Peran Mikroorganisme dlm Kehidupan


Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat kecil (Kusnadi,
dkk, 2003). Setiap sel tunggal mikroorganisme memiliki kemampuan untuk
melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain dapat dapat mengalami pertumbuhan,
menghasilkan energi dan bereproduksi dengan sendirinya. Mikroorganisme memiliki
fleksibilitas metabolisme yang tinggi karena mikroorganisme ini harus mempunyai
kemampuan menyesuaikan diri yang besar sehingga apabila ada interaksi yang
tinggi dengan lingkungan menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula.
Akan tetapi karena ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan
enzim-enzim yang telah dihasilkan. Dengan demikian enzim yang tidak diperlukan
tidak akan disimpan dalam bentuk persediaan.enzim-enzim tertentu yang diperlukan
untuk perngolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut
sudah ada.

Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tembat yang besar, mudah ditumbuhkan
dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relative cepat (Darkuni, 2001).
Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganisme memiliki peranan
dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan.

Sekilas, makna praktis dari mikroorganisme disadari tertutama karena kerugian
yang ditimbulkannya pada manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Misalnya dalam
bidang mikrobiologi kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganisme
yang pathogen yang menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang
khas. Walaupun di bidang lain mikroorganisme tampil merugikan, tetapi perannya
yang menguntungkan jauh lebih menonjol. Menurut Schlegel ( 1994) beberapa bukti
mengenai peranan mikrobiologi dapat dikemukakan sebagai berikut:

Proses klasik menggunakan mikroorganisme

Di Jepang dan Indonesia sudah sejak zaman dahulu kacang kedelai diolah dengan
menggunakan bantuan fungi, ragi, dan bakteri asam laktat. Bahkan sudah sejak
zaman perang dunia pertama fermentasi terarah dengan ragi digunakan untuk
membuat gliserin. Asam laktat dan asam sitrat dalam jumlah besar yang diperlukan
oleh industri makanan, masing-masing dibuat dengan pertolongan bakteri asam
laktat dan cendawan Aspergillus niger.

Produk Antibiotika

Penemuan antibiotik telah menghantarkan pada terapi obat dan industri obat ke
era baru. Karena adanya penemuan penisilin dan produk-produk lain sekresi fungi,
aktinomiset, dan bakteri lain, maka kini telah tersedia obat-obat yang manjur
untuk memerangi penyakit infeksi bakteri.

Proses menggunakan mikroba

Fermentasi klasik telah diganti dengan cara baru untuk produksi dan konversi
menggunakan mikroba. Senyawa karotenoid dan steroid diperoleh dari fungi. Sejak
ditemukan bahwa Corynebacterium glutamicum memproduksi glutamat dengan rendemen
tinggi dari gula dan garam amonium, maka telah diisolasi berbagai mutan dan
dikembangkan proses baru yang memungkinkan pembuatan banyak jenis asam amino,
nukleotida, dan senyawabiokimia lain dalam jumlah besar. Mikroorganisme juga
diikutsertakan oleh para ahli kimia pada katalisis sebagian proses dalam
rangkaian sintesis yang panjang; biokonversi oleh mikroba lebih spesifik dengan
rendemen lebih tinggi, mengungguli koversi secara kimia; amilase untuk
hidrolisis pati, proteinase pada pengolahan kulit, pektinase untuk penjernihan
sari buah dan enzim-enzim lain yang digunakan di industri diperoleh dari biakan
mikroorganisme.

Posisi monopoli dari mikroorganisme

Beberapa bahan dasar yang terutama tersedia dalam jumlah besar, seperti minyak
bumi, gas bumi, dan selulosa hanya dapat diolah oleh mikroorganisme dan dapat
mengubahnya kembali menjadi bahan sel (biomassa) atau produk antara yang
disekresi oleh sel.

Teknik genetika modern

Kejelasan mengenai mekanisme pemindahan gen pada bakteri dan peran dari unsur-unsur
ekstrakromosom, telah membuka kemungkinan untuk memindahkan DNA asing ke dalam
bakteri. Manipulasi genetik memungkinkan untuk memasukkan sepotong kecil pembawa
informasi genetik dari manusia ke dalam bakteri sehingga terjadi sintesis
senyawa protein yang bersangkutan. Kegiatan ini sering dilakukan dalam hal
pembuatan hormon, antigen, dan antibodi.

Berdasarkan penjelasan di atas, mikroorganisme memiliki peranan yang cukup besar
dalam kehidupan, baik peranan yang merugikan maupun yang menguntungkan.

Beberapa peranan yang dimiliki oleh mikroorganisme antara lain sebagai berikut:

Peranan yang Merugikan

Penyebab penyakit, baik pada manusia, hewan maupun tumbuhan

Misalnya Strptococcus pneumoniae penyebab pneumonia dan Corynebacterium
diphtheriae penyebab dipteri.

Penyebab kebusukan makanan (spoilage)

Adanya kebusukan pada makanan dapat disebabkan oleh beberapa jenis bakteri yang
tumbuh dalam makanan tersebut. Beberapa di antara mikroorganisme dapat mengubah
rasa beserta aroma dari makanan sehingga dianggap merupakan mikroorganisme
pembusuk. Dalam pembusukan daging, mikroorganisme yang menghasilkan enzim
proteolitik mampu merombak protein-protein. Pada proses pembusukan sayur dan
buah, mikroorganisme pektinolitik mampu merombak bahan-bahan yang mengandung
pektin yang terdapat pada dinding sel tumbuhan (Tarigan, 1988). Mikroorganisme
seperti bakteri, khamir (yeast) dan kapang (mould) dapat menyebabkan perubahan
yang tidak dikehendaki pada penampakan visual, bau, tekstur atau rasa suatu
makanan. Mikroorganisme ini dikelompokkan berdasarkan tipe aktivitasnya, seperti
proteolitik, lipolitik, dll. Atau berdasarkan kebutuhan hidupnya seperti
termofilik, halofilik, dll.

Penyebab keracunan makanan (food borne disease).

Kusnadi, dkk (2003) menjelaskan bahwa bakteri penghasil racun (enterotoksin atau
eksotoksin) dapat mencemari badan air, misalnya spora Clostridium perfringens, C.
Botulinum, Bacillus cereus, dan Vibrio parahaemolyticus. Spora dapat masuk ke
dalam air melalui debu/tanah, kotoran hewan, dan makanan-limbah. Jika makanan
atau minuman dan air bersih tercemari air tersebut, maka dalam keadaan yang
memungkinkan, bakteri tersebut akan mengeluarkan racun sehingga makanan atau
minuman mengandung racun dan bila dikonsumsi dapat menyebabkan keracunan makanan.
Bahkan menurut Dwidjoseputro (2005) pada makanan yang telah dipasteurisasi pun
juga dapat mengandung racun (toksin) . Makanan yang telah dipasteurisasi
kemudian terus menerus disimpan di dalam kaleng pada temperatur kamar, dapat
mengandung racun yang berasal dari Clostridium botulinum. Spora-spora dari
bakteri ini tidak mati dalam proses pasteurisasi. Dalam keadaan tertutup (anaerob)
dan suhu yang menguntungkan, maka spora-spora tersebut dapat tumbuh menjadi
bakteri serta menghasilkan toksin. Racun yang dihasilkan tidak mengganggu alat
pencernaan, melainkan mengganggu urat saraf tepi.

Menimbulkan pencemaran

Materi fekal yang masuk ke dalam badan air, selain membawa bakteri patogen juga
akan membawa bakteri pencemar yang merupakan flora normal saluran pencernaan
manusia, misalnya E. coli. Kehadiran bakteri ini dapat digunakan sebagi
indicator pencemaran air oleh materi fekal.

Peranan yang Menguntungkan

Banyak yang menduga bahwa mikroorganisme membawa dampak yang merugikan bagi
kehidupan hewan, tumbuhan, dan manusia, misalnya pada bidang mikrobiologi
kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganisme yang pathogen yang
menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang khas. Meskipun
demikian, masih banyak manfaat yang dapat diambil dari mikroorganisme-mikroorganisme
tersebut. Penggunaan mikroorganisme dapat diterapkan dalam berbagai bidang
kehidupan, saperti bidang pertanian, kesehatan, dan lingkungan. Beberapa manfaat
yang dapat diambil antara lain sebagai berikut:

Bidang pertanian

Dalam bidang pertanian, mikroorganisme dapat digunakan untuk peningkatan
kesuburan tanah melalui fiksasi N2, siklus nutrien, dan peternakan hewan.
Nitrogen bebas merupakan komponen terbesar udara. Unsur ini hanya dapat
dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam bentuk nitrat dan pengambilan khususnya melalui
akar. Pembentukan nitrat dari nitrogen ini dapat terjadi karena adanya
mikroorganisme. Penyusunan nitrat dilakukan secara bertahap oleh beberapa genus
bakteri secara sinergetik.

Dalam Dwidjoseputro (2005) dijelaskan bahwa ada beberapa genera bakteri yang
hidup dalam tanah (misalnya Azetobacter, Clostridium, dan Rhodospirillum) mampu
untuk mengikat molekul-molekul nitrogen guna dijadikan senyawa-senyawa pembentuk
tubuh mereka, misalnya protein. Jika sel-sel itu mati, maka timbullah zat-zat
hasil urai seperti CO2 dan NH3 (gas amoniak). Sebagian dari amoniak terlepas ke
udara dan sebagian lain dapat dipergunakan oleh beberapa genus bakteri (misalnya
Nitrosomonas dan Nitrosococcus) untuk membentuk nitrit. Nitrit dapat
dipergunakan oleh genus bakteri yang lain untuk memperoleh energi daripadanya.
Oksidasi amoniak menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat berlangsung
di dalam lingkungan yang aerob. Peristiwa seluruhnya disebut nitrifikasi.
Pengoksidasian nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh Nitrobacter.

Proses nitrifikasi ini dapat ditulis sebagai berikut:

2NH3 + 3O2 Nitrosomonas, Nitrosococcus 2HNO2 + 2H2O + energi

2HNO2 + O2 Nitrobacter 2HNO3 + energi

Selain itu, mikroorganisme ini juga dapat digunakan sebagai agen pembusuk alami,
yang akan mendekomposisi sampah-sampah organik menjadi materi inorganik sehingga
dapat mengurangi kuantitas sampah, menyuburkan tanah dan dapat menjadi sumber
nutrisi bagi tumbuhan (Anonim a, 2006). Seorang peneliti dari Amerika Serikat
yaitu Waksman telah menemukan mikroorganisme tanah yang menghasilkan
streptomisin, yaitu bakteri Streptomyces (Dwidjoseputro, 2005).

Peran lain mikroba dalam bidang pertanian antara lain dalam teknologi kompos
bioaktif dan dalam hal penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman(biofertilizer).
Kompos bioaktif adalah kompos yang diproduksi dengan bantuan mikroba
lignoslulotik unggul yang tetap bertahan di dalam kompos dan berperan sebagai
agensia hayati pengendali penyakit tanaman. Teknologi kompos bioaktif ini
menggunakan mikroba biodekomposer yang mampu mempercepat proses pengomposan dari
beberapa bulan menjadi beberapa minggu saja. Mikroba akan tetap hidup dan aktif
di dalam kompos, dan ketika kompos tersebut diberikan ke tanah, mikkroba akan
berperan untuk mengendalikan organisme.

Dalam hal penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman(biofertilizer),
aktivitas mikroba diperlukan untuk menjaga ketersediaan tiga unsur hara yang
penting bagi tanaman antara lain, Nitrogen (N), fosfat (P), dan kalim (K).
Kurang lebih 74% kandungan udara adalah N. Namun, N udara tersebut harus
ditambat oleh mikroba dan diubah bentuknya terlebih dahulu agar bisa langsung
dimanfaatkan oleh tanaman. Mikroba penambat N ada yang hidup bebas dan ada pula
yang bersimbiosis. Mikroba penambat N simbiotik antara lain : Rhizobium sp yang
hidup di dalam bintil akar tanaman kacang-kacangan ( leguminose ). Mikroba
penambat N non-simbiotik misalnya: Azospirillum sp dan Azotobacter sp. Mikroba
penambat N simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose saja,
sedangkan mikroba penambat N non-simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis
tanaman.

Mikroba tanah lain yang berperan dalam penyediaan unsur hara adalah mkroba
pelarut unsur fosfat (P) dan kalium (K). Kandungan P yang cukup tinggi (jenuh)
pada tanah pertanian kita, sedikit sekali yang dapat digunakan oleh tanaman
karena terikat pada mineral liat tanah. Di sinilah peran mikroba pelarut P yang
melepaskan ikatan P dari mineral liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak
sekali mikroba yang mampu melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium
sp, Pseudomonas sp dan Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi
melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K.

Mikroba sebagai agen biokontrol. Mikroba yang dapat mengendalikan hama tanaman
antara lain: Bacillus thurigiensis (BT), Bauveria bassiana , Paecilomyces
fumosoroseus, dan Metharizium anisopliae . Mikroba ini mampu menyerang dan
membunuh berbagai serangga hama. Mikroba yang dapat mengendalikan penyakit
tanaman misalnya: Trichoderma sp yang mampu mengendalikan penyakit tanaman yang
disebabkan oleh Gonoderma sp, JAP (jamur akar putih), dan Phytoptora sp.
Beberapa biokontrol yang tersedia di pasaran antara lain: Greemi-G, Bio-Meteor,
NirAma, Marfu-P dan Hamago.

Gambar 1. Endomikoriza yang berperan melarutkan P

Gambar 2. Larva serangga yang mati diserang jamur biokontrol

Gambar 3. Bakteri yang unggul dalam melarutkan fosfat

Gambar 4. Jamur yang unggul dalam melarutkan fosfat

Bidang makanan dan industri

Beberapa bahan makanan yang sampai saat ini dibuat dengan menggunakan
mikroorganisme sebagai bahan utama prosesnya, misalnya pembuatan bir dan minuman
anggur dengan menggunakan ragi, pembuatan roti dan produk air susu dengan
bantuana bakteri asam laktat, dan pembuatan cuka dengan bantuan bakteri cuka.

Pengolahan kacang kedelai di beberapa negara banyak yang menggunakan bantuan
fungi, ragi, dan bakteri bakteri asam laktat. Bahkan asam laktat dan asam sitrat
yang dalam jumlah besar diperlukan oleh industri bahan makanan masing-masing
dibuat dengan bantuan asam laktat dan Aspergillus niger (Darkuni, 2001).
Beberqapa kelompok mikroorganisme dapat digunakan sebagai indikator kualitas
makanan. Mikroorganisme ini merupakan kelompok bakteri yang keberadaannya di
makanan di atas batasan jumlah tertentu, yang dapat menjadi indikator suatu
kondisi yang terekspos yang dapat mengintroduksi organisme hazardous (berbahaya)
dan menyebabkan proliferasi spesies patogen ataupun toksigen. Misalnya E. coli
tipe I, coliform dan fekal streptococci digunakan sebagai indikator penanganan
pangan secara tidak higinis, termasuk keberadaan patogen tertentu.
Mikroorganisme indikator ini sering digunakan sebagai indaktor kualitas
mikrobiologi pada pangan dan air.

Tidak semua mikroba yang ada dapat digunakan dalam industri. Menurut Kusnadi,
dkk (2003) mikroorganisme industri merupakan organisme yang dipilih secara hati-hati
sehingga dapat membuat satu atau banyak produk khusus. Bahkan jika
mikroorganisme industri merupakan salah satu yang sudah diisolasi dengan teknik
tradisional, mikroorganisme tersebut menjadi organisme yang sangat termodifikasi
sebelum memasuki industri berskala besar. Sebagian besar mikroorganisme industri
merupakan spesialis metabolik yang secara spesifik mampu menghasilkan metabolit
tertentu dalam jumlah yang sangat besar pula. Untuk mencapai spesialisasi
metabolik tinggi tersebut, strain industri diubah secara genetika melalui mutasi
dan rekombinasi.

Berbagai proses industri digunakan untuk menghasilkan produk mikrobiologi dan
dipisahkan menjadi beberapa kategori berdasarkan kecenderungan penggunaan produk
akhir sebagai berikut:

Produksi bahan kimia farmasi

Produk yang paling terkenal adalah antibiotika, obat-obatan steroid, insulin,
dan interferon yang dihasilkan melalui bakteri hasil rekayasa genetika.

Produksi bahan kimia bernilai komersial

Produk yang termasuk dalam kelompok ini adalah pelarut dan enzim serta berbagai
senyawa yang digunakan untuk bahan pemula (starting) untuk industri sintesis
senyawa lain.

Produksi makanan tambahan

Produksi massa ragi, bakteri dan alga dari media murah mengandung garam nitrogen
anorganik , cepat saji, dan menyediakan sumber protein dan senyawa lain yang
sering digunakan sebagai makanan tambahan untuk manusia dan hewan.

Produksi minuman alkohol

Pembuatan beer dan wine dan poduksi minuman alkohol lain yang merupakan proses
bioteknologi berskala besar paling tua.

Produksi vaksin

Sel mikroorganisme maupun bagiannya atau produknya dihasilkan dalam jumlah besar
dan digunakan untuk produksi vaksin.

Produksi mikroorganisme untuk digunakan sebagai insektisida (biosida)

Pengendalian hama tanaman dengan menggunakan mikroorganisme yang berperan
sebagai insektisida. Khususnya untuk spesies tertentu, misalnya Bacillus (B.
Larvae, B. Popilliae, dan B. Thurungiensis). Spesies tersebut menghasilkan
protein kristalin yang mematikan larva lepidoptera (ngengat, kupu-kupu, kutu
loncat), misalnya ulat kubis, ngengat gipsy, dan sarang ulat.

Penggunaanya dalam industri perminyakan dan pertambangan

Sejumlah prosedur mikrobiologi digunakan untuk meningkatkan perolehan kembali
logam dari bijih berkadar rendah dan untuk perbaikan perolehan minyak dari sumur-sumur
bor.

Bidang kesehatan

Salah satu manfaat mikroorganisme dalam bidang kesehatan adalah dalam
menghasilkan antibiotika. Bahan antibiotik dibuat dengan bantuan fungi,
aktinomiset, dan bakteri lain. Antibiotik ini merupakan obat yang paling manjur
untuk memerangi infeksi oleh bakteri. Beberapa mikroba menghasilkan metabolit
sekunder, yang sangat bermanfaat sebagai obat untuk mengendalikan berbagai
penyakit infeksi. Sejak dulu dikenal jamur Penicillium yang pertama kali
ditemukan oleh Alexander fleming (1928), dapat menghasilkan antibiotika
penisilin. Sekarang banyak diproduksi berbagai antibiotik dari berbagai jenis
mikroba yang sangat berperan penting dalam mengobati berbagai penyakit. Selain
untuk antibiotik, dalam bidang kesehatan mikrorganisme juga dapat digunakan
sebagai agen pembusuk di dalam saluran pencernaan alami, yang turut membantu
mencerna makanan di dalam saluran pencernaan.

Bidang lingkungan dan energi

Mikroorganisme ini banyak dimanfaatkan untuk bahan bakar hayati (metanol dan
etanol), bioremediasi, dan pertambangan. Selain itu, mikroorganisme yang ada di
lingkungan berperan dalam perputaran/siklus materi dan energi terutama dalam
siklus biogeokimia dan berperan sebagai pengurai (dekomposer). Mikroorganisme
tanah berfungsi merubah senyawa kimia di dalam tanah, terutama pengubahan
senyawa organik yang mengandung karbon, nitrogen, sulfu, dan fosfor menjadi
senyawa anorganik dan bisa menjadi nutrien bagi tumbuhan. Mikroorganisme pada
lingkungan alami juga dapat digunakan sebagai indikator baik buruknya kualitas
lingkungan, baik perairan ataupun terestrial.

Bidang bioteknologi

Kemajuan bioteknologi, tak terlepas dari peran mikroba.Karena materi genetika
mikroba sederhana, sehingga mudah dimanipulasi untuk disisipkan ke gen yang lain.
Disamping itu karena materi genetik mikroba dapat berperan sebagai vektor (plasmid)
yang dapat memindahkan suatu gen dari kromosom oganisme ke gen organisme lainnya
(Anonim b, 2007). Misalnya terapi gen pada penderita gangguan liver. Terapi ini
dapat dilakukan secara ex-vivo maupun in-vivo.

Dalam terapi gen ex vivo, sel hati (misalnya) dari pasien yang hatinya telah
mengalami kerusakan dipindahkan melalui pembedahan dan perawatan. Kemudian
melalui terapi gen akan menyalurkannya dengan menggunakan vektor. Sel-sel hati
yang dirubah secara genetik kemudian akan ditransplantasikan kembali dalam tubuh
pasien tanpa khawatir akan kegagalan dari proses pencangkokan jaringan tersebut
karena sel-sel ini pada awalnya berasal dari pasien.

Strategi terapi gen in vivo meliputi pemasukan gen ke dalam jaringan dan organ
di dalam tubuh tanpa diikuti oleh pemindahan sel-sel tubuh. Tantangan utama
dalam terapi gen in vivo adalah pengiriman gen hanya terjadi pada jaringan yang
diharapkan dan tidak terdapat pada jaringan yang lain. Pada terapi ini, virus
digunakan sebagai vektor untuk pengiriman gen (Thieman, 2004).

Beberapa hasil perkembangan bioteknologi lain yang penting dan melibatkan
mikroba adalah produksi insulin, tanaman transgenik serta antibodi monoklonal. Antibodi
monoklonal (MAbs) merupakan salah satu antibodi murni yang bersifat sangat
spesifik dan menjadi peluru ajaib bagi dunia pengobatan.


source : http://iqbalali.com/

0 komentar:

Poskan Komentar