BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mineral Mineral sangat diperlukan dalam proses fisiologis makhluk hidup dibedakan menjadi dua golongan, yaitu mineral makro : kalsium (Ca), fosfor (P), kalium (K), natrium (Na), magnesium (Mg), dan mineral mikro : besi (Fe), tembaga (Cu), seng (Zn), mangan (Mn), kobalt (Co). Mineral makro diperlukan untuk membentuk komponen organ di dalam tubuh, sedangkan mineral mikro diperlukan dalam jumlah sangat sedikit dan umumnya terdapat dalam jaringan dengan konsentrasi sangat kecil (McDowel et al.1988., Inoue et al.2002) Bebrapa hal yang dapat berpengaruh terhadap kadar mineral pada sapi, yakni : jumlah mineral yang dikonsumsi, banyaknya mineral yang dapat dimetabolisme tubuh dan ketersediaan mineral di lingkungan. Tubuh sapi bali tidak dapat menghasilkan mineral sendiri, tetapi kebutuhan mineral berasal dari asupan pakan. Walaupun diperlukan dalam jumlahnya sedikit, namun sangat penting untuk kesempurnaan makanan yang dikonsumsi. 2.1.1 Makro Mineral a) Kalsium (Ca) Sebagian besar tubuh kalsium digunakan untuk menjaga tulang dan gigi yang kuat. Kalsium diperlukan untuk mengatur detak jantung bersama dengan fungsi otot lainnya. Kalsium juga digunakan dalam fungsi-fungsi metabolisme lain seperti saraf transmisi dan intraselular sinyal.
8
9
b) Fosfor (P) Fosfor juga digunakan untuk membuat tulang dan gigi yang kuat. Hal ini karena fosfor ditemukan dalam tulang di hydroxyapatite, garam kalsium fosfat. Fosfor juga digunakan dalam tubuh untuk berbagai tujuan. Fosfor merupakan penyusun utama struktural membran sel. Mineral ini sebagai penyusun materi genetik seperti DNA dan RNA. Fosfor juga memiliki peran penting dalam memasok energi tubuh. Salah satu senyawa energi yang paling terkenal yang mengandung fosfor adalah adenosina trifosfat (ATP). c) Magnesium (Mg) Magnesium digunakan di lebih dari 300 reaksi biokimia dalam tubuh. Ini membantu untuk mengkonversi karbohidrat dan lemak menjadi energi. Juga digunakan dalam sintesis protein dan asam nukleat, seperti DNA dan RNA. Magnesium juga digunakan dalam sel sinyal. Selain itu, magnesium memiliki peran struktural, khususnya di gigi dan tulang. d) Natrium (Na) Natrium membantu untuk mengontrol keseimbangan air dalam sel, dan juga volume dan tekanan darah. Na juga terlibat dalam impuls syaraf. e) Kalium (K) Kalium, seperti natrium, membantu untuk mengontrol keseimbangan air tubuh. Penelitian baru-baru ini juga menyarankan bahwa kalium dapat membantu untuk mengurangi tekanan darah.
10
f) Klorin (Cl) Klorin merupakan anion utama dalam cairan ekstrasel. Konsentrasi klor tertinggi adalah dalam cairan serebrospinal (otak dan sumsum tulang belakang), lambung dan pankreas. Fungsi dari Klorin adalah berperan dalam memelihara keseimbangan cairan dan elektrolit dalam cairan ekstraseluler, memelihara suasana asam dalam lambung sebagai bagian dari HCL, yang diperlukan untuk bekerjanya
enzim-enzim
pencernaan,
serta
membantu
pemeliharaan
keseimbangan asam dan basa bersama unsur-unsur pembentuk asam lainnya. Defisiensi klorin (Cl) adalah terjadi pada muntah-muntah dan diare kronis. 2.1.2 Mikro Mineral a) Besi (Fe) Besi terlibat dalam membawa oksigen di seluruh tubuh dengan membantu untuk membentuk molekul hemoglobin darah, dan molekul dioksigenasikan otototot. b) Tembaga (Cu) Tembaga penting untuk besi metabolisme. Hal ini karena itu oksidase besi diperlukan untuk pembentukan sel darah merah. Tembaga juga digunakan oleh tubuh untuk menetralisis radikal bebas. c) Seng (Zn) Seng penting untuk penyembuhan luka. Juga terlibat dalam berbagai proses metabolisme yang merupakan bagian dari banyak enzim. Seng dapat ditemukan dalam daging merah dan unggas, Selain itu dapat dikonsumsi dari banyak sereal yang dibentengi dengan seng.
11
d) Mangan (Mn) Mangan membentuk bagian dari enzim hadir dalam mitokondria sel. Enzim ini, dikenal
sebagai
mangan superoksida dismutase (MnSOD),
bertanggung jawab untuk memerangi radikal bebas. Mangan juga merupakan komponen lainnya metabolik enzim dan hal ini diperlukan untuk produksi tulang dan juga kolagen yang digunakan dalam penyembuhan luka. Mangan ditemukan di beberapa sumber termasuk teh, kacang-kacangan dan sereal. e) Kobalt (Co) Kobalt (Co) merupakan unsur mineral esensial untuk pertumbuhan hewan, dan merupakan bagian dari molekul vitamin B12. Konversi Co dari dalam tanah menjadi vitamin B12 pada makanan hingga dicerna hewan non ruminansia (siklus kobalt). Berbeda dengan kalium, peningkatan pH dengan pengapuran dapat menurunkan pengambilan kobalt oleh tanaman yang selanjutnya dapat menyebabkan defisiensi pada hewan yang mengkonsumsi tanaman tersebut. 2.2
Dataran Bentuk muka bumi di wilayah daratan berada di permukaan bumi yang
tidak tertutupi air. Bentuk muka bumi di daratan ini terbagi menjadi 3 (tiga), yakni: dataran rendah, dataran tinggi, gunung, dan pegunungan. 2.2.1
Dataran rendah
Dataran rendah merupakan suatu bentang alam tanpa banyak memiliki perbedaan ketinggian antara satu tempat dengan tempat yang lain. Dataran ini mempunyai ketinggian mencapai 200 m di atas permukaan air laut atau Dataran rendah adalah daratan yang landai atau datar. Ketinggian dataran rendah biasanya
12
kurang dari 500m dpl (diatas Permukaan Laut). Dataran rendah biasanya digunakan untuk areal sawah. Buleleng merupakan salah satu contoh dari dataran rendah. Kabupaten Buleleng memiliki iklim laut tropis yang dipengaruhi oleh angin musim dan terdapat musim kemarau dan penghujan. Curah hujan terendah di daerah pantai dan tertinggi di daerah pegunungan. Suhu rata-rata di Buleleng berkisar diantara 23°-32°. 2.2.2
Dataran tinggi
Dataran tinggi merupakan dataran yang luas yang letaknya di daerah tinggi atau pegunungan terletak di ketinggain 500-1500m dpl, bentuknya bisa datar, bergelombang, maupun berbukit-bukit. Dataran tinggi terbentuk sebagai akibat hasil erosi dan sedimentasi. Kabupaten Bangli adalah salah satu contoh dari dataran tinggi. Kabupaten Bangli memiliki iklim tropis, suhu udara relatif rendah berkisar antara 150 –300 C, semakin ke Utara suhu semakin dingin. Angka curah hujan rata-rata tahunan terendah adalah 900 mm dan tertinggi 3.500 mm.Penyebaran curah hujan relatif tinggi(2.500-3.500mm) meliputi bagian utara (lereng Gunung Batur) dan semakin rendah ke arah selatan wilayah. Curah hujan tertinggi terjadi bulan Desember –Maret dan terendah pada bulan Agustus. 2.3
Bakteri Coliform Bakteri Coliform adalah bakteri umum yang digunakan untuk indikator
kualitas sanitasi makanan dan air. Mereka didefinisikan berbentuk batang Gram negatif non- spora membentuk bakteri yang dapat memfermentasi laktosa dengan produksi asam dan gas ketika diinkubasi pada 35-37°C. Coliform dapat ditemukan dalam lingkungan air, tanah dan vegetasi, mereka secara universal hadir dalam
13
jumlah besar di kotoran hewan berdarah panas. Sementara coliform sendiri biasanya tidak menyebabkan penyakit serius, dan kehadiran mereka digunakan untuk menunjukkan bahwa ada organisme patogen yang berasal dari tinja. 1. Citrobacter Citrobacter adalah genus dari Gram-negatif, bakteri coliform ini termasuk dalam keluarga Enterobacteriaceae, mereka termasuk dalam kelompok patogen obligat, ini berarti mereka tidak dapat menyelesaikan siklus hidup mereka tanpa host lain. C. amalonaticus, C. koseri, dan C. freundii dapat menggunakan sitrat sebagai satu-satunya sumber karbon. Spesies Citrobacter dibedakan oleh kemampuan mereka untuk mengubah triptofan untuk indole, memfermentasi laktosa, dan penggunaan malonat. Citrobacter menunjukkan kemampuan untuk mengakumulasi uranium dengan membangun kompleks fosfat. Bakteri ini dapat ditemukan hampir di mana-mana di tanah, air, air limbah, dll. Mereka juga dapat ditemukan di manusia usus. Selain itu, isolat Citrobacter mungkin resisten terhadap banyak antibiotik lain sebagai hasil dari gen resistensi plasmid-encoded.
Sumber : http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Citrobacter_freundii.jpg Gambar 2.1 Citrobacter freundii
14
2. Enterobacter
Enterobacter termasuk dalam family Enterobactericeae yang merupakan kelompok gram negative berbentuk batang yang habitat umunya adalah di usus manusia dan hewan. Enterobacter satu family dengan E.coli, Klebsiella, Salmonella, Shigella, Proteus, dan sebagainya. Beberapa spesies dari Enterobacter yaitu Aerogenes Enterobacter, E. amnigenus, E. asburiae, E. cancerogenus, E. cloacae, E. cowanii, E. dissolvens, E. gergoviae, E. hormaechei, E. intermedius, E. kobei, E. nimipressuralis; E. pyrinus , E. sakazakii. Pada keadaan tertentu jika terjadi perubahan pada inang atau bila kesempatan memasuki tubuh yang lain, banyak diantara bakteri ini yang mampu menimbulkan penyakit. Enterobacter merupakan flora normal pada sistem pencernaan manusia dan hewan. Bakteri ini tidak akan menimbulkan penyakit jika tidak bergabung dengan jenis bakteri lain. Ini disebabkan bakteri Enterobacter bukan penyebab tunggal munculnya suatu penyakit. 3. Klebsiella Klebsiella merupakan bakteri Gram (-), berbentuk batang pendek, memiliki ukuran 0,5-1,5 x 1,2 µ. Bakteri ini memiliki kapsul, tetapi tidak membentuk spora. Klebsiella tidak mampu bergerak karena tidak memiliki flagel tetapi mampu memfermentasikan karbohidrat membentuk asam dan gas. Spesies klebsiella menunjukan pertumbuhan mucoid, kapsul polisakarida yang besar dan tidak motil. Mereka biasanya memberikan hasil tes yang positif untuk lisin dekarboksilase dan sitrat. Klebsiella memberikan reaksi VogesProskauer yang positif
15
Sifat Biakan atau Kultur dari Klebsiella sp tersebut pada media EMBA dan Mac Conkey koloni menjadi merah. Kemudian pada media padat tumbuh koloni mucoid (24 jam). Mudah dibiakan di media sederhana (bouillon agar) dengan koloni putih keabuan dan permukaan mengkilap. Klebsiella memiliki struktur antigen. Anggota dari genus Klebsiella biasanya mengungkapkan 2 jenis antigen pada permukaan sel mereka, yaitu:
Antigen O merupakan bagian terluar dinding sel lipopolisakarida dan terdiri dari unit berulang polisakarida. Beberapa polisakarida spesifik O mengandung gula unik. Antigen O tahan terhadap panas dan alkohol dan biasanya dideteksi dengan cara aglutinasi bakteri. Antibodi terhadap antigen O adalah IgM.
Antigen K merupakan bagian terluar dari antigen O pada beberapa, tetapi tidak pada enterobacteriaceae. Beberapa antigen K adalah polisakarida dan yang lainnya protein.
2.4 Escherichia coli (E.Coli) 2.4.1 Klasifikasi Escherichia coli Escherichia coli (E. coli) merupakan salah satu spesies bakteri Gram negatif. Bakteri ini hidup pada saluran pencernaan, atau dikenal dengan bakteri Enterobactericiae (Lanin, 2006). Bakteri Escherichia coli tergolong kedalam : Kingdom
: Monera
Phylum
: Fericutes
Ordo
: Enterobacteriales
Family
: Enterobactericiae
16
Genus
: Escherichia
Species
: Escherichia coli
Sumber : http://www.thefullwiki.org/Escherichia_coli
Gambar 2.2 Escherichia coli 2.4.2 Escherichia coli dan Sifat Pertumbuhannya Menurut Gupte (1996) Escherichia coli merupakan salah satu spesies genus Escherichia yang bersifat Gram negatif, fakultatif anaerob, tidak berspora, motil, berbentuk batang pendek (kokobasil) ukuran 0,4-0,7 µ x 1,4 µ. Secara normal hidup dalam saluran pencernaan hewan dan manusia. Escherichia coli tumbuh baik pada temperatur 37°C tetapi juga dapat tumbuh pada suhu 15°C45°C. Koloni berbentuk bulat cembung, permukaan licin dengan pinggiran rata dan dapat tumbuh subur pada biakan nutrient agar. Escherichia coli dapat dimusnahkan dengan pendinginan (suhu es) dalam waktu 120 menit. Koloni yang khas dari Escherichia coli biasanya memudahkan dalam pengenalan dengan
17
penampakan karakteristik pada media differensial seperti pada agar Eosin Methylen Blue (EMB) dan Mac. Conkey (Davis et al. 1986). Sedangkan menurut Jawetz et al. (1986) bakteri coli mempunyai ciri berbentuk batang, Gram negatif dan susunannya dapat membentuk rantai, dalam keadaan tidak cocok dapat membentuk filamen panjang. Pada Enterobacter aerogenes dan Klebsiella lebih sering ditemukan kapsul dibandingkan dengan E. coli. Sebagian strain Escherichia coli dan sebagian strain Enterobacter dapat bergerak sedangkan Klebsiella tidak dapat bergerak. Koloni yang khas dari strain E. coli patogen biasanya memudahkan dalam pengenalan dengan penampakan karakteristik pada differensial media, seperti pada McConkeys dan Eosin Methilen Blue Agar (EMBA) dimana pada pembiakan ulang strain tersebut menjadi kasar dan bergranular (Davis et al., 1986). Bakteri Escherichia coli merupakan flora normal di dalam saluran hewan dan manusia. Sebanyak 109 organisme Escherichia coli mungkin dikeluarkan per gram feses. Escherichia coli biasanya dinggap sebagai organisme yang tidak berbahaya tetapi dalam keadaan tertentu Escherichia coli menjadi patogen (Boyd dan Marr, 1980). Ada beberapa spesies bakteri Gram negatif ini yang bersifat patogen, yang berarti mereka berbahaya bagi organisme inang. Sifat patogen ini umumnya berkaitan dengan komponen tertentu pada dinding sel Gram negatif, terutama lapisan lipopolisakarida atau endotoksin (Henri, 2007). Escherichia coli tumbuh baik pada hampir semua media yang biasa dipakai di Laboratorium Mikrobiologi; pada media yang dipergunakan untuk isolosi kuman enterik, sebagian besar strain Escherichia coli bersifat
18
mikroaerofilik. Berapa strain bila ditanam pada agar darah menunjukkan hemolisis
tipe
beta.
Selama
masa
pertumbuhannya
Escherichia
coli
memperbanyak diri dengan mengadakan pembelahan setiap 15-20 menit sekali. Pada medium broth dengan suhu 37°C lama waktu pembelahan Escherichia coli adalah 17 menit, sedangkan pada medium suhu dengan 37°C lama waktu pembelahannya adalah 12,5 menit. Escherichia coli dapat hidup di dalam lingkungan atau suasana yang bersifat asam atau basa dari pH 4,5-9,5 pada suhu ruangan atau di atas suhu tubuh. Pada pertumbuhannya Escherichia coli menghasilkan bau busuk dari penguraian protein, ketengikan dari penguraian lemak dan pembentukkan gas (Anonimous, 1994). 2.4.3 Antigen Escherichia coli Strain
Escherichia
coli
dapat
diklasifikasikan
berdasarkan
sifat
antigeniknya. Ada empat jenis antigen yang diketahui terdapat ada strain Escherichia coli yaitu antigen lipopolisakarida (antigen O), antigen kapsular (antigen K), protein flagellar (antigen H) dan protein fimbrial (antigen F) (Schaecher, 1992). Levin
(1987)
menyebabkan
diare
menyatakan yaitu
bahwa
strain
Enteroinvasive
Escherichia
Escherichia
coli
coli
yang
(EIEC),
Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC), Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) dan Enterohemoraghic Escherichia coli (EHEC). Dari keempat strain tersebut, strain EPEC dan ETEC lebih sering menimbulkan infeksi pada manusia dan hewan.
19
Beberapa strain Escherichia coli berhubungan dengan sejumlah gejala penyakit yang terjadi pada manusia dan hewan. Penyakit tersebut antara lain infeksi fatal seperti cystitis, pyelitis, appendicitis, peritonitis, infeksi gallbladder, septicemia, meningitis dan endocarditis (Finegold dan Martin, 1982) dan (Kumar dan Clarck, 1994). 2.4.4 Patogenitas Bakteri biasanya menyebabkan penyakit pada saluran gastrointestinal dengan melalui salah satu dari dua mekanisme yaitu kolonisasi dan pertumbuhan dalam saluran gastrointestinal, dimana mikroorganisme dapat menginvasi jaringan induk semang atau mensekresi endotoksin. Selanjutnya bakteri menyebabkan penyakit melalui mekanisme intoksikasi (Shulman et al. 1992). Bakteri Escherichia coli dapat menimbulkan gangguan kesehatan jika masuk ke saluran pencernaan baik melalui minuman maupun makanan. Gangguan kesehatan tersebut, bisa berupa tifus, kolera, hepatitis, diare (Salvino, 2004). Escherichia coli mempunyai daya invasif mengakibatkan perubahan pada sel melalui pelepasan komponen faktor virulen. Organisme gram negatif seperti Escherichia coli melepaskan endotoksin yang merupakan komponen polisakarida dari dinding selnya ketika sel bakteri mati atau lisis (Parry, 1989). Salah satu faktor yang mempengaruhi sifat patogenik Escherichia coli adalah kemampuan untuk melakukan adesi pada sel-sel hewan dan manusia. Terdiri dari beberapa tipe antigenik. Antigen fimbrial tersebut dapat digunakan untuk mendeteksi terjadinya infeksi oleh ETEC karena lebih umum terdapat pada ETEC daripada non-ETEC.
20
Gupte (1996) membedakan strain Escherichia coli secara serologis yaitu berdasarkan
antigen
somatik
(O)
yang
terdiri
dari
polisakarida
dan
lipopolisakarida, antigen kapsular (K) merupakan antigen kapsular yang terdiri dari polisakarida dan protein, dan antigen flagel (H) merupakan antigen flagella yang hanya terdiri dari protein serta antigen fibrin (F) yaitu fibrin yang bersifat termolabil.
