Prokariot memiliki keragaman genetik lebih tinggi dibandingkan eukariot mengapa hal ini bisa terjadi

Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat kecil. Setiap sel tunggal mikroorganisme memiliki kemampuan untuk melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain 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 tempat yang besar, mudah ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relatif cepat. Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan.

Sel merupakan satuan struktural yang fundamental dan fungsional bagi kehidupan. Bagi mikroorganisme uniselular, sel bukan saja merupakan satuan struktural, tetapi adalah organisme itu sendiri. Sebaliknya, organisme multiseluer merupakan sel-sel yang tersusun menjadi satuan-satuan yang terpadu ke dalam sistem atau berbagai sistem yang bersama-sama membentuk organisme hidup. Berdasarkan atas struktur selnya, secara garis besar organisme dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu prokariot dan eukariot (Gambar 15). Diantara kedua kelompok ini terdapat kelompok peralihan yang dinamakan Archaebacteria atau Archaea.

Gambar 15. Klasifikasi sel berdasarkan struktur internal

Tabel 2. Perbedaan Sel Prokariotik dan Eukariotik

Organel subseluler

Pada eukariot terdapat sejumlah organel subseluler seperti reticulum endoplasma, nukleus, alat golgi, mitokondira, kloroplas, vakuola, mikrotubul dan mikrofilamen, flagella dan silia, dinding sel.

Retikulum endoplasma, merupakan sistem membran sitoplasmik yang meluas dan menyambung dengan membrane nukleus. Fungsi yang dilakukan oleh retikulum endoplasma, antara lain sebagai penghalang diantara berbagai organel dan menjaganya dalam posisi yang relatif konstan. Juga menyediakan saluran-saluran yang mengatur arus bahan-bahan dalam sel. Selain itu merupakan sumber membrane internal tambahan, dan memberikan pula permukaan yang kokoh bagi penjajaran ribosom yang berfungsi dalam pembentukan protein baru (biosintesis protein).

Nukleas, berbentuk bulat dan dikelilingi oleh membran ganda yang dinamakan selaput nukleus (envelop nukleus) yang berfungsi sebagai pusat pengendalian sel. Membran ini berkelanjutan dengan membran plasma. Substansi nukleus terdiri dari DNA dalam bentuk kromosom, RNA, dan protein. Di dalam nukelus terdapat satu atau leih tubuh yang disebut nucleolus. Tubuh-tubuh ini penuh berisi RNA dan diduga merupakan situs pembentukan RNA ribosom.

Alat golgi, juga dinamakan kompleks Golgi, organel membran yang terdiri dari sekelompok kantung pipih seperti cakram, tersusun dalam tumpukan dan dikelilingi oleh tubul dan gelembung kecil. Struktur ini terdapat dalam daerah reticulum endoplasma, mengemas dan mengangkut protein dan polisakarida ke luar sel, juga merupakan situs bagi sintesis bahan dinding sel yang baru.

Mitokondria, terselubung dalam membran ganda, berfungsi sebagai situs utama untuk produksi energi dalam proses selular.

Kloroplas, organel dalam sel tumbuhan yang mengandung pigmen hijau klorofil dan didalamnya berlangsung fotosintesis. Fotosintesis ialah proses diubahnya energi cahaya menjadi energi kimiawi oleh organisme yang mengandung klorofil.

Vakuola, ruang yang membatasi membran di dalam sitoplasma yang mengandung larutan encer berbagai substansi.

Mikrotubul dan mikrofilamen, merupakan batang-batang yang sangat tipis (mikrotubul, 250 nm; mikrofilamen, 40-80 nm) terdapat bebas dalam berkas di dalam sitoplasma atau di dalam struktur sitoplasma. Fungsinya menjaga bentuk sel dan meningkatkan gerak teratur komponen-komponen di dalam organel.

Flagela dan silia, merupakan tonjolan yang meluas di luar dinding sel berbagai bakteri, ganggang, cendawan, dan protozoa, yang berfungsi untuk menggerakkan organisme.

Dinding sel, merupakan penutup luar membran sitoplasma yang dimiliki oleh beberapa sel eukariota. Strukturnya terdiri dari dua macam komponen yang utama: jaringan microfibril yang memberikan sifat kaku pada dinding sel, dan substansi yang di dalamnya tertanam mikrofibril.

3.2 Berbagai kelompok utama mikroorganisme

Dunia mikroba terdiri dari Monera (Virus dan sianobakteri), Protista, dan Fungi. Mikroorganisme tersebut diantaranya adalah bakteri, jamur, dan virus. Secara umum, bakteri, jamur, dan virus mempunyai morfologi dan struktur anatomi yang berbeda. Di dalam kehidupannya beberapa mikroorganisme seperti bakteri, jamur, dan virus selalu dipengaruhi oleh lingkungannya dan untuk mempertahankan hidupnya mikroorganisme melakukan adaptasi dengan lingkungannya. Adaptasi ini dapat terjadi secara cepat serta bersifat sementara waktu dan dapat pula perubahan itu bersifat permanen sehingga mempengaruhi bentuk morfologi serta struktur anatomi dari bakteri, jamur, dan virus. Untuk mengidentifikasikan suatu mikroorganime dapat dilakukan dengan mengetahui morfologi dan struktur anatominya. Oleh karena itu kita perlu mengetahui bentuk morfologi dan struktur anatomi dari bakteri, jamur, dan virus.

Bakteri, dari kata Latin bacterium (jamak, bacteria), adalah kelompok raksasa dari organisme hidup. Mereka sangatlah kecil (mikroskopik) dan kebanyakan uniselular (bersel tunggal), dengan struktur sel yang relatif sederhana tanpa nukleus/inti sel, cytoskeleton, dan organel lain seperti mitokondria dan kloroplas (Gambar 16). 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. Kebanyakan dari mereka kecil, biasanya hanya berukuran 0,5-5 μm, meski ada jenis dapat menjangkau 0,3 mm dalam diameter (Thiomargarita). Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel hewan dan jamur, tetapi dengan komposisi sangat berbeda (peptidoglikan). Banyak yang bergerak menggunakan flagela, yang berbeda dalam strukturnya dari flagela kelompok lain.

Gambar 16. Sel bakteri

Seperti prokariota (organisme yang tidak memiliki selaput inti) pada umumnya, semua bakteri memiliki struktur sel yang relatif sederhana. Struktur bakteri yang paling penting adalah dinding sel. Bakteri dapat digolongkan menjadi dua kelompok yaitu Gram positif dan Gram negatif didasarkan pada perbedaan struktur dinging sel. Bakteri Gram positif memiliki dinding sel yang terdiri atas lapisan peptidoglikan yang tebal dan asam teichoic. Sementara bakteri Gram negatif memiliki lapisan luar, lipopolisakarida - terdiri atas membran dan lapisan peptidoglikan yang tipis terletak pada periplasma (di antara lapisan luar dan membran sitoplasmik).

Banyak bakteri memiliki struktur di luar sel lainnya seperti flagela dan fimbria yang digunakan untuk bergerak, melekat dan konjugasi. Beberapa bakteri juga memiliki kapsul atau lapisan lendir yang membantu pelekatan bakteri pada suatu permukaan dan biofilm formation. Bakteri juga memiliki kromosom, ribosom dan beberapa spesies lainnya memiliki granula makanan, vakuola gas dan magnetosom. Beberapa bakteri mampu membentuk endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrim.

1. Struktur tubuh bakteri secara umum

Bakteri merupakan organisme mikroskopis rata-rata berdiameter 1,25 mikrometer (μm). (mikrometer = 1/1000000 meter). Bakteri yang terkecil adalah Dialister pneumosintes dengan panjang tubuh 0,15 – 0,30 μm, sedangkan bakteri terbesar adalah Spirillum voluntans, panjang tubuh 13 – 15 μm. Ukuran bakteri adalah mikroskopis artinya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. Bakteri aktif bergerak pada kondisi lembab. Pada keadaan kekurangan air, bakteri akan tidak aktif bahkan dapat menyebabkan kematian.

Berdasarkan berntuknya, bakteri dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu:

1. Kokus (Coccus) dalah bakteri yang berbentuk bulat seperti bola, dan mempunyai beberapa variasi sebagai berikut (Gambar 17):
2. Monococcus, jika kecil dan tunggal
3. Diplococcus, jka bergandanya dua-dua
4. Tetracoccus, jika bergandengan empat dan membentuk bujursangkar
5. Sarcina, jika bergerombol membentuk kubus
6. Staphylococcus, jika bergerombol, tersusun seperti buah anggur
7. Streptococcus, jika bergandengan membentuk rantai

Gambar 17. Macam-macam bentuk bakteri kokus

1. Basil (Bacillus) adalah kelompok bakteri yang berbentuk batang atau silinder, dan mempunyai variasi sebagai berikut (Gambar 18):
2. Monobascillus, Jika soliter/ sendiri-sendiri
3. Diplobacillus, jika bergandengan dua-dua
4. Streptobacillus, jika bergandengan membentuk rantai

Gambar 18.Macam-macam bentuk bakteri basil

1. Spiral (Spirilum) adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai variasi sebagai berikut (Gambar 19):
2. Vibrio, (bentuk koma), jika lengkung kurang dari setengah lingkaran
3. Spiral, jika lengkung lebih dari setengah lingkaran
4. Spiroseta, bentuknya sama dengan spiral namun lebih berkelok

Gambar 19. Macam-macam bentuk bakteri spiral

Bentuk tubuh/morfologi bakteri dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, medium dan usia. Oleh karena itu untuk membandingkan bentuk serta ukuran bakteri, kondisinya harus sama. Pada umumnya bakteri yang usianya lebih muda ukurannya relatif lebih besar daripada yang sudah tua.

Bagian-bagian dari struktur bakteri ini meliputi:

Dinding sel ini tersusun atas mukopolisakarida dan peptidoglikan (murein) yaitu susunan yang terdiri dari polimerbesar dan terbuat dari N – asetil glukosamin dan asam N – asetil muramat yang saling berikatan silang dengan ikatan kovalen.

Merupakan selaput licin terdiri dari polisakarida terletak di luar dinding sel, bakteri yang patogen memiliki kapsul berfungsi mempertahankan diri dari antitoksin yang dihasilkan sel inang.

Flagel merupakan cambuk getar yang berfungsi untuk bergerak, flagel melekat pada membran luar di dinding sel. Berdasarkan letak dan jumlah flagel yang dimiliki maka bakteri dibedakan menjadi (Gambar 20):

1. Atrik, yaitu bakteri yang tidak memiliki flagel
2. Monotrik, yaitu bakteri yang memiliki sebuah flagel pada satu ujungnya.
3. Amfitrik, yaitu bakteri yang pada kedua ujungnya hanya terdapat satu buah flagel.
4. Lofotrik, yaitu bakteri yang pada satu ujungnya memiliki lebih dari satu flagel.
5. Peritrik, yaitu bakteri yang memiliki flagel pada seluruh permukaan tubuhnya.

Gambar 20. Jenis-jenis bakteri berdasarkan jumlah flagel

Tersusun atas lemak dan protein, bersifat semipermeable, berfungsi untuk mengatur keluar masuknya zat ke dalam sel.

• Mesosom
  Terbentuk dari membran sel yang tidak membentuk lipatan. Organel ini berfungsi sebagai tempat pemisahan dua molekul DNA dan berperan juga dalam pembentukan dinding sel baru antara kedua sel anak tersebut.
• Sitoplasma

Sitoplasma merupakan tempat berlangsungnya reaksi metabolik.

DNA berfungsi untuk mengontrol sintesis protein dan pembawaan sifat.

Ribosom tersusun atas protein dan RNA, sebagai tempat sintesis protein.

Bakteri pada umumnya bersifat hetotrof. Hidupnya sebagai saprofit atau sebagai parasit. Namum, demikian, ada pula beberapa jenis yang mampu mengadakan asimilasi, jadi bersifat autotrof. Berdasar asalnya energi yang digunakan dalam asimilasi, bakteri yang bersifat autotrof itu dibedakan dalam 2 golongan yaitu:

1. Yang bersifat Kemoautotrof, bila energi untuk asimilasinya (kemosintesis) diperoleh dari reaksi-reaksi kimia, misalnya dari proses-proses oksidasi senyawa tertentu. Bakteri nitrit dengan mengoksidasi NH3, bakteri nitrat dengan mengoksidasi HNO2, bakteri belerang dengan mengoksidasikan berbagai senyawa belerang.
2. Yang bersifat Fotoautotrof, bila energi untuk asimilasi (fotosintesis) diperoleh dari cahaya matahari. Seperti pada tumbuhan hijau, bakteri yang dapat mengadakan fotosintesis adalah bakteri-bakteri yang memepunyai zat warna, dari golongan Thiothodaceae (bakteri belerang berzat warna).

Bakteri yang hidup sebagai saprofit menggunakan sisa-sisa tumbuhan atau hewan substrat dan sumber kebutuhan hidupnya. Oleh kegiatan fisiologi bakteri yang menempatinya, substrat itu akan mengalami proses penguraian yang biasanya disertai dengan timbulnya energy. Proses itu dinamakan pembusukan bila terjadinya menimbulkan zat-zat yang berbau tidak sedap (busuk), dan dinamakan fermentasi bila merupakan suatu pernafasan intrataolekular. Dengan demikian bakteri-bakteri saprofit melalui proses penguraian menjadi pembersih sisa-sisa makhluk hidup.

Dari segi kebutuhannya akan oksigen bakteri dapat dibedakan dalam dua golongan yaitu bakteri aerob, bila untuk hidupnya memerlukan oksigen bebas, dan anaerob, bila dapat hidup tanpa oksigen bebas. Bakteri anaerob masih dapat dibedakan lagi dalam yang aerob secara obligat, artinya untuk kebutuhan terhadap oksigen bebas tidak mutlak, artinya tidak dapat hidup pula tanpa adanya oksigen bebas, bakteri itu dikatakan bersifat anaerob fakultatif.

Dalam hubungan dengan cara hidupnya sebagai parasit, kita membedakan parasit obligat, bila bakteri itu hanya dapat hidup sebagai parasit saja, dan parasit fakultatif, bila bakteri dapat hidup baik mengenai bakteri pathogen, yaitu bakteri yang hidup sebagai parasit dan menimbulkan penyakit bagi inangnya, baik yang berupa tumbuhan maupun hewan dan manusia.

1. Cara Perkembangbiakan Bakteri

Bakteri berkembang biak dengan cara rekombinasi genetik dan membelah diri secara biner (langsung). Pada lingkungan yang baik bakteri dapat membelah diri tiap 20 menit. Pembuahan seksual tidak dijumpai pada bakteri, tetapi terjadi pemindahan materi genetik dari satu bakteri ke bakteri lain tanpa menghasilkan zigot. Peristiwa ini disebut proses paraseksual. Ada tiga proses paraseksual yang telah diketahui, yaitu transformasi (perpindahan materi genetik berupa DNA dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain), konjugasi (bergabungnya dua bakteri (+ dan –) dengan membentuk jembatan untuk pemindahan materi genetic), dan transduksi (pemindahan materi genetik bakteri ke bakteri lain dengan perantaraan virus). Tujuan dari perkembangbiakan ini bukan untuk memperbanyak jumlah melainkan untuk membentuk variasi genetik atau pertukaran materi genetik yang disebut rekombinasi (Gambar 21).

Gambar 21. Proses rekombinasi genetik

Bakteri umumnya berkembangbiak secara vegetative atau aseksual dengan membelah diri (pembelahan biner) (Gambar 22). Setelah selesai pembelahan, sel-sel anakan dapat tetap bergandengan satu sama lain, dan dengan demikian terbentuklah koloni bakteri. Koloni mempunyai bentuk yang berbeda-beda, dan bentuk koloni itu dapat dijadikan salah satu tanda pengenal jenis bakteri yang bersangkutan. Ada koloni yang terdiri dari sepasang sel seperti terdapat pada marga Diplococous, ada yang berbentuk kubus terdiri dari delapan sel (pada marga Sarcina), ada yang berbentuk rantai (pada Streptococus), ada yang seperti setandan buah anggur (pada Staphylococus).

Gambar 22. Proses pembelahan biner

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. Apabila keadaan lingkungan membaik kembali, endospora dapat tumbuh menjadi satu sel bakteri biasa. Letak endospora di tengah-tengah sel bakteri atau pada salah satu ujungnya.

Faktor implisit adalah parameter biotik yang mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme yang terdapat di dalam produk perikanan, dan meliputi antagonisme, sinergisme dan sintrofisme. Sinergisme dan antagonisme terjadi terutama melalui pembentukan senyawa perangsang (untuk sinergisme) atau penghambat (untuk antagonisme). Contoh senyawa penghambat yang terbentuk oleh mikroorganisme misalnya bakteriosin.

Siretrofisme adalah pertumbuhan antara dua mikroorganisme sehingga membentuk kondisi nutrisi yang memungkinkan mikroba untuk tumbuh. Meskipun mikroorganisma patogen atau pembusuk terdapat di dalam produk perikanan, tetapi kadang-kadang tidak terjadi keracunan atau kebusukan produk perikanan karena pertumbuhan dan metabolisme dari mikroorganisme pathogen atau pembusuk tersebut dihambat melalui reaksi antagonistik oleh mikroorganisme lainnya. Data Tabel 4 menunjukkan mikroorganisme yang umum terdapat pada produk perikanan dan bersifat antagonis terhadap mikroorganisme lainnya.

Fungi adalah organisme eukariot yang mempunyai dinding sel dan pada umumnya tidak motil. Karakteristik ini menyerupai karakteristik tumbuhan. Namun demikian fungi secara fundamental dapat dibedakan dari tumbuhan karena mereka tidak mempunyai klorofil. Dengan demikian mereka tidak mampu melakukan proses fotosintesis menghasilkan bahan organik dari karbondioksida dan air, sehingga mereka disebut organisme yang heterotrof. Sifat heterotrof ini menyerupai sifat sel hewan. Fungi merupakan kingdom yang cukup besar terdiri dari kurang lebih 50.000 species, dan bisa mempunyai karakteristik yang berbeda-beda baik secara struktur, fisiologi maupun reproduksinya. Fungi dapat ditemukan dalam bentuk kapang pada permukaan sayuran, busuk, sebagai ragi pada roti maupun sebagai cendawan (jamur berukuran besar yang tumbuh di tanah atau pada kayu-kayu lapuk. Jadi fungi mempunyai berbagai penampilan tergantung dari speciesnya. Telaah mengenai fungi disebut mikologi, yang berasal dari bahasa Yunani ‘mykos’ yang berarti cendawan (fungi berbentuk payung).

Tabel 4. Mikroorganisme yang umum terdapat pada produk perikanan dan bersifat antagonis terhadap mikroorganisme lainnya

• Anatomi pada fungi (jamur)

Jamur tidak memiliki klorofil, sel pada jamur ada yang uniseluler, ada pula yang mutiseluler. Dinding sel pada jamur terdiri dari kitin. Jamur multiseluler terbentuk dari rangkaian sel membentuk benang seperti kapas, yang disebut benang hifa. Hifa memiliki sekat-sekat yang melintang, tiap-tiap sekat memiliki satu sel, dengan satu atau beberapa inti sel. Namun adapula hifa yang tidak memiliki sekat melintang, yang mengandung banyak inti dan disebut senositik. Ada tidaknya sekat pada hifa ini dijadikan dasar dalam penggolongan jamur. Hifa ada yang berfungsi sebagai pembentuk alat reproduksi. Misalnya, hifa yang tumbuh menjulang ke atas menjadi sporangiofor yang artinya pembawa sporangium. Sporangium artinya kotak spora. Didalam sporangium terisi spora. Ada pula hifa yang tumbuh menjadi konidiofor yang artinya pembawa konidia, yang dapat menghasilkan konidium. Kumpulan hifa membentuk jaringan benang yang dikenal sebagai miselium. Miselium inilah yang tumbuh menyebar diatas substrat dan berfungsi sebagai penyerap makanan dari lingkungannya (Gambar 23).

Gambar 23. Anatomi Jamur

• Reproduksi pada jamur (fungi)

Jamur uniseluler berkembang biak dengan cara seksual dan dengan cara aseksual. Pada perkembangbiakannya yang secara seksual jamur membentuk tunas, sedangkan secara aseksual jamur membentuk spora askus. Jamur multiseluler berkembangbiak dengan cara aseksual, yaitu dengan cara memutuskan benang hifa (fragmentasi), membentuk spora aseksual yaitu zoospora, endospora dan konidia. Sedangkan perkembangbiakan secara seksual melalui peleburan antara inti jantan dan inti betina sehingga terbentuk spora askus atau spora basidium.

Zoospora atau spora kembara adalah spora yang dapat bergerak didalam air dengan menggunakan flagella. Jadi jamur penghasil zoospora biasanya hidup dilingkungan yang lembab atau berair. Endospora adalah spora yang dihasilkan oleh sel dan spora tetap tinggal didalam sel tersebut, hingga kondisi memungkinkan untuk tumbuh. Spora askus atau askospora adalah spora yang dihasilkan melalui perkawinan jamur Ascomycota. Askospora terdapat didalam askus, biasanya berjumlah 8 spora. Spora dari perkawinan kelompok jamur Basidiomycota disebut basidiospora. Basidiospora terdapat didalam basidium, dan biasanya berjumlah empat spora. Konidia adalah spora yang dihasilkan dengan jalan membentuk sekat melintang pada ujung hifa atau dengan diferensiasi hingga terbentuk banyak konidia. Jika telah masak konidia paling ujung dapat melepaskan diri. Proses perkembangbiakan pada jamur (Zygomycota) (Gambar 24).

Gambar 24. Proses perkembangbiakan pada jamur (Zygomycota)

Pada umumnya jamur dibagi menjadi 2 yaitu: khamir (Yeast) dan kapang (Mold).

Khamir adalah bentuk sel tunggal dengan pembelahan secara pertunasan. Khamir mempunyai sel yang lebih besar daripada kebanyakan bakteri, tetapi khamir yang paling kecil tidak sebesar bakteri yang terbesar. Khamir sangat beragam ukurannya, berkisar antara 1-5 μm lebarnya dan panjangnya dari 5-30 μm atau lebih. Biasanya berbentuk telur, tetapi beberapa ada yang memanjang atau berbentuk bola. Setiap spesies mempunyai bentuk yang khas, namun sekalipun dalam biakan murni terdapat variasi yang luas dalam hal ukuran dan bentuk. Sel-sel individu, tergantung kepada umur dan lingkungannya. Khamir tidak dilengkapi flagellum atau organ-organ penggerak lainnya. Contoh khamir yang paling populer adalah dari genus Saccharomyces. Kebanyakan sel khamir memperbanyak diri dengan cara membentuk tunas (budding) (Gambar 25).

Gambar 25. Sel ragi yang membentuk tunas (budding)

Meskipun demikian ada sebagian kecil sel khamir yang dapat memperbanyak diri dengan membelah diri sama besar (binary fission). Dalam proses pertunasan, mula-mula diawali dengan lisisnya dinding sel pada daerah tertentu. Dengan tidak adanya dinding sel pada daerah tersebut, menyebabkan terjadinya tekanan dari isi sel keluar membentuk struktur seperti balon yang dikelilingi dinding sel induknya.

Kapang adalah sekelompok mikroba yang tergolong dalam fungi dengan ciri khas memiliki filamen (miselium). Kapang termasuk mikroba yang penting dalam mikrobiologi pangan karena selain berperan penting dalam industri makanan, kapang juga banyak menjadi penyebab kerusakan pangan. Kapang adalah fungi multiseluler yang mempunyai filamen dan pertumbuhannya pada makanan mudah dilihat karena penampakannya yang berserabut seperti kapas. Pertumbuhannya mula-mula akan berwarna putih, tetapi jika spora telah timbul akan terbentuk berbagai warna tergantung dari jenis kapang. Tubuh atau talus suatu kapang pada dasarnya terdiri dari 2 bagian miselium dan spora (sel resisten, istirahat atau dorman). Miselium merupakan kumpulan beberapa filamen yang dinamakan hifa. Setiap hifa lebarnya 5-10 μm, dibandingkan dengan sel bakteri yang biasanya berdiameter 1 μm. Disepanjang setiap hifa terdapat sitoplasma bersama. Berdasarkan ada tidaknya septa dibedakan beberapa kelas, yaitu : kapang tidak bersepta dan kapang bersepta.

Sifat Fisiologi Kapang

Kebutuhan air

Pada umumnya kebanyakan kapang membutuhkan aw minimal untuk pertumbuhan lebih rendah dibandingkan dengan khamir dan bakteri. Kadar air bahan pangan kurang dari 14-15%, misalnya pada beras dan serealia, dapat menghambat atau memperlambat pertumbuhan kebanyakan khamir.

Suhu pertumbuhan

Kebanyakan kapang bersifat mesofilik yaitu tumbuh baik pada suhu kamar. Suhu optimum pertumbuhan untuk kebanyakan kapang adalah sekitar 25-30oC tetapi beberapa dapat tumbuh pada suhu 35-37oC atau lebih tinggi. Beberapa kapang bersifat psikrotrofik dan beberapa bersifat termofilik.

Kebutuhan oksigen dan pH

Semua kapang bersifat aerobik, yaitu membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya. Kebanyakan kapang dapat hidup pada kisaran pH yang luas, yaitu 2-8,5 tetapi biasanya pertumbuhannya akan lebih baik pada kondisi asam atau pH rendah.

Makanan

Pada umumnya kapang dapat menggunakan berbagai komponen makanan, dari yang sederhana hingga kompleks. Kebanyakan kapang memproduksi enzim hidrolitik, misal amylase, pektinase, proteinase dan lipase, oleh karena itu dapat tumbuh pada makanan-makanan yang mengandung pati, pektin, protein atau lipid.

Komponen penghambat

Beberapa kapang mengeluarkan komponen yang dapat menghambat organisme lainnya. Komponen itu disebut antibiotik, misalnya penisilin yang diproduksi oleh Penicillium chrysogenum dan clavasin yang diproduksi oleh Aspergillus clavatus. Pertumbuhan kapang biasanya berjalan lambat bila dibandingkan dengan pertumbuhan khamir dan bakteri. Oleh karena itu jika kondisi pertumbuhan memungkinkan semua mikroorganisme untuk tumbuh, kapang biasanya kalah dalam kompetisi dengan khamir dan bakteri. Tetapi sekali kapang dapat mulai tumbuh, pertumbuhan yang ditandai dengan pembentukan miselium dapat berlangsung dengan cepat.

Morfologi Kapang

Kapang terdiri dari suatu thallus yang tersusun dari filamen yang bercabang yang disebut dengan hifa. Kumpulan dari hifa disebut dengan miselium. Hifa tumbuh dari spora yang melakukan germinasi membentuk suatu tuba germ, dimana tuba ini akan tumbuh terus membentuk filamen yang panjang dan bercabang yang disebut hifa, kemudian seterusnya akan membentuk suatu massa hifa yang disebut miselium. Pembentukan miselium merupakan sifat yang membedakan grup-grup didalam fungi. Hifa dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu hifa vegetatif atau hifa tumbuh dan hifa fertil yang membentuk bagian reproduksi. Pada kebanyakan kapang hifa fertil tumbuh di atas permukaan, tetapi pada beberapa kapang mungkin terendam. Penyerapan nutrien terjadi pada permukaan miselium.

Sifat-sifat kapang baik penampakan makroskopik ataupun mikroskopik digunakan untuk identifikasi dan klasifikasi kapang. Kapang dapat dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan struktur hifa yaitu hifa tidak bersekat atau nonseptat dan hifa bersekat atau septat yang membagi hifa dalam ruangan-ruangan, dimana setiap ruangan mempunyai satu atau lebih inti sel (nukleus). Dinding penyekat yang disebut septum tidak tertutup rapat sehingga sitoplasma masih bebas bergerak dari suatu ruangan ke ruangan lainnya.

Penurunan aw produk perikanan akan mengubah mikroba pada produk perikanan tersebut. Bahan pangan yang diturunkan aw-nya sampai 0.95 dan dikombinasi dengan penurunan pH, penambahan bahan pengawet serta pengemasan hermetis, mempunyai daya tahan simpan beberapa minggu pada suhu di bawah 10oC. Mikroorganisme yang predominan pada produk perikanan semacam ini terutama adalah Laktobasili, Streptokoki, kapang dan khamir. Produk perikanan yang diturunkan aw-nya sampai 0.85 pada umumnya tidak ditumbuhi bakteri, tetapi yang predominan terutama adalah kapang dan khamir. Jika aw produk perikanan diturunkan lagi sampai 0.80, hanya kapang yang dapat tumbuh pada produk perikanan tersebut. Pada produk perikanan yang disterilisasi dengan cara pengalengan, hanya bakteri pembentuk spora yang masih mungkin tumbuh dan menyebabkan kebusukan.

Beberapa jenis kapang yang penting dalam mikrobiologi pangan

Rhizopus sering disebut kapang roti karena sering tumbuh dan menyebabkan kerusakan pada roti. Selain itu kapang ini juga sering tumbuh pada sayuran dan buah-buahan. Spesies Rhizopus yang sering tumbuh pada roti adalah R. stolonifer dan R.nigricans. selain merusak makanan, beberapa spesies Rhizopus juga digunakan dalam pembuatan beberapa makanan fermentasi tradisional, misal R. oligosporus dan R. oryzae yang digunakan dalam fermentasi berbagai macam tempe dan oncom hitam (Gambar 29).

Ciri-ciri spesifik Rhizopus adalah :

1. Hifa nonseptat
2. Mempunyai stolon dan rhizoid yang warnanya gelap jika sudah tua
3. Sporangiofora tumbuh pada noda dimana terbentuk juga rhizoid
4. Sporangia biasanya besar dan berwarna hitam
5. Kolumela agak bulat dan apofisis berbentuk seperti cangkir
6. Tidak mempunyai sporangiola
7. Membentuk hifa vegetatif yang melakukan penetrasi pada substrat dan hifa fertil yang memproduksi sporangia pada ujung sporangiofora
8. Pertumbuhannya cepat membentuk miselium seperti kapas

Gambar 29. Morfologi Rhizopus

Kapang ini tumbuh baik pada substrat dengan konsentrasi gula dan garam tinggi, oleh karena itu dapat tumbuh pada makanan dengan kadar air rendah. Grup ini mempunyai konidia berwarna hijau, dan membentuk askospora yang terdapat didalam aski perithesia berwarna kuning sampai merah. Grup A. niger mempunyai kepala pembawa konidia yang besar yang dipak secara padat, bulat dan berwarna hitam, coklat hitam atau ungu coklat. Konidianya kasar dan mengandung pigmen (Gambar 30). Grup A. flavus-oryzae termasuk spesies yang penting dalam fermentasi beberapa makanan tradisional dan untuk memproduksi enzim, tetapi kapang dalam grup ini sering menyebabkan kerusakan makanan. A. oryzae digunakan dalam fermentasi tahap pertama dalam pembuatan kecap dan tauco. Konidia dalam grup ini berwarna kuning sampai hijau, dan mungkin membentuk sclerotia.

Ciri-ciri spesifik Aspergillus adalah:

1. Hifa septat dan miselium bercabang, biasanya tidak berwarna, yang terdapat dibawah permukaan merupakan hifa vegetatif sedangkan yang muncul diatas permukaan adalah hifa fertil.
2. Koloni kelompok
3. Konidiofora septat dan nonseptat, muncul dari “foot cell” (yaitu sel miselium yang bengkak dan berdinding tebal)
4. Konidiofora membengkak menjadi vesikel pada ujungnya, membawa sterigmata dimana tumbuh konidia
5. Sterigmata atau fialida biasanya sederhana berwarna atau tidak berwarna
6. Konidia membentuk rantai yang berwarna hijau, coklat atau hitam
7. Beberapa spesies tumbuh baik pada suhu 37o C atau lebih.

Gambar 30. Morfologi Aspergillus

Kapang ini sering menyebabkan kerusakan pada sayuran, buah-buahan dan serealia. Penicillium juga digunakan oleh dalam industri untuk memproduksi antibiotik (Gambar 31).

Beberapa ciri spesifik Pencicillium adalah:

1. Hifa septat, miselium bercabang, biasanya tidak berwarna
2. Konidiofora septet dan muncul di atas permukaan, berasal dari hifa dibawah permukaan, bercabang atau tidak bercabang
3. Kepala yang membawa spora berbentuk seperti sapu, dengan sterigmata atau fialida muncul dalam kelompok
4. Konidia membentuk rantai karena muncul satu per satu dari sterigmata
5. Konidia pada waktu masih muda berwarna hijau, kemudian berubah menjadi kebiruan atau kecoklatan.

Gambar 31. Morfologi Penicillium

Neurospora (Monila) sitophila dan N. crassa merupakan spesies yang umum dijumpai pada makanan dan disebut kapang roti merah atau kapang nasi merah karena pertumbuhannya yang cepat pada roti atau nasi dengan membentuk warna merah-oranye. N. sitophila juga digunakan dalam pembuatan oncom merah. Pembentukan askospora yang terdapat didalam perithesia jarang terlihat pada kapang ini (Gambar 32).

Ciri-ciri spesifik Neurospora adalah sebagai berikut:

1. Miselium septat, kemudian dapat pecah menjadi sel-sel yang terpisah
2. Miselium panjang dan bebas tumbuh diatas permukaan
3. Hifa aerial membawa konidia yang bertunas, berbentuk oval dan berwarna merah jambu sampai oranye merah, serta membentuk rantai bercabang pada ujungnya.

Gambar 32. Morfologi Penicillium

3.3 Virus

Virus merupakan salah satu jenis mikroorganisme parasit. Virus ini mempunyai ciri-ciri tidak dimiliki oleh organisme lain. Virus hanya dapat berkembang biak di sel-sel hidup lain (sifat virus parasit obligat) karenanya, vius dapat dibiakkan pada telur ayam yang berisi embrio hidup. Untuk bereproduksi virus hanya memerlukan asam nukleat saja. Ciri lainnya, virus tidak dapat bergerak maupun melakukan aktivitas metabolisme sendiri. Selain itu virus tidak dapat membelah diri. Virus tidak dapat diendapkan dengan sentrifugasi biasa, tetapi dapat dikristalkan.

Morfologi virus

• Virus berukuran aseluler (tidak mempunyai sel).
• Virus berukuran amat kecil, jauh lebih kecil daripada bakteri.
• Virus hanya memiliki sala satu macam asam nukleat (RNA atau DNA).
• Virus umumnya berupa semacam hablur (kristal) dan bentuknya sangat bervariasi
• Tubuh virus terdiri atas kepala, kulit (selubung atau kapsid), isi tubuh, dan serabut ekor.

Susunan tubuh virus

Kapsid adalah lapisan pembungkus tubuh virus yang tersusun atas protein. Kapsid terdiri dari sejumlah kapsomer yang terikat satu sama lain.

Fungsi :

1. Memberi bentuk virus
2. Pelindung dari kondisi lingkungan yang merugikan
3. Mempermudah penempelan pada proses penembusan ke dalam sel

Terdapat di sebelah dalam kapsid berupa materi genetik/ molekul pembawa sifat keturunan yaitu DNA atau RNA. Virus hanya memiliki satu asam nukleat saja yaitu satu DNA/ satu RNA saja, tidak kedua-duanya. Asam nukleat sering bergabung dengan protein disebut nukleoprotein. Virus tanaman/ hewan berisi RNA/ DNA, virus fage berisi DNA.

Kepala virus berisi DNA, RNA dan diselubungi oleh kapsid. Kapsid tersusun oleh satu unit protein yang disebut kapsomer.

Serabut ekor adalah bagian yang berupa jarum dan berfungsi untuk menempelkan tubuh virus pada sel inang. Ekor ini melekat pada kepala kapsid. Struktur virus ada 2 macam yaitu virus telanjang dan virus terselubung (bila terdapat selubung luar (envelope) yang terdiri dari protein dan lipid). Ekor virus terdiri atas tabung bersumbat yang dilengkapi benang atau serabut. Khusus untuk virus yang menginfeksi sel eukariotik tidak memiliki ekor (Gambar 33).

Gambar 33. Struktur Anatomi Virus

Reproduksi virus

Untuk berkembang biak virus memerlukan tempat atau lingkungan yang hidup. Oleh karena itu, virus menginfeksi sel bakteri, sel hewan, atau sel tumbuhan untuk bereproduksi. Ada dua macam cara virus menginfeksi bakteri, yaitu secara litik dan lisogeni. Pada infeksi secara litik, virus akan menghancurkan sel induk setelah berhasil melakukan reproduksi, sedangkan pada infeksi secara lisogenik, virus tidak menghancurkan sel bakteri tetapi virus berintregasi dengan DNA sel bakteri, sehingga jika bakteri membelah atau berkembang biak virus pun ikut membelah. Pada prinsipnya cara perkembangbiakan virus pada hewan maupun pada tumbuhan mirip dengan yang berlangsung pada bakteriofag, yaitu melalui fase adsorpsi, sintesis, dan lisis. Proses reproduksi virus dapat dilihat pada Gambar 34.

Gambar 34. Reproduksi virus