NUTRISI MIKROORGANISME

KEBUTUHAN  MIKROORGANISME TERHADAP NUTRISI

Mikroorganisme (mikroba) memerlukan bahan makan atau nutrien untuk kelangsungan hidupnya. Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.

Pengertian nutrien secara umum adalah substansi organik yang dibutuhkan organisme untuk fungsi normal dari sistem tubuh, pertumbuhan, pemeliharaan kesehatan (Anonim a, 2008). Dalam biologi menurut Irianto (2007) makanan diartikan sebagai substrat yang dapat dipakai dalam metabolisme, guna memperoleh bahan-bahan untuk membangun dan atau memperoleh tenaga atau energi bagi sel. Nutrisi didapatkan dari makanan dan cairan yang selanjutnya diasimilasi oleh tubuh.

Untuk keperluan hidupnya meliputi proses metabolisme dan penyediaan bahan sel serta energi, mikroba atau bakteri memerlukan bahan makanan atau nutrien. Menurut Schlegel (1994) menyebutkan bahan makanan mikroorgnisme adalah bahan-bahan yang terlarut dalam air yang digunakan mikroorganisme untuk membentuk bahan sel dan memperoleh energi.

Bahan makanan tersebut dinamakan nutrien, sedangkan proses mengasimilasi makanannya disebut nutrisi. Nutrien adalah substansi anorganik dan organik yang ada 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 lipid yang komplek dan besar menjadi molekul yang sederhana dan kecil yang segera melarut sehingga dapat memasuki sel. Proses mengasimilasikan makanan itulah yang disebut nutrisi.

Persyaratan nutrisi bagi organisme secara umum adalah sebagai berikut.
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.

Penyediaan nutrien untuk kegiatan pertumbuhan baketri meliputi macam dan jumlah (Darkuni,2001).Lebih lanjut dijelaskan, ketiadaan nutrisi akan berpengaruh terhadap kegiatan proses metabolisme yanga pada akhirnya akan menyebabkan gangguan terhadap penyediaan bahan sel dan energi dan yang diperlukan pada saat pertumbuhan sel.

Peran utama nutrien adalah sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor elektron dalam reaksi bioenergetik (reaksi yang menghasilakn energi). Oleh karenanya bahan makanan yang diperlukan terdiri dari air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor pertumbuhan, dan nitrogen.

Makhluk hidup menggunakan sumber-sumber nutrien dapat dalam bentuk padat, tetapi ada juga yang hanya dapat menggunakan sumber nutrien dalam bentuk cair (larutan) (Waluyo ,2007).. Bila jasad hidup menggunakan sumber nutrien dalam bentuk padat digolongkan tipe holozoik, sedangkan yang menggunakan nutrien dalam bentuk cairan tergolong tipe holofitik. Namun ada juga dari tipe holofitik yang dapat menggunakan sumber nutrien dalam bentuk padat, tetapi bahan tersebut dicerna dahulu di luar sel dengan bantuan enzim ekstraseluler.

Tuntutan atau kebutuhan berbagai mikroorganisme yang menyangkut susunan larutan   makanan/nutrien dan persyaratan lingkungan tertentu, sangat berbeda-beda atau tidak sama (Schlegel ,1994). Ada yang hanya membutuhkan bahan makanan dalam bentuk anorganik saja , ada juga yang memerlukan nutrient dalam bentuk anorganik bahkan kedua-duanya. Demikian juga dengan jumlah nutrien yang diperlukan, sangat berbeda antara bakteri/mikrobia satu dengan  lainnya (Darkuni,2001). Sehingga dalam larutan biak sekurang-kurangnya harus memenuhi syarat yaitu tersedia semua unsur yang ikut serta dalam pembentukan bahan sel dalam bentuk berbagai senyawa yang dapat diolah (Schlegel ,1994)

Secara umum menurut Tarigan (1988), kebutuhan mikroorganisme untuk pertumbuhan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

1. Kebutuhan fisik             

Aspek fisik dapat mencakup suhu, pH dan tekanan osmotic. Faktor ini tidak secara langsung berhubungan dengan kebutuhan nutrisi.

2.  Kebutuhan kimia

Fakor kebutuhan kimia ini yang secara langsung menunjukkan kebutuhan nutrisi bagi mikroorganisme. Kebutuhan kimia tersebut meliputi:

a.    Air

Air berperan sebagai bahan pelarut pada reaksi-reaksi metabolisme yang diperlukan dalam jumlah tertentu saja, tergantung jenis mikroorganisme. Air yang terkandung dalam tubuh mikroorganisme kira-kira 90% dari berat tubuhnya.

b.   Karbon

karbon diperlukan oleh semua senyawa-senyawa organik yang menyusun tubuh sel hidup.

c.    Karbondioksida

Sebagai sumber karbon, yang jumlahnya berbeda pada setiap mikroorganisme.

d.   Nitrogen,sulfur dan fosfor .

Semua makhluk hidup membutuhkan belerang dan fosfor. Fosfor biasanya diberikan sebagai fosfat, yaitu garam-garam fosfat.. Beberapa bakeri mampu menyerap nitrogen secara langsung dari atmosfer melalui proses fiksasi nitrogen, misalnya bakteri Rhizobium. Bakteri lainnya menggunakan nitrogen dalam bentuk alumunium NH₃, NO₃, dan senyawa organik. Sejumlah nitrogen sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan, karena nitrogen tersebut terkandung di dalam protein dan asam nukleat. Dalam hal memperoleh nitrogen setiap organisme berbeda-beda, ada yang dengan cara menggunakan gas nitrogen dari udara dan ada juga yang menggunakan sumber nitrogen anorganik, seperti garam-garam ammonium.

e.    Oksigen

Kebutuhan oksigen untuk oksidasi biologis yang terjadi dalam sel mikroorganisme. Oksigen tidak dipakai  dalam proses sintesisi protoplasma, tetapi berfungsi sebagai akseptor elektron atau hidrogen.

f.     Mineral-mineral

Bakteri memerlukan unsur-unsur mineral seperti C, H, O, N dalam jumlah besar (makronutrien) dan juga Mg, K, Ca, Zn, Fe, Co dan Cu dalam jumlah sedikit (mikronutrien) untuk pertumbuhan yang normal.

1. Unsur makro atau makronutrien

Unsur ini diperlukan dalam jumlah banyak dan terdapat pada semua organisme. Yang termasuk unsur makronutrien adalah karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, belerang, fosfor, kalium, kalsium, magnesium dan besi (C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg dan Fe).

Menurut Irianto (2007) unsur makro merupakan 95% dari bobot kering sel dan semuanya berada dalam senyawaan yang sama dalam tiap sel (protein, lemak, karbohidrat, DNA, RNA) dan juga pada virus.

2. Unsur mikro atau mikronutrien                                                                      

Adalah unsur yang diperlukan dalam jumlah sedikit. Menurut Irianto, (2007) zat-zat yang tidak menghasilkan energi pada sel tetapi mutlak diperlukan  untuk pertumbuhan dan untuk menjalankan fungsi sel diberi bermacam-macam nama seperti nutrilit esensial, faktor tumbuh atau mikronutrien. Mikronutrien menurut Irianto, (2007) dibedakan menjadi 2, yaitu:

a.         Mikronutrien anorganik

Beberapa unsur logam berat (Co, Mo, Cu, Zn) sangat dibutuhkan untuk kehidupan sel meskipun jumlah yang digunakan sangat sedikit. Kadang-kadang jumlah ini sangat kecil sehingga sukar dideteksi atau bila ditemukan tidak mudah dapat dipastikan apakah zat itu bersifat fungsional atau tidak. Zat-zat itu disebut unsur pelacak (trace element) atau mikronutrien anorganik. Zat-zat tersebut biasanya berfungsi sebagai molekul kecuali dalam enzim-enzim dan vitamin tertentu, misalnya Co dalam vitamin, B₁₂, Mo dalam nitrase.

B.        Mikronutrien organik

Contoh mikronutrien organik adalah vitamin dan beberapa asam amino seperti triptofan. Banyak spesies mikroorganisme dapat membuat triptofan sendiri sehingga tidak memerlukan penambahan dalam makanannya. Zat-zat yang bertindak sebagai mikronutrien organik untuk banyak spesies adalah purin dan pirimidin, komponen-komponen dari DNA dan RNA.

3. Zat-zat pelengkap

Banyak organisme memerlukan mineral tertentu untuk pertumbuhan dan kegiatan lainnya. Unsur-unsur yang pelengkap tidak dapat disintesis dari komponen sederhana dan termasuk komponen dasar sel. Termasuk dalam zat pelengkap ini misalnya kelompok zat asam-asam amino, senyawa-senyawa pirimidin dan purin serta vitamin-vitamin. Asam-asam amino dan asam-asam nukleat oleh sel-sel diperlukan dalam jumlah yang sesuai sebaliknya vitamin-vitamin merupakan bagian dari ko-enzim-ko-enzim dan gugus protestik yang mempunyai fungsi enzimatik katalitik dan digunakan dalam jumlah yang sangat sedikit. Organisme yang memerlukan zat pelengkap dinamakan auksotrof dan sebaliknya yang tidak memerlukan disebut fototrof.           

Berikut adalah tabel nutrisi yang diperlukan oleh bakteri, sumbernya, serta fungsinya:

Tabel  Nutrisi makronutrien yang dibutuhkan bakteri

Elemen	% berat kering*	Sumber	Fungsi
Makronutrien
Karbon	50	senyawa organik atau CO2	Konstituen utama dari bahan material sel
Oksigen	20	H2O, senyawa organik, CO2 dan O2	Konstituen dalam bahan material sel dan cairan sel; O2 adalah akseptot electron dalam respirasi aerobik
Nitogen	14	NH3, NO3, Senyawa organik, N2	Konstituen daam asam amino, asam nukleat, dan koenzim
Hidrogen	8	H2O, senyawa organik, H2	Konstituen dari senyawa organik dan cairan sel. Juga penting bagi pembentukan energi sebagai proton
Fosforus	3	Fosfat organik (PO4)	Konstituen asam nukleat, nukleotida, fosfolipid

Tabel  Nutrisi Mikronutrien yang dibutuhkan bakteri

Elemen	% berat kering*	Sumber	Fungsi
Mikronutrien
Sulfur	1	SO2, H2S, S, senyawa sulfur organic	Konstituen dari senyawa ionik dan beberapa koenzim
Kalium	1	Garam kalium	Kation selular utama dan kofaktor untuk enzim-enzim tertentu
Magnesium	0,5	Garam magnesium	Kation sel dan kofaktor untuk beberapa reaksi enzim tertentu
Kalsium	0,5	Garam kalsium	Kation sel, kofaktor untuk enzim tertentu, dansalah satu komponen endospora
Besi	0,2	Garam besi	Komponen sitokrom dan protein lain serta salah satu kofaktor untuk beberapa reaksi enzim

            Kebutuhan akan nutrisi mencerminkan kemampuan sintesis mikroba dan kondisi lingkungan hidupnya. jika nutrisi yang diperlukan selalu tersedia di lingkungan tempat tinggalnya, kemampuan mikroba tersebut untuk sintesis senyawa tersebut akan hilang. Misalnya, pada bakteri Streptococcus yang hidup di membrane mukosa dan usus dimana selalu tersedia nutrisi, kemampuannya untuk sintesis senyawa-senyawa yang diperlukan sebagai nutrisi menjadi hilang. Pengantar tentang bakteri (Filzahazny,2008)

g.    Faktor penumbuh

Faktor pertumbuhan merupakan molekul organik yang diperlukan untuk pertumbuhan bakteri. Meskipun diperlukan dalam jumlah sedikit, bakteri belum dapat mensintesis zat-zat ini sendiri. Oleh sebab itu, bakteri harus menyerap dari lingkungan hidupnya. faktor-faktor pertumbuhan meliputi: vitamin, asam amino dan asam nukleat.

           

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous. 2007. http://www.scribd.com/doc/48260778/Lingkungan-Dan-Nutrisi-Mikroorganisme di unduh tanggal 19 Agustus 2011.

Iqbalali. 2011. http://iqbalali.com/2011/04/01/nutrisi-bagi-mikroba/ di unduh taggal 19 Agustus 2011.

Madigan, Michael T. 1997. Biology of Microorganism. USA : Prentice Hall International, inc.

Zaif. 2010. http://zaifbio.wordpress.com/2010/11/08/nutrisi-mikroorganisme/ di unduh tanggal 19 Agustus 2011.