TINJAUAN PUSTAKA Mikroflora Usus

TINJAUAN PUSTAKA Mikroflora Usus Mahluk hidup sebelum lahir atau menetas berada dalam keadaan steril, Ketika sudah berhubungan dengan dunia luar berbagai tipe mikroba masuk ke dalam tubuh baik dalam proses kelahiran atau menetas, maupun lewat makanan dan kontak dengan lingkungan. Mikroorganisme tersebut tinggal pada saluran pencernaan sampai makhluk hidup itu mati. Bagian dari saluran pencernaan yang paling banyak dihuni oleh bakteri adalah saluran usus. Mikroorganisme yang menempel

pada

saluran

usus

tersebut

dinamakan

mikroflora

usus

(Nakazawa 1992). Mikroflora usus merupakan ekosistem yang kompleks terdiri dari sejumlah besar bakteri. Zat yang terdapat dalam ekosistem usus dapat berasal dari bahan luar yang berupa pakan dan dapat berasal dari dalam tubuh (endogeneus) seperti produk metabolisme yang harus dibuang. Mikroflora detrimental umumnya sangat aktif merombak zat yang terdapat dalam usus besar baik berasal dari bahan makanan beracun, obat obatan, steroid, maupun metabolit yang berasal

dari

bahan makanan (Hasono 2002). Hasil akhirnya adalah metabolit yang bersifat toksik

(beracun),

karsinogenik

(menyebabkan

kanker)

atau

metagenik

(membentuk gas metan). Metabolit ini sering menyebabkan kerusakan mukosa usus bahkan membentuk tumor atau beberapa penyakit lain. Dalam kaitan ini proporsi bakteri “baik” akan mendesak atau mengencerkan mikroflora aktif diatas, sehingga zat toksik yang akan dibentuk tidak jadi karena, bahan pembentuknya sudah dibuang terlebih dahulu. Menurut Savage yang dikutip oleh Nakazawa (1992) mikroflora normal usus mempunyai sifat (1) dapat tumbuh dalam kondisi anaerobik, (2) terdapat pada saluran pencernaan dewasa normal, (3) dapat mengkolonisasi pada bagian specifik saluran pencernaan, (4) dapat membangun habitat sendiri selama proses perantian dari manusia dan hewan muda, (5) dapat menjaga populasi pada dewasa normal, (6) dapat melekatkan diri dengan permukaan epitel usus. Kemampuan bakteri untuk melekat pada jaringan epitel usus (lapisan lendirnya), dapat dibuktikan dengan kemampuannya megkolonisasi saluran usus dan menjaga

5 populasi tetapnya. Bakteri

bakteri ini dapat diselidiki keberadaannya dengan

menguji feses dari hostnya. Pada saluran pencernaan ayam terdapat sekitar 100-400 mikroba yang menguntungkan dan merugikan. Mikroba menguntungkan seperti E. Coli, Lactobacillus, Streptococcus, Bacteroides, Enterococcus, Clostridia, dan yang merugikan seperti Salmonella sp. Bakteri bakteri itu hidup dalam keseimbangan. Kestabilan flora usus bisa terganggu antara lain oleh antibiotik, infeksi bakteri dan virus, kemoterapi, radiasi, pola makan, stres dan iklim (Gsianturi 2002). Menurut Utomo (2002 ) mikroorganisme pada saluran pencernaan ternak terdiri dari mikroorganisme seperti tercantum pada (Tabel 1). Tabel 1 Mikroorganisme dalam saluran pencernaan ternak Hewan

Bakteri

Ayam

E.coli

Babi

Kucing

Ileum (CFU) -

Seikum (CFU) -

Feses (CFU) 106

Lambung (CFU) 106

Lactobacillus

109

109

106

109

Streptococcus

104

-

-

-

Bacteroides

-

-

10

107

Enterococcus

-

104

107

107

Clostridia

-

-

-

-

105

106

107

105

Lactobacillus

-

109

109

109

Streptococcus

106

-

-

106

Bacteroides

-

-

-

-

Enterococcus

-

107

107

-

Clostridia

-

107

108

-

E.coli

104

-

-

105

Lactobacillus

107

108

109

-

Streptococcus

-

-

-

107

Bacteroides

-

109

109

-

106

108

108

-

6

8

8

E.coli

Enterococcus Clostridia

10

10

10

9

108

6 Dari tabel terlihat pada saluran pencernaaan ayam Lactobacillus ditemui hampir diseluruh saluran pencernaan, bakteri ini kelompok bakteri baik. Sementara E.coli dan Bacteroides banyak ditemui pada pada lambung dan pada ileum dan seikum tidak ditemui dan pada feses kembali ditemui dengan jumlah yang sama dengan di lambung. Enterococcus ditemui pada lambung dan pada seikum jumlahnya menurun kemudian pada feses jumlahnya meningkat kembali. Streptococcus hanya ditemui pada saluran pencernaan bagian ileum Mikroflora usus ayam pada umumnya bersumber dari permukaan telur yang tidak steril sebagai hasil kontak induk dengan sangkarnya. Sedangkan pada peternakan komersial, kolonisasi pada saluran usus ada hubungannya dengan kebersihan di hatchery dan kontak dengan lingkungan bebas. Jika saluran usus terkolonisasi dengan mikroba yang merugikan, maka akan berdampak patogen bagi tubuh. Untuk mengantisipasi serangan patogen, bakteri menguntungkan (probiotik) akan membangun pertahanan tanpa memberi ruang bagi bakteri patogen untuk menyerang tubuh (Gsianturi 2002). Probiotik Probiotik berasal dari bahasa Yunani yang artinya for life (untuk hidup) memiliki pemahaman yang berbeda-beda. Istilah probiotik pertama kali digunakan oleh Lilley dan Stiwell pada tahun (1965) menyatakan bahwa substansi yang dihasilkan mikroba untuk menstimulir pertumbuhan mikroba lainnya dalam saluran pencernaan. Lebih lanjut Fuller (1989) mendefinisikan probiotik sebagai bahan pangan yang mengandung mikroorganisme dalam keadaan hidup yang mempunyai pengaruh menguntungkan bagi inangnya dengan meningkatkan keseimbangan mikroflora usus. Definisi probiotik berkembang setelah adanya data hasil penelitian ilmiah, seperti yang dikemukakan oleh Fuller (1992) bahan probiotik itu adalah makanan tambahan (feed suplement) berupa jasad hidup yang mempunyai pengaruh menguntungkan bagi ternak induk semangnya. Dan mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan sebagai probiotik antara lain tidak toksik, mampu bertahan pada suasana asam dan cairan empedu, dapat berkoloni dan melakukan kegiatan metabolisme di dalam usus dan dapat tumbuh lama dan menghambat mikroba patogen dan dapat hidup pada berbagai kondisi dalam tubuh ternak. Pernyataan ini

7 kemudian diperbaharui oleh Salminen et al. (1999) probiotik yaitu sediaan sel mikroba atau komponen dari sel mikroba yang mempunyai pengaruh menguntungkan pada kesehatan dan kehidupan inangnya. Menurut Fuller (1991) bakteri probiotik harus memiliki persyaratan yaitu memberikan efek yang menguntungkan pada host, tidak patogenik dan tidak toksik, mengandung sejumlah besar sel hidup, mampu bertahan dalam kondisi yang tidak menguntungkan dan melakukan kegiatan metabolisme dalam usus, tetap hidup selama dalam penyimpanan sampai waktu digunakan, mempunyai sifat sensori yang baik, diisolasi dari host. Beberapa penelitian mengungkapkan pengaruh positif dari probiotik terhadap kesehatan adalah: 1. Memperbaiki keluhan malabsorbsi laktosa (Legowo 2003) 2. Meningkatkan ketahana alami terhadap infeksi di usus (Siswono 2002) 3. Mencegah diare yang diakibatkan oleh antibiotik (Gsianturi 2002) 4. Menurunkan resiko terjadinya penyakit tumor dan kanker kolon (Prangdimurti 2001) 5. Mengurangi kadar kolesterol darah (Tannock 1999) 6. Memperbaiki pencernaan (Fuller 1997) 7. Stimulasi imunitas gastrointestinal (Mc Cracken dan Gaskin 1999; Mc Farlane dan Cummings 1999). Probiotik dapat digolongakan menjadi dua yakni golongan bakteri dan golongan cendawan. Menurut Mujiasih (2001) mikroorganisme yang sering digunakan sebagai probiotik dari kedua kelompok ini adalah Aspergilus niger, A. oryzae, Bacillus coagulans, B. lentis, B.pumilus, B. brevis, B. alvei, B. circulans, Bifidobacterium adolescentis, B. animalis, B. bifidum, B. infantis, B. longum, B. thermopilus, Bacteroides amylophilus, B. ruminicola, Lactobacillus acidophilus, L. brevis, Streptococcus oremoris, S. faecium, S. lactis, S.

thermophilus,

Leiconostoc

mesenteroides,

Pediococcus

acidolacticii,

Propionibacterium shemani dan Saccharomyces cerevisiae. Penggunaan probiotik pada ternak unggas bertujuan untuk memperbaiki saluran pencernaan dengan cara: (1) menekan reaksi pembentukan racun dan metabolit yang bersifat karsinogenik (penyebab kanker), (2) merangsang reaksi

8 enzim yang dapat menetralisir senyawa beracun yang tertelan atau dihasilkan oleh saluran pencernaan, (3) merangsang produksi enzim (enzim protease dan alfaamilase) yang digunakan untuk mencerna pakan, (4) memproduksi vitamin dan zat zat yang tidak terpenuhi oleh tubuh (Seifert dan Gessler 1997). Menurut Sartika et al. (1994) penggunaan probiotik dapat memperbaiki performance ayam broiler meliputi rataan bobot hidup, konversi pakan dan menurunkan mortalitas. Prebiotik Prebiotik pada umumnya adalah karbohidrat yang tidak tercerna dan tidak tidak diserap biasanya dalam bentuk oligosakarida (oligofruktosa) dan inulin (dietary fiber) (Reddy 1998; Grizard dan Barthomeuf 1999; Reddy 1999). Zat ini akan mengalami proses peragian di dalam usus besar, untuk menghasilkan makanan bagi bakteri yang menguntungkan (Karyadi 2003). Makanan tersebut sangat berguna bagi perkembangbiakan bakteri baik menjadi lebih banyak sehingga dapat mendominasi populasi bakteri dalam usus. Prebiotik dikenal juga sebagai nutrisi yang sesuai bagi bakteri baik akan tetapi tidak cocok bagi bakteri jahat. Bacillus sp. Bacillus sp. merupakan bakteri Gram positif, berbentuk batang, dapat tumbuh pada kondisi aerob dan anaerob. Sporanya tahan terhadap panas (suhu tinggi), mampu mendegradasi Xylan dan karbohidrat (Cowan dan Stell’s 1973). Bacillus spp mempunyai sifat : (1) mampu tumbuh pada suhu lebih dari 500C dan suhu kurang dari 50C, (2) mampu bertahan terhadap pasteurisasi, (3) mampu tumbuh pada konsentrasi garam tinggi (>10%), (4) mampu menghasilkan spora dan (5) mempunyai daya proteolitik yang tinggi dibandingkan mikroba lainnya. Bacillus adalah salah satu genus bakteri yang berbentuk batang dan merupakan anggota dari divisi Firmicutes. Menurut Turnbull (1996) Bacillus merupakan bakteri aerob obligat atau fakultatif, dan positif terhadap uji enzim katalase. Bacillus secara alami terdapat di mana-mana, dan termasuk spesies yang hidup bebas atau bersifat patogen. Beberapa spesies Bacillus menghasilkan enzim ekstraseluler seperti protease, lipase, amilase, dan selulase yang bisa membantu pencernaan dalam tubuh hewan (Wongsa dan Werukhamkul 2007). Jenis Bacillus (Bacillus cereus, Bacillus clausii, Bacillus pumilus) termasuk dalam lima produk

9 probiotik komersil terdiri dari spora bakteri yang telah dikarakterisasi dan berpotensi untuk kolonisasi, immunostimulasi, dan aktivitas anti mikrobanya (Duc et al. 2004). Beberapa penelitian telah berhasil mengisolasi dan memurnikan bakteriosin Bacillus sp. Gram positif diantaranya yaitu subtilin yang dihasilkan oleh Bacillus subtilis (Klein et al. 1993), megacin yang dihasilkan oleh B. megaterium (Tagg et al. 1976), coagulin dihasilkan oleh B. coagulans I4 (Hyronimus 1998), cerein dihasilkan oleh B. cereus (Oscariz dan Pisabarro 2000), dan tochicin yang dihasilkan oleh B. thuringiensis (Paik et al. 1997). Senyawa antimikrob lain yang dihasilkan oleh Bacillus sp adalah basitrasin, pumulin, laterosporin, gramisidin, dan tirocidin yang efektif melawan bakteri Gram positif serta kolistin dan polimiksin bersifat efektif melawan bakteri Gram negatif. Sedangkan difficidin memiliki spektrum lebar, mikobacilin dan zwittermicin bersifat anti jamur (Todar 2005). Bakteriosin yang dihasilkan oleh bakteri Gram positif biasanya merupakan polipeptida bermuatan positif yang dapat menembus membran sel dan tersusun kurang dari 60 residu asam amino. Berdasarkan struktur asam aminonya bakteriosin dapat diklasifikasikan ke dalam dua kelompok, yaitu: 1. Lantibiotik, yaitu kelompok bakteriosin yang dikarakterisasi oleh adanya jembatan sulfur intra rantai dan mengandung asam amino yang tidak lazim yaitu dehidrolanin, lantionin, dan β-metil lantionin, misalnya pada nissin yang dihasilkan oleh bakteri Lactococcus lactis (Hurst 1981) dan variacin (Pridmore et al. 1996). 2. Non-lantibiotik, yaitu kelompok bakteriosin yang dapat dibagi dua berdasarkan bobot molekulnya, yaitu: a. Bakteriosin dengan berat molekul relatif kecil yaitu sekitar 2 – 6 kDa (Lozano et al. 1992), misalnya pediocin Ach yang dihasilkan oleh Pediococcus acidilactici . b. Bakteriosin dengan berat molekul relatif besar biasanya di atas 30 kDa (Benoit et al. 1994), contohnya helveticin J yang dihasilkan oleh Lactobacillus helviticus.

10 Bakteriosin merupakan zat antimikroba berupa polipeptida, protein, atau senyawa yang mirip protein. Bakteriosin disintesis di ribosom oleh bakteri selama masa pertumbuhannya dan umumnya hanya menghambat pertumbuhan galurgalur bakteri yang berkerabat dekat dengan bakteri penghasil bakteriosin (Kone & Fung 1992; Jack et al. 1995). Menurut Tagg et al. (1976), kriteria yang merupakan ciri-ciri bakteriosin adalah sebagai berikut: (1) memiliki spektra aktivitas yang lebih sempit, (2) senyawa aktif merupakan polipeptida atau protein, (3) bersifat bakterisida, (4) mempunyai reseptor spesifik pada sel sasaran, (5) gen determinan terdapat pada plasmid. Escherichia coli E. coli tergolong bakteri Gram negatif, an aerob fakultatif, berbentuk batang, tidak membentuk spora, tidak tahan asam dan ukuran 2−3 x 0.6 μm (Gordon dan Jordan 1982). Bakteri ini hidup dalam saluran pencernaan hewan. Uji fisiologis menunjukkan bereaksi positif terhadap indol dan merah metil, negatif terhadap Vogues-Proskauer, serta tidak menggunakan sitrat sebagai sumber karbon satusatunya (Krieg dan Holt 1984). Penyakit yang ditimbulkan oleh E. coli dapat digolongkan menjadi dua kelompok. Pertama E. coli yang bersifat oportunistik, artinya dapat menyebabkan penyakit dalam keadaan tertentu, misalnya kekurangan makanan atau mengikuti penyakit lain. Kedua bersifat enteropatogenic/enterotoksigenic, E. coli yang mempunyai antigen perlekatan dan memproduksi enterotoksin sehingga dapat menimbulkan penyakit. (Lay dan Hastowo 1992). Faktor virulensi E. coli dipengaruhi oleh ketahanannya terhadap pagositosis, kemampuan perlekatan terhadap epitel sel pernafasan dan ketahanannya terhadap daya bunuh oleh serum. E.coli yang patogen mempunyai struktur dinding sel yang disebut “pili”, yang tidak ditemukan pada serotipe yang tidak patogen (Tabbu 2000), dan “pili” inilah yang berperan dalam kolonisasi (Lay dan Hastowo 1992). Ada tiga macam struktur antigen yang penting dalam klasifikasi E. coli yaitu, antigen O (Somatik), antigen K (Kapsel) dan antigen H (Flagella) (Gupte 1990; Lay dan Hastowo 1992). Determinan antigen (tempat aktif suatu antigen) O terletak pada bagian liposakarida bersifat tahan panas dan dalam

11 pengelompokannya diberi nomor 1,2,3 dan seterusnya. Antigen K merupakan polisakarida atau protein, bersifat tidak tahan panas dan berinterferensi dengan aglutinasi O, Antigen H mengandung protein, terdapat pada flagella yang bersifat termolabil. Pada saat ini telah diketahui ada 173 grup serotipe antigen O74 jenis antigen K dan 53 jenis antigen H (Barnes dan Gross 1997). Serotipe yang banyak menyebabkan penyakit pada unggas adalah O1, O2, O35 dan O78 (Tabbu 2000), dan dikenal patogenitasnya cukup tinggi (Charlton et al. 2000). Kolibasilosis adalah penyakit pada unggas yang disebabkan oleh bakteri E. coli yang patogen, sebagai agen primer ataupun sekunder. Infeksi E. coli atau koliseptikemia ini dapat terjadi pada ayam pedaging dan petelur dari semua kelompok umur, serta unggas lain seperti kalkun dan itik (Charlton et al. 2000). Tanda klinis kolibasilosis tidak spesifik dan dipengaruhi oleh umur ayam, lama infeksi, organ yang terserang dan adanya penyakit lain bersamanya. Pada ayam pedaging umur 4−8 minggu dan ayam petelur umur ±20 minggu dapat terjadi septikemia akut dan menimbulkan kematian, yang didahului dengan hilangnya nafsu makan, malas bergerak/inaktif dan mengantuk (Lee dan Lawrence 1998). Penularan kolibasilosis biasanya terjadi secara oral melalui pakan, air minum atau debu/kotoran yang tercemar oleh E. coli. Debu dalam kandang ayam dapat mengandung 105–106 E. coli/gram dan bakteri ini dapat tahan lama, terutama dalam keadaan kering. Apabila debu tersebut terhirup oleh ayam, maka dapat menginfeksi saluran pernafasannya (Tabbu 2000). Penyakit kolibasilosis dapat dimanifestasikan dalam bentuk kelainan organ, seperti: septikemia, enteritis, granuloma, omfalitis, sinusitis, airsacculitis, rithritis/synovitis,

peritonitis,

pericarditis,

selulitis

dan

Swollen

Head

Syndrome/SHS (Zanella et al. 2000), oovoritis ,salpingitis, panopthalmitis dan bursitis sternalis (Barnes dan Gross 1997; Tabbu 2000). Kolibasilosis mempunyai arti penting bagi industri perunggasan, karena dapat menimbulkan gangguan pertumbuhan, penurunan produksi, penurunan kualitas karkas dan telur, serta, kualitas anak ayam (DOC). Di samping itu, adanya infeksi E. coli dapat merupakan faktor pendukung timbulnya penyakit komplek pada saluran pernafasan, pencernaan atau reproduksi yang sulit ditanggulangi (Tabbu 2000).

12 Sekitar 10−15% dari seluruh E. coli yang ditemukan di dalam usus ayam yang sehat tergolong serotipe patogen. Bagian usus yang paling banyak mengandung kuman tersebut adalah jejunum, ileum dan sekum. Jenis E. coli yang terdapat di dalam usus tidak selalu sama dengan jenis yang ditemukan pada jaringan lain. Sebagai agen penyakit sekunder, E. coli sering mengikuti penyakit lain, misalnya pada berbagai penyakit pernafasan dan pencernaan yang menyerang ayam. Kenyataan di lapangan, timbulnya kasus kolibasilosis, terutama akibat pengaruh imunosupresif dari Gumboro (ayam pedaging lebih dominan dibanding petelur) dan sebagai penyakit ikutan pada Chronic Respiratory Disease (CRD), Infectious Coryza (Snot), Swollen Head Syndrome (SHS), Infectious Laryngo Tracheitis (ILT) dan koksidiosis (Tabbu 2000). Galur E. coli yang menyebabkan diare dibedakan dalam enam kategori, yaitu enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC), enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC), enteroaggregative Escherichia. coli (EAEC), enteropathogenic Escherichia coli (EPEC), enteroinvasive Escherichia. coli (EIEC), dan celldetaching Escherichia. coli (CDEC) (Nataro & Kaper 1998). EPEC merupakan penyebab utama diare pada anak-anak di negara berkembang. Studi yang dilakukan di Brazil, Meksiko, dan Afrika Selatan memperlihatkan bahwa 30-40% diare pada anak-anak disebabkan oleh EPEC. Terapi yang dilakukan terhadap diare bertujuan untuk menjaga keseimbangan cairan tubuh, diantaranya melalui pemberian cairan (rehidrasi) secara oral dan konsumsi beberapa antibiotik (Nataro & Kaper 1998). Budiarti et al.(1998) mengisolasi EPEC dari feses anak-anak penderita diare. Salah satu isolat yaitu EPEC

K1-1

diketahui

memiliki

resistensi

terhadap

ampisilin

dengan

menghasilkan enzim β-laktamase secara ekstraseluler (Wahyuni 2006). Salmonella sp. Salmonella sp. adalah bakteri berbentuk batang Gram negatif, bersifat anaerob fakultatif tidak membentuk spora dan dapat bergerak. Uji fisiologis Salmonella sp. menunjukkan H2S, merah metil, reduksi nitrat, sitrat, dulcitol, lisin, dekarboksilasi dan ornitin dekarboksilasi bersifat positif. Reaksi biokimia lain seperti oksidasi, indol, Vogues-Proskauer (VP), urease, glukonat, laktosa, dan fenilalanin deaminasi bersifat negatif (Krieg dan Holt 1984). Salmonella sp.

13 termasuk ke dalam famili Enterobactericeae tribus escherichea (Fardiaz 1985). Bakteri ini dapat tumbuh pada suhu 50- 470C dengan suhu optimum 350- 370C, dan kisaran pH 4.1-9.0 dengan pH optimum 6.5-7.5. Pada pH dibawah 4.0 dan diatas 8.0 sel Salmonella sp akan mati secara perlahan. Tempat hidup primer dari Salmonella sp. adalah saluran pencernaan burung, reptil dan mamalia. Salmonella sp. dapat ditemukan dalam berbagai makanan asal ternak. Karena hidup dalam saluran pencernaan, maka adanya Salmonella sp. pada manusia dan hewan dapat terjadi tanpa disertai tanda tanda infeksi. Manusia dan hewan dapat dikatakan pembawa (carier). Pembawa sering menjadi masalah dalam kesehatan masyarakat karena dapat menularkan penyakit tetapi sulit untuk mendeteksinya. Pada unggas dapat ditemukan pembawa sebesar tiga-lima persen (Anonim 2008). Menurut Jay (1986) Salmonella sp. diklasifikasikan berdasarkan pada analisis antigen, dan ini pertama kali dilakukan oleh Kauffmann dan White, sehingga klasifikasi ini disebut skema Kauffmann-White. Klasifikasi ini menggunakan dua macam antigen yaitu antigen somatik yang disebut antigen O dan antigen flagella yang disebut antigen H. Dengan klasifikasi ini maka spesies dan varietas ditempatkan pada kelompok A,B,C, dan seterusnya sesuai dengan persamaan dalam kandungan satu atau lebih antigen O. Hasilnya adalah Salmonella schottmuellerri winlow dan Salmonella typhimurium loeffler ditempatkan pada kelompok B, karena menunjukkan antigen O4 dan 12. Salmonella typhi, Salmonella enteridis dan Salmonella gallinarum ditempatkan pada kelompok D dengan antigen O.9 dan 12. Antigen H dipisahkan menjadi fase spesifik atau fase satu dan fase kelompok atau fase dua. Fase spesifik hanya dimiliki oleh beberapa spesies atau varietas, sedang fase kelompok dimiliki oleh hampir semua spesies. Penyakit yang disebabkan oleh Salmonella sp. yaitu salmonelosis dengan gejala gastroenteritis yaitu Salmonella yang menyerang saluran gastrointestin (lambung, usus halus dan usus besar) dan demam typus. Salmonelosis pada ayam muda (umur 2 minggu ) gejalanya seperti berak putih dan pada ayam dewasa gejalanya tidak terlihat. Salmonellosis dapat juga menyerang manusia dengan gejala demam, diare dan nyeri pada daerah abdomen. Gastroenteritis akut terjadi

14 dengan gejala muntah dan diare, sebagian kecil penderita mengalami pendarahan (septikemia). Pada orang-orang yang memiliki daya tahan tubuh yang sangat rendah, bakteri Salmonella dapat menginvasi aliran darah dan menyebabkan infeksi yang akan mengancam jiwa (Anonim 2008). Antibiotik Antibiotik berasal dari kata antibiosis yang berarti substansi yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme atau zat yang sama, sebagian atau seluruhnya dibuat secara sintetis kimia, yang dalam jumlah kecil dapat menghambat pertumbuhan atau mematikan mikroorganisme lain dengan cara menghentikan suatu proses biokimia sehingga terputusnya satu mata rantai metabolisme di dalam tubuh mikroorganisme. Penemuan antibiotik diawali oleh Alexander Fleming pada tahun 1928 yang mengamati adanya penghambatan pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus pada cawan petri oleh kontaminan yang akhirnya dikenal dengan Penicillium notatum. Zat aktif yang kemudian diisolasi dari P. notatum ini diberi nama penicillin (Crueger dan Crueger 1984). Sifat kerja antibiotik secara umum menurut Brander et al. (1991) dibagi dua yaitu bakteriostatik dimana sifat kerja antibiotik meghambat pertumbuhan bakteri lain, yang termasuk kedalam kelompok ini adalah sulfadinamid, tetrasiklin, kloramfenikol dan eritromisin. Bakterisidal adalah antibiotik menghambat pertumbuhan bakteri patogen sekaligus membunuh bakteri tersebut, sehingga banyak dipakai untuk terapi, yang

termasuk kedalam kelompok ini adalah

penisilin dan derifatnya, streptomisin, flavomisin, kolostin, vankomisin,, basitrasin, dan sefalosporin. Dalam dunia peternakan kegunaan antibiotik ada dua yaitu antibiotik untuk pemacu pertumbuhan dab antibiotik untuk terapi. Antibiotik untuk pemacu tumbuh

dapat

menekan

pertumbuhan

bakteri

patogen

yang

berakibat

meningkatnya populasi bakteri menguntungkan dalam saluran pencernaan. Penggunaan antibiotik untuk pemacu tumbuh terbukti dapat meningkatkan produksi ternak (Wiryosuharto 1990). Antibiotik untuk terapi digunakan untuk mengembalikan kondisi ternak secepat mungkin, agar ternak tersebut dapat berproduksi kembali secara penuh dan menghilangkan penderitaan ternak serta mencegah penyebaran patogen ke

15 lingkungan. Antibiotik untuk terapi ada beberapa macam, diantaranya antibiotik berspektrum sempit yang bertujuan untuk membunuh bakteri negatif atau gram positif saja, antibiotik berspektrum luas yang mampu mengatasi kedua jenis bakteri tersebut (Brander et al. 1991). Antibiotika yang ditambahkan ke dalam pakan atau air minum mempunyai potensi tinggi menimbulkan residu antibiotika dalam produk hewan (daging, telur) untuk manusia (FAO/WHO 1992). Seperti yang dilaporkan oleh Rusiana (2008) dengan meneliti 80 ekor ayam broiler di Jabotabek menemukan 85% daging ayam broiler dan 37% hati ayam tercemar residu antibiotik tylosin, penicilin, oxytetracycline dan kanamycin. Antibiotika yang sering dicampur kedalam pakan adalah : Bacitracin, kuramisin, higromisin, kolistin, kiamisin, spiramisin, tiamulin, tilosin, virginiamisin, avilamisin, enramisin, flavomisin (bambermisin), tetrasiklin (Dirjen Peternakan 1990). Penggunaan antibiotik yang terus menerus pada peternakan

berakibat

buruk bagi ternak, munculnya mikroba target yang resisten antibiotik tetapi juga mikroba lain yang memiliki habitat yang sama dengan mikroba target. Hal ini dimungkinkan karena adanya transfer materi genetik (plasmid resisten) di antara genus bakteri yang berbeda yang masih memiliki hubungan dekat, meliputi bakteri E. coli, Klebsiella, dan Salmonela. Resistensi kolonisasi (colonization resistance) adalah istilah yang menggambarkan imunitas alami yang diperoleh manusia /hewan melalui keberadaan flora normal dalam saluran pencernaan sehingga manusia/hewan akan terlindungi dari kolonisasi/infeksi mikroorganisme dari luar tubuh (Naim 2007). Enzim Merupakan senyawa protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi pemecahan senyawa komplek menjadi sederhana yang tersusun dari serangkaian asam amino dalam susunan yang teratur dan tetap Sebagai protein, enzim diproduksi dan digunakan oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi, antara lain konversi energi dan metabolisme pertahanan sel (Grisham et al 1999).

16 Enzim saat ini banyak dikembangkan sebagai bahan aditif mendampingi probiotik seperti proteinase, amilase, selulase, xylanase, pectinase, lipase dan lain sebagainya yang diberikan kepada ternak. Dalam tubuh makhluk hidup enzim dapat diproduksi sendiri sesuai dengan kebutuhan, akan tetapi penambahan enzim pada pakan kadang masih dibutuhkan. Hal ini disebabkan beberapa hal seperti antinutrisi faktor pada bahan pakan (lekctins dan trypsin inhibitor), rendahnya efesiensi kecernaan bahan pakan, dan ketidak tersediaan enzim tertentu dalam tubuh ternak seperti xylanase dan ß-glucanase yang merupakan enzim untuk meningkatkan daya cerna pada ternak monogastrik ( Sjofjan 2009) Protease Enzim protease merupakan biokatalisator untuk reaksi pemecahan protein menjadi molekul yang sederhana seperti asam asam amino. Enzim ini akan mengkatalisis reaksi hidrolisis, yaitu reaksi yang melibatkan unsur air pada ikatan spesifik substrat. Karena itu, enzim ini termasuk dalam kelas utama enzim golongan hidrolase (Winarno 1983). Menurut Ward (1983) protease ialah enzim yang sangat kompleks, mempunyai sifat fisiko kimia dan sifat katalitik yang sangat bervariasi. Protease dapat dihasilkan secara ekstraseluler dan intraseluler dan mempunyai peranan penting dalam metabolisme sel dan keteraturan proses dalam sel. Berdasarkan letak pemecahan peptida protease dapat dibedakan atas dua bagian, yaitu eksopeptidase dan endopeptidase. Eksopeptidase memotong ikatan peptida pada terminal

amino atau karboksil dari substrat, sedangkan

endopeptidase memotong bagian tengah dari ikatan peptida (Ward 1983). Bakteri proteolitik adalah bakteri yang mempoduksi enzim protease ekstraseluler, yaitu enzim yang memecah protein yang diproduksi di dalam sel kemudian di lepaskan keluar dari sel. Semua bakteri memiliki enzim protease di dalam sel, tetapi tidak semua bakteri memiliki enzim protease ekstraseluler. Bakteri proteolitik dapat digolongkan menjadi beberapa kelompok: (1).Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif, tidak membentuk spora, misalnya Pseudomonas dan Proteus, (2). Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif, membentuk spora,

17 misalnya Bacillus, (3). Bakteri anaerobik pembentuk spora, misalnya sebagian spesies Clostridium ( Wikepedia 2006). Amilase Ezim yang menghidrolisis amilum menjadi molekul yang larut dalam air serta mempunyai berat molekul yang rendah seperti glukosa. Anderson (1958) dan Winarno (1983) mengelompokkan amilase ke dalam tiga golongan besar, yaitu α-amilase, ß-amilase dan glukoamilase (amiloglukosidase). Enzim α–amylase menghidrolisis ikatan  -1.4 secara acak di bagian dalam (endoamilase) dan enzim ß-amilase bekerja menghidrolisis ikatan  -1.4 bagian ujung (eksoamilase). Enzim glukoamilase (EC.3.2.1.3) atau sering disebut amiloglukoksidase atau α-1,4-glukano glukohidrolase merupakan enzim ekstraseluler yang mampu menghidrolisis ikatan α-1.4 pada rantai amilosa, amilopektin, glikogen, dan pullulan. Enzim glukoamilase juga dapat menyerang ikatan -1.6 pada titik percabangan, walaupun dengan laju yang lebih rendah. Hal ini berarti bahwa pati dapat

diuraikan

secara

sempurna

menjadi

glukosa

(Soebiyanto

1986;

DeMan 1997). Amilum terbagi menjadi dua fraksi yaitu amilosa dan amilopektin yang keduanya memiliki sifat yang berbeda secara fisik. Amilosa larut dalam air dan mudah terhidrolisa dibandingkan dengan amilopektin. Amilosa merupakan hasil kondensasi molekul-molekul glukosa yang terdiri dari 300 atau lebih molekul -D glukosa, tersusun dalam bentuk rantai panjang yang lurus (Anderson 1958). Molekul-molekul ini berhubungan satu dengan yang lainnya melalui ikatan -1,4 D-glukosidik seperti pada gambar 1 .

Gambar 1 Struktur amilosa dengan ikatan -1.4 D-glukosidik (http://id.wikipedia.org/wiki/Amilosa)

18 Amilopektin (Gambar 2) merupakan polimer dari glukosa, yang mengandung banyak rantai cabang yang terdiri dari 2000-3000 molekul glukosa pada rantai lurusnya dan 24-30 unit glukosa pada rantai cabang utama (Anderson 1958). Molekul molekul dari glukosa dihubungkan satu dengan yang lainnya dengan ikatan -1.4 dan -1.6- D glikosidik (Meyer 1978; Bergman 1981)

Gambar 2 Struktur amilopektin dengan ikatan -1.4 dan -1.6- D glikosidik (http://id.wikipedia.org/wiki/Amilopektin) Enzim -amilase termasuk kedalam enzim endoamilase yang kerjanya menghidrolisis pati dari tengah-tengah rantai yang mengandung ikatan  -1.4, dengan menghasilkan dua molekul dextrin. Dextrin adalah suatu homopolimer dari glukosa yang merupakan produk antara pada hidrolisa pati menjadi maltosa. Enzim ß-amilase bekerja dari ujung rantai polimer (eksoamilase) menghasilkan maltosa dan ß-limit dekstrin. Sama halnya dengan enzim -amilase, enzim ß-amilase juga tidak dapat memutus rantai ikatan -1.6, pada molekul amilopektin, sehingga degradasi amilopektin oleh enzim ini tidak sempurna, dekstrin yang dihasilkan berupa ß-limit dekstrin yang memiliki berat molekul yang tinggi. Enzim glukoamilase memecah polimer pati dari bagian luar (exoamilase), yakni dari ujung rantai yang tidak bersifat mereduksi (Rose 1980; Winarno 1980), Enzim ini memiliki keistimewaan dibandingkan dengan enzim -amilase dan enzim ß-amilase karena enzim ini mampu memutuskan rantai polimer yang mengandung ikatan glukosidik - 1.6 disamping - 1.3 dan -1.4 (Fogarty 1983). Oleh karena itu hasil pemecahan polimer pati oleh enzim ini hanya berupa

19 molekul-molekul glukosa. Itulah sebabnya oleh Alagaratnam (1977) tahap pemecahan ini disebut juga tahap sakarifikasi. Amilase merupakan enzim yang paling penting dan keberadaanya paling besar, pada bidang bioteknologi, enzim ini diperjual belikan sebanyak 25% dari total enzim yang lainya. Amilase didapatkan dari berbagai macam sumber, seperti tanaman, hewan dan mikroorganisme. Amilase yang berasal dari mikroorganisme banyak digunakan dalam industri, hal ini dikarenakan mikroorganisme periode pertumbuhanya pendek. Amilase pertama kali yang diproduksi adalah amilase yang berasal dari fungi pada tahun 1894 (Oliveira 2004). Lipase Enzim lipase merupakan kelompok enzim yang secara umum berfungsi dalam hidrolisis lemak, mono-, di-, dan trigliserida untuk menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol (Suzuki et al. 1988; Kosugi et al. 1990). Asam lemak amat dibutuhkan dalam metabolisme mikroorganisme yang bersangkutan. Enzim lipase bersifat konstitutif artinya terus-menerus diekspresi tanpa membutuhkah induser. Ekspresi enzim lipase meningkat saat mikroorganisme memasuki fase kematian karena jumlah produk lemak dari sel-sel yang mati meningkat (Madigan et al. 2003). Lipase memiliki potensi untuk memproduksi asam lemak, yang merupakan prekursor berbagai industri kimia. Produksi asam lemak secara industri menggunakan katalis kimia menghasilkan efek samping bagi lingkungan. Selain itu enzim lipase telah banyak dikenal memiliki cakupan aplikasi yang amat luas dalam bidang bioteknologi, seperti biomedikal, pestisida, pengolahan limbah, industri makanan, biosensor, detergen, untuk industri kulit dan industri oleokimia (memproduksi asam lemak dan turunannya) (Macrae 1983). Selulase Selulase adalah enzim penghidrolisa selulosa dengan memecah ikatan β-1.4D-glycosidic. Selulosa merupakan polimer rantai lurus glukosa yang tersusun atas 10.000 atau lebih unit-unit D-glucosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4-Dglycosidic (Gambar 3). Karena ikatan ini menyebabkan selulosa sukar didegradasi

20 (Saxena dan Brown 2005). Ikatan ini hanya dapat dipecah oleh enzim selulase yang hanya dapat disekresikan oleh mikroba selulolitik (Mc Donald et al. 2002).

Gambar 3 Struktur selulosa dengan ikatan β- (1,4) Mikroba selulolitik pada umumnya akan mensekresikan tiga jenis enzim selulase,

yaitu

endoglukanase

atau

carboxymethylcellulase

(CMC-ase),

eksoglukanase, dan β-glukosidase (Cai et al. 1999; Beauchemin et al. 2003). Proses degradasi selulosa pada prinsipnya melibatkan ketiga jenis enzim diatas yang bekerja secara sinergis, yaitu endo- dan exo- 1.4-β-glucanase serta βglucosidase. (1) Endoglukanase, 1,4-β-D-glucan glucanohydrolase, CMC-ase, secara acak menghidrolisis bagian dalam 1.4-D-glycosidic dari glukosa. Hasil dari reaksi ini adalah memendeknya polimer glukosa secara cepat yang diikuti dengan meningkatnya gula reduksi secara perlahan-lahan; (2) Eksoglukanase, 1.4-β-D glucan cellobiohydrolase, Avicelase, menghidrolisis rantai ujung selulosa yang tidak tereduksi dengan selobiosa sebagai struktur primer; (3) β-glucosidase, cellobiase,

menghidrolisis

Chambliss, 1989).

selobiosa

menjadi

glukosa

(Robson

dan

Enzim CMC-ase merupakan enzim pertama dalam sistem

enzim selulase sehingga tingkat aktivitasnya sangat menentukan dalam proses degradasi selulosa (Hobson 1988; Ding et al. 2001; dan Chen et al. 2004). Molase Lebih dikenal dengan tetes tebu merupakan hasil samping dari proses pembuatan gula tebu yang masih mengandung kadar gula sekitar 48-58 % (Novita 2001). Meningkatnya produksi gula tebu Indonesia sekitar sepuluh tahun terakhir ini akan meningkatkan produksi molase. Industri yang banyak memanfaatkan molase seperti industri alkohol, bir, asam amino, sodium glutamat. Unsur C merupakan unsur utama yang berperan dalam penyusunan sel-sel bakteri, pada dasarnya semua mikroganisme memerlukan karbon sebagai sumber