Mikroorganisme Termofilik

Mikroorganisme Termofilik. Suhu lingkungan sangat mempengaruhi mikroorganisme, seperti halnya untuk semua organisme yang lain. Mikroorganisme biasanya rentan karena suhu mereka bervariasi pada lingkungan eksternal. Faktor paling penting yang mempengaruhi adalah pengaruh suhu pada pertumbuhan, dimana sensitivitastemperatur pada reaksi enzim-katalis. Setiap enzim memiliki suhu dalam fungsioptimal. Pada beberapa suhu di bawah optimal, menjadikan proses katalik berhenti. Kenaikan suhu dari suhu rendah, tingkat kenaikan katalisis yang teramatisama untuk suhu yang optimal. Kecepatan reaksi kira-kira akan berlipat gandauntuk setiap kenaikan 10 °C suhu (Prescott et al., 2008: 136).

Sel-sel mikroba tidak dapat mengontrol suhu mereka dan karena itumenganggap suhu lingkungan sebagai habitat alami mereka. Kelangsungan hidup mikroba tergantung pada kemampuan beradaptasi pada berbagai variasi suhu yang ditemui di habitanya. Suhu kisaran untuk pertumbuhan mikroba dapat dinyatakan sebagai tiga suhu kardinal. Suhu minimum adalah suhu terendah yang memungkinkan metabolisme mikroba dan di bawah suhu tersebut aktivitasnyaterhambat. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi dimana pertumbuhan danmetabolisme dapat dilanjutkan. Jika suhu naik atas maksimum, pertumbuhan akanberhenti, tapi jika terus naik melampaui titik itu, enzim dan asam nukleat akhirnya akan menjadi permanen tidak aktif atau dikenal sebagai denaturasi, dan sel akan 10mati. Berdasarkan hal tersebut diketahui mengapa panas bekerja dengan baiksebagai agen untuk mengendalikan mikroba. Suhu optimum mencakup rentang kecil, menengah antara minimum dan maksimum, yang menunjukkan tingkat tercepat pertumbuhan dan metabolisme (Kathleen, 2005: 201).

Pada sebagian besar mikroorganisme pertumbuhan mencapai optimal pada suhu sekitar 20-45 °C yang disebut mesofilik. Lain halnya untuk termofilik yang telah menyesuaikan tidak hanya kemampuannya untuk bertahan, tetapi berkembang pada temperatur yang lebih tinggi. Termofilik akan mampu tumbuhdalam rentangan suhu sekitar 40-80 °C, dengan pertumbuhan optimal pada kisaran suhu 50-65 °C. Termofilik ekstrim memiliki suhu optimal lebih dari termofil, dan dapat bertoleransi pada suhu lebih dari 100 °C. Pada tahun 2003, anggota dari kelompok bakteri primitif yang disebut Archaea, diketahui dapat tumbuh pada suhu 121 °C, hal tersebut merupakan sebuah rekor dunia baru. Psichrofil menempati rentangan suhu ekstrim yang lain, mereka dapat tumbuhpada suhu 0 °C, dengan pertumbuhan optimal yang terjadi pada suhu 15 °C atau dibawahnya. Organisme tersebut tidak dapat tumbuh pada suhu di atas 25 °C atau lebih (Stuart, 2005: 97).

Bakteri termofilik dikelompokkan ke dalam beberapa genus yang merupakan bekteri aerob dan yang lainnya merupakan bakteri anaerob. Beberapa kelompok yang termasuk ke dalam bakteri termofilik diantaranya (Perry, J.J., dkk., 2005: 510):

Aquificae (Aquifx, Hidrogenobakter, dan Desulfobakterium)Aquificae,

bakteri yang termasuk di dalamnya kebanyakan merupakan bakteri termofilik moderat. Suhu maksimum untuk beberapa spesies mendekati 95°C, yang dikelompokkan dalam hipertermofilik. Semua kultur yang telah dibiakkan tidak tumbuh pada bahan organik, karena merupakan bakteri autotrofobligat.

Aquificae merupakan genus yang paling banyak dipelajari, merupakan bakteri hipertermofilik sejati yang dapat hidup pada suhu maksimum 95 °C,mengikat karbondioksida lewat siklus asam sitrat reduktif. Selain menggunakan H2 sebagai sumber energi, bakteri ini juga dapat menggunakan tiosulfat dan sulfur, yang kemudian dioksidasi menjadi asam sulfat, juga menggunakan nitrat sebagai aseptor elektron dan menghasilkan nitrit dan gas N2.

Hidrogenobakter, mempunyai metabolisme yang serupa dengan Aquifex, yaitu dengan siklus tricarboxylic acid (TCA) reduktif. Desulfobakterium, tumbuh dengan cara kemoautotrof dengan mengoksidasi hidrogen sebagai sumber energi dan mereduksi tiosulfat, S, atau sulfit menjadi H2S, merupakan bakteri anaerob obligat.

Thermodesulfobakteria

Bakteri lonjong pereduksi sulfat, merupakan bakteri heterotrof, menggunakan laktat dan piruvat sebagai sumber energi dan sulfat atau tiosulfat sebagai aseptor elektron. Molekul H2S dibentuk dari metabolisme reduksi sulfat. Asam-asam organik tidak sepenuhnya dioksidasi menjadi asam asetat dan CO2. Bakteri ini banyak terdapat pada sumber air panas dan ladang minyak.

Thermotogae (Thermotogae dan Thermosipho)

Merupakan organisme anaerob yang diisolasi dari lingkungan bersuhu tinggi dasar laut. Thermotogae memfermentasi gula seperti glukosa menjadi laktat, asetat, CO2, dan H2. Thermoshipo tumbuh pada media yang lebih kaya seperti yeast ekstrak.

Nitrospirae

Kelompok bakteri ini mencakup berbagai jenis bakteri, kebanyakan diantaranya mesofilik, satu-satunya genus yang merupakan termofilik adalah Thermodesulfovibrio.

Thermodesulfovibrio

Thermodesulfovibrio, seperti namanya kelompok bakteri ini merupakan bakteri pereduksi sulfat, yang menggunakan sumber karbon organik sebagai sumber energi dan mereduksi sulfat, tiosulfat, dan sulfit, menjadi H2S. Laktat dan piruvat digunakan sebagai sumber energi. Suhu optimal untuk pertumbuhan adalah 65 °C.

Defferibakter (Defferibakter dan Geovibrio)

Kelompok bakteri yang dikenali mempunyai respirasi aerob dengan aseptor elektron ion logam atau nitrat. Genus termofilik moderat mempunyai suhu optimal pertumbuhan 50-65 °C.

Geovibrio, merupakan bakteri vibrioid anaerob yang mempunyai metabolisme serupa dengan Defferibakter. Mengoksidasi asetat dengan ion logam sebagai aseptor electron.

Thermomicrobium (Thermomicrobium)

Thermomicrobium merupakan bakteri aerob yang tumbuh pada suhu 74°C. Thermomicrobium tumbuh pada media komplek dengan konsentrasi nutrien. Genus Diktioglomus merupakan bakteri anaerob, dengan sel berbentuk lonjong, tumbuh pada sumber air panas dengan rentang suhu pertumbuhannya antara 50-80°C. Merupakan bakteri fermentatif yang menggunakan berbagai gula sebagai sumber energi.

Deinococcus dan Thermus

Deinococci merupakan bakteri mesofilik, tidak termasuk dalam termofilik karena suhu optimal pertumbuhannya 25-35 °C. Mempunyai permukaan berwarna merah muda sampai merah yang merupakan karotenoid. Deinococci merupakan bakteri yang resistan terhadap radiasi sinar gamma.

Thermus berbeda dengan Deinococci, merupakan bakteri non-motil aerob, koloninya biasa berwarna merah muda, jingga, atau merah, yang merupakan karotenoid. Thermus tersebar luas dan telah diisolasi dari semua kondisi lingkungan panas dari seluruh dunia. Kondisi optimal untuk pertumbuhan Termus adalah 70-75 °C.