BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. TINJAUAN UMUM BAKTERI 1. Pengertian Bakteri Bakteri merupakan uniseluler, pada umumnya tidak berklorofil, ada beberapa yang fotosintetik dan produksi aseksualnya secara pembelahan dan bakteri mempunyai ukuran sel kecil dimana setiap selnya hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop. Bakteri pada umumnya mempunyai ukuran sel 0,5-1,0 µm kali 2,0-5,0 µm, dan terdiri dari tiga bentuk dasar yaitu bentuk bulat atau kokus, bentuk batang atau Bacillus, bentuk spiral. (Dwidjoseputro,1985) Syarif dan Halid (1993) menyatakan bahwa : identifikasi jenis bakteri berdasarkan sifat morfologi, biokimia, fisiologi dan serologi adalah sebagai berikut : a. Bakteri gram positif 1) Kokus a) Katalase positif : Staphylococcus b) Katalase negatif : Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus 2) Batang a) Anaerobik atau Fakultatif Anaerobik : Clostridium botulinum, Lactobacillus, Propionic bacterium b) Aerobik : Bacillus, b. Bakteri Gram Negatif 1) Fermentatif (batang) : Proteus, Eschericia coli, Enterobacter 2) Non Fermentatif (spiral/batang) : Pseudomonas, Alcaligenes
1
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri menurut Gamar dan Sherrington (1994) ada dua yaitu : a. Faktor Intrinsik yaitu sifat-sifat dari bahan itu sendiri. Adapun penjelasan dari masing-masing faktor sebagai berikut : 1) Waktu Laju perbanyakan bakteri bervariasi menurut spesies dan kondisi pertumbuhannya. Pada kondisi optimal hampir semua bakteri memperbanyak diri dengan pembelahan biner sekali setiap 20 menit. 2) Makanan Semua mikroorganisme memerlukan nutrient yang akan menyediakan: a) Energi, biasanya diperoleh dari substansi mengandung karbon. b) Nitrogen untuk sintesa protein. c) Vitamin dan yang berkaitan denagn factor pertumbuhan. 3) Kelembaban Mikroorganisme,
seperti
halnya
semua
organisme
memerlukan air untuk mempertahankan hidupnya. Banyaknya air dalam pangan yang tersedia untuk digunakan dapat di diskripsikan dengan istilah aktivitas air (Aw) 4) Suhu Mikroorganisme
dapat
diklasifikasikan
menjadi
tiga
kelompok berdasarkan suhu pertumbuhan yang diperlukannya. a) Psikrofil (organisme yang suka dingin) dapat tumbuh baik pada suhu dibawah 20oC, kisaran suhu optimal adalah 10oC sampai 20oC. b) Mesofil (organisme yang suka pada suhu sedang) memiliki suhu pertumbuhan optimal antara 20oC sampai 45oC. c) Termofil (organisme yang suka pada suhu tinggi) dapat tumbuh baik pada suhu diatas 45oC, kisaran pertumbuhan optimalnya adalah 50oC sampai 60oC.
2
5) Oksigen Tersedianya oksigen dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme, bakteri diklasifikasikan menjadi tiga kelompok menurut keperluan oksigennya. a) Aerob Obligat (hanya dapat tumbuh jika terdapat oksigen yang banyak) b) Aerob Fakultatif (tumbuh dengan baik jika oksigen cukup, tetapi juga dapat tumbuh sacara anaerob) c) Anaerob Fakultatif (tumbuh dengan baik jika tidak ada oksigen, tetapi juga dapat tumbuh secara aerob) 6) pH Daging dan pangan hasil laut lebih mudah mengalami kerusakan oleh bakteri, karena pH pangan tersebut mendekati 7,0. Bakteri yang terdapat di permukaan ikan ( lapisan lender) adalah dari jenis Pseudomonas, Acinobacter, Moraxella, Alcaligenes, Micrococcus, Flavobacterium, Corynebacterium, Serratia, Vibrio, Bacillus, Clostridium dan Eschericia. Bakteri Pseudomonas dan Acromabacter
merupakan
bakteri
Psikrofil
yang
paling
menyebabkan kebusukan ikan (Nurwantoro dan Abbas,1997) b. Faktor Ekstrinsik yaitu kondisi lingkungan dari penanganan dan penyimpanan bahan pangan. Kondisi pangan produk bahan pangan akan juga mempengaruhi spesies mikroorganisme yang mungkin berkembang dan menyebabkan kerusakan. Bahan pangan yang disimpan pada suhu lemari es akan dirusak oleh spesies dari kelompok Psikrotofik. (Gamar dan Sherrington,1994) 3. Fase Pertumbuhan Bakteri, yaitu : a. Fase adaptasi yaitu fase untuk menyesuaikan dengan substrat dan kondisi lingkungan disekitarnya b. Fase pertumbuhan awal yaitu fase dimana sel mulai membelah dengan kecepatan yang masih rendah
3
c. Fase logaritmik yaitu fase dimana mikroorganisme membelah dengan cepat dan konstan d. Fase pertumbuhan lambat yaitu fase dimana zat nutrisi di dalam medium sudah sangat berkurang dan adanya hasil-hasil metabolisme yang mungkin beracun atau dapat menghambat pertumbuhan bakteri e. Fase pertumbuhan tetap (statis) yaitu fase dimana jumlah populasi sel yang tetap karena jumlah sel yang hidup tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati f. Fase menuju kematin dan fase kematian yaitu fase dimana sebagian populasi baktei mulai mengalami kematian karena beberapa sebab yaitu zat gizi di dalam medium habis dan energi cadangan di dalam sel habis (Fardiaz, 1989) GAMBAR 1 KURVA PERTUMBUHAN BAKTERI Sumber : Fardiaz, 1992
4. Pertumbuhan Bakteri pada Makanan Bakteri tumbuh dengan cara pembelahan biner satu sel membelah menjadi dua sel. Waktu generasi yaitu waktu yang dibutuhkan oleh sel untuk membelah, bervariasi tergantung dari spesies dan kondisi pertumbuhan. Semua bakteri yang tumbuh pada makanan bersifat heterotropik yaitu membutuhkan zat organik untuk pertumbuhannya.
4
Dalam metabolisme bakteri heterotropik menggunakan protein, lemak, karbohidrat dan komponen makanan lainnya sebagai sumber karbon dan energi untuk pertumbuhannya. GAMBAR 2 PROSES PEMBELAHAN PADA BAKTERI Sumber : Fardiaz, 1989
5
5. Dinding Sel Dinding sel sangat tipis namun dinding inilah yang memberikan bentuk tertentu pada bakteri. Dinding ini dapat terlihat dengan teknik pewarnaan tertentu, atau dengan mengusahakan terjadinya plasmolisis pada sel bakteri. Dengan mikroskop elektron, dinding sel tersebut dapat terlihat dengan jelas sekali Diding sel dapat terdiri dari bermacam-macam bahan organik, seperti selulosa, hemiselulosa, khitin (KH yang mengandung unsur N) tergantung pada spesies dari masing-masing mikroorganisme. Dinding sel merupakan lapisan penyokong terluar yang melindungi struktur dalam. Tebalnya kira-kira 10 – 25 µm dan merupakan 20% - 30% berat kering sel kuman. Antigen dinding sel kuman gram negatif bekerja sebagai indotoksin. Sintesis dinding sel dapat dihambat atau diganggu oleh berbagai faktor. Enzim lisozim pada berbagai macam cairan jaringan dapat menyebabkan lisis bakteri. Ia bekerja dengan memecah ikatan mukopetida dinding sel, jika lisozim bekerja terhadap kuman gram positif dalam lingkungan larutan hipertonik terjadilah bentuk protoplas yang terdiri dari membran sitoplasma dan isinya. Jika terjadi pada kuman gram negatif hasilnya adalah sferoplas. (Dwijoseputro, 1986) GAMBAR 3 SINTESA DINDING SEL SELAMA PERTUMBUHAN BAKTERI Sumber : Fardiaz, 1992
6
B. BAKTERI GRAM POSITIF DAN BAKTERI GRAM NEGATIF Bakteri dibedakan atas dua kelompok berdasarkan komposisi dinding sel serta sifat pewarnaannya, yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Selain perbedaan dalam sifat pewarnaannya, bakteri gram positif dan bakteri gram negatif berbeda dalam sentivitasnya terhadap kerusakan mekanis/fisis, terhadap enzim, desinfektan dan antibiotik. Perbedaan relatif sifat bakteri gram positif dan bakteri gram negatif dapat dilihat sebagai berikut TABEL I PERBEDAAN BAKTERI GRAM POSITIF DAN BAKTERI GRAM NEGATIF Perbedaan Relatif No 1.
2.
Sifat Komposisi dinding sel
Ketahanan terhadap
Bakteri Gram Positif Kandungan lipid
Bakteri Gram Negatif Kandungan Lipid
rendah (1-4%)
tinggi (11-22%)
Lebih sensitif
Lebih tahan lama
Lebih dihambat
Kurang dihambat
Kebanyakan spesies
Relatif sederhana
penisilin 3.
Penghambat oleh pewarna biasa (misalnya violet kristal)
4.
Kebutuhan Nutrient
relatif kompleks 5.
Ketahanan terhadap
Lebih tahan
Kurang tahan
perlakuan fisik Sumber: Fardiaz,1992 Bakteri gram negatif bersifat lebih konstan terhadap reaksi pewarnaan, tetapi bakteri gram positif sering berubah sifat pewarnaannya sehingga menunjukkan reaksi gram variabel, sebagai contoh, kultur bakteri gram positif sudah tua dapat kehilangan kemampuannya untuk menyerap pewarna violet kristal sehingga dapat menyerap pewarna safranin, dan berwarna merah
7
seperti bakteri gram negatif. Perubahan tersebut juga dapat disebabkan oleh perubahan
kondisi
lingkungan
atau
modifikasi
teknik
pewarnaan.
(Fardiaz,1989). Untuk mengetahui bentuk dan tekstur dari dinding sel bakteri gram positif dan bakteri gram negatif dapat dilihat dalam gambar 4. GAMBAR 4 DINDING SEL BAKTERI GRAM POSITIF DAN BAKTERI GRAM NEGATIF Sumber : Volk dan Wheeler, 1988
8
Larutan zat warna yang digunakan dalam pewarnaan gram dapat dilihat pada tabel 2. TABEL 2 LARUTAN VIOLET KRISTAL Jenis Larutan
Jumlah
Violet Kristal (90%) (gr)
2.0
Etil Alkohol (95%) (ml)
20
Laruran di atas dicampur dengan : Amonium Oksalat (gr)
0.8
Air Destilata (ml)
80
Sumber : Fardiaz, 1989 Klein, et all, (1999) menyatakan bahwa bakteri gram positif dinding selnya mengandung sebagian besar peptidoglikan, dan juga asam teikoat dan asam teikuronat, oleh sebab itu dinding sel bakteri positif sebagian adalah polisakarida. Pada beberapa bakteri asam terikoat merupakan antigen permukaan (antigen dinding sel) dan ada yang merupakan selaput pada selnya. Asam terikoat ini pada umumnya terdiri dari gula netral seperti galaktosa, manosa, ramnosa, arabinosa dan glukosamin. Lapisan yang demikian itu akan menyelimuti seluruh sel bakteri sehingga menyerupai selibung yang kuat dan dinamakan murein. Sedangkan pada bakteri gram negatif terdapat peptidoglikan yang sedikit sekali dan berada diantara selaput luar dan selaput dalam dinding sel. Dinding sel bakteri gram negatif sebelah luar merupakan komponen yang terdiri dari fospolipit dan beberapa protein yang sering disebut sebagai auto layer.
C. TAWAS Tawas merupakan kristal putih yang tidak larut dan berbentuk gelatin yang mempunyai sifat dapat menarik partikel-partikel lain, sehingga berat, ukuran, dan bentuknya menjadi semakin besar dan mudah mengendap.
9
(Rifa’i, 2003) Menurut Sukandarrumidi, (1999) di alam tawas didapatkan dalam dua bentuk padat dan cair. Tawas terjadi dari proses pelapukan dari batuan yang mengandung mineral sulfida didaerah Volkanis (solfatara) atau terjadi di daerah batu lempung, serpih atau batu sabak yang mengandung pirit (Fe) dan markasit (FeS2). Kebanyakan tawas di jumpai dalam bentuk padat pada batu lempung, serpih atau batu sabak. 1. Fungsi Tawas Secara Umum Menurut Winarno (1997) dalam Intan Septi (2003) tawas dalah senyawa kimia berupa kristal bening yang memiliki fungsi antara lain, dapat digunakan dalam pelarutan air pada pembuatan bakso dengan takaran 1-2 gr/liter, pengering sekaligus membersihkan sumur, bahan kosmetik, zat warna tertentu, bubuk kue, dan sebagai zat penyamak kulit. Meskipun fungsi-fungsi di atas sudah jelas, kita tidak boleh menggunakan tawas secara berlabihan, karena jika tawas digunakan denagn dosis yang berlebihan akan menimbulkan gangguan kesehatan yaitu berlebihnya kadar Alumunium dalam tubuh, selain itu juga dapat menurunkan pH yang cukup besar. Dan apabila digunakan dalam air, maka air yang diolah akan berasa asam. Tawas dalam bahan pangan pada umumnya dianggap aman oleh Food and Drug Administration bila digunakan menurut prosedur yang disarankan sebagaimana dalam praktek komersial yang baik. (Desrosier, 1996) 2. Peranan Tawas Terhadap Penghambatan Bakteri Salah satu untuk menghambat pertumbuhan bakteri dilakukan proses pengawetan, misalnya penggaraman, pengeringan, pengasapan, pembekuan. Pada umumnya proses penggaraman menggunakan larutan garam tetapi dalam hal lain juga menggunakan Tawas (Al2(SO4)314H2O),karena pada prinsipnya sifat yang dimiliki oleh garam juga dimiliki oleh tawas. Ini terbukti bahwa garam dapat menghambat pertumbuhan bakteri dengan membentuk larutan isotonik. Dalam hal ini juga terbukti bahwa
10
tawas juga memiliki sifat dapat menghambat pertumbuhan mikroba dengan mengurangi kadar air dalam bahan, hal tersebut dapat dibuktikan pada penelitian yang telah dilakukan oleh Rahayu I. S (2004) tawas dapat memperpanjang umur simpan ikan tongkol asap. Bahan-bahan yang sengaja ditambahkan kedalam bahan pangan adalah untuk memperbaiki warna, tekstur, bentuk, cita rasa atau memperpanjang
umur
simpan.
Tawas
yang
mempunyai
rumus
(Al2(SO4)314H2O) dalam bentuk larutan yang bersifat asam dan berfungsi sebagai astringent (sifat yang dapat menurunkan pH makanan, mengkerut jaringan, sehingga menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk) Dilihat dari peranannya dalam pengurangan air maka ikan asap yang dilakukan dengan tawas akan menurunkan kandungan air dengan mengikatnya dalam pemakaian tawas. Hal ini karena tekanan osmotik yang menarik air keluar dari sel-sel jaringan ikan. (Ilyas dan Arifudin, 1972) Keadaan yang dapat mempengaruhi aktifitas pertumbuhan jasad renik ada tiga keadaan yaitu : a. Isotonik Isotonik adalah kandungan sel bakteri mempunyai konsentrasi yang sama dengan medium sekelilingnya atau bahan makanan. Jika faktor-faktor lainnya cocok maka mikroorganisme akan tumbuh dengan cepat. Tetapi bila konsentasi medium berubah, maka keadaannya tidak cocok untuk pertumbuhan mikroorganisme tersebut. Kalau keadaan ini berlangsung lama, maka mikroorganisme tersebut akan mati. b. Hypotonik Hypotenik
yaitu
keadaan
dimana
medium
mempunyai
kerapatan molekul yang lebih rendah daripada sel-sel jasad renik, sehingga air mengalir dari yang kerapatan molekulnya rendah ke kerapatan molekul tinggi. Sebenarnya sel-sel akan mengembang karena air mengalir kedalamnya.
11
c. Hypertonik Hypertonik (Plasmolisa) yaitu dimana medium atau bahan makanan mempunyai kerapatan molekul yang lebih besar daripada selsel jasad renik, air keluar dari sel-sel jasad renik sehingga akhirnya jasad renik tersebut mengkerut dan menjadi kering. (Hudaya dan Darajad, 1990)
12
D. KERANGKA KONSEP Konsentrasi Tawas
Biakan Murni
9 9 9 9
Jumlah Lisis Sel Bakteri
Metode Waktu Analisa Bakteri gram positif Bakteri gram negatif
E. HIPOTESA 1. Ada pengaruh konsentrasi tawas terhadap lisis sel bakteri gram positif dan bakteri gram negatif 2. Ada perbedaan konsentrasi tawas terhadap lisis sel bakteri gram positif dan bakteri gram negatif
13
