Mikrobiologi

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1   Latar Belakang Masalah

 Mikrobiologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari mahluk hidup berukuran mikroskopis (mikrobio) meliputi bakteri, algae, protozoa, fungi, dan virus. Mikrobiologi dapat dipandang sebagai ilmu dasar yang mempelajari biologi dari mikrobia.

Dahulu manusia selalu berfikir dari manakah asal mula kehidupan? Maka akhirnya banyak peneliti yang melakukan berbagai penelitian. Berbagai jenis penelitian dilakukan untuk menjawab pertanyaan tersebut. Hingga pada akhirnya seorang peneliti menemukan makhluk yang tidak kasat mata yang disebut mikroorganisme. Peneliti lain merasa tertarik dengan penemuan tersebut, maka mereka melakukan penelitian tentang bentuk, sifat dan karakteristik makhluk kecil itu.

Penelitian demi penelitian dilakukan oleh para ahli lainnya, hingga mereka menemukan berbagai keuntungan dan kerugian yang ditimbulkan oleh makhluk kecil tersebut. Untuk mengatasi kerugian yang ditimbulkannya peneliti lain melakukan penelitian untuk menemukan pencegahan dan pengobatan dari kerugian tersebut. Seiring dengan berkembangnya zaman dan teknologi, maka mikrobiologi menjadi sebuah cabang ilmu yang membahas berbagai hal kehidupan yang berkaitan dengan mikroba (disiplin mikrobiologi).

1.2  Disiplin Mikrobiologi

Mikrobiologi sebagai cabang ilmu biologi, sudah secara luas memasuki bidang-bidang pengetahuan lain yang sejalan, antara lain:

1.        Bidang kesehatan, termasuk di dalamnya kebersihan, sanitasi dan higiene.

2.        Bidang pertanian, termasuk di dalamnya peternakan, perikanan kehutanan dan pasca-panen.

3.        Bidang industri, termasuk di dalamnya industri kimia, industri obat-obatan, industri kertas, industri tekstil dll.

4.        Bidang bahan makanan, khususnya yang berhubungan dengan masalah proses pengolahan/ pembuatan, kontrol kualitas dan keselamatan, dan pengawetan/ preservasi.

Ini disebabkan oleh jumlah jenis yang dapat berperan di berbagai bidang tersebut, baik yang secara langsung ataupun tidak, sehingga kemudian timbul cabang atau disiplin baru di lingkungan mikrobiologi yang lebih mengkhusus pada permasalahan yang terbatas, tetapi digarap dengan jangkauan yang lebih terperinci.

            Pembagian disiplin ini tergantung kepada arah atau orientasinya, apakah terhadap taksonomi, habitat atau problemanya (permasalahan yang ada atau ditimbulkan akibat mikroba).

Di bawah ini disiplin bidang mikrobiologi berdasarkan orientasinya:

A.    Taksonomi:

1.         Virologi: ilmu yang mempelajari bentuk , susunan dan pengembangan- kelompok jasad yang termasuk virus.

2.         Bakteriologi: ilmu yang mempelajari bentuk , susunan dan pembagian- kelompok jasad yang termasuk bakteri.

3.         Mikologi: ilmu yang mempelajari bentuk , susunan dan pembagian- kelompok jasad yang termasuk fungi atau jamur.

4.         Algologi atau Fikologi: ilmu yang mempelajari bentuk , susunan dan pembagian- kelompok jasad yang termasuk alga atau ganggang.

5.         Protozoologi: ilmu yang mempelajari bentuk , susunan dan pembagian- kelompok jasad yang termasuk protozoa atau hewan bersel satu.

B.     Habitat:

1.         Mikrobiologi Tanah: ilmu yang mempelajari kehidupan dan peranan mikroba di dalam tanah (berguna untuk bidang-bidang pertanian, tambang, geologi dll)

2.         Mikrobiologi Udara: ilmu yang mempelajari kehidupan dan peranan mikroba di udara (berguna untuk bidang-bidang kedokteran/ kesehatan, industri, ruang-angkasa dll)

3.         Mikrobiologi Air: ilmu yang mempelajari kehidupan dan peranan mikroba di dalam air (berguna untuk bidang-bidang pertanian/ perikanan, kesehatan, industri, pengairan, pengolahan buangan dll)

4.         Mikrobiologi “Rumen”: ilmu yang mempelajari kehidupan dan peranan Sejumlah mikroba yang  hidup dan berkembang di dalam sistem lambung makhluk hidup seperti manusia dan hewan (berguna untuk bidang-bidang kesehatan, peternakan/ perikanan, bahan-makanan dll)

C.     Problema

  (1)  Dasar:

1.         Ekologi Mikroba: ilmu yang mempelajari penyebaran dan assosiasi-kehidupan mikroba dengan lingkungannya.

2.         Fisiologi Mikroba: ilmu yang mempelajari sifat-sifat faal mikroba.

3.         Kimia/ biokimia Mikroba: ilmu yang mempelajari bentuk dan sifat kimia/ biokimia mikroba.

4.         Genetika Mikroba: ilmu yang mempelajari sifat-sifat turunan, kebakaan mikroba.

  (2)  Terapan:

1.      Mikrobiologi Kesehatan: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba di bidang kesehatan (penyakit, imunisasi dll)

2.      Mikrobiologi Sanitasi: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba di bidang sanitasi (termasuk bidang kebersihan)

3.      Mikrobiologi Makanan: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba di dalam bahan-makanan, baik yang mendatangkan keuntungan (misal di dalam proses pembuatan) ataupun yang mendatangkan kerugian (misal di dalam proses pembusukan dan kerusakan)

4.      Mikrobiologi Pasca-Panen: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba pada masa pasca-panen (pertanian pangan, tanaman industri, tanaman obat dll)

5.      Mikrobiologi Industri: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba di bidang industri, baik yang menguntungkan (di dalam proses) ataupun yang merugikan (menghambat proses,toksikasi dll)

6.      Mikrobiologi Analitik: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba yang harus dianalisis kehadirannya di dalam suatu bahan ataupun habitat.

7.      Mikrobiologi Geologi dan Pertambangan: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba di bidang pertambangan dan geologi.

8.      Mikrobiologi Kesenjataan: ilmu yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba di dalam sistem kesenjataan (misal bidang kesenjataan NUBIKA: Nuklir, Biologi dan Kimia).

Sebagai ilmu dasar, di dalamnya tercakup pembahasan permasalahan yang berhubungan dengan bentuk, sifat, perkembangbiakan, penyebaran dan lingkungan yang mempengaruhinya. Sedang sebagai ilmu terapan, karena secara langsung jasad-jasad yang terdapat di dalamnya dapat berperan, baik di bidang yang menguntungkan seperti proses pembuatan dan peningkatan nilai gizi-nutrisi dan organoleptik bahan makanan, industri farmasi, industri kimia, bidang pertanian dll. Juga secara langsung peranan jasad-jasad sebagi penyebab penyakit pada tanaman, hewan dan manusia, serta sebagai jasad penghasil racun/ toksin yang membahayakan.

  

1.3. Sejarah Perkembangan Mikrobiologi

Mikrobiologi merupakan suatu istilah luas yang berarti studi tentang organisme hidup yang terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan mata terlanjang. Dalam bahasa Yunani “Mikrobiologi” diartikan mikros yang berarti kecil, bios yang artinya hidup dan logos yang artinya kata atau ilmu. Dalam konteks pembagian ilmu modern, Mikrobiologi mencakup studi tentang bakteri (bakteriologi), jamur (mikologi), dan virus (virologi).

Mikrobiologi adalah suatu kajian tentang mikroorganisme. Mikroorganisme itu sangat kecil, biasanya bersel tunggal, secara individual tidak Dapat dilihat dengan mata telanjang. Mikroorganisme hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop. Walaupun beberapa pengaruh mikroorganisme telah diketahui dan juga telah dimanfaatkan selama ribuan tahun, tetapi baru 300 tahun yang lalu organisme- organisme mikroskopik terlihat dan dipelajari pertama kali.

Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723) ialah orang yang pertama kali mengetahui adanya dunia mikroorganisme itu. Pada tahun 1675 Antonie, membuat mikroskop dengan kualitas lensa yang cukup baik, sehingga dia bisa mengamati mikroorganisme yang terdapat pada air hujan yang menggenang dan air jambangan bunga. Dari air hujan yang menggenang di kubangan-kubangan dan dari air jambangan bunga, ia peroleh beraneka hewan bersel satu dengan menggunakan mikroskop buatan yang diperbesar hingga 300 kali. Ia tertarik dengan banyaknya benda-benda kecil yang dapat bergerak yang tidak terlihat dengan mata biasa. Ia menyebut benda-benda bergerak tadi dengan ‘animalcule’ yang menurutnya merupakan hewan-hewan yang sangat kecil. Selain itu ia juga menemukan adanya hewan bersel satu ini kemudian diberi nama Infusoria atau “hewan tuangan”.

Penemuan ini membuatnya lebih antusias dalam mengamati benda-benda tadi dengan lebih meningkatkan mikroskopnya. Hal ini dilakukan dengan menumbuk lebih banyak lensa dan memasangnya di lempengan perak. Akhirnya Leewenhoek membuat 250 mikroskop yang mampu memperbesar 200- 300 kali. Leewenhoek mencatat dengan teliti hasil pengamatannya tersebut dan mengirimkannya ke British Royal Society. Salah satu isi suratnya yang pertama pada tanggal 7 September 1674 ia menggambarkan adanya hewan yang sangat kecil yang sekarang dikenal dengan protozoa. Antara tahun 1963-1723 ia menulis lebih dari 300 surat yang melaporkan berbagai hasil pengamatannya. Salah satu diantaranya adalah bentuk batang, coccus maupun spiral yang sekarang dikenal dengan bakteri. Pentingnya penemuan tersebut tidak dihargai pada saat itu terlebih lagi penemuan Leewenhoek tentang animalcules menjadi perdebatan darimana asal animalcules tersebut. Ada dua pendapat yang muncul, satu mengatakan animalcules ada karena proses pembusukan tanaman atau hewan, melalui fermentasi misalnya. Pendapat ini mendukung teori yang mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati melalui proses abiogenesis. Konsep ini dikenal dengan ganaratio spotanea. Pendapat ini mengatakan bahwa animalcules tadi berasal dari animalcules sebelumnya seperti halnya organisme tingkat tinggi.

Pendapat atau teori ini disebut dengan biogenesis. Mikrobiologi tidak berkembang sampai perdebatan tersebut terselesaikan dengan dibuktikannya kebenaran teori biogenesis. Pembuktian ini memerlukan berbagai macam eksperimen yang nampaknya sederhana dan perlu waktu lebih dari 100 tahun.. Baru setelah hampir 200 tahun berikutnya, seorang ahli Perancis, Louis Pasteur, Louis Pasteur (1822 – 1895) seorang ahli kimia yang menaruh perhatian pada mikroorganisme. Oleh karena itu ia tertarik untuk meneliti peran mikroba dalam industri anggur dan pembuatan alkohol dalam mempelajari proses fermentasi dan menunjukkan bahwa mikroorganismelah penyebab rasa asam yang tidak dikehendaki pada beberapa jenis anggur. Kenyataannya, ada satu jenis mikroorganisme yang membantu pembuatan anggur, namun ada organisme lain yang menyebabkan rusaknya minuman anggur. Setelah gagasan ini diterima studi tentang organisme dengan proses metabolisme menjadi ilmu yang penting.

Antara tahun 1674 sampai 1683 ia terus menerus mengadakan hubungan
dengan lembaga “Royal Society” di Inggris. Ia melaporkan hal-hal yang diamatinya dengan miskroskop itu kepada lembaga tersebut. Laporan-laporan itu disertai dengan gambar-gambar mikroorganisme yang beraneka ragam. Atas kecermatan dan ketelitian pengamatan Leeuwenhock nyata sekali pada gambar–gambar tersebut. Kemudian ia membuat sketsa bakteri dengan bentuk bola (kokus), silindris atau bentuk batang (basillus), spiral (spirilum). Akan tetapi arti penemuan Leeuwcnhock tidak dihiraukan sebelum tahun 1800, ketika orang belum menyadari benar bahwa mikroorganisme adalah penyebab banyak penyakit atau menyebabkan perubahan kimia pada pahan – bahan disekitar kita yang tidak terhitung banyaknya. Dalam sejarah mikrobiologi, Leeuwenhoek dapat dipandang sebagai peletak dasar utama atau bapak mikrobiologi.

BAB 2

PEMBAHASAN

2.2 Pengertian Mikrobiologi

Mikrobiologi mencangkup pengetahuan tentang virus (virologi), pengetahuan tentang bakteri (bakteriologi), pengetahuan tentang hewan bersel satu (protozoologi), pengetahuan tentang jamur (mikologi), terutama yang meliputi jamur-jamur rendah seperti Phycomycetes, dan juga Ascomycetes, serta Deuteromycetes. Lebih dari satu abad yang lalu Louis Pasteur dan beberapa rekannya meyakinkan profesi medis bahwa sebenarnya organisme yang kecil inilah yang menyebabkan penyakit. Informasi yang diperoleh dari mikrobiologi membawa kemajuan besar untuk mengawasi banyaknya penyakit menular. Disamping itu mikroorganisme telah digunakan untuk mempelajari berbagai proses biokimia yang diketahui terjadi pada bentuk kehidupan yang lebih tinggi. Jadi banyak fakta tentang metabolisme manusia yang diketahui oleh sekarang, mula-mula diketahui terjadi pada  bukan hanya studi tentang mikroorganisme penyebab penyakit, tetapi merupakan studi tentang semua aktifitas hayati mikroorganisme.

2.3 Mikrobiologi Sebagai Ilmu Dasar

Mikrobiologi disebut sebagai ilmu dasar karena di dalamnya tercakup pembahasan permasalahan yang berhubungan dengan bentuk, sifat, perkembangbiakan, penyebaran dan lingkungan yang mempengaruhi mikroba tersebut. Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas dibandingkan mahluk hidup yang lain. Bakteri memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat hingga lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim.
Bakteri ada yang menguntungkan tetapi ada pula yang merugikan. Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup yang lain. Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).

Ciri-ciri Bakteri
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu:

1.      Organisme multiselluler.

2.      Prokariot (tidak memiliki membran inti sel).

3.      Umumnya tidak memiliki klorofil.

4.      Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan micron umumnya memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.

5.      Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam.

6.      Hidup bebas atau parasit.

7.      Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan.

8.      Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan.

Struktur Bakteri

Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:

1.      Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri). Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan.

2.      Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu). Meliputi kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.

Struktur dasar sel bakteri

struktur-bakteri1

Struktur dasar bakteri :

1.      Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).

2.      Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.

3.      Sitoplasma adalah cairan sel.

4.      Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.

5.      Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.

granula

Struktur tambahan bakteri :

1.      Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.

2.      Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel.

3.      Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.

4.      Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis.

5.      Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis.

6.      Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru.

Bentuk Bakteri

Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral (spirilia) serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil. Berbagai macam bentuk bakteri :

1. Bakteri Kokus :

kokus

a.       Monokokus; berupa sel bakteri kokus tunggal

b.      Diplokokus; dua sel bakteri kokus berdempetan

c.       Tetrakokus; empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.

d.      Sarkina; delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus

e.       Streptokokus; lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.

f.        Stapilokokus; lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah anggur

2. Bakteri Basil :

basil

a.       Monobasil; berupa sel bakteri basil tunggal.

b.      Diplobasil; berupa dua sel bakteri basil berdempetan.

c.       Streptobasil; beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai.

 3. Bakteri Spirilia :

spirilia

a. Spiral yaitu bentuk sel bergelombang

b. Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup

c. Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma

Alat Gerak Bakteri

Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum memungkinkan bakteri bergerak menuju kondisi lingkungan yang menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang merugikan bagi kehidupannya.
Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan letak yang berbeda-beda pula yaitu:

1. Monotrik : bila hanya berjumlah satu
2. Lofotrik : bila banyak flagellum disatu sisi
3. Amfitrik : bila banyak flagellum dikedua ujung
4. Peritrik : bila tersebar diseluruh permukaan sel bakteri

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri

Pertumbuhan pada bakteri mempunyai arti perbanyakan sel dan peningkatan ukuran populasi. Faktor–faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri atau kondisi untuk pertumbuhan optimum adalah :

1. Suhu
2. Derajat keasaman atau pH
3. Konsentrasi garam
4. Sumber nutrisi
5. Zat-zat sisa metabolisme
6. Zat kimia

Hal tersebut diatas bervariasi menurut spesies bakterinya.

Cara Perkembangbiakan bakteri

Bakteri umumnya melakukan reproduksi atau berkembang biak secara aseksual (vegetatif = tak kawin) dengan membelah diri. Pembelahan sel pada bakteri adalah pembelahan biner yaitu setiap sel membelah menjadi dua. Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan bakteri lainnya. Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA. Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:

1.      Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.

Transformasi

 2.      Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).

transduksi

3.      Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.

konjugasi

2.4 Mikrobiologi Sebagai Ilmu Terapan

Mikrobiologi juga disebut sebagai ilmu terapan, karena secara langsung jasad-jasad yang terdapat di dalam dapat berperan, baik di bidang yang menguntungkan seperti proses pembuatan dan peningkatan nilai gizi-nutrisi dan organileptik bahan makanan, industri farmasi, industri-kimia, bidang pertanian dan sebagainya. Juga secara langsung peranan jasad-jasad sebagai penyebab penyakit pada tanaman, hewan dan manusia, serta sebagai jasad penghasil toksin (racun) yang membahayakan.

Para peneliti telah melakukan berbagai penelitian untuk mengetahui peranan yang ditimbulkan oleh mikroba. Antara lain adalah Louis Pasteur yang tertarik pada industry minuman anggur dan perubahan-perubahan yang terjadi selama proses fermentasi. Pada zaman dahulu, orang memperbaiki mutu produk-produk fermentasinya dengan cara mencoba-coba, tanpa menyadari bahwa mutu sesungguhnya bergantung kepada penyediaan atau perbaikan kondisi bagi pertumbuhan mikroorganisme pelaku fermentasi tersebut. Barulah setelah Pasteur menelaah peranan mikroorganisme dalam proses fermentasi pada pembuatan anggur maka orang menjadi mengerti bahwa mikroorganisme itulah yang menyebabkan terjadinya fermentasi.

Dimana proses fermentasi terjadi karena enzim yakni zat yang dihasilkan sel hidup yang menyebabkan berlangsungnya reaksi-reaksi kimiawi tertentu. Untuk masa berpuluh-puluh tahun tetap dianut adalah tentang proses fermentasi. Proses tersebut adalah suatu proses kimia. Karena jasad pemrosesannya tidak nampak. Serta kalaupun kemudian adanya pertumbuhan jasad (misal ragi) pada permukaan larutan dianggap sebagai akibat proses fermentasi. Tetapi berkat penelitian tiga orang ahli, antara lain Pasteur pada tahun 1830, dapat diketahui dan dipastikan bahwa proses fermentasi adalah proses biologis dimana mikroorganisme (ragi) yang berperan. Ia membuktikan bahwa mikroorganisme merupakan penyebab fermentasi. Setelah memeriksa banyak kelompok minuman anggur, maka dia menemukan berbagai macam mikroorganisme. Pasteur menetapkan bahwa dengan seleksi yang tepat terhadap mikroorganisme yang bersangkutan, maka dapat dipastikan bahwa akan diperoleh hasil yang baik dan merata secara konsisten.

 Untuk mencapai hal ini, maka mikroorganisme yang sudah ada dalam sari buah harus dihilangkan dan fermentasi yang baru dimulai dengan biakan, yaitu suatu pertumbuhan mikroorganisme yang diambil dari tong anggur yang dinilai baik. Pasteur menyarankan agar menghilangkan tipe-tipe mikroorganisme yang tidak diinginkan dengan pemanasan-yang tidak sampai merusakan aroma sari buah tetapi cukup tinggi untuk membunuh mikroorganisme. Ia mendapati bahwa perlakuan dengan suhu 62,80C selama setengah jam cukuplah untuk mencapai hal tersebut.

Menurut Pasteur, fermentasi asam laktat yang tidak ingin terjadi dari kontaminasi dengan bakteri berbentuk batang. Produksi etanol terjadi karena aktivitas sel khamir. Menurut penelitian yang dilakukan Pasteur bahwa jenis bakteri mampu mengubah gula menjadi produk akhir. Jadi suatu bakteri menyebabkan pembentukan asam laktat dari gula. Jenis lain membentuk asam butirat dan seterusnya. Pasteur menemukan bahwa proses fermentasi terjadi tanpa adanya udara. Ialah yang pertama menggunakan istilah aerob (aerobic) dan anaerob (anaerobic) yang artinya proses yang memerlukan udara dan proses yang yang tidak mungkin berlangsung jika tidak ada udara.

Kini proses ini, dinamai pasteurisasi, digunakan secara meluas pada industri fermentasi, tetapi yang paling kita kenal ialah yang dimanfaatkan di industri hasil susu, untuk membunuh jasad-jasad renik penyebab penyakit yang terdapat dalam susu dan produk-produk susu.

Selain bermanfaat mikroba juga dapat merugikan. Beberapa penelitian yang telah dilakukan pada ahli mengenai kerugian yanga dapat ditimbulkan oleh mikroba antara lain:

Koch membuktikan bahwa bakteri tersebut penyebab anthrax dengan cara memisahkan bakteri untuk batang tersebut dari bakteri lain yang ada kemudian menginjeksikannya ke dalam tikus yang sehat. Tikus selanjutnya menunjukkan perkembangan menuju anthrax dan bakteri yang diisolasi dari tikus menunjukkan kesamaan bakteri yang berasal dari domba yang sakit sebelumnya. Pada 1876, setelah meneliti selama 6 tahun Koch mengumumkan bahwa dia telah menemukan bakteri penyebab anthrax. Ia juga menyarankan bahwa ternak sakit supaya dibunuh dan dibakar atau dikubur yang dalam, setelah ia mengetahui bahwa spora yang dihasilkan oleh bakteri dapat bertahan hidup selama berbulan-bulan di daerah peternakan.

Dengan penemuan anthraxnya, Koch merupakan orang pertama yang membuktikan mikroba tertentu merupakan agen penyakit tertentu. Selanjutnya Koch dan kawan-kawan menemukan bakteri penyebab tuberculosis dan cholera. Perkembangan teknik laboratorium untuk mempelajari mikroorganisma. Koch dan anggotanya banyak memberi kontribusi mengenai teknik-teknik tersebut. Diantaranya adalah prosedur pengecatan bakteri untuk pengamatan dengan mikroskop cahaya dan juga koch menemukan bakteri yang menimbulkan tuberkolosis dan kolera. Berkat penelitian Koch ini maka ihwal dan penyebab penyakit TBC, tifus, difteri, kolera dan gonorhu serta antraks, dapat terungkap dan dipisahkan secara murni. Yang paling penting untuk diketahui adalah Postulat Koch yang menjadi dasar bagi seorang ahli untuk mencari, menemukan dan mengetahui jasad penyebab suatu penyakit didalam suatu wabah yang sedang berkecamuk. Tahap-tahap kerja Postulat tersebut mempunyai 4 dalil, yaitu :

1.      Bahwa mikroorganisme yang disangka penyebab harus selalu didapatkan pada semua penderita penyakit dan tidak didapatkan pada bukan penderita atau yang masih sehat.

2.      Bahwa mikroorganisme penyebab harus dapat dibiakkan secara murni di dalam media tanpa kehadiran bagian/jaringan jasad yang tadinya dikenai.

3.      Bahwa biakan jasad yg sudah dibiakkan, bila diinokulasikan (disuntikkan) kepada hewan percobaan, akan menimbulkan gejala penyakit yg sama.

4.      Bahwa biakan jasad yang sudah diinokulasikan. Dapat diisolasi/dipisahkan kembali serta kalau kemudian dibiakkan akan mempunyai bentuk yang sama seperti asal.

Pasteur (1877) menangani masalah antraks. Penyakit pada sapi, domba, dan terkadang manusia. Setelah mengamati penyebab penyakit itu dari darah hewan yang mati karena penyakit tersebut. Maka ia menumbuhkannya dalam labu –labu di laboratorium. Walaupun sejak jaman dulu sudah banyak ahli yang mempunyai keyakinan bahwa penyebab penyakit dapat berpindah tempat dan menyebar dari satu orang ke orang lain, baik melalui udara, melalui air. Ataupun melalui pembawa lainnya.

Kircher (1602-1680) menjelaskan cara-cara yang pasti tentang penularan, penyebaran dan perpindahan jasad penyebab penyakit lebih terperinci. Uraian, bahasan, dan batasan Kircher inilah yang kemudian dapat mengungkapkan berbagai jenis penyebab penyakit serta cara penyebaran dan penularannya, seperti yang kemudian dilanjutkan oleh Panum (1820-1885) ahli kedokteran Denmark untuk penyakit campak, Snow (1813-1858) dan Budd (1811-1880) tentang epidemi kolera Asia, dan sabagainya. Pada periode ini terjadinya gejala pembengkakan pada luka yang dibiarkan, kemudian diketahui, disebabkan oleh adanya pertumbuhan mikroorganisme pengubah darah menjadi nanah yang kemudian banyak hidup di sekitar dan didalam luka.

Francastoro dari Verona (1483-1553) menyatakan bahwa penyakit dapat disebabkan oleh jasad renik yang terlalu kecil untuk dapat dilihat yang dipindahkan (ditularkan) dari seseorang ke seseorang lain dan dasar-dasar yang meyakinkan tentang perpindahan dan penyebaran jasad penyebab penyakit.

Von Plnciz dari Vienna (1762) tidak hanya mengemukakan bahwa sesungguhnya makhluk hiduplah yang menjadi penyebab penyakit, tetapi juga berpendapat bahwa berbagai jasad renik menimbulkan bermacam-macam penyakit pula. Konsepsi parasitisme, yakni adanya organisme yang hidup pada atau didalam organisme lain dengan mengambil nutrient dari padanya, tersebar luas dalam tahun 1700-an.

Pada bidang pertanian mikroba juga dapat merugikan, misalnya penelitian yang telah dilakukan oleh Iwanowski (1892) sarjana mikroorganisme Rusia, meneliti penyebab penyakit aneh pada daun tembakau (yang dikenal dengan nama TMV/tobacco mosaic virus). Dimitri Ivanovski menunjukkan bahwa agen yang menyebabkan penyakit mosaik pada tembakau dapat ditularkan melalui ekstrak tanaman yang sakit. Ekstrak tersebut disaring dengan filter yang ditemukan oleh kawan-kawan Pasteur dimana filter tersebut diketahui dapat menyaring bakteri.

Pasteur meneliti pebrine, penyakit pada ulat sutra yang menghancurkan industri sutra yang penting. Ternyata masalah itu rumit, dan selama bertahun mereka mencari-cari pemecahannya dengan susah payah. Akan tetapi, pada akhirnya ia berhasil mengisolasi jasad renik (suatu protozoa) penyebabnya. Pasteur bahkan meningkat lebih lanjut dan menganjurkan kepada para petani ulat sutra agar mereka menyeleksi ulat–ulat baru yang sehat dan bebas penyakit untuk menghindari penyakit itu.

Walaupun merugikan, namun secara tidak langsung mikroba tersebut dapat berfungsi pula sebagai obat dari penyakit yg ditimbulkannya, yang disebut dengan antibiotic yang dilakukan melalui vaksinasi. Hal ini dibuktikan secara tidak sengaja oleh Pasteur pada tahun 1880 yang menggunakan teknik dari Konch untuk mengisolasi dan membiakkan bakteri yang menyebabkan kolera pada ayam. Untuk membuktikan penemuannya, Pasteur membuat demonstrasi dihadapan publik tentang percobaannya yang telah dilakukan berulang kali di laboratorium. Dia menginjeksikan biakkan bakteri kolera pada ayam sehat dan menunggunya sampai ayam tersebut menunjukkan gejala penyakit. Akan tetapi hasilnya membuat Pasteur mendapat malu karena ayamnya tetap hidup dan sehat. Pasteur kemudian mengevaluasi langkah-langkah yang menyebabkan demonstrasi tersebut gagal. Dia menemukan bahwa secara kebetulan dia menggunakan biakan tua seperti yang telah dilakukan sebelumnya, dan satu kelompok adalah ayam yang tidak pernah di inokulasi. Selanjutnya kedua kelompok ayam tersebut diinjeksi dengan biakan segar. Hasilnya, kelompok ayam yang kedua mati sedang kelompok ayam yang pertama tetap sehat.

Pertama hal ini membuatnya bingung, tetapi Pasteur segera menemukan jawabannya. Pasteur menemukan bahwa, bakteri jika dibiarkan tumbuh menjadi biakan tua menjadi avirulen yaitu kehilangan virulensinya atau kemampuan untuk menyebabkan penyakit. Tetapi bakteri avirulen ini masih dapat menstimulasikan sesuatu dalam tubuh host dan pada infeksi berikutnya manjadi imun atau tahan terhadap penyakit. Pasteur selanjutnya menerapkan prinsip imunisasi untuk mencegah anthrax. Pasteur menyebut bakteri yang telah avirulen tersebut dengan vaccin dari bahasa latin vaccayang artinya sapi dan imunisasi dengan biakan tersebut dikenal dengan vaksinasi (istilah yang diturunkan dari bahasa Latin vacca yang berarti “sapi”) dan imunisasi dengan biakan bakteri diatenuasi disebutnya vaksinasi. Dengan vaksinasi tersebut Pasteur mengenali atau mengetahui hasil kerja sebelumnya yang dilakukan oleh Edward Jenner (1749 – 1823) yang telah sukses memfaksinasikan para pekerjanya di peternakan yang telah terkena copox dari ternak sapinya tetapi tidak pernah berkembang menjadi serius. Jenner menduga bahwa karena terbiasa menghadapi cowpox akan mencegahnya dari serangan smallpox. Untuk membuktikan hipotesisnya ini Jener menginokulasi James Phipps pertama dengan materi yang menyebabkan cowpox yang diambil dari luka, kemudian dengan agen smallpox. Anak laki-laki tersebut tidak menunjukkan gejala smallpox.

Nama Pasteur selanjutnya dikenal dimana-mana dan oleh banyak orang dianggap sebagai peneliti tentang mikroorganisme yang ajaib. Untuk itu ia diminta membuat vaksin pencegah hidrofobia atau rabies, penyakit yang ditularkan ke manusia melalui gigitan anjing, kucing, atau binatang yang terinfeksi lainnya.

Pasteur adalah seorang ahli kimia, bukan dokter dan Pasteur tidak biasa memperlakukan manusia. Disamping kenyataan bahwa penyebab penyakit rabies adalah belum diketahui, tetapi Pasteur mempunyai keyakinan yang kuat bahwa itu adalah mikroorganisma. Ia dapat membuat kelinci terkena penyakit setelah diinokulasi dengan saliva anjing. Selanjutnya Pasteur dan asistennya mengambil otak dan tulang belakang kelinci tersebut dan mengeringkannya dan membuatnya menjadi larutan. Anjing yang diinokulasi dengan campuran tersebut dapat terhindar dari rabies. Akan tetapi vaksinasi terhadap anjing sangat berbeda dengan manusia. Pada bulan Juli 1885, seorang anak laki-laki bernama Joseph Meister digigit oleh serigala dan keluarganya membujuk Pasteur untuk menginokulasi anak tersebut. Kekawatiran Pasteur dan orang-orang menjadi berkurang setelah anak laki-laki tersebut tidak mati.

Dalam waktu yang bersamaan. Elie Metchnikoff (1845-1916) yang bekerja di laboratorium Pasteur, mengamati bahwa leukosit, semacam sel dalam darah manusia, dapat memakan bakteri penyebab penyakit yang ada dalam tubuh. Pelindung terhadap infeksi ini dinamakan fagosit atau “pemakan sel” dan prosesnya disebut fagositosis. Dalam pengertian umum, kata sepsis berarti infeksi, antisepsis berkenaan dengan cara-cara pemberantasan atau pencegahan infeksi. Telah dikemukakan mengenai diperkenalkannya oleh Semmelweis tentang cara-cara aseptik selama kelahiran agar mengurangi terjadinya demam nifas karena mikroorganisme.

Dalam tahun 1864, misalnya, Lister mencatat 45 persen dari pasiennya sendiri meninggal setelah pembedahan. Desinfektan pada waktu itu belum dikenal, tetapi asam karbolat (fenol). Sudah diketahui membunuh bakteri ,maka Lister menggunakan larutan encer asam tersebut untuk merendam perlengkapan bedah dan menyemprot ruang bedah. Luka dan torehan yang dilindungi dengan cara ini jarang terkena infeksi dan dengan cepat menjadi sembuh. Demikian gemilangnya keberhasilannya itu sehingga tekniknya dengan cepat diterima oleh para ahli bedah lain, dan praktek antisepsis inilah yang mendasari prinsip teknik asesptik masa kini yang digunakan untuk mencegah masuknya mikroorganisme kedalam luka atau insisi. Sekarang banyak sekali macam zat kimia, seperti alkohol dan larutan iodium, dan teknik fisik, seperti misalnya saringan udara, dan lampu ultraviolet germisidal (dapat membunuh kuman), yang digunakan menurunkan jumlah mikroorganisme di tempat –tempat seperti kamar bedah dan kamar anak- anak untuk bayi yang prematur.

Berdasarkan kepada disiplin didalam bidang mikrobiologi, akan nampak jelas kaitan ilmu tersebut sebagai ilmu dasar dan ilmu terapan. Sebagai ilmu dasar karena di dalamnya tercakup pembahasan permasalahan yang berhubungan dengan bentuk, sifat, perkembangbiakan, penyebaran dan lingkungan yang mempengaruhinya. Sedang sebagai ilmu terapan, karena secara langsung jasad-jasad yang terdapat di dalam dapat berperan, baik di bidang yang menguntungkan seperti proses pembuatan dan peningkatan nilai gizi-nutrisi dan organileptik bahan makanan, industri farmasi, industri-kimia, bidang pertanian dan sebagainya. Juga secara langsung peranan jasad-jasad sebagai penyebab penyakit pada tanaman, hewan dan manusia, serta sebagai jasad penghasil toksin (racun) yang membahayakan. Bahkan peranan mikroorganisme di dalam lingkungan hidup, yang saat ini mulai dikembangkan adalah: Sebagai jasad yang secara langsung ataupun tidak langsung mempengaruhi lingkungan dan juga sebagai jasad yang secara langsung ataupun tidak langsung dipengaruhi oleh lingkungan.

Sehubungan dengan hal tersebut di atas, maka pengembangan penggunaan mikroorganisme sebagai jasad parameter-alami (indikator–alami) terhadap perubahan di dalam lingkungan, mulai banyak digunakan, khususnya akibat adanya pencemaran domestik (dari rumah tangga) ataupun non-domestik (dari pabrik, industri, pertanian dan sebagainya).

BAB 3

PENUTUP

3.1 Ringkasan

Menurut bahasa mikrobiologi yang berasal dari bahasa yunani mikros yang berarti kecil, bios yang artinya hidup dan logos yang artinya ilmu. Dengan demikian dapat ditarik satu arti mikrobiologi merupakan suatu ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup yang berukuran kecil yang tidak dapat dilihat dengan kasap mata biasa serta memerlukan suatu benda untuk dapat melihatnya yang telah kita kenal dengan nama mikroskop yang mencakup bakteri, miko (jamur), viro (virus).

Mikrobiologi mulai ada dan dipelajari sekitar 300 tahun yang lalu, dimulai dari beberapa ilmuwan yang melakukan berbagai eksperimen untuk mengetahui keberadaan mikroba antara lain Antonie Van Leeuwenhock (1632-1723) yang membuat mikroskop, Louis Pasteur (1822 – 1895) mempelajari proses fermentasi dan menunjukkan bahwa mikroorganismelah penyebab rasa asam yang tidak dikehendaki pada beberapa jenis anggur, Robert Koch (1843-1910).

Sebagai ilmu dasar karena di dalamnya tercakup pembahasan permasalahan yang berhubungan dengan bentuk, sifat, perkembangbiakan, penyebaran dan lingkungan yang mempengaruhinya. Sedang sebagai ilmu terapan, karena secara langsung jasad-jasad yang terdapat di dalam dapat berperan, baik di bidang yang menguntungkan seperti proses pembuatan dan peningkatan nilai gizi-nutrisi dan organileptik bahan makanan, industri farmasi, industri-kimia, bidang pertanian dan sebagainya. Juga secara langsung peranan jasad-jasad sebagai penyebab penyakit pada tanaman, hewan dan manusia, serta sebagai jasad penghasil toksin (racun) yang membahayakan.

DAFTAR PUSTAKA

Budiyanto, Agus Krisno. 2010. Sejarah Perkembangan Mikrobiologi. (Online, http://zaifbio.wordpress.com). Diakses 25 September 2011.

Guru Ngeblog. 2008. Bakteri – Ciri ciri, Struktur, Perkembangbiakan, Bentuk dan Manfaatnya. (Online, http://gurungeblog.wordpress.com). Diakses 26 September 2011.

Nurilmiyati. 2011. Disiplin Mikrobiologi. (Online, http://nurilmiyati-mb.blogspot.com). Diakses 25 September 2011.