Beranda Opini Biokimia Bakteri

Biokimia Bakteri

19
0

Oleh: Endang Maria Nadeak 

Sekolah Tinggi Indonesia Farmasi, Bandung

Klasifikasi bakteri menurut Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology pada umumnya diterima secara internasional. Manual ini direvisi secara berkala untuk memanfaatkan pengetahuan baru melalui penelitian dengan mikroorganisme dan melalui teknik-teknik baru untuk menganilisis data yang diperoleh.  Bergey’s Manual edisi kedelapan yang sekarang ini, membagi semua  bakteri menjadi 19 bagian (kelompok), dan masing-masing dicirikan oleh sifat-sifat morfologi atau metabolik yang nyata. Tekanan diberikan pada  pengelompokan bakteri yang memiliki ciri-ciri umum dan mudah dikenali. Tidak ada usaha untuk mengatur penempatan mikroorganisme yang mencerminkan skema suatu perkembangan evolusi, sebagaimana dilakukan pada edisi-edisi sebelumnya. Hal ini dikarenakan masih banyak pengetahuan mengenai mikroorganisme yang belum lengkap diketahui (Karser 2004).

Karakterisasi morfologi bertujuan untuk mengamati baik morfologi koloni maupun morfologi sel bakteri pada isolat bakteri yang telah lolos seleksi. Ketika ditumbuhkan dalam media yang bervariasi, mikroorganisme akan menunjukkan penampakan makroskopis yang berbeda-beda pada pertumbuhannya. Perbedaan ini disebut dengan karakterisktik kultur, yang digunakan sebagai dasar untuk memisahkan mikroorganisme dalam kelompok taksonomik (Capuccino 1992).

Bakteri adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi. Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktursel bakteri relatif sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Hal inilah yang menjadi dasar perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks (Colome, 2001).

  1. Uji Biokimia

Uji biokimia merupakan salah uji yang digunakan untuk menentukan spesies kuman yang tidak diketahui sebelumnya. Setiap kuman memiliki sifat biokimia yang berbeda sehingga tahapan uji biokimia ini sangat membantu proses identifikasi. Setelah sampel diinokulasikan pada media differensial atau selektif, kemudian koloni kuman diinokulasikan pada media uji biokimia. Ada 12 jenis uji yang sering digunakan dalam uji biokimia walaupun sebenarnya masih banyak lagi media yang dapat digunakan (Adam, 2001).

Uji biokimia bakteri  merupakan suatu cara atau perlakuan yang dilakukan untuk mengidentifikasi dan mendeterminasi suatu biakan murni bakteri hasil isolasi melalui sifat – sifat fisiologinya. Proses biokimia erat kaitannya dengan metabolisme sel, yakni selama reaksi kimiawi yang dilakukan oleh sel yang menghasilkan energi maupun yang menggunakanenergi untuk sintesis komponen – komponen sel dan untuk kegiatan selular,seperti pergerakan. Suatu bakteri tidak dapat dideterminasi hanya berdasarkan sifat – sifat morfologinya saja, sehingga perlu diteliti sifat – sifat biokimia dan faktor!faktor yang mempengaruhi pertumbuhannya. Ciri fisiologi ataupun biokimia merupakan kriteria yang amat penting di dalam identifikasi spesimen bakteri yang tidak dikenal karena secara morfologis biakan ataupun sel bakteri yang berbeda dapat tampak serupa, tanpa hasil pegamatan fisiologis yang memadai mengenai kandungan organik yang diperiksa maka penentuan spesiesnya tidak mungkin dilakukan. Karakterisasi dan klasikasi sebagian mikroorganisme seperti bakteri berdasarkan pada reaksi enzimatik maupun biokimia. Mikroorganisme dapat tumbuh pada beberapa tipe media yang memproduksi tipe metabolit yang dapat dideteksi dengan reaksi antara mikroorganisme dengan reagen test yang dapat menghasilkan perubahan warna reagen (Cowan, 2004).

  1. Aktivitas Mikroorganisme

Bakteri memiliki berbagai aktivitas biokimia (pertumbuhan dan perbanyakan) dengan menggunakan raw material (nutrisi) yang diperoleh dari lingkungan sekitarnya. Transformasi biokimia dapat timbul didalam dan diluar dari bakteri yang diatur oleh katalis biologis yang dikenal sebagai enzim.

Setiap bakteri memiliki kemampuan dalam menggunakan enzim yang dimilikinya untuk degradasi karbohidrat, lemak, protein, dan asam amino. Metabolisme atau penggunaan dari molekul organik ini biasanya menghasilkan produk yang dapat digunakan untuk identifikasi dan karakterisasi bakteri.

Pengamatan aktivitas biokimia atau metabolisme mikroorganisme yang diketahui dari kemampuan mikroorganisme untuk menggunakan dan menguraikan molekul yang kompleks seperti karbohidrat, lemak, protein dan asam nukleat. Selain itu dilakukan pula pengamatan pada molekul-molekul sederhana seperti asam amino dan monosakarida. Dan hasil dari berbagai uji ini digunakan untuk perincian dan identifikasi mikroorganisme.

Penggunaan zat hara tergantung dari aktivitas metabolisme mikroba. Metabolisme seringkali menghasilkan hasil sampingan yang dapat digunakan untuk identifikasi mikroorganisme. Pengamatan aktivitas metabolisme diketahui dari kemampuan mikroorganisme untuk menggunakan dan menguraikan molekul yang kompleks seperti zat pati, lemak, protein dan asam nukleat. Selain itu pengamatan juga dilakukan pada molekul yang sederhana seperti amino dan monosakarida.

  1. Fermentasi Karbohidrat

Fermentasi merupakan proses oksidasi biologi dalam keadaan anaerob dimana yang bertindak sebagai substrat adalah karbohidrat. Dimana hasil dari fermentase ini berbeda-beda bergantung pada jenis bakterinya misalnya saja asam laktat, asam cuka, CO2 dan asam tertentu lainnya. Beberapa mikroorganisme seperti E. coli, dapat menggunakan laktosa sebagai sumber karbon. Selain laktosa, substrat alamiah dari enzim, adalah bahan yang sangat penting, ONPG (o-nitro-phenyl-β-D-galactopyranoside), dapat digunakan pula. Β-galaktosidase dapat mengkatalisis ONPG dengan reaksi sebagai berikut :

      Berikut ini beberapa jenis bakteri yang mampu melakukan fermentasi terhadap karbohidrat serta hasil fermentasinya, adalah :

a. Fermentasi asam laktat : bakteri asam laktat (Streptococcus,Lactobacillus)

b. Fermentasi alkohol : Zygomonas, Saccharomycetes

c. Fermentasi asam propionate : bakteri asam propionate (Propionibacterium)

d. Fermentasi 2,3-butanadiol : Enterobacter ,Serralia,Bacillus

e. Fermentasi asam campuran : bakteri enterik (Escherichia,Enterobacter ,Salmonella,Proteus)

f. Fermentasi asam butirat : Clostridium

2. Uji MRVP

Pengujian dengan menggunakan metil merah, Voges-Proskeuer, Uji Indoleserta uji penggunaan sitrat sering dikenal sebagai tes IMViC (indole, methyl red, Voges-Proskueur, dan citrate, serta “ i ” adalah merupakan huruf penghubung). Tes IMViC ini digunakan untuk membedakan beberapa bakteri golongan Enterobacteriaceae, berdasarkan kemampuannya dalam memfermentasi glukosa dan laktosa, penguraian triptosan yang menghasilkan indole serta adanya enzim sitrat permease yang mampu menguraikan natrium sitrat dari medium khusus yang digunakan.

Uji Voges-Proskueur digunakan untuk mengidentifikasi mikroorganisme yang melakukan fermentase dengan hasil akhir 2,3 butanadiol. Bila bakteri memfermentasikan karbohidrat menjadi 2,3 butanadiol sebagai produk utama, akan terjadi penumpukan bahan tersebut dalam media pertumbuhan. Pada uji VP ini dilakukan penambahan 40% KOH dan 5% larutan alfa naftol pada saat pengamatan. Hal ini dapat menentukan adanya asetoin (asetil metil karbinol), suatu senyawa pemula dalam sintesis 2,3 butanadiol. Dengan adanya penambahan KOH 40 %, keberadaan setoin ditunjukkan dengan perubahan warna medium menjadi merah, dan perubahan ini makin jelas dengan penambahan alfa naftol beberapa tetes.Uji VP ini sebenarnya merupakan uji tidak langsung untuk mengetahui adanya 2,3 butanadiol. Karena uji ini lebih dulu menentukan asetoin, dan seperti yang kita ketahui bahwa asetoin adalah senyawa pemula dalam sintesis 2,3 butanadiol, sehingga dapat dipastikan bahwa dengan adanya asetoin dalam media berarti menunjukkan adanya produk 2,3 butanadiol sebagai hasil fermentasi.

Mekanisme terjadinya reaksi pada Uji Voges-Proskueur dapat digambarkan sebagai berikut :

  1. Uji katalase

Katalase adalah enzim yang mengkatalisasikan penguraian hydrogen peroksida (H2O2) menjadi air dan O2. Hidrogen peroksida terbentuk sewaktu metabolisme aerob, sehingga mikroorganisme yang tumbuh dalam lingkungan aerob dapat menguarikan zat toksik tersebut.

Uji katalase ini dilakukan untuk mengidentifikasi kelompok bakteri bentuk kokkus, dalam membedakan Staphylococcus dan Streptococcus. Dimana kelompok streptococcus bersifat katalase negative dan Staphylococcus bersifat katalase positif.

Penentuan adanya katalase ini terlihat dari pembentukan gelembung udara di sekitar koloni setelah ditambahkan larutan H2O2 3%. Reaksi kimiawi yang dikatalisasikan oleh enzim terlihat sebagai berikut :

  1. Uji pereaksi indol

Mikroorganisme menggunakan asam amino sebagai pemuka protein, komponen sel dan kadang kala sebagai sumber energi. Asam amino ini dimodifikasikan dengan berbagai cara sewaktu metabolisme. Dalam percobaan diperlihatkan berbagai cara mikroorganisme memodifikasikan asam amino. Dimana modifikasi asam amino dapat digunakan untuk pengidentifikasian untuk suatu jenis bakteri.

Asam amino triptofan merupakan komponen asam amino yang lazim terdapat pada protein, sehingga asam amino ini dengan mudah dapat digunakan oleh mikroorganisme.Dimana asam amino triptofan apabila dihidrolisis oleh enzim triptofamase akan menghasilkan indol dan asam pemuat.

  1. Uji oksidasi fermentasi

Fermentasi dan oksidasi adalah dua proses penting dalam metabolisme mikroorganisme. Dimana tujuan akhirnya adalah akumulasi energi, baik untuk aktivitas mikroorganisme maupun untuk proses-proses biologis lain. Oksidasi umumnya dilakukan pada respirasi aerobic menghasilkan CO2 dan H2O, sedangkan fermentasi menghasilkan etanol dan gas.Adapun uji ini dilakukan untuk mengetahu kemampuan mikroorganisme untuk menggunakan karbohidrat dengan cara fermentasi atau oksidasi.

  1. Uji motality

Motilitas adalah salah satu dari ciri mahluk hidup, begitu pula dengan mikroorganisme, namun alat geraknya masih sederhana berupa flagella atau cilia. Bakteri melakukan motilitas dengan menggunakan energi yang diperoleh dari ATP yang diuraikan oleh koenzim ATP-ase membentuk fosfo anorganik.

Beberapa protein kaya akan asam amino yang mengandung gugus sulfur seperti sistein. Jika protein ini dihidrolisis oleh bakteri, asam amino akan dilepaskan. Sistein dengan adanya sistein desulfurase, ahan melepaskan atom sulfur yang dengan adanya hydrogen dari air akan membentuk gas hydrogen sulfide. gas ini juga dapat diproduksi dengan reduksisenyawa anorganik yang mengandung sulfur seperti tiosulfat, sulfat atau sulfit.

Berikut ini adalah mekanisme reaksi yang terjadi pada uji motilitas :

 

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here