Mikrobiologi Umum Dan Bakteri DASAR BIOPROSES

Mikrobiologi Umum Dan Bakteri DASAR BIOPROSES

MIKROBIOLOGI Ilmu yang mempelajari susunan dan aktifitasaktifitas kehidupan mikroba, yaitu makhluk yang mempunyai ukuran sel sangat kecil dan hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. Kata mikrobiologi berasal dari bahasa Latin Micros : kecil Bios : hidup Logos : pengetahuan

Golongan Mikroba Yang Dikenal 1. Bakteria 2. Ragi (Yeast)/Khamir 3. Fungi (Mold)/Kapang 4. Algae 5. Protozoa 6. Virus Mikroba tersebar luas di alam dan melakukan perubahan-perubahan fisik dan kimia yang penting bagi kehidupan manusia tumbuhan dan binatang

Mikroba Virus

Makhluk hidup : tanaman, hewan dan protista. Pada tanaman dan hewan, setiap sel tidak dapat berfungsi secara terpisah tetapi merupakan unit terkecil dari suatu organisme multiseluler. Protista : semua makhluk hidup yang tidak tergolong hewan atau tanaman. Protista : protista tingkat rendah atau prokariot protista tingkat tinggi atau eukariot

Prokariot Terdiri dari bakteri, Rickettsia dan Chlamydia, mikoplasma dan ganggang biru hijau. Eukariot Terdiri dari fungi (kapang/lapuk, ragi/khamir, jamur / cendawan), ganggang dan protozoa.

CIRI-CIRI SEL PROKARIOT DAN EUKARIOT Ciri-ciri Prokariot Eukariot Ukuran Sel : Diameter Struktur genetik : Membran inti yang mengelilingi nukleoplasma Jumlah kromosom Nukleolus (inti sel) Pembelahan inti secara mitosis Protein (histon) terikat pada kromosom Struktur sitoplasma : Retikulum endoplasma Mitokondria Badan Golgi Lisosom Ribosom : - sitoplasma (organel) - membran Gerakan sitoplasma Membran yang mengandung pigmen fotosintesis Dinding sel mengandung peptidoglikan 0,2 5 m 0,01 5000 m3 Tidak ada 1 Tidak ada Tidak ada Tidak ada Tidak ada Tidak ada Tidak ada Tidak ada 70S* Tidak ada Tidak ada Kromatofor Ada** 2 100 m (5-6,5) x 1013 m3 Ada 1 Ada Ada Ada Ada Ada Ada Ada 80S 70S Ada Kloroplas Tidak Ada

Sel Bakteri (Prokariot)

Organisasi Sel : Prokariot dan Eukariot Sel Eukariot

Sel Tanaman dan Sel Hewan

Bakteri Nama bakteri berasal dari kata bakterion (bahasa Yunani) yang berarti tongkat atau batang Ukuran bakteri lebih kecil dari ragi dan fungi Dari bentuknya (coccus, mikrococcus, diplo cc, strepto cc, staphylo cc; bacillus/batang; spirilla, vibrio, spirochaeta) Bakteri adalah suatu organisme prokariot.

Anatomi Bakteri 1. Dinding sel 2. Membran sel (dilalui makanan masuk dan buangan keluar 3. Membran intra seluler ( tempat melekat bagian-bagian lain dari sel dan tempat terjadinya kegiatan sel) 4. Membran photosynthesa 5. Risobome [partikel halus dari protein dan asam ribonukleat (RNA= Ribosenucleic acid). Satu sel tunggal mengandung hampir 10.000 ribosome.] 6. Daerah inti [fungsi inti dijalankan oleh DNA(deoxyribose nucleic acid) yang merupakan benang panjang 7. Flagella (alat untuk bergerak) 8. Bakteria pathogen (membentuk kapsul, kenyal seperti lendir di permukaan sel) 9. Spora (tahan terhadap keadaan luar yang buruk)

Struktur Bakteri Plasmid Kromosom Ribosom Dinding Sel Membran Sel Flagela

Penamaan Bakteri Bakteri diberi nama yang terdiri dari nama jenis (genus), spesies dan galur (strain). Nama spesies kadang-kadang menunjukkan sifat, warna atau penemunya. Contoh : Mycobacterium tuberculosis (penyebab tuberkulosis) Streptococcus albus (berwarna putih) Bacillus stearothermophilus (bersifat termofilik) Clostridium welchii Propionibacterium shermanii.

Klasifikasi Bakteri Bergey s Manual of Systematic Bacteriology Bakteri dikelompokkan berdasarkan : Bentuk sel Sifat pewarnaan gram Kebutuhan terhadap oksigen.

Bentuk Sel Bakteri Bakteri pada umumnya mempunyai ukuran sel 0,5-1,0 m kali 2,0-5,0 m. Bentuk dasar bakteri : bentuk bulat atau kokus (jamak : koki), bentuk batang atau basilus (jamak : basili), dan bentuk spiral Bakteri berbentuk batang ada yang terdapat dalam bentuk berpasangan (diplobasili) atau membentuk rantai (streptobasili) Pengelompokan ini pada beberapa keadaan bukan merupakan sifat morfologinya, melainkan dipengaruhi oleh tahap pertumbuhan atau kondisi kultur.

Bakteri Bulat / Kokus Bakteri berbentuk bulat, lebih tahan terhadap proses pengolahan (pemanasan, pendinginan, dan pengeringan), dibandingkan dengan bakteri berbentuk batang Bakteri yang tidak teratur (staphylo) lebih sukar dimatikan dengan proses pengolahan, dibandingkan dengan bakteri yang selnya terpisah-pisah atau berbentuk rantai

Bakteri Bulat / Kokus

Bakteri Kokus Berflagel

Bakteri Bentuk Batang / Basil

Bakteri Basil

Bakteri bentuk Spiral Bakteri berbentuk spiral (tunggal : spirilum, jamak : spirila) terdapat secara terpisah-pisah (tunggal), tetapi masing-masing spesies berbeda dalam panjang, jumlah, dan amplitudo spiralnya, serta ketegaran dinding selnya. Beberapa spesies ukurannya pendek dengan spiral yang padat, sedangkan spesies lainnya mungkin sangat panjang dengan bentuk seperti tali berputar (bergelombang). Bakteri yang ukurannya pendek dengan spiral yang tidak lengkap disebut bakteri koma atau vibrio.

Bakteri Spiral / Vibrio

Sifat Pewarnaan Gram Bakteri tergolong dua kelompok berdasarkan sifat pewarnaan Gram : Gram Positif Gram Negatif Perbedaan sifat disebabkan perbedaan komposisi dinding sel Gram (+) : mengandung banyak peptidoglikan Gram (-) : mengandung sedikit peptidoglikan, banyak lipopolisakarida

Pewarnaan Bakteri BAKTERI Gram Positif ( G p ) Gram Negatif ( G n ) G p Dinding sel mengandung sejumlah besar peptidoglikan (90%) Bila diberi pewarna Gram, dinding sel akan berwarna biru tua atau violet Contoh : Bacillus, Streptococcus, Clostridium G - n Dinding sel mengandung lipopolisakarida (5-20%) Bila diberi pewarna Gram tidak muncul warna Beberapa spesies bersifat patogen Contoh : E-Coli, Salmonella, Pseudomonas, Bakteri asam asetat.

Bakteri Gram Positif

Perbedaan Relatif Sifat Bakteri Gram positif dan Gram negatif Sifat Bakteri gram positif Perbedaan relatif Bakteri gram negatif Komposisi dinding sel Ketahanan terhadap penisilin Penghambatan oleh pewarna basa (misalnya violet kristal) Kebutuhan nutrien Kandungan lipid rendah (1-4 %) Lebih sensitif Lebih dihambat Kebanyakan spesies relatif kompleks Kandungan lipid tinggi (11-22%) Lebih tahan Kurang dihambat Relatif sederhana Ketahanan terhadap perlakuan fisik Lebih tahan Kurang tahan

Urutan Pewarnaan Gram, oleh Christian Gram (1884) Urutan pewarnaan 1. Violet kristal (VK), 1 menit 2. Larutan iodium (I), 1 menit 3. Pencucian dengan alkohol 4. Safranin, 20 detik Reaksi dan Warna Bakteri Gram positif Sel berwarna violet biru Terbentuk kompleks VK- I, sel berwarna violetbiru Dinding sel mengalami dehidrasi Pori-pori berkerut Permeabilitas menurun Kompleks VK-I tidak dapat keluar sel Sel tetap berwarna violet-biru Tidak terpengaruh Sel tetap berwarna violet-biru Gram negatif Sel berwarna violet biru Terbentuk kompleks VK- I, sel berwarna violetbiru Lemak terekstrasi dari dinding sel Pori-pori membesar Kompleks VK-I tercuci ke luar Sel tidak berwarna Sel menyerap zat warna, ber warna merah

Bakteri yang bermanfaat di bidang bioproses (1) Gluconobacter dan Acetobacter Bakteri ini bersifat aerobik Dapat mengoksidasi etanol menjadi asam asetat, oleh karena itu penting dalam industri asam asetat (cuka). Spesies yang sering digunakan dalam industri asam asetat (cuka) : G. suboxydans A. aceti Pembuatan nata de coco Acetobacter xylinum digunakan dalam pembuatan nata de coco. Suhu optimum pertumbuhan adalah 20-30 0C, meskipun beberapa jenis dapat tumbuh pada suhu di bawah 0 0C.

Zymomonas Bakteri yang bermanfaat di bidang bioproses (2) Tumbuh pada kondisi aerobik maupun anaerobik. Pada kondisi aerobik, mengoksidasi asam amino, jika tidak terdapat oksigen, metabolisme menjadi bersifat fermentatif, dan energi diproduksi dengan cara memecah gula menjadi asam organik. Dapat tumbuh pada medium sederhana pada kisaran ph dan suhu yang luas, yaitu mulai suhu kurang dari 10 0C sampai lebih dari 40 0C. Zymomonas mobilis, sering tumbuh pada sari buah dan menyebabkan fermentasi seperti khamir, yaitu menghasilkan etanol, CO2 dan sedikit asam laktat.

Leuconostoc Bakteri yang bermanfaat di bidang bioproses (3) Leuconostoc dapat menfermentasi asam sitrat menjadi diasetil. L. dextranicum dan L. cremoris sering digunakan dalam pembuatan keju untuk meningkatkan citarasa. Leuconostoc juga memproduksi lendir yang berlebihan pada makanan yang mengandung sukrosa. Sifat memproduksi lendir yang terdiri dari dekstran ini menguntungkan untuk industri dekstran.

Pediococcus Bakteri yang bermanfaat di bidang bioproses (4) Pediococcus bersifat homofermentatif, memecah gula menjadi asam laktat sampai mencapai konsentrasi 0,5-0,9 % dan tumbuh baik pada konsentrasi garam sampai 5,5 %. Sering digunakan sebagai kultur starter dalam fermentasi daging (sosis), misalnya Pediococcus cerevisiae.

PRODUK MIKROBA PROKARIOT (Bakteri) Produk Mikroba Produk Mikroba Protein sel tunggal Bacillis natto Vaksin : Bordetella pertusis Asam-asam organik Acetobacter aceti Metana : Methanobacterium Asam amino Glutamat Corynebacterium glutamicum Nukleotida : Asam guanilat B. subtilis Antibiotik dari Bacillus : Basitrasin B. licheniformis Polisakarida : Dekstran Leuconostoc mesenteroides Antibiotik dari Streptomyces : Amfoterisin B S. nodosus Konversi steroid : Dehidrogenasi pada 1,2 (Coryne-bacterium) simplex Antibiotik dari prokariot lain : Gentamisin Micromonospora purpurea Enzim : Amilase Bacillus subtilis Pelarut / Bahan bakar : Aseton Clostridium acetobutylicum

Penyebaran tuberkulosis di paruparu