Bakteri Bacillus Cereus

Bacillus cereus telah dikenali sebagai salah satu penyebab keracunan pada makanan sejak tahun 1955, sejak saat itu mikroorganisme ini telah menarik banyak perhatian dan menjadi salah satu penyebab keracunan pada pangan yang termasuk sering ditemukan. Sekitar 5% dari semua kasus keracunan pangan di Eropa tahun 1990 yang telah dilaporkan ke World Health Organization Survaillance Programme disebabkan oleh Bacillus cereus. Menurut data kasus jumlah minimal Bacillus cereus yang dapat menimbulkan keracunan pada pangan adalah sekitar 105 sel / gram pangan (CDCP, 1979) Berikut ini merupakan klasifikasi dari Bacillus cereus:Kingdom         : BacteriaPhylum            : FirmicutesClass                : BacilliOrder               : BacillalesFamily             : BacillaceaeGenus              : BacillusSpesies            : Bacillus cereus

Karakteristik umum Bacillus cereus merupakan golongan bakteri Gram-positif (bakteri yang mempertahankan zat warna kristal violet sewaktu proses pewarnaan Gram), aerob fakultatif (dapat menggunakan oksigen tetapi dapat juga menghasilkan energi secara anaerobik), dan dapat membentuk spora (endospora). Spora Bacillus cereus lebih tahan pada panas kering daripada pada panas lembab dan dapat bertahan lama pada produk yang kering. Selnya berbentuk batang besar (bacillus) dan sporanya tidak membengkakkan sporangiumnya. Sifat-sifat dan karakteristik-karakteristik lainnya, termasuk sifat-sifat biokimia, digunakan untuk membedakan dan menentukan keberadaan Bacillus cereus, walaupun sifat-sifat ini juga dimiliki oleh Bacillus cereus var. mycoides, Bacillus thuringiensis dan Bacillus anthracis. Organisme-organisme ini dapat dibedakan berdasarkan pada motilitas/gerakan (kebanyakan Bacillus cereus motil / dapat bergerak), keberadaan kristal racun (pada Bacillus thuringiensis ), kemampuan untuk menghancurkan sel darah merah (aktivitas hemolytic) (Bacillus cereus dan lainnya bersifat beta haemolytic sementara Bacillus anthracis tidak bersifat hemolytic), dan pertumbuhan rhizoid (struktur seperti akar), yang merupakan sifat khas dari Bacillus cereus var. mycoides .

Tabel 1. Kondisi yang Diperlukan bagi Pertumbuhan Bacillus cereus

Parameter

SuhupHaw

< 4 oC (4 – 50 oC)< 4,4 (4,4 – 9,3)< 0,91

Jumlah Bacillus cereus yang ditemukan dalam susu segar pasteurisasi

< 10 organisme / 100 ml

Jumlah indikasi Bacillus cereus yang menyebabkan foodborne disease

> 105 cfu g -1 atu ml -1

Konsentrasi pada makanan yang terkait dengan racun makanan Bacillus cereus

105 to > 109 cfu ml -1 atau g -1

Tipe KeracunanKeracunan akan timbul jika seseorang menelan makanan atau minuman yang mengandung bakteri atau bentuk sporanya, kemudian bakteri bereproduksi dan

menghasilkan toksin di dalam usus, atau seseorang mengkonsumsi pangan yang telah mengandung toksin tersebut. Ada dua tipe toksin yang dihasilkan oleh Bacillus cereus, yaitu toksin yang menyebabkan diare (disebabkan oleh protein dengan berat molekul besar) dan toksin yang menyebabkan muntah atau emesis (disebabkan oleh peptida tahan panas dengan berat molekul rendah). Gejala keracunannya, yaitu:Tipe penyebab diare (diarrheal form) atau Long IncubationTipe ini merupakan tipe yang paling ditemukan kasusnya dan terjadi bila seseorang mengalami keracunan yang disebabkan oleh toksin penyebab diare, maka gejala yang timbul berhubungan dengan saluran pencernaan bagian bawah berupa mual, nyeri perut seperti kram, diare berair, yang terjadi 8-16 jam setelah mengkonsumsi pangan yang telah terkontaminasi Bacillus cereus. Rasa mual mungkin seringkali terjadi untuk tipe kasus ini akan tetapi jarang terjadi muntah atau emesis. Kasusnya hampir mirip dengan keracunan makanan yang disebabkan oleh Clostridium perfringens. Pada sebagian besar kasus gejala-gejala ini akan tetap berlangsung selama 12 – 24 jam tetapi untuk beberapa kasus akan lebih lama (Lancette dan Harmon, 1980).Tipe penyebab muntah (emetic form) atau Short IncubationBila seseorang mengalami keracunan yang disebabkan oleh toksin penyebab muntah, gejala yang timbul akan bersifat lebih parah dan akut serta berhubungan dengan saluran pencernaan bagian atas, berupa mual dan muntah yang dimulai 1 – 6 jam setelah mengkonsumsi pangan yang terkontaminasi oleh Bacillus cereus. Kadang-kadang kram perut dan / atau diare dapat juga terjadi. Umumnya gejala terjadi selama kurang dari 24 jam. Kasusnya mirip dengan keracunan makanan yang disebabkan oleh Staphylococcus aureus (staph) dalam hal gejala dan waktu inkubasinya. Beberapa strain Bacillus subtilis dan Bacillus licheniformis telah diisolasi dari kambing dan ayam yang dicurigai menjadi penyebab kasus keracunan makanan. Organisme-organisme ini menghasilkan racun yang sangat tahan panas yang mungkin mirip dengan racun penyebab muntah yang diproduksi oleh Bacillus cereus .

Tabel 2. Karakteristik Penyakit Akibat Bacillus cereus

  Tipe Diare Tipe Muntah

Dosis infektifProduksi toksinTipe ToksinMasa inkubasiLama penyakitGejalaPangan yang sering tercemar

10 5 – 107 sel / gPada usus halus penderitaProtein8 – 16 jam12 – 24 jam (bias > 24 jam)Mual, nyeri perut seperti kram, dan diare berairProduk asal daging, sup, sayuran, susu, pudding, dll.

105 – 108 sel / gTerbentuk pada panganPeptida siklik1 – 6 jam6 – 24 jamMual dan muntahNasi, pasta, mie, dll.

 GambarKoloni Bacillus cereus pada agar

 Bacillus cereus

Koloni Bacillus cereus

 Spora Bacillus cereus CIRI - CIRI UMUM

Secara umum kelompok Bacillus merupakan bakteri berbentuk batang (basil), dan tergolong dalam bakteri gram positif yang umumnya tumbuh pada medium yang mengandung oksigen (bersifat aerobik) sehingga dikenal pula dengan istilah aerobic sporeformers. Kebanyakan anggota genus Bacillus dapat membentuk endospora yang dibentuk secara intraseluler sebagai respon terhadap kondisi lingkungan yang kurang

menguntungkan, oleh karena itu anggota genus Bacillus memiliki toleransi yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang berubah-ubah.Bakteri Bacillus sp. biasanya banyak ditemukan di tanah. Cara untuk mendapatkan bakteri Bacillus sp. yaitu dengan mengambil sampel tanah menggunakan sendok yang telah disterilisasikan terlebih dahulu kemudian ambil tanah sekitar kedalaman 3 cm dari permukaan tanah. Bacillus sp. merupakan bakteri gram positif dengan sel batang berukuran 0,3-22x1,27-7 πm, sebagian bersifat motil (gerak) mobilitasnya ini disebabkan oleh flagel, jika dipanaskan akan membentuk endospora, yaitu bentuk dorman sel vegetatif sebagai bentuk pertahanan diri yang muncul saat kondisi ekstrim yang tidak menguntungkan bagi bakteri.Letak endospora dalam sel ukuran selama pembentukannya tidak sama antara spesies satu dengan lainnya. Beberapa spesies memiliki spora sentral, terminal, atau letal. Endospora dapat berbentuk oval, silindris, bulat, atau lainnya. Untuk memastikan bahwa koloni-koloni tersebut adalah Bacillus, maka dilakukan serangkaian pengujian yang bersifat spesifik yaitu pengecetan gram, pengecetan negatif dan motilitasnya. Bacillus dibedakan dari anggota familia Bacillaceae lainnya berdasarkan sifat-sifatnya yaitu: keseluruhannya merupakan pembentuk spora, hidup pada kondisi aerob baik sebagai jasad yang sepenuhnya aerob maupun aerob fakultatif, selnya berbentuk batang, dan memproduksi katalase.

II.                   JENIS – JENIS BACILLUS

Kebanyakan anggota genus Bacillus adalah organisme saprofit yang lazim terdapat dalam tanah, air, udara, dan tumbuh-tumbuhan, seperti Bacillus cereus dan Bacillus subtilis. Beberapa di antaranya patogen bagi insekta. Bacillus cereus dapat tumbuh pada makanan dan menghasilkan enterotoksin yang menyebabkan keracunan makanan. Organisme ini kadang-kadang dapat menimbulkan penyakit pada orang fungsi imun yang terganggu (misalnya meningitis, endokarditis, endoftalmitis, konjungtivitis, atau gastroenteritis akut). Seperti Bacillus anthracis, penyebab antraks adalah bakteri patogen utama genus ini.

A.           Bacillus anthracis Kuman antraks banyak ditemukan pada penyakit zoonosis, infeksi pada ternak lembu, kambing, domba dan babi. Kuman dikelurakan melalui feses, urin dan saliva binatang yang terinfeksi dan bertahan hidup di ladang dalam bentuk spora untuk waktu yang lama sekali.

   MorfologiBatang dengan ukuran 1 x 3-4 µm, dapat tersusun dengan seperti bambu, bentuk batangnya persegi atau cekung ujungnya, sendiri-sendiri, berpasangan atau membentuk rantai pendek, tidak bergerak, berspora oval yang letaknya sental, kadang-kadang berkapsul.

   Struktur AntigenBahan simpai Bacillus anthracis, yang terdiri atas polipeptida berbobot molekul tinggi yangmengandung asam D-glutamat, adalah suatu hapten. Badan bakteri mengandung proteindan suatu polisakarida somatic, keduanya bersifat antigenik.

   Patogenesis

Antraks terutama merupakan penyakit pada biri-biri, sapi, kuda, dan hewan lainnya; manusia jarang terserang. Infeksi biasanya didapat dengan masuknya spora melalui lukapada kulit atau selaput lendir, jarang dengan inhalasi spora ke dalam paru-paru. Eksudat antraks mengandung polipeptida yang identik dengan polipeptida pada simpai Bacillus, dan dapat menimbulkan reaksi histologik yang sama seperti reaksi akibat infeksi antraks. Protein lain yang diisolasi dari eksudat merangsang kekebalan yang kuat terhadap antraks bila disuntikkan pada hewan.

   PatologiPada hewan yang peka, organisme berkembang biak di tempat masuk. Simpai tetap utuh, dan organisme dikelilingi oleh sejumlah besar cairan seperti protein yang mengandung sedikit leukosit, organisme kemudian dengan cepat menyebar dan mencapai aliran darah. Pada hewan yang resisten, organisme berkembang biak selama beberapa jam, setelah itu terkumpul sejumlah besar leukosit. Sampai lambat laun mengalami disintegrasi dan menghilang. Organisme tetap terlokalisasi.

   Gambaran KlinikPada manusia, antraks menimbulkan infeksi kulit (pustula ganas). Mula-mula timbul popula dalam 12-36 jam setelah masuknya organisme atau spora melalui goresan. Papula ini dengan cepat berubah menjadi visikel, kemudian pustula, dan akhirnya menjadi ulkus nekrotik; lalu infeksi dapat menyebar, menimbulkan septikemia.Pada antraks pernapasan, gejala dini dapat berupa mediastinitis, sepsis, meningitis atau edema paru-paru hemoragik. Pneumonia hemoragik dengan syok merupakan gejala yang terakhir.Hewan sering terkena antraks dengan memakan sporanya dan organisme menyebar lewat saluran usus, tetapi pada manusia hal ini jarang terjadi. Karena itu, sakit perut, muntah dan diare berdarah jarang merupakan tanda-tanda klinik.

   Tes Diagnostik Laboratoriuma)             Bahan : Cairan atau nanah dari lesi lokal, darah, dahak.b)             Pewarnaan Sediaan : Dari lesi lokal atau darah hewan yang mati; rantai bakteri terbentuk batang besar Gram-positif sering terlihat. Antraks dapat diidentifikasi pada sediaan kering dengan teknik pewarnaan imunofluoresensi.c)             Biakan : Bila dibiakkan pada lempeng agar darah, organisme ini membentuk koloni kelabu non hemolitik dengan morfologi mikroskopis yang khas. Peragian karbohidrat tidak bermanfaat. Pada perbenihan setengah padat, basil antraks selalu tidak bergerak, sedangkan organisme tidak patogen yang sejenis (misalnya : Basillus cereus) menunjukkan pergerakkan dengan “menyebar”. Biakan antraks virulen mematikan mencit atau marmot bila disutikkan secara intra peritoneal.d)            Tes serologi : Antibodi penyebab presipitasi atau hemaglutinasi dapat diperlihatkan dalam serum orang atau hewan yang telah divaksinasi atau terinfeksi.

   Resistensi dan KekebalanBeberapa hewan (marmut) sangat peka, sedangkan yang lain (tikus) sangat resisten terhadap infeksi antraks. Kenyataan ini diperkirakan akibat sejumlah mekanisme pertahanan : aktivitas leukosit, suhu badan, dan daya bakterisidal darah. Polipeptida tertentu yang mematikan hasil antraks telah diisolasi dari jaringan hewan. Polilisin sintetik mempunyai daya kerja yang mirip. Imunisasi antraks didasarkan pada percobaan klasik Louis Pasteur, yang pada tahun 1881 membuktikkan bahwa biakan yang telah tumbuh dalam kaldu pada 42-52 °C selama beberapa bulan akan kehilangan sebagian besar virulensinya dan dapat disuntikkan hidup-hidup pada biri-biri dan sapi tanpa menyebabkan penyakit :

selanjutnya hewan-hewan ini terbukti kebal. Terdapat banyak variasi mengenai kemanjuran berbagai vaksin.

   PengobatanBanyak antibiotika efektif terhadap antraks pada manusia, tetapi pengobatan harus dimulai sedini mungkin. Penisilin cukup memuaskan, kecuali pada pengobatan antraks pernapasan, dimana mortilitas tetap tinggi. Beberapa basil Gram-positif lainnya mungkin resisten terhadap penisilin karena membentuk β-laktamase. Tetrasiklin, eritromisin, atau clyndamicin mungkin efektif.

   Epidemiologi, Pencegahan dan PengendalianTanah tercemar oleh spora antraks dari bangkai hewan. Spora-spora ini dapat tetap hidup selama puluhan tahun. Mungkin spora dapat tumbuh dalam tanah pada pH 6,5 pada suhu yang cocok. Hewan merumput yang terinfeksi melalui luka pada selaput lendir menjadi penyambung rantai infeksi terus-menerus. Kontak dengan hewan yang terinfeksi atau dengan kulit, rambut dan bulunya merupakan sumber infeksi pada manusia.

Tindakan pencegahan dan pengendalian meliputi:                Pembuangan bangkai hewan dengan membakar atau mengubur pada sumur yang dalam disertai kapur,                Dekontaminasi produk-produk hewan (biasanya dengan autoklaf),                Baju dan sarung tangan pelindung waktu mengenai bahan-bahan yang mungkin tercemar,                Imunisasi aktif hewan peliharaan dengan vaksin hidup yang dilemahkan. Orang yang mempunyai resiko besar karena pekerjaanya harus diimunisasi dengan vaksin bebas-sel yang dapat diperoleh dari Centers for Disease Control, Atlanta, GA 30333.

B.            Bacillus cereus

Dapat menyebabkan keracuann makanan dan juga menyebabkan pneumonia, bronkopneumonia dan luka. Bacillus cereus merupakan salah satu anggota genus Bacillus yang pertama kali diisolasi pada tahun 1969 dari darah dan cairan pleura pasien pneumonia.

   MorfologiBacillus cereus memiliki beberapa karakter morfologi diantaranya: Gram positif dengan lebar sel 0,9  –  1,2 µm dan panjang 3  –  5 µm. Motilitas positif, spora elipsoidal, sentral atau parasentral, spora jarang keluar dari sporangia. Tidak membentuk kapsul, biasanya muncul dalam bentuk rantai panjang tipe R. Bentuk koloni irregular, opague terkadang waxy. Padamedium cair membentuk turbiditas moderate.

   EnterotoksinBacillus cereus memiliki karakter yang mirip dengan Bacillus thuringiensis dan Bacillus anthracis, namun tetap dapat dibedakan berdasarkan determinasi motilitas (kebanyakan Bacillus cereus bersifat motil) dan adanya kristal toxin (hanya dihasilkan oleh Basillus thuringiensis), aktivitas hemolisis (B.cereus memiliki sifat ini, sedangkan B.anthracis bersifat non-hemolitik). Dalam pertumbuhan Bacillus cereus menghasilkan toksin selama pertumbuhan atau selama sporulasi.Beberapa strain dari Bacillus cereus bersifat patogen dan berbahaya bagi manusia karena dapat menyebabkan foodborne illness, namun beberapa diantaranya yang bersifat saprofitik dapat bermanfaat sebagai probiotik dan juga penghasil antibiotik yang potensial. Bacillus

cereus kebanyakan ditemukan terkandung dalam bahan pangan dan menyebabkan 2 tipe keracunan makanan yaitu emetic dan diarhoeal.

   AntibiotikaBacillus cereus dapat memproduksi peptida antibiotik diantaranya : Cerexin, Zwitermicin.

   Gejala PenyakitGejala-gejala keracunan makanan tipe diare karena Basillus cereus mirip dengan gejala keracunan makanan yang disebabkan oleh Clostridium perfringens. Diare berair, kram perut, dan rasa sakit mulai terjadi 6-15 jam setelah konsumsi makanan yang terkontaminasi. Rasa mual mungkin disertai diare, tetapi jarang terjadi muntah (emesis). Pada sebagian besar kasus, gejala-gejala ini tetap berlangsung selama 24 jam.

   Tes Diagnostik LaboratoriumBacillus cereus non pathogen menunjukkan pergerakan dengan penyebaran(swarming) pada media kultur setengah padat. Sel vegetatif dari Bacillus cereus dapat tumbuh pada rentang temperatur 5 – 50 °C dengan temperatur optimal antara 35 - 40 °C, resisten terhadap pH 4,5 – 9,3. Dapat tumbuh pada aerobic agar  dan nutrien broth dan penambahan NaCl 7%, nutritive agar serta nutritive agar dengan 7 – 10 % darah domba. Waktu generasi relatif singkat, antara 20 – 30 menit.

   PatogenesisBacillus cereus bertanggung jawab untuk sebagian kecil penyakit bawaan makanan(2-5%), menyebabkan mual, muntah parah dan diare.

   PencegahanPencegahan secara total mungkin tidak dapat dilakukan. Namun demikian, makanan yang dimasak, dipanaskan, dan disimpan dengan benar umumnya aman dari racun yang menyebabkan muntah. Resiko paling besar yaitu kontaminasi silang.

   EpidemiologiBakteri Bacillus cereus merupakan bakteri gram positif, bersifat aerobik, dan mampu membentuk spora yang dapat ditemukan di tanah, pada sayuran maupun produk pangan. Spora dari jenis bakteri ini tahan terhadap panas dan kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan dan mampu membentuk kecambah dalam larutan yang mengandung NaOH dan HCL.

C.           Bacillus subtilis

Dapat menyebabkan meningitis, endokarditis, infeksi mata dan lain-lainnya. Bacilus Subtilis ini awalnya bernama Vibro subtilis oleh Christian Gottfried Ehrenberg pada tahun 1835. Kemudian nama Bacillus subtilis dikenalkan oleh Ferdinand Cohn pada 1872. Bacillus subtilis telah digunakan sepanjang 1950 sebagai alternatif dari obat karena efek immunostimulatory sel dari masalah, yang pada pencernaan telah ditemukan secara signifikan untuk kekebalan aktivasi antibodi spesifik IgM, IgG ,dan IgA.

   MorfologiBakteri ini termasuk bakteri gram positif, katalase positif yang umum ditemukan di tanah. Bacillus subtilis mempunyai kemampuan untuk membentuk endospora yang protektif yang memberi kemampuan bakteri tersebut mentolerir keadaan yang ekstrim. Tidak seperti species lain seperti sejarah, Bacillus subtilis diklasifikasikan sebagai obligat anaerob walau penelitian sekarang tidak benar. Bacillus subtilis tidak dianggap sebagai

patogen walaupun kontaminasi makanan tetap jarang menyebabkan keracunan makanan. Sporanya dapat tahan terhadap panas tinggi yang sering digunakan pada makanan dan bertanggung jawab terhadap kerusakan pada roti.Bacillus subtilis selnya berbentuk basil, ada yang tebal dan yang tipis. Biasanya bentuk rantai atau terpisah. Sebagian motil dan adapula yang non motil. Semua membentuk endospora yang berbentuk bulat dan oval. Bacillus subtilis merupakan jenis kelompok bakteri termofilik yang dapat tumbuh pada kisaran suhu 45 °C – 55 °C dan mempunyai pertumbuhan suhu optimum pada suhu 60 °C – 80 °C.

   ToksikBacillus subtilis tidak dianggap oleh manusia sebagai bakteri yang patogen, karena dapat mencemari makanan tetapi jarang menyebabkan keracunan makanan. Bacillus subtilis produces the proteolyticenzyme subtilisin. Bacillus subtilis menghasilkan enzim proteolytic yang subtilisin. Bacillus subtilis spores dapat hidup yang ekstrim pemanasan yang sering digunakan untuk memasak makanan, dan bertanggung jawab untuk menyebabkan kekentalan yang lengket, membenang konsistensi yang disebabkan oleh bakteri produksi panjang rantai polysaccharides dan manja dalam adonan roti.Bacillus subtilis dapat membagi asymmetrically, memproduksi sebuah endospore yang tahan terhadap faktor lingkungan seperti panas, asam, dan garam, yang dapat beradadi dalam lingkungan dalam jangka waktu yang lama. Endospore adalah yang dibentuk pada saat gizi stres, memungkinkan organisme untuk terus berada di dalam lingkungan sampai kondisi menjadi baik. Sebelum proses untuk menghasilkan spora bakteri melalui proses produksi flagella dan mengambil DNA dari lingkungan.Bacillus subtilis terbukti untuk manipulasi genetik,karena itu telah menjadi banyak diadopsi sebagai model organisme untuk penelitian laboratorium, terutama dari sporulation, yang merupakan contoh sederhana dari diferensiasi selular. Hal ini juga sangat flagellated, yang memberikan Bacillus subtilis kemampuan untuk bergerak sangat cepat.

KESIMPULAN

Secara umum, kelompok Bacillus merupakan bakteri berbentuk basil (batang), dan tergolong dalam bakteri gram positif yang umumnya tumbuh pada medium yang mengandung oksigen (bersifat aerobic), sehingga dikenal pula dengan istilah aerobic sporeformers. Kebanyakan anggota genus Bacillus dapat membentuk endospora yang dibentuk secara intraseluler sebagai respon terhadap kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, oleh karena itu anggota genus Bacillus memiliki toleransi yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang berubah-ubah.Berdasarkan definisi umum, bakteri patogen merupakan jenis bakteri merugikan yang dapat menimbulkan berbagai macam penyakit, bagi manusia, hewan maupun tumbuhan. Salah satu contoh spesies dari genus Bacillus, seperti Bacillus anthracis, Bacillus cereus, dan Bacillus subtilis.