4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembentukan Spora

Spora bakteri umumnya disebut endospora, karena spora dibentuk di dalam sel.

Ada dua tipe sel spora yang terbentuk, yang pertama terbentuk di dalam sel, yang

disebut dengan endospora dan spora yang terbentuk di luar sel yang disebut

eksospora. Spora bakteri tidak berfungsi untuk perkembangbiakan. Bentuk spora

bermacam-macam, bulat atau bulat memanjang, bergantung pada spesiesnya.

Ukuran endospora lebih kecil atau lebih besar daripada diameter sel induknya.

Kebanyakan bakteri pembentuk spora adalah penghuni tanah, tetapi spora bakteri

dapat tersebar dimana saja (Waluyo, 2007).

Letak endospora di dalam sel serta ukurannya tidak sama bagi semua

spesies. Beberapa spora letaknya sentral yaitu dibentuk di tengah-tengah sel,

terminal, yaitu dibentuk di ujung, subterminal yaitu dibentuk di dekat ujung.

Adanya letak serta ukuran endospora sangat bermanfaat di dalam pencirian dan

identifikasi bakteri (Pelczar & Chan, 2008). Terdapat enam marga bakteri

penghasil endospora yaitu Bacillus, Sporolactobacillus, Clostridium,

Desulfotomaculum, Sporosarcina, Thermoactinomycetes. Sebelum digolongkan

menjadi enam marga, bakteri penghasil endospora dibagi menjadi dua kelompok,

yaitu termasuk Marga Bacillus jika merupakan gram positif, dan termasuk marga

Clostridium jika merupakan gram negatif (Hatmanti, 2000).

Struktur spora dari dalam ke luar secara berurutan yaitu inti protoplasma

yang mengandung komponen penting seluler seperti DNA, RNA, enzim, asam

dipikolinik, kation divalen dan sedikit air. Sebuah membran dalam yang

merupakan cikal bakal sitoplasma membran sel, dinding sel germinal yang

mengelilingi membran dan merupakan cikal bakal dari dinding sel untuk

memunculkan sel vegetatif. Setelah itu, korteks mengelilingi dinding sel yang

mengandung peptida dan glikan. Sebuah membran luar paraspora dan mantel

spora. Di bagian luar korteks dan membran mengandung lapisan protein yang

Universitas Sumatera Utara

5

menyediakan ketahanan untuk spora. Selama germinasi dan pertumbuhan, korteks

dihidrolisis dan membran luar paraspora dan mantel spora dihilangkan diikuti

dengan munculnya sel (Ray, 2004).

Dinding spora bersifat impermeabel, tetapi zat-zat warna dapat diserap

kedalamnya dengan jalan memanaskan preparat. Sifat impermeabel ini mencegah

dekolorisasi spora oleh alkohol bila diperlakukan dalam waktu yang sama seperti

pada dekolorisasi sel-sel vegetatif (Irianto, 2006). Lapisan luar spora merupakan

penahan yang baik terhadap bahan kimia, sehingga spora sukar untuk diwarnai.

Spora bakteri dapat diwarnai dengan dipanaskan. Pemanasan menyebabkan

lapisan luar spora mengembang, sehingga zat warna dapat masuk (Lay, 1994).

Spora bakteri sangat sulit diwarnai dengan pewarna biasa, oleh karena itu harus

diwarnai dengan pewarna spesifik (Fardiaz, 1992). Bahan yang digunakan untuk

pewarnaan spora dapat memakai larutan malachite green dan larutan safranin

(Waluyo, 2010).

Setiap sel bakteri hanya dapat membentuk satu spora. Struktur endospora

bervariasi untuk setiap jenis maupun spesies, tetapi struktur umumnya hampir

sama. Jika endospora ditempatkan di dalam suatu medium yang baik, akan terjadi

germinasi, spora akan mengambil air dari sekelilingnya, membengkak dan

berkecambah. Lapisan luar spora pecah dan spora akan tumbuh menjadi sel

vegetatif (Fardiaz, 1992).

Menurut Ray (2004), proses sporulasi dapat dibagi ke dalam 7 tahap.

Pertama tahap penghentian replikasi DNA, diikuti dengan penjajaran kromosom

di dalam filamen aksial dan pembentukan mesosom. Invaginasi membran sel dan

pembentukan septum. Pembentukan prespora atau paraspora pun terjadi.

Pembentukan dinding sel germinal dan korteks, akumulasi ion Ca2+

dan sintesis

DPN. Deposisi mantel spora, pematangan spora, dehidrasi protoplas dan resistensi

untuk panas. Tahap akhir terjadi lisis enzimatis pada dinding sel dan pembebasan

spora. Siklus sporulasi dapat dilihat pada Gambar 2.1.1.

Spora mengalami perubahan fisikokimia. Protein dengan berat molekul

yang kecil dibentuk dalam jumlah yang besar untuk melapisi DNA dan

memberikan perlindungan terhadap jenis kerusakan DNA. Protein diuraikan

selama perkecambahan untuk menyediakan sumber asam amino. Asam

Universitas Sumatera Utara

6

dipikolinik disintesis di dalam sel vegetatif untuk diberikan kepada prespora

bersama dengan kation divalen (Ca2+

), hal ini menyebabkan dehidrasi dan

mineralisasi spora (Todd et al., 2003).

Gambar 2.1.1 Siklus sporulasi. (14) Multiplikasi sel, (5) Pembentukan filamen aksial, (6) Pembentukan septat, (7) Pembentukan

prespora, (8) Pembentukan korteks, (9) Pembentukan mantel,

(10) Spora bebas, (11) Germinasi diikuti dengan aktivasi, (12)

Pembengkakan spora, (13) Pertumbuhan sel (Ray, 2004)

Sel bakteri memiliki kemampuan dalam memonitor sejumlah sinyal

internal dan eksternal. Informasi disalurkan melalui sistem pengaturan yang

terpisah. Komponen regulator transkripsi ini disebut dengan Spo0A. Spo0A

dibentuk untuk mengontrol proses transkripsi dan aktivitas protein melalui proses

fosforilasi. Fosforilasi Spo0A merupakan regulator sporulasi yang sangat penting

dan bekerja mengaktifkan transkripsi pada beberapa proses sporulasi. Gen spesifik

yang digunakan dalam proses sporulasi antara lain spoIIA, spoIIE dan spoIIG

(Errington, 2003). Spo0A merupakan faktor penting pada proses sporulasi selama

perkembangan sel vegetatif (Fujita & Losick, 2003). Fawcett et al. (2000) telah

meneliti ratusan gen pada Bacillus subtilis, lebih dari 10% gen Bacillus subtilis

dikontrol oleh Spo0A.

Kontrol inisiasi dalam pembentukan spora secara substansial berbeda pada

organisme yang berbeda. Hal ini mencerminkan adaptasi terhadap berbagai

lingkungan. Beberapa dari bakteri yang telah diketahui secara luas, misalnya

Epulopiscium yang merupakan bakteri pembentuk endospora. Epulopiscium

Universitas Sumatera Utara

7

berbeda dengan bakteri pembentuk spora lainnya karena menghasilkan beberapa

spora (Angert & Losick, 1998). Bahkan ada organisme yang berbentuk bulat,

misalnya Sporosarcina yang sulit untuk membentuk sel yang asimetri saat

memulai sporulasi, tetapi masih dapat membentuk endospora dengan

menggunakan regulator yang umum digunakan (Chary et al., 2000).

Sporulasi menghasilkan dua sekat pada sel dengan ukuran yang berbeda,

bagian prespora berukuran lebih kecil dan sel vegetatif dengan ukuran yang lebih

besar dengan pemisahan bahan kromosom di dalam setiap kompartemen.

Pembentukan septum yang asimetris ini merupakan suatu tahap perkembangan

yang diatur oleh beberapa ekspresi gen. Ekspresi gen ini mempunyai program

yang berbeda di antara dua sel tersebut. Dua faktor sigma F dan E merupakan

alat yang mengatur program sel spesifik untuk mengekspresikan gen. Dua faktor

sigma tersebut dibentuk sebelum septum dibentuk (Errington, 2003). Selama

sporulasi, pembelahan sel diarahkan pada masing-masing kutub sel kemudian

terjadi modifikasi septum, sehingga septum mengandung material dinding sel

(Yehuda & Losick, 2002).

Setelah aktivasi F pada sekat prespora, E menjadi aktif di dalam sel

vegetatif. Faktor E disintesis sebagai preprotein inaktif yang diaktifkan oleh

proses proteolitik oleh SpoIIGA yang memiliki aktivitas protein serin (Labell et

al., 1987). SpoIIGA membutuhkan protein spesifik prespora yang disebut dengan

SpoIIR. Pengontrolan SpoIIR diatur oleh aktivitas F (Karow & Piggot, 1995;

Vallejo & Stragier, 1995).

Pembelahan sel yang asimetrik membentuk morfologi yang unik pada sel.

Terbentuk prespora di bagian tepi, material dinding sel di bagian septum

mengalami degradasi dimulai dari pusat dimana septum mengalami penutupan.

Sepasang membran septum bermigrasi ke sekitar sitosol prespora, membran

berpindah dan bertemu di ujung sel tempat terjadi fusi atau penggabungan.

Kemudian dihasilkan prespora yang mempunyai protoplasma bebas yang dekat

dengan sitoplasma sel vegetatif (Margolis et al., 1993). Korteks spora yang

merupakan modifikasi dinding sel disintesis diluar membran protoplas spora.

Mantel spora dibentuk dan berisi berlapis-lapis protein yang letaknya berada

diluar korteks (Todd et al., 2003).

Universitas Sumatera Utara

8

2.2 Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Pembentukan dan Ketahanan

Spora

Menurut Sembiring & Fachmiasari (2004) selain media, kondisi fisik

untuk pertumbuhan seperti temperatur, pH, dan ketersediaan oksigen memegang

peranan penting dalam pertumbuhan dan sporulasi. Temperatur pertumbuhan

Bacillus thuringiensis berkisar antara 15 C-45 C dengan temperatur optimum

antara 26 C-30

C, tidak terlalu sensitif terhadap pH dan dapat tumbuh pada pH

5,5-8,5 dengan pH optimum 6,5-7,5. Ketersediaan oksigen yang cukup selama

proses pertumbuhan memegang peranan penting dalam pertumbuhan Bacillus

thuringiensis dan dalam produksi spora hidup. Faktor lingkungan yang

mempengaruhi pembentukan dan ketahanan spora bakteri dijelaskan sebagai

berikut.

2.2.1 Temperatur

Temperatur juga mempengaruhi laju pertumbuhan mikroba. Keragaman

temperatur dapat mengubah proses-proses metabolisme tertentu serta morfologi

sel, karena semua proses pertumbuhan bergantung pada reaksi kimiawi dan karena

laju reaksi-reaksi ini dipengaruhi oleh temperatur, maka pola pertumbuhan bakteri

sangat dipengaruhi oleh temperatur (Noviana & Raharjo, 2009).

Beberapa bakteri termofilik pembentuk spora mampu tumbuh pada

temperatur tinggi 55 C, antara lain bakteri anaerobik termofilik hidrogen yang

menghasilkan sulfida (Desulfotomaculum), bakteri yang menghasilkan hidrogen

dan karbon dioksida (Thermoanaerobacterium), Bacillus dan Geobacillus spp.

(Doyle, 2007). Bacillus cereus dapat tumbuh pada temperatur optimum 30-40 C

(ESR, 2010). Batas pertumbuhannya antara 4-55 C dan temperatur minimum

pertumbuhannya pada temperatur 10 C (Schulz et al., 2004).

Clostridium memiliki temperatur optimum untuk pertumbuhannya antara

temperatur 10-65 C. Sporohalobacter tumbuh optimum pada temperatur 35-45

C. Sulfidobacillus mengalami pertumbuhan optimum pada temperatur 50 C.

Sporolactobacillus tumbuh optimum pada temperatur 35 C. Sporosarcina

tumbuh optimum pada temperatur 15-37 C. Syntrophospora menghasilkan spora

dan tumbuh optimum pada temperatur 30 C (Holt et al., 1994).

Universitas Sumatera Utara

9

Bakteri pembentuk spora merupakan species yang dapat bertahan hidup

setelah dipanaskan dengan uap 100 C bahkan lebih (Melliawati, 2009). Spora

tahan terhadap temperatur yang mematikan sel vegetatif, spora Clostridium

botulinum tahan terhadap temperatur mendidih selama beberapa jam (Waluyo,

2007). Spora dari famili Bacillaceae tahan terhadap panas. Resistensi spora

terhadap panas sebagian disebabkan oleh kadar air yang dikandungnya (Irianto,

2006). Bakteri dalam bentuk spora lebih tahan terhadap panas, hal ini karena

dinding spora lebih bersifat impermeabel dan spora mengandung sedikit air,

sehingga keadaan ini menyebabkan spora tidak mudah mengalami perubahan

temperatur. Kadar air yang rendah dan pembungkus spora yang tebal merupakan

faktor pendukung ketahanan spora terhadap panas. Spora mungkin masih dapat

bertahan pada temperatur air mendidih selama 20 jam (Waluyo, 2007).

Menurut Naufalin (1999) mekanisme ketahanan panas dari berbagai hasil

penelitian menyatakan bahwa senyawa peptidoglikan yang merupakan penyusun

korteks dengan struktur ikatan silang dan bersifat elektronegatif, sangat berperan

dalam meningkatkan ketahanan spora terhadap panas dengan cara mengontrol

kandungan air di dalam protoplas, yaitu mempertahankan kadar air yang rendah.

Beberapa faktor yang ikut mempengaruhi sifat polimer peptidoglikan juga ikut

berperan menurunkan ketahanan spora terhadap panas, misalnya adanya asam dan

beberapa kation multivalen.

Spora Bacillus cereus tahan terhadap panas sampai temperatur 100 C

yang menandakan ketahanan sporanya terhadap kondisi ekstrim. Sel vegetatif

Bacillus cereus dapat diinaktivasi melalui pemanasan (ESR, 2010). Spora Bacillus

cereus dibentuk pada siklus pertumbuhan selama 8 jam setelah mengalami

perlakuan panas pada suhu 70-90 C selama 24 jam (Young & James, 1959).

Bacillus stearothermophilus dapat membentuk spora dan tumbuh optimum pada

suhu 65 C (Zeigler, 2001).

2.2.2 Derajat Keasaman (pH) Pembentukan spora selama fermentasi merupakan hal yang sangat penting pada

bakteri Bacillus thuringiensis subsp. israelensis. Semakin banyak spora yang

dibentuk maka diharapkan semakin tinggi pula jumlah kristal protein yang

Universitas Sumatera Utara

10

terbentuk sebagai bahan aktif bioinsektisida. Faktor lingkungan yang berpengaruh

terhadap pertumbuhan dan produksi kristal protein pada Bacillus thuringiensis

subsp. israelensis, salah satunya adalah pH. Pada interval nilai pH 5,5-8,0

menunjukkan bahwa semakin tinggi pH awal medium yang digunakan

menyebabkan semakin tinggi potensi produk bioinsektisida yang dihasilkan. Hal

ini diduga proses sintesa kristal protein dan sporulasi berjalan optimal. Keadaan

ini disebabkan oleh lingkungan pH yang tidak terlalu rendah sehingga

pembentukan kompleks spora dan kristal protein dapat berjalan dengan baik

(Ahdianto, 2006).

Derajat keasaman (pH) optimum pertumbuhan bagi kebanyakan bakteri

berlangsung antara pH 6,5 dan 7,5. Namun, beberapa spesies dapat tumbuh dalam

keadaan sangat masam atau sangat alkalin. Bagi kebanyakan spesies, nilai pH

minimal dan maksimal ialah antara 4 dan 9 (Noviana & Raharjo, 2009). Pada pH

< 5,0 dan > 8,0 bakteri tidak dapat tumbuh dengan baik, kecuali bakteri asam

asetat yang mampu tumbuh pada pH rendah dan bakteri Vibrio sp. yang dapat

tumbuh pada pH tinggi (Zulaikhah, 2005).

Bacillus cereus memiliki pH optimum pertumbuhan yaitu pada pH 6-7 dan

mempunyai batas pertumbuhan antara pH 4,5-9,5. Dari segi ketersediaan oksigen

Bacillus cereus termasuk organisme anaerob fakultatif. Spora Bacillus cereus

juga tahan pada kondisi asam antara pH 1,0-5,2. Sel vegetatif Bacillus cereus

dapat diinaktivasi pada pH 3,7 sampai 5,6 (ESR, 2010). Bacillus laevolacticus

DSM 6475 dan strain Sporolactobacillus, kecuali Sporolactobacillus racemicus

IAM 12395 tahan terhadap pH 3,0. Bacillus racemilacticus dan Bacillus

coagulans toleran terhadap konsentrasi empedu lebih dari 0,3 % (Hyronimus et

al., 2000).

Beberapa bakteri pembentuk spora mampu bertahan pada pH yang ekstrim

antara lain, Sulfidobacillus menghasilkan spora yang tumbuh optimum pada pH

1,9-2,4. Amphibacillus dapat tumbuh dengan baik dan dapat membentuk spora

pada kondisi aerob dan anaerob fakultatif di dalam media glukosa yeast pepton

pada pH 10,0. Thermococcus mampu bertahan hidup pada pH 4,0-8,0 (Holt et al.,

1994). Amphibacillus jilinensis yang telah diisolasi dari sedimen danau soda di

Cina dapat tumbuh pada pH 7,5-10,5 dan optimum pada pH 9,0 tidak dapat

Universitas Sumatera Utara

11

tumbuh pada pH 7,0 atau 11,0 (Wu et al., 2010). Bacillus thermantarcticus M1

mampu bertahan pada pH 5,5-9,0 (Zeigler, 2001).

2.2.3 Kekeringan Kandungan air dalam lingkungan mikroorganisme juga mempengaruhi

pertumbuhan mikroorganisme. Dalam lingkungan isotonik, konsentrasi cairan

lingkungan setara dengan sel mikroorganisme. Dalam lingkungan ini, cairan

dalam sel tidak mengalir keluar, demikian pula cairan dari lingkungan tidak

masuk ke dalam sel. Dalam lingkungan hipotonik, konsentrasi cairan lebih rendah

dibandingkan di dalam sel mikroorganisme yang menyebabkan cairan dari

lingkungan mengalir masuk ke dalam sel mikoorganisme, sehingga sel

membengkak dan dapat menjadi pecah. Bila kandungan air di sekitar

lingkungannya tidak cukup, maka cairan dalam sel mikroorganisme mengalir

keluar sehingga sel akan menciut dan menyebabkan plasmolisis. Sewaktu

plasmolisis, metabolisme terhenti karena bahan yang terdapat di dalam sel sangat

pekat dan menghambat aktivitas enzim. Kekeringan akan menginduksi

pembentukan spora bakteri (Lay, 1994). Spora merupakan sel yang dorman yang

sengaja dipersiapkan guna menahan pengeringan untuk waktu yang lama (Irianto,

2006).

Menurut Waluyo (2007) kekeringan tidak menyebabkan kematian pada

spora. Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan oleh Natalia et al. (2009)

diketahui bahwa daya hidup bakteri dipengaruhi oleh kadar air dan nutrisi

substrat. Kadar air spora mempengaruhi komponen-komponen yang ada di

dalamnya, misalnya protein dan komponen genetik yang sensitif terhadap panas.

Menurut Naufalin (1999), kadar air spora yang rendah bertujuan untuk membatasi

mobilitas komponen-komponen tersebut. Sebaliknya bila kadar air spora tinggi,

mengakibatkan peningkatan kapasitas mengikat air oleh protein dengan

terbentuknya gugus sulfidril.

Spora memiliki kandungan air yang rendah, yaitu kurang dari 10% dari

beratnya, berbeda dengan sel vegetatif mengandung air 70% dari berat

keseluruhan. Hal ini disebabkan karena selama germinasi, kandungan air

protoplas spora bertambah. Kerusakan tidak langsung yang berasal dari

Universitas Sumatera Utara

12

intraselular air menjadi sangat kecil pada bakteri pembentuk spora (Darwis,

2006). Pertumbuhan Bacillus cereus dapat dihambat dengan kandungan air

dibawah 0,91% (ESR, 2010). Spora Bacillus cereus mampu bertahan lama pada

kondisi kering selama 48 minggu (Jaquette & Beuchat, 1998).

Pengeringan sel mikroba serta lingkungannya akan mengurangi aktivitas

metabolik. Pada umumnya, lamanya mikroorganisme bertahan hidup setelah

pengeringan bervariasi tergantung dari jenis mikroorganisme, bahan pembawa

yang dipakai untuk mengeringkan mikroorganisme, kondisi fisik (cahaya, suhu,

kelembaban) pada organisme yang dikeringkan. Spesies kokus gram negatif

seperti Neisseria gonorrhoeae dan Neisseria meningitis sangat peka terhadap

kekeringan, sehingga akan mati dalam waktu beberapa jam. Streptococcus jauh

lebih resisten, beberapa species dapat bertahan berminggu-minggu setelah

dikeringkan. Bacillus tuberculosis dapat bertahan dalam kekeringan selama

jangka waktu yang lebih lama. Pada proses liofilisasi, mikroorganisme diberi

perlakuan dehidrasi yang ekstrim dalam keadaan beku dan kemudian ditutup rapat

dalam vakum. Liofilisasi lebih merupakan proses pengawetan daripada

pembasmian mikroorganisme. Biakan mikroorganisme yang diliofilisasi akan

tetap hidup selama bertahun-tahun (Pelczar & Chan, 2005).

2.2.4 Radiasi

Spora bakteri kurang peka terhadap radiasi atau mempunyai ketahanan yang lebih

tinggi terhadap radiasi dibandingkan dengan bakteri yang tidak membentuk spora.

Hal ini disebabkan karena struktur spesifik dari spora. Jika spora bakteri sudah

dapat diinaktifkan dengan radiasi, maka dianggap bakteri kontaminan lain yang

tidak membentuk spora sudah dapat juga dihilangkan dengan proses radiasi yang

sama. Daya hidup mikroorganisme setelah radiasi tergantung pada laju radiasi dari

dosis yang diabsorbsi sewaktu melakukan radiasi. Clostridium sporogenens

memiliki kemiripan katahanan terhadap radiasi dengan bakteri Clostridium

botulinum yang bersifat sangat toksigenik dalam hal ketahanan terhadap radiasi.

Tetapi radiasi dengan dosis 45 kGy dalam kondisi cryogenic (-79 C) dapat

menghilangkan spora bakteri Clostridium sporogenens dan bakteri kontaminan

Universitas Sumatera Utara

13

lainnya seperti Staphylococcus spp., Bacillus sp. dan koliform. Cobalt-60

digunakan sebagai sumber radiasi ionisasi (Natalia et al., 2009).

Secara umum sumber sinar ultraviolet dapat diperoleh secara alamiah dan

buatan. Sinar matahari merupakan sumber utama ultraviolet di alam. Sumber

ultraviolet buatan umumnya berasal dari lampu fluorescent khusus, seperti lampu

merkuri tekanan rendah (low pressure) dan lampu merkuri tekanan sedang

(medium pressure). Lampu merkuri medium pressure mampu menghasilkan

radiasi ultraviolet yang lebih besar daripada lampu merkuri low pressure. Namun

lampu merkuri low pressure lebih efisien dalam pemakaian listrik dibandingkan

lampu merkuri medium pressure. Lampu merkuri low pressure menghasilkan

radiasi maksimum pada panjang gelombang 253,7 nm yang letal bagi

mikroorganisme, protozoa, virus dan alga, sedangkan radiasi lampu merkuri

medium pressure diemisikan pada panjang gelombang 180-1370 nm. Radiasi

ultraviolet yang diabsorbsi oleh protein pada membran sel akan menyebabkan

kerusakan membran sel dan kematian sel (Cahyonugroho, 2010).

Bakteri gram negatif adalah yang paling peka terhadap radiasi (Yulianita,

2007). Untuk bakteri pembentuk spora, adanya kandungan air yang rendah dari

spora menyebabkan resistensi spora terhadap radiasi. Selama germinasi,

kandungan air protoplas spora bertambah dan karena itu resistensi radiasinya

sangat berkurang (Darwis, 2006). Sinar ultraviolet dengan panjang gelombang

265 nm memiliki efisien bakterisidal tertinggi. Sinar X bersifat letal bagi

mikroorganisme. Bakteri Escherichia coli dapat letal dengan penyinaran sinar X

dengan dosis 5000 rad sedangkan Bacillus mesentericus dapat letal dengan dosis

penyinaran sinar X sebesar 130.000 rad. Sinar X memiliki energi dan daya tembus

yang tinggi (Pelczar & Chan, 2005).

2.3 Bakteri Pembentuk Spora dan Bacillus sp.

Kelompok bakteri pembentuk spora biasanya berbentuk bulat atau batang dan

sebagian mempunyai filamen, berdiameter 0,3-2 m (kecuali Oscillospira). Dari

hasil pewarnaan sebagian besar gram positif. Sel bersifat motil dengan flagel

peritrik dan membentuk endospora yang resisten terhadap panas (Errington,

2003).

Universitas Sumatera Utara

14

Bacillus merupakan bakteri pembentuk spora yang optimum tumbuh pada

suhu mesofilik (35 C-55 C). Kelompok penting bakteri pembentuk spora lainnya

adalah spesies Clostridium. Clostridium merupakan bakteri anaerob yang dapat

tumbuh pada suhu mesofilik dan termofilik (Cousin, 1989). Clostridium spp.

mampu mereduksi sulfat, membentuk spora basil, spora lebih kecil dari kista

protozoa dan ookista. Spora Clostridium perfringens sangat tahan terhadap

kondisi yang tidak menguntungkan termasuk suhu dan pH ekstrim, juga tahan

terhadap proses desinfeksi seperti klorinasi (NHMRC & NRMMC, 2011).

Beberapa bakteri menunjukkan tingkat resistensi tinggi terhadap klorin. Bakteri

pembentuk spora seperti Bacillus atau Clostridium, Mycobacterium dan Nocardia

sangat tahan terhadap desinfeksi klorin. Klorin dioksida sebanding dengan klorin

bebas untuk inaktivasi bakteri dan virus pada pH netral (WHO, 2004).

Desulfotomaculum menghasilkan spora berbentuk bulat atau oval pada

bagian terminal dan sunterminal yang menyebabkan pembengkakan pada sel.

Sporohalobacter menghasilkan spora berbentuk bulat di bagian terminal.

Sporolactobacillus menghasilkan spora berbentuk elips dan letaknya terminal,

Sporosarcina menghasilkan spora berbentuk bulat diameternya 0,5-1,5 m,

Sulfidobacillus menghasilkan spora berbentuk bulat atau oval dan letaknya di

bagian subterminal dan terminal. Syntrophospora menghasilkan spora berbentuk

oval dan letaknya di bagian terminal serta membengkak pada sel (Holt et al.,

1994).

Transfer interspesifik dan intraspesifik pada DNA di antara beberapa jenis

Bacillus telah dicapai, diantaranya pada Bacillus megaterium, Bacillus

thuringiensis, Bacillus lichenniformis, Bacillus cereus, Bacillus coagulans,

Bacillus brevis, Bacillus sphaericus, dan Bacillus stearothermophilus. Interaksi

genetik ini memberikan pengaruh pada identifikasi isolat dari berbagai habitat

(Hatmanti, 2000). Bacillus berbentuk batang panjang dan relatif besar, katalase

positif, berspora, oksidasi positif atau negatif, bersifat aerobik atau anaerobik

fakultatif, motil atau tidak motil, memfermentasi glukosa atau tidak dan dapat

bersifat fermentatif, oksidatif atau tidak keduanya (Naufalin, 1999). Famili

Bacillaceae kadang-kadang berbentuk streptobasil, flagel peritrik atau tanpa

flagel, gram positif, parasit atau patogen terutama pada insekta (Irianto, 2006).

Universitas Sumatera Utara

15

Jenis Bacillus spp. menunjukkan bentuk koloni yang berbeda-beda pada

medium agar cawan Nutrien Agar. Warna koloni pada umumnya putih sampai

kekuningan atau putih keruh, tepi koloni bermacam-macam namun pada

umumnya tidak rata, permukaannya kasar dan tidak berlendir, ada yang cenderung

kering berbubuk, koloni besar dan tidak mengkilat. Bentuk koloni dan ukurannya

sangat bervariasi tergantung dari jenisnya. Setiap jenis Bacillus spp. juga

menunjukkan kemampuan dan ketahanan yang berbeda-beda dalam menghadapi

kondisi lingkungannya, misalnya ketahanan terhadap panas, asam, kadar garam,

dan sebagainya (Hatmanti, 2000).

Genus Bacillus memiliki 25 spesies dengan letak endospora di tengah atau

di ujung sporangium (Irianto, 2006). Spora Bacillus mempunyai resistensi yang

lebih dibandingkan sel vegetatifnya (Hatmanti, 2000). Spora Bacillus memiliki

dinding yang tebal dan sangat resisten terhadap kondisi fisik yang kurang

menguntungkan seperti suhu tinggi, kekeringan, radiasi, asam dan terhadap

bahan-bahan kimia seperti desinfektan (Sembiring & Fachmiasari, 2004). Bila

Bacillus subtilis berada dalam kondisi kekurangan nutrisi dalam media, Bacillus

subtilis memiliki strategi bertahan termasuk motilitas, kemotaksis, produksi

enzim, transformasi, pembentukan antibiotik untuk menekan persaingan nutrisi

(Errington, 2003).

Marga Bacillus mudah dibedakan dari kelompok bakteri penghasil

endospora lain. Organisme diklasifikasikan dalam Marga Bacillus pada umumnya

karena membentuk spora dan menunjukkan karakteristik pada beberapa tes

fenotip. Pembagian grup dalam Marga Bacillus didasarkan pada bentuk spora dan

letak sporangium. Bentuk spora yang dihasilkan oleh Bacillus spp. bermacam-

macam tergantung jenisnya. Bacillus spp. membentuk tidak lebih dari satu

endospora untuk tiap sel, Bacillus subtilis dan Bacillus cereus memproduksi spora

berbentuk silinder, Bacillus polymixa dan Bacillus spaericus membentuk spora

yang membengkak (lebih besar dari sel vegetatifnya) (Hatmanti, 2000).

Universitas Sumatera Utara