BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Bakteri Nama bakteri berasal dari bahasa yunani “bacterion” yang berarti batang
atau tongkat. Sekarang nama itu dipakai untuk menyebut sekelompok mikroorganisme bersel satu, tubuhnya bersifat prokariotik yaitu tubuhnya terdiri atas sel yang tidak mempunyai pembungkus inti. Bakteri begitu kecil maka hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. Bakteri adalah yang paling berkelimpahan dari semua organisme. Mereka tersebar (berada di mana-mana) di tanah, air dan sebagai simbiosis dari organisme lain. Banyak patogen merupakan bakteri (Pratiwi, 2008). 2.1.1 Morfologi Bakteri Pada umumnya ukuran tubuh bakteri sangat kecil, umumnya bentuk tubuh bakteri baru dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop dengan pembesaran 1000 X atau lebih. Satuan ukuran tubuh bakteri adalah mikrometer atau mikron. Satu mikron sama dengan 1/1.000 milimeter. Lebar tubuh umumnya antara 1 sampai 2 mikron sedang panjangnya antara 2-5 mikron (Waluyo, 2007). Ciri khusus sel bakteri akan terungkap bila perbandingan antara luas permukaan terhadap volumenya dihitung. Bagi bakteri nilai ini sangat tinggi dibandingkan dengan mikroorganisme yang lebih besar. Dari segi praktis hal ini berarti bahwa isi suatu sel bakteri menjadi terbuka terhadap batas permukaan antara dinding sel dan nutrien disekitarnya. Sifat inilah yang merupakan salah satu penyebab tingginya laju metabolisme dan pertumbuhan bakteri (Pelczar, 2008).
5
6
Beberapa bentuk dasar bakteri yaitu bulat (coccus), batang atau silinder (bacillus) dan spiral yaitu bentuk batang melengkung atau melingkar-lingkar (Pratiwi, 2008).
Gambar 1. Bentuk-bentuk bakteri 1.
Kokus (coccus) Kokus adalah bakteri yang mempunyai bentuk bulat seperti bola-bola kecil. Kelompok ini ada yang bergerombol dan yang bergandeng-gandengan membentuk koloni. Berdasarkan jumlah koloni, kokus dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok, yaitu: a. Monokokus (monococcus), bila kokus hidup menyendiri. b. Diplokokus (diplococcus), bila kokus membentuk koloni terdiri dari dua kokus. c. Streptokokus (streptococcus), bila koloni berbentuk seprti rantai. d. Stafilokokus (staphylococcus), bila koloni bakteri kokus membentuk untaian seperti buah anggur. e. Tetrakokus (tetracoccus), bila koloni terdiri dari empat kokus.
7
Gambar 2. Bakteri stafilokokus dan bakteri streptokokus
2.
Basil (Bacillus) Basil dari bacillus, merupakan bakteri yang mempunyai bentuk tongkat pendek atau batang kecil dan silindris. Sebagian bakteri berbentuk basil. Basil dapat bergandeng-gandengan panjang, bergandengan dua-dua, atau terlepas satu sama lain.
Gambar 3. Bakteri yang berbentuk batang 3. Spiril (Spirilum) Spiril merupakan bakteri yang berbentuk bengkok atau berbengkokbengkok seperti spiral. Bakteri yang berbentuk spiral sangat sedikit jenisnya. Golongan ini merupakan golongan yang paling kecil jika dibandingkan dengan golongan basil dan golongan kokus (Pratiwi, 2008). 2.1.2 Struktur Sel Bakteri Sel pada mikroba juga mempunyai ciri-ciri morfologis dan anatomi yang unik dibandingkan dengan sel jasad hidup lainnya. sehingga bila membicarakan
8
sifat dan kehidupan sel mikroba harus merupakan satu kesatuan yang tidak terpisahkan. Pada umumnya para ahli menggolongkan struktur sel bakteri menjadi dinding luar, sitoplasma, dan bahan inti (Waluyo, 2007).
Gambar 4. Struktur dasar sel bakteri 1.
Struktur Luar a. Flagel atau bulu cambuk Bakteri dapat bergerak kemana-mana dengan menggunakan flagel (dari kata flagellum yang berarti bulu cambuk). Bakteri golongan kokus tidak banyak bergerak. Golongan spiril banyak yang dapat bergerak, karena mempunyai flagel pada salah satu atau kedua ujungnya. Golongan basil yang dapat bergerak mempunyai flagel yang terbesar baik pada ujung-ujung maupun pada sisi. Berdasarkan tempat kedudukan flagel maka dapat diklasifikasikan sebagau berikut: a) Monotrik, jika flagel hanya satu dan melekat pada ujung sel. b) Lofotrik, jika flagel yang melekat pada salah satu ujung sel banyak. c) Amfitrik, jika flagel yang melekat pada kedua ujung sel. d) Feritrik, jika flagel tersebar dari ujung sampai kesisi-sisi sel.
9
Gambar 5. Berbagai macam kedudukan flagel b. Pili atau fimbriae Pili merupakan benang-benang halus yang keluar atau menonjol dari dinding sel, dan hanya diketemukan pada bakteri berbentuk batang bersifat gram negative. Benang-benag halus tidak berlekuk-lekuk dan lebih halus daripada flagel. Benang-benag disebut pili (pilus=rambut), dan jumlahnya ratusan. Pili termasuk golongan protein yang disebut lektin, yang melekat pada residu gula yang khusus pada polisakarida permukaan sel. sehingga mempunyai kecenderungan saling melekat satu sama lain. Kemampuan organisme tertentu seperti Neisseria gonorhoeae dan Escherichia coli yang enterotoksigen menyebabkan keracunan dalam saluran usus halus. Timbulnya penyakit ini berkaitan dengan fimbriae, karena adanya mutasi yang menyebabkan hilangnya sifat virulen (keganasan) (Waluyo, 2007). c. Kapsula atau lapisan lendir Lapisan lendir menyelubungi dinding sel seluruh bakteri. Bila lapisan lendir cukup tebal maka bungkus itu disebut kapsula. Lapisan lendir terdiri atas karbohidrat. Pada spesies tetentu lendir itu juga mengandung unsure N atau P. lendir ini bukan suatu bagian integral dari sel melainkan hasil pertukaran zat. Kapsula berfungsi untuk melindungi sel terhadap kehadiran
10
faktor luar yang tidak menguntungkan, sedangkan bagi manusia digunakaan untuk mengenal spesies yang berguna untuk identifikasi. Kapsul bakteri penting artinya baik bagi bakterinya mapun bagi organisme lain. Bagi bakteri, kapsul merupakan penutup lindung dan juga berfungsi sebagai gudang makanan cadangan satunya (Pelczar, 2008). d. Diding sel Dinding sel bakteri merupakan struktur kompleks dan berfungsi sebagai penentu bentuk sel, pelindundung sel dari kemungkinan pecah ketika tekanan air didalam sel lebih besar dibandingkan diluar sel serta pelindung isi sel dari perubahan lingkungan diluar sel. Dinding sel bakteri tersusun dari peptidoglikan yang menyebabkan kakunya dinding sel. Peptidoglikan merupakan polimer (molekul besar) yang terdiri atas perulangan
disakarida
yang
tersusun
atas
monosakarida
N-
acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic (NAM) (Pratiwi, 2008). Dinding sel bakteri gram positif mengandung banyak lapisan peptidoglikan yang membentuk struktur yang tebal dan kaku, dan asam teikoat (theichoic acid) yang mengandung alkohol (gliserol atau ribotol) dan fosfat. Dinding sel bakteri gram negatif tidak mengandung asam terikoat dan karena hanya mengandung sejumlah kecil peptidoglikan, maka dinding sel bakteri gram negatif ini relatif lebih tahan terhadap kerusakan mekanis.
11
Gambar 6. Struktur dinding sel bakteri gram positif dan gram negatif 2.
Susunan Dalam Sel Bakteri a. Membran sitoplasma Bagian ini merupakan bungkus dari sitoplasma, terletak dibagian bawah dinding sel tetapi tidak terikat. Nama lain membran sitoplasma adalah plasmolema atau lapisan hialin. Membran sitoplasma tersusun oleh senyawa protein, lipida, serta asam nukleat. Membran sitoplasma yang terdiri dari protein ini mudah sekali mengisap warna yang bersifat alkalis. sifat selektif membran ini diperlukan sebagai merkanisme pengangkutan nutrient dan sisa metabolisme yang dilakukan dengan bantuan enzim permiase (Waluyo Lud, 2007). b. Membran plasma Membran plasma adalah struktur tipis yang terdapat disebelah dalam dinding sel dan menutup sitoplasma sel. Membran plasma berfungsi sebagai sekat selektif material yang ada didalam dan diluar sel (bersifat selektif permeabel bagi transfor material ke dalam dan ke luar sel). Membran plasma juga berfungsi untuk memcah nutrien dan memproduksi energi (Pratiwi, 2008).
12
c. Inti atau nucleus Nucleus merupakan lokasi utama bahan genetic, dan berfungsi sebagai pusat pengendalian sel. bakteri mempunyai inti yang terdiri atas AND (asam deoksiribonukleat) atau DNA (deoxyribonucleic acid) dan ARN (asam ribonukleat) atau RNA (ribonucleic acid). Inti dari dari bakteri tidak mempunyai membran atau selaput inti. Inti yang tidak bermembran inilahyang dinamakan prokarion, sedangkan inti yang bermembran disebut eukarion (Waluyo, 2007). 2.1.3 Pertumbuhan dan Perkembangan Bakteri Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu organisme. Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan sebagai pertumbuhan koloni yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin besar atau subtansi atau massa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak. pertumbuhan pada mikroorganisme lebih ditunjukan oleh adanya peningkatan jumlah mikroorganisme dan bukan peningkatan ukuran sel individu (Pratiwi, 2008). Pertumbuhan bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor-faktor tertentu. Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri atau kondisi untuk pertumbuhan optimum adalah (Anonim, 2010): 1. Suhu Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 3 golongan: a.
Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°30°C, dengan suhu optimum 15°C.
13
b.
Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15°-55°C, dengan suhu optimum 25°-40°C.
c.
Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40° - 75°C, dengan suhu optimum 50°-65°C.
2. Kelembapan Pada umumnya bakteri memerlukan kelembapan yang cukup tinggi, kirakira 85%. Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan. 3. Cahaya Cahaya sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan bakteri. Umumnya cahaya merusak sel mikroorganisme yang tidak berklorofil. Sinar ultraviolet dapat menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel yang berakibat menghambat pertumbuhan atau menyebabkan kematian. Pengaruh cahaya terhadap bakteri dapat digunakan sebagai dasar sterilisasi atau pengawetan bahan makanan. Jika keadaan lingkungan tidak menguntungkan seperti suhu tinggi, kekeringan atau zat-zat kimia tertentu, beberapa spesies dari Bacillus yang aerob dan beberapa spesies dari Clostridium yang anaerob dapat mempertahankan diri dengan spora. Spora tersebut dibentuk dalam sel yang disebut endospora. Endospora dibentuk oleh penggumpalan protoplasma yang sedikit sekali mengandung air. Oleh karena itu endospora lebih tahan terhadap keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan dibandingkan dengan bakteri aktif.
14
Bakteri umumnya melakukan reproduksi atau berkembang biak secara aseksual (vegetatif = tak kawin) dengan membelah diri. Pembelahan sel pada bakteri adalah pembelahan biner yaitu setiap sel membelah menjadi dua. Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan bakteri lainnya. Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA (Anonim, 2010). Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu (Pratiwi, 2008): 1.
Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.
Gambar 7. Transformasi 2.
Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).
Gambar 8. Transduksi
15
3.
Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.
Gambar 9. Konjugasi 2.1.4 Peranan Bakteri 2.1.4.1 Bakteri menguntungkan (Anonim, 2010) 1.
Bakteri pengurai Bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang mati, serta sisa-sisa atau kotoran organisme. Bakteri tersebut menguraikan protein, karbohidrat dan senyawa organik lain menjadi CO2, gas amoniak, dan senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana. Oleh karena itu keberadaan bakteri ini sangat berperan dalam mineralisasi di alam dan dengan cara ini bakteri membersihkan dunia dari sampah-sampah organik.
2.
Bakteri nitrifikasi Bakteri nitrifikasi adalah bakteri-bakteri tertentu yang mampu menyusun senyawa nitrat dari amoniak yang berlangsung secara aerob di dalam tanah. Dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat. Tetapi sebaliknya di dalam air yang disediakan untuk sumber air minum,
16
nitrat yang berlebihan tidak baik karena akan menyebabkan pertumbuhan ganggang di permukaan air menjadi berlimpah. 3.
Bakteri fermentasi Beberapa makanan hasil fermentasi dan mikroorganisme yang berperan: Tabel 2.1 Hasil fermentasi dan mikroorganisme yang berperan (Pelczar, 2008) No. Nama produk Bahan baku Bakteri yang berperan atau makanan 1. Yoghurt Susu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus 2. Mentega Susu Streptococcus lactis 3. Terasi Ikan Lactobacillus sp. 4. Asinan buahbuah-buahan Lactobacillus sp. buahan 5. Sosis Daging Pediococcus cerevisiae 6. Kefir Susu Lactobacillus bulgaricus dan Srteptococcus lactis
4.
Bakteri usus Bakteri Eschereria coli hidup di kolon (usus besar) manusia, berfungsi membantu membusukkan sisa pencernaan juga menghasilkan vitamin B12, dan vitamin K yang penting dalam proses pembekuan darah. Dalam organ pencernaan berbagai hewan ternak dan kuda, bakteri anaerobik membantu mencernakan selusosa rumput menjadi zat yang lebih sederhana sehingga dapat diserap oleh dinding usus.
2.1.4.2 Bakteri Yang Merugikan Pada umumnya bahan makanan seperti telur, daging, sayuran dan buahbuahan akan sangat cepat membusuk kalau dibairkan/disimpan tanpa aturan. Karena ligkungan dimana bahan makanan tersebut berada merupakan gudang mikroba pembusuk bagi bahan makanan tersebut dengan mudah akan tercium bau
17
yang khas sehingga tidak mungkin untuk dikonsumsi. Adapun bakteri yang merugikan yang merupakan bakteri penyakit asal makanan adalah: 1. Salmonella Salmonella adalah ifeksi oleh bakteri genus salmonella yang menyerang saluran gastroinintestin yang mencakup perut, usus halus dan usus besar. Penjangkitan salmonella eksplosit. Salah satu bakteri gram negatif berbentuk batang, tidak berbentuk spora dan bersifat patogen. Bakteri ini dapat tumbuh baik pada suhu kamar 370C. Beberapa jenis salmonella dapat menyebabkan infeksi makanan termasuk didalamnya adalah S. Enteritidis var thypimurium dan varietas lainnya adalah S.Cholraesuis. Bakteri ini dapat menyebabkan demam entrik contohnya adalah demam tifus yang disebabkan oleh S. Thypi dan S. Pharatypi. Pangan yang sering tercemar oleh bakteri adalah ikan, susu segar, es krim, coklat susu dan pangan yang dibuat dari telur ( Irianto, 2006). 2. Eschericia coli E. coli adalah bakteri berbetuk batang, bersifat gram negatif, tidak berkapsul dan tidak bergerak aktif. Eschericia coli umumnya diketahui terdapat secara normal dalam alat pencernaan manusia dan hewan. Eschericia coli yang menyebabkan penyakit pada manusia disebut Entero Phatogenik Eschericia Coli (EPEC) (Nurwantoro, 1997). 3. Staphylococcus aureus Peracun makan yang umumnya terjadi karena termakannya toksin yang dihasilkan oleh galur-galur toksigenetik. Staphylococcus aureus merupakan bakteri gram positif, tidak dapat bergerak, tidak membentuk spora, selnya
18
berbentuk kokus (bulat). Staphylococcus aureus menghasilkan toksik yang disebut enterotoksin yang tahan panas dan dapat menyebabkan gastroenteristis. Disamping cemaran oleh pangan seperti daging unggas , daging merah, ikan, susu, namun organisme juga disebabkan dari orang yang mengelolah makanan yang merupakan penular (Irianto, 2006). Tabel 2.2 Penyakit yang akibatkan oleh bakteri (Pelczar, 2008) No. Nama bakteri Penyakit yang ditimbulkan
2.2
1.
Salmonella typhosa
Tifus
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Shigella dysenteriae Vibrio comma Haemophilus influenza Diplococcus pneumoniae Mycobacterium tuberculosis Clostridium tetani Neiseria meningitis
9. 10. 11. 12.
Neiseria gonorrhoeae Treponema pallidum Mycobacterium leprae Treponema pertenue
Disentri basiler Kolera Influensa Pneumonia (radang paru-paru) TBC paru-paru Tetanus Meningitis (radang selaput otak) Gonorrhaeae (kencing nanah) Sifilis atau Lues atau raja singa Lepra (kusta) Puru atau patek
Pengendalian Mikroba dan Jasad Renik lain (Syarief Rizal, 2003)
2.2.1 Pengaturan Kadar Air Pengeringan bahan pangan sampai suatu tingkat kadar air atau aw yang aman untuk disimpan sangat diperlukan. Menyimpan bahan pangan pada aw di bawah 0,62 aman dari kemungkinan pertumbuhan jasad renik. Tindakan pengendalian dengan cara pengemasan dan penyimpanan yang tepat ditujukan untuk mempertahankan kadar air serta mencegah migrasi air dari suatu bagian ke bagian lainnya.
19
2.2.2 Pengaturan Suhu Untuk beberapa jenis bahan pengaturan suhu selama penyimpanan sangat diperlukan. Penyimpanan dingin atau beku selain untuk pengendalian jasad renik juga mencegah berbagai penyebab kerusakan lainnya. Suhu penyimpanan yang digunakan tergantung pada jenis bahan pangan dalam hubungan jenis kerusakan (mikroorganisme) yang dicegah. 2.2.3 Penggunaan Garam dan Gula a. Garam Penggaraman bahan pangan akan membatasi jumlah dan jenis jasad renik yang dapat tumbuh. Hal ini juga dapat disebabkan karena pengurangan aktivitas air bahan pangan disamping oleh garamnya itu sendiri. Penyimpanan ikana asin pada kadar air 15% dengan kadar garam 5-20 % dapat mempertahankan daya simpan hingga lebih dari 1 tahun. Beberapa jenis bakteri yang toleran terhadap kadar garam yang tinggi bahkan tidak dapat tumbuh bila kadar garam pada bahan pangan kurang dari 10 %. b. Gula Fungsi pencegahan mikroba pada makanan yang mempunyai kadar gula tinggi juga karena adanya penurunan aktivitas air. Bakteri tidak akan tumbuh pada selai atau manisan. Pertumbuhan kapang baru akan terjadi bila aw berkisar 0,7 atau lebih.
20
2.3
Analisis Kuantitatif Mikroba dapat dijumpai pada berbagai jenis bahan makanan, baik
makanan yang berbentuk padat maupun makanan yang berbentuk cair. Untuk mengetahui jumlah bakteri yang terkandung 1 gram sampel bahan makanan padat atau 1 ml bahan makanan cair yang diperiksa, maka perlu dilakukan pengenceran sampel tersebut. Hasil pengenceran ini kemudian diinokulasi pada medium lempeng dan diinkubasikan. Setelah masa inkubasi, jumlah koloni bakteri dihitung dengan memperhatikan faktor pengencernya. Metode hitungan ini didasarkan pada anggapan bahwa setiap sel yang dapat hidup akan berkembang menjadi satu koloni (Hastuti, 2012). Analisis kuantitatif dapat dilakukan metode hitungan mikroskopik langsung, metode cawan dan metode Most Probable Number ( MPN ), hitungan mikroskopik sering digunakan untuk menguji bakteri dalam jumlah yang tinggi (Widodo, 2006). 2.3.1 Hitungan Mikroskopik Langsung Perhitungan jumlah mikroba secara langsung dapat untuk menentukan jumlah mikroba keseluruhan, baik yang mati maupun yang hidup. Cara ini secara keseluruhan menggunakan counting chamber. Alat atau metode dapat menggunakan Petroff-Hausser, Haemacytometer, Bacteria Counter, Colony Counter atau alat-alat sejenis. Dasar perhitungannya adalah dengan
cara
menempatkan 1 tetes suspense bahan atau biakan mikroba pada alat tersebut. Kemudian ditutup dengan kaca penutup lalu diamati dengan mikroskop. Dengan
21
menentukan jumlah sel rata-rata setiap petak (ruangan) yang telah diketahui volumenya dari alat tersebut dapat ditentukan jumlah sel mikroba setiap ml. Hitungan mikroskopik merupakan metode yang cepat dan murah tetapi mempunyai kelemahan antara lain : a. Sel-sel mikroba yang telah mati tidak dapat dibedakan dari sel yang hidup karena itu keduanya terhitung. b. Sel-sel yang berukuran kecil sukar dilihat dibawah mikroskop sehingga kalau tidak teliti tidak terhitung. c. Untuk mempertinggi ketelitian, jumlah sel di dalam suspense harus cukup tinggi, minimal untuk bakteri 106 sel/ml. hal ini disebabkan dalam setiap bidang pandang yang diamati harus terdapat sejumlah sel yang dapat dihitung. d. Tidak dapat digunakan untuk menghitung sel mikroba di dalam bahan pangan yang banyak mengandung debris atau ekstrak makanan karena hal tersebut akan menganggu dalam perhitungan sel (fardiaz, 1993). 2.3.2 Hitungan Cawan Prinsip metode hitungan cawan adalah jika sel mikroba yang masih hidup ditumbuhkan pada media agar maka sel mikroba tersebut akan berkembang biak dan membentuk koloni yang dapat dilihat langsung dengan mata tanpa menggunakan mikroskop. Metode hitungan cawan merupakan cara yang paling sensitif karena memiliki keuntungan sebagai berikut : a. Hanya sel yang masih hidup yang dihitung b. Beberapa jenis mikroba dapat dihitung sekaligus
22
c. Dapat digunakan untuk isolasi dan identifikasi mikroba karena koloni yang terbentuk mungkin berasal dari satu sel mikroba dengan penampakan pertumbuhan spesifik. Metode hitungan cawan juga memiliki bebeapa kekurangan antara lain: a. Hasil perhitungan tidak menunjukkan jumlah sel mikroba yang sebenarnya karena beberapa sel yang berdekatan mungkin akan membentuk satu koloni b. Medium dan kondisi yang berbeda mungkin menghasilkan nilai yang berbeda c. Mikroba yang ditumbuhkan harus dapat tumbuh pada medium padat dan membentuk koloni yang kompak dan jelas tidak menyebar d. Memerlukan persiapan
dan waktu inkubasi beberapa hari sehingga
pertumbuhan koloni dapat dihitung (Pelczar, 2008). Metode hitungan cawan dapat dibedakan atas dua cara yaitu : a) Metode Tuang/Penuangan (Pour Plate) Dari pengenceran sebanyak 1 ml atau 0,1 ml dimasukkan kedalam cawan petri, sebaiknya waktu antara dimulainya pengenceran sampai menuangkan ke dalam cawan petri tidak boleh lebih dari 30 menit. Kemudian ke dalam cawan petri tersebut dimasukkan agar cair steril yang telah didinginkan sampai 50ºC sebanyak kira-kira 15 ml. selama penuangan medium, tutup cawan tidak boleh dibuka terlalu lebar untuk menghindari terjadi kontaminasi dari luar. Setelah penuangan cawan petri segera digerakkan secara hati-hati agar sel-sel mikroba menyebar secara merata. Hal ini dilakukan dengan gerakan melingkar atau gerakan seperti angka delapan, setelah agar memadat, cawan-cawan tersebut dapat diinkubasikan di dalam inkubator dengan posisi terbalik. Pada
23
pemupukan dengan metode permukaan terlebih dahulu dibuat agar cawan tersebut kemudian sebanyak 0,1 ml sampel yang telah diencerkan dipipet pada permukaan agar-agar tersebut. Kemudian diratakan dengan batang gelas melengkung yang steril. Jumlah koloni dalam sampel dapat dihitung dengan cara : Koloni per ml = jumlah koloni per Atau per gram
cawan
x
1 faktor pengenceran
Inkubasi dilakukan pada suhu dan waktu tertentu sesuai dengan jenis mikroba yang akan dihitung. Medium agar yang digunakan juga disesuaikan dengan jenis mikroba yang akan ditumbuhkan. Selama inkubasi, sel-sel yang masih hidup akan tumbuh dan membentuk koloni yang dapat terlihat langsung oleh mata. Setiap akhir masa inkubasi, koloni yang terbentuk dihitung. Setiap koloni dapat dianggap berasal dari satu sel yang membelah menjadi banyak sel meskipun mungkin juga berasal dari lebih dari satu sel yang letaknya berdekatan. Perhitungan jumlah koloni dapat dilakukan dengan menggunakan “Quebec Colony Counter “ (Pelczar, 2008). b) Metode Sebar/Permukaan (Surface/Spread Plate) Pada pemupukkan dengan metode permukan, agar steril terlebih dahulu dituangkan kedalam cawan petri steril dan dibiarkan membeku. Setelah membeku dengan sempurna kemudian sebanyak 0,1 ml contoh yang telah diencerkan dipipet pad permukaan agar tersebut. Sebuah batang gelas melengkung ( hockey stick ) dicelupkan kedalam alcohol 95 % dan dipijarkan
24
sehingga alkohol habis terbakar. Setelah dingin, batang gelas tersebut digunakan untuk meratakan contoh diatas medium agar dengan cara memutarkan cawan petri di atas meja. Selanjutnya, inkubasi dilakukan seperti pada metode tuang. Tetapi harus di ingat bahwa jumlah contoh yang ditumbuhkan hanya 0,1 ml tidak boleh 1 ml. Jadi harus dimasukkan ke dalam perhitungan pengenceran untuk mendapatkan Total Count (Anonim, 2010). Untuk menghitung jumlah koloni maka diperlukan suatu standar perhitungan. Standar ini berfungsi untuk melaporkan suatu hasil analisis mikrobiologi dan menjelaskan mengenai cara menghitung koloni pada cawan serta cara memilih data yang ada untuk menghitung jumlah koloni didalam suatu contoh. Standar yang digunakan adalah “Standard Plate Count (SPC)“. Cara menghitung koloni pada cawan adalah sebagai berikut : 1.
Cawan yang dipilih dan dihitung adalah yang memiliki jumlah koloni 30 dan 300.
2.
Beberapa koloni yang bergabung menjadi satu merupakan suatu kumpulan koloni yang besar dapat dihitung menjadi satu koloni walaupun jumlah koloninya masih diragukan
3.
Suatu deretan (rantai) koloni yang terlihat sebagai suatu garis tebal dihitung sebagai satu koloni. Menurut Fardiaz (1993) data yang laporkan sebagai SPC harus mengikuti
peraturan-peraturan sebagai berikut: 1) Hasil yang dilaporkan hanya terdiri dari dua angka yaitu angka pertama didepan koma dan angka kedua di belakang koma. Jika angka yang ketiga
25
sama dengan atau lebih besar dari 5, harus dibulatkan satu angka lebih tinggi pada angka yang kedua. 2) Jika semua pengenceran yang di buat untuk pemupukan menghasilkan angka kurang dari 30 koloni pada cawan petri, hanya jumlah pada pengenceran terendah yang dihitung. Hasilnya dilaporkan sebagai kurang dari 30 dikalikan dengan besarnya pengenceran tetapi jumlah
yang
sebenarnya harus dicantumkan dalam tanda kurung. 3) Jika semua pengenceran yang dibuat untuk pemupukan menghasilkan lebih dari 300 koloni pada cawan petri, hanya jumlah koloni pada pengenceran yang tertinggi yang dihitung, misalnya dengan cara menghitung jumlahnya pada 1/4 bagian cawan petri, kemudian hasilnya dikalikan empat.hasilnya dilaporkan sebagai lebih dari 300 dikalikan dengan besarnya pengenceran tetapi jumlah yang sebenarnya harus dicantumkan dalam tanda kurung. 4) Jika cawan dari dua tingkat pengenceran menghasilkan koloni dengan jumlah antara 30 dan 300 dan perbandingan antara hasil tertinggi dan terendah dari kedua pengenceran tersebut lebih kecil atau sama dengan 2. Jika perbandingan antara hasil tertinggi dan terendah lebih besar dari 2 yang dilaporkan hanya hasil yang terkecil. 5) Jika digunakan dua cawan petri (duplo) per pengenceran, data yang diambil harus dari kedua cawan tersebut tidak boleh diambil salah satu meskipun salah satu dari cawan duplo tersebut tidak memenuhi syarat diantara 30 dan 300.
26
Berdasarkan pada cara inkubasinya,
cara perhitungan koloni mikroba
dapat dibedakan menjadi 3 macam yaitu : a.
Hitungan Psikotrofik. Metode ini menggunakan suhu inkubasi 9ºC atau selama kurang dari 3-5 hari dengan cara menghitung jumlah mikroba yang bersifat psikotrofik.
b.
Hitungan Mesotrofik. Metode ini dengan menggunakan suhu inkubasi 25-35ºC selama selama 23 hari, dimana sebagian besar bakteri yang tumbuh bersifat mesofilik.
c.
Hitungan Termofilik. Metode ini menggunakan suhu inkubasi 55ºC selama 1-2 hari yakni dengan menghitung jumlah bakteri termofilik (Anonim, 2010).
2.3.3 Metode MPN ( Most Probable Number ) Metode hitungan cawan menggunakan medium padat sedangkan pada metode MPN menggunakan medium cair di dalam tabung reaksi. Perhitungan MPN berdasarkan jumlah tabung reaksi yang positif
yakni ditumbuhi oleh
mikroba setelah inkubasi pada suhu dan waktu tertentu. Pengamatan tabung yang positif dapat dilihat dengan mengamati timbulnya kekeruhan atau terbentuknya gas di dalam tabung kecil (tabung durham) yang diletakkan pada posisi terbalik yaitu untuk jasad renik yang membentuk gas. Untuk setiap pengenceran pada umumnya dengan menggunakan 3 atau 5 seri tabung. Lebih banyak tabung yang digunakan menunjukkan ketelitian yang lebih tinggi tetapi alat gelas (tabung reaksi) yang digunakan juga lebih banyak.
27
Dalam metode MPN, pengenceran sampel harus lebih tinggi daripada pengenceran pada hitungan cawan, sehingga beberapa tabung yang berisi medium cair yang diinokulasikan dengan larutan hasil pengenceran tersebut mengandung 1 jasad renik. Beberapa tabung mungkin mengandung lebih dari satu sel sedangkan tabung yang lain tidak mengandung sel sama sekali. Dengan demikian, setelah inkubasi diharapkan terjadi pertumbuhan pada beberapa tabung yang dinyatakan sebagai tabung positif sedangakan tabung lainnya negatif. Metode MPN biasanya digunakan untuk menghitung jumlah mikroba di dalam sampel yang berbentuk cair, meskipun dapat juga digunakan untuk sampel yang berbentuk padat dengan terlebih dahulu membuat suspense 1:10 dari sampel tersebut. Kelompom jasad renik yang dapat dihitung dengan metode MPN juga bervariasi tergantung dari medium yang digunakan untuk pertumbuhan (Anonim, 2010). 2.4
Fermentasi Pada mulanya yang dimaksud dengan proses fermenasi adalah pemecahan
karbohidrat menjadi alkohol dan karbondioksida (CO2). Tetapi banyak proses yang disebut fermentasi tidak selalu menggunakan substrat karbohidrat sebagai media fermentasi yang menghasilkan alkohol dan CO2 saja. Selain karbohidrat, protein, dan lemak dapat juga di pecah oleh mikroba atau enzim tertentu untuk menghasilkan asam amino, asam lemak dan zat-zat lainnya (Timoryana, 2007). Organisme aerobik juga menghasilkan energi yaitu melalui reaksi-reaksi yang disebut fermentasi yang menggunakan bahan organik sebagai donor dan akseptor elektron. Bakteri aerobik fakultatif dan bakteri anaerobik obligat
28
menggunakan berbagai macam fermentasi untuk menghasilkan energi. Salah satu contohnya yang khas fermentasi laktat. Streptococcus lactis, bakteri yang menyebabkan masamnya susu, menguraikan glukose menjadi asam laktat yang berakumulasi didalam medium sebagai produk fermentasi satu-satunya (Pelczar, 2008). Pada prinsipnya fermentasi adalah proses perubahan substrat organik yang kompleks menjadi komponen yang lebih sederhana dengan adanya aktivitas enzim dan mikroba dalam keadaan yang terkontrol, dimana bahan-bahan atau komponen yang dihasilkan dapat menghambat kegiatan mikroba pembusuk. Fermentasi adalah suatu proses penguraian senyawa dari bahan-bahan protein kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dalam keadaan terkontrol atau teratur. Selain menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang tidak diinginkan, perubahan yang terjadi dapat memperbaiki nilai gizi buruk (Timoryana, 2007). Beberapa asam organik seperti asam asetat, asam glukonat, asam sitrat, asam itakonat, asam giberelat dan asam laktat dihasilkan melalui fermentasi mikroorganisme. Asam organik antara lain digunakan dalam industri makanan misalnya sebagai pengawet makanan (Pratiwi, 2008). Berdasarkan sumber mikroba yang berpengaruh dalam fermentasi, maka fermentasi makanan dapat dibedakan atas 2 kelompok yaitu fermentasi spontan dan fermentasi tidak spontan. Fermentasi spontan terjadi pada makanan yang pembuatannya tidak ditambahkan mikroba dalam bentuk starter, tetapi mikroba yang berperan aktif dalam proses fermentasi berkembang biak secara spontan karena lingkungan hidupnya yang dibuat sesuai untuk pertumbuhannya.
29
Sedangkan fermentasi tidak spontan terjadi pada makanan yang dalam pembuatannya ditambahkan mikroba dalam bentuk kultur atau starter, dimana mikroba tersebut akan berkembang biak dan aktif dalam mengubah bahan yang difermentasi menjadi produk yang diinginkan. Menurut suriawiria (1980) dalam Timoryana (2007), proses fermentasi merupakan proses biokimia dengan menggunakan kelompok bakteri asam laktat sehingga hasilnya bukan saja dapat dijadikan sebagai salah satu cara pemanfaatan sumber bahan makanan tetapi juga sebagai usaha pengawetan bahan makanan yang sampai saat ini dianggap paling murah, mudah sederhana serta tidak tergantung pada tempat dan musim. Selain itu fermentasi juga memberikan sifatsifat tertentu yang khas, seperti bau spesifik yang dapat menjadi daya tarik bagi konsumen. 2.4.1 Fermentasi Jeroan Ikan Cakalang 2.4.1.1 Pengertian Fermentasi Jeroan Ikan Cakalang Fermentasi jeroan ikan cakalang (bakasang) adalah produk fermentasi ikan yang dihasilkan menggunakan metode konvensional pada industri rumah tangga. Ijong dan Ohta (1996) dalam Lawalata (2012), menyatakan cara pengolahannya yaitu memanfaatkan ikan-ikan kecil dari jenis sardin atau isi perut ikan cakalang yang didapatkan dari pengolahan ikan asap. Fermentasi yang dilakukan secara tradisional berlangsung secara spontan yaitu dengan melibatkan mikroba yang ada di dalam bahan mentah sehingga terdapat berbagai jenis mikroba yang tumbuh sesuai dengan perubahan
30
lingkungannya. Dengan demikian, tumbuhnya mikroba yang tidak diharapkan akan dapat menyebabkan kegagalan dalam proses fementasi. Ouwehand (1998) dalam Lawalata (2012) menyatakan pada proses fermentasi ikan, Bakteri Asam Laktat (BAL) akan menghasilkan asam organik sebagai produk metabolisme karbohidrat dan asam organik tersebut akan menurunkan pH sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri yang hidup pada kondisi netral. Di samping asam organik, Bakteri Asam Laktat (BAL) juga menghasilkan berbagai komponen yang bersifat antagonistik yaitu hidrogen peroksida, diasetil, dan bakteriosin. Tabel 2.3 Karakteristik kimia jeroan ikan cakalang (Katsuwonus pelamis Linn) Komposisi Nilai Kadar air (%) 70,38 Kadar protein (% bk) 52,23 Nilai pH 6,02 TVB (mg N/100 g) 22,61 Histamin 17,10 (Lawalata, 2012). Umumnya derajat kesegaran bahan pangan mempunyai hubungan dengan air yang dikandungnya. Sebagian besar bahan pangan segar mengandung air sebesar 70% atau lebih. Nilai pH yang didapatkan dari pengukuran jeroan ikan cakalang masing berada pada kisaran pH ikan segar dimana ikan yang baru saja mati memiliki pH netral mendekati basa dan mencapai nilai pH terendah sekitar 5,8-6,2. Berdasarkan tingkat kesegarannya, jeroan ikan cakalang tergolong segar. Nilai Total Volatile Bases (TVB) < 30 mg N/100 g (Lawalata, 2012).
31
Tabel 2.4 Persyaratan mutu dan keamanan pangan Jenis uji Satuan Persyaratan a. Organoleptik Angka (1-9) b. Cemaran mikroba - ALT Koloni/g Maksimal 5,0 x 105 - Esherichia coli APM/g Maksimal < 2 - Salmonela APM/25 g Negatif - Vibrio cholerae APM/25 g Negatif c. Cemaran kimia - Raksa (Hg) Mg/kg Maksimal 0,5 - Timbal (Pb) Mg/kg Maksimal 0.4 - Histamin Mg/kg Maksimal 100 - Cadmiun (Cd) Mg/kg Maksimal0,1 d. Parasit* Ekor Maksimal 0 * bila diperlukan SNI (2009) Produk fermentasi menggunakan bakteri asam laktat merupakan cara fermentasi yang relatif mudah, murah, dan aman. Dalam pembuatan produkproduk fermentasi ikan semacam ini juga ditambahkan garam dalam jumlah yang optimum untuk merangsang pertumbuhan bakteri asam laktat. Oleh karena itu fermentasi laktat pada ikan seringkali merupakan gabungan antara fermentasi garam dengan fermentasi laktat. Garam dalam fermentasi ikan disamping untuk meningkatkan citra rasa juga berperan sebagai pembentuk tekstur dan mengontrol pertumbuhan mikroorganisme yang diinginkan dan menghambat pertumbuhan mikroorganisme pembusuk dan patogen (Timoryana, 2007). 2.4.1.2 Proses Pembuatan Fermentasi Jeroan Ikan Cakalang Proses Pembuatan Fermentasi Jeroan Ikan Cakalang (Bakasang) di industri rumah tangga dapat dilihat di bawah ini (Lawalata, 2012):
32
Bahan mentah ikan cakalang
Pemisahan bagian isi perut dari daging ikan cakalang
Pencucian jeroan ikan cakalang dalam wadah Penirisan dalam ayakan sampai agak kering
Pemberian garam sebanyak 20% dari berat jeroan
Pemeraman selama 5 hari pada suhu 34 0C Pemasakan pada suhu 104 0C selama 12 menit
Pembotolan
Bakasang Skema 1. Proses Pembuatan Fermentasi Jeroan Ikan Cakalang Produk akhir fermentasi ikan dapat berupa ikan utuh, pasta atau saus. Prinsip pengawetan pada produk fermentasi ikan disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya penurunan aktifitas air oleh garam, gula, pengeringan dan dikombinasikan dengan penurunan pH karena pembentukan asam oleh bakteri pembentuk asam. Hasil fermentasi ikan dapat dibedakan oleh golongan yang
33
menghasilkan senyawa-senyawa yang secara nyata mempunyai kemampuan mengawet seperti pada pengolahan bekasem. Proses fermentasi lainnya terjadi banyak penguraian atau transformasi yang menghasilkan produk-produk yang mempunyai sifat sama sekali berbeda, misalnya pada terasi, kecap ikan, dan peda (Timoryana, 2007).
