keluar untuk mempertahankan volume biakan dalamkhemostat sehingga tetap konstan (misal V ml). Jika aliran masuk ke dalam tabungbiakan adalah W ml/jam, maka kecepatan pengenceran kultur adalah D = W/V per jam.d disebut sebagai kecepatan pengenceran (dilution rate). Populasi sel dalam tabungbiakan dipengaruhi oleh peningkatan populasi sebagai hasil pertumbuhan danpengenceran kadar sel sebagai akibat penambahan medium baru dan pelimpahanaliran keluar tabung biakan. Kecepatan pertumbuhannya dirumuskan sebagai berikut: dx/dt = μ X DX = (μ - D) X. Pada keadaan mantap (steady state), maka μ = D, sehingga dx/dt = 0.

9 Dengan sistem ini sel seolah-olah dibuat dalam keadaan setengah kelaparan, dengan nutreian pembatas. Kadar nutrien yang rendah menyebabkan kecepatan pertumbuhan berbanding lurus dengan kadar nutrien atau substrat tersebut, sehingga kecepatan pertumbuhan adalah sebagai fungsi konsentrasi nutrien, dengan persamaan: μ = μmax S / (Ks + S) μmax: kecepatan pertumbuhan pada keadaan nutrien berlebihan S : konstante nutrien Ks : konstante pada konsentrasi nutrien saat μ = ½ μmax. 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 arus 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 (Budiyanto, 2005).

10 Fase-Fase Pertumbuhan Mikroorganisme Ad a 4 fase kurva pertumbuhan mikroorganisme, yaitu : 1. Fase lag 2. Fase log 3. Fase stationer 4. Fase kematian Kurva pertumbuhan mikroba : Grafik pertumbuhan mikroba dalam biakan sistem tertutup (batch culture)

11 1. Fase Lag/Fase Adaptasi Jika mikroba dipindahkan ke dalam suatu medium, mula- mula akan mengalami fase adaptasi untuk menyesuaikan dengan kondisi lingkungan di sekitarnya. Lamanya fase adaptasi ini dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya: 1. Medium dan lingkungan pertumbuhan Jika medium dan lingkungan pertumbuhan sama seperti medium dan lingkungan sebelumnya, mungkin tidak diperlukan waktu adaptasi. Tetapi jika nutrient yang tersedia dan kondisi lingkungan yang baru berbeda dengan sebelumnya, diperlukan waktu penyesuaian untuk mensintesa enzimenzim. 2. Jumlah inokulum Jumlah awal sel yang semakin tinggi akan mempercepat fase adaptasi. Fase adaptasi mungkin berjalan lambat karena beberapa sebab, misalnya: (1) kultur dipindahkan dari medium yang kaya nutrien ke medium yang kandungan nuriennya terbatas, (2) mutan yang baru dipindahkan dari fase statis ke medium baru dengan komposisi sama seperti sebelumnya. 2. Fase Log/Pertumbuhan Logaritma Pada fase ini mikroba membelah dengan cepat dan konstan mengikuti kurva logaritmik. Pada fase ini kecepatan pertumbuhan sangat dipengaruhi oleh medium tempat tumbuhnya seperti: ph dan kandungan nutrient, juga kondisi lingkungan termasuk suhu dan kelembaban udara. Pada fase ini mikroba membutuhkan energi lebih banyak dari pada fase lainnya. Pada fase ini kultur paling sensitif terhadap keadaan lingkungan. Akhir fase log, kecepatan pertumbuhan populasi menurun dikarenakan : 1. Nutrien di dalam medium sudah berkurang. 2. Adanya hasil metabolisme yang mungkin beracun atau dapat menghambat pertumbuhan mikroba. 3. Fase Stationer Pada fase ini jumlah populasi sel tetap karena jumlah sel yang tumbuh sama

12 dengan jumlah sel yang mati. Ukuran sel pada fase ini menjadi lebih kecil karena sel tetap membelah meskipun zat-zat nutrisi sudah habis. Karena kekurangan zat nutrisi, sel kemungkinan mempunyai komposisi yang berbeda dengan sel yang tumbuh pada fase logaritmik. Pada fase ini sel-sel lebih tahan terhadap keadaan ekstrim seperti panas, dingin, radiasi, dan bahanbahan kimia. 5. Fase Kematian. Pada fase ini sebagian populasi mikroba mulai mengalami kematian karena beberapa sebab yaitu: 1. Nutrien di dalam medium sudah habis. 2. Energi cadangan di dalam sel habis. Kecepatan kematian bergantung pada kondisi nutrien, lingkungan, dan jenis mikroba. Fase ini diawali setelah jumlah mikroorganime yang dihasilkan mencapai jumlah yang konstan, sehingga jumlah akhir mikroorganisme tetapmaksimum 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 an 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 ketitik awal lagi (Budiyanto, 2005). B. Penghitungan Waktu Generasi Dari hasil pembelahan sel secara biner: 1 sel menjadi 2 sel 2 sel menjadi 4 sel 21 menjadi 22 atau 2x2 4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23 atau 2x2x2 Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi: N = N0 2n Keterangan: N: jumlah sel akhir,

13 N0: jumlah sel awal, n: jumlah generasi Waktu generasi = t / n t: waktu pertumbuhan eksponensial, n: jumlah generasi Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi: log N = log N0 + n log 2 log N log N0 = n log 2 n = log N log N 0 = log N log N0 log 2 0,301 Contoh 1: N = 108, N0 = 5x107, t = 2 Dengan rumus dalam bentuk logaritma: n = log 10 8 log (5x 10 7 ) = 8 7,6 =1 0,301 0,301 Jadi waktu generasi = t/n = 2/1 = 2 jam Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma

14 kurva pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus, slope = 0,301/ waktu generasi. Dari grafik pertumbuhan tersebut diketahui bahwa slope = 0,15, sehingga juga diperoleh waktu generasi = 2 jam. Contoh 2: Jika 100 sel setelah ditumbuhkan selama 5 jam menghasilkan sel, maka jumlah generasi dapat dihitung sebagai berikut: n = Log N Log N0 = Log Log 100 = 14 Log 2 0,301 Waktu Generasi: t/n = 60 menit x 5 = 21 menit/generasi 14 C. Pengukuran Pertumbuhan Pertumbuhan diukur dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel. Jumlah sel dapat dihitung dari jumlah sel total yang tidak membedakan jumlah sel hidup atau mati, dan jumlah sel hidup (viable count). Jumlah total sel mikrobia dapat ditetapkan secara langsung dengan pengamatan mikroskopis, dalam bentuk sampel kering yang diletakkan di permukaan gelas benda (slide) dan dalam sampel cairan yang diamati menggunakan metode counting chamber, misalnya dengan alat Petroff- Hausser Bacteria Counter (PHBC) untuk menghitung bakteri atau dengan alat haemocytometer untuk menghitung khamir, spora, atau sel-sel yang ukurannya relative lebih besar dari bakteri. Jumlah sel hidup dapat ditetapkan dengan metode plate count atau colony count, dengan cara ditaburkan pada medium agar sehingga satu sel hidup akan tumbuh membentuk satu koloni, jadi jumlah koloni dianggap setara dengan jumlah sel. Cara ini ada dua macam, yaitu metode taburan permukaan (spread plate method) dan metode taburan (pour plate method). Cara lain untuk menghitung jumlah sel hidup adalah dengan filter membran dan MPN (Most Probable Number) yang menggunakan medium cair. Sampel mikrobia yang dihitung biasanya dibuat seri pengenceran. Pertumbuhan sel dapat diukur dari massa sel dan secara tidak langsung dengan mengukur turbiditas cairan medium tumbuh. Massa sel dapat dipisahkan dari cairan mediumnya menggunakan alat sentrifus (pemusing) sehingga dapat diukur volume massa selnya atau diukur berat keringnya (dikeringkan dahulu dengan

15 pemanasan pada suhu C semalam). Umumnya berat kering bakteri adalah % dari berat basahnya. Turbiditas dapat diukur menggunakan alat photometer (penerusan cahaya), semakin pekat atau semakin banyak populasi mikrobia maka cahaya yang diteruskan emakin sedikit. Turbiditas juga dapat diukur menggunakan spektrofotometer (optical density/ OD), yang sebelumnya dibuat kurva standart berdasarkan pengukuran jumlah sel baik secara total maupun yang hidup saja atau berdasarkan berat kering sel. Unit photometer atau OD proporsional dengan massa sel dan juga jumlah sel, sehingga cara ini dapat digunakan untuk memperkirakan jumlah atau massa sel secara tidak langsung. 2.2 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme 1. Faktor-faktor Fisik a. Pengaruh temperatur Temperatur merupakan salah satu faktor yang penting di dalam kehidupan. Beberapa jenis mikroba dapat hidup di daerah temperatur yang luas sedang jenis lainnya pada daerah yang terbatas. Pada umumnya batas daerah tempetur bagi kehidupan mikroba terletak di antara 0 o C dan 90 o C, sehingga untuk masin -masing mikroba dikenal nilai temperatur minimum, optimum dan maksimum. Temperatur minimum suatu jenis mikroba ialah nilai paling rendah dimana kegiatan mikroba asih berlangsun. Temperatur optimum adalah nilai yang paling sesuai /baik untuk kehidupan mikroba. Temperatur maksimum adalah nilai tertinggi yang masih dapat digunakan untuk aktivitas mikroba tetapi pada tingkatan kegiatan fisiologi yang paling minimal. Daya tahan mikroba terhadap temperatur tidak sama untuk tiap-tiap spesies. Ada spesies yng mati setelah mengalami pemanasan beberapa menit didalam medium pada temperature 60 o C; sebaliknya bakteri yang membentuk spora seperti genus Bacillus dan genus Clostridium tetap hidup setelah dipanasi dengan uap 100 o C atau lebih selama 30 menit. Oleh karena itu, proses sterilisasi untuk membunuh setiap spesies bakteri yakni dengan pemanasan selama menit dengan tekanan 1 atm dan temperatur 121 o C di dalam otoklaf. Mengenai ph medium kenapa berpengaruh terhadap daya tahan mikroba terhadap pemanasan bahwa sedikit perubahan ph menuju asam atau basa sangat

16 berpengaruh terhadap pemanasan. Sehubungan dengan hal ini, maka buah-buahan yang masam lebih mudah disterilkan dari pada sayur mayur atau daging. Golongan bakteri yang dapat hidup pada batas-batas temperature yang sempit, misalnya Gonococcus yang hanya dapat hidup pada kisaran o C. golongan mikroba yang memiliki batas temperatur minimum dan maksimum tidak telalu besar, disebut stenotermik. Tetapi Escherichia coli tumbuh pada kisaran temperatur 8-46 o C, sehingga beda (rentang) antara temperatur minimum besar, inilah yang disebut golongan euritermik. Bila mikroba dipiara dibawah temperatur minimum atau sedikit diatas temperatur maksimum tidak segera mati, melainkan dalam keadaan dormansi (tidur). Berdasarkan daerah aktivitas temperatur, mikroba di bagi menjadi 3 golongan, yaitu: a. Mikroba psirkofilik (kryofilik) adalah golongan mikroba yang dapat tumbuh pada daerah temperatur antara 0oC sampai 30 0 C, dengan temperatur optimum 15 0 C. kebanyakan golongan ini tumbuh d tempat-tempat dingin, baik di daratan maupun di lauatan. b. Mikroba mesofilik adalah golongan mikroba yang mempunyai temperatur optimum pertumbuhan antara 25 0 C-37 0 C minimum 15 0 C dan maksimum di sekitar 55 C. umumnya hidup di dalam alat pencernaan, kadang-kadang ada juga yang dapat hidup dengan baik pada temperatur 40 0 C atau lebih. c. Mikroba termofilik adalah golongan mikroba yang dapat tumbuh pada daerah temperature tinngi, optimum 55 0 C-60 0 C, minmum 40 0 C, sedangkan maksimum 75 0 C. golongan ini terutama terdapat di dalam sumber-sumber air panas dan tempat-tempat lain yang bertemperatur lebih tinggi dari 55 0 C. Grafik pertumbuhan mikroba pada berbagai kisaran suhu pertumbuhan Temperatur tinggi melebihi temperatur maksimum akan menyebabkan denaturasi protein dan enzim. Hal ini akan menyebabkan terhentinya metabolisme. Dengan nilai temperatur yang melebihi maksimum, mikroba akan mengalami kematian. Titik kematian termal suatu jenis mikroba (Thermal Death Point) adalah nilai temperatur serendah-rendahnya yang dapat mematikan jenis mikroba yang berada dalam medium standar selama 10 menit dalam kondisi tertentu. Laju kematian

17 termal (thermal Deat Rate) adalah kecepatan kematian mikroba akibat pemberian temperatur. Hal ini karena tidak semua spesies mati bersama-sama pada suatu temperatur tertentu. Biasanya, spesies yang satu lebih tahan dari pada yang lain terhadap suatu pemanasan, oleh karena itu masing-masing spesies itu ada angka kematian pada suatu temperatur. Waktu kematian temal (Thermal Death Time) merupakan waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu jenis mikroba pada suatu temperatur yang tetap. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian termal antara lain ialah waktu, temperatur, kelembaban, bentuk dan jenis spora, umur mikrroba, ph dan komposisi medium. Contoh waktu kematian thermal (TDT/ thermal death time) untuk beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut : Nama mikroba Waktu Suhu (0C) (menit) Escherichia coli Staphylococcus aureus Spora Bacilus subtilis Spora Clostridium botulinum b. Kelembaban dan Pangaruh Kebasahan serta Kekeringan Mikroba mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi di atas 85%, sedangkan untuk jamur di perlukan kelembaban yang rendah dibawah 80%. Banyak mikroba yang tahan hidup di dalam keadaan kering untuk waktu yang lama, seperti dalam bentuk spora, konidia, artospora, klamidospora dan kista. Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur dengan parameter a w (water activity) atau kelembaban relatif. Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6. bakteri umumnya memerlukan a w 0,90-0,999. Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada a w terendah (0,6) misalnya khamir Saccharomyces rouxii. Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada a w 0,8. Bakteri umumnya memerlukan a w atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi bakteri halofil hanya memerlukan a w 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora,

18 konidia atau dapat membentuk kista. Tabel berikut ini memuat daftar a w yang diperlukan oleh beberapa jenis bakteri dan jamur : Nilai aw Bakteri Jamur 1,00 Caulobacter - Spirillum 0,90 Lactobacilus Fusarium Bacillus Mucor 0,85 Staphylococcus Debaromyces 0,80 - Penicillium 0,75 Halobacterium Aspergillus 0,60 - Xeromyces 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.

19 Pengeringan di dalam udara efeknya lebih buruk daripada pengeringan di dalam vakum ataupun di dalam tempat yang berisi nitrogen. Oksidasi agaknya merupakan faktor-maut. c. Pengaruh perubahan nilai osmotik Tekanan osmose sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah. Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi (1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi, (2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi, (3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30 %. Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan terhadap ion Natrium. d. Kadar ion hidrogen (ph) Mikroba umumnya menyukai ph netral (ph 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada ph tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus. Jamur umumnya

20 dapat hidup pada kisaran ph rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan ph 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila ph media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri. Berdasarkan ph-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu (a) mikroba asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada ph 2,0-5,0, (b) mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada ph 5,5-8,0, dan (c) mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada ph 8,4-9,5. Contoh ph minimum, optimum, dan maksimum untuk beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut : Nama mikroba ph minimum optimum maksimum Escherichia coli Proteus vulgaris Enterobacter aerogenes Pseudomonas aeruginosa Clostridium sporogenes Nitrosomonas spp Nitrobacter spp Thiobacillus Thiooxidans Lactobacillus acidophilus 4,4 4,4 4,4 5,6 5,0-5,8 7,0-7,6 6,6 1,0 4,0-4,6 6,0-7,0 6,0-7,0 6,0-7,0 6,6-7,0 6,0-7,6 8,0-8,8 7,6-8,6 2,0-2,8 5,8-6,6 9,0 8,4 9,0 8,0 8,5-9,0 9,4 10,0 4,0-6,0 6,8 Untuk menumbuhkan mikroba pada media memerlukan ph yang konstan, terutama pada mikroba yang dapat menghasilkan asam. Misalnya Enterobacteriaceae dan beberapa Pseudomonadaceae. Oleh karenanya ke dalam medium diberi tambahan buffer untuk menjaga agar ph nya konstan. Buffer merupakan campuran garam mono dan dibasik, maupun senyawa-senyawa organik amfoter. Sebagai contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan ph diatas 7,2. Cara kerja buffe adalah garam dibasik akan mengadsorbsi ion H+ dan garam monobasik akan bereaksi dengan ion OH -. g. Pengaruh Sinar 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

21 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, gedung-gedung bioskop dan sebagainya pada waktu-waktu tertentu dibersihkan dengan penyinaran ultraungu. 2. Faktor-faktor Kimia 1. Mengubah permeabilitas membran sitoplasma sehingga lalu lintasb zat-zat yang keluar masuk sel mikroorganisme menjadi kacau. 2. Oksidasi,beberapa oksidator kuat dapat mengoksidasi unsur sel tertentu sehingga fungsi unsur terganggu. Misal, mengoksidasi suatu enzim. 3. Terjadinya ikatan kimia, ion-ion logam tertentu dapat megikatkan diri pada beberapa enzim. Sehigga fungsi enzim terganngu. 4. Memblokir beberapa reaksi kimia,misal preparat zulfat memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroorganisme. 5. Hidrolisa, asam atau basa kuat dapat menghidrolisakan struktur sel hingga hancur. 6. Mengubah sifat koloidal protoplasma sehingga menggumpal dan selnya mati. Faktor zat kimia yang mempengaruhi prtumbuhan: a. Fenol Dan Senyawa-Senyawa Lain Yang Sejenis b. Formaldehida (CH2O) c. Alkohol d. Yodium

22 e. Klor Dan Senyawa Klor f. Zat Warna g. Obat Pencuci (Detergen) h. Sulfonamida i. Antibiotik j. Garam Garam Logam 3. Faktor-faktor Biologi a. Netralisme Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi. Hal ini dapat terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat, serta populasi yang keluar dari habitat alamiahnya. Sebagai contoh interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autochthonous (indigenous), dan antar mikroba nonindigenous di atmosfer yang kepadatan populasinya sangat rendah. b. Komensalisme Hubungan komensalisme antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contohnya adalah: - Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein dapat digunakan oleh Legionella pneumophila. - Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobic Methanobacterium. c. Sinergisme Suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat. Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme. Sintropisme sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami. d. Mutualisme (Simbiosis) Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan. Mutualisme sering disebut juga simbiosis. Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu

23 populasi anggota simbiosis tidak dapat digantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip. Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi. Algae (phycobiont) sebagai produser yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawa organik dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan (selubung) dan transport nutrien / mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae. Lichenes e. Kompetisi Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian. Peristiwa ini ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya. Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien / makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contohnya adalah antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia. f. Amensalisme (Antagonisme) Satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun. Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain. Misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contohnya adalah bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Thiobacillus thiooxidans menghasilkan asam sulfat. Asam-asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain. Bakteri amonifikasi menghasilkan ammonium yang dapat menghambat populasi Nitrobacter. g. Parasitisme Parasitisme terjadi antara dua populasi, populasi satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host / inang). Umumnya parasitisme terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik. Ukuran parasit biasanya lebih kecil dari inangnya. Terjadinya parasitisme memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contohnya adalah bakteri

24 Bdellovibrio yang memparasit bakteri E. coli. Jamur Trichoderma sp. memparasit jamur Agaricus sp. h. Predasi Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey). Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey, dan peristiwanya berlangsung cepat. Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey), dapat dilihat di gambar sebagai berikut. 2.3 Media biak dan persyaratan bagi pertumbuhan Media Pertumbuhan Mikroorganisme Media pertumbuhan mikroorganisme adalah suatu bahan yang terdiri dari campuran zat-zat makanan (nutrisi) yang diperlukan mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Mikroorganisme memanfaatkan nutrisi media berupa molekulmolekul kecil yang dirakit untuk menyusun komponen sel. Media yang digunakan untuk pembiaakan harus steril artinya tidak ditumbuhi oleh mikroba lain yang tidak diharapkan. Syarat tumbuh kembang dalam media : Pada media harus terkandung semua unsur hara Harus mempunyai tekanan osmosis (hipertonis dan hipotonis), tegangan permukaan dan ph yang sesuai dengan kebutuhan mikroba. Harus dalam keadaan steril medianya Bahan-bahan media pertumbuhan 1. Bahan dasar Bahan dasar dalam media pertumbuhan mikroorganisme diantaranya adalah air (H 2 O) sebagai pelarut, agar (dari rumput laut) yang berfungsi untuk pemadat media. Agar sulit didegradasi oleh mikroorganisme pada umumnya mencair pada suhu 45 o C, gelatin juga memiliki fungsi yang sama seperti agar. Gelatin adalah polimer asam amino yang diproduksi dari kolagen. Kekurangannnya adalah lebih banyak jenis mikroba yang mampu menguraikannya dibanding agar. Silica gel, yaitu bahan yang mengandung natrium silikat. Fungsinya juga sebagai pemadat

25 media. Silica gel khusus digunakan untuk memadatkan media bagi mikroorganisme autotrof obligat. 2. Nutrisi atau zat makanan Media harus mengandung unsur-unsur yang diperlukan untuk metabolisme sel yaitu berupa unsur makro seperti C, H, O, N, P, unsur mikro seperti Fe, Mg dan unsur pelikan/trace element. Sumber karbon dan energi yang dapat diperoleh berupa senyawa organik atau anorganik esuai dengan sifat mikrobanya. Jasad heterotrof memerlukan sumber karbon organik antara lain dari karbohidrat, lemak, protein dan asam organik. Sumber nitrogen mencakup asam amino, protein atau senyawa bernitrogen lain. Sejumlah mikroba dapat menggunakan sumber N anorganik seperti urea dan ditambah lagi dengan vitamin. Macam-Macam Media Pertumbuhan 1. Medium berdasarkan sifat fisik Medium padat yaitu media yang mengandung agar 15% sehingga setelah dingin media menjadi padat. Medium setengah padat yaitu media yang mengandung agar 0,3-0,4% sehingga menjadi sedikit kenyal, tidak padat, tidak begitu cair. Media semi solid dibuat dengan tujuan supaya pertumbuhan mikroba dapat menyebar ke seluruh media tetapi tidak mengalami percampuran sempurna jika tergoyang. Misalnya bakteri yang tumbuh pada media NfB (Nitrogen free Bromthymol Blue) semisolid akan membentuk cincin hijau kebiruan di bawah permukaan media, jika media ini cair maka cincin ini dapat dengan mudah hancur. Semisolid juga bertujuan untuk mencegah/menekan difusi oksigen, misalnya pada media Nitrate Broth, kondisi anaerob atau sedikit oksigen meningkatkan metabolisme nitrat tetapi bakteri ini juga diharuskan tumbuh merata diseluruh media. Medium cair yaitu media yang tidak mengandung agar, contohnya adalah NB (Nutrient Broth), LB (Lactose Broth). 2. Medium berdasarkan komposisi Medium sintesis yaitu media yang komposisi zat kimianya diketahui jenis dan takarannya secara pasti, misalnya Glucose Agar, Mac Conkey Agar. Medium semi sintesis yaitu media yang sebagian komposisinya diketahui secara pasti, misanya PDA (Potato Dextrose Agar) yang mengandung agar,

26 dekstrosa dan ekstrak kentang. Untuk bahan ekstrak kentang, kita tidak dapat mengetahui secara detail tentang komposisi senyawa penyusunnya. Medium non sintesis yaitu media yang dibuat dengan komposisi yang tidak dapat diketahui secara pasti dan biasanya langsung diekstrak dari bahan dasarnya, misalnya Tomato Juice Agar, Brain Heart Infusion Agar, Pancreatic Extract. 3. Medium berdasarkan tujuan Media untuk isolasi. Media ini mengandung semua senyawa esensial untuk pertumbuhan mikroba, misalnya Nutrient Broth, Blood Agar. Media selektif/penghambat. Media yang selain mengandung nutrisi juga ditambah suatu zat tertentu sehingga media tersebut dapat menekan pertumbuhan mikroba lain dan merangsang pertumbuhan mikroba yang diinginkan. Contohnya adalah Luria Bertani medium yang ditambah Amphisilin untuk merangsang E.coli resisten antibotik dan menghambat kontaminan yang peka, Ampiciline. Salt broth yang ditambah NaCl 4% untuk membunuh Streptococcus agalactiae yang toleran terhadap garam. Media diperkaya (enrichment). Media diperkaya adalah media yang mengandung komponen dasar untuk pertumbuhan mikroba dan ditambah komponen kompleks seperti darah, serum, kuning telur. Media diperkaya juga bersifat selektif untuk mikroba tertentu. Bakteri yang ditumbuhkan dalam media ini tidak hanya membutuhkan nutrisi sederhana untuk berkembang biak, tetapi membutuhkan komponen kompleks, misalnya Blood Tellurite Agar, Bile Agar, Serum Agar, dll. Media untuk peremajaan kultur. Media umum atau spesifik yang digunakan untuk peremajaan kultur Media untuk menentukan kebutuhan nutrisi spesifik. Media ini digunakan unutk mendiagnosis atau menganalisis metabolisme suatu mikroba. Contohnya adalah Koser s Citrate medium, yang digunakan untuk menguji kemampuan menggunakan asam sitrat sebagai sumber karbon. Media untuk karakterisasi bakteri. Media yang digunakan untuk mengetahui kemempuan spesifik suatu mikroba. Kadang-kadang indikator

27 ditambahkan untuk menunjukkan adanya perubahan kimia. Contohnya adalah Nitrate Broth, Lactose Broth, Arginine Agar. Media diferensial. Media ini bertujuan untuk mengidentifikasi mikroba dari campurannya berdasar karakter spesifik yang ditunjukkan pada media diferensial, misalnya TSIA (Triple Sugar Iron Agar) yang mampu memilih Enterobacteria berdasarkan bentuk, warna, ukuran koloni dan perubahan warna media di sekeliling koloni. 4. Berdasarkan Sifat Penggunaan media bukan hanya untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme, tetapi juga untuk isolasi, 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 menghitung jumlah mikroorganisme pada suatu bahan. Media ini dapat berbentuk media umum, media selektif ataupun media differensial dan penguji. 2.4 Reproduksi Mikroorganisme Bakteri tidak mengalami mitosis dan meiosis. Hal ini merupakan perbedaan penting antara bakteri (prokariot) dengan sel eukariot. Reproduksi. Bakteri mengadakan pembiakan dengan dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Pembiakan secara aseksual dilakukan dengan pembelahan, sedangkan pembiakan

28 seksual dilakukan dengan cara transformasi, transduksi, dan konjugasi. Namun, proses pembiakan cara seksual berbeda dengan eukariota lainnya. Sebab, dalam proses pembiakan tersebut tidak ada penyatuan inti sel sebagaimana biasanya pada eukarion, yang terjadi hanya berupa pertukaran materi genetika (rekombinasi genetik). Berikut ini beberapa cara pembiakan bakteri dengan cara rekombinasi genetik dan membelah diri. a. Rekombinasi Genetik Adalah pemindahan secara langsung bahan genetic (DNA) di antara dua sel bakteri melalui proses berikut: 1. Transformasi Transformasi adalah perpindahan materi genetik berupa DNA dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain. Pada proses transformasi tersebut ADN bebas sel bakteri donor akan mengganti sebagian dari sel bakteri penerima, tetapi tidak terjadi melalui kontak langsung. Cara transformasi ini hanya terjadi pada beberapa spesies saja,. Contohnya : Streptococcus pnemoniaeu, Haemophillus, Bacillus, Neisseria, dan Pseudomonas. Diguga transformasi ini merupakan cara bakteri menularkan sifatnya ke bakteri lain. Misalnya pada bakteri Pneumococci yang menyebabkan Pneumonia dan pada bakteri patogen yang semula tidak kebal antibiotik dapat berubah menjadi kebal antibiotik karena transformasi. Proses ini pertama kali ditemukan oleh Frederick Grifith tahun Transduksi Transduksi adalah pemindahan materi genetik bakteri ke bakteri lain dengan perantaraan virus. Selama transduksi, kepingan ganda ADN dipisahkan dari sel bakteri donor ke sel bakteri penerima oleh bakteriofage (virus bakteri). Bila virus virus baru sudah terbentuk dan akhirnya menyebabkan lisis pada bakteri, bakteriofage yang nonvirulen (menimbulakan respon lisogen) memindahkan ADN dan bersatu dengan ADN inangnya, Virus dapat menyambungkan materi genetiknya ke DNA bakteri dan membentuk profag.

29 Ketika terbentuk virus baru, di dalam DNA virus sering terbawa sepenggal DNA bakteri yang diinfeksinya. Virus yang terbentuk memiliki dua macam DNA yang dikenal dengan partikel transduksi (transducing particle). Proses inilah yang dinamakan Transduksi. Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Jashua Lederberg pada tahun Konjugasi Konjugasi adalah bergabungnya dua bakteri (+ dan ) dengan membentuk jembatan untuk pemindahan materi genetik. Artinya, terjadi transfer ADN dari sel bakteri donor ke sel bakteri penerima melalui ujung pilus. Ujung pilus akan melekat pada sel peneima dan ADN dipindahkan melalui pilus tersebut. Kemampuan sel donor memindahkan ADN dikontrol oleh faktor pemindahan ( transfer faktor = faktor F ) b. Pembelahan Biner Pada pembelahan ini, sifat sel anak yang dihasilkan sama dengan sifat sel induknya. Pembelahan biner mirip mitosis pada sel eukariot. Badanya, pembelahan biner pada sel bakteri tidak melibatkan serabut spindle dan kromosom. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut:

30 1. Fase pertama, sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus. 2. Fase kedua, tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang. 3. Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik. Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni. Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel. Tetapi pembelahan bakteri mempunyai faktor pembatas misalnya kekurangan makanan, suhu tidak sesuai, hasil eksresi yang meracuni bakteri, dan adanya organisme pemangsa bakteri. Jika hal ini tidak terjadi, maka bumi akan dipenuhi bakteri. c. Jamur Perkembangbiakan jamur ditemukan dua macam,yaitu: aseksul dan seksual. 1. Secara aseksual a. Dengan cara membelah diri atau bertunas, dilakukan oleh jamur yang bersel satu. Tunas yang dihasilkan disebut blastospora. b. Dengan fragmentasi, berupa potongan misselium atau hifa.

31 c. 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 - Prosesmperkawinannya 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 (Budiyanto, 2005).

32 Gambar Cara Reproduksi Reproduksi vegetatif dengan cara membentuk spora tak berflagel (aplanospora) dan generatif dengan cara gametangiogami dari dua hifa yang kompatibel/konjugasi dengan menghasilkan zigospora.

33 BAB III PEMBAHASAN Keju merupakan salah satu hasil olahan susu yang telah dikenal masyarakat, kebutuhan keju sampai sekarang harganya relatif mahal. Impor keju terus meningkat sebesar rata-rata 5.96% per tahun. Berdasarkan data statistik impor pada kondisi tahun 2009 besarnya total penyediaan susu sebesar 2.728,6 ribu ton, sementara yang dapat dipenuhi dari penyediaan susu dalam negeri sebesar 685,2 ribu ton (25,11%) dan 2.043,4 ribu ton (74,89%) harus di impor (Statistik Peternakan, 2009). Hal ini menunjukkan bahwa Indonesia pada saat ini masih bersifat importer dalam hal penyediaan bahan baku keju. Bahan dasar keju adalah protein dan lemak yang hanya terdapat dalam air susu. Protein susu terdiri dari 80% kasein, 8% laktabumin dan 0,5-0,7% laktoglobulin. Kasein terdiri dari α, β, γ dan k-kasein yang sangat penting dalam pembuatan keju. Kasein di dalam air susu berikatan dengan kalsium sebagai kalsium kaseinat(eckles_et,al, 1980). Protein susu dapat digumpalkan dengan asam,alkohol, dan protease asam seperti rennet (eckles_et,al, 1980). Rennet merupakan gabungan dari rennin dan pepsin. Rennet diekstrak dari lambung keempat ruminansia. Rennet yang diekstrak dari lambung anak sapi yang masih menyusui mengandung 88-94%rennin dan 6-12% pepsin, sedangkan rennet yang diekstrak dari sapi dewasa mengandung 90-94%pepsin dan 6-10% rennin(scott,1981). Untuk memenuhi kebutuhan keju dalam negeri dan mengurangi impor, industri keju masih perlu ditingkatkan. Pembuatan keju dapat dilakukan baik dalam skala industri maupun rumah tangga. Salah satu bahan penolong yang penting dan perlu disiapkan dalam pembuatan keju ialah bahan penggumpal kasein (protein dalam susu sebagai bahan keju). Sampai sekarang bahan penggumpal susu yang paling ideal ialah enzim rennin. Bahan ini dapat diperoleh dalam bentuk ekstrak rennet maupun bubuk/tepung, yang dapat dibuat secara sederhana dari bahan abomasum (lambung ke 4) anak sapi yang masih menyusui atau ternak ruminansia muda lainnya.

34 Rennet ialah ekstrak abomasum anak sapi yang belum disapih atau mamalia lainnya, sedangkan rennin adalah enzim yang terdapat dalam rennet. Rennin termasuk enzim protease asam, yaitu enzim yang mempunyai sisi aktif pada dua gugus karboksil. Disamping terdapat rennin, dalam rennet juga terkandung enzim protease lain yaitu pepsin. Renin juga jauh lebih baik dalam menggumpalkan kasein susu dibanding dengan kasein. Ekstrak rennet dari abomasum anak sapi yang masih menyusu mengandung % rennin dan 6 12 % pepsin, sedangkan ekstrak abomasum sapi yang lebih tua dan tidak menyusu lagi mengandung % pepsin dan hanya 6 10 % rennin. Rennet hasil ekstraksi abomasum anak sapi mempunyai aktivitas maksimum pada ph Rennin stabil pada ph dan pada ph 2 kestabilannya sangat rendah, sedangkan pepsin stabil pada ph dan aktif pada ph 1 4. Ekstrak rennet sebaiknya disimpan pada ph untuk menjaga kestabilan enzim rennin dan pepsin. Ekstrak rennet yang disimpan pada suhu 5 o C aktivitas koagulasinya turun 0.5 % selama sebulan, sedangkan pada suhu 25 o C aktivitasnya turun 1 2 % selama sebulan. Pembuatan Ekstrak Rennet adalah sebelum diekstraksi, abomasum segar dibelah, dihilangkan lemak dan isinya, dicuci bersih, kemudian dikeringkan. Untuk memudahkan larutan enzim, ekstraksi dilakukan dengan menggunakan larutan garam (NaCl). Tetapi penggunaan-penggunaan larutan NaCl yang terlalu pekat dapat berakibat menurunkan aktivitas enzim yang dihasilkan. Untuk mengaktifkan enzim, ph dan keasaman larutan pengakstrak dibuat mendekati ph isi perut abomasum ruminansia yaitu sekitar 3. Dalam hal ini rekomendasi yang dianjurkan oleh Dairy Training Research Institute di Los Banos, Philipina adalah menggunakan larutan asam asetat 1 % dan NaCl 5 7 % untuk memperoleh ekstrak rennet abomasum ruminansia. Secara sederhana ekstraksi rennet dapat dilakukan sebagai berikut : abomasum dibelah, dihilangkan lemak dan isinya, lalu dicuci bersih. Ekstraksi dapat dilakukan terhadap abomasum segar maupun yang sudah dikeringkan. Untuk abomasum segar, setelah dicuci langsung dipotong kecil-kecil ukuran 1 x 2 cm, sedangkan abomasum kering dibuat dengan cara menjemur sampai kering

35 kemudian dipotong-potong dengan ukuran 1 x 2 cm. Abomasum segar atau kering kemudian direndam dalam larutan pengekstrak yang dibuat dengan melarutkan 5 gram NaCl ke dalam 100 ml asam asetat 1 persen. Lama ekstraksi perendaman adalah 5 hari untuk abomasum segar dan 9 hari untuk abomasum kering. Larutan hasil perendaman disaring dan hasilnya disebut ekstrak rennet. Di beberapa negara, lambung domba atau kambing juga digunakan untuk memproduksi rennet. Ekstraksi dari lambung dilakukan dengan larutan asam asetat (asam cuka) 10 %. Caranya dengan merendam 100 gram lambung segar dalam 500 ml asam asetat selama 24 jam pada suhu kamar, sebanyak 5 kali berturut-turut. Hasil ekstraksi tersebut digabungkan, disaring kembali dan dipekatkan sampai mencapai volume 20 ml. Pembuatan bubuk atau tepung rennet secara garis besarnya terdiri dari persiapan bahan baku, pembuatan ekstrak rennet, pengendapan dan pengeringan endapan rennet. Bahan baku yang digunakan sebagai bahan rennet adalah perut ke empat atau abomasum anak sapi jantan. Abomasum setelah dipotong dari bagian perut lainnya, kemudian dimasukkan ke dalam wadah plastik dan disimpan dalam freezer selama seminggu sebelum digunakan. Cara pembuatannya dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Abomasum beku dicairkan dengan cara merendam dalam air pada suhu ruang. Setelah mencair, abomasum dibelah membujur dan lapisan mukosanya dipisahkan dari jaringan dinding luarnya (muscular wall). 2. Mukosa kemudian dicincang dengan pisau sampai ukuran sekecil mungkin, lalu dimasukkan ke dalam gelas piala 1 liter yang telah diisi dengan larutan asam asetat 10 % dengan perbandingan mukosa : asam asetat = 1 : 2. Untuk mempercepat ekstraksi, campuran asam asetat dan mukosa diaduk selama 24 jam pada suhu ruang. 3. Setelah proses ekstraksi berjalan selama 24 jam, dilakukan pemisahan ampas dari larutan hasil ekstraksi dengan cara sentrifusa (pemusingan) pada kecepatan 2750 putaran per menit selama 15 menit. Endapan dipisahkan dari filtrat (bagian cairan) dengan cara menuangkan cairan pada wadah gelas.

36 4. Endapan dari hasil ekstraksi selanjutnya diekstraksi lagi dengan cara yang sama dengan ekstraksi pertama. Filtrat atau cairan hasil ekstraksi kemudian dikumpulkan dan dinetralkan dengan cara menambahkan NaOH 1 N sampai ph menjadi 5.4. Penambahan NaOH dilakukan sedikit demi sedikit dan selama penambahan dilakukan pengadukan. 5. Larutan rennet kemudian di endapkan dengan cara menambahkan larutan garam amonium sulfat jenuh. Perbandingan volume larutan rennet dengan aminium sulfat jenuh ditentukan berdasarkan hasil percobaan. Endapan yang terjadi kemudian dipisahkan secara sentrifusa pada kecepatan putaran per menit selama 15 menit. 6. Endapan rennet kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu o C. pengeringan dilakukan sampai kadar air 5 %. Aplikasi dalam Pembuatan Keju yaitu Keju dibuat dengan cara koagulasi (penggumpalan) kasein susu membentuk dadih atau curd. Dadih susu kemudian dipanaskan dan dipres sehingga menghasilkan dadih keras, yang kemudian dilakukan pemeraman atau pematangan keju. Disamping menggunakan rennet, penggumpalan kasein dapat juga dilakukan dengan fermentasi bakteri asam laktat. Campuran koagulan (larutan penggumpal) dari enzim pepsin dan rennin mulai digunakan sejalan dengan perkembangan produksi susu dan sukarnya memperoleh rennet anak sapi. Waktu penggumpalan susu dengan menggunakan pepsin lebih lama dibandingkan dengan menggunakan rennet. Bila rennet ditambahkan pada susu dalam jumlah yang cukup, kecepatan koagulasi maksimum terjadi pada suhu o C. Koagulasi tidak terjadi pada suhu di bawah 10 o C atau di atas 60 o C. Penggumpalan kasein paling baik dilakukan pada suhu yang bertepatan dengan terjadinya koagulasi maksimum. Dalam keadaan asam, pembentukan koagulum (gumpalan) makin cepat dan mutunya makin baik. Keasaman berpengaruh terhadap kestabilan kasein baik secara langsung maupun tidak langsung dengan cara membebaskan ion kalsium yang terlarut dan membentuk koloid senyawa kompleks. Pepsin babi baik digunakan dalam pembuatan keju chedder, tetapi waktu yang diperlukan lebih lama dan kualitas serta flavor keju yang dihasilkan kurang baik dibandingkan dengan keju yang menggunakan rennet anak sapi.

37 Penggunaan pepsin ayam menghasilkan keju cheddar dengan bentuk yang tidak baik dengan flavor yang lemah dan sering terjadi penyimpangan bau dan rasa. Disamping menggunakan hewan, beberapa galur mikroba dapat menghasilkan enzim sejenis rennet yang dapat digunakan untuk membuat keju. Proses penggumpalan susu pada awalnya menggunakan rennet sapi, bovine (dari keluarga sapi), serta babi. Namun karena pertimbangan kehalalan produk dan dari segi ekonomisnya juga sering menghasilkan rasa pahit pada keju yang diperam. Dijelaskan dalam surat Al-Maidah : 3 Artinya: Diharamkan bagimu (memakan) bangkai, darah, daging babi, (daging hewan) yang disembelih atas nama selain Allah, yang tercekik, yang terpukul, yang jatuh, yang ditanduk, dan diterkam binatang buas, kecuali yang sempat kamu menyembelihnya, dan (diharamkan bagimu) yang disembelih untuk berhala. Dan (diharamkan juga) mengundi nasib dengan anak panah, (mengundi nasib dengan anak panah itu) adalah kefasikan. Pada hari ini orang-orang kafir telah putus asa untuk (mengalahkan) agamamu, sebab itu janganlah kamu takut kepada mereka dan takutlah kepada-ku. Pada hari ini telah Kusempurnakan untuk kamu agamamu, dan telah Ku-cukupkan kepadamu nikmat-ku, dan telah Ku-ridhai Islam itu jadi agama bagimu. Maka barang siapa terpaksa karena kelaparan tanpa sengaja berbuat dosa, sesungguhnya Allah Maha Pengampun lagi Maha Penyayang. Sehingga mulai dikembangkan pengganti rennet dengan

38 memanfaatkan peranan dari mikroba yang dapat mengasamkan susu. Mikroorganisme tersebut salah satunya adalah bakteri. Beberapa mikroba yang dapat menghasilkan enzim sejenis rennet adalah : Mucor meichei, M. pusillus, Edothia parasitica dan Bracillus subtilis. Ada dua belas strain bakteri penggumpal susu, yang termasuk dalam sembilan spesies yaitu Lactobacillus casei, Brevibacterium linens, Microbacterium folioforum, Arthrobacter arilaitensis, Staphylococcus cohnii, Staphylococcus equorum, Brachybacterium sp., Proteus vulgaris dan Psychrobacter sp,. Sedangkan dari golongan gram negatif antara lain Pseudomonas, Xanthomonas, Enterobacter, Hafnia, dan Proteus. Namun penggunaan Proteus jarang digunakan karena umumnya menimbulkan kontaminan. Penggunaan kominitas mikroba ini akan berpengaruh terhadap karakteristik baik bentuk, tekstur, rasa dan aroma keju yang dihasilkan. Terutama pada keju limburger, numster dan tilsiter yang menggunakan mikroba berbeda-beda. Kultur starter dari bakteri jenis Brevibacterium linens, ditambahkan pada susu saat proses penggumpalan, kemudian gumpalan susu diberi penggaraman dan dipress agar cairan yang masih terdapat pada gumpalan dapat dikeluarkan. Setelah itu keju diberi parafin dan disimpan selama 12 minggu pada suhu 4-5 C. Saat proses pembuatan keju Brevibacterium linens memproduksi enzim extra seluler proteolitik yang mengandung proteinase dan yang digunakan pada proses pemasakan tergantung dari dosis enzim dalam rasio aktivitas peptidase dan proteinase, penyebaran distribusi enzim pada susu, spesifitas substrat, dan kemungkinan enzim yang hilang pada saat penggaraman atau pengepressan dan saat naiknya suhu saat pemasakkan. Dari hasil penelitian, keju yang dihasilkan dari penambahan bakteri Brevibacterium linens, memiliki rasa, aroma dan tekstur yang sama dengan keju kontrol. Namun pada keju yang diuji kandungan trichloro acetic acid (TCA)-nitrogen terlarut dan phosphotungstic acetic acid (PCA)- nitrogen terlarut, meningkat pada saat pembuatan keju dan casein terdegradasi secara luas. Pada saat pembuatan keju casein akan terdegradasi dan proses ini akan ketika semua casein terdegradasi (Gosh, et al. 2003).

39 Kenaikan kandungan aromatik yang terdapat pada keju umumnya berasal dari tiga jalur metabolisme antara lain katabolisme laktosa dan asam organik, katabolisme lipid, dan katabolisme protein. Aktivator dari ketiga jalur metabolisme ini yaitu enzim endogenous bawaan dari susu, enzim penggumpal, dan enzim yang berfungsi dalam proses pemasakan dan pembentukan tekstur keju, yang berasal dari mikroba. Enzim dari mikroba yang mendegradasi asam amino antara lain, deaminase, dekarboksilase, trans aminase, lyase, dan dehidratase. Reaksi ini akan menghasilkan amina, aldehide, alkohol, asam, dan sulfur. Pemecahan asam lemak akan memproduksi ester metil keton, secondary alkohol. Rasa dan aroma yang terbentuk dari ester dan kandungan sulfur. Ester yang dihasilkan oleh bakteri Proteus vulgaris dan Psychrobacter sp. Berpengaruh terhadap aroma keju. Kedua bakteri tersebut menghasilkan acetic acid 2-phenylethyl esters dan propanoic. Sehingga keduanya berperan penting pada pembuatan aroma keju gorgonzola dengan proses pemasakkan selama 12 bulan. Pada Brachybacterium sp. Ditemukan hexanoic acid ethyl ester, ini penting dalam pembuatan keju gorgonzola, grana padano, pecorino dan regusano (jenisjenis keju). Selain ester, golongan keton juga berperan penting dalam membentuk aroma keju, terutama methyl ketone, ini mempengaruhi rasa dari produk-produk susu dan juga aroma dari keju terutama dari jenis blue-veined. Keton umumnya diproduksi dari aktivitas enzimatik dari mold, namun dari salah satu hasil penelitian dari Deetae et al (2007) diketahui bahwa bakteri Proteus vulgaris dan Brachybacterium sp. Mampu memproduksi 2-alkanone yang mengandung atom karbon, 2-pentanone, 2-heptanone, 2-nonanone, dan 2-undecanone, kandungan ini membentuk aroma dari jenis keju roquefort, Bleu des causses dan Bleu d Avergne. Aroma yang terdapat pada blue cheese berasal dari methyl ketone, 2- oktanone, 2-nonanone, 2-decanone, dan 2-undecanone yang berasosiasi dengan aroma buah, dan bunga. Pada keju cheddar, aromanya dari 2-butanone yang menyebabkan aroma seperti butterscotch, yang diketahui sebagai aroma yang khas pada cheddar, ini diproduksi oleh Proteus vulgaris yang berasosiasi dengan B. linens dan M. foliorum. Selain itu ada jenis-jenis keton lain yang diproduksi oleh bakteri asam laktat yang berperan dalam pembentukan aroma keju.

40 Volatile sulphur compounds (VSC) juga berperan penting dalam membentuk aroma keju. Peranan VSC terdapat pada bermacam-macam tipe keju misalnya parmesan, cheddar, dll. Mikroba B.linens, M. Foliorum, Proteus vulgaris, dan Psychrobacter sp. berperan penting dalam produksi VSC. Degradasi enzimatik dari L-methionine dan formasi subsequent dari Volatile Sulphur compounds (VSC) berperan dalam pengembangan karakeristik aroma beberapa keju. (Cholet, et al. 2008). Methanethiol (MTL) merupakan VSC yang umumnya ditemukan pada proses pemasakan keju. Ini juga merupakan prekursor aroma sulfur yang lain seperti dimethyl sulfida (DMDS), dimethyl trisulfida (DMTS), dan S-methylthioesters. Aktivitas L-methionine aminotransferase pada P. vulgaris dan strain Psychrobacter. L-methionine terdegradasi menjadi methantiol selama jalur transaminasi yang diikuti oleh aktifitas enzimatik dimetiolasi 4-methylthio-2- ketobutyric acid (KMBA), atau perubahan kimia dari KMBA menjadi methantiol (MTL).Selain pada bakteri P. vulgaris dan Psychrobacter sp., dari golongan yeast, Yarrowia lipolytica juga dapat menghasilkan dan mengubah L-methionine menjadi VSC yang mempengaruhi rasa pada beberapa keju. Namun Y. Lipolytica tidak dapat mengasimilasi laktat ketika ada L-methionine pada media calon keju. Sehingga dilakukan modifikasi genetik pada gen-gen yang mengatur transkripsi enzim katabolisme L-methionine dan metabolisme piruvat yang berperan dalam degradasi L-methionine. Sehingga diperoleh yeast dengan kemampuan meregulasi L-methionine yang kuat dan mengandung jenis dan jumlah VSC yang besar, seperti methanetiol dan produk autooksidasi (dimethyl disulfida dan dimethyl trisulfida) (Cholet, et al. 2008). Selain gen-gen yang mengatur sintesis enzim, enzim itu sendiri juga ada yang dimodifikasi agar dapat melakukan proses pembuatan keju seperti yang diharapkan. Enzim yang dapat dimodifikasi yaitu L- dan D-lactic acid dan asam lemak. Enzim-enzim ini berperan dalam proses pembuatan keju cheddar. Level lipolytic dari enzim yang telah dimodifikasi, lebih tinggi dari keju cheddar biasa. Penambahan exogenous asetat, laktat, dan butirat, juga mengindikasikan bahwa enzim yang telah dimodifikasi dapat membentuk karakeristik rasa yang spesifik dan mengurangi ph

41 produk. Jadi produksi dari enzim pada keju cheddar, yang telah dimodifikasi mampu meningkatkan manipulasi dari produk akhir glycolysis (laktat, propionat, dan asetat) dan lipolysis untuk meningkatkan kualitas produk pada aplikasi yang spesifik. (Kilcawley, et al, 2001). Modifikasi enzim yang diperoleh dari Lactobacillus casei. Ketika ditambahkan Neutrase mampu mengurangi rasa pahit pada keju cheddar (Najafi dan Lee, 2007). Menurut Novikova dan Ciprovica (2009), pengembangan rasa dari keju merupakan proses yang kompleks dimana enzim dari susu, rennet, kultur starter dan mikroba tambahan yang meningkatkan degradasi protein susu, lemak dan karbohidrat. Variasi bakteri asam laktat non starter (NSLAB) dan penyebarannya pada gumpalan keju mempengaruhi varietas, proses pembuatan, dan kondisi pemasakan keju. Pembuatan keju dengan menggunakan Lactobacillus sp. Dihasilkan keju yang menghasilkan 30 aroma selama proses pemasakan. Penelitian yang dilakukan oleh Hynes, et al (2002) menunjukkan sepuluh strain dari Lactobacillus yang ditambahkan pada proses pembuatan keju mampu mempengaruhi proses pemasakan keju. Hal itu juga didukung oleh hasil penelitian dari Gummala dan Broadbent (1999), bahwa catabolisme Trp dari Lactobacillus helveticus dan L. Casei yang ditambahkan pada saat starvasi karbohidrat dan menjelang proses pemasakan, akan mempengaruhi rasa dari keju yang dihasilkan. Enzim yang di ekstrak dari Lactobacillus dapat meningkatkan reaksi transaminasi dan dehidrogenasi. Enzim dari Lactobacillus mengandung triptofan dekarboksilase. Degradasi triptofan akan mempengaruhi formasi kandungan aromatik. Selain enzim-enzim yang berperan aktif dalam proses pemasakan keju, perlakuan fisik juga mempengaruhi. Hasil penelitian dari Tarakci dan Kucukoner (2006) menunjukkan bahwa pembungkusan kedap udara pada saat pemasakan keju menyebabkan perubahan kemampuan lipolysis dan proteolysis serta meningkatnya kandungan garam dan kelembutan keju.

42 Selain perlakuan fisik pada keju saat pemasakan, perlakuan fisik pada enzim juga mempengaruhi aktifitas enzim sehingga berdampak juga mempengaruhi proses pembuatan keju. Salah satu teknik penggunaan enzim pada pembuatan keju,yaitu dengan metode enkapsulasi. Metode ini bertujuan mengurangi hilangnya enzim saat proses penggumpalan, pemisahan cairan, rusaknya enzim karena perlakuan fisik atau distribusi enzim yang tidak merata pada susu. Melalui mekanisme enkapsulasi, enzim akan dibungkus dan dilepas pada saat tertentu saat enzim benar-benar dibutuhkan aktifitasnya. Pada penelitian Kailasapathy dan Lam (2004), enzim yang di-enkapsulasi yaitu enzim protease dengan menggunakan kapsul K-carragenan, gellan, dan high melting fat fraction of milk fat (HMFF). Dari ketiga jenis kapsul tersebut ternyata enzim yang di encapsulasi dengan K-carragenan yang menunjukkan aktifitas proteolysis tertinggi. Hal ini menunjukkan bahwa K-carragenan mampu melindungi protease selama proses pembuatan keju sehingga pada saat aktifitas protease diperlukan, enzim dapat dilepaskan dari kapsul dan masih dapat bereaksi dengan baik. Sehingga keju dapat terbentuk dengan sempurna. Tabel bakteri unruk produk keju