BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrobiologi Mikrobiologi adalah suatu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang organisme yang terlalu kecil untuk diidentifikasi oleh mata manusia tanpa alat bantu, yang disebut mikroorganisme. Jika sebuah benda memiliki diameter lebih kecil dari 0.1 mm, mata kita tidak akan dapat mengidentifikasinya sama sekali, dan hanya sebagian kecil yang dapat kita identifikasi pada benda yang memiliki diameter sebesar 0.1 mm. Maka dari itu dapat disimpulkan bahwa organisme dengan diameter 1 mm atau lebih kecil disebut mikroorganisme dan memiliki cakupan yang cukup luas dalam bidang ilmu mikrobiologi. Mikroorganisme memiliki taksonomi yang tersebar luas, termasuk beberapa hewan, protozoa, beberapa alga dan fungi, bakteri, dan virus. Keberadaan dari dunia mikroba ini tidak diketahui sampai adanya penemuan mikroskop, suatu alat optik yang memungkinkan untuk melakukan perbesaran suatu benda yang sangat kecil yang tidak dapat dilihat dengan jelas dengan mata manusia. Mikroskop ditemukan pada awal abad ke-17, yang membuka cabang ilmu biologi yang sempit menjadi suatu sistem ilmiah yang dapat dijelajahi (Adelberg, et al., 1977). Akibat dari ukuran mikroorganisme yang kecil, informasi yang dapat diperoleh dari hasil pengujian tersendiri tentang siklus hidupnya sangatlah terbatas, disamping itu populasi dari mikroba tersebut merupakan kumpulan dari jutaan bahkan miliaran dari mikroba. Populasi ini dapat diperoleh dari
menumbuhkan mikroorganisme pada kondisi yang sesuai, yang disebut kultur. Suatu kultur yang hanya mengandung satu macam mikroorganisme disebut kultur murni. Sedangkan kultur yang mengandung lebih dari satu macam mikroorganisme disebut kultur campuran jika terdapat dua macam mikroorganisme (Adelberg, et al., 1977). Mikroorganisme tersebar luas di alam dan dijumpai pula pada pangan. Beberapa diantaranya, jika terdapat dalam jumlah yang cukup banyak dapat menyebabkan keracunan makanan. Mikroorganisme merupakan penyebab utama merosotnya mutu pangan, misalnya kerusakan pangan. Namun demikian tidak semua mikroorganisme berperan penting dalam semua bentuk kehidupan, karena mereka dapat memecah bahan organik kompleks dan mengembalikan unsur hara ke dalam tubuh. Mikroorganisme juga dipergunakan oleh manusia untuk memproduksi beberapa jenis makanan, misalnya roti dan yogurt (Gaman et al., 1981). Mikroorganisme pada umumnya memiliki temperatur optimal pada suhu 5 dan ada yang tumbuh pada suhu 85. Tetapi, organisme yang menyebabkan penyakit pada manusia adalah mikroorganisme yang tumbuh optimal pada suhu yang mendekati suhu tubuh manusia, yaitu 37 dan mikroorganisme ini disebut mikroorganisme mesofil (Brock, 1978). 2.2 Mikrobiologi Udara Udara tidak mempunyai flora alami, karena organisme tidak dapat hidup dan tumbuh terapung begitu saja di udara. Akan tetapi, mikroorganisme dari
berbagai sumber selalu ada. Flora mikroorganisme udara terdiri atas organisme yang terdapat sementara mengapung di udara atau terbawa serta pada partikel debu. Setiap kegiatan manusia agaknya menimbulkan bakteri di udara. Batuk dan bersin menimbulkan aerosol biologi (yaitu kumpulan partikel di udara). Kebanyakan partikel dalam aerosol biologi (yaitu kumpulan partikel di udara). Kebanyakan partikel dalam aerosol biologi terlalu besar untuk mencapai paruparu, karena partikel-pertikel ini tersaring pada daerah pernafasan atas. Sebaliknya, partikel-partikel yang sangat kecil mungkin mencapai tapak-tapak infektif yang berpotensi. Jadi, walaupun udara tidak mendukung kehidupan mikroorganisme, kehadirannya hampir selalu dapat ditunjukkan dalam cuplikan udara (Volk et al., 1989). Sukar untuk memperkirakan secara akurat berapa jauh pengotoran udara karena sulit untuk menghitung mikroorganisme dalam suatu volume udara. Satu teknik kualitatif sederhana ialah mendedahkan cawan hara pada udara untuk periode waktu singkat. Selama waktu pendedahan ini, beberapa bakteri di udara akan menetap pada cawan yang terdedah; makin banyak bakteri makin banyak yang menetap pada cawan. Inkubasikan lebih lanjut selama 24 hingga 48 jam akan mengungkap koloni-koloni bakteri, khamir dan jamur yang mampu tumbuh pada medium yang digunakan (Volk et al., 1986). 2.3 Kontrol Udara Ada beberapa metode yang bisa dilakukan untuk mengontrol pertumbuhan bakteri udara pada suatu ruangan. Pemilihan metode ini bergantung pada berapa
banyak orang di dalam ruangan tersebut dan aktivitas apa yang dikerjakan. Sinar ultraviolet dari lampu UV bekerja dengan baik terhadap mikroba udara. Bagaimanapun, keefektifan sinar UV tidak bekerja dengan baik bila mengalami kontak langsung terhadap partikel yang membawa mikroba. Selain dari itu, diperlukannya pencegahan dengan menggunakan perlengkapan keamanan untuk melindungi mata dan kulit dari pasien, pekerja kesehatan dan orang yang berada di dalam ruangan terhadap kontak langsung dengan sinar UV (Fong et al., 1987). Metode lain untuk mengurangi pertumbuhan mikroba adalah dengan menggunakan bahan kimia. Bahan kimia ini disemprotkan dalam bentuk aerosol, dan mikroba akan terbunuh jika mengalami kontak dengan uap tersebut. Aerosol bakteri yang baik harus memiliki kemampuan untuk membunuh bakteri yang tinggi, bekerja efektif pada temperatur normal dan lembap, tidak bersifat toksik pada organisme hidup, tidak menimbulkan pencemaran dan tidak bersifat korosif pada objek (Fong et al,, 1987). Penyaringan adalah metode yang selanjutnya untuk membunuh mikroba udara. Penyaring biasanya terbuat dari bahan kapas, kaca atau zat berserat lainnya. Metode penyaringan biasanya digunakan pada sistem sirkulasi udara (Fong et al., 1987). 2.4 Bakteri Bakteri (tunggal: bakterium) adalah kelompok mikroorganisme yang sangat penting karena pengaruhnya yang membahayakan maupun menguntungkan. Mereka tersebar luas di lingkungan sekitar kita dan dapat
dijumpai di udara, air dan tanah, dalam usus binatang, pada lapisan yang lembab pada mulut, hidung atau tenggorokan, pada permukaan tubuh atau tumbuhan. Beberapa bakteri dapat bersifat motil yang artinya bakteri dapat melakukan gerakan perpindahan (Gaman et al., 1981). Bakteri adalah organisme bersel tunggal terkecil, beberapa di antaranya hanya memiliki diameter 0,4 μm (mikrometer). Sel berisi massa sitoplasma dan beberapa bahan inti (dia tidak memiliki inti sel yang jelas). Sel dibungkus oleh dinding sel dan pada beberapa jenis bakteri, dinding sel ini dikelilingi oleh kapsula atau lapisan lendir. Kapsula terdiri atas campuran polisakarida dan polipeptida (Gaman et al., 1981). 2.5 Fungi Fungi adalah organisme kemoheterotrof yang memerlukan senyawa organik untuk nutrisinya (sumber karbon dan energi). Bila sumber nutrisi tersebut diperoleh dari bahan organik mati, maka fungi tersebut bersifat saprofit. Fungi saprofit mendekomposisi sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang kompleks dan menguraikannya menjadi zat yang lebih sederhana. Dalam hal ini, fungi bersifat menguntungkan sebagai elemen daur ulang yang vital. Beberapa fungi dapat bersifat parasit dengan memperoleh senyawa organik dari organisme hidup. Dalam hal ini, fungi bersifat merugikan karena menimbulkan penyakit pada manusia, hewan, maupun tanaman (Pratiwi, 2008). Pada fungi ada dua istilah, yaitu kapang (mold) yang merupakan fungi yang berfilamen dan multiseluler, dan khamir (yeast) yaitu bentuk fungi berupa
sel tunggal dengan pembelahan sel melalui pertunasan. Identifikasi khamir serupa dengan identifikasi bakteri, yaitu dengan melalui tes biokimia, sedangkan identifikasi kapang didasarkan pada kenampakan fisik (morfologi), termasuk karakteristik koloni dan spora reproduktif (Pratiwi, 2008). Fungi lingkungan udara baru mendapat perhatian besar setelah cukup banyak kasus dilaporkan bahwa pengotoran udara bukan saja disebabkan oleh partikel-partikel debu dan asap industri serta asap rokok, melainkan juga oleh spora-spora kapang yang ada di udara. Udara di tempat terbuka, misalnya di lading atau sawah, banyak mengandung spora yang mudah terbawa angin dari tempat satu ke tempat lain (Gandjar et al., 2006). Beberapa fungi terutama fungi patogen memiliki sifat dimorfisme, yaitu memiliki dua bentuk pertumbuhan, sebagai kapang atau sebagai khamir. Sifat dimorfisme ini tergantung pada temperatur, pada temperatur 37 merupakan fase khamir, sedangkan pada temperatur 24-28 merupakan fase kapang. Bentuk kapang juga terjadi pada kondisi fungi sebagai saprofit (misalnya di dalam tanah), sedangkan pada kondisi fungi sebagai parasite (misalnya di dalam tubuh hewan), fungi terdapat dalam bentuk khamir (Pratiwi, 2008). 2.5.1 Khamir Khamir (yeast) merupakan fungi bersel satu (uniseluler), tidak berfilamen, berbentuk oval atau bulat, tidak berflagela, dan berukuran lebih besar dibandingkan sel bakteri, dengan lebar berkisar 1-5mm dan panjang berkisar 5-30mm. Khamir bersifat fakultatif, artinya khamir dapat hidup dalam keadaan aerob ataupun anaerob (Pratiwi, 2008).
2.5.2 Kapang Kapang (molds) adalah fungi yang tumbuh cepat dan bereproduksi secara aseksual,merupakan organisme aerob sejati, tubuh kapang (thallus) dibedakan menjadi dua bagian yaitu miselium dan spora. Miselium merupakan kumpulan beberapa filamenyang disebut hifa. Bagian dari hifa yang berfungsi untuk mendapatkan nutrisi disebut hifa vegetatif. Sedangkan bagian hifa yang berfungsi sebagai alat reproduksi disebut hifa reproduktif atau hifa udara (aerial hypha), karena pemanjangannya mencapai bagian atas permukaan media tempat fungi ditumbuhkan (Pratiwi, 2008). 2.5.3 Isolasi Fungi Mempelajari mofologi, fisiologi, biokimia, genetika, atau kegiatan apa pun dari fungi hanya dapat dilakukan apabila kita telah mempunyai isolat murni. Untuk hal tersebut fungi yang akan dipelajari harus dipisahkan terlebih dahulu dari substrat pertumbuhannya atau dari lingkungan sekitarnya. Sebelum melakukan isolasi kita harus menyusun suatu rencana kerja dan mempersiapkan medium tepat yang segar, serta peralatan gelas yang akan diperlukan. Medium umum untuk mengisolasi fungi umumnya menggunakan Potato Dextrose Agar (PDA), Malt Extract Agar (MEA), Czapek Dox Agar (CDA), Carrot Agar (CA), Oat Meal Agar (OA), Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol Agar (DRBC), Taoge Extract 6% Sucrose Agar (TEA) (Gandjar et al., 2006). Sedangkan medium khusus mempunyai komposisi yang khusus sesuai dengan fungi yang akan diisolasi. Ada yang dapat dibuat sendiri dan ada yang sudah tersedia komersial. Medium khusus ini misalnya Acetic Dichloran Yeast
Extract Sucrose Agar (ADYESA) untuk fungi yang tumbuh di lingkungan yang sangat asam, dan Dichloran Creatine Sucrose Bromocresole Agar (DCSBA) untuk fungi yang memerlukan bahan yang berkadar protein tinggi seperti keju, daging, dan kacang-kacangan. Isolasi kapang dari udara dapat dilakukan dengan menyediakan suatu cawan petri dengan medium PDA, TEA atau RBC tanpa tutup dibiarkan selama 15-20 menit di tempat fungi akan ditangkap, kemudian cawan ditutup dan diinkubasikan pada suhu yang sesuai. Semua koloni fungi yang tunggal, yang representative, dipindahkan ke medium di cawan petri yang lain untuk dimurnikan sebelum dipindahkan lebih lanjut ke dalam tabung reaksi, baik sebagai stock culture maupun sebagai working culture(gandjar et al., 2006). 2.6 Media Kultur Bahan nutrisi yang digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme laboratorium disebut media kultur. Pengetahuan tentang habitat normal mikroorganisme sangat membantu dalam pemilihan media yang cocok untuk pertumbuhan mikroorganisme di laboratorium. Karena mikroorganisme memiliki perbedaan pada kebutuhan nutrisinya, tidak ada satupun medium yang dapat menumbuhkan seluruh mikroorganisme yang sama (Lee, 1983). Berdasarkan konsistensinya, media dikelompokkan menjadi dua macam yaitu media cair (liquid media) dan media padat (solid media). Apabila media cair merupakan ekstrak kompleks material biologis, maka media tersebut dinamakan rich media atau broth. Media padat menggunakan bahan pembeku (solidifying agent), misalnya Agar, suatu Agar memiliki komposisi kimia berupa D-galaktosa,
3,6-anhidro-L-galaktosa,D-glucuronic acid. Agar sebagai bahan pembeku akan mencair saat dididihkan, kemudian didinginkan pada suhu 40-42 sebelum dibekukan. Media Agar ini tidak akan mencair lagi kecuali pada suhu 80-90. Agar merupakan media yang paling sering digunakan dan terbuat dari rumput laut pilihan, media agar adalah agen pengeras yang bagus sekali karena tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme (Pratiwi, 2008). Menurut kandungan nutrisinya, media dapat dibedakan menjadi beberapa macam (Pratiwi, 2008): Defined media (synthetic media) Defined media merupakan media yang komponen penyusunnya sudah diketahui atau ditentukan. Media ini biasanya digunakan dalam penelitian untuk mengetahui kebutuhan nutrisi mikroorganisme. Contoh: media untuk Escherichia coli. Media kompleks (complex media) Media kompleks merupakan media yang tersusun dari komponen yang secara kimia tidak diketahui dan umumnya diperlukan karena kebutuhan nutrisi mikroorganisme tertentu tidak diketahui. Contoh: Nutrient Broth/ Nutrient Agar, Tryptic Soy Broth (TSB)/ Tryptic Soy Agar (TSA), MacConkey Agar Media umum (general media) Media umum merupakan media pendukung bagi banyak pertumbuhan mikroorganisme.
Media penyubur (enrichment media) Media penyubur merupakan media yang berguna untuk mempercepat pertumbuhan mikroorganisme tertentu. Media ini digunakan bila kita ingin menumbuhkan salah satu mikroorganisme dari kultur campuran. Media ini menggunakan bahan atau zat yang serupa dengan habitat tempat mengisolasi mikroorganisme tersebut. Media selektif (selective media) Media selektif merupakan media yang mendukung pertumbuhan mikroorganisme tertentu (seleksi) dengan menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang lain. Pada media ini ditambahkan bahan penghambat pertumbuhan, misalnya bile salt dan dye (fuchsin, crystal violet, brilliant green) yang akan menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif dan tidak memberi efek pada bakteri Gram negatif; antibiotik; dan selulosa untuk mengisolasi bakteri pendegradasi selulosa. Media diferensial (differential media) Media diferensial digunakan untuk membedakan kelompok mikroorganisme dan bahkan dapat digunakan untuk identifikasi. Contohnya adalah media Agar Darah, media MacConkey. Media khusus Contoh media khusus adalah media untuk bakteri anaerob. Biasanya ke dalam media tersebut ditambahkan bahan yang dapat mereduksi kandungan O 2 dengan cara pengikatan kimiawi. Contoh bahan-bahan itu adalah sistein, sebagai indikator anaerob digunakan rezasurin.