Senin, 14 Maret 2011

Metabolisme Bakteri



Metabolisme : semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup untuk memperoleh dan menggunakan energi, sehingga organisme dapat melaksanakan berbagai fungsi hidup.

Metabolisme terdiri dari dua proses yang berlawanan yang terjadi secara simultan. Reaksi tersebut adalah:
1. Sintesis protoplasma dan penggunaan energi yang disebut Sebagai Anabolisme.
2. Oksidasi substrat diiringi dengan terbentuknya energi disebut Dengan Katabolisme.
Bakteri memperoleh energi melalui proses oksidasi-reduksi. Oksidasi adalah proses pelepasan elektron sedang reduksi adalah proses penangkapan elektron. Karena elektron tidak dapat berada dalam bentuk bebas, maka setiap reaksi oksidasi selalu diiringi oleh reaksi reduksi. Hasil dari reaksi oksidasi energi.
- Reaksi oksidasi dikatalisis : enzimdehidrogenase transferelektron dan proton yang dibebaskan kepada aseptor elektron
intermedier seperti NAD
+ dan NADP+ NADH dan NADPH.
- Fosforilasi oksidasi terjadi pada saat elektron yang mengandung energi tinggi tersebut ditransfer ke dalam serangkaian transpor elektron sampai akhirnya di tangkap oleh oksingen atau oksidan anorganik lainnya sehingga oksigen akan tereduksi menjadi H2O.
- Berbagai carier yang mentransfer elektron menuju O2 : flavoprotein,quinon maupun citekrom.

Ada dua macam energi yang digunakan oleh makhluk hidup.
1. Sinar matahari. Organismenya disebut dengan organisme
fotosintesis atau di kenal juga dengan organisma fototrofik.
2. Oksidasi senyawa kimia. Organismenya disebut dengan organisme kemosintesis kemotrofik atauautotrofik.
Fotosintesis ada 2 macam :
1. Fotosintesis tipe Cyanobacteria. sama dengan fotosintesis yang terjadi pada tanamantingkat tinggi. CO2 + 2H2O ……sinar matahari…… H2O + [ CH2O ]n + O2 .
Klorofil
dimana pada sistem fotosintesis ini terdapat 2 fotosistem yaitu fotosistem (PS) I dan II. Aliran elektron dari PS II ke PS I mengubah NADP+ menjadi NADPH. Aliran eletktron yang demikian dikatakan noncyelic phosphorilation.
2. Fotosintesis tipe Noncyanobacteria.
tidak memiliki fotosistim II untuk menfotolisis H2O tidak pernah menggunakan air sebagai reduktan sehingga oksigen tidak pernah di hasilkan dari fotosintesis dikenal dengan fotosintesis anaerob memerlukan suplai senyawa organik sebagai donor hidrogennya.
Sinar matahari
CO2 +2H2A……………………….H2O + [CH2O]n + 2A





NUTRISI BAKTERI
  1. Dengan dasar cara memperoleh makanan, bakteri dapat dibedakan menjadi dua:
    Bakteri heterotrof: bakteri yang tidak dapat mensintesis makanannya sendiri. Kebutuhan makanan tergantung dari mahluk lain. Bakteri saprofit dan bakteri parasit tergolong bakteri heterotrof.
  2. Bakteri autotrofl bakteri yagn dapat mensistesis makannya sendiri. Dibedakan menjadi dua yaitu (1) bakteri foto autotrof dan (2) bakteri kemoautotrof.
KEBUTUHAN AKAN OKSIGEN BEBAS
Dengan dasar kebutuhan akan oksigen bebas untuk kegiatan respirasi, bakteri dibagi menjadi 2:
- Bakteri aerob: memerlukan O2 bebas untuk kegiatan respirasinya
- Bakteri anaerob : tidak memerlukan O2 bebas untu kegiatan
respirasinya.
Untuk keperluan hidupnya, semua makhluk hidup memerlukan bahan makanan. Bahan makanan ini diperlukan untuk sintesis bahan sel dan untuk mendapatkan energi. Demikian juga dengan mikroorganisme, untuk kehidupannya membutuhkan bahan-bahan organik dan anorganik dari lingkungannya. Bahan-bahan tersebut disebut dengan nutrient (zat gizi), sedang proses penyerapanya disebut proses nutrisi (Suriawiria, 1985).”
Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian. Kondisi tidak bersih dan higienis pada lingkungan adalah kondisi yang menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba sehingga mikroba dapat tumbuh berkembang di lingkungan seperti ini. Oleh karena itu, prinsip daripada menciptakan lingkungan bersih dan higienis adalah untuk mengeliminir dan meminimalisir sumber nutrisi bagi mikroba agar pertumbuhannya terkendali (Anonymous, 2006).”
Menurut Waluyo (2005), peran utama nutrien adalah sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor elektron dalam reaksi bioenergetik (reaksi yang menghasilkan energi). Oleh karenanya bahan makanan yang diperlukan terdiri dari air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor pertumbuhan, dan nitrogen. “Selain itu, secara umum nutrient dalam media pembenihan harus mengandung seluruh elemen yang penting untuk sintesis biologik oranisme baru (Jawetz, 2001).”
Pertumbuhan mikoorganisme tergantung dari tersedianya air. Bahan-bahan yang terlarut dalam air, yang digunakan oleh mikroorganisme untuk membentuk bahan sel dan memperoleh energi, adalaah bahan makanan.
A. NUTRISI MIKROORGANISME
1. Jenis Nutrisi
Nutrien dalam media perbenihan harus mengandung seluruh elemen yang penting untuk sintesis biologik organisme baru. Nutrient diklasifikasikan berdasarkan elemen yang mereka suplai.

 2. Sumber-sumber nutrisi
a. Sumber Karbon
Tumbuhan-tumbuhan dan beberapa bakteri mampu mengunakan energi fotosintetik untuk mereduksi karbondioksida pada penggunaan air. Organisme ini termasuk kelompok autotrof, makhluk hidup yang tidak membutuhkan nutrient organik untuk pertumbuhannya. Autotrof lain adalah khemolitotrof, organisme yang menggunakan substrat anorganik seperti hidrogen atau thiosulfat sebagai reduktan dan karbondioksida sebagai sumber karbon.
Heterotrof membutuhkan karbon organik untuk pertumbuhannya, dan karbon organik tersebut harus dalam bentuk yang dapat diasimilasi. Contohnya, naphthalene dapat menyediakan semua karbon dan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan respirasi heterotropik, tetapi sangat sedikit organisme yang memiliki jalur metabolik yang perlu untuk asimilasi naphthalene. Sebaliknya, glukosa, dapat membantu pertumbuhan fermentatif atau respirasi dari banyak organisme. Adalah penting bahwa substrat pertumbuhan disuplai pada tingkatan yang cocok untuk galur mikroba yang akan ditumbuhkan. Karbondioksida dibutuhkan pada sejumlah reaksi biosintesis.
Keperluan akan Zat Karbon
Organisme yang berfotosintesis dan bakteri yang memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik menggunakan secara khas bentuk karbon yang paling teroksidas, CO2, sebagai satu-satunya sumber utama karbon selular. Perubahan CO2, menjadi unsur pokok sel organik adalah proses reduktif, yang memerlukan pemasukan bersih energi.
Semua organisme lain memperoleh karbonnya terutama dari zat gizi organik. Karena kebanyakan substrat organik adalah setingkat dengan oksidasi umum sebagai unsur pokok sel organik, zat-zat itu biasanya tidak usah menjalani reduksi pertama yang berguna sebagai sumber karbon sel. Selain untuk memenuhi keperluan biosintetik akan karbon, maka substrat organik harus memberikan keperluan energetik untuk sel itu. Akibatnya sebagian besar daripada karbon yang terdapat pada substrat organik memasuki lintasan lintasan metabolisme yang menghasilkan energi dan akhirnya dikeluarkan lagi dari sel, sebagai CO2 (hasil utama dalam metabolisme pernapasan yang menghasilkan energi atau sebagai campuran CO2 dan senyawa organik). Jadi, substrat organik biasanya mempunyai peran gizi yang lengkap.
b. Sumber Nitrogen
Nitrogen merupakan komponen utama protein dan asam nukleat, yaitu sebesar lebih kurang 10 % dari berat kering sel bakteri. Nitrogen mungkin disuplai dalam bentuk yang berbeda, dan mikroorganisme beragam kemampuannya untuk mengasimilasi nitrogen. Hasil akhir dari seluruh jenis asimilasi nitrogen adalah bentuk paling tereduksi yaitu ion ammonium (NH4+). Banyak mikroorganisme memiliki kemampuan untuk mengasimilasi nitrat (NO3) dan nitrit (NO2) secara reduksi dengan mengubahnya menjadi amoniak (NH3). Jalur asimilasi ini berbeda dengan jalur dissimilasi nitrat dan nitrit. Jalur dissimilasi digunakan oleh organisme yang menggunakan ion ini sebagai elektron penerima terminal dalam respirasi, proses ini dikenal sebagai denitrifikasi, dan hasilnya adalah gas nitrogen (N2), yang dikeluarkan ke atmosfer.
Kemampuan untuk mengasimilasi N2 secara reduksi melalui NH3, yang disebut fiksasi nitrogen, adalah sifat untuk prokariota, dan relatif sedikit bakteri yang memiliki kemampuan metabolisme ini. Proses tersebut membutuhkan sejumlah besar energi metabolik dan tidak dapat aktif dengan adanya oksigen. Kemampuan fiksasi nitrogen ditemukan pada beragam bakteri yang berevolusi sangat berbeda dalam strategi biokimia untuk melindungi enzim fixing-nitrogen nya dari oksigen.
Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan NH4+ sebagai sumber nitrogen utama, dan banyak organisme memiliki kemampuan untuk menghasilkan NH4+ dari amina (R-NH2) atau dari asam amino (RCHNH2COOH). Produksi amoniak dari deaminasi asam amino disebut ammonifikasi. Amoniak dimasukkan ke dalam bahan organik melalui jalur biokomia yang melibatkan glutamat dan glutamine.
c. Sumber Belerang
Belerang adalah komponen dari banyak substansi organik sel. Belerang membentuk bagian struktur beberapa koenzim dan ditemukan dalam rantai samping cisteinil dan merionil protein. Belerang dalam bentuk asalnya tidak dapat digunakan oleh tumbuhan atau hewan. Namun, beberapa bakteri autotropik dapat mengoksidasinya menjadi sulfat (SO42-). Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan sulfat sebagai sumber belerang, mereduksi sulfat menjadi hidrogen sulfida (H2S). Beberapa mikroorganisme dapat mengasimilasi H2S secara langsung dari medium pertumbuhan tetapi senyawa ini dapat menjadi racun bagi banyak organisme.
Kedua unsur ini yaitu belerang dan nitrogen terdapat dalam sel dalam bentuk tereduksi, sebagai gugus sulfhidril dan amino. Sebagian besar mikroorganisme mampu menampung unsur-unsur ini dalam bentuk oksida dan mereduksi sulfat dan juga nitrat. Sumber nitrogen yang paling lazim untuk mikroorganisme adalah garam-garam ammonium. Beberapa prokariot mampu mereduksi nitrogen molekul (N2 atau dinitrogen). Mikroorganisme lain memerlukan asam-asam amino sebagai sumber nitrogen, jadi yang mengandung nitrogen organik. Tidak semua mikroorganisme mampu mereduksi sulfat, beberapa diantaranya memerukan H2S atau sistein sebagai sumber S.
Keperluan Akan Nitrogen dan Belerang
Nitrogen dan belerang terdapat pada senyawa organik sel terutama dalam bentuk yang terinduksi masing-masing sebagai gugus amino dan sulfhidril. Kebanyakan organisme fotosintetik mengasimilasi kedua unsur ini dalam keadaan anorganik yang teoksidasi, sebagai nitrat dan sulfat, jadi penggunaan biosintetiknya meliputi reduksi pendahuluan. Banyak bakteri nonfotosintetik dan cendawan dapat juga memenuhi keperluannya akan nitrogen dan belerang dari nitrat dan sulfat. Beberapa mikroorganisme tidak dapat mengadakan reduksi salah satu atau kedua anion ini dan harus diberikan unsur dalam bentuk tereduksi. Keperluan akan sumber nitrogen yang tereduksi agak umum dan dapat dipenuhi oleh persediaan nitrogen sebagai garam-garam ammonium. Keperluan akan belerang tereduksi lebih jarang, bahan itu dipenuhi dari persediaan sulfida atau dari senyawa organik yang mengandung satu gugus sulfhidril (misalnya sisteine).
Beberapa bakteri dapat juga memanfaatkan sumber nitrogen alam yang paling banyak, yaitu N2. Proses asimilasi nitrogen ini disebut fiksasi nitrogen dan meliputi reduksi permulaan N2 menjadi amino.
d. Sumber Phospor
Fosfat (PO43-) dibutuhkan sebagai komponen ATP, asam nukleat dan sejumlah koenzim seperti NAD, NADP dan flavin. Selain itu, banyak metabolit, lipid (fosfolipid, lipid A), komponen dinding sel (teichoic acid), beberapa polisakarida kapsul dan beberapa protein adalah bergugus fosfat. Fosfat selalu diasimilasi sebagai fosfat anorganik bebas (Pi).
e. Sumber Mineral
Sejumlah besar mineral dibutuhkan untuk fungsi enzim. Ion magnesium (Mg2+) dan ion ferrum (Fe2+) juga ditemukan pada turunan porfirin yaitu: magnesium dalam molekul klorofil, dan besi sebagai bagian dari koenzim sitokrom dan peroksidase. Mg2+ dan K+ keduanya sangat penting untuk fungsi dan kesatuan ribosom. Ca2+ dibutuhkan sebagai komponen dinding sel gram positif, meskipun ion tersebut bebas untuk bakteri gram negatif. Banyak dari organisme laut membutuhkan Na+ untuk pertumbuhannya. Dalam memformulasikan medium untuk pembiakan kebanyakan mikroorganisme, sangatlah penting untuk menyediakan sumber potassium, magnesium, kalsium, dan besi, biasanya dalam bentuk ion-ion (K+, Mg2+, Ca2+, dan Fe2+). Banyak mineral lainnya (seperti Mn2+, Mo2+, Co2+, Cu2+, dan Zn2+) dibutuhkan: mineral ini kerapkali terdapat dalam air kran atau sebagai kontaminan dari kandungan medium lainnya.
f. Sumber Oksigen
Untuk sel oksigen tersedia dalam bentuk air. Selanjutnya oksigen juga terdapat dalam CO2 dan dalam bentuk senyawa organik. Selain itu masih banya organisme yang tergantung dari oksigen molekul (O2 atau dioksigen). Oksigen yang berasal dari molekul oksigen hanya akan diinkorporasi ke dalam substansi sel kalau sebagai sumber karbon digunakan metana atau hidrokarbon aromatic yang berantai panjang. Menilik hubungannya dengan oksigen dapat dibedakan sekurang-kurangnya tiga kelompok organisme: organisme aerob obligat yang mampu menghasilkan energi hanya melalui respirasi dan dengan demikian tergantung pada oksigen. Organisme anaerob obligat hanya dapat hidup dalam lingkungan bekas oksigen. Untuk organisme ini O2 bersifat toksik. Mikroorganisme anaerob fakultatif tumbuh dengan adanya O2 udara, jadi bersifat aerotoleran; tetapi organisme ini tidak dapat memanfaatkan O2, tetapi memperoleh energi semata-mata dari peragian. Jenis bakteri anaerob fakultatif lain (Enterobacteriaceae) dan banyak ragi dapat beralih dari peroleh energi dengan respirasi (dengan adanya O2) ke peragian (tanpa O2).
3. Tipe-Tipe Nutrisi Utama Bakteri
Tipe
Sumber Energi untuk Pertumbuhan
Sumber Karbon Untuk Pertumbuhan
Contoh genus
Fototrof
Fotoautotrof
Fotoheterotrof
Cahaya
Cahaya
CO2
Senyawa organik
Chromatium
Rhodopseumdomonas
Kemotrof
Kemoautotrof
Kemoheterotrof
Oksidasi senyawa
Organik
Oksidasi senyawa
organik
CO2
Senyawa organik
Thiobacillus
Esherichia
4. Fungsi Nutrisi Untuk Mikroba
Setiap unsur nutrisi mempunyai peran tersendiri dalam fisiologi sel. Unsur tersebut diberikan ke dalam medium sebagai kation garam anorganik yang jumlahnya berbeda-beda tergantung pada keperluannya. Beberapa golongan mikroba misalnya diatomae dan alga tertentu memerlukan silika (Si) yang biasanya diberikan dalam bentuk silikat untuk menyusun dinding sel. Fungsi dan kebutuhan natrium (Na) untuk beberapa jasad belum diketahui jumlahnya. Natrium dalam kadar yang agak tinggi diperlukan oleh bakteri tertentu yang hidup di laut, algae hijau biru, dan bakteri fotosintetik. Natrium tersebut tidak dapat digantikan oleh kation monovalen yang lain. Jasad hidup dapat menggunakan makanannya dalam bentuk padat maupun cair (larutan). Jasad yang dapat menggunakan makanan dalam bentuk padat tergolong tipe holozoik, sedangkan yang menggunakan makanan dalam bentuk cair tergolong tipe holofitik. Jasad holofitik dapat pula menggunakan makanan dalam bentuk padat, tetapi makanan tersebut harus dicernakan lebih dulu di luar sel dengan pertolongan enzim ekstraseluler. Pencernaan di luar sel ini dikenal sebagai extracorporeal digestion. Bahan makanan yang digunakan oleh jasad hidup dapat berfungsi sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron. Dalam garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor tumbuh, dan sumber nitrogen.
a. Air
Air merupakan komponen utama sel mikroba dan medium. Funsi air adalah sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi. Selain itu air berfungsi sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam metabolisme.
b. Sumber energi
Ada beberapa sumber energi untuk mikroba yaitu senyawa organik atau anorganik yang dapat dioksidasi dan cahaya terutama cahaya matahari.
c. Sumber karbon
Sumber karbon untuk mikroba dapat berbentuk senyawa organik maupun anorganik. Senyawa organik meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam amino, asam organik, garam asam organik, polialkohol, dan sebagainya. Senyawa anorganik misalnya karbonat dan gas CO2 yang merupakan sumber karbon utama terutama untuk tumbuhan tingkat tinggi.
d. Sumber aseptor elektron
Proses oksidasi biologi merupakan proses pengambilan dan pemindahan elektron dari substrat. Karena elektron dalam sel tidak berada dalam bentuk bebas, maka harus ada suatu zat yang dapat menangkap elektron tersebut. Penangkap elektron ini disebut aseptor elektron. Aseptor elektron ialah agensia pengoksidasi. Pada mikrobia yang dapat berfungsi sebagai aseptor elektron ialah O2, senyawa organik, NO3-, NO2-, N2O, SO4 =, CO2, dan Fe3+.
e. Sumber mineral
Mineral merupakan bagian dari sel. Unsur penyusun utama sel ialah C, O, N, H, dan P. unsur mineral lainnya yang diperlukan sel ialah K, Ca, Mg, Na, S, Cl. Unsur mineral yang digunakan dalam jumlah sangat sedikit ialah Fe, Mn, Co, Cu, Bo, Zn, Mo, Al, Ni, Va, Sc, Si, Tu, dan sebagainya yang tidak diperlukan jasad. Unsur yang digunakan dalam jumlah besar disebut unsur makro, dalam jumlah sedang unsur oligo, dan dalam jumlah sangat sedikit unsur mikro. Unsur mikro sering terdapat sebagai ikutan (impurities) pada garam unsur makro, dan dapat masuk ke dalam medium lewat kontaminasi gelas tempatnya atau lewat partikel debu. Selain berfungsi sebagai penyusun sel, unsur mineral juga berfungsi untuk mengatur tekanan osmose, kadar ion H+ (kemasaman, pH), dan potensial oksidasireduksi (redox potential) medium.
f. Faktor tumbuh
Faktor tumbuh ialah senyawa organik yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan (sebagai prekursor, atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat disintesis dari sumber karbon yang sederhana. Faktor tumbuh sering juga disebut zat tumbuh dan hanya diperlukan dalam jumlah sangat sedikit. Berdasarkan struktur dan fungsinya dalam metabolisme, faktor tumbuh digolongkan menjadi asam amino, sebagai penyusun protein; base purin dan pirimidin, sebagai penyusun asam nukleat; dan vitamin sebagai gugus prostetis atau bagian aktif dari enzim.

g. Sumber nitrogen
Mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk amonium, nitrat, asam amino, protein, dan sebagainya. Jenis senyawa nitrogen yang digunakan tergantung pada jenis jasadnya. Beberapa mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas N2 (zat lemas) udara. Mikroba ini disebut mikrobia penambat nitrogen.
5. Unsur utama, sumber dan fungsi mereka dalam sel bakteri.
Elemen
% dari berat kering
Sumber
Fungsi
Karbon
50
Kompleks organik atau CO 2
material Utama dari bahan selular
Oksigen
20
H 2 O, Kompleks organik, CO 2, dan O 2
Konstituen dari sel dan sel bahan air; O 2 adalah menerima elektron dalam respirasi aerobik
Nitrogen
+14
NH 3, NO 3, Kompleks organik, N 2
Konstituen dari asam amino, asam nukleik nucleotides, dan coenzymes
Hidrogen
8
H 2 O, Kompleks organik, H 2
Utama dari organik memanjang dan sel air
Fosfor
3
anorganik Fosfat (PO 4)
Konstituen dari asam nukleik, nucleotides, phospholipids, LPS, teichoic asam
Belerang
1
SO 4, H 2 S, S o, belerang organik memanjang
Konstituen dari cysteine, methionine, glutathione, beberapa coenzymes
Kalium
1
Kalium GARAM dapur
Utama selular anorganik gigih dan cofactor untuk enzim tertentu
Magnesium
0.5 0,5
Magnesium GARAM dapur
Anorganik selular dengan gigih, cofactor tertentu untuk reaksi enzimatis
Kalsium
0.5 0,5
Kalsium GARAM dapur
Anorganik selular dengan gigih, cofactor untuk enzim tertentu dan komponen endospores
Besi
0.2 0,2
GARAM dapur besi
Komponen tertentu cytochromes dan nonheme-besi dan protein yang cofactor untuk beberapa reaksi enzimatis
6. Penggolongan Mikroba Berdasarkan Nutrisi Dan Oksigen
a. Berdasarkan sumber karbon
Berdasarkan atas kebutuhan karbon jasad dibedakan menjadi jasad ototrof dan heterotrof. Jasad ototrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk anorganik, misalnya CO2 dan senyawa karbonat. Jasad heterotrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik. Jasad heterotrof dibedakan lagi menjadi jasad saprofit dan parasit. Jasad saprofit ialah jasad yang dapat menggunakan bahan organik yang berasal dari sisa jasad hidup atau sisa jasad yang telah mati. Jasad parasit ialah jasad yang hidup di dalam jasad hidup lain dan menggunakan bahan dari jasad inang (hospes)-nya. Jasad parasit yang dapat menyebabkan penyakit pada inangnya disebut jasad patogen.
b. Berdasarkan sumber energi
Berdasarkan atas sumber energi jasad dibedakan menjadi jasad fototrof, jika menggunakan energi cahaya; dan khemotrof, jika menggunakan energi dari reaksi kimia. Jika didasarkan atas sumber energi dan karbonnya, maka dikenal jasad fotoototrof, fotoheterotrof, khemoototrof dan khemoheterotrof. Perbedaan dari keempat jasad tersebut sbb:
Jasad
Sumber Karbon
Sumber Energi
Fotoototrof
Fotoheterotrof
Khemotrof
khemoheterotrof
Zat anorganik
Zat organik
Zat anorganik
Zat organik
Cahaya matahari
Cahaya matahari
Oksidasi zat anorganik
Oksidasi zat organik
c. Berdasarkan sumber donor elektron
Berdasarkan atas sumber donor elektron jasad digolongkan manjadi jasad litotrof dan organotrof. Jasad litotrof ialah jasad yang dapat menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa anorganik seperti H2, NH3, H2S, dan S. jasad organotrof ialah jasad yang menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa organik.
d. Berdasarkan sumber energi dan donor elektron
Berdasarkan atas sumber energi dan sumber donor elektron jasad dapat digolongkan menjadi jasad fotolitotrof, fotoorganotrof, khemolitotrof, dan khemoorganotrof. Perbedaan keempat golongan jasad tersebut sbb
Jasad
Sumber Energi
Sumber Donor Elektron
Contoh
Fotolitotrof
Cahaya
Zat anorganik
Tumbuhan tingkat tinggi, alga
Fotoorganotrof
Cahaya
Zat organik
Bakteri belerang fotosintetik
Khemolitotrof
Oksidasi zat
Zat anorganik
Bakteri besi, bakteri
Khemoorganotrof
Anorganik
Oksidasi zat organik
Zat organik
hidrogen, bakteri nitrifikasi Jasad heterotrof
e. Berdasarkan kebutuhan oksigen
Berdasarkan akan kebutuhan oksigen, jasad dapat digolongkan dalam jasad aerob, anaerob, mikroaerob, anaerob fakultatif, dan kapnofil. Pertumbuhan mikroba di dalam media cair dapat menunjukkan sifat berdasarkan kebutuhan oksigen.
Obligat aerob Fakultatif anaerob Obligat anaerob Aerotoleran/Anaerob Mikroaerofil Jasad aerob ialah jasad yang menggunakan oksigen bebas (O2) sebagai satusatunya aseptor hidrogen yang terakhir dalam proses respirasinya. Jasa anaerob, sering disebut anaerob obligat atau anaerob 100% ialah jasad yang tidak dapat menggunakan oksigen bebas sebagai aseptor hidrogen terakhir dalam proses respirasinya. Jasad mikroaerob ialah jasad yang hanya memerlukan oksigen dalam jumlah yang sangat sedikit. Jasad aerob fakultatif ialah jasad yang dapat hidup dalam keadaan anaerob maupun aerob. Jasad ini juga bersifat anaerob toleran. Jasad kapnofil ialah jasad yang memerlukan kadar oksigen rendah dan kadar CO2 tinggi.
7. Interaksi Antar Jasad Dalam Menggunakan Nutrien
Jika dua atau lebih jasad yang berbeda ditumbuhkan bersama-sama dalam suatu medium, maka aktivitas metabolismenya secara kualitatif maupun kuantitatif akan berbeda jika dibandingkan dengan jumlah aktivitas masing-masing jasad yang ditumbuhkan dalam medium yang sama tetapi terpisah. Fenomena ini merupakan hasil interaksi metabolisme atau interaksi dalam penggunaan nutrisi yang dikenal sebagai sintropik atau sintropisme atau sinergitik. Sebagai contoh ialah bakteri penghasil metan yang anaerob obligat tidak dapat menggunakan glukosa sebagai substrat, tetapi bakteri tersebut akan segera tumbuh oleh adanya hasil metabolisme bakteri anaerob lain yang dapat menggunakan glukosa.
B. PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu mikroorganisme. Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel. Pada mikroba bersel tunggal (unisluler), pertumbuhan sel merupakan pertambahan jumlah individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri.
Pertumbuhan merupakan suatu proses kehidupan yang irreversible artinya tidak dapat dibalik kejadiannya. 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 (Sofa, 2008).
Pertumbuhan mikroba dalam suatu medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian.
  • Fase Lag
Merupakan fase adaptasi. Pada fase ini terjadi reorganisasi konstituen makro dan mikro molekul. Ada yang lama ada juga yang cepat. Tergantung kondisi lingkungan.
  • Fase Eksponensial
Merupakan fase pertumbuhan sebenarnya. Jika dilihat dalam kurva akan dilihat kenaikan jumlah mikroba berdasarkan bertambahnya waktu.
  • Fase stasioner
Pada fase ini penambahan dengan pengurangan jumlah mikroba hampir sama. Sehingga di kurva dapat dilihat berupa garis lurus. Hal ini disebabkan karena mulai menipisnya jumlah nutrisi dalam m├ędium yang ditempati.


  • Fase Kematian
Ada kalanya setelah fase stasioner jumlah mikroba menurun. Hal ini karena habisnya nutrisi dalam media. Mikroba juga menghasilkan metabolisme skunder yang hasilnya menjadi toxic untuk mikroba lainnya.
Dalam pertumbuhannya setiap makhluk hidup membutuhkan nutrisi yang mencukupi serta kondisi lingkungan yang mendukung demi proses pertumbuhan tersebut, termasuk juga bakteri. Menurut Darkuni (2001) pertumbuhan bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh faktor ini akan memberikan gambaran yang memperlihatkan peningkatanb jumlah sel yang berbedadan pada akhirnya memberikan gambaran pula terhadap kurva pertumbuhannya. Sedangkan menururt Tarigan (1988) kebutuhan mikroorganisme untuk pertumbuhan dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu: kebutuhan fisik dan kebutuhan kimiawi atau kemis. Aspek-aspek fisik dapat mencakup suhu, pH dan tekanan osmotik. Sedangkan kebutuhan kemis meliputi air, sumber karbon, nitrogen oksigen, mineral-mineral dan faktor penumbuh. Hal ini sesuai dengan pendapat Hastuti (2007) bahwa terdapat beberapa faktor abiotik yang dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri, antara lain: suhu, kelembapan, cahaya, pH, AW dan nutrisi. Apabila dfaktor-faktor abiotik tersebut memenuhi syarat, sehingga optimum untuk pertumbuhan bakteri, maka bakteri dapat tumbuh dan berkembang biak.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
a. Faktor lingkungan
  • pengaruh suhu terhadap pertumbuhan mikroorganisme
  • pengaruh tekanan osmotik terhadap pertumbuhan mikroorganisme
  • pengaruh sinar ultraviolet tehadap pertumbuhan mikroorganisme
  • pengaruh pH terhadap pertumbuhan mikroorganisme
b. Pengaruh suhu terhadap pertumbuhan mikroorganisme
Berdasarkan suhu optimum untuk pertumbuhan maka dapat dikelompokan menjadi 3 yaitu : 1. psikrofilik (0-200C), 2. mesofilik Mesofilik (20-300C), 3. termofilik (50-1000C). Suhu merupakan faktor lingkungan yang sangat menentukan kehidupan mikroorganisme, pengaruh suhu berhubungan dengan aktivitas enzim. Suhu rendah menyebabkan aktiivtas enzim menurun dan jika suhu terlalu tinggi dapat mendenaturasi protein enzim.


KESIMPULAN
Nutrisi dan perkembangan mikroorganisme sangat berkatan, mikroba sangat membutuhkan nutrisi untuk bertumbuh. Dan nutrisi yang di butuhkan bermcam-macam seperti karbon, oksigen, nitrogen, sulfur, dan beberapa mineral lainya.
Nutrient diklasifikasikan berdasarkan elemen yang mereka suplai yaitu:
v  Sumber Karbon
v  Sumber Nitrogen dan Belerang
v  Sumber Phospor
v  Sumber Mineral
v  Sumber Oksigen
Fungsi utama nutrisi bagi organisme diantaranya adalah: sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron.
Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu mikroorganisme. Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel. Pada mikroba bersel tunggal (unisluler), pertumbuhan sel merupakan pertambahan jumlah individu.
Pertumbuhan mikroba dalam suatu medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian.
  • Fase Lag
  • Fase Eksponensial
  • Fase stasioner
  • Fase Kematian
Pertumbuhan mikroorganisme dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan suhu yang ada di sekitar.
DAFTAR PUSTAKA
  • Mokosuli Yeremia.2009.Pengantar Mikrobiologi.FMIPA INIMA.Tondano
  • http://www.biopedia.co.cc/2009/10/faktor-yang-mempengaruhi-pertumbuhan.html
  • http://zaifbio.wordpress.com/2009/01/31/nutrisi-mikroba-sebuah-esensi-dasar-untuk-kehidupan-mikroba/
http://pixel.quantserve.com/pixel/p-18-mFEk4J448M.gif?labels=language.en%2Ctype.wpcom
http://b.scorecardresearch.com/p?cj=1c1=2&c2=7518284















A. Kultivasi
Untuk memperoleh bakteri di laboratorium kita harus dapat melakukan kultivasi ( menumbuhkan bakteri dalam biakan murni ). Untuk
berhasilnya kultivasi berbagai tipe bakteri diperlukan suatu kombinasi nutrien serta lingkungan fisik yang sesuai. Kondisi fisik yang dibutuhkan untuk pertumbuhan meliputi : suhu, atmosfer gas, dan keasaman atau kebasaan.

1. Suhu
Setiap spesies bakteri tumbuh pada suatu kisaran suhu tertentu. Atas dasar itu bakteri dapat dikelompokkan menjadi :
- psikrofil yaitu bakteri yang tumbuh pada suhu 0 celcius sampai 30 celcius
- mesofil yaitu bakteri yang tumbuh pada suhu 25 celcius sampai 40 celcius dan
- termofil yaitu bakteri yang tumbuh pada suhu 50 cercius atau lebih.

2. Atmosfer gas
Gas-gas utama yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri ialah oksigen dan karbon dioksida. Bakteri menunjukkan keragaman yang luas dalam hal respon terhadap oksigen bebas, dan atas dasar ini bakteri
dikelompokkan menjadi empat kelompok yaitu :

a. Aerobik = organisme yang memerlukan oksigen
b. Anaerobik = tumbuh tanpa oksigen
c. Anaerobik fakultatif = tumbuh dalam keadaan aerobik dan anaerobik
d. Mikroaerofilik = tumbuh baik bila ada sedikit oksigen atmosferik.

B. Reproduksi bakteri
Proses reproduksi paling umum di dalam daur pertumbuhan yang biasa pada populasi bakteri adalah pembelahan biner melintang. Pembelahan biner melintang adalah suatu proses reproduksi aseksual, setelah pembentukan dinding sel melintang maka satu sel tunggal membelah menjadi dua sel, dan disebut sel anak.
C. Pertumbuhan bakteri
1. Konsep pertumbuhan bakteri
Istilah pertumbuhan umum digunakan untuk bakteri dan mikroorganisme lain biasanya mengacu pada perubahan didalam hasil panen sel ( pertambahan total masa sel ) dan bukan perubahan individu organisme. Inokulum hampir selalu mengandung ribuan organisme ; pertumbuhan menyatakan pertambahan jumlah dan atau massa melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya.
2. Daur pertumbuhan normal
Bila kita menginokulasikan sejumlah tertentu sel pada suatu medium yang segar, lalu mementukan populasi bakteri tersebv pada waktu-waktu tertentu selama periode inkubasi 24 jam, dan memetakan logaritme jumlah sel terhadap waktu, maka kita akan memperoleh gambaran sebagai berikut :
a. Periode awal yang tampaknya tanpa pertumbuhan ( fase log )
b. Periode pertumbuhan yang cepat ( fase ekponential )
c. Kemudian kecepatan pertumbuhan mendatar alias tetap ( fase statis atau stationer )
d. Penurunan populasi sel-sel hidup ( fase kematian ).

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar