MIKROBIOLOGI INDUSTRI PANGANMIKROBIOLOGI INDUSTRI PANGAN

OlehDr. Ir. Sony Suwasono, MAppSc

PS Teknologi Hasil PertanianFakultas Teknologi PertanianUniversitas Jember

I. BAHAN PANGAN DAN KLASIFIKASII. BAHAN PANGAN DAN KLASIFIKASI

BP : karbohidrat, protein, lemak, vitamin, air, mineral, hormon, enzim, growth factor

- produk dalam jumlah besar ? tidakdikonsumsi cepat, mudah rusak ? perlupengawetan

- Kerusakan akibat mikroorganisme- Pengawetan ? menghambat aktivitas

mikroorganisme

Street Food Street Food Semibasah/KeringSemibasah/Kering

KarbohidratKarbohidrat TinggiTinggi LemakLemak TinggiTinggi KadarKadar air air RendahRendah pH pH netralnetral

MerangsangMerangsang pertumbuhanpertumbuhan mikrobamikroba : : KAPANG/JAMURKAPANG/JAMUR

AspergillusAspergillus RhizopusRhizopus

BahanBahan PanganPangan BerkarbohidratBerkarbohidrat

? Gula lebih mudah digunakan : gula > protein > lemak? Gula yang sering digunakan oleh mikroorganisme : sukrosa + laktosa? Penambahan gula 1 10% ? meningkatkan pertumbuhan

mikroorganisme? Penambahan gula 65-80% ? menghambat mikroorganisme.? Mikroorganisme yang toleran gula sangat tinggi : SAKAROLITIK? Metabolisme gula? Asam + Gas

Tanpa Asam & gas

Tanpa Asam& Gas

Tanpa Asam & Gas

Alcaligenes faecalis

Asam + gasAsam + GasAsam + GasAcetobacter aerogenes

AsamAsamAsamS. Aureus

SukrosaLaktosaDekstrosaMikroba

Produksi AsamJenis mikroorganismeJenis Bahan pangan

Jenis gulaKonsentrasi gula

Monosakarida Galaktosa, glukosa, mannosa, fruktosa

Pembentuk KH kompleks Glukosa? Glikogen

Levulosa? Inulin Monosakarida?

alkohol, asam organik, gliserol, butanol

? Pati dihidrolisa dulu menjadi gula sederhana oleh mikroorganismepenghasil DIASTASE

? Bacillus mesentericus : PATI ? hidrolisa? GUM- Gum = alat perlindungan diri; konsistensi seperti adonan roti tidakterpanggang

- Protein dirusak ? bau busuk.? Metabolisme gula membentuk asam. Asam yang tinggi ?

menghambat mikroorganisme itu sendiri

PROTEIN

1.Dibentuk dari asam amino (AA)

2.Ada 10 AA esensial : arginin, histidin, leusin, isoleusin, lisin,

metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, valin

BahanBahan PanganPangan BerproteinBerprotein

KLASIFIKASI PROTEIN1. Protein Sederhana : albumin, globulin, glutelin, prolamin,

albuminoid

2. Protein Konjugasi : kromoprotein, glikoprotein, fosfoprotein, nukleoprotein

3. Protein Turunan : turunan pertama (protein koagulasi, megaprotein) dan turunan kedua (protease, pepton, peptida)

Bahan Pangan? Keju, telur, daging, kacang : 10 35%? Serealia : 5 15%? Buah-buahan dan sayuran : 1 5%

Asam amino TRIPTOFAN1. AA esensial untuk manusia dan hewan2. Digunakan oleh Escherichia coli

Pemecahan Protein ? Mikroba punya sistim enzim yang kompleks? PROTEIN ? PROTEOSA ? PEPTON ? POLIPEPTIDA ?

PEPTIDA ? ASAM AMINO ? NH3 + SENYAWA N lain.? Komponen volatil : H2S, merkaptan, indol, skatol,

putrescine, cadaverin

Triptofan + air triptofanase INDOL + As piruvat + amonia + H2O

TEST INDOL

Bakteri indikator kontaminasi fekal

Sumber utama kontaminasi E. coli :EPEC, EIEC, ETEC : fesesVTEC : alat pencernaan sapi & hewan lain

2 kelompok :

NonpatogenikPatogenik

Penyebab diare :EPEC, ETEC, EIEC

VTEC

E. coli

ISOLEUSIN?Dalam susu + ada bakteri dan khamir : isoleusin ? fusel oil

DEKOMPOSISI PROTEIN- Oleh Clostridia : produk H2S, indol, hidrogen, amonia, fenol, CO2.- Dekomposisi oleh mikroorganisme aerob : decay, produk akhir

stabil- Sistin dan metionin dipecah tanpa bau busuk- Dekomposisi oleh mikroorganisme anaeron : produk tidak stabil,

bau

Lemak = Asam Lemak + Gliserol

Mentega = 81% (asam oleat 33,5%, palmitat 28%, miristat 11%, stearat 9%, linoleat 4,5%, laurat 4%, butirat 3%, kaproat 2%, kaprat 2%, kaprilat 1%.

Lipase = enzim pemecah lemak

- ada dalam bahan pangan seperti susu.

- dihasilkan juga oleh kapang dan bakteri

Lemak sulit diserang oleh mikroorganisme.

Bakteri penghasil oksidase

Oksidasi lemak pada produk mentega, daging, ikan? flavor tidak disukai

Bakteri penghasil oksidase juga dekomposisi protein ?pembentukan trimetilamin (TMA) fishy odour

BahanBahan PanganPangan BerlemakBerlemak

PARAMETER INTRINSIK(a)PH (b) Air (C) Potebsial Redoks (d) Kandungan Nutrisi(e) Senyawa Antimikroba (f) Struktur Biologis

II. FAKTOR PERTUMBUHAN MIKROBAII. FAKTOR PERTUMBUHAN MIKROBA

2.1. pH pH Bahan Pangan berfungsi :

a. Fungsi enzim dalam metabolismeb. Membantu transpor nutrisi

Buffering Capacity (BC) ? mempertahankan nilai pH Komponen yang berperan dalam BC = protein. Protein ikan > daging > sayuran > buah Sistim BC daging dan ikan lebih baik dari BC sayuran Asam alami Bahan Pangan memberi efek perlindungan terhadap

mikroorganisme.

pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Kapang

Khamir

Bakteri asam laktat

S. aureus

Acetobacter spp.

Salmonella spp.

E. coli

Y. enterocolitica

C. botulinum

B. cereus

V. parahaemolyticus

C. perfringens

Campylobacter spp.

Vibrio spp.

Sayuran BuahAsparagus 5,7-6,1 Apel 2,9-3,3

Brokoli 6,5 Pisang 4,5-4,7

Kubis 5,4-6,0 Anggur 3,4-4,5

Wortel 4,9-5,2 Lemon 1,8-2,0

Bunga kol 5,6 Melon 6,3-6,7

Selederi 5,7-6,0 Jeruk 3,6-4,3

Jagung 7,3 Plum 2,8-4,6

Ketimun 3,8 Semangka 5,2-5,6

Terong 4,5

Daun slada 6,0 DagingBawang merah 5,3-5,8 Daging sapi 5,1-6,2

Kentang 5,3-5,6 Daging babi 5,9-6,1

Bayam 5,5-6,0 Daging ayam 6,2-6,4

Tomat 4,2-4,3

Produk Ikan

Produk Susu Ikan umum 6,6-6,8

Mentega 6,1-6,4 Kepiting 7,0

Susu 6,3-6,5 Cumi-cumi 4,8-6,3

Krim 6,5 Udang 6,8-7,0

Keju 5,9 Ikan tuna 5,2-6,1

PRODUK PRODUKPH PH

2.2. KANDUNGAN AIR

Mikroba butuh air untuk hidup dan tumbuh

Kandungan air ~ Aw (Water activity)

Aw = P/Po

Aw air = 1,0

Aw bahan pangan segar > 0,90

Aw larutan NaCl 22% (w/v) = 0,86

Aw larutan NaCl jenuh = 0,75

Aw untuk bakteri >> khamir >> kapang

Bakteri halofilik = suka garam ? Aw 0,75

Kapang Xerofilik = suka kekeringan ? Aw 0,65

Khamir Osmofilik = suka tekanan osmotik tinggi? Aw 0,61

Mikroorganisme Aw Mikroorganisme Aw

Kelompok Kelompok

Bakteri 0,90 Bakteri halofilik 0,75

Khamir 0,88 Kapang Xerofilik 0,61

Kapang 0,80 Khamir Osmofilik 0,61

Spesifik Spesifik

C. botulinum type E 0,97 Candida scotii 0,92

Pseudomonas spp. 0,97 Trichosporon pullulans 0,91

Acinetobacter spp. 0,96 Candida zeylanoides 0,90

E. coli 0,96 S. aureus 0,86

Enterobacter aerogenes 0,95 Alternaria citri 0,84

Bacillus subtilis 0,95 Penicillium patulum 0,81

C. botulinum type A & B 0,94 Aspergillus glaucus 0,70

Candida utilis 0,94 Aspergillus conicus 0,70

Vibrio parahaemolyticus 0,94 Aspergillus echinulatus 0,64

Botrytis cinerea 0,93 Zygosaccharomyces rouxii 0,62

Rhizopus stolonifer 0,93 Xeromyces bisporus 0,61

Mucor spinosus 0,93

Nilai Aw minimum untuk pertumbuhan mikroorganisme

2.3. POTENSIAL REDOKS

Potensial Redoks = Eh ? tingkat kemudahan melepaskan

dan mendapatkan e-

Substrat kehilangan e- : teroksidasi

Substrat mendapat e- : tereduksi

Transfer e- dua komponen? ada perbedaan potensial (mV)

Mikroorganisme aerob = Eh + Mikroorganisme anaerob =

Eh

Bakteri aerob Bacillus ~ butuh Eh positip

B. ANTHRACIS, B. CEREUS, B. SUBTILIS

Bakteri anaerob Clostridium ~ butuh Eh 200 mV

Jus buah Eh 300-400 ? kontaminasi leh bakteri aerob dan

kapang

Mikroorganisme aerob Eh + dapat menurunkan Eh

lingkungan ? karena ada oksidasi menggunakan O2

Min untuk bakterirumen metanogenik

2 H+ + 2e - ? H2

Kandungan rumen

421

-350

Daging masak -200

Daging potong, keju -100 Min untuk Desulfovibrio spp.

-42

0+10

Daging giling +200Khamir dan kapang

Jus buah + 400

O2 + 2 H+ + 2 e- ? H2O + 816

mVPereduksi(anaerobik)

Pengokoksidasi(aerobik)

2.4. KANDUNGAN GIZI

Nutrisi : air, sumber C, N, vitamin, growth factor, mineral

Kebutuhan nutrisi : kapang

SISTIM PENGHAMBATAN MIKROORGANISME DALAM SUSULPS = Laktoperoksidase + Tiosianat + H2O2

8 ppm100 U/ml1 2 U/mlH2O2

12 ppm0,25 mM0,02 - 0,25 mMTiosianat

-0.5 1,0 ppm30 ppmLaktoperoksidase

PENAMBAHANPseudomonasPseudomonasSusuSusuKomponen LPS

Efektifitas LPS- Lebih baik LPS dilakukan suhu 30oC dibandingkan 4oC- LPS untuk L. monocytogenes suhu 57,8oC ? D = 80%- LPS untuk S. aureus suhu 53,2oC ? D = 86%

PARAMETER EKSTRINSIK(a) Suhu penyimpanan(b) RH Lingkungan(c) Adanya Gas(d) Adanya Mikroorganisme lain

2.1. SUHUAda 3 kelompok : PSIKROFILIK MESOFILIK TERMOFILIKPsikrofilik : Alcaligens, Corynebacterium, Flavobacterium, Pseudomonas, Micrococcus.Thermofilik : Thermus aquaticus, Streptococcus thermophilus

2.2. RH LingkunganBahan pangan Aw rendah disimpan pada RH tinggi akan menyerapair RH tinggi? mempercepat kerusakanSuhu tinggi ? RH menurunBahan pangan yang permukaan terkontaminasi mikroorganisme?disimpan pada RH rendah

2.3. GASCONTROL ATMOSPHERE STORAGE = CASMODIFIED ATMOSPHERE STORAGE = MASMAS dengan CO2 < 10%.Gas ozon? menghambat serangan mikroorganisme, oksidatorkuat.CO2 : - menahan kerja enzim & metabolisme

- merusak permeabilitas membran sel- menghambat germinasi spora

2.4. MIKROORGANISME LAINMikroorganisme produksi metabolit ? antimikroba lainMetabolit : antibiotik, bakteriosin, asam organik, H2O2Mekanisme penghambatan- kompetisi mencari nutrisi- kompetisi perlekatan- kekuatan menghadapi lingkungan

III. MIKROORGANISME PENYEBAB KERUSAKANIII. MIKROORGANISME PENYEBAB KERUSAKAN

3.1. BAKTERIA. Pseudomanadaceae : Pseudomonas fluorescens & P. nigrificansB. Achromobacteriaceae : Achromobacter, Alcaligenes, FlavobacteriumC. Brevibacteriaceae : Brevibacterium lineus, B. erythrogenesD. Bacillaceae : B. subtilis, B. stearothermophilus, ClostridiumE. Corynebacteriaceae : Corynebacterium diphteriaeF. Enterobacteriaceae : Escherichia, Salmonella, Shigella, AerobacterG. Propionibacteriaceae : P. shermaniiH. Lactobacillaceae : L. bulgaricus, L. casei, L. brevisI. Streptococcae : Streptococcus lactis

3.2. KAPANGA. ORDO MUCORALES :

- Aspergillus niger- Aspergillus glaucus- Aspergillus flavus- Aspergillus ochraceus- Penicillium roqueforti- Penicillium camemberti

3.1. KHAMIR- saprofit dan parasit- produksi ASKOSPORA ? spora dalam kantung askus- Khamir untuk industri pangan : roti, alkohol, bir, gliserol- Candida krusei + L. bulgaricus ? starter keju Swiss- Cryptococcus utilis : food yeast- Cryptococcus kefyr : fermentasi laktosa

IV. CARA PENCEGAHAN KERUSAKAN IV. CARA PENCEGAHAN KERUSAKAN MIKROBIOLOGIS PADA BAHAN PANGANMIKROBIOLOGIS PADA BAHAN PANGAN

4.1. PENCEGAHAN KERUSAKANA. Mencegah terjadinya kontaminasiB. Mencegah pertumbuhan mikroorganismeC.Membunuh mikroorganisme sebagian atau total

A. Mencegah KontaminasiIdentifikasi sumber kontaminan : udara, air, tanah, bahan lain, manusia, alat pengolah. Mikroorganisme tanah = 108/gr sampel.Cara Pembersihan Bahan Pangan/Hasil Pertanian :- Pencucian dengan air bersih, mengalir, + Chlorin 3 5 ppm- Menjauhkan/menghindari bahan lain yang sudah rusak- Trimming : penghilangan bagian yang tidak berguna

Ikan ? sirip, ekor, insang, isi perutSayur? tangkai, akar

- Sortasi : pemilihan berdasarkan ukuran & bentuk

B. Mencegah Pertumbuhan Mikroorganisme- Jika BP sudah terkontaminasi ? harus dicegah pertumbuhan MO- Dilakukan dengan mengganggu lingkungan hidupnya (Aw, Suhu, pH, Oksigen, Bahan Pengawet, Substrat)

AWAW- Penurunan Aw menyebabkan BP menjadi kering? MO sulit tumbuh? BP lebih awet

- BP kehilangan bentuk aslinya

3 bulan9 12Kacang tanah

6 9 bulan12 14Kacang kedele

4 6 bulan13 14Jagung

3 bulan14Beras

6 bulan12 14Padi

Daya AwetKA (%)Bahan

Daya Tahan BP Dengan Pengurangan Aw

SUHUSUHUQ 10 = kelipatan perubahan laju reaksi biologis MO pada perbedaansuhu 10oC.Laju pada 30oC ? 12 X lebih besar dibandingkan pada suhu 0oC.Laju pada 0oC ? 1/12 X lebih kecil dibandingkan pada suhu 30oC.Penurunan suhu? mencegah pertumbuhan MO

PHPH- Pengaturan nilai pH ? mencegah pertumbuhan MO- Penambahan asam atau basa- Klasifikasi BP berdasarkan asam :

BP berasam tinggi (pH < 3,7)BP asam (pH 3,7 4,5)BP asam sedang (pH 4,5 5,3)BP asam rendah (pH > 5,3)

OKSIGENOKSIGEN- Penurunan oksigen terlarut dlm BP atau oksigen dalam ruang ?

menghambat pertumbuhan MO- Penggunaan N2 dan CO2; Vaccum ? penurunan Oksigen

C. Membunuh MikroorganismeSebagianSebagian- Pasteurisasi, irradiasi, blanching- Pasteuriasi suhu 60 80oC selama 10 30 menit-- LTLT = Low Temp Long Time 63LTLT = Low Temp Long Time 63ooC 30 C 30 menitmenit-- HTST = High Temp Short Time 72HTST = High Temp Short Time 72ooC 15 C 15 detikdetik

LengkapLengkap/Total/Total- Teknik yang digunakan : panas, filtrasi, irradiasi sinar gamma-- Sterilisasi : a. Basah : dengan uap panas 121oC.

b. Kering : dengan udara panas kering 160 180oC 1-2 jam- Suhu sterilisasi : suhu yang dikenakan > suhu maks pertumbuhan MO

-? kematian sel vegetatif MO- Suhu dan Waktu sterilisasi diperhitungkan juga untuk membunuh spora

V.V. PENGAWETAN BAHAN PANGAN DENGAN PENGAWETAN BAHAN PANGAN DENGAN BAHAN KIMIABAHAN KIMIA

Asam benzoat 0,1% Khamir dan kapang Margarin, cider apel, soft drink, saos tomat, salad dressing

Asam sorbat 0,2% Kapang Keju, sirup, jeli, cake, salad dressing

Asam propionat 0,32% Kapang Roti, cake, keju

SO2 / sulfit 200-300 ppm Insekta, mikroorganisme

Molases, buah kering, jus jeru, anggur

Na-nitrit 120 ppm Clostridium Curing daging

Paraben 0,1% Khamir dan kapang Propduk roti, soft drink, pickel, salad dressing

Nisin 1% Clostridium, bakteriasam laktat

Keju

Na-asetat 0,32% Kapang Roti

Etil format 15-200 ppm Khamir, kapang Buah kering, kacang

BAHAN PANGAN TARGET MIKROBAKONS. MAKSPENGAWET

1.1. ASAM BENZOATASAM BENZOAT- asam, garam, ester (paraben) ? pengawet- efektif pada pH rendah ? menghambat bakteri, kapang, khamir

- Paraben : etil-, butil-heptil, metil, propil paraben ? efektifpada kapang

- konsentrasi maksimal 1000 ppm

2.2. ASAM SORBATASAM SORBAT- bentuk garam K, Na, dan Ca.- Konsentrasi maksimum 2000 ppm- Efektif pada pH < 6; lebih efektif dari Na-benzoat pada pH 4-6- Sorbat efektif : S. aureus, Salmonella, Coliform, Pseudomonas

3.3. ASAM PROPIONATASAM PROPIONAT- bentuk asam, garam Ca, Na ? untuk roti, keju, kue- efektif pada pH rendah- efektif sebagai fungistatik dibandingkan fungisidal- beraksi seperti benzoat dan sorbat

4.4. SULFUR DIOKSIDA & SULFITSULFUR DIOKSIDA & SULFIT- SO2, NA2SO3, K2SO3, NaHSO3, KHSO3, Na2S2O5, K2S2O5 ?

aktivitas serupa- SO2 bersifat bakteriostatik untuk Acetobacter & BAL konsentrasi 100-200 ppm.

- SO2 konsentrasi > 200 ppm ? bakterisidal- Mekanisme SO2 ? menghambat kerja enzim, mengurangitegangan oksigen

5. NITRIT & NITRAT5. NITRIT & NITRAT- efektif pada pH rendah untuk C. botulinum & S. aureus- tidak efektif untuk Enterobacteriaceae, Salmonella & BAL- antibotulinal : penghambatan sel vegetatif, germinasi spora

6.6. NaClNaCl & GULA& GULA- NaCl konsentrasi tinggi memberi efek pengeringan- NaCl 0,85 % ~ isotonik NaCl 5% ~ hipertonik- NaCl < 20% menghambat semua bakteri- Halofilik ? mikroorganisme tumbuh pada kadar garam tinggi- Halodurik ? mikroorganisme bertahan hidup pada kadar

garam tinggi

7. ANTIOKSIDAN7. ANTIOKSIDAN

BHA Antioksidan Bakteri, kapang

BHT Antioksidan Bakteri, kapang, virus

TBHQ Antioksidan Bakteri, kapang

Propil galat (PG Antioksidan Bakteri

EDTA Stabilisator Bakteri

Na-sitrat Buffer Bakteri

Asam laurat Antibusa Bakteri gram +

Monolaurin Emulsifier Bakteri gram +, khamir

Diasetil Perasa (Flavoring) Bakteri gram -, kapang

Vanilin, Etil vanilin Perasa (Flavoring) Kapang

Bumbu-bumbu Perasa (Flavoring) Bakteri, Kapang

D- dan L-Carvone Perasa (Flavoring) Bakteri gram +. kapang

Fenilasetaldehid Perasa (Flavoring) Bakteri gram +, kapang

ANTIMIKROBA FUNGSI UTAMA MIKROORGANISME TARGET

Menthol Perasa (Flavoring) Bakteri, Kapang

8.8. AGENSIA FLAVORAGENSIA FLAVOR- 50% dari komponen flavor ? Minimal Inhibitory Concentration

(MIC) 1000 ppm untuk bakteri & kapang.- Diasetil ? efektif bakteri gram () dan kapang- 2,3-pentadione 500 ppm menghambat bakteri gram (+) &

kapang- fenilasetaldehida 100 ppm menghambat S. aureus

9. BUMBU & MINYAK ESENSIAL9. BUMBU & MINYAK ESENSIAL- komponen bumbu bervariasi sulit menentukan MIC- allicin dari bawang putih (0,3-0,5%), eugenol dari cengkeh

(16-18%)

10.10. ASAM ASETAT & ASAM LAKTATASAM ASETAT & ASAM LAKTAT- Diproduksi oleh BAL- Antimikroba karena pH rendah & penghambat metabolisme- Pe + asam asetat pada vinegar ? efek bakterisidal Salmonella

7. ANTIBIOTIK7. ANTIBIOTIK

Pertama digunakan 1950 1950 1961 1951 1956

Tidak Tidak Tidak Ya Ya

Bahan kimia asal Tetrasiklin Polipeptida

Makrolida

Polipeptida

Poliene

-Penggunaandengan pemanasan

Tidak Ya Ya Ya Tidak

Stabilitas panas Sensitif Stabil Stabil Stabil Stabil

Spektrummikroorganisme

Bakteri gram + dan gram

-

Bakterigram +

Bakterigram +

Bakterigram +

Kapang

Penggunaan medis Ya Tidak Ya Tidak Ya

Penggunaanuntuk pakan

Ya Tidak Ya Tidak Tidak

Digunakan dalambahan pangan

KarakteristikKarakteristik TertrasiklinTertrasiklin SubtilinSubtilin TilosinTilosin NisinNisin NatamycinNatamycin

ALAT DAN PERGERAKAN SEL

FLAGELA Ukuran sangat kecil (20 nm) Dapat dilihat dengan pewarna khusus + mikroskop Pewarna fuksin basa menggunakan asam tanat sebaga mordan

(membantu melekatkan molekul pewarna sepanjang flagela). Mikroba menjadi bergerak (MOTIL) karena flagela

Banyak flagela menyebar padaseluruh permukaan sel

Peritrikat

Sekumpulan dua atau lebih flagelapada salah satu ujung atau keduaujung sel

Lopotrikat

Flagela pada masing-masing ujungsel

Ampitrikat

Flagela pada salah satu ujung selMonotrikat

Letak dan Bentuk Flagela

STRUKTUR KHAS SEL PROKARIOT

1. PILI Serupa flagela : ukuran pili < flagela dan jumlah pili > flagela Susunan kimia pili ? flagela Fungsi : a. Konjugasi bakteri ? pemindahan DNA plasmid dari

satu sel ke sel yang lain.b. Perekatan bakteri pada permukaan bahan padat.c. Pembentukan film pada permukaan cairan.

2. KAPSUL DAN LAPISAN LENDIR Kapsul = komponen berlendir dalam bentuk kompak mengelilingi sel Lapisan lendir = komponen berlendir tidak kompak dan mudah lepas Komponen penyusun kapsul dan lapisan : Polisakarida, Polipeptida,

Kompleks Polisakarida Protein Pembentukan kapsul dipengaruhi media pertumbuhan dan

lingkungan hidup. Leuconostoc mesenteroides dalam media sukrosa ? kapsul dekstran

sukrosa enzim dekstran sukrase dekstran Streptococcus pneumoniae memiliki kapsul untuk melindungi diri ?

mampu bertahan dari sel pagosit tubuh manusia

3. ENDOSPORA Strukturnya tahan terhadap panas, kering, kondisi asam dan basa

kromatin Selubung luar spora

sitoplasma korteks

Endospora akan GERMINASI pada media yang sesuai- spora akan menyerap air dari media ? spora membengkak ?lapisan luar spora pecah ? spora akan tumbuh menjadi sel vegetatif

4. GRANULA PENYIMPANAN Komponen yang disimpan :

asam polihidroksibutirat, sumber enersiglikogen, pati, lemak, dan senyawa pembentuksulfur, fosfat anorganik struktur sel

5. VAKUOLA GAS Vakuola gas pada bakteri fotosintetik + ganggang biru/hijau ? dapat

mengapung pada permukaan air. Jika vakuola gas pecah ? sel akan mengendap

STRUKTUR KHAS SEL EUKARIOT

1. VAKUOLA a. Vakuola Makanan : mengandung enzim pencerna makanan dan

berfungsi dalam metabolisme makanan.b. Vakuola Kontraktil : mengatur tekanan osmotik sel dan

berfunghsi dalam pengeluaran produk buangan dan air.

2. LISOSOMA- mengandung enzim penghancur senyawa asing yang masuk ke

dalam sel

3. MITOKONDRIA a. Tempat respirasi dan fosforilasi oksidatif dalam memperoleh enersib. Jumlah mitokondria bervariasi :

- kebutuhan enersi banyak ? jumlah mitokondria banyak- kebutuhan enersi sedikit ? jumlah mitokondria sedikit

4. RETIKULUM ENDOPLASMAa. Saluran penghubung antara bagian permukaan dan bagian dalam selb. Pelekat komponen penting dalam sintesa protein (ribosoma).

5. BADAN GOLGIa. Berperan dalam sintesa dinding selb. Pembungkus enzim yang akan dikeluarkan dari sel

KLASIFIKASI MIKROBA BERDASARKAN METABOLISME ENERSI

1. FUNGSI SUMBER ENERSIa. Mempertahankan kehidupan selb. Pertumbuhan dan perkembangbiakan selc. Pergerakan sel

2. KLASIFIKASI BERDASARKAN SUMBER ENERSI

2.1. Organsime Fototrof : memakai sinar matahari untuk menghasilkan enersi

Organisme Sumber Enersi Sumber Karbon Contoha. Foto-ototrof Matahari CO2 Tanaman, ganggangb. Foto-heterotrof Matahari Senyawa organik Ganggang biru/hijau

2.2. Organsime Kimotrof : memakai senyawa kimia untuk menghasilkan enersi

Organisme Sumber Enersi Sumber Karbon Contoha. Kimo-ototrof Seny. Kimia CO2 Bakteri Litotrofb. Kimo-heterotrof Seny. Kimia Senyawa organik Hewan, Protozoa,

Fungi, Bakteri

PERKECUALIANA. Organisme Foto-heterotrof

a. Obligat : sangat tergantung pada sumber enersi dari sinar mataharib. Fakultatif : jika sumber enersi sinar matahari rendah (gelap) ?

organisme dapat berubah sifat menjadi Kimo-heterotrof

B. Organisme Kimo-ototrofa. Obligat : sangat tergantung pada adanya sumber karbon CO2b. Fakultatif : jika sumber CO2 rendah? organisme dapat berubah sifat menjadi

Kimo-heterotrof

3. KLASIFIKASI BERDASARKAN KEBUTUHAN OKSIGEN3.1. Organisme Aerob

- hanya tumbuh jika ada O2 di lingkungannya- enersi hanya didapat melalui respirasi aerobik

3.2. Organisme Anaerob- tidak perlu O2 untuk pertumbuhannya- adanya O2 akan menghambat pertumbuhan atau mematikan- enersi diperoleh melalui respirasi anaerobik (fermentasi).- anaerob aerotoleran : tidak sensitif dan tidak mati jika ada O2

3.3. Organisme Anaerob Fakultatif- tumbuh dengan O2 atau tanpa O2

PERKECUALIANA. Organisme Anaerob Fakultatif

a. Dalam kondisi aerob (ada O2) ? respirasib. Dalam kondisi anaerob (tanpa O2) ? fermentasi

Contoh : Reaksi Pembentukan AlkoholKondisi aerob : Glukosa H2O + CO2Kondisi anaerob : Glukosa Etanol + CO2

NUTRISI BAGI MIKROORGANISME

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN :1. Tersedianya sumber nutrisi.2. Tersedianya air.3. Tersedianya oksigen.4. Suhu5. pH6. Senyawa antimikroba

NUTRISINutrisi diperlukan untuk pertumbuhan. Nutrisi dapat berupa :1. Sumber Karbon (C) - pembentukan enersi2. Sumber Nitrogen (N)3. Sumber Vitamin (Vit) - penyusun komponen sel4. Sumber Mineral

Protein, asam amino, garam amonium, garan nitrat, urea

SumberNitrogen

Glukosa, sukrosa, laktosa, pati, etanol, asam organik, alkana

Sumber Karbon

Vit. A, D, E = jarang dibutuhkanVit. K = dibutuhkan oleh Mycobacterium, Bacteroides

Sumber Vitamin Larut Lemak

Mineral esensial : Mg, P, K, S, Ca, ClKomposisi mineral harus sesuai kebutuhan, jika terlalu tinggiakan toksik bagi mikroba

Sumber Mineral

Vit. B = B1 (Thiamin), B2 (Riboflavin), B6 (Piridoksin), B12 (Kobalamin), Niasin (asam nikotinat), asam pantotenat)

Sumber Vitamin Larut air

AIR Dimanfaatkan untuk hidup dan berkembangbiak Komponen terbesar dalam sel (70 80%) Pereaksi atau reaktan dalam reaksi biokimia

Semua air dapat digunakan, kecuali kondisi berikut :a. Adanya padatan atau ion konsentrasi tinggi

- adanya garam atau gula, kondisi menjadi hipertonik- air sel keluar ? sel berkerut ? sel akan mati

b. Adanya koloid hidrofilik (gel)- gel dapat menyerap air- media agar : konsentrasi agar maks. 4% untuk pertumbuhan- agar > 4% : media agar keras ? mikroba sulit tumbuh

c. Air dalam bentuk kristal es

OKSIGENBerdasarkan kebutuhan akan oksigen :1. Mikroba aerob2. Mikroba anaerob3. Mikroba anaerob fakultatif

Reaksi singkat yang berjalan bagi bakteri :1. Bakteri memiliki enzim flavoprotein

Flavoprotein + O2 H2O2 + O2-

2. Bagi bakteri aerob dan anaerob aerotoleran : ada enzim superoksida dismutase (SD) dan Katalase (K)

2O2- + 2 H- H2O2 + O2 (SD)

2H2O2 2H2O + O2 (K)

3. Bagi bakteri anaerob fakultatif :ada enzim Superoksida Dismutase (SD) dan Peroksida (P)

2O2- + 2 H - H2O2 + O2 (SD)

H2O2 + Seny. Organik H2O + Seny. Organik teroksidasi (P)

4. Bagi bakteri anaerob : tidak ada SD, K, PO2 merupakan racun; reaksi Flavoprotein + O2 H2O2 + O2-tidak dapat dipecah

MEDIA DAN STERILISASI

MEDIASubstrat bagi pertumbuhan dan perkembangbiakan mikrobaBerbentuk bahan alami (toge, kentang, daging, telur, susu dll.)Berbentuk bahan buatan (senyawa kimia organik dan anorganik)

SYARAT MEDIA BAGI MIKROBAo Mengandung unsur/nutrisi yang diperlukan bagi pertumbuhan & perkembangbiakano Mempunyai tekanan osmotik, tegangan permukaan, dan pH yang sesuaio Harus steril dan bebas kontaminanBENTUK MEDIA BERDASARKAN ZAT PEMADAT1. Media Semi Padat

- mengandung agar-agar 1 1,5%- berbentuk padat setelah dingin : Nutrient Agar, Potato Dextose Agar- untuk menumbuhkan bakteri, kapang dan khamir

2. Media Cair- tanpa penambahan agar-agar- berbentuk cair (broth) : Nutrient Broth, Lactose Broth- untuk menumbuhkan bakteri, kapang dan khamir

3. Media Padat- Lebih keras daripada medium semi padat- Media padat organik (kentang, umbi) dan anorganik (tanah)

BENTUK MEDIA BERDASARKAN SENYAWA PENYUSUN1. Media Alami

- disusun oleh bahan-bahan alami (kentang, tepung, daging, telur, umbi- sumber KH (kentang, pati umbi, dedak)- sumber N (daging, telur, ikan)

2. Media Sintetik- disusun oleh senyawa kimia- Media untuk bakteri Clostridium :

K2HPO4 0,5 g KH2PO4 0,5 gMgSO4.7H2O 0,1 g NaCl 0,1 gFeSO4.7H2O 0,01 g MnSO4.7H2O 0,01 g

3. Media Semi Sintetik- disusun oleh campuran bahan-bahan alami dan bahan sintetis- Plate Count Agar Tripton 5 g

Ektrak khamir 2,5 gGlukosa 1 gAgar 15 gAir 1 L

- Lactose Broth Ekstrak sapi 3 gPepton 5 gLaktosa 5 gAir 1 LpH 6.7

BENTUK MEDIA BERDASARKAN TUJUAN/SPESIFIKASI1. Media Umum

- digunakan untuk pertumbuhan & perkembangbiakan 1 atau lebih mikrobasecara umum

- Agar kaldu nutrisi ? bakteri dan Agar kentang dekstrosa? kapang2. Media Pengaya

- untuk memacu pertumbuhan & perkembangbiakan suatu mikroba lebih cepatdari mikroba lainnya dalam suatu bahan.

- Selenite-Cystine Broth ? memacu pertumbuhan Salmonella 3. Media Selektif

- media yang dapat ditumbuhi oleh suatu jenis mikroba; mikroba lain akanterhambat atau mati.

- Salmonella-Shigella Agar (SSA) ? untuk Salmonella dan Shigella- Staphylococci 110 Agar ? untuk Staphylococcus

4. Media Diferensiasi- untuk pertumbuhan mikroba tertentu serta penentuan sifat-sifatnya.- Blood Agar ? untuk bakteri hemolitik

5. Media Penguji- media untuk pengujian senyawa ttt dengan bantuan mikroba- untuk menguji Vit, asam amino, antibiotik, residu pestisida, residu deterjen

6. Media Enumerasi- digunakan untuk menghitung jumlah mikroba pada suatu bahan.- dapat berupa media umum, media selektif, media diferensiasi, media penguji

STERILISASI

1. Sterilisasi Secara Fisik- pemanasan, penggunaan sinar (X, gama, UV)- komposisi bahan tidak mudah berubah akibat sterilisasi- sterlisasi udara panas dengan oven 170-180oC 2 jam ? untuk alat gelas- sterilisasi uap panas tekanan tinggi dengan autoklaf 121oC 15 Psi 15 menit

2. Sterilisasi Secara Kimia- desinfektan (CuSO4, AgNO3, HgCL2, ZnO), alkohol, formalin, AMC (HCl + garam Hg)

- NaCl (9%), KCl (11%), KNO (10%) ? membunuh mikroba karena tekananosmotiknya.

- Khlor (Cl2) ? untuk tempat airCl2 + H2O ? HCl + HOCl

HOCl ? HCl + OnOn memiliki daya oksidasi kuat & membunuh mikrobaKhlorinasi langsung terhadap sel

- formalin (formaldehida) 4-20% mudah larut dalam air- alkohol 50-75% mengkoagulasi protein mikroba

3. Sterilisasi Secara Mekanik- penggunaan saringan atau membran filter Na-Cellulose