Post on 01-Jan-2016
description
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Selama awal abad 20 ahli mikrobiologi telah meneliti bahwa
mikroorganima mampu menyebabkan berbagai macam perubahan kimia baik
melalui penguraian maupun sintesis senyawa organik yang baru. Hal inilah yang
disebut dengan ‘biochemical diversity’ atau keaneka ragaman biokimia yang
menjadi ciri khas mikroorganisma. Disamping itu, yang penting lainnya adalah
bahwa mekanisma perubahan kimia oleh mikroorganisma sangat mirip dengan
yang terjadi pada organisma tingkat tinggi. Konsep ini dikenal dengan ‘unity in
biochemistry’ yang artinya bahwa proses biokimia pada mikroorganisma adalah
sama dengan proses biokimia pada semua makhluk hidup termasuk manusia.
Bukti yang lebih baru menunjukan bahwa informasi genetik pada semua
organisma dari mikroba hingga manusia adalah DNA.
Karena sifatnya yang sederhana dan perkembangbiakan yang sangat cepat
serta adanya berbagai variasi metabilma, maka mikroba digunakan sebagai model
penelitian di bidang genetika. Saat ini mikroorganisma diteliti secara intensif
untuk mengetahui dasar fenomena biologi. Mikroorganisma juga muncul sebagai
sumber produk dan proses yang menguntungkan masyarakat, misalnya: alkohol
yang dihasilkan melalui proses fermentasi dapat digunakan sebagai sumber energi
(gasohol). Strain-strain baru dari mikroorganima yang dihasilkan melalui proses
rekayasa genetika dapat menghasilkan bahan yang penting bagi kesehatan
manusia seperti insulin. Dan Jika kita membaca tentang mikroorganisma anda
akan menghargai, mengagum mikroorganisma anda akan menghargai, mengagumi
mikroorganisma seperti bakteri, algae, protozoa dan virus yang merupakan
organisma yang sering tidak terlihat.
Beberapa diantaranya bersifat patogen bagi manusia, hewan maupun
tumbuhan. Beberapa dapat menyebabkan lapuknya kayu dan besi. Tetapi banyak
diantaranya berperan penting dalam lingkungan sebagai dekomposer. Beberapa
diantaranya digunakan dalam menghasilkan (manufacture) substansi yang penting
di bidang kesehatan maupun industri makanan. Hal ini yang kemudian mendorong
kita untuk lebih mendalami mengenai sejarah penemuan, taksonomi, dan
karakteristik dari mikrorganisme.
I.2
I.3
BAB II
ISI
II.1 Pengertian Mikroba
Mikroba didefenisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang organisme
mikroskopis. Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, mikros=kecil,
bios=hidup dan logos=ilmu. Ilmuwan menyimpulkan bahwa mikroorganisma
muncul kurang lebih 4 juta tahun yang lalu dari senyawa organik kompleks di
lautan, atau mungkin dari gumpalan awan yang sangat besar yang mengelilingi
bumi. Sebagai makhluk hidup pertama di bumi, mikroorganisma diduga
merupakan nenk moyang dari semua makhluk hidup. Awal mula munculnya
ilmu mikrobiologi pada pertengahan abad 19 pada waktu ilmuwan telah
membuktikan bahwa mikroorganisma berasal dari mikroorganisma sebelumnya
bukan dari tanaman ataupun hewan yang membusuk. Selanjutnya ilmuwan
menunjukkan bahwa mikroorganisma bukan berasal dari proses fermentasi
tetapi merupakan penyebab proses fermentasi buah anggur menjadi anggur
dapat berubah. Ilmuwan juga menemukan bahwa mikroba tertentu
menyebabkan penyakit tertentu. Pengetahuan ini merupakan awal pengenalan
dan pemahaman akan pentingnya mikroorganisma bagi kesehatan dan
kesejahteraan manusia.
Hampir disemua daerah biosfir dapat dijumpai mikroba. Di semua tempat
yang dihuni manusia dapat dijumpai mikroba yang mampu hidup dan
berkembangbiak. Baru-baru ini telah ditemukan mikroba yang hidup di
puncak gunung dan di dasar laut dalam, dimana manusia tidak dapat bertahan
hidup.Mikroba memiliki peran penting dalam kehidupan manusia. Tanpa
kehadiran mereka, dunia penuh dengan limbah. Berkembangnya ilmu
pengetahuan telah membuka wawasan bahwa ternyata peran mikroba tidak
hanya mampu merombak limbah menjadi mineral yang dibutuhkan oleh
tanaman, tetapi masih banyak peran lainnya.Berdasarkan peranannya, mikroba
dapat dibagi menjadi tiga golongan. Golongan pertama yaitu mikroba yang
memiliki peran berguna bagi manusia, golongan kedua adalah mikroba yang
memiliki peran merugikan bagi manusia, dan golongan ketiga adalah mikroba
yang belum diketahui peranannya bagi kepeningan manusia. Mikroba jenis
ketiga ini termasuk mikroba yang peranannya kadang berguna bagi manusia,
tetapi dilain waktu berperan merugikan.
Mikroba Menguntungkan
Mikroba yang memiliki peran menguntungkan bagi manusia adalah mikroba
pengurai, nitrifikasi, nitrogen, usus, dan penghasil antibiotik. Mikroba
pengurai memiliki kemampuan merombak senyawa organik kompleks menjadi
senyawa yang lebih sederhana. Hasil perombakannya dapat dimanfaatkan oleh
mahluk hidup lainnya.Mikroba nitrifikasi memiliki kemampuan untuk
merombak senyawa amoniak menjadi nitrat yang dapat dimanfaatkan oleh
tumbuhan. Keberadaan senyawa amoniak dalam media budidaya dapat
menimbulkan keracunan bagi ikan yang dibudidaya.Aktivitas mikroba nitrogen
sangat bermanfaat bagi tanaman. Mikroba ini mampu mengikat nitrogen
langsung dari udara dan mengubahnya menjadi komponen yang dapat diserap
oleh akar. Mikroba ini hidup diantara akar tanaman.Mikroba usus hidup di
saluran pencernaan. Mikroba ini memiliki peran dalam membusukan sisa
makanan di dalam usus. Selain itu, mikroba ini juga memiliki kemampuan
untuk menghasilkan vitamin B12 dan K yang memiliki peran pening dalam
proses pembekuan darah.Mikroba penghasil antibiotik pertama kali ditemukan
oleh Alexander Flaming. Saat ini telah banyak mikroba yang diketahui
memiliki kemampuan untuk memproduksi antibiotik. Antibiotik merupakan
senyawa ini banyak digunakan sebagai bahan untuk mengatasi keberadaan
mikroba patogen dan pembusuk.
Mikroba Merugikan
Mikroba utama yang diketahui memiliki peran yang merugikan kepentingan
manusia adalah mikroba pembusuk dan patogen. Mikroba pembusuk adalah
mikroba yang memiliki kemampuan untuk merombak senyawa organik
kompleks menjadi senyawa sederhana yang tidak diharapkan. Keberadaan
mikroba ini dalam bahan pangan tidak disukai. Oleh mikroba pembusuk,
bahan pangan akan dirombak sedemikian rupa sehingga menjadi
busuk.Mikroba patogen merupakan mikroba yang sering menimbulkan
penyakit bagi manusia. Aktivitas mikroba patogen dalam bahan pangan adalah
memperbesar populasi mikroba dan menghasilkan senyawa racun.
Mengkonsumsi bahan pangan demikian akan menyebabkan sakit atau
keracunan.
II.2 Pemanfaatan Mikroba Dalam Bidang Pangan
Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan
khamir (kapang) dengan alasan sebagai berikut:
1) pertumbuhannya cepat, walaupun dalam skala besar seperti industri;
2) sel-selnya mengandung protein yang tinggi;
3) dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya, misalnya dari
limbah pertanian;
4) menghasilkan produk yang tidak toksik;
5) sebagai organisme hidup, reaksi biokimianya dikontrol oleh enzim yang
berarti tidak memerlukan tambahan reaktan dari luar.
Pemanfaatan mikroorganisme telah digunakan pada bioteknologi
tradisional maupun modern. Bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme,
antara lain: digunakan dalam bidang pangan, obat-obatan, pembasmian hama
tanaman, pencemaran, dan pemisahan logam dari bijih logam.
A. Pemanfaatan mikroba untuk menghasilkan protein
Protein merupakan bahan makanan yang mutlak diperlukan manusia.
Protein yang dihasilkan dengan memanfaatkan mikroorganisme disebut SCP
(Single Cell Protein) protein sel tunggal. SCP ini mempunyai kadar protein
hingga 80% lebih tinggi dibandingkan protein kedelai dan ragi.
Beberapa mikroorganisme yang efektif untuk pembuatan SCP antara lain:
Methylophylus methylotropus. SCP ini biasa digunakan untuk makanan ternak
agar hewan ternak mampu menghasilkan susu dan daging berkualitas tinggi.
Fusarium, SCP yang digunakan untuk nutrisi manusia.
B. Penggunaan jasa mikroorganisme untuk mengubah makanan.
Melalui proses fermentasi yang dilakukan mikroorganisme, bahan makanan
tertentu diubah menjadi bahan bentuk lain sehingga cita rasanya lebih menarik
atau mengandung nilai gizi yang lebih tinggi. Contoh makanan ini ialah keju,
mentega, roti, alkohol, dan cuka.
1) Keju
Keju bahan utamanya adalah dadih yang dipisahkan dari Whey (air dadih
utama). Dadih dibuat dari protein kasein yang umumnya terbentuk karena
aktivitas enzim renin dan kondisi asam yang ditimbulkan karena aktivitas
bakteri asam laktat.
Bakteri yang dibiarkan pada media keju menyebabkan proses fermentasi
yang memberikan suasana asam. Selain itu, juga memberikan cita rasa khas
dan bau harum (aroma) pada produk susu tersebut. Makin lama masa
inkubasinya, makin tinggi keasamannya dan makin tajam cita rasanya.
Mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan keju ialah jamur
Penicillium camemberti.
2) Mentega
Mentega dibuat dengan mengaduk kepala susu (krim) hingga tetesan-
tetesan mentega yang berlemak memisah dari susu mentega. Susu mentega
adalah cairan susu yang tinggal setelah membuat mentega. Krim (kepala susu)
memiliki rasa masam dan digunakan untuk pembuatan produk lain, seperti
yoghurt. Yoghurt dibuat dari krim yang ditanami mikroorganisme seperti yang
digunakan membuat susu mentega.
Yoghurt banyak kamu jumpai di toko. Yoghurt terbuat dari susu dengan
lemak kadar rendah yang sebagian airnya telah diuapkan. Untuk meningkatkan
keasamannya, susu kental yang terbentuk ditanami dengan Streptococcus
thermophillus, sedangkan untuk meningkatkan cita rasa dan aroma ditanami
Lactobacillus bulgaris.
Fermentasi Lactobacillus bulgaris berlangsung pada subtrat yang
bertemperatur 45° C selama beberapa jam. Pada temperatur tersebut
Lactobacillus bulgaris masih mungkin tumbuh dan berkembang. Untuk
menjaga cita rasa, aroma, dan keasamannya maka perlu dijaga keseimbangan
antara kedua jenis mikroorganisme tersebut.
C. Fermentasi makanan non susu
Pemanfaatan mikroorganisme, seperti ragi banyak digunakan dalam
pembuatan roti, asinan, minuman alkohol, minuman anggur, dan cuka.
Dalam pembuatan roti, adonan roti akan ditanami ragi yang sebenarnya kultur
spora suatu jenis jamur. Spora jamur akan tumbuh dan memfermentasi gula
dalam adonan, dan terbentuklah gelembung-gelembung karbondioksida.
Fermentasi yang berlangsung dalam kondisi aerob ini akan mendorong
produksi CO2.
Pada pembuatan asinan kubis atau sauerkraut, acar, dan olive maupun
kecap diperlukan mikroba jamur penghasil enzim yang mampu mengubah zat
tepung menjadi gula yang dapat difermentasikan. Prinsip ini juga digunakan
dalam pembuatan brem dan minuman khas Jepang, sake yang dibuat dari ketan
dan beras.
Dalam pembuatan kecap diperlukan jamur Aspergillus oryzae. Jamur ini
dibiakkan dalam kulit gandum terlebih dahulu. Selanjutnya, jamur ini bersama-
sama bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang sudah dimasak,
menghancurkan campuran gandum.
Setelah melalui fermentasi karbohidrat yang cukup lama, dihasilkanlah
kecap. Beberapa jenis mikroba yang digunakan untuk mengubah bahan
makanan menjadi bentuk lain, misalnya:
1) Rhizopus oligospora untuk membuat tempe dengan substrat kedelai.
2) Neurospora sitophila untuk membuat oncom dengan substrat kacang tanah.
3) Saccharomyces cerevisiae untuk membuat tape dengan substrat ketan atau
singkong atau ubi kayu.
4) Acetobacter xulinum untuk membuat nata de coco dengan substrat air
kelapa.
D. Pembuatan alkohol dan asam cuka
a. Proses pembuatan alkohol
Hampir semua pembuatan minuman beralkohol, seperti bir, ale, dan
anggur memerlukan jasa mikroorganisme. Bir dan ale dibuat dari tepung biji
padi-padian yang difermentasi oleh ragi. Ragi tidak dapat menggunakan tepung
secara langsung. Tepung tersebut diubah terlebih dahulu menjadi glukosa atau
maltosa. Selanjutnya, glukosa dan maltosa difermentasi menjadi etanol dan
CO2.
Dalam proses pembuatan minuman ini, malting, yaitu biji padi-padian
dibiarkan berkecambah, terus dikeringkan, selanjutnya digiling menghasilkan
malt. Malt ini mengandung enzim amilase yang mampu mengubah amilum
menjadi glukosa dan maltosa sehingga dapat difermentasi oleh ragi.
Pada pembuatan minuman keras berkadar alkohol tinggi, seperti vodka,
wiski, dan rum, karbohidrat dari biji padi-padian, kentang dan sirup atau tetes
gula difermentasi menghasilkan alkohol. Selanjutnya, alkohol ini disuling
untuk menghasilkan minuman berkadar alkohol tinggi.
Minuman anggur atau wine dapat dibuat dari buah anggur maupun dari
buah lain. Karena buah anggur mengandung gula, maka langsung dapat
difermentasikan oleh ragi. Jika bahannya selain buah anggur, untuk
meningkatkan produksi alkoholnya perlu ditambah gula
b. Proses pembuatan cuka
Bahan dasar pada proses pembuatan cuka adalah etanol yang dihasilkan
oleh fermentasi anaerob oleh ragi. Oleh bakteri asam asetat, seperti
Acetobacter dan Gluconobacter, etanol akan dioksidasi menjadi asam asetat.
Berikut beberapa Makanan yang Difermentasi dan Jenis Mikroba yang
Diperlukan
No
.Produk/Makanan
Bahan
mentahMikroorganisme
Lokasi
produk
Produk dari
Perusahaan Susu
1 Keju Swiss Susu
Propioni
bacterium
skerma manisi
Eropa,
Amerika
2Keju (masak)
Keju biru
Dadih
susu
susu
Streptococcus
sp.
Penicillium
roqueforti
Leuconostoc sp.
Meliputi
seluruh
dunia
3 Krim asamSusu
skim
Streptococcus
lactis
Lactobacillus
lactis
Meliputi
seluruh
dunia
4 Kefir Susu
Streptococcus
lactis
Lactobacillus
bulgaricus
Candida sp.
Asia Barat
Daya
5 Kurmiss Susu
kuda
atau
L. bulgaricus
Lactobacillus
Rusia
Dombaleichmannii
Candida sp.
6 Yogurt Susu
Streptococcus
thermophilus
L. bulgaricus
Meliputi
seluruh
dunia
7 Taette SusuS. lactis var
taetteSkandinavia
Produk Daging
dan Ikan
1 Sosis keringDaging
sapi
Pediococcus
cereviceae
Eropa,
Amerika
Serikat
2 Saus ikanIkan
kecil
Halophilic
becillus sp
Asia
Tenggara
3 Izushi
Ikan
segar
beras
sayuran
Lactobacillus sp. Jepang
Produk Tanaman
Bukan Minuman
1 Biji cokelatBuah
cokelat
Candida krussek
Geitrichum sp.
Afrika,
Amerika
Serikat
2 Biji kopi Buah kopiErwinia dissolvens
Saccharomyces sp.
Brasil, Kongo,
Hawaii,
India
3 Kimchi
Kubis dan
sayuran
lainnya
Bakteri asam laktat Korea
4 Miso Kacang Aspergillus oryzae Jepang
kedelaiSaccharomyces
ruoxii
5 OliveOlive
hijau
Leuconostic
mesenterodes
Lactobacillus
pantarum
Meliputi
seluruh dunia
6 Tauco Kedelai Aspergillus oryzae Asia
7 Kecap Kedelai
A. oryzae atau
Aspergillus
soyae
S. ruoxii
Jepang,
Indonesia
8 Tempe Kedelai
Rhizopus
oligosporus
Rhizopus oryzae
Indonesia,
Suriname, Irian
Timur (Papua)
Roti
1 Idli
Tepung
beras &
tepung
kacang
Leuconostoc
mesenteroides
India bagian
selatan
2 kue-kueTepung
gandum
Saccharomyces
cerevisiae
Meliputi
seluruh dunia
3Roti adonan
Masaur
Tepung
gandum
Saccharomyces
exyguus
California
bagian utara
(Amerika
Serikat)
III. Pemanfaatan Mikroba Dalam Bidang Pertanian
Biofertilizer pada Pertanian Organik
Pertanian organik semakin berkembang dengan sejalan dengan timbulnya
kesadaran akan petingnya menjaga kelestarian lingkungan dan kebutuhan bahan
makanan yang relatif lebih sehat.dalam pertanian organik yang tidak meggunakan
bahan kimia buatan seperti pupuk kimia buatan dan pestisida, biofertilizer atau
pupuk hayati menjadi salah satu alternatif yang dapat dipertimbangkan. Beberapa
mikroba tanah seperti Rhizobium, Azaosprillium, Azotobacter mikoriza perombak
sellulosa dan efektif mikroorgnisme dapat dimanfaatkan sebagai biofertilizer pada
pertanian organik, biofertilizer tersebut fungsinya antara lain membantu
penyediaan hara pada tanaman, mempermudah penyediaan hara bagi tanaman
membantu dekomposisi bahan organik, meyediakan lingkungn rhizosfer sehingga
pada akhirnya akan mendukung pertumbuhan dan produksi peningkatan tanaman.
Pemanfaatan Bakteri Rhizobium leguminosarum. sebagai biofertilizer
Klasifikasi ilmiah Rhizobium leguminosarum
Kingdom : Monera
Kelas : Psilopsida
Ordo : Psilotales
Family : Psilotaceae
Genus : Rhizobium
Species : Rhizobium leguminosarum
Bakteri Rhizobium bila bersimbiosis dengan tanaman legum, kelompok bakteri ini
akan menginfeksi akar tanaman dan membentuk bintil akar di dalamnya. Akar
tanaman tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui
kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari
inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat
mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen
organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi
penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.
Pemanfaatan Rhizobium dalam Produksi Pertanian Dilakukan Melalui:
1. Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan
mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen (mikrobia penambat
nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi), Fosfor
(mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi sulfur), dan
Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al),
2. Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan
organisma pengganggu tanaman (OPT),
3. Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia
pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk
hidup (Bioremediasi),
4. Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia
penghasil fitohormon.
Skema Bakteri Rhizobium leguminasarum. dalam mengikat nitrogen
Biopeptisida pada pertanian organik
Biopestisida adalah pestisida yang mengandung mikroorganisme seperti bakteri
patogen, virus dan jamur. Pestisida biologi yang saat ini banyak dipakai adalah
jenis insektisida biologi (mikroorganisme pengendali serangga) dan jenis
fungisida biologi (mikroorganisme pengendali jamur). Jenis-jenis lain seperti
bakterisida, nematisida dan herbisida biologi telah banyak diteliti, tetapi belum
banyak dipakai.
Beberapa bakteri sekarang telah dikembangkan menjadi biopestisida. Secara
ekologi, penggunaan biopestisida ini sangat menguntungkan jika dibandingkan
dengan penggunaan pestisida. Hal ini dikarenakan adanya efek residu pestisida
terhadap lingkungan termasuk manusia. Bakteri-bakteri tertentu dapat
menghasilkan endotoksin yang dapat meracuni serangga hama tanaman tertentu.
Sebagai contoh, di Amerika telah dikembangkan bakteri yang potensial menjadi
biopestisida pada skala komersial, antara lain adalah Bacillus popilliae dengan
merk dagang Doom or Japidemik, Bacillus thuringiensis dengan merk dagang
Dipel, Thuricide, dan Agritol. Di Canada, pada tahun 1980 penggunaan Bacillus
thuringiensis sebagai biopestisida mencapai 4%, dan meningkat menjadi 63 %
pada tahun 1990. Endotoksin yang dihasilkan oleh Bacillus thuringiensis aktif
mematikan sebagian besar serangga yang termasuk dalam kelas Lepidoptera,
Diptera, dan Coleoptera.
Pemanfaatan Bakteri Bacillus thuringiensis sebagai biopeptisida
Klasifikasi ilmiah Bacillus thuringiensis
Kerajaan : Eubacteria
Filum : Firmicutes
Kelas : Bacilli
Ordo : Bacillales
Famili : Bacillaceae
Genus : Bacillus
Spesies : Bacillus thuringiensis
B. thuringiensis adalah bakteri yang menghasilkan kristal protein yang bersifat
membunuh serangga (insektisidal) sewaktu mengalami proses sporulasinya.
Kristal protein yang bersifat insektisidal ini sering disebut dengan σ- endotoksin.
Kristal ini sebenarnya hanya merupakan protoksin yang jika larut dalam usus
serangga akan berubah menjadi poli-peptida yang lebih pendek (27- 149 kd) serta
mempunyai sifat insektisi-dal. Pada umumnya kristal Bt di alam bersifat
protoksin, karena ada-nya aktivitas proteolisis dalam sistem pencernaan serangga
dapat mengubah Bt-protoksin menjadi polipeptida yang lebih pendek dan bersifat
toksin. Toksin yang telah aktif berinteraksi dengan sel-sel epithelium di midgut
serangga. Bukti-bukti telah menunjukkan bahwa toksin Bt ini menyebabkan
terbentuknya pori-pori (lubang yang sangat kecil) di sel membrane di saluran
pencernaan dan mengganggu keseimbangan osmotik dari sel –sel tersebut. Karena
keseimbangan osmotik terganggu, sel menjadi bengkak dan pecah dan
menyebabkan matinya serangga.
Pemanfaatan Bacillus thuringiensis dalam Pertanian:
1. Bacillus thuringiensis varietas tenebrionis menyerang kumbang kentang
colorado dan larva kumbang daun.
2. Bacillus thuringiensis varietas kurstaki menyerang berbagai jenis ulat
tanaman pertanian.n
3. Bacillus thuringiensis varietas israelensis menyerang nyamuk dan lalat
hitam.
4. Bacillus thuringiensis varietas aizawai menyerang larva ngengat dan
berbagai ulat, terutama ulat ngengat diamondback.
Skema Bt dalam membunuh serangga
Agen Biokontrol Pada pertanian Organik
Agen biokontrol ialah suatu mikroorganisme yang digunakan untuk menekan
populasi serangga hama serendah mungkin hingga dapat mencegah kerugian yang
di timbulkan tanpa mengganggu keseimbangan ekologis yang ada. Biokontrol
dapat bersifat antagonis atau bahkan sebagai parasit.
Ditemukannya penyakit layu fusarium yang disebabkan oleh jamur Fusarium sp.
merupakan salah satu kendala yang dihadapi oleh para petani saat ini, jamur ini
banyak menyerang tanaman kentang, pisang, tomat, ubi jalar, strawberry dan
bawang daun. Penyakit layu fusarium adalah penyakit sistemik yang menyerang
tanaman mulai dari perakaran sampai titik tumbuh. Salah satu alternatif untuk
menanggulangi hal tersebut yaitu dengan pengendalian untuk menekan populasi
jamur Fusarium dengan mengembangkan pengendalian secara hayati.
Pemanfaatan Bakteri Pseudomonas fluorescens Sebagai Agen Biokontrol
Pada Pertanian Organik
Klasifikasi ilmiah Pseudomonas fluorescens
Kingdom : Bacteria
Filum : Proteobacteria
Kelas : Gamma Proteobacteria
Ordo : Pseudomonadales
Famili : Pseudomonadaceae
Genus : Pseudomonas
Species : P. fluorescens
Pemanfaatan rhizobakteria di Jawa Barat dikembangkan sebagai biofungisida
khususnya antara lain: Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, Bacillus thuringiensis,
Bacillus pantotkenticus , Burkholderia cepacia dan Pseudomonas fluorescens.
Bakteri Pseudomonas fluorescens merupakan bakteri gram negative yang
berbentuk batang yang menghuni tanah, tanaman dan air, bakteri ini dapat
mengeluarkan senyawa antibiotik (antifungal), siderofor, dan metabolit sekunder
lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas jamur Fusarium oxysporum.
Senyawa siderofor, seperti pyoverdin atau pseudobacin diproduksi pada kondisi
lingkungan tumbuh yang miskin ion Fe. Senyawa ini menghelat ion Fe sehingga
tidak tersedia bagi mikroorganisme lain. Ion Fe sangat diperlukan oleh spora F.
oxysporum untuk berkecambah. Dengan tidak tersedianya ion Fe maka infeksi F.
oxysporum ke tanaman berkurang. Sementara senyawa antibiotik yang dihasilkan
antara lain : phenazine-1-carboxylate, pyoluteorin, pyrrolnitrin, 2,4-
diacetylphloroglucinol, phenazine-1-carboxyamide, pyocyanine, hidrogen cyanide
dan viscosinamide. Produk yang telah dikomersialkan dari biofungisida antara
lain: Bio-FOB, Bio-TRIBA, Mitol 20 EC dan Organo-TRIBA
III. Pemanfaatan Dalam Bidang Farmasi
Produk alami yang disintesis oleh mikroorganisme menjadi sangat
penting.Produk anti koagulan, antidepresan, vasodilator, herbisida ,insektisida,
hormone tanaman ,enzin dan inhibitor enzim telah diisolasi oleh mikroorganisme.
Mikroorganisme lebih sering digunakan untuk menghasilkan enzim seperti enzim
amylase yang digunakan untuk membuat bir, roti, dan memproduksi tekstil. serta
enzim protease yang digunakan untuk mengempukan daging, melunakan kulit,
membuat detergen dan keju.
Mikrobiologi farmasi modern berkembang setelah perang dunia ke-II
dengan dimulainya produksi antibiotic. Suplai produk farmasi dunia termasuk
antibiotic, steroid, vitamin, vaksin, asam amino,enzim, dan hormone manusia
diproduksi dalam jumlah besar oleh mikroorganisme. streptomyces hydroscopius
memiliki strain yang berbeda untuk membuat hamper 200 antibiotik yang
berbeda.Antibiotik pada dasarnya dibuat dalam skala industri dengan cara
menginokulasikan spora dari kapang dalam suatu media pertumbuhan dan
menginkubasinya dalam aerasi yang baik.setelah mencapai konsentrasi yang
cukup, larutan diekstraksi, dipresitipasi dan diperlakukan dengan prosedur standar
industry lainnya.
Vaksin diproduksi oleh industry mikrobiologi.Banyak vaksin anti virus
yag diproduksi besar-besaran dari pemanfaatan telur ayam dan kultur sel.Produksi
vaksin untuk penyakit infeksi bakteri umumnya memerlukan pertumbuhan bakteri
dalam jumlah besar.
Steroid merupakan kelompok bahan kimia yang meliputi kortison yang
digunakan sebagai obat anti-inflamasi dan estrogen sebagai progeseron yang
digunakan sebagai kontrasepsi oral.Mendapatkan steroid dari hewan atau
mensintesisnya secara kimiawi merupakan proses yang sulit, namaun
mikroorganisme seperti streptomyces dapat mensintesis steroid dari strerol.
PRODUKSI ANTIBIOTIK
Produksi antibiotic dilakukan dalam skala besar pada tangki fermentasi
dengan ukuran besar.sebagai contoh, penicillium ditumbuhkan pada 100.000 liter
fermentor selam kurang lebih 200 jam.
Pada proses produksi penicillin. Media penutrisi yang mengandung gula
asam fenilasetat ditambahkan secara kontinu. Asam fenilasetat ini digunakan
untuk membuat rantai samping benzyl pada penisilin G.Penisilin G diekstraksi
dari filtrat dan dikristalisasi.
Strain streptkan omyces menghasilkan streptomysin dan berbagriseus
dinoai antibiotic lainnya.Spora S tuk mendapat dinokulasikanke dalam media
untuk mendapatkan kultur pertumbuhan dengan biomasa miselia yan g tinggi
sebelum dimasukan ke dalam tangki inokulum.Media dasar untuk produksi
strptomisin mengandung pati kedelai sebagai sumber nitrogen, glukosa sebagai
sumber karbon, dan Nacl.temperatur optimum untuk proses ini berkisar sekitar
28oC.
PRODUKSI VAKSIN
Penggunaan vaksin sangant penting untuk mencegah berbagai
penyakit.pengembangan dan produksi vaksin merupakan salah satu tugas penting
industry farmasi.produksi vaksin meliputi pengkulturan mikroorganisme yang
memiliki property antigenetik yang diperlukan untuk meluncurkan respons imun
primer.
Untuk menghasilkan vaksin yang disebabkan oleh penyakit yang
disebabkan oleh virus, strain virus ditumbuhkan dengan menggunakan telur ayam
tertunas.Individu yang mempunyai alergi terhadap telur ayam tidak dapat di beri
vaksin yang dibuat dengan cara seperti ini.Vaksin juga dapat dibuat melalui kultur
jaringan. Produksi vaksin yang efektif dalam mencegah infeksi oleh bakteri, fungi
dan protozoa melibatkan pertumbuhan strain mikroorganisme pada media artifisil
yang meminimalkan gangguan berupa respon alergi.vaksin yang diproduksi
secara komersial harus diuji dan distandardisasi sebelum digunakan.
PRODUKSI PROTEIN MANUSIA
Adanya proses rekayasa genetic dengan pemanfaatan mikroorganisme
meningkatkan peran industry farmasi da memproduksi protein manusia. Melalui
teknik rekombinasi DNA dan sekuens DNA manusia yang mengkode berbagai
protein dapat digabungkan dengan genom bakteri. Dan dapat amenumbuhkan
bakteri rekombinan dalam fermentor, maka protein manusia dapat dikonsumsi
secara komersial.
Insulin mutlak diperlukan oleh manusia. Insulin merupakan hormone
polopeptida yang dihasilkan oleh pulau-pulau langgerhans di pancreas yang
berfungsi mengatur metabolism karbohidrat.Karbohidrat dalam makanan
dikonversi menjadi glukosa monosakarida, karbohidrat pokok dalam
darah.Beberapa karbohidrat seperti fruktosa dan selulosa dapat digunakan sebagai
energy sel namun tidak dikonversi menjadi glukosa dan tidak berpartisipasi dalam
pengaturan metabolism glukosa.
Insulin diperlukan bagi penderita diabetes mellitus, suat penyakit
gangguan metabolism karbohidrat. Khususnya penderita diabetes mellitus tipe 1
yang memerlukan asupan insulin eksogen.Pada mulanya sumber insulin untuk
penggunaan klinis pada manusia diperoleh dari pancreas sapi,kuda,babi maupun
ikan.Insulin yang diperoleh dari sumber-sumber tersebut efektif bagi manusia
karena identik pada insulin manusia.Hanya terdapat perbedaan tiga asam amino
antara insulin sapid an manusia.
mekanisme rekayasa genetik untuk memproduksi insulin
PRODUKSI ENZIM
Enzim yang diisolasi dari mikroorganisme dapat diaplikasikan dalm
berbagai macam industry. Misalnya enzim protease yang diisolasi dari bacillus
licheniformis digunakan pada berbagai macam detergen sebagai bahan
pembersih.protease merusak dan melarutkan protein yang mengotori
pakaian.enzim yang dihasilkan untuk proses industry meliputi protease,
amylase,glukosa isomerase, glukosa oksidase, paktinase dan lipase.empat macam
enzim yang d produksi oleh mikroorganisme adalah protease, glukamilase, α-
amilase dan glukosa isomerase.
Amilase digunakan dalam detergen dan dalam industry pembuatan
bir.Glukosa isomerase digunakan untuk mengubah glukosa menjadi fruktosa yang
dua kali lebih manis dibandingkan sukrosa.