MACAM-MACAM NUTRISI YANG BAIK UNTUK MIKROORGANISME

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Planet Bumi kita ini dihuni oleh jutaan jenis mahluk hidup. Di antara jutaan jenis makhluk hidup ini ada yang terlihat oleh mata dan ada yang tak terlihat oleh mata. Mahluk hidup yang tidak dapat dilihat oleh mata tersebut berukuran amat kecil, disebut mikroorganisme. Untuk mengetahui atau mengamati mikroorganisme tersebut diperlukan alat bantu berupa alat pembesar, seperti loop, mikroskop biasa, dan mikroskop elektron. mikroorganisme melakukan adaptasi dengan lingkungannya. Adaptasi ini dapat terjadi secara cepat serta bersifat sementara waktu dan dapat pula perubahan itu bersifat permanent sehingga mempengaruhi bentuk morfologi serta struktur anatominya

Untuk keperluan hidupnya, mikroorganisme membutuhkan bahan organik dan anorganik yang diambil dari lingkungannya. Bahan makanan tersebut dinamakan nutrien, sedangkan proses mengasimilasi makanannya disebut nutrisi. Nutrien adalah substansi anorganik dan organik yang dalam larutan melintasi membran sitoplasma (Nutrients is the chemicals from the environment of which a cell is built). Agar dapat mendapatkan nutrien dari makanan, sel harus mampu mencerna makanan itu, yaitu mengubah molekul-molekul protein, karbohidrat dan lipida yang komplek dan besar menjadi molekul yang sederhana dan kecil yang segera melarut sehingga dapat memasuki sel. Proses mengasimilasikan makanan itulah yang disebut nutrisi.

Dalam proses kehidupan semua makhluk hidup memerlukan makanan yang banyak mengandung gizi dan nutrisi yang cukup, tidak terkecuali mikroorganisme, zat-zat tersebut nantinya akan digunakan dalam aktifitas sehari-hari seperti berjalan, bereproduksi, dan aktifitas lainnya.

1.2 Rumusan masalah

1. Adakah pengaruh kecukupan nutrisi dalam aktifitas mikroorganisme?

2. Nutrisi apa saja yang bermanfaat untuk mikroorganisme?

1.3 Tujuan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk mengetahui berbagai macam nutrisi yang baik bagi mikroorganisme.

PEMBAHASAN

Semua makhluk hidup, baik mikroorganisme, manusia maupun pepohonan, memerlukan persediaan makanan yang tetap agar dapat teus hidup. Seperti yang telah dikatakan, sel juga memerlukan sumber energi. Tanpa energi (kemampuan untuk melakukan pekerjaan), sel tidak dapat mensintesis protoplasma dan melanjutkan proses kehidupan lain. Mikroorganisme biasanya memperoleh energi dari oksidasi kimia.

Di alam banyak bahan yang merupakan makanan yang potensial bagi mikroorganisme tidak larut dalam air. Masalah ini dapat langsung dipecah dengan bantuan enzim mikroorganisme, apabila semua nutrien yang diperlukan disediakan bagi mikroorganisme, maka mikroorganisme ini akan berkembang dengan baik. Pertumbuhan itu sendiri bagi sel adalah berarti meningkatnya jumlah sel tubuh, meningkatnya jumlah bakteri ini disebut pembelahan biner.

Setiap unsur nutrisi mempunyai peran tersendiri dalam fisiologi sel. Unsur

tersebut diberikan ke dalam medium sebagai kation garam anorganik yang jumlahnya berbeda-beda tergantung pada keperluannya. Beberapa golongan mikroorganisme misalnya diatomae dan alga tertentu memerlukan silika (Si) yang biasanya diberikan dalam bentuk silikat untuk menyusun dinding sel. Fungsi dan kebutuhan natrium (Na) untuk beberapa jasad belum diketahui jumlahnya. Natrium dalam kadar yang agak tinggi diperlukan oleh mikroorganisme tertentu yang hidup di laut. Natrium tersebut tidak dapat digantikan oleh kation monovalen yang lain. Jasad hidup dapat menggunakan makanannya dalam bentuk padat maupun cair (larutan). Jasad yang dapat menggunakan makanan dalam bentuk padat tergolong tipe holozoik, sedangkan yang menggunakan makanan dalam bentuk cair tergolong tipe holofitik. Jasad holofitik dapat pula menggunakan makanan dalam bentuk padat, tetapi makanan tersebut harus dicernakan lebih dulu di luar sel dengan pertolongan enzim ekstraseluler. Pencernaan di luar sel ini dikenal sebagai extracorporeal digestion.

Persyaratan nutrisi bagi organisme secara umum adalah sebagai berikut:

1. Nutrisi sebagai sumber energi. Semua organisme hidup membutuhkan sumber energi. Beberapa bentuk kehidupan, seperti tumbuhan hijau, dapat menggunakan energi pancaran atau cahaya dan dinamakan fototrof. Yang lain, seperti hewan bergantung pada oksidasi atau kehilangan elektron dari suatu atom. Senyawa-senyawa kimia untuk memperoleh energinya. Makhluk–makhluk ini disebut kemotrof.

2. Semua organisme membutuhkan karbon, semua membutuhkan sedikitnya sejumlah kecil karbon dioksida, tetapi kebanyakan diantaranya juga membutuhkan beberapa senyawa karbon organik, seperti gula-gulaan dan karbohidrat lain

3. Semua organisme yang hidup memerlukan nitrogen. Tumbuhan menggunakan nitrogen dalam bentuk garam nitrogen anorganik seperti kalium nitrat (KNO3), sedangkan hewan membutuhkan senyawa nitrogen organik seperti protein dan produk-produk hasil peruraiannya Yaitu peptida dan asam-asam amino tertentu.

4. Semua organisme hidup membutuhkan belerang (sulfur) dan fosfot.

5. Semua organisme hidup membutuhkan beberapa unsur logam, natrium, kalium, kalsium, magnesium, mangan, besi, seng, tembaga dan kobalt untuk pertumbuhannya yang normal.

6. Semua organisme hidup membutuhkan air untuk fungsi-fungsi metabolisme dan pertumbuhannya.

Bahan makanan yang digunakan oleh jasad hidup dapat berfungsi sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron. Dalam garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor tumbuh, dan sumber nitrogen.

1. Air

Air merupakan komponen utama sel mikroorganisme dan medium. Funsi air adalah sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi. Selain itu air berfungsi sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam metabolisme.

2. Sumber energi

Ada beberapa sumber energi untuk mikroorganisme yaitu senyawa organik atau anorganik yang dapat dioksidasi dan cahaya terutama cahaya matahari.

3. Sumber karbon

Sumber karbon untuk mikroorganisme dapat berbentuk senyawa organik maupun anorganik. Senyawa organik meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam amino, asam organik, garam asam organik, polialkohol, dan sebagainya. Senyawa anorganik misalnya karbonat dan gas CO2 yang merupakan sumber karbon utama terutama untuk tumbuhan tingkat tinggi.

4. Sumber aseptor elektron

Proses oksidasi biologi merupakan proses pengambilan dan pemindahan elektron dari substrat. Karena elektron dalam sel tidak berada dalam bentuk bebas, maka harus ada suatu zat yang dapat menangkap elektron tersebut. Penangkap elektron ini disebut aseptor elektron. Aseptor elektron ialah agensia pengoksidasi. Pada mikrobia yang dapat berfungsi sebagai aseptor elektron ialah O2, senyawa organik, NO3-, NO2-, N2O, SO4=, CO2, dan Fe3+.

5. Sumber mineral

Mineral merupakan bagian dari sel. Unsur penyusun utama sel ialah C, O, N, H, dan P. unsur mineral lainnya yang diperlukan sel ialah K, Ca, Mg, Na, S, Cl. Unsur mineral yang digunakan dalam jumlah sangat sedikit ialah Fe, Mn, Co, Cu, Bo, Zn, Mo, Al, Ni, Va, Sc, Si, Tu, dan sebagainya yang tidak diperlukan jasad. Unsur yang digunakan dalam jumlah besar disebut unsur makro, dalam jumlah sedang unsur oligo, dan dalam jumlah sangat sedikit unsur mikro. Unsur mikro sering terdapat sebagai ikutan (impurities) pada garam unsur makro, dan dapat masuk ke dalam medium lewat kontaminasi gelas tempatnya atau lewat partikel debu.

Selain berfungsi sebagai penyusun sel, unsur mineral juga berfungsi untuk

mengatur tekanan osmose, kadar ion H+ (kemasaman, pH), dan potensial oksidasireduksi (redox potential) medium.

6. Faktor tumbuh

Faktor tumbuh ialah senyawa organik yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan (sebagai prekursor, atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat disintesis dari sumber karbon yang sederhana. Faktor tumbuh sering juga disebut zat tumbuh dan hanya diperlukan dalam jumlah sangat sedikit.

Berdasarkan struktur dan fungsinya dalam metabolisme, faktor tumbuh digolongkan menjadi asam amino, sebagai penyusun protein; base purin dan pirimidin, sebagai penyusun asam nukleat; dan vitamin sebagai gugus prostetis atau bagian aktif dari enzim.

7. Sumber nitrogen

Mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk amonium, nitrat, asam amino, protein, dan sebagainya. Jenis senyawa nitrogen yang digunakan tergantung pada jenis jasadnya. Beberapa mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas N2 (zat lemas) udara. Mikroba ini disebut mikrobia penambat nitrogen.

Medium pertumbuhan (disingkat medium) adalah tempat untuk menumbuhkan mikroorganisme. Mikroorganisme memerlukan nutrisi untuk memenuhi kebutuhan energi dan untuk bahan pembangun sel, untuk sintesa protoplasma dan bagian-bagian sel lain. Setiap mikroorganisme mempunyai sifat fisiologi tertentu, sehingga memerlukan nutrisi tertentu pula. Susunan kimia sel mikroorganisme relatif tetap, baik unsur kimia maupun senyawa yang terkandung di dalam sel. Dari hasil analisis kimia diketahui bahwa penyusun utama sel adalah unsur kimia C, H, O, N, dan P, yang jumlahnya + 95 % dari berat kering sel, sedangkan sisanya tersusun dari unsure unsur lain (Lihat Tabel). Apabila dilihat susunan senyawanya, maka air merupakan bagian terbesar dari sel, sebanyak 80-90 %, dan bagian lain sebanyak 10-20 % terdiri dari protoplasma, dinding sel, lipida untuk cadangan makanan, polisakarida, polifosfat, dan senyawa lain.

Kumpulan unsur organik

Tubuh mayat merupakan tempat hidup, sumber makanan, serta tempat berkembang biak mikroorganisme, karena tubuh terdiri dari kumpulan protein, karbohidrat, lemak, atau senyawa organik dan anorganik lain. Secara biologis, tubuh makhluk hidup (khususnya manusia) kumpulan dari unsur-unsur organik seperti C, H, N, O, P, S, atau unsur anorganik seperti K, Mg, Ca, Fe, Co, Zn, Cu, Mn, atau Ni. Keseluruhan unsur tersebut dibutuhkan mikroorganisme heterotrof sebagai sumber nutrisi alias makanan utama mereka. Sementara cairan-cairan dengan pH (tingkat keasaman suatu larutan) tertentu yang berada dalam tubuh manusia adalah media kultur (lingkungan) pertumbuhan yang baik bagi mikroorganisme. Tidak semua mikroorganisme mampu mendegradasi mayat. Kebanyakan mereka berasal dari jenis mikroorganisme heterotrof. Mikroorganisme ini membutuhkan molekul-molekul organik dari organisme lain sebagai nutrisi agar ia dapat bertahan hidup dan berkembang biak. Berbeda dengan mikroorganisme autotrof yang mampu menghasilkan makanan sendiri dengan CO2 sebagai nutrisi makro serta bantuan dari cahaya matahari atau sumber energi kimia lainnya.

Jenis mikroorganisme heterotrof biasanya hidup dan berkembang biak pada organisme mati. Mereka mendapatkan energi dengan menguraikan senyawa organik pada organisme mati. Molekul-molekul besar seperti protein, karbohidrat, lemak, atau senyawa organik lain didekomposisi metabolisme tubuh bakteri tersebut menjadi molekul-molekul tunggal seperti asam amino. metana, gas CO2, serta molekul-molekul lain yang mengandung enam nutrisi utama mikroorganisme, yaitu senyawa-senyawa karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), oksigen (O), fosfor (P), serta sulfur (S).

Bau busuk

Bau busuk dari tubuh mayat tidak hanya mengganggu, namun juga membahayakan. Pembusukan dimulai dengan pemutusan ikatan protein-protein besar pada jaringan tubuh oleh bakteri fermentasi menggunakan enzim protease. Kumpulan hasil pemutusan ikatan protein yang disebut asam amino ini dicerna berbagai jenis mikroorganisme, misalnya bakteri acetogen. Bakteri ini mereaksikan asam amino dengan oksigen dalam tubuhnya untuk menghasilkan asam asetat, hidrogen, nitrogen, serta gas karbon dioksida. Produk asam asetat ini menimbulkan bau.

Asam asetat yang dihasilkan ini diproses kembali oleh mikroorganisme jenis methanogen, misalnya Methanothermobacter thermoautotrophicum yang biasa hidup di lingkungan kotor seperti selokan dan pembuangan limbah (septic tank). Asam asetat direaksikan dalam sel methanogen dengan gas hidrogen dan karbon dioksida untuk menghasilkan metana, air, dan karbon dioksida. Metana dalam bentuk gas juga menghasilkan bau busuk.

Proses nutrisi pada mikroorganisme secara umum dan mendasar dibagi menjadi dua cara yaitu Fototrof dan Heterotrof. Fototrof terjadi apabila mikroorganisme memanfaatkan cahaya sebagai sumber energinya, sedang heterotrof adalah mikroorganisme yang mensyaratkan senyawa organic sebagai sumber karbonnya. Sumber makanan atau nutrien yang di perlukan mikroorganisme banyak macamnya antara lain: sumber karbon, sumber nitrogen, ion-ion organik dan metabolit penting lainnya.

Nutrien-nutrien tersebut akan di manfaatkan mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Banyaknya jumlah nutrien akan mempengaruhi perkembangbiakan mikroorganisme selain syarat-syarat pertumbuhan lainnya. Fase pertumbuhan pada mikroorganisme diawali dengan fase tenggang yaitu periode penyesuaian pada lingkungan. Periode ini kemudian di ikuti oleh pembelahan sel dengan laju yang tetap. Fase pertumbuhan ini dinamakan fase log, karena peningkatan jumlah bersifat logaritma. Akhirnya pertumbuhan cenderung mendatar sampai ke fase stasioner, dan apabila laju kematian lebih besar dari pada laju perkembangbiakan, bakteri memasuki fase akhir yaitu fase kematian. Cepat lambatnya pertumbuhan mikroorganisme akan tergantung pada banyak faktor, terutama banyaknya zat makanan.

Zat makanan tersebut meliputi:

1. Sumber karbon (karbihidrat dan lemak)

2. Sumber nitrogen (protein atau amoniak)

3. Ion-ion anorganik tertentu

4. Metabolit penting (vitamin)

5. Air

Mikroorganisme sebagai sel juga memerlukan sumber energi. Tanpa energi (kemampuan untuk melakukan pekerjaan), sel itu tidak dapat mensintesis protoplasma dan melanjutkan proses kehidupan lain, misalnya bakteri dapat memperoleh energi dari oksidasi kimia. Kebanyakkan bakteri memperoleh bahan-bahan tersebut dari bahan organik yaitu dengan merombaknya dan menggunakan apa yang diperlukannya. Proses ini melewati tiga tahap:

1. Perombakan bahan yang mengandung protein, karbohidrat dan lipida (Pencernaan ekstra seluler dengan menggunakan enzim ekstraseluler mikroorgqanisme).

2. Penyerapan bentuk material tersebut yang sedehana.

3. Bioenergi dan Biosintensi (protein, karbohidrat dan lipida dalam sel).

Terdapat satu perbedaan yang besar antara nutrisi hewan dan bakteri, kebanyakan manusia, hewan, hingga protozoa mampu menelan makanan padat. Banyak amoeba misalnya dapat menelan partikel makanan padat kedalam vakuolanya, partikel-partikel ini dirombak oleh enzim organisme itu dan diserap protoplasma untuk pengadaan energi dan pembentukan protoplasma baru. Nutrisi yang khas bagi hewan, yang di dalamnya makanan padat yang ditelan organisme itu disebut nutrisi holozoik sebaliknya bakteri tidak dapat menelan makanan padat. Bakteri dan jamur mendapatkan nutrisi dalam larutan air yang berarti bahwa pencernaan berlangsung diluar organisme, nutrisi semacam ini dinamakan nutrisi holofit. Sedangkan nutrisi sangat bermanfaat dalam proses pertumbuhan mikroorganisme. Karena jika nutrisi terhambat atau kurang memenuhi syarat, maka proses untuk tumbuh pada bakteripun terganggu dan terhambat.

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

• Nutrien-nutrien dimanfaatkan mikroorganisme untuk pertumbuhannya.
• Proses nutrisi pada mikroorganisme secara umum dan mendasar dibagi menjadi dua cara yaitu Fototrof dan Heterotrof.
• Dalam garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor tumbuh, dan sumber nitrogen.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous.2008.faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba. http://rachdie.blogsome.com. diakses tanggal 25 desember 2008.

Anonymous.2008.mikroorganisme.http://www.wikipedia.com. diakses tanggal 25 desember 2008.

Anonymous.2008.nutrisi mikroorganisme.http.//www.google.com diakses tanggal 25 desember 2008.

Budiyanto, agus. K.2008.hand out-3.nutrisi mikroorganisme.umm press.Malang.

Waluyo, lud.2008.Buku petunjuk praktikum mikrobiologi umum.umm press.Malang