BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrobiologi Mikrobioloigi berasal dari kata Yunani: mikros = renik, bio = hidup atau kehidupan, dan logos = ilmu atau pikiran.jadi mikrobiologi berarti : ilmu pengetahuan tentang makhluk hidup yang kecil atau jasad-jasad renik. Istilah lain yang digunakan selain makhluk hidup kecil atau renik ialah : mikroorganisme, mikroba, asal kata : mikros= kecil, ba=bio= hidup. Protista ( jasad atau organisme yang serendah-rendahnya, hanya terdiri dari satu sel (Adam, 1992). Jasad-jasad renik yang demikian kecilnya tersebut tidak dapat dilihat dengan mata kita sendiri. Kita dapat melihatnya setelah kita mempergunakan alat untuk memperbesar benda yang kita lihat. Alat tersebut kita kenal dengan nama: mikroskop (mikro dari mikros dan skop= melihat, atau kita katakan alat untuk melihat jasad-jasad renik) (Adam, 1992). Setiap spesies mikroorganisme akan tumbuh dengan baik dalam lingkungannya hanya selama kondisinya menguntungkan bagi pertumbuhannya dan mempertahankan dirinya. Begitu terjadi perubahan fisik atau kimia, seperti misalnya habisnya nutrien atau terjdi perubahan radikal dalam hal suhu atau ph yang membuat kondisi bagi pertumbuhan spesies lain lebih menguntungkan, maka organisme yang telah beradaptasi dengan baik di dalam keadaan lingkungan terdahulu terpaksa menyerahkan tempatnya kepada organisme yang dapat beradaptasi dengan baik di dalam kondisi yang baru itu (Pelczar, 1988). 6
Pada umumnya kita mengambil ketentuan, bahwa semua makhluk yang berukuran hanya beberapa mikron atau lebih kecil dari itu kita sebut mikroorganisme. Jadi satuan ukuran yan dipakai untuk jasad-jasad renik tersebut adalah mikron atau dengan milimikron (Adam, 1992). Jenis mikoba umumnya dibagi 2 yakni: 1. Yang termasuk golongan tumbuh-tumbuhan. Mikroba yang termasuk golongan tumbuh-tumbuhan adalah: a. Bakteri: bersifat sel tunggal, ukurannya rata-rata 0,5 sampai beberapa mikron. b. Jamur: bersifat sel banyak, disebut juga dengan kapang. c. Jamur Bakteri: bisa terlihat sebagai makhluk hidup bersel banyak tapi dapat juga berupa sel tunggal, bila bersifat sel tunggal berwujud bakteri (Adam, 1992). 2. Yang termasuk golongan hewan. Mikroba yang termasuk golongan hewan adalah: a. Protozoa: umumnya bersifat sel tunggal, lebih besar sampai beberapa puluh mikron. b. Rickettsia: berukuran dari 200-300 milimikron. c. Virus: lebih kecil dari Rickettsia, diantaranya ada yang tidak dapat dilihat oleh mikroskop biasa tapi dengan menggunakan mikroskop elektron. Yang sudah diketahui ukurannya dari 10-150 milimikron (Adam, 1992). 2.1.1 Bakteri I. Morfologi Bakteri Bentuk morfologi bakteri dapat dibagi dalam 3 bagian: 7
1. Bentuk Basil (Basillus) Basil berbentuk seperti tongkat pendek, agak silindris. Bentuk basil meliputi sebagian besar bakteri. 2. Bentuk Coccus (Bulat) Bentuk coccus adalah bentuk bakteri seperti bola-bola kecil. Golongan tidak sebanyak basil. 3. Bentuk Spiril (Spiral) Bentuk spiril adalah bakteri yang berbentuk seperti spiral, atau panjang berbengkok-bengkok. Golongan ini tidak banyak bila dibandingkan dengan basil dan coccus (Adam, 1992). II. Metabolisme Bakteri 1. Bakteri patogenik bersifat heterotrof (menerima energi dari sumber karbon organik). 2. Senyawa organik diuraikan oleh respirasi aerobik atau fermentasi. a. Respirasi aerobik adalah suatu proses yang menghasilkan energi yang mendaur berbagai gula melalui glikolisis dan siklus krebs, dengan oksigen sebagai penerima elektron terakhir. b. Fermentasi, suatu proses anaerobik adalah pembebasan energi oleh metabolisme senyawa organik dengan menggunakan senyawa organik endogen sebagai penerima elektron terakhir. c. Bakteri memiliki sifat dari anaerob abligat sampai aerob obligat. Sebagian besar patogen adalah anaerob fakultatif yang dapat melakukn metabolisme secara aerobik tergantung pada keadaan. 8
3. Bakteri penyebab penyakit menggunakan senyawa organik dari jaringan hidup dan disebut patogen atau parasit. a. Patogen ekstrasel tumbuh diluar sel. Sebagian besar dapat dikultur secara rutin pada media inert di laboratorium. b. Patogen intrasel fakultatif secara umum ditemukan didalam sel di tubuh, tetapi dapat ditumbuhkan dilaboratorium. c. Patogenintrasel obligat tumbuh hanya didalam sel dan tidak dapat dikultur in vitro. 4. Beberapa bakteri nonpatogenik (yang disebut komensal) dapat hidup didalam atau pada manusia tanpa menyebabkan penyakit yang bermakna. Komensal jangka panjang pada tubuh manusia serina disebut sebagai flora normal (Hawley, 2003). III. Pertumbuhan Bakteri Pertumbuhan bakteri adalah suatu proses terkoordinasi peningkatan massa dan ukuran setiap sel, diikuti oleh duplikasi kromosom dan pembelahan sel.karena reproduksi bakteri melibatkan duplikasi DNA tanpa penambahan DNA luar, maka pembelahan sel bakteri bersifat aseksual dan menghasilkan sel-sel yang secara genetis identik. Proses ini disebut fisi biner, karena satu sel selalu menghasilkan dua sel.pertumbuhan bakteri diukur oleh dua metode dasar: 1. Viable counts (hitung koloni) yang menghitung hanya bakteri yang membentuk sebuah koloni. Metode viable menghasilkan jumlah sel hidup, bukan ukuran. 9
2. Metode nonviable (misal, densitas optis biakan, massa sel kering, dan pengukuran kuantitatif masing-masing komponen) tidak membedakan sel mati dengan sel hidup (Hawley, 2003). Untuk berkembang biak, bakteri membutuhkan beberapa persyaratan. Jika hal ini tidak terdapat, mereka akan mati atau mengubah dirinya menjadi spora. a. Air Bakteri akan mati atau mati suri jika terlalu kering. b. Zat-zat organik Bakteri membutuhkan zat-zat organik sebagai sumber energi yang dihasilkan untuk aktivitas metaboliknya. c. Garam-garam anorganik Sedikit fosfat, sulfat, magnesium, kalsium,besi, sem, tembaga, kobal, dan molybdenum penting untuk sistem enzim di dalam bakteri dan untuk mengontrol osmosis. d. Gas Karbon dioksida penting untuk aktivitas metaboliknya. Organisme aerob adalah organisme yang hanya tumbuh jika terdapat oksigen (misalnya basil tuberkulosis). Organisme anaerob adalah oranisme yang hanya tumbuh jika tidak terdapat oksigen. e. ph Kebanyakan bakteri tumbuh dengan baik pada medium yang netral atau sedikit alkali (ph 7,2-7,6). 10
f. Temperatur Bakteri tumbuh optimal pada suhu tubuh ± 37 o C (Gibson, 1996). 2.1.2 Fungi Fungi (jamak) atau fungus (tunggal) adalah suatu organisme eukariotik yang mempunyai ciri-ciri spesifik sebagai berikut: 1. Mempunyai inti sel. 2. Memproduksi spora. 3. Tidak mempunyai klorofil sehingga tidak dapat melakukan fotosintesis. 4. Dapat berkembang biak secara seksual maupun aseksual. 5. Beberapa mempunyai bagian-bagian yang mengandung sellosa atau khitin, atau keduanya (Fardiaz, 1992). Perbedaan utama antara organisme yang tergolong fungi, misalnya antara kapang dan khamir, yaitu kapang adalah fungi yang mempunyai filamen (miselium), sedangkan khamir merupakan fungi sel tunggal tanpa filamen (Fardiaz, 1992). 2.1.2.1 Kapang (Mold) Kapang adalah fungi multiselular yang mempunyai filamen dan pertumbuhannya pada makanan mudah dilihat kerena penampakannya yang berserabut seperti kapas. Pertumbuhannya mula-mula akan berwarna putih, tetapi jika spora telah timbul akan muncul berbagai macam warna tergantung dari jenis kapang, baik penampakan. Sifat-sifat morfologi kapang, baik penampakan makroskopik maupun mikroskopik, diunakan dalam identifikasi dan klasifikasi 11
kapang. Kapang terdiri dari suatu thallus yan tersusundari filamen yang bercabang yan disebut hifa. Kumpulan dari hifa disebut miselium (Fardiaz, 1992). Dikenal dua macam sistem reproduksi pada kapang yaitu: (1) reproduksi aseksual, dan (2) reproduksi seksual. Secara aseksual kapang dapat tumbuh dari sepotong miselium, tetapi cara ini jarang terjadi, dan yang paling umum terjadi adalah pertumbuhan dari spora aseksual. Spora aseksual kapang diproduksi dalam jumlah banyak, berukuran kecil dan ringan, serta tahan terhadap keadaan kering. Spora ini mudah beterbangan di udara, dan tumbuh menjadi misellium baru ditempat lain (Fardiaz, 1992). Sifat-sifat fisiologis kapang meliputi : a. Kebutuhan Air Pada umumnya, kebanyakan kapang membutuhkan air minimal untuk pertumbuhan lebih rendah dibandingkan dengan khamir dan bakteri. b. Suhu Pertumbuhan Kebanyakan kapang bersifat mesofilik, yaitu tumbuh baik pada suhu kamar. Suhu optimum pertumbuhan untuk kebanyakan kapang adalah sekitar 25-30 o C, tetapi beberapa dapat tumbuh pada suhu 35-37 o C atau lebih tinggi. c. Kebutuhan Oksigen dan ph Semua kapang bersifat aerobik, yaitu membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya. Kebanyakan kapang dapat tumbuh pada kisaran ph yan luas, yaitu ph 2-8,5, tetapi biasanya pertumbuhannya akan lebih baik pada kondisi asam atau ph rendah. 12
d. Makanan Pada umumnya kapang dapat menggunakan berbagai komponen makanan, dar yang sederhana sampai kompleks. Kebanyakan kapang memproduksi enzim enzim hidrolitik, misalnya amilase, pektinase, proteinase, dan lipase. Oleh karena itu, dapat tumbuh pada makanan-makanan yang mengandung pati, pektin, protein, atau lipid. e. Komponen Penghambat Beberapa kapang mengeluarkan komponen yang dapat menghambat oranisme lainnya. Komponen ini disebut antibiotik, misalnya penisilin yang diproduksi oleh Penicillium chrysogenum, dan clavasin yang diproduksi oleh Aspergillus clavatus. Pertumbuhan kapang biasanya berjalan lambat bila dibandingkan denvan pertumbuhan bakteri dan khamir. Oleh karena itu, jika kondisi pertumbuhan memungkinkan semua mikroorvanisme untuk tumbuh, kapang biasanya kalah dalam kompetisi dengan khamir dan bakteri. Tetapi sekali kapang dapat memulai tumbuh, pertumbuhan yang ditandai dengan pembentukan miselium dapat berlangsung dengan cepat (Fardiaz, 1992). 2.1.2.2 Khamir (Yeast) Khamir termasuk fungi, tetapi dibedakan dari kapang karena bentuknya yang terutama uniselular. Reproduksi vegetatif pada khamir terutama dengan cara pertunasan. Sebagai sel tunggal, khamir tumbuh dan berkembang biak lebih cepat dibandingkan dengan kapang yang tumbuh dengan pembentukan filamen. Sel khamir mempunyai ukuran yang bervariasi, yaitu dengan panjang 1-5 µm, dan lebar 1-10 µm. Bentuk sel khamir bermacam-macam, yaitu bulat, oval, 13
silinder, ogival yaitu bulat panjang dengan salah satu ujung runcing, segetiga melengkung (triangular), berbentuk botol, bentuk apikulat atau lemon, membentuk pseudomiselium, dan sebagainya (Fardiaz, 1992). Masing-masing khamir mempunyai batas aktivitas air minimal dan kisaran aktivitas air untuk pertumbuhan berbeda-beda, yaitu dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti kandungan nutrien substrat, ph, suhu, tersedianya oksigen, ada tidaknya senyawa penghambat, dan sebagainya. Kisaran suhu untuk pertumbuhan kebanyakan khamir pada umumnya hampir sama dengan kapang, yaitu dengan suhu optimum 25-30 o C dan suhu maksimum 35-46 o C. Kebanyakan khamir lebih menyukai tumbuh pada keadaan asam, yaitu pada ph 4-4,5 dan tidak dapat tumbuh dengan baik pada medium alkali, kecuali jika telah beradaptasi. Khamir tumbuh baik pada kondisi aerobik, tetapi yang bersifat fermentatif dapat tumbuh secara anaerobik meskipun lambat (Fardiaz, 1992). 2.2 Udara Udara adalah campuran gas yang tak terlihat. Gas tidak dapat menghidupi flora mikroorganisme. Akan tetapi, mikroorganisme dari berbagai sumber selalu ada. Mikroorganisme yang berasal dari manusia ditambahkan dari daerah pernapasan, kulit dan pakaian, melalui pembicaraan, bersin, batuk dan bergerak.pengendalian mikroorganisme yang terbawa udara pada sumber asalnya belum efektif. Langkah-langkah pengendalian harus diarahkan pada langkah lingkunan seperti ventilasi, pengendalian debu dan penyinaran sinar ultraviolet. Organisme dari udara tidak saja bertindak sebagai penyebab penyakit, tetapi 14
mungkin jua menyebabkan pembusukan makanan dan mengkontaminasi proses industri dalam rumah farmasi, pabrik gula, dan pabrik pemrosesan makanan (Volk and Wheeler, 1984). Udara tidak mempunyai flora alami, karena organisme tidak dapat hidup dan tumbuh terapung begitu saja diudara. Flora mikroorganisme terdiri atas organisme yang terdapat sementara mengapung diudara atau terbawa serta pada partikel debu. Setiap kegiatan manusia agaknya menimbulkan bakteri di udara. Jumlah dan macam mikroorganisme dalam suatu volume udara akan bervariasi sesuai denvan lokasi, kondisi cuaca dan jumlah orang yang ada. Daerah yang berdebu akan selalu mempunyai populasi mikroorganisme atmosfer yan tinggi (Volk and Wheeler, 1984). Mikroorganisme asal udara dapat terbawa partikel debu, dalam tetes-tetes cairan berukuran besar dan tersuspensikan hanya sebentar, dan dalam inti tetesan yang terbentuk bila titik-titik cairan berukuran kecil menguap. Organisme yang memasuki udara dapat terangkut sejauh beberapa meter atau beberapa kilometer. Sebagian segera mati dalam beberapa detik, sedangkan yang lain dapat bertahan hidup selama berminggu-minggu, berbulan-bulan, atau lebih lama lagi. Nasib akhir mikroorganisme asal udara diatur oleh seperangkat rumit keadaan di sekelilingnya, termasuk keadaan atmosfer, kelembapan, cahaya matahari dan suhu, ukuran partikel yang membawa mikroorganisme, ciri-ciri mikroorganismenya, terutama kerentanannya terhadap keadaan fisik di atmosfer (Pelczar, 1988). 15
2.3 MAS 100 NT MAS-100 NT adalah air sampler yang telah memenuhi standart guide lines ISO 14698-1. MAS-100 NT menggunakan prinsip kerja impaction (tumbukan) Andersen. Prinsip tersebut sudah diterima dan teruji di seluruh dunia. Udara di hisap melalui perforated lid yang memiliki 400 lubang (0,7 mm) atau 300 lubang (0,6 mm). Sebuah radial fan, dikontrol oleh sensor aliran udara, secara akurat mengatur aliran udara sebesar 100 L/menit. Udara yang masuk ditumbukkan pada permukaan media agar dalam cawan petri berukuran standart 90mm dan 100mm (petri kaca/plastik) atau contact plate 60mm (Anonim, 2013). 16