KOLEKSI MIKROBA INDONESIA DI LABORATORIUM MIKROBIOLOGI HUTAN PUSAT KONSERVASI DAN REHABILITASI (Puskonser) BOGOR
MUHAMMAD REZKI RASYAK
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
KOLEKSI MIKROBA INDONESIA DI LABORATORIUM MIKROBIOLOGI HUTAN PUSAT KONSERVASI DAN REHABILITASI (Puskonser) BOGOR
MUHAMMAD REZKI RASYAK
Laporan Praktek Lapang sebagai pertanggungjawaban penulis yang telah melaksanakan kegiatan praktek lapang pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
Judul Laporan Praktek Lapang : Koleksi Mikroba Indonesia Di Laboratorium Mikrobiologi Hutan Pusat Konservasi dan Rehabilitasi (Puskonser) Bogor Nama : Muhammad Rezki Rasyak NIM : G34120111
Disetujui oleh
Dr dr Sri Budiarti Pembimbing I
Dr Erdy Santoso, MS Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi Ketua Departemen
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkah rahmat, dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan praktek lapang. Penulisan laporan ini dimaksudkan sebagai pertanggungjawaban penulis yang telah melaksanakan kegiatan praktek lapang. Praktek lapang dilaksanakan pada tanggal 24 Juni 2015 hingga 5 Agustus 2015 dengan judul Bogor. Kegiatan praktek lapang ini telah memberikan banyak pengalaman berharga kepada penulis. Oleh karena itu, penulis ingin menucapankan terima kasih kepada: 1. Dr.dr Sri Budiarti selaku pembimbing I yang telah bersedia mencurahkan waktunya memberikan bimbingan dalam penyelesaian laporan praktek lapang ini. 2. Ibu Dr.Erdy Santoso MS. pembimbing II (pembimbing lapang) yang telah memberikan bimbingan selama di lapang, bantuan dan ilmu serta pengalaman yang diberikan kepada penulis dalam melaksanakan praktek lapang. 3. Pak Arianto, Pak Najmulah , Pak Sugeng,Pak Yani,Kak Herni,Kak Sira dan Kak Sarah yang telah banyak membantu di lapang. Akhirnya penulis mengharapkan laporan praktek lapang ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang memerlukannya dan menyumbangkan sesuatu bagi kebaikan di dalam penerapannya di lapang. Laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak.
Bogor, Agustus 2015 Muhammad Rezki Rasyak
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Praktek Lapang
1
Waktu dan Tempat
1
Metode Praktek Lapang
1
TINJAUAN PUSTAKA
2
KEADAAN UMUM
3
Sejarah Mikrobiologi Hutan
5
Struktur Organisasi
7
Visi dan Misi
7
Fasilitas Bagian Mikrobiologi Hutan
8
Publikasi
8
Kerjasama
8
Produk Unggulan
9
KEGIATAN PRAKTEK LAPANG
10
Penyiapan Medium
10
Killing Microbes
11
Sterilisasi Cawan Petri
12
Subkultur Mikroba
12
Isolasi Mikroba
12
Manfaat Mikroba Hasil Isolasi
19
SIMPULAN DAN SARAN
22
Simpulan
22
Saran
22
DAFTAR PUSTAKA
23
LAMPIRAN
25
DAFTAR TABEL 1 Hasil Kultur Mikroba Pada Medium PDA dan Antibiotik Kloramfenikol dan Sikloheksamin 2 Hasil Pengamatan Mikroba dengan menggunakan Mikroskop cahaya (Opty lab) 3 Ukuran dan Komposisi Sel khamir (yeast) 4 Manfaat Sel khamir (Yeast) dalam Industri Pangan 5 Manfaat Sel khamir (Yeast) dalam Industri NonPangan
15 16 18 21 21
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5
Pembuatan Media di dalam Laminar Killing microbes cawan petri dalam air mendidih Pembagian Fraksi Struktur tanahi Sampel Tanah Gn Papandayan dan Gn Darajat NaCl fisiologis untuk isolasi sampel tanah
10 11 13 14 14
DAFTAR LAMPIRAN 1 Bagan Organisasi kerja Pusat Konservasi dan Rehabilitasi 2 Bagan Organisasi kerja Bagian Mikrobiologi Hutan 3 Langkah kerja Isolasi dan kultur mikroba
25 26 27
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia merupakan negara dengan tipe hutan yang bervariasi. Hutan Indonesia kaya akan flora, fauna maupun mikroorganisme yang tidak terlihat langsung secara kasat mata. Oleh karena itu Indonesia dikenal sebagai negara ”mega biodiversity” ketiga setelah Brazil dan Zaire. Keanekaragaman yang tinggi ini didukung oleh wilayah yang luas dengan pulau-pulau yang berjajar dan didukung oleh lingkungan tropis. Indonesia memiliki sekitar 17.508 pulau, dengan panjang pantai sekitar 81.000 km. Setiap pulau masing-masing mempunyai ciri khas tersendiri dan memiliki potensi sumberdaya yang sangat produktif. Indonesia diperkirakan memiliki 90 tipe ekosistem, baik yang terdapat di daratan maupun perairan. Indonesia memiliki 15 formasi hutan alam yang tersebar dari ujung barat di Sabang sampai ujung timur di Merauke yang merupakan habitat utama spesies tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme. Kelimpahan Mikroorganisme Indonesia yang belum sepenuhnya tergali merupakan tantangan sekaligus anugerah yang harus senantiasa digali setiap detail potensinya. Koleksi, identifikasi dan karakterisasi mikrorganisme merupakan hal yang penting, karena kekhawatiran mikroba yang dapat hilang atau punah akibat bencana alam, perambahan berlebihan oleh manusia maupun dicuri para peneliti asing. Tujuan Praktek Lapang Kegiatan praktek lapangan ini bertujuan mengetahui peran Laboratorium Mikrobiologi Hutan dalam koleksi mikroba hutan Indonesia. Waktu dan Tempat Praktek Lapang Pelaksanaan praktek lapangan dilakukan selama lima minggu yang dimulai pada tanggal 24 Juni – 5 Agustus 2015 (dengan beberapa hari jeda), pada pukul 08.00 – 16.00 WIB, di hari Senin - Jumat. Kegiatan praktek lapangan ini bertempat di Puslitbang Konservasi dan Rehabilitasi Laboratorium Mikrobiologi Hutan. Metode Praktek Lapang Praktek lapangan dilakukan dengan metode praktek langsung, mengamati, dan wawancara langsung dengan pihak pegawai serta staf bagian Mikrobiologi Hutan. Praktek langsung dilakukan dengan mengikuti kegiatan yang ada di Puslitbang Konservasi dan Rehabilitasi Bagian Pusat Mikroba Hutan Tropika dari awal isolasi sampel hingga hasil akhir berupa metode atau publikasi.
2
TINJAUAN PUSTAKA Tanah Tanah merupakan lapisan di permukan kulit bumi. Tanah tersusun dari bahan-bahan mineral hasil dari pelapukan batuan dan bahan-bahan organik. Hasil pelapukan sisa-sisa tumbuhan dan hewan berubah menjadi medium atau tempat tumbuhnya tanaman, dengan sifat-sifat spesifik akibat dari pengaruh kombinasi faktor-faktor iklim, bahan induk, jasad hidup, bentuk wilayah dan lama waktu pembentukan. Tanah adalah tempat tinggal dan tempat hidup berbagai organisme baik manusia, hewan, tumbuhan maupun mikroorganisme (Yulipriyanto 2010). Tanah mengandung bermacam bahan organik. Bahan organik tanah adalah semua jenis senyawa organik yang terdapat di dalam tanah, termasuk serasah, fraksi bahan organik ringan, biomassa mikroorganisme, bahan organik terlarut di dalam air, dan bahan organik stabil atau humus. Bahan organik memiliki peran penting dalam menentukan kemampuan tanah untuk mendukung tanaman, sehingga jika kadar bahan organik tanah menurun, kemampuan tanah dalam mendukung produktivitas tanaman juga menurun (Foth 1994). Tanah Sehat Tanah sehat menggambarkan kualitas komponen dari tanah secara historis. Kualitas yang dimaksud adalah status tanah yang terkait dengan produktivitas pertanian atau kesuburan tanah (Singer et al. 2000). Sejak tahun 1990-an, diusulkan bahwa kualitas tanah tidak terbatas pada tanah produktif tetapi diperluas mencakup interaksi dengan lingkungan sekitarnya, termasuk implikasinya bagi manusia dan kesehatan hewan. Pada pertengahan 1990-an kesehatan tanah telah diperkenalkan, misalnya program untuk menilai dan memantau kesehatan tanah di Kanada menggunakan kualitas persyaratan dan kesehatan untuk menggambarkan kemampuan tanah mendukung pertumbuhan tanaman tanpa memicu kerusakan atau merusak lingkungan (Acton & Gregorich 1995). Perluasan definisi kesehatan tanah berlanjut mencakup atribut ekologi tanah. Atribut-atribut ini terutama terkait dengan keanekaragaman hayati, struktur jaring makanan, dan langkah-langkah fungsional (Pankhurst et al. 1997). Pada tahun (1999) Doran & Stamatiadis mengusulkan definisi yang terkait kesehatan tanah yaitu kapasitas tanah yang berkesinambungan dan berfungsi sebagai sistem hidup yang vital dalam batas-batas ekosistem dan penggunaan lahan untuk mempertahankan produktivitas biologis, meningkatkan kualitas lingkungan udara dan air, serta memelihara kesuburan tanaman, hewan juga kesehatan manusia. Kesehatan tanah utamanya berfokus pada kapasitas tanah secara terus-menerus untuk mempertahankan pertumbuhan tanaman dan mempertahankan fungsinya untuk berbagai macam tujuan (Pankhurst et al. 1997).
3 Mikrob Penentu Kesehatan Tanah Tanah dihuni oleh bermacam-macam mikroorganisme. Mikroorganisme tanah seperti Bakteri dan Fungi sangat mempengaruhi kesuburan tanah, oleh karena itu mikroorganisme merupakan salah satu aspek penting yang berperan dalam pembentukan suatu ekosistem karena mempengaruhi kesuburan tanah. Mikroorganisme tanah juga bertanggungjawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara, sehingga mikroorganisme mempunyai pengaruh besar terhadap sifat kimia dan sifat fisik tanah (Anas 1989). Kemampuan tanah untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman dipicu oleh keberadaan dan keseimbangan banyak elemen seperti Fosfor, Kalsium, Sulfur, dan Natrium. Bakteri yang terdapat di dalam tanah bermanfaat untuk menghancurkan dan mendaur ulang elemen-elemen ini (Antaya dan Callahn 1997). Jumlah Bakteri yang ada di dalam tanah dipengaruhi oleh berbagai kondisi yang mempengaruhi Bakteri tersebut. Kondisi yang mempengaruhi keberadaan Bakteri adalah temperatur, kelembapan, aerasi dan sumber energi. Secara umum populasi yang terbesar terdapat di horison permukaan. Mikroorganisme tanah lebih banyak ditemukan pada permukaan tanah karena ketersediaan bahan organik yang lebih melimpah (Alexander 1977). Bakteri Bakteri merupakan domain dari makhluk hidup yang tidak memiliki membran inti (prokariota). Bakteri dahulu terbagi menjadi Bacteria dan Archaebacteria, namun sekarang Archaebacteria memiliki domain sendiri yang disebut Archaea. Bakteri memiliki ciri-ciri antara lain tidak memiliki membran inti, tidak memiliki organel bermembran, memiliki dinding sel mengandung peptidoglikan, dan materi asam nukleatnya berupa plasmid (Postlethwait & Hopson 2006). Bakteri adalah mikroorganisme bersel tunggal yang tidak terlihat oleh mata secara langsung. Bakteri hanya dapat terlihat dengan bantuan mikroskop. Terdapat beribu jenis bakteri yang telah diketahui yang kemudian diklasifikasikan berdasarkan bentuknya yaitu: 1) Bentuk bulat atau cocci (tunggal = coccus), 2) Bentuk batang atau bacilli (tunggal = bacillus), 3) Bentuk spiral atau spirilli (tunggal = spirillum) dan 4) Bentuk koma atau vibrios (tunggal = vibrio). Sel-sel ini dapat dijumpai dalam keadaan tunggal, berpasangan, tetrad, kelompok kecil, gerombolan maupun rantai (Buckle 2009). Jika digolongkan berdasarkan suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dibedakan menjadi tiga golongan, antara lain : 1) Mikroba Psikrophilic, dapat tumbuh pada suhu antara 0 0C sampai 30 0C, dengan suhu optimum 15 0C. Kebanyakan mikroba ini tumbuh ditempat-tempat dingin, baik di daratan ataupun di lautan. 2) Mikroba Mesophilic, mempunyai suhu optimum antara 25 0C - 37 0C, dengan suhu minimum 15 0C dan suhu maksimum antara 45 0C - 55 0C. Jasad ini banyak tumbuh dalam saluran pencernaan , tanah dan perairan. 3) Mikroba Thermophilic, dengan suhu pertumbuhan antara 40 0C -75 0C dengan suhu optimum 55 0C - 60 0C. Pada jasad termofil dikenal pula Stenothermophilic ( termofil obligat), yaitu mikroba yang dapat tumbuh baik pada suhu 60 0C tetapi
4 tidak dapat tumbuh pada suhu 30 0C dan Eurithermopilic (termofil fakultatif) yaitu yang mampu tumbuh dibawah 30 0C (Hidayat 2006). Bakteri adalah mikroorganisme yang paling dominan di dalam tanah bila dibandingkan dengan mikroorganisme lain seperti Fungi dan Protozoa. Bakteri dapat hidup pada seluruh lapisan tanah dan pada kondisi tanah yang berbeda (Widawati et al. 2005). Bakteri yang hidup di dalam tanah memegang peranan penting dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman, sehubungan dengan kemampuannya dalam mengikat N2 dari udara dan mengubah Amonium menjadi Nitrat. Bakteri yang termasuk dalam dalam golongan ini adalah bakteri yang berbentuk batang (bacil), yang mampu membentuk spora dan yang tidak membentuk spora. Spora pada bakteri bukan alat untuk berkembang biak melainkan alat untuk mempertahankan diri dari lingkungan yang tidak menyenangkan. Selain bakteri bacil, terdapat pula bakteri coccus, vibrios, dan spirilla. Jenis Bakteri Clostridium pasteuranum adalah Bakteri yang dapat memfiksasi/mengikat Nitrogen dalam keadaan Anaerob. Bakteri Azotobakter chrococcum yaitu bakteri yang dapat mengikat Nitrogen dalam keadaan Aerob. Bakteri lain yang aktivitasnya berhubungan dengan nitrogen adalah Bakteri Nitrobacter yaitu Bakteri yang dapat mengubah Amonium menjadi Nitrat. Bakteri Radicicolas yaitu Bakteri yang dapat bersimbiosis dengan Leguminosa. Bakteribakteri sangat beragam dalam ukuran, bentuk dan keperluan oksigen (Aerob dan Anaerob), penggunaan energi (Autotrof dan Heterotrof), hubungan pada tanaman dan binatang (Saprofit dan Parasit) (Sutedjo 1996). Khamir Khamir merupakan fungi uniseluler dengan bentuk seperti bola, oval atau silindris dengan ukuran diameter bervariasi.Rrata-rata ukurannya berkisar antara 3-5 µm. Kebanyakan dari sel khamir termasuk dalam divisi Ascomycotina. Bentuk dan ukuran sel khamir lebih besar jika dibandingkan dengan ukuran bakteri. Jika dibandingkan dengan mikrrorganime yang lain, misalnya bakteri,khamir (Yeast) mempunyai ukuran sel yang lebih besar dan morfologi yang berbeda. Sedangkan jika dibandingkan dengan protozoa, Yeast mempunyai dinding sel yang lebih kuat serta tidak melakukan fotosintesis apabila dibandingkan dengan ganggang (Algae) (Balia 2004). Kapang Kapang merupakan fungi multiseluler. Jika dilihat dalam kelompok Fungi, Kapang digolongkan ke dalam Fungi dengan ciri khas memiliki filamen (miselium). Kapang merupakan mikroba yang penting dalam produksi pangan, karena beberapa jenis kapang dapat berperan dalam industri pangan. Selain itu Kapang juga menyebabkan kerusakan pada pangan. Kapang secara umum nampak seperti kapas, pertumbuhannya mula-mula berwarna putih namun jika spora telah timbul akan terbentuk berbagai jenis warna tergantung jenis Kapang.
5 Gaharu Gaharu mulai dikenal masyarakat Indonesia pada sekitar tahun 1200an. Bukti dikenalnya Gaharu ditunjukan oleh sejarah perdagangan dalam bentuk tukar menukar (barter) antara masyarakat Sumatera Selatan dan Kalimantan Barat dengan para pedagang dari daratan China, Kwang Tung. Gaharu merupakan salah satu komponen hasil interaksi antara Fungi pembentuk Gaharu dengan pohon penghasil Gaharu. Masyarakat memperoleh Gaharu sebagai hasil pungut dari hutan alam dengan memanfaatkan pohon-pohon yang telah mati alami yang berbentuk gumpalan, serpihan serta bubukan yang merupakan limbah proses pembersihan. Gaharu merupakan salah satu komoditi Hasil Hutan Bukan Kayu (HHBK). Gaharu semula memiliki nilai guna yang terbatas hanya untuk mengharumkan tubuh, ruangan dan kelengkapan upacara ritual keagamaan masyarakat Hindu dan Islam. Sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi industri kimia dan farmasi serta didukung berkembangnya paradigma dunia kedokteran dan pengobatan untuk kembali memanfaatkan bahan tumbuhan alami (back to nature), produk gaharu selain dibutuhkan sebagai bahan industri parfum dan kosmetika, juga banyak dibutuhkan sebagai bahan obat herbal, untuk pengobatan stress, asma, Rheumatik, radang ginjal dan lambung, bahan antibiotik TBC, serta tumor dan kanker. Indonesia merupakan negara produsen Gaharu terbesar di dunia. Hingga akhir tahun 1990 Indonesia mampu menghasilkan lebih dari 600 ton per tahun. Sejak tahun 2000 produksi terus menurun, dengan kuota sekitar 300 ton per tahun hanya mampu terpenuhi antara 10 - 15 %, bahkan sejak tahun 2004 dengan kuota 50 – 150 ton per tahun, tidak tercatat adanya data ekspor Gaharu dari Indonesia. Berkembangnya nilai guna Gaharu, mendorong minat negara-negara industri untuk memperoleh Gaharu dengan harga jual yang semakin meningkat. Tingginya harga jual mendorong upaya masyarakat merubah pola produksi, semula hanya memanfaatkan dan atau memungut dari pohon produksi yang telah mati alami, kini dilakukan dengan cara menebang pohon hidup dan mencacah bagian batang untuk memperoleh bagian kayu yang telah bergaharu (Sumarna 2012).
KEADAAN UMUM Sejarah Mikrobiologi Hutan Sejak tahun 1892 Kegiatan penelitian hutan telah dirintis oleh Pemerintah Belanda. Tahun 1909 Usaha ini diperbaiki oleh tokoh-tokon ilmuwan yang juga didukung oleh Asosiasi Profesional Kehutanan di Hindia Belanda (Vhabinoi). Penelitian kehutanan berkembang pesat hingga dibentuk Balai Penyelidikan Kehutanan (Proefstation voor het Boswezen), berkedudukan di Jl. Sawojajar Bogor dan pada tahun 1930 dialihkan ke Jl. Gunung Batu No. 5 Bogor, hingga sekarang. Selanjutnya Tahun 1942 ( masa pendudukan sekutu), terdapat dua Balai, yaitu Balai Penyelidikan Kehutanan Republik Indonesia (bertempat di Solo) dan Balai Penyelidikan Kehutanan yang dikelola Sekutu (bertempat di Bogor).
6 Tahun 1950 kemudian terjadi Penyerahan Kedaulatan, kedua balai digabung menjadi Balai Penyelidikan Kehutanan Bogor. Perubahan nama secara resmi terjadi tahun 1956 menjadi Balai Besar Penyelidikan Kehutanan berdasarkan (SK. Menteri Pertanian No.86/Um/56 tanggal 20 Juli 1956). Setahun kemudian mengalamai Perubahan nama menjadi Lembaga Pusat Penyelidikan Kehutanan yang terdiri dari Lembaga Penyelidikan Kehutanan (Cikal bakal Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam). Lembaga Penyelidikan Hasil Hutan (Cikal bakal Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan). Berdasarkan Keputusan Menteri Pertanian No.256/Kpts/Op/68 tanggal 8 Oktober 1968 kemudian dibentuk Lembaga Persuteraan Alam pada tahun 1969. Kemudian Pada tahun 1971 Perubahan nama untuk yang ketiga kalinya menjadi Lembaga Penelitian Hutan (LPH), sedangkan Lembaga Persuteraan Alam ditetapkan sebagai bagian dari LPH. Perkembangan terus berlanjut hingga tahun 1980 kemudian mengalami Perubahan nama menjadi Balai Penelitian Hutan (BPH) (Kpts Menteri Pertanian No.861 tahun 1980). Pada tahun 1983 Pembentukan Departemen Kehutanan berdasarkan keputusan presiden (Keppres No.45/M/83), dan nama lembaga berubah menjadi Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan (Keppres No.24 tahun 1983). Pada kurun waktu 1983 2000 banyak terjadi perubahan Susunan Organisasi dan Tata Kerja, diantaranya perubahan nama departemen menjadi Departemen Kehutanan dan Perkebunan. Memasuki tahun 2001 kemudian terjadi Perubahan nama menjadi Pusat Penelitian Hutan dan Konservasi Alam (Keputusan Menteri Kehutanan No.123/Kpts-II/2001 tanggal 4 April 2001). Kedudukan pusat penelitian ditetapkan tahun 2005 berdasarkan Peraturan Menteri Kehutanan No. P.13/Menhut-II/2005 tanggal 6 Mei 2005, Struktur Organisasi Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam. Penetapan kedudukan selanjutnya Tahun 2006 berdasarkan Peraturan Menteri Kehutanan No. P. 71/Menhut-II/2006 tanggal 7 Nopember 2006, Perubahan Atas Peraturan Menteri Kehutanan Nomor P. 13/MenhutII/2005 Tentang Organisasi Dan Tata Kerja Departemen Kehutana. Selanjutnya tahun 2010 Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam diubah kembali menjadi Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi berdasarkan Peraturan Menteri Kehutanan No. P.40/Menhut-II/2010 tanggal 25 Agustus 2010 tentang Organisasi dan Tata Kerja Kementerian Kehutanan. Bagian Mikrobiologi hutan berkembang seiring perkembangan dan pergantian nama pusat penelitian, Bagian ini berkembang karena kesadaran akan kelimpahan kekayaan biodiversitas organisme hutan di Indonesia. Hutan hujan tropis di Indonesia memiliki sumber kekayaan hayati yang sangat berlimpah, mulai dari fungi, bakteri, mikroba, dan organisme lainnya, hingga tanamantanaman langka maupun tanaman yang berpotensi untuk obat. Persoalan utama yang dihadapi adalah bencana alam yang bisa mengancam kekayaan hayati yang ada di dalam hutan tersebut. Ancaman kebakaran hutan, degradasi hutan, maupun pencurian sumber hayati harus segera diperangi. Hal itu yang menjadi dasar pemikiran Pustitbang Konservasi dan Rehabilitasi Kementerian Kehutanan. Bagaimana menyetamatkan kekayaan yang terkandung di dalam hutan hujan tropis Indonesia.Tim Peneliti di Puslitbang Konservasi dan Rehabilitasi Kementerian Kehutanan mulai merancang riset
7 pengumpulan data kekayaan isi hutan sejak 1995. Saat itu Puslitbang Konservasi dan Rehabilitasi masih belum ada. Dahulu bagian ini dinamai laboratorium mikrobiologi hutan. Kemudian berkembang menjadi Pusat Mikroba Hutan Tropika pada tahun 2008. Lembaga ini kemudian menjadi penampung peneliti yang memiliki minat yang sama yaitu mendata mikroorganisme dan mikroba hutan karena khawatir bisa hilang atau punah akibat bencana alam, perambahan ataupun dicuri para peneliti asing.
Struktur dan Organisasi Ketenagakerjaan Organisasi kerja Pusat Konservasi dan Rehabilitasi hingga ke bagian Mikrobiologi Hutanan (Tropical Forest Microbes) memiliki struktur organisasi dan ketenagakerjaan yang dijadikan dasar setiap aktivitas kerja dengan tujuan agar uraian tugas, perintah, wewenang, dan tanggungjawab masing-masing tenaga kerja atau karyawan di setiap unit kerja menjadi lebih jelas dan terarah. Bagan Organisasi kerja Pusat Konservasi dan Rehabilitasi serta Bagian Mikrobiologi hutan dapat dilihat pada lampiran 1 hingga lampiran 2.
Visi dan Misi Pusat Konservasi dan Rehabilitasi Sebagai salah satu lembaga litbang yang berada di bawah Badan Litbang Kehutanan, PUSKONSER membangun visi masa depannya sejalan dengan visi Badan Litbang Kehutanan yakni ”Menjadi lembaga penyedia IPTEK Kehutanan yang terkemuka dalam mendukung terwujudnya pengelolaan hutan lestari untuk kesejahteraan masyarakat yang berkeadilan”. Visi tersebut dikembangkan dari identifikasi yang jelas atas tugas pokok dan fungsi organisasi dan analisis terhadap berbagai faktor lingkungan yang berpengaruh serta dengan berpijak pada penilaian mengenai kekuatan dan kelemahan internal organisasi. Berdasarkan pertimbangan tersebut, ditetapkan visi PUSKONSER untuk kurun waktu 2010-2014 yaitu : “Menjadi lembaga penyedia IPTEK bidang konservasi dan rehabilitasi sumberdaya alam yang terpercaya untuk kepentingan kelestarian hutan dan kesejahteraan masyarakat.” Visi di atas mengandung maksud bahwa PUSKONSER bertekad untuk menjadi lembaga penyedia iptek yang mendapatkan kepercayaan publik sebagai lembaga yang kredibel dan mampu menjawab kebutuhan dan tantangan pembangunan kehutanan bidang konservasi dan rehabilitasi sumber daya alam. Hal ini berimplikasi pada dua hal pokok yaitu: ke dalam, PUSKONSER harus mampu meningkatkan dan mengembangkan kapasitas sumberdaya yang dimiliki, dan keluar PUSKONSER harus memiliki kemampuan mengemas dan mendesiminasikan teknologi yang dihasilkan. Dengan memahami maksud dan implikasi ditetapkannya visi seperti di atas, maka ada 3 (tiga) misi utama PUSKONSER untuk dapat mencapai tujuan penyelenggaraan penelitian dan pengembangan yang diinginkan yaitu :
8 1. Menyelenggarakan kegiatan penelitian dan pengembangan dalam rangka memperoleh IPTEK tepat guna di bidang konservasi dan rehabilitasi sumberdaya alam. 2. Meningkatkan dan mengembangkan kapasitas riset bidang konservasi dan rehablitasi sumberdaya alam. 3. Meningkatkan dan mengembangkan kapasitas SDM, kelembagaan, dan sarana prasarana.
Fasilitas Bagian Mikrobiologi Hutan Fasilitas yang terdapat di bagian Mikrobiologi hutan berupa dua gedung Laboratorium lengkap dan ruangan-ruangan. Ruangan-ruangan tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda. Satu ruangan digunakan sebagai gudang penyimpanan sampel. Satu ruangan khusus untuk penelitian genetika dan molekuler dan sebuah gedung Laboratorium berisi peralatan lengkap Laboratorium seperti PCR, Autoklaf, Oven, Stearer, juga peralatan kecil seperti Cawan petri, Tabung reaksi juga bahan-bahan Laboratorium. Gudang beku tempat penyimpanan sampel terbagi menjadi 2 tempat yaitu pada Laboratorium satu dan Laboratorium dua Mikrobiologi Hutan, kesemuanya sampel disimpan dalam pendingin khusus Refrigerator (kulkas) juga pengawet Nitrogen. Ruangan kantor digunakan untuk menjalankan fungsi para staf unit kerja, gedung yang menjadi tempat ruang-ruang kerja juga merupakan gedung Laboratorium 1 mikrobiologi hutan . Ruangan produksi untuk penghasil isolat terletak di Laboratorium 2 Mikrobiologi Hutan . Proses produksi mulai dari pembuatan Isolat dari hasil sampling, sampai identifikasi dan penulisan buku maupun jurnal ilmiah untuk bagian Mikrobiologi, khusus untuk bagian Mikologi dihasilkan Isolat, Isolat ini merupakan hasil produksi dan akan dijual bagi lembaga yang memerlukan. Publikasi Publikasi yang diterbitkan oleh Pusat Konservasi dan Rehabilitasi antara lain berupa buku Pengembangan Teknologi Produksi Gaharu, Jurnal Penelitian Hutan dan Konservasi Alam dan Indonesian Forest Rehabilitation Journal. Kerjasama dan Pelayanan Jasa Penelitian A. Kerjasama Dalam Negeri Kerjasama pelatihan teknik inokulasi Fungi pembentuk Gaharu dengan Dinas kehutanan Provinsi Kalimantan Selatan, Dinas Kehutanan Kab. Tanjung Jabung, Dinas Kehutanan Kab. Balangan, Dinas Kehutanan Kab. Banjarnegara. Kerjasama pelatihan ini diharapkan mampu meningkatkan pengetahuan dan sekaligus keterampilan teknik Inokulasi tanaman penghasil Gaharu kepada para peserta. B. Kerjasama Luar Negeri 1. Promoting conservation of plant genetic resources of Aquilaria and Gyrinops species in Indonesia. Lembaga donor International Tropical
9 Timber Organization (ITTO). Lingkup kegiatan meliputi: kajian eksplorasi terhadap status taksnomi dan populasi jenis-jenis Aquilaria dan Gyrinops, melakukan tinjauan terhadap konservasi in-situ dan ekssitu jenis Aquilaria dan Gyrinops, dan pembangunan awal kebun konservasi jenis Aquilaria dan Gyrinops. Beberapa kegiatan yang sudah dilakukan antara lain Pertemuan awal persiapan kegiatan, identifikasi lokasi pengambilan bibit/benih Gaharu, ekplorasi dan pengambilan materi genetik berupa anakan dan benih serta herbarium tanaman penghasil Gaharu di Kalimantan Barat, Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat, Kalimantan Timur, Lampung, Jambi, Kepulauan Riau, Maluku, pembuatan persemaian tanaman penghasil gaharu, survei peninjauan calon lokasi kebun konservasi tanaman penghasil Gaharu, pembangunan plot konservasi ex-situ tanaman penghasil Gaharu di HP. Dramaga. 2. Removing Barriers to Invasive Species Management in Protection and Production Forest in Asian (UNEP-GEF). Tujuan kegiatan untuk meningkatkan kapasitas di empat negara (Indonesia, Vietnam, Kambodja, dan Philippina) untuk mengelola IAS dalam rangka konservasi keanekaragaman genetika, jenis dan ekosistem di Asia Tenggara melalui penguatan kebijakan/peraturan yang sudah ada dan mendorong adanya kerjasama regional dengan menggunakan pendekatan multi-sektoral. Produk Unggulan Produk unggulan Bagian Mikrobiologi Hutan antara lain: 1. Mikoriza, Fungi kelompok Mikoriza merupakan salah satu produk mikroba simbiotik yang mampu memacu pertumbuhan banyak jenis tanaman hutan dan pertanian. Sampai saat ini Puslitbang Hutan dan Konservasi Alam telah berhasil mem-produksi Endomikoriza dan Ektomikoriza. Aplikasi Mikoriza merupakan salah satu alternatif teknologi yang dapat diterapkan dalam rangka rehabilitasi lahan. Pemanfaatan Fungi Mikoriza dapat dilakukan pada pembibitan vegetatif dan generatif. 2. Isolat Fungi Pemacu Aktivitas Gaharu dan Metode Penginfeksian mikroba ke pohon Gaharu. Gaharu merupakan salah satu komoditas hasil hutan bukan kayu yang mempunyai peranan penting dalam peningkatan pendapatan masyarakat dan devisa negara. Gaharu adalah produk resin wangi dari reaksi metabolisme sekunder pohon penghasil gaharu yang disebabkan oleh induksi fungi. Gubal gaharu berwarna coklat kehitaman, keras dan berbau harum ketika dibakar. Gaharu telah lama dimanfaatkan oleh masyarakat lokal, baik sebagai bahan pewangi atau untuk ritual keagamaan, parfum, hio, balsam dan obat-obatan serta sebagian lagi untuk diekspor
10
KEGIATAN PRAKTEK LAPANG Penyiapan Medium Media kultur bakteri dan fungi adalah suatu bahan atau material yang komposisisinya terdiri atas campuran nutrisi maupun zat – zat hara (nutrisi) yang digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme diatas atau di dalam. Selain untuk menumbuhkan bakteri, media kultur mikroba juga dapat dipergunakan untuk isolasi, perbanyakan, pengujian sifat-sifat fisiologis, dan perhitungan jumlah mikroorganisme (Sumarsih 2003). Media yang disiapkan untuk kultur dan isolasi bakteri adalah media PDA (Potato Dextrose Agar). Langkah Pembuatan media PDA antara lain: 1. Penyiapan air Reverse osmosis (RO) untuk melarutkan media 2. Media bubuk PDA ditimbang dan ditakar sesuai dengan kebutuhan, takaran untuk PDA dalam satu liter air reverse osmosis adalah 39 gram 3. Penambahan agar untuk memadatkan media yaitu Bacto agar 2,5 gram 4. Hasil campuran media PDA, air Reverse osmosis dan Bacto agar kemudian dimasukkan kedalam autoklaf untuk pemanasan sekaligus sterilisasi media dalam wadah labu takar. 5. Autoklaf diatur untuk sterilisasi dengan waktu 20 menit, pada suhu 1210C dan tekanan 1 atm. 6. Media diangkat dari autoklaf,kemudian dituangkan ke cawan petri yang telah disterilisasi sebelumnya.Penuangan media kedalam petri dilakukan di dalam Laminar (LAFC)
Gambar 1 Pembuatan media dalam laminar Penyiapan media yang dilakukan pada bagian mikrobiologi kehutanan menggunakan bubuk PDA yang telah siap pakai (bubuk siap pakai). Media yang dibuat untuk isolasi berbeda dengan media untuk pertumbuhan, perbedannya terletak pada penambahan antimikroba dan antifungi yaitu Kloramfenikol dan Sikloheksil amin. Kloramfenikol merupakan antibiotik yang menghambat sintesis
11 protein bakteri dan umumnya digunakan untuk isolasi pertumbuhan fungi. Antibiotik yang termasuk dalam kelompok ini akan mengganggu sintesis protein di dalam sel dengan melekatkan diri ke ribosom (organel sel yang aktivitasnya berkaitan dengan sintesis protein) sehingga sintesis protein terhambat (Gould & Brooker 2003). Sikloheksil amin merupakan salah satu senyawa dengan aktivitas tinggi dan sangat potensial sebagai antifungi. Senyawa ini digunakan untuk isolasi pertumbuhan bakteri, agar fungi yang terdapat di dalam bahan isolat tidak tumbuh dalam media pertumbuhan (Sarmah et al. 2012). Selain menggunakan media bubuk siap pakai penyiapan media PDA dapat juga dilakukan dengan metode konvensional. Langkah yang ditempuh untuk membuat Media PDA yaitu dengan cara: Sebanyak 200 gram kentang disiapkan kemudian dikupas, dicuci bersih, dipotong kecil dan direbus dalam 1 liter aquades sampai kentang lunak. Hasilnya lalu disaring untuk memisahkan air dengan kentang. Air hasil saringan diukur hingga 1 liter kemudian ditambah 20 gram agar dan 20 gram Dextrose. Hasil campuran lalu direbus kembali sampai mendidih. Setelah itu, larutan tersebut disaring kembali dan dituangkan ke dalam botol Scoff untuk disterilisasi dalam autoklaf selama 15 menit pada temperatur 121°C dengan tekanan 1 atmosfir (atm). Killing Microbes Metode Killing merupakan metode yang digunakan untuk membersihkan kembali cawan petri yang telah digunakan untuk kultur bakteri. Metode ini dilakukan dengan pemanasan pada panci dengan penambahan air untuk merebus cawan bekas agar medium kultur bakteri. Killing microbes, metode ini sering juga disebut menggodok yaitu merendam cawan petri bekas kultur ke dalam air mendidih (menggodok). Teknik ini merupakan cara yeng relatif mudah, murah, dan cukup efektif sebagai tindakan desinfeksi. Air mendidih pada tekanan 1 atm, suhunya mencapai 100°C. Suhu yang tinggi membuat spora akan mati dalam waktu 1-6 jam. Cara ini banyak digunakan untuk membuat steril jarum dan pompa suntik juga alat-alat operasi. Lama penggondokan dengan cara ini adalah 15 - 30 menit dan akan lebih baik dengan ditambahkan 1-3% Na2CO3, karena mempunyai daya untuk menghancurkan dinding spora. Sterilisasi Cawan dan Petri Sterilisasi cawan petri merupakan salah satu metode paling penting yang dibutuhkan untuk kultur pertumbuhan mikroba. Sterilisasi ini menggunakan metode panas (Dry heat oven). Cara ini digunakan untuk mensterilkan alat-alat dari gelas seperti tabung reaksi, cawan petri, botol dan alat-alat dari katun. Metode pemanasan dilakukan sampai suhu 170°C selama 1 jam atau 140°C selama 2 jam. Bila terdapat bahan dari katun akan lebih baik jika suhu lebih dari 180°C karena menyebabkan kain katun terbakar. Selain itu saat proses pendinginan, bila suhu oven belum mencapai 100°C oven disarankan untuk tidak dibuka terlebih dahulu karena alat-alat dari gelas akan memicu pecahnya alat-alat dari gelas jika dilakukan pendinginan yang mendadak
12
Gambar 2 Killing Microbes cawan petri dalam air mendidih . Subkultur Mikroba Teknik subkultur adalah teknik untuk memindahkan biakan mikroorganisme dari satu medium ke medium lainnya. Agar hasil yang diperoleh maksimal tanpa adanya kontaminan eksternal, subkultur juga berfungsi memindahkan biakan ketika media telah terindikasi kehabisan nutrisi setelah beberapa waktu ditumbuhi mikroorganisme. Isolasi Mikroba dari Sampel Tanah Sampel Tanah Gunung Papandayan dan Gunung Darajat Pengambilan sampel dilapang dilakukan secara periodik tiap tahun setiap kali dana hasil pengajuan turun ke bagian mikrobiologi hutan. Sistem yang dipakai untuk tiap bagian mikrobiologi adalah pengajuan proposal penelitian yang berisi penjelasan penelitian juga total dana yang dibutuhkan oleh masing-masing bagian untuk melakukan penelitian mulai dari dana sampling sampai dana pelaksanaan penelitian Sampel tanah yang digunakan saat ini berasal dari Gunung Darajat, dan Gunung Papandayan, Garut, Jawa barat. Gunung Papandayan merupakan Gunung berapi yang masih aktif, tinggi Gunung Papandayan adalah sekitar 2.665 mdpl. Gunung Papandayan merupakan salah satu daya tarik wisata di kabupaten Garut karena merupakan gunung berapi aktif, selain itu , Gunung Papandayan juga memiliki daya tarik pendukung dengan adanya cagar alam dan taman wisata alam yang memiliki variasi flora dan fauna termasuk yang langka seperti vegetasi Saninten dan Hewan berupa Rusa, Elang Jawa, Lutung, dan Surili. Sampel tanah yang diambil dibedakan dari tekstur tanah: tanah pasir, tanah keras, tanah berbatu, tanah lembek (liat). Sampel tanah kemudian diberi kode masing-masing dan disimpan pada wadah yang berbeda.
13 Tekstur adalah perbandingan relatif fraksi pasir, debu dan liat yang menyusun masa tanah. Tekstur tanah turut menentukan tata air dalam tanah, berupa kecepatan infiltrasi, penetrasi dan kemampuan pengikat air oleh tanah yang sangat mempengaruhi keadaan organisme dalam lingkup ekologinya. Pembatasan ketiga fraksi masing-masing terkstur tanah dapat digambarkan dalam segitiga tekstur atau trianguler tekstur.
Gambar 3 Pembagian Fraksi Struktur tanah Proses Isolasi Mikrob Proses Isolasi dengan pembuatan media PDA dan Agar (Potato Dextrose Agar) dalam cawan petri, dengan formula 39 gram PDA untuk I L air steril (Reverse osmosis) kemudian penambahan agar 2,5 gram untuk pemadatan media. Tahapan selanjutnya disterilisasi uap panas dalam autoklaf selama 20 menit. Selanjutnya media dituang dalam cawan petri dan didiamkan kemudian disiapkan untuk isolasi bakteri. Kultur bakteri asal tanah dimulai dari sampel tanah dari Gunung Papandayan dan Gunung Darajat, sebanyak 5g dilarutkan dalam larutan NaCl fisiologis, kemudian homogenkan menggunakan vortex. Tahapan selanjutnya digores pada media PDA yang telah ditambahkan antibiotik Kloramfenikol dan Sikloheksil amin. Langkah kerja Isolasi dan kultur mikroba dapat dilihat pada lampiran 2. Hasil kultur bakteri pada media dengan penambahan antimikrob dan antifungi, kemudian dikulturkan kembali pada media PDA tanpa penambahan antimikrob dan antifungi. Penambahan antimikrob dan antifungi akan menyebabkan selektifitas pertumbuhan mikrrorganisme tanah yang hidup pada media. Kloramfenikol merupakan antibiotik yang menghambat sintesis protein bakteri dan umumnya digunakan untuk isolasi pertumbuhan fungi (Gould & Brooker 2003). Sikloheksil amin merupakan salah satu senyawa dengan aktivitas tinggi dan sangat potensial sebagai antifungi (Sarmah et al. 2012). Penambahan NaCl fisiologis digunakan untuk mempertahankan laju proses kematian organ, hal
14 ini disebabkan NaCl fisiologis bersifat sebagai larutan isotonis terhadap struktur sel. Larutan NaCl memberi sifat buffer, mempertahankan pH serta mencegah
Gambar 4 Sampel Tanah Gn Papandayan dan Gn Darajat
Gambar 4 Nacl fisiologis untuk isolasi sampel tanah coldshock dan sebagai penyeimbang elektron untuk menjaga kestabilan sel (Rahardhianto 2012).
15 Hasil Kultur Mikroba Tabel 1 Hasil Kultur Mikroba Pada Medium PDA dan Antibiotik Kloramfenikol dan Sikloheksamin Kode Lokasi DR 05.2.1
Gambar Hasil Isolasi
Keterangan Gambar fungi sebelum diamati menggunakan mikroskop
DR 08.2
Gambar fungi sebelum diamati menggunakan mikroskop
DR 09.1.1
Gambar goresan mikroba sebelum diamati dengan menggunakan mikroskop
16 DR 12.2
Gambar fungi sebelum diamati menggunakan mikroskop
DR 12.2.2
Gambar goresan mikroba sebelum diamati dengan menggunakan mikroskop
Hasil Pengamatan dengan Mikroskop Tabel 2 Hasil Pengamatan Mikroba dengan menggunakan Mikroskop cahaya (Opty lab) Kode Lokasi DR 05.2.1 – FF
Gambar Hasil Isolasi
Keterangan Hasil pengamatan berupa fungi mikroskopis berfilamen (mould/kapang)
17 DR 08.2. – FF
Hasil pengamatan berupa fungi mikroskopis berfilamen (mould/kapang)
DR 09.1.1 – Y
Hasil pengamatan berupa sel khamir (yeast)
DR 12.2. – FF
Hasil pengamatan berupa fungi mikroskopis berfilamen (mould/kapang), dengan spora yang telah dikeluarkan dari kantung spora
DR 12.2.2 - Y
Hasil pengamatan berupa sel khamir (yeast)
Keterangan:
DR PD Y B FF
= (kode untuk Gunung Drajat) = (Kode untuk Gunung Papandayan) = (Yeast) = (Bakteri) = Filamentous Fungi
18 Pembahasan Hasil Pengamatan Hasil Pengamatan dengan menggunakan mikroskop Optylab menunjukkan bahwa orgsnisme yang diisolasi dari tanah merupakan cendawan berfilamen dan fungi mikroskopis (Yeast). Fungi mikroskopis berfilamen (Kapang) dapat diidentifikasi dari kenampakan morfologinya bila diamati dengan mikroskop. Yeast merupakan mikroorganisme yang termasuk golongan Fungi yang dibedakan bentuknya dari mould karena uniseluler. Sebagai sel tunggal, layaknya sel tunggal yang lain Yeast tumbuh dan berkembang biak lebih cepat dibanding dengan Kapang (Mould) yang tumbuh dengan pembentukan filamen. Khamir (Yeast) dapat dikelompokkan menjadi : Kelompok Yeast sejati (True Yeast) dan Kelompok Yeast liar (Wild yeasts). Kelompok Yeast sejati pada dasarnya termasuk dalam kelompok Ascomycetes dapat dikenali dengan ciri yang selalu berspora. Adapun beberapa kelompok yang termasuk dalam golongan ini adalah Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Zygosaccharomyces, Pichia, Hansenula, Debaryomyces dan Hanseniaspora. Yeast dapat hidup dan berkembang biak pada bahan pangan. Yeast dapat beraktivitas pada glukosa (karbohidrat), senyawa nitrogen, asam organik, protein, lemak, pati, selulosa, pektin dan xylan. Banyak Yeast daur hidupnya dapat melalui fase mitosis maupun miosis. Tabel 3 Ukuran dan Komposisi Sel khamir (Yeast) Karakteristik Volume (µm3)
Sel Haploid 70
Sel Diploid 120
Komposisi (10-12g) Berat basah 60 80 Berat kering 15 20 DNA 0.017 0.034 RNA 1.2 1.9 Protein 6 8 Lipid 0.6 0.8 a Angka-angka pada kolom dikutip dari Buku Genetic, Molecular and Cell Biology of Yeast, Universtat Freiburg Swiss
Pada Saccharomyces cerevisiae misalnya, regenerasi sel ragi S. cerevisiae dapat berlangsung melalui proses Mitosis (pembelahan sel) dan Miosis (perkawinan antara sel yang memiliki tipe mating yang berbeda). Ragi (S. cerevisiae) memiliki dua tipe mating disimbolkan dengan MATa dan MATα. Sel haploid hanya memiliki salah satu tipe dari dua tipe mating mating yaitu MATa atau MATα. Sedangkan sel diploid memiliki kedua tipe mating, yaitu MATa/α. Berdasarkan perbedaan tersebut maka sel haploid dapat melakukan perkembang biakan dengan kedua proses Mitosis dan Miosis. Sedangkan sel diploid hanya dapat melalui proses Mitosis untuk perkembangbiakannya (Hermansyah 2010). Perbedaan sel diploid maupun sel haploid juga sangat mempengaruhi ukuran dan komposisi Yeast, tidak hanya berat tetapi juga komposisi genetik seperti DNA dan RNA (Schneiter 2004).
19 Manfaat Ragi (Yeast) dan Kapang (Mould) Yeast merupakan Fungi uniseluler yang digunakan dalam industri pangan. Potensi Yeast sangat besar selain sebagai agen fermentasi, Yeast juga dapat memberi perubahan yang sangat signifikan dan berbeda baik dari segi rasa, aroma hingga tekstur dari suatu makanan. Pemanfaatan Yeast sangat beragam dikalangan masyarakat dan industri. Seperti pada pembuatan roti dan minuman yang beralkohol, atau sayur dan buah fermentasi. Secara umum pemanfaatan Yeast dalam mengembangkan produk pangan dapat diketahui seperti di bawah ini: 1. Susu dan produk olahannya Susu Segar, Yeast terdapat dalam susu segar dan pasteurisasi meskipun dengan populasi yang rendah umumnya <103 sel/ml. Yoghurt, minuman yang telah dikenal sejak lama, merupakan minuman fermentasi berasa asam dan menyehatkan. Di dalam Yoghurt biasanya terdapat Yeast. Kebanyakan dibawa oleh bahan tambahan terutama buah-buahan. Kefyr, minuman ini sejak lama diyakini dapat menyembuhkan beberapa penyakit seperti Kanker, Kolesterol, dan membantu penderita Laktosa intoleran. Butir-butir bibit Kefyr terdiri atas kumpulan mikroorganisme yang dikelilingi matriks berbentuk lendir, terdiri atas glukosa polisakarida yang disebut kefyran dimana bibit ini adalah campuran Bakteri dan Yeast. Selain produk tersebut, Yeast juga terdapat pada Koumiss, Dadih dan Keju. 2. Daging dan produk olahannya Keberadaan Yeast pada daging segar sangat berbeda dalam daging olahan. Pada daging segar pertumbuhan yeast tidak diharapkan, karena itu pertumbuhan melebihi 105-106 sel/g itu akan cepat rusak. Hal ini berbanding terbalik pada daging olahan yang justru menambah rasa dan aroma misalnya pada sosis fermentasi Debaryomyces hansenii pada Italiansalami yang memberikan citarasa pada produk olahan tersebut. 3. Produk makanan lain Masyarakat Indonesia menggunakan kemampuan fermentasi Yeast untuk membuat beragam pangan, beberapa yang terkenal adalah pada pembuatan tape, tempe dan brem. Beberapa jenis Yeast lain misalnya Candida krusei sering digunakan dalam pembuatan protein sel tunggal, selain itu Candida ini dapat ditambahkan kedalam kultur laktat untuk mempertahankan aktivitas bakteri asam laktat. Sedangkan Candida lipolytica mempunyai kemampuan memodifikasi lemak melalui fermentasi, sifat-sifat ini bisa dimanfaatkan untuk memperoleh pangan dengan kandungan kolesterol rendah. Jenis Yeast yang tahan pada garam dan asam sering kali terdapat pada produk acar, pikle, dan acar ketimun. Yeast akan mengadakan oksidasi pada asam-asam organik sehingga makanan berkurang rasa asamnya (Jenie 1996). Ragam fungsi serta aktivitas Yeast ini menjadikan Yeast sebagai salah satu komoditi yang patut diperhitungkan dalam produksi pangan. Oleh karena itu isolasi, karakterisasi, penemuan serta pengembangan aneka sifat Yeast sangat berguna untuk kemakmuran masyarakat terutama dalam industri pangan. Organisme lain yang juga ditemukan selain Yeast adalah kapang (Mould). Kapang merupakan Filamentous Fungi dan tersusun atas filamen-filamen yang disebut hifa (Benson 2001). Kapang termasuk jenis Fungi multiseluler yang
20 bersifat aktif karena merupakan organisme saprofit dan mampu memecah bahan organik kompleks menjadi bahan yang lebih sederhana. Mould merupakan golongan fungi yang berasal dari filum Ascomycota dan Zygomycota. Perbedaan kedua jenis filum dapat dilihat dari struktur alat reproduksi seksual atau spora seksual. Spora seksual Ascomycota disebut askospora sedangkan Zygomycota disebut Zigospora (Benson 2001). Fase perkembangan Mould (Fungi mikroskopis berfilamen) dapat dikenali dengan mengamati morfologinya. Jika ditemukan struktur spora seksual, maka kapang tersebut berada pada fase teleomorf, sedangkan apabila hanya ditemukan struktur spora aseksual maka kapang tersebut berada pada fase anamorf. Apabila hanya terdapat struktur hifa dan tidak ditemukan struktur spora, maka kapang tersebut merupakan hifa steril (Webster & Weber 2007). Filum Ascomycota bereproduksi secara seksual menghasilkan askospora. Askospora berada di dalam askus, dan askus terdapat pada tubuh buah atau karpus atau disebut juga askomata. Sedangkan filum Zygomycota bereproduksi secara seksual dengan zigospora, melalui zigogami, gametangiogami, dan kopulasi gametangium. Spora aseksual pada Fungi filum Zygomycota disebut sporangiospora, dihasilkan dalam suatu kantong yang disebut sporangium Sporangium dapat berbentuk bulat (seperti ditemukan pada Rhizopus, Mucor, dan Absidia) (Webster dan Weber 2007) atau berbentuk silindris (seperti ditemukan pada Syncephalastrum) (Gandjar et al. 1999). Spora aseksual pada kapang filum Ascomycota disebut konidiospora atau konidia dan dihasilkan oleh sel konidiogenus atau sel penghasil konidia. Berdasarkan ukurannya, konidia dikelompokkan menjadi makrokonidia dan mikrokonidia (Benson 2001). Fungi mikroskopis berfilamen (Mould) mampu tumbuh pada suhu mesofilik atau pertengahan sekitar (250-300C) untuk pertumbuhannya bahkan tidak jarang beberapa jenis Fungi mampu hidup hingga kisaran suhu (35-370C), selain itu Mould juga mampu menggunakan berbagai komponen makanan dari yang paling sederhana hingga yang paling kompleks. Kebanyakan Mould memproduksi enzim hydrolase, proteinase dan lipase, hal ini pula yang membuat Fungi ini sangat mudah tumbuh dan berkembang pada berbagai media, bahkan tidak jarang berberapa jenis Mould tumbuh merugikan, merusak atau membawa dampak negatif. Fungi mikroskopis berfilamen (Mould) mempunyai kisaran pH sekitar 1,5-11. Pada aktivitas hidupnya, kapang lebih tahan asam, dan tidak tahan terhadap panas serta sangat memerlukan oksigen, oleh karena itu sangat jarang ditemukan kapang pada makanan kaleng kecuali makanan kaleng tersebut mengalami kebocoran. Sebaliknya Mould lebih tahan terhadap asam, sehingga kapang sering membusukkan makanan asam, seperti buah-buahan, makanan maupun minuman asam (Wiyono & Sumarliani 1998). Kehadiran Mould pada produk pangan tidak selalu memberi dampak negatif, berikut beberapa jenis Fungi mikroskopis berfilamen (Mould) dapat dimanfaatkan dalam pembuatan makanan atau produksi pangan. Selain dalam bidang industri pangan kapang juga dimanfaatkan dalam bidang nonpangan. Pemanfaatan kapang dalam bidang industri nonpangan antara lain sebagai berikut:
21 Tabel 4 Manfaat Sel khamir (Yeast) dalam Industri Pangan Nama Spesies
Manfaat dalam industri Pangan
Rhizopus oligospora Rhizopus oryzae Neurospora sitophia Aspergillus oryzae Penicillium roqueforti Penicillium camemberti
Pembuatan tape Pembuatan tempe Pembuatan oncom pembuatan kecap dan tauco pembuatan keju biru pembuatan keju camembert
Selain dalam bidang industri pangan kapang juga dimanfaatkan dalam bidang nonpangan. Pemanfaatan kapang dalam bidang industri nonpangan antara lain sebagai berikut: Tabel 5 Manfaat Sel khamir (Yeast) dalam Industri NonPangan Nama Spesies Aspergillus niger
Produk Asam sitrat
Aspergillus wentii
Asam glukonat Asam sitrat
Manfaat Produk Digunakan dalam bidang medis untuk transfusi darah, juga digunakan dalam industri cat dan tinta Digunakan dalam bidang farmasi, fotografi dan tekstil Digunakan dalam bidang medis untuk transfusi darah, juga digunakan dalam industri cat dan tinta
Permintaan pangan, obat-obatan serta keperluan lain yang semakin meningkat seiring dengan meningkatnya populasi dan kebutuhan manusia. Oleh karena itu diperlukan inisiatif yang tinggi, tingkat intelektualitas juga media serta bahan yang memadai untuk menutupi semua kebutuhan manusia. Isolasi dan karakterisasi mikroba termasuk Yeast dan Mould, diharapkan dapat membantu menyediakan koleksi mikrorganisme yang dapat digunakan untuk memenuhi keperluan manusia yang kian hari kian melonjak. Bagian mikrobiologi, dalam hal ini Mikrobiologi Hutan juga memegang peranan besar untuk menyediakan koleksi serta mengamankan biodiversitas mikroorganisme Indonesia. Pemanfaatan kapang (Mould) yang lain adalah produksi gaharu dengan memanfaatkan Fungi pembentuk Gaharu. Gaharu merupakan produk hasil hutan bukan kayu (HHBK) yang bernilai tinggi, harga Gaharu lebih tinggi dibandingkan hasil hutan bukan kayu yang lainnya (Wiyono & Sumarliani 1998). Gaharu digunakan sebagai bahan dasar dalam industri parfum, dupa, kosmetik, dan obatobatan (Sumarna 2002). Beberapa jenis cendawan yang berasosisasi dengan Gubal Gaharu yaitu : Fusarium, Oxysporum, F.Bulbigenium dan F. Lateritium (Santoso 1996). Selain itu Rahayu et al. (1999) menyatakan bahwa beberapa isolat Acremonium sp. asal gubal gaharu pada Gyrinops verstegii (sin. A.filaria) dan A.mellecensis juga mampu menginduksi gejala pembentukan gubal pada pohon gaharu (A. crassna, A. mallacensis, A. microcarpus) umur 2 tahun.
22
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Bagian Mikrobiologi Hutan merupakan subbagian dari Pusat Konservasi dan Rehabilitasi (Puskonser) di bawah Badan Litbang Kehutanan. Bagian Mikrobiologi Hutan berperan dalam mendata mikroorganisme hutan untuk koleksi hasil hutan Indonesia, sebab mikrorganisme bisa hilang atau punah akibat bencana alam, perambahan ataupun dicuri oleh para peneliti. Hasil Penelitian menunjukkan adanya pertumbuhan mikroba dari isolasi sampel tanah gunung Darajat dan Papandayan yang diidentifikasi berupa Khamir (yeast) dan Fungi mikroskopis berfilamen (Mould), kedua jenis fungi ini merupakan mikroorganisme populer yang dimanfaatkan dalam pengolahan pangan baik level home industry maupun industri skala besar. Saran Sebaiknya produk unggulan mikrobiologi kehutanan lebih dimasyarakatkan, publikasi harus lebih gencar agar masyarakat mengetahui dan dapat menggunakan hasil-hasil penelitian ataupun metode yang dapat dipakai dalam kehidupan seharihari,tidak hanya terbatas pada para akademisi maupun sekedar dipublikasi dalam jurnal maupun buku.
23
DAFTAR PUSTAKA Acton, D.F., and L.J. Gregorich. 1995. The Health of Our Soils: Toward sustainable agriculture in Canada. Ottawa(CA): Centre for Land and Biological Resources Research, Research Branch, Agriculture and Agri-Food Canada. Anas I. 1989. Biologi Tanah dalam Praktek.Bogor(ID): Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Bioteknologi Institut Pertanian Bogor. Antaya K & Callahan JL. 1997.Nontarget Bacteria Inhibited by Fungicides.[On Line diunduh 2015 juli 21].Tersedia pada://www.gcsaa.org/bact/html. Balia, R.L. 2004. Potensi dan Prospek Yeast (Khamir) dalam Meningkatkan Diversitas Pangan di Indonesia.Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar. Bandung: Ilmu Mutu Pangan Fakultas Peternakan Univeritas Padjadjaran, 21 Februari. Benson, 2001. Microbiological Applications, Laboratory Manual in General Microbiology. New York(US):The McGraw-Hill Companies. Buckle KA.2009. Ilmu Pangan. Jakarta(ID):UI-Press. Doran JW & Stamatiadis S. 1999. Soil health as an Indicator of Sustainable Land Management: Summary Findings of an International Workshop. Agronomy Abstracts, Salt Lake City, Utah meeting, 31 October–4 November 1999. Foth HD. 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Jakarta(ID):Erlangga. Gandjar I, Robert AS, Karin VD, Ariyanti O, Iman S., 1999. Pengenalan Kapang Tropik Umum. Jakarta(ID): Yayasan Obor Indonesia. Hermansyah. 2010. Penentuan tipe mating ragi Saccharomyces Cerevisiae. Jurnal Penlitian Sains. 13(1):6-9. Jenie BSL. 1996. Peranan bakteri asam laktat sebagai pengawet hayati makanan (food biopreservative). J. Ilmu dan Tek. Pangan 7(2):46-51. Pankhurst C, Doube BM, Gupta. 1997. Biological Indicators of Soil Health. Wallingford(UK). CAB International. Postlethwait dan Hopson. 2006. Modern Biology. Texas(US). Rinehart and Winston. Rahayu G, Isnaini Y, Umboh MIJ. 1999. Potensi Hifomiset dalam menginduksi pembentukan gubal gaharu. Prosiding Kongres Nasional XV dan Seminar Perhimpunan Fitopatologi Indonesia, Purwokerto, 16-18 September 1999. Purwokerto: Perhimpunan Fitopatologi Indonesia. Hlm 573-581. Roger Schneiter.2004. Genetics, Molecular and Cell Biology of Yeast . Swiss(ch).Universitat Freiuburg Schweiz. Santoso E.1996.Pembentukan gaharu dengan cara inokulasi. Makalah diskusi hasil penelitian dalam menunjang pemanfaatan hutan yang lestari; Bogor. 1112 Maret 1996. Bogor: Badan Litbang Kehutanan Pusat Litbang Hutan dan Konservasi Alam. Hlm 1-3. Sarmah KN, Kurmi KB, Patel TV. Synthesis and studies of antifungal activity of 2,4,6-trisubstituted 1,3,5-triazines. Advances in Applied Science Research.3(3):1459-1462. Sumarna Y. 2012. Budidaya Jenis Pohon Penghasil Gaharu. Bogor(ID). Pusat Litbang Produksi Hutan.
24 Sumarsih, S. 2003. Mikrobiologi Dasar. Yogyakarta(ID): Universitas Pembangunan Nasional Veteran. Webster J & Weber RWS. 2007. Introduction to Fungi 3rd Edition. New York(US): Cambridge University Press. Widawati S, Nurkanto A, Sudiana IM. Aktivitas Pelarutan Fosfat oleh Aktinomisetes yang Diisolasi dari Waigeo, Kepulauan Raja Ampat, Papua Barat. Biodiversitas.9(2):87-90. Yulipriyanto H. 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengolahannya. Yogyakarta(ID):Graha Ilmu.
25
LAMPIRAN Lampiran 1 Bagan Organisasi kerja Pusat Konservasi dan Rehabilitasi BADAN LITBANG KEHUTANAN
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KONSERVASI DAN REHABILITASI
BAGIAN TATA USAHA
SUB BAG TATA USAHA DAN KEPEGAWAIAN
BIDANG PROGRAM DAN EVALUASI PENELITIAN
SUB BID PROGRAM DAN ANGGARAN
BIDANG PENGEMBANGAN DATA DAN TINDAK LANJUT PENELITIAN
SUB BID EVALUASI DAN PELAPORAN SUB BID TINDAK LANJUT HASIL PENELITIAN
JABATAN FUNGSIONAL
a
SUB BAG KEUANGAN DAN PERLEMBAGAAN
diperoleh dari website Balitbang Kehutanan.
SUB BID DATA INFORMASI DAN DISEMINASI
26 Lampiran 2 Bagan Organisasi kerja Bagian Mikrobiologi Hutan
JABATAN FUNGSIONAL NILAI HUTAN DAN JASA LINGKUNGAN SOSIOEKOLOGI HUTAN PENGARUH DAN PEMBINAAN HUTAN KONSERVASI BIODIVERSITAS SATWA BOTANI DAN EKOLOGI TUMBUHAN KONSERVASI KAWASAN
MIKROBIOLOGI HUTAN
Peneliti Bagian Mikrobiologi
Peneliti Bagian Mikologi a
Ketua Kelompok Peneliti (Kelti) Mikrobiologi Hutan Peneliti Bagian Genetika molekuler Peneliti Bagian Biodegradasi
diperoleh dari website Balitbang Kehutanan.
Peneliti Bagian Bioenergi
27 Lampiran 3 Langkah kerja Isolasi dan kultur mikroba Pembuatan media PDA dengan penambahan antibiotik Cyclo dan kloramfenikol
Tanah sampel ditambahakan NaCl Fisiologis kemudian di vortex (homogenisasi)
Kultur bakteri dari sampel tanah dengan metode gores di dalam laminar pada media cawan
pertumbuhan bakteri dan fungi pada media diamati
Subkultur untuk memisahkan fungi maupun bakteri yang tumbuh untuk memisahkan dua spesies maupun untuk membebaskan dari kontaminan
28
