Substrat nata

Nur Hidayat.

Siapa tidak kenal nata? Produk ini bukan asli Indonesia namun seakan sudah menjadi produk local. Nata merupakan selulosa yang dihasilkan oleh bakteri Acetobacter xylinum. Selulosa ini akan menjerap air sehingga menjadikan produk nata kenyal. Nata kini juga ada yang diolah menjadi tepung dan digunakan untuk memodifikasi tekstur surimi. Produk ini juga dapat digunakan untuk membuat kertas dan sebagainya.

Substrat yang digunakan dalam produksi nata cukup beragam mulai dari air kelapa, jus tomat, jus, nenas, limbah nenas, limbah cair tapioca, limbah cair tahu dan sebagainya. Seringkali substrat dan kondisi fermentasi akan mempengaruhi tekstur nata yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air nata relative sama untuk semua bahan yang digunakan. Namun demikian, perebusan hingga perendaman dalam sirup mempengaruhi kadar airnya. Perebusan dalam larutan gula akan menurunkan kadar air. Secara umum kandungan nata adalah air sebanyak 99 % sisanya adalah selulosa dan sel bakteri.

Yang seringkali lepas dari perhatian adalah keberadaan ion logam untuk produksi nata. Ion Magnesiun penting untuk sintesis selulosa karena produksi selulosa diaktivasi oleh guanyl oligonicleotida. Ion kalsium dapat menghambat kerja enzim fosfodiesterase.

Bakteri Acetobacter xylinum  dapat disimpan pada agar miring dengan larutan berbagai bahan yang ditambah glukosa 20 g, ekstrak khamir 5 g, pepton 5 g dan K2HPO4 2,7 g per liternya. pH diatur sekitar 4,0 – 4,5 menggunakan asam asetat. Sediaan ini diperlukan untuk sediaan inokulum

.

Pustaka

Jagannath, S.S. Manjunatha, N. Ravi And P.S. Raju. The Effect Of Different Substrates And Processing Conditions On The Textural Characteristics Of Bacterial Cellulose (Nata) Produced By Acetobacter Xylinum. Journal Of Food Process Engineering 34 (2011) 593–608

Asam Benzoat

Nur Hidayat

Benzoat dalam bentuk asam maupun garamnya banyak digunakan oleh masyarakat untuk mengawetkan makanan dan minuman. Hal ini disebabkan kemampuan dari benzoate untuk menghambat pertumbuhan bakteri, khamir dan jamur pada media asam. Benzoat juga digunakan pada produk-produk farmasi dan kosmetika. Akibatnya benzoate ini dapat dijumpai dengan mudah di lingkungan seperti udara, air dan tanah. Beberapa produk yang mestinya tidak  diperkenankan menggunakan benzoate seperti susu, keju yogurt dan sejenisnya, kini mulai terdeteksi penggunaannya saat dilakukan sampling.

Meskipun asam benzoate relative aman digunakan, namun mengkonsumsi benzoate secaralam waktu pendek dapat mengakibatkan iritasi pada mata, kulit dan saluran pernapasan sedangkan dalam waktu lama dapat  menyebabkan sensitifitas kulit meningkat. Asam benzoate atau bentuk garammnya juga dapat menyebabkan alergi semu, asma, metabolikasidosis, kejang dan sebagainya. Toksisitas benzoate ditunjukkan pada dosis tinggi yang akan mengganggu metabolism termasuk siklus urea, glukogenesis, metabolism asam lemak dan siklus TCA. Konsumsi yg diperbolehkan maksimum 5 mg per kg berat badan. Hasil penelitian di Cina menunjukkan bahwa susu pasteurisasi mengandung 0,2 mg/kg dan susu bubuk mengandung  2 mg/kg.

Meskipun benzoate diketahui memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan bakteri namun beberapa bakteri tanah dapat memetabolisme benzoate. Vibrio merupakan salah bakteri yang mampu tumbuh pada media dengan asam benzoate sebagai satu-satunya sumber karbon. Selama pertumbuhan akan dihasilkan benzoquinone.

Beberapa khamir seperti  Saccharomyces, Hansenulla, Candida, Zygosaccharomyces menunjukkan resistensi terhadap benzoate. Ada suatu hal yang menarik dalam khamir yaitu adanya benzoate dapat memacu fermentasi dalam sel. Laju ini meningkat lebih tinggi pada spesies yang rentan daripada spesies yang resisten.

Daftar Pustaka

ALAN D. WARTH. Effect of Benzoic Acid on Growth Yield of Yeasts Differing in TheirResistance to Preservatives. Appl. Environ. Microbiol. 54 (1988). 2091-2095

 

Ping qi, Hong Hong, Xiaoyan Liang, and Donghao Liu. Assessment of benzoic acid levels in milk in China. Food Control 20 (2009) 414–418

W. C. EVANS. Oxidation of Phenol and Benzoic Acid by Some Soil Bacteria. Biochem J, 41 (1947): 373 – 382.

Bacillus anthracis

Harian Kompas tgl 1 Juni 2015 memberitakan tentang ketaksengajaan Militer Amerika Serikat mengirimkan spora antrax aktif ke sejumlah laboratorium. Bacillus anthracis merupakan penyebab penyakit antrax yang tangguh. Pada binatang yang terkena antrax ditandai dengan pendarahan pada lubang seperti hidung dan mulut, hewan lesu dan pembengkakan limpa di kiri atas perut. Pada manusia penularan dapat lewat tiga jalan yaitu terpapar pada kulit, terhirup dan tertelan. Kontak kulit dapat dengan hewan yang sakit atau produk bulu (wol) dan kulit hewan yang terkontaminasi.
Antrax pada kulit menimbulkan gatal, diikuti lesi yang berubah menjadi papulair kemudian vesikulair, selama 2-6 hari berubah jadi jaringan parut hitam (koreng). JIka tidak segera diobat infeksi dapat menjalar ke limfa hingga kelenjar otak.
Bacillus anthracis bernetuk batang, Gram positif, berkapsul mampu membentuk spora dan banyak terdapat di tanah. Bakteri ini tahan terhadap disinfektan. Bakteri ini ada hubungan dengan B. cereus yang merupakan agensia “foodborne poisoning”. Keduanya dibedakan oleh adanya dua plasmid virulens yang ada pada B. anthracis. Bakteri ini tahan terhadap panas sehingga seringkali menjadi masalah dalam industry pangan. Pada pembuatan keju dan yogurt yang diinokulasi dengan B. anthracis menunjukkan bahwa bakteri ini juga tahan terhadap proses fermentasi keju dan yogurt.
Sumber:
Anonim. 2015. Antraks Kepaspadaan Tak Hanya Saat Celaka. Harian Kompas, 1 Juni 2015. Halaman 14.
Katja Mertens, Oda Schneider, Gernot Schmoock, Falk Melzer, Mandy C. Elschner. 2015. Fate of Bacillus anthracis during production of laboratory-scale cream cheese and homemade-style yoghurt. Food Microbiology 46: 336 – 341.

Bacteriocin ST16Pa

Bacteriocin ST16Pa adalah bacteriocin yang dihasilkan oleh L. plantarum ST26MS dan ST28MS, memiliki spectrum luas, menghambat pertumbuhan banyak bakteri penyebab kerusakan makanan dan pathogen-patogen terbawa makanan. Hasil serupa juga diperoleh dari supernatant bebas sel dan bactericin setengah murni. Bacteriocin in imampu melawan Listeria monocytogenic, pathogen terbawa makanan yang cukup penting. Aktivitas antimicrobial melawan bakteri Gram-negatif juga merupakan karakateristiknya. Bactericoin juga mampu melawan Acinetobacter, Escherichia dan Pseudomonas.

Bacteriocin ST16Pa tetap stabil setelah 2 jam pada suhu 25 – 1000C. Tidak terdapat penurunan aktivitas bacteriocin ST16Pa yang tercatat setelah perlakuan panas 1210C selama 20 menit pada pH 6,0. Hasil serupa juga dilaporkan untuk prdiocin PA-1/AcH yang resisten terhadap perlakuan panas pada 800C selama 60menit dan 1000C selama 10 menit tetapi tidak pada suhu 1210C. Resistensi panas dari pediocin PA-1/AcH tergantung pada pH, pada pH 6,0 aktivitasnya berkurang 84 % setelah 1210C selama 15 menit dan tidak ada aktivtas pada perlakuan suhu yang sama dengan pH 7,0 dan 8,0.Pada pH 4,0 hanya kehilangan aktivitas 11 %. Hasil serupa dipeoleh juga dari plantaricin lainnya.

Penambahan supernatant bebas sel dari kultur L. plantarum ST16Pa umur 24 jam terhadap kultur umur 3 jam E. faecalis ATCC 19443, L. inocua 2030C atau L. sakei ATCC 15521 (fase eksponensial awal) menunjukkan adanya penekanan pertumbuhan sampai lewat 10 jam. Jika supernatant ditambahkan pada kultur yang berumur 7 jam, penghambatan yang serupa juga terjadi. Setelah perlakuan dengan bacteriocin ST16Pa, tidak terdapat pertumbuhan dari E. faecalis ATCC 19443, L. inocua 2030C atau L. sakei ATCC 15521 yang terdeteksi setelah 8 atau 10 jam. Perlakuan pada E. faecalis ATCC 19443, L. inocua 2030C atau L. sakei ATCC 15521 dengan bacteriocin ST16Pa adalah bocornya beta galaktosidase dari sel yang diindikasikan dengan tidak stabilnya permeabilitas membran sel. Hasil serupa juga terdapat pada buchnericin LB, plantaricin 423, pediocin PA-1/AcH, mundticin ST4SA dan bacteriocin HV219.

Bacteriocin ST16Pa diserap ke dalam sel L. innocua 2030C sebesar 50 % dan 70% oleh L. sakei ATCC 15521 dan E. faecalis ATCC 19433 ketika ditumbuhkan pada suhu 300C dan pH 6,5 sedangkan adsorpsi yang rendah diperoleh dari P.acidilactici ET34 yaitu sebesar 25%. Jika E. faecalis ATCC 19443, L. innocua 2030C atau L. sakei ATCC 15521 dikulturkan dalam MRS cair yang diberi bacteriocin ST16Pa pada konsentrasi berkisar dari 2,56 X 104 AU/ml – 4,0 X 102 AU/ml, pengarus antagonistic nampak setelah inkubasi 3 jam. Untuk L. innocua 2030C  persentase sel lisi (pada waktu 3 jam inkubasi) bervariasi dari 19,81 – 30,58 %, untuk L. sakei ATCC 15521  dari 38,62% hingga 48,39 % dan untuk E. faecalis ATCC 19443 dari 31,36 % hingga 42,13% tergantung pada konsentrasi bacteriocin yang digunakan. Penghambatan lebih nampak nyata dengan meningkatnya waktu inkubasi.

Living Antibotics

By S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. She is currently in the process of applying for a PhD in order to do study the manipulation of bacteria through synthetic biology. Follow on Twitter @labratting.

Bacteria will eat anything. Their highly diverse biochemistry, and ability to adapt quickly to change means that they can adapt to take up nutrients from a range of sources, including hot acid lakes and the interior of underground thermal vents. However bacteria also predate each other, and one particular bug, Micavibrio aeruginosavorus does this by latching onto a fellow bacteria and sucking the life out of it.

There are a range of different types of predatory bacteria, and I discussed a few of them in my old blog in the post ‘Bacterial Hunting Strategies‘. While that post examined bacteria that hunt down their prey like wolf-packs, and the littleBdellovibrio that curls up inside a bacteria and devours it from the inside, theMicavibrio was a new one for me. It differs from other bacterial predators as rather than getting inside the cell, or killing it and then eating the remains, it simply hangs onto the slowly dying cell and sucks the life out of it, dividing around it’s prey until the prey finally dies. Like a very determined and slightly horrific leech.

A leechThis was the nicest picture of a leech I could find. By Shizhao from wikimedia commons

The Micavibrio life cycle therefore consists of two main stages. First the attack stage, where the bacteria must seek out its prey. Micavibrio were originally thought to be very fussy about which particular bacteria they feed off, but some have been found that are less specific about their prey. The specificity is very exciting from an antimicrobial point of view, as anything that targets a dangerous bacteria while not affecting the non-dangerous bacteria that live within our bodies has therapeutic potential. Particularly interesting is that the Micavibrio are not put off by biofilms; the sticky layer that bacteria such as Pseudomonas aeruginosa tend to coat themselves in. Antibiotics have real difficulties with biofilms, but the Micavibrio can swim right through them.

Examining the genome of the Micavibrio yields exciting answers as to how it functions as a leeching parasite. Despite relying exclusively upon other bacteria for survival, it has an impressive collection of metabolic enzymes, with very little of the genomic loss seen in other parasitic bacteria. It is, however, missing several genes required to make amino-acids (the building blocks of proteins) which explains its dependance on bacterial-prey. While the Micavibrio seems more than happy to produce its own energy, in order to grow, reproduce, or make any new proteins, it needs a bacterial host. The Micavibrio is also incapable of taking up amino-acids from the environment. You can grow it in a media containing all the amino-acids it needs and it will still die because it can’t transport them into the cell. It needs to be attached to another bacteria to survive. Quite how it gets the amino-acids out of its prey is as yet unknown, although cytoplasmic bridges and intracellular nanotubes have been proposed.

micovibrio aeruginosavorusThe micovibrio (in yellow) attached to its prey (in purple). Picture from the University of Virginia press release (link below)

While this is fascinating from a microbiological perspective, the synthetic biologist inside me is already asking whether this specific bacteria-killing machine could be of any medical use. Using bacteria to kill bacteria is an interesting idea, although theMicavibrio would have to be fitted with a death gene to dispose of it once the disease bacteria were removed. The problem with a death gene is simply that it is highly evolutionarily disfavored. Any bacteria that manage to loose the death gene will be at a massive advantage and would quickly spread.

However while the living antibiotics might not be immediately applicable in medical scenarios, there are plenty of industrial situations that could benefit from the specificity and hunting ability of the Micavibrio. Biofilms form in pipes, and block up nozzles in equipment, and as using antibiotics tends to leave behind small parts of the biofilm (which has an increased likelihood of being resistant) using the search-and-destroy feature of Micavibrio could be really useful. It could also (with some genetic tweaking) play a part removing contaminating bacteria from fermenting solutions, without requiring the need for antibiotic treatments.

link: http://blogs.scientificamerican.com/lab-rat/2011/11/09/living-antibiotics-bacteria-that-suck-the-life-out-of-their-prey/

 

 

 

 

Bacillus dan Clostridium

Nur Hidayat
Bacillus merupakan bakteri berbentuk batang, Gram positif dengan ukuran 3 – 8 m. Jumlah spesies yang dikenal saat ini lebih dari 40 spesies. Bersifat saprofit dan banyakdijumpaidi tanah,vegetasi dan perairan. Metabolisme secara aerob. Kebanyakan membentuk spora. Spora dihasilkan ketika kondisi lingkungan berubah. Spora terdapat di dalam sel. Bacillus dapat dikelompokkan berdasarkan spora yang dihasilkan. Kelompok I sel memiliki ukuran lebar lebih dari 0,9 m dengan spora yang tidak merusak sel misalnya pada B. anthracis, B. cereus, B. mycoides, B.thuringiensis dan B. megaterium. Kelompok II dengan spora lebih kecil,spora tidak merusak sel dan Kelompok III spora dapat menyebabkan pecahnya sel.
Kita tidak jarang menerima laporan penyakit yang melibatkan organisme dari genus Clostridium. Sering kali nama-nama bakteri ini disingkat. Misalnya Clostridium difficile adalah ditulis sebagai C. diff. Bahkan Clostridia mungkin adalah bakteri anaerob yang paling banyak dipelajari yang menyebabkan penyakit pada manusia. Ada lebih dari 100 spesies yang termasuk dalam genus Clostridium. Bakteri ini dapat menyebabkan serangkaian penyakit pada manusia, yang paling sering adalah keracunan makanan, botulisme, tetanus, gas gangrene dan kolitis pseudomembranosa.

Beberapa contoh spesies dari genus ini adalah C. tetani menyebabkan tetanus pada manusia. C. botulinum menghasilkan eksotoksin (A,B,C1,C2,D,E,F,G). Tipe A adalah yang paling beracun bagi manusia. C. perfringens spesies yang paling sering dikaitkan dengan infeksi luka seperti gangren ketika lingkungan anaerobik diciptakan oleh aliran darah yang buruk ke luka. C. difficile menghasilkan spora oval subterminal besar dan dua racun yang berbeda; toksin A (enterotoksin menyebabkan akumulasi cairan di usus), dan B toksin (agen sitopatik). C. sordellii merupakan bagian dari flora normal usus manusia. Organisme ini menghasilkan beberapa exotoxins termasuk racun serologis yang berhubungan dengan toksin C. difficile. C. septicum berbentuk batang gelendong yang motil dalam kultur muda. Organisme ini menghasilkan racun yang terdiri dari alfa, beta, gamma dan delta; toksin alfa nekrosis dan mematikan bagi tikus. C. tertium adalah clostridium aerotolerant yang biasanya dianggap non-patogen. Namun, ada laporan yang tersebar dari organisme ini yakni menyebabkan bakteremia. Sebagian besar kasus melibatkan pasien neutropenia dan saluran pencernaan tampaknya menjadi sumber infeksi. Spesies lainnya yang dianggap tidak begitu berbahaya adalah Clostridium butyricum, C. clostrdioforme, C. innocuum and C. ramosum.

Keracunan Makanan

Keracunan makanan terjadi jika seseorang mengkonsumsi makanan yang terkontaminasi mikroorganisme atau toksin yang tidak diketahui. Banyak kasus keracunan makanan yang tidak dilaporkan karena gejalanya mirip influenza. Gejala yang paling umum dari keracunan makanan adalah kram perut, mual, muntah-muntah, pusing, diare dan demam. Kasus keracunan makanan yang tercatat umunya karena terjadi secara masal misal pada karyawan pabrik, hajatan warga atau menimpa satu keluarga dan melibatkan rumah sakit atau puskesmas dalam perawatannya.

Di Amerika Serikat tiga patogen yang sering dilaporkan adalah Salmonella, Listeria dan Toxoplasma sedang di Eropa adalah campylobacter jejuni, rotavirus, Aeromonas spp., Yersinia spp dan Escherichia coli.

Di Indonesia laporan tentang jenis organismenya sering tidak dilaporkan secara luas.

Sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap keracunan dan tidak amannya makanan adalah:

• Kontrol yang kurang terhadap suhu selama pemasakan, pendinginan dan penyimpanan

• Pemahaman terhadap kebersihan yang rendah dari pekerja

• Kontaminasi silang antara bahan baku dan produk yang telah diproses

• Kurangnya monitoring selama proses.

Faktor-faktor di atas dapat dikurangi dengan melakukan training pekerja tentang sanitasi produksi dan penerapan HACCP.