BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
2.1.1 Pengertian Air
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara bijaksana dengan memperhitungkan kepentingan generasi sekarang maupun generasi yang akan datang dan aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus ditanamkan pada segenap pengguna air (Effendi, 2003).
Air minum yang baik seharusnya jernih, tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau. Air minum seharusnya tidak mengandung bakteri patogen yang membahayakan bagi kesehatan manusia, tidak mengandung zat kimia yang dapat mengubah fungsi tubuh, tidak dapat diterima secara estetis dan dapat merugikan secara ekonomis. Air bersifat tidak korosif, tidak meninggalkan endapan pada seluruh jaringan distribusinya. Pada hakikatnya, tujuannya adalah untuk mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air (Slamet, 1994).
antara lain dapat menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan kerusakan dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan dan perlindungan sumber daya air secara seksama (Effendi, 2003).
2.1.2 Penggolongan Air
Peraturan pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya. Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
a. Golongan A yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu
b. Golongan B yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum c. Golongan C yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan
peternakan
d. Golongan D yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan, industri dan pembangkit listrik tenaga air (Effendi, 2003).
2.1.3 Syarat Air Minum
Dari segi kualitas, air minum harus memenuhi : a. Syarat fisik
iv. Suhu air hendaknya dibawah sela udara (sejuk ±250C) v. Air harus jernih
b. Syarat kimia
air minum tidak boleh mengandung racun, zat – zat mineral atau zat – zat kimia tertentu dalam jumlah yang melampaui batas sesuai dengan yang telah ditentukan.
c. Syarat bakteriologi
Air minum tidak boleh mengandung bakteri – bakteri penyakit (patogen) sama sekali dan tidak boleh mengandung bakteri – bakteri golongan coli melebihi batas yang telah ditentukan yaitu 1 coli / 100 mL air.
2.2 Pencemaran Air
Air merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui, tetapi air akan dapat dengan mudah terkontaminasi oleh aktivitas manusia. Air banyak digunakan oleh manusia untuk tujuan yang bermacam-macam sehingga dengan mudah dapat tercemar (Darmono, 2001).
Berbagai kuman penyebab penyakit pada makhluk hidup seperti bakteri, virus, protozoa, dan parasit sering mencemari air. Kuman yang masuk kedalam air berasal dari buangan limbah rumah tangga maupun buangan dari industri peternakan, rumah sakit, tanah pertanian dan lain sebagainya. Pencemaran dari kuman penyakit ini merupakan penyebab utama terjadinya penyakit pada orang yang terinfeksi. Penyakit yang disebabkan oleh pencemaran air disebut water-borne disease dan sering ditemukan pada penyakit tifus, kolera, dan disentri
Danau atau sungai yang terkontaminasi / tercemari mempunyai spesies mikroorganisme yang berlainan dari air yang bersih. Di air yang tercemar umumnya mempunyai kadar bahan organik yang tinggi sehingga mikroorganisme yang banyak juga umumnya bersifat heterotrofik. Mikroorganisme heterotrofik akan menggunakan bahan organik untuk metabolisme, mikroorganisme yang banyak adalah bakteri coliform, yaitu bakteri gram negatif, berbentuk batang, tidak berspora, umumnya berasal dari usus, dapat menfermentasikan laktosa dan gas bila diinkubasi 24-48 jam pada suhu 370C. Mikroorganisme yang termasuk dalam grup tersebut adalah Escherichia coli dan Enterobacter. Grup bakteri noncoliform yang umum terdapat pada air tercemar adalah Streptococcus, Proteus, dan Pseudomonas. Bakteri anaerob yang umum di air terkontaminasi adalah Desulfovibrio dan Clostridium, gas yang dihasilkan dari bakteri anaerob tersebut adalah hydrogen sulfide yang bila bereaksi dengan zat besi (Fe) atau dengan timah akan menyebabkan lumpur berwarna hitam (Muslimin, 1996).
2.3Teknik Sterilisasi
2.3.1 Sterilisasi Uap Panas (Autoklaf)
Prinsip kerja autoklaf adalah sama dengan “pressure cooker” ketika
molekul air menjadi panas, maka daya penetrasinya menjadi bertambah. Alat ini berupa tangki minyak yang diisi dengan uap air. Autoklaf memiliki suatu ruangan yang mampu menahan tekanan diatas 1 atm (Waluyo, 2010).
automatik mencatat sterilisasi grafik suhu dan selintas pandang pada gambar grafik sebelum mengeluarkan isi terlihat apakah suhu yang diinginkan sudah tercapai. Harus disadari untuk membinasakan mikroorganisme, uap sebenarnya harus menembus seluruh muatan. Jadi tidak boleh ada satu barang pun yang dibungkus dalam bahan seperti lembaran karet, yang tidak dapat ditembus uap, atau ditutup rapat dalam wadah yang ketat. Jelas kiranya, untuk mensterilkan sejumlah besar muatan bahan kain memerlukan waktu yang lebih lama dari pada mensterilkan sejumlah instrumen. Jika 20 menit pada suhu 1210C adalah waktu yang disarankan untuk muatan kecil, mungkin diperlukan 60 menit untuk muatan yang lebih besar (Volk dan Wheeler, 1988).
2.3.2 Sterilisasi Panas Kering (Oven)
2.4 Proses Pembiakan Bakteri
2.4.1 Medium Persemaian (Enrichment Medium)
Penggunaan medium persemaian sangat dianjurkan di dalam pemeriksaan berbagai bahan pemeriksaan, terlebih lagi bila bahan pemeriksaan tersebut adalah tinja dari penderita yang diduga merupakan carrier penyakit (Lesmana, 2006).
Maksud dari medium persemaian adalah untuk menyuburkan pertumbuhan kuman – kuman enterik patogen yang di dalam tubuh manusia telah mengalami berbagai tekanan dan hambatan, atau karena kuman terdapat dalam jumlah yang sedikit. Selain itu, medium ini juga dimaksudkan untuk menghambat flora normal usus yang pertumbuhannya lebih cepat dari kuman patogen enterik (Lesmana, 2006).
2.4.2 Medium Biakan (Plating Medium)
Pada umumnya kebanyakan galur Enterobacteriaceae tumbuh baik pada medium lempeng agar (plating medium) yang berupa medium padat yang digunakan di laboratorium mikrobiologi klinik. Bahan yang dari medium lempeng agar ini adalah :
a. Karbohidrat (laktosa, atau gabungan karbohidrat) b. Indikator
c. Zat – zat nutrisi untuk pertumbuhan kuman dan d. Agar – agar (Lesmana, 2006).
adanya indikator, sedangkan agar – agar digunakan sebagai bahan untuk membuat medium menjadi padat supaya mudah memisah – misahkan (isolasi) koloni kuman (Lesmana, 2006).
Untuk membuat supaya suatu medium bersifat selektif, pada medium ditambahkan zat – zat atau bahan bahan kimia tertentu. Dengan cara ini, medium tersebut dapat menghambat suatu mikroorganisme yang tidak dikehendaki, tetapi mendukung pertumbuhan mikroorganisme yang akan dicari (Lesmana, 2006).
2.4.3 Isolasi dan identifikasi
Pada proses isolasi bahan pemeriksaan (tinja atau usap dubur) ditanamkan langsung pada medium lempeng agar, misalnya MAC (mac conkey) dan SS (Salmenella-Shigella agar) kemudian spesimen dimasukkan kedalam medium persemaian. Semua biakan, baik di lempeng agar maupun dalam medium persemaian, diinkubasi pada suhu 370C selama (20 – 24 jam). Setelah diinkubasi, bahan media persemaian diambil dengan menggunakan sengkelit dan ditanamkan pada lempeng agar (MAC dan SS) kemudian diinkubasi dengan cara yang sama (370C, 20-24 jam) (Lesmana, 2006).
2.5 Pembagian Bakteri Berdasarkan Bentuk Morfologinya
Berdasarkan bentuk morfologinya, maka bakteri dapat dibagi atas tiga golongan (Irianto, 2006), yaitu :
a. Golongan basil
i. Monobasil (batang tunggal) contohnya Escherichia coli dan Salmonella thyposa
ii. Diplobasil (batang bergandengan dua – dua) contohnya Klebsiella pneumoniae
iii. Streptobasil (batang bergandengan panjang membentuk rantai) contohnya Streptobacillus moniliformis dan Bacillus anthracis
b. Golongan Kokus (coccus)
Golongan kokus merupakan bakteri yang bentuknya bulat atau bola. Golongan kokus dapat dibedakan atas :
i. Monokokus (kokus tunggal) contohnya Monococcus ghonorhoeae dan Chlamydia trachomatis
ii. Diplokokus (bergandengan dua – dua) contohnya Diplococcus pneumoniae dan Neisseria ghonorhoeae
iii. Tetrakokus (berdempetan berbentuk segi empat) contohnya Pediococcus cerevisiae
iv. Streptokokus (berkelompok memanjang seperti rantai) contohnya Streptococcus pyogenes dan Streptococcus mutans
v. Stafilokokus (berbentuk bulat seperti anggur) contohnya Staphylococcus aureus
c. Golongan spiril (spirila)
Golongan spiril merupakan bakteri yang melilit atau berbengkok – bengkok dinamakan spirillium atau spiral. Ada tiga macam bentuk spiral, yaitu :
i. Spiral (tubuhnya kaku) contohnya Thiospirillopsis floridana ii. Vibrio (spiral tak sempurna) contohnya Vibrio cholerae
iii. Spirochaeta (spiral lentur) contohnya Treponema pallidumi (Ulya, 2014).
2.6 Bakteri Escherichia coli
Klasifikasi bakteri Escherichia coli adalah sebagai berikut : Divisi : Schizophyta
Kelas : Schizomycetes Ordo : Eubacteriales Familia : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia
Spesies : Escherichia coli
Escherichia coli disebut bakteri koliform karena ditemukan dalam saluran
usus manusia dan hewan. Biasanya bakteri ini digunakan sebagai indikator atau petunjuk tercemarnya makanan atau air oleh kotoran (feses) yang disebut kontaminasi fekal (Haryawan, 1999).
Escherichia coli disebut juga E.coli, merupakan bakteri gram negatif aerob
tumbuh pada suhu 8 – 400C, membentuk koloni yang bundar, cembung, halus dan dengan tepi rata. Escherichia coli biasanya terdapat dalam saluran cerna sebagai flora normal. Bakteri ini dapat menjadi patogen bila berada diluar usus atau dilokasi lain dimana flora normal jarang terdapat (Ulya, 2014).
Escherichia coli memiliki ciri sebagai berikut, yaitu berbatang pendek,
habitat utamanya adalah usus manusia dan hewan. pH minimal untuk pertumbuhan Escherichia coli adalah 4,4. Escherichia coli dipakai sebagai organisme indikator, karena jika terdapat dalam jumlah yang banyak menunjukkan bahwa pangan atau air telah mengalami pencemaran (Gaman dan Sherrington, 1981).
Biasanya yang termasuk dalam famili Enterobaceriaceae berbentuk batang kecil, bergerak atau tidak bergerak. Parasit pada hewan. Mungkin tidak dapat ditumbuhkan dalam medium biasa, memerlukan cairan tubuh. Kebanyakan tidak dapat mengadakan fermentasi glukosa secara anaerob (Dwidjoseputro, 2010).
Organisme yang termasuk di dalam famili Enterobacteriaceae adalah : a. Kuman berbentuk batang, gram negatif
b. Tidak berspora
c. Bergerak melalui flagel peritrik, beberapa tidak bergerak d. Tumbuh baik pada medium biakan umum
e. Tidak memerlukan NaCl untuk tumbuhnya f. Hidup secara aerob atau fakultatif anaerob
i. Oksidasi negatif
j. Mereduksi nitrat menjadi nitrit (Lesmana, 2006).
Jika di dalam 100 mL air minum terdapat 500 bakteri Escherichia coli, dapat memungkinkan terjadinya penyakit gastroenteritis yang segera diikuti oleh demam tifus. Escherichia coli dalam keadaan tertentu dapat mengalahkan mekanisme pertahanan tubuh sehingga dapat menyebabkan infeksi (Suriawiria, 1986).
Dalam suatu percobaan dengan Escherichia coli dapat diketahui bahwa bakteri ini tiap 20 menit mengadakan divisio, jika faktor – faktor luar seperti medium, kebasaan, pH, temperatur itu tetap baik. Kita dapat menghitung, betapa besar jumlah satu Escherichia coli setelah dibiarkan berbiak selama 24 jam, yaitu 272; 272 = 22 x 270 atau lebih dari 4 x 1021 (Dwidjoseputro, 2010).
Bakteri tersebut tidak selamanya hidup, pada kenyataannya sampai sekarang dunia belum penuh dengan Escherichia coli. Ini disebabkan oleh beberapa faktor kematian E.coli yaitu antara lain :
a. Mungkin zat makanan yang diperlukan bakteri E.coli menjadi berkurang, sehingga terjadi paceklik.
b. Mungkin juga hasil ekskresi bakteri E.coli sendiri menjadi bertimbun, sehingga mengganggu pembiakan dan pertumbuhan.
2.7 Uji Konfirmasi Mikrobakteria Secara Biokimia
Untuk menentukan spesies mikrobakteria secara tepat perlu dilakukan serangkaian pemeriksaan yang didasarkan pada sifat dan kemampuan mikrobakteria. Beberapa jenis pemeriksaan pernah dilakukan manusia untuk mengidentifikasi mikrobakteria dan jenis pemeriksaan itu nampaknya semakin bertambah jumlahnya dari tahun ke tahun. Manusia senantiasa berusaha menemukan jenis pemeriksaan yang sensitif, spesifik, murah dan mudah dilaksanakan (Sanjaya, 1992).
Untuk tujuan penelitian, para ahli telah merancang suatu metode pemeriksaan yang canggih dengan peralatan yang canggih pula. Namun untuk keperluan pemeriksaan rutin harus dirancang suatu metode dengan beberapa pemeriksaan yang dapat dilakukan sehari – hari di laboratorium sederhana, tetapi dengan hasil yang dapat dipertanggung jawabkan (Sanjaya, 1992).
Inti dari identifikasi mikrobakteria adalah pada pemeriksaan biokimia. Tanpa pemeriksaan biokimia akan sulit sekali menentukan spesies dari kuman yang berhasil di isolasi (Sanjaya, 1992).
Kuman yang tumbuh pada media isolasi harus terlebih dahulu diperhatikan bentuk koloninya, kemudian koloni yang tersangka sebagai koloni mikrobakteria diuji secara biokimia untuk ditentukan spesiesnya. Tiap spesies mikrobakteria menimbulkan reaksi tertentu terhadap uji biokimia yang dilakukan terhadapnya (Sanjaya, 1992).
yang terdapat di sekitarnya sebagai sumber energi dan zat pembangun pertumbuhan (Muchtadi dan Betty, 1980).
Semua aktivitas metabolisme sel mikroba dilaksanakan oleh enzim, yaitu suatu biokatalisator yang dapat mengkatalisa reaksi di dalam sel. Pada peristiwa metabolisme ini akan tersangkut sejumlah enzim, yang bekerja secara cepat untuk membentuk reaksi kimia yang kompleks. Hasil akhir reaksi enzimatis ini yaitu hilangnya atau berkurangnya beberapa senyawa dari medium yang kemudian dapat diukur atau dideteksi. Dilakukan pembedaan atau pengenalan mikroba dari spesies yang berdekatan dengan menggunakan pengujian tertentu berdasarkan sifat – sifat biokimia suatu mikroba (Muchtadi dan Betty, 1980).
Pengujian sifat biokimia mikroba tersebut meliputi: a. Perubahan – perubahan karbohidrat
b. Penguraian protein dan asam – asam amino c. Hidrolisa lemak
d. Reduksi bermacam – macam unsur e. Pembentukan pigmen
f. Pengujian – pengujian biokimia khusus lainnya (Muchtadi dan Betty, 1980).
2.8 Identifikasi Bakteri Escherichia coli Secara Biokimia
Escherichia coli mula-mula diisolasi oleh Escherich tahun 1885 dari tinja
Reaksi indol, organisme yang mempunyai enzim tryptophanase mampu merombak asam amino trytophan menjadi asam piruvat, amonia dan indol. Indol dideteksi dengan menggunakan reagen kovacs. Indikator aldehid pada reagen ini akan berikatan dengan indol dan menyebabkan terjadinya warna merah pada permukaan tabung. Bakteri golongan E.coli akan menghasilkan reaksi biokimia positif pada reaksi indol (Lesmana, 2006).
Indol adalah senyawa yang mengandung nitrogen yang dihasilkan dari pemecahan asam amino triptofan oleh bermacam – macam bakteri. Pentingnya pengujian indol adalah karena ternyata hanya beberapa bakteri saja yang dapat membentuk indol. Terbentuknya indol dapat dengan mudah dideteksi secara kimia. Pembentukan indol dari triptofan dapat digambarkan sebagai berikut :
(Muchtadi dan Betty, 1980). Dalam suatu kultur media yang baik mengandung protein maupun karbohidrat (tripton 1% + glukosa 1%), pembentukan asam dari karbohidrat sangat cepat dan akan memecah protein (Muchtadi dan Betty, 1980).
2.9 Metode MPN (Most Probable Number)
pada suhu dan waktu tertentu. Pengamatan tabung yang positif dapat dilihat dengan mengamati timbulnya kekeruhan atau terbentuknya gas di dalam tabung kecil (tabung durham) yang diletakkan pada posisi terbalik, yaitu untuk jasad renik yang membentuk gas. Untuk setiap pengenceran pada umumnya dengan menggunakan 3 atau 5 seri tabung. Lebih banyak tabung yang digunakan menunjukkan ketelitian yang lebih tinggi, tetapi alat gelas (tabung reaksi) yang digunakan juga lebih banyak (Waluyo, 2010).
Metode MPN dilakukan dengan beberapa tahap yaitu: a. Tahap pertama ialah “uji dugaan” (presumtive test)
Merupakan tes pendahuluan tentang ada atau tidaknya kehadiran bakteri koliform berdasarkan terbentuknya asam dan gas disebabkan karena fermentasi laktosa oleh bakteri golongan coli. Terbentuknya asam dilihat dari kekeruhan pada media laktosa, dan gas yang dihasilkan dapat dilihat dalam tabung durham berupa gelembung udara (Muchtadi dan Betty, 1980).
Jika dalam waktu 48 jam tabung – tabung durham mengandung gas, test dinyatakan positif. Sebaliknya jika setelah 48 jam tidak menghasilkan gas, maka test dinyatakan negatif dan ini berarti air aman untuk diminum (Dwidjoseputro, 2010).
b. Tahap kedua ialah “uji kepastian” (confirmed test)
udara di dalam tabung durham pada uji pendugaan (Muchtadi dan Betty, 1980).
c. Tahap ketiga ialah “uji kesempurnaan” (completed test)
Untuk mendapatkan hasil yang lebih sempurna terkadang dilakukan uji terakhir yaitu uji kesempurnaan. Pada pengujian ini diambillah inokulum dari suatu koloni terpencil pada cawan petri dari hasil yang diatas kemudian inokulum dimasukkan ke dalam medium cair yang mengandung laktosa, dari inokulum tersebut juga dibuat gesekan pada agar miring. Jika kemudian timbul gas dalam cairan laktosa dan pada agar miring ditemukan „basil – basil gram negatif yang berspora, maka pastilah ada golongan bakteri kolon dalam contoh air yang diuji (Dwidjoseputro, 2010).
Dalam metode MPN, pengenceran sampel harus lebih tinggi dari pada pengenceran pada hitungan cawan, sehingga beberapa tabung yang berisi medium cair yang diinokulasikan dengan larutan hasil pengenceran tersebut mengandung 1 jasad renik, beberapa tabung mungkin mengandung lebih dari 1 sel, sedangkan tabung yang lain tidak mengandung sel sama sekali. Dengan demikian, setelah inkubasi diharapkan terjadi pertumbuhan pada beberapa tabung, yang dinyatakan sebagai tabung positif, sedangkan tabung lainnya negatif (Waluyo, 2010).
Misalnya, pada pengenceran pertama 3 tabung menghasilkan pertumbuhan positif, pada pengenceran kedua tabung 2 tabung positif, pada pengenceran ketiga 1 tabung positif dan pada pengenceran terakhir tidak ada tabung yang positif. Kombinasinya menjadi 3,2,1,0 dan jika diambil 3 pengenceran pertama kombinasinya 3,2,1. Angka kombinasi ini kemudian dicocokkan dengan tabel MPN. Tabel tersebut misalnya disebut „daftar Honskins‟ atau „daftar Mc‟
