Bakteri Patogen Kultivasi dan karakterisasi komponen aktif dan nutrisi dari mikroalga laut Chaetoceros gracilis

penyusun dinding sel, 2 peningkatan permeabilitas membran sel yang menyebabkan kehilangan komponen penyusun sel, 3 menginaktifkan enzim metabolik, dan 4 destruksi atau kerusakan fungsi material genetik Parhusip 2006. Terjadinya proses tersebut karena pelekatan senyawa antimikroba pada permukaan sel mikroba atau senyawa tersebut berdifusi ke dalam sel Kanazawa et al. 1995 diacu dalam Parhusip 2006. Hal-hal yang mempengaruhi kerja zat antibakteri tersebut antara lain konsentrasi zat antibakteri, waktu kontak antara bahan dengan zat antibakteri, jumlah bakteri, suhu, sifat-sifat bakteri, sifat-sifat medium serta sifat-sifat zat antibakteri Pelczar dan Chan 2005. Penggunaan antibiotik dibatasi baik jenis maupun jumlahnya. Kloramfenikol merupakan antibiotik yang dapat menghambat bakteri Gram positif dan negatif. Penggunaan kloramfenikol terbatas karena selain dapat merusak ribosom mitokondria pada sel mamalia Nugraheny 2001, juga dapat merusak eritrosit pada manusia Baticados dan Paclibare 1992. Pengaruh komponen antibakteri terhadap sel bakteri dapat menyebabkan kerusakan sel yang berlanjut pada kematian. Kerusakan sel yang ditimbulkan komponen antibakteri dapat bersifat mikrosidal kerusakan bersifat tetap atau mikostatik kerusakan yang dapat pulih kembali. Suatu komponen akan bersifat mikrosidal atau mikostatik tergantung pada konsentrasi komponen dan kultur yang digunakan Bloomfield 1991 diacu dalam Parhusip 2006.

2.5 Bakteri Patogen

Bakteri patogen adalah mikroorganisme yang dapat menimbulkan suatu penyakit baik pada hewan maupun manusia. Bakteri patogen tersebut ada yang tergolong Gram positif maupun Gram negatif. Bakteri patogen yang sering mengkontaminasi makanan dikenal dengan foodborne disease. Sumber kontaminan bakteri patogen antara lain manusia, hewan maupun lingkungan. Jay 2000 menyatakan bahwa patogen-patogen dapat ditularkan dari kotoran yang terkontaminasi melalui jari-jari pengolah bahan pangan yang tidak saniter, insekta, atau dari air. Madigan et al. 2003 menyebutkan bahwa umumnya mikroorganisme pada bahan pangan dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu mikroorganisme pembusuk pada bahan pangan food poisoning dan mikroorganisme penyebab infeksi pada bahan pangan food infection. Mikroba patogen bertanggung jawab terhadap penyakit yang ditularkan melalui bahan pangan. Infeksi bahan pangan food infection disebabkan oleh bahan pangan yang terkontaminasi patogen. Berkaitan dengan mikroorganisme patogen, Huss et al . 2003 menyatakan bahwa bacterial foodborne pathogens dapat digolongkan ke dalam dua kelompok, yaitu food intoxication dan foodborne bacterial infection . Penyakit yang ditularkan melalui bahan pangan foodborne disease terjadi di negara-negara maju seperti USA. Peristiwa ini terjadi setelah konsumen mengkonsumsi makanan dari laut seafood.

2.5.1 Bakteri Gram positif

Bakteri patogen Gram positif yang akan digunakan pada penelitian ini meliputi Staphylococcus aureus dan Bacillus cereus. Bakteri patogen ini sering mengkontaminasi bahan pangan. Struktur dinding sel bakteri Gram positif berbeda dengan dinding sel bakteri Gram negatif. Pada bakteri Gram positif, 90 dari dinding selnya terdiri dari lapisan peptidoglikan, sedangkan lapisan tipis lainnya adalah asam teikoat. Asam teikoat mengandung unit-unit gliserol atau ribitol yang terikat satu sama lain oleh ester fosfat, dan biasanya mengandung gula lainnya serta D-alanin. Karena asam teikoat bermuatan negatif, lapisan ini juga mempengaruhi muatan negatif pada permukaan sel Fardiaz 1989. Selain mengandung asam teikoat, dinding sel bakteri Gram positif juga mengandung asam teikuronat yang bermuatan negatif. Molekul ini bersama lipoteikoat membentuk mikrofibril yang memudahkan pelekatan Madigan et al. 2003. 1 Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus merupakan bakteri yang dapat menyebabkan keracunan stapilokokus. Bakteri ini termasuk dalam famili Micrococcaceae, umumnya membentuk pigmen berwarna kuning keemasan, memproduksi koagulase, dapat memfermentasi glukosa dan manitol dengan memproduksi asam dalam keadaan anaerobik. Sel bakteri ini berbentuk bulat kokus dan kecil dengan ukuran 0,5-1,0 mikron, tidak membentuk spora, katalase positif, biasanya selnya terdapat dalam kelompok seperti anggur, tetapi ada juga yang terdapat secara terpisah tunggal atau dalam jumlah empat sel tetrad. Staphylococcus aureus hidup sebagai saprofit di dalam saluran pengeluaran lendir dari tubuh manusia dan hewan seperti hidung, mulut, tenggorokan, dan dapat dikeluarkan pada waktu bersin atau batuk. Bakteri ini juga sering terdapat pada pori-pori dan permukaan kulit, kelenjar keringat dan saluran usus Fardiaz 1983. Kebanyakan bakteri Staphylococcus aureus bersifat patogen dan memproduksi enterotoksin yang tahan panas, dimana ketahanan panasnya melebihi sel vegetatifnya. Beberapa galur terutama yang bersifat patogenik memproduksi koagulase menggumpalkan plasma, bersifat proteolitik, lipolitik dan beta hemolitik. Spesies lainnya, yaitu Staphylococcus epidermidis, biasanya tidak bersifat pathogen dan merupakan flora normal yang terdapat pada kullit tangan dan hidung. Staphylococcus aureus memproduksi pigmen berwarna kuning sampai oranye. Bakteri ini membutuhkan nityrogen organic asam amino untuk pertumbuhannya dan bersifat anaerobic fakultatif Fardiaz 1989. Bakteri Staphylococcus aureus merupakan penyebab kerusakan bahan pangan karena bila tumbuh pada bahan pangan dapat memproduksi enterotoksin yang tahan panas. Enterotoksin ini akan dikeluarkan ke medium atau bahan pangan. Jika makanan yang mengandung toksin ini masuk dalam pencernaan, maka akan terjadi muntah-muntah, mual dan diare setelah 1- 6 jam Madigan et al. 2003. Staphylococcus aureus adalah bakteri Gram positif berbentuk kokus, namanya berasal dari warna kekuningan dari koloni yang terbentuk pada beberapa media. Secara normal S. aureus terdapat pada hidung dan kadang- kadang pada kulit, bahkan dapat menyebabkan infeksi kulit. Bakteri ini juga ditemukan dalam jumlah sedikit di saluran usus. Beberapa strain S. aureus dapat memproduksi eksotoksin yang dapat menyebabkan foodborne disease. Pertumbuhan bakteri ini dalam makanan dapat terjadi jika makanan disimpan pada suhu ruang dalam waktu yang lama Salyers dan Whitt 1994. Rahayu 1999 menyatakan bahwa Staphylococcus aureus merupakan mikroba flora normal yang terdapat pada permukaan tubuh, rambut, mulut, tenggorokan. S. aureus banyak mencemari pangan karena tindakan kurang higienis dalam penanganan pangan. 2 Bacillus cereus Bacillus cereus merupakan bakteri Gram positif berbentuk batang dan berspora, secara normal berada dalam tanah, debu dan air. Bakteri ini memproduksi berbagai toksin ekstraselular dan enzim, termasuk lecithinase, protease, β-lactamase, toksin yang membunuh tikus, cereolycin dan hemolysin. Bakteri ini tumbuh cepat pada makanan yang disimpan pada suhu 30-40 o C Jay 2000. Spora bakteri ini resisten terhadap pengeringan dan mudah menyebar dengan debu Huss et al. 2003. Bacillus cereus bersifat aerob, berbentuk batang, berspora, secara normal ada dalam tanah, debu, dan air. Bakteri ini masuk golongan mesofili, pada suhu 4-5 o C pertumbuhannya tidak baik. Beberapa strain yang memproduksi toksin dapat tumbuh pada suhu 4-6 o C. Bacillus cereus dapat ditekan pertumbuhannya pada suhu rendah chilling. Bakteri ini dapat menyebabkan keracunan, toksinnya menyebabkan diare Jay 2000.

2.5.2 Bakteri Gram negatif

Bakteri Gram negatif yang akan digunakan pada penelitian ini antara lain Escherichia coli dan Vibrio harveyi. Escherichia coli merupakan bakteri patogen pada manusia, sedangkan Vibrio harveyi merupakan bakteri patogen yang sering menyebabkan kematian pada udang. Bakteri Gram negatif memiliki lapisan luar dinding sel yang mengandung 5-10 peptidoglikan, selebihnya terdiri dari protein, lipopolisakarida dan lipoprotein. Lipopolisakarida LPS tidak hanya teridiri dari fosfolipid, tetapi juga mengandung polisakarida dan protein. Dinding sel bakteri Gram negatif mengandung tiga polimer yang terletak di luar lapisan peptidoglikan, yaitu lipoprotein, porin matriks dan lipopolisakarida. Lipopolisakarida dinding sel bakteri Gram negatif terdiri atas suatu lipid kompleks yang disebut lipid A. Lipid A terdiri atas suatu rantai satuan disakarida glukosamin yang dihubungkan dengan ikatan pirofosfat, dimana merupakan tempat melekatnya sejumlah asam lemak berantai panjang Madigan et al. 2003. 1 Vibrio harveyi Vibrio merupakan bakteri patogen yang bisa hidup bebas di perairan laut dan dapat menyebabkan infeksi pada manusia maupun hewan. Kontaminasi bakteri ini bisa terjadi karena lingkungan maupun makanan yang berasal dari perairan yang tercemar oleh bakteri tersebut. Dalsgaard 2001 menyatakan bahwa ada lebih dari 12 Vibrio spp yang diketahui berhubungan dengan penyakit pada manusia. Berkaitan dengan bakteri patogen, Munn 2004 juga menyatakan bahwa beberapa Vibrio sp menyebabkan kerugian di hatchery dan budidaya udang. Kebanyakan yang menjadi masalah adalah Vibrio harveyi dan Vibrio penaecida. Genus Vibrio merupakan agen penyebab vibriosis yang menyerang hewan laut seperti ikan, udang dan kerang-kerangan Sunaryanto dan Mariam 1986 diacu dalam Suwanto et al. 1999. Spesies Vibrio yang berpendar pada umumnya menyerang larva udang dan penyakitnya disebut penyakit udang berpendar. Bakteri-bakteri tersebut adalah Vibrio harveyi dan Vibrio splendidus Lavilla- Pitogo 1995 serta Vibrio albensis Suwanto et al. 1999. Luminous vibriosis telah dilaporkan menyebabkan mortalitas udang di Philipina Lavilla-Pitogo 1995 dan penyakit ini disebabkan oleh bakteri yang menjadi masalah pada industri udang tidak hanya di Philipina tetapi juga negara lain. Hampir semua luminescent vibriosis mempunyai karakteristik fisiologi dan morfologi yang serupa, yaitu: Gram negatif, berbentuk batang pendek, memfermentasi glukosa, oksidase dan katalase positif, motil, memproduksi H 2 S dan indole, mempunyai koloni berwarna hijau pada media TCBSA dengan suhu 28-37 o C Naviner et al. 1999. Aktivitas dan pertumbuhan Vibrio harveyi secara umum dipengaruhi oleh faktor abiotik. Faktor tersebut antara lain suhu, tekanan osmose, cahaya, dan radiasi, keasaman, salinitas, kandungan bahan organik dan zat bakteriostatik serta bakterisida Nugraheny 2001. 2 Escherichia coli Escherichia coli merupakan bakteri yang umumnya menghuni pencernaan hewan. Bentuknya pendek, batang Gram negatif dan diklasifikasikan sebagai enteric bacteria. Bakteri patogen ini dapat menyebabkan penyakit diare dan infeksi saluran urin. Enterohemorrhagic E. coli EHEC memproduksi verotoxin, yaitu suatu enterotoksin yang juga diproduksi Shigella dysenteriae , Shiga toksin. E. coli O157:H7, tumbuh dalam usus kecil dan memproduksi verotoxin yang dapat menyebabkan diare berdarah dan gagal ginjal. Pada umumnya infeksi terjadi pada orang yang mengkonsumsi daging yang tidak dimasak atau kurang matang yang terkontaminasi bakteri ini, biasanya daging cincang. Penyakit diare sering terjadi pada anak-anak di negara berkembang. Metode yang bisa digunakan untuk mencegah infeksi bakteri ini antara lain mengkonsumsi bahan pangan yang matang. Amerika Serikat telah mengijinkan penggunaan iradiasi untuk daging cincang agar tehindar dari infeksi bakteri ini Madigan et al. 2003. Tidak semua Escherichia coli bersifat patogen dan strain yang berbeda menyebabkan perbedaan penyebab penyakit. Oleh karena itu membedakan strain dan kelompok ini sangat penting, sehingga strain yang menyebabkan penyakit perlu diidentifikasi. Untuk membedakan sistim klasifikasi serologi, digunakan bentuk permukaan dari E. coli: O antigen dari LPS O dan flagella H. Antigen O identik dengan serogrup dan antigen H identik dengan serotype Salyers dan Whitt 1994. Escherichia coli merupakan penyebab acute watery diarrhea yang sering menimpa pendatang baru atau orang asing di negara-negara tertentu. Terjadinya strain EHEC dalam daging, susu, hasil ternak dan hasil laut cukup tinggi. Strain EHEC masih mampu hidup selama 18 hari pada suhu 4 o C dalam apel cincang dengan pH 3,91 – 5,11. Bakteri ini juga termasuk tidak tahan panas, tidak tumbuh pada pada NaCl ≥ 8,5 Jay 2000. 3 METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian