PEMBELAHAN DAN GAMETOGENESIS

 

Pembelahan Sel

Setelah membahas panjang lebar tentang faktor hereditas, sekarang yuk Quipper Blog mau ajak kamu membahas tentang pembelahan sel. Pembelahan sel ialah proses perbanyakan sel untuk tujuan regenerasi sel yang rusak, pertumbuhan organisme, maupun reproduksi. 

Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan langsung (amitosis) dan pembelahan tidak langsung. Pembelahan tidak langsung terdiri atas pembelahan mitosis dan meiosis. Seperti apa perbedaannya?

1. Pembelahan Amitosis

Pembelahan amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melalui tahapan yang rumit. Pembelahan ini terjadi pada organisme uniseluler untuk tujuan reproduksi aseksual. Contohnya pada bakteri, Protozoa, serta alga dan jamur uniseluler.

2. Pembelahan Mitosis

Pembelahan mitosis adalah pembelahan yang terjadi pada sel tubuh dan sel gamet organisme multiseluler. Pembelahan ini bertujuan untuk menambah jumlah sel. 

Pada pembelahan mitosis, 1 induk sel akan menghasilkan 2 sel anakan yang identik dengan induknya. Pembelahan mitosis terdiri dari dua tahap, yaitu interfase dan mitosis.

1. Interfase merupakan fase persiapan untuk membelah. Interfase terdiri atas tiga subfase, yaitu G1, S, dan G2.
2. Mitosis merupakan fase pembelahan sel yang terdiri atas lima tahap, yaitu 

profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase. Tahap profase 

hingga anafase disebut fase kariokinesis atau pembagian inti sel. Sementara tahap telofase disebut fase sitokinesis atau pembagian sitoplasma.

3. Pembelahan Meiosis

Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan empat sel anak, dengan jumlah kromosom pada setiap sel anak hanya setengah dari sel induknya. Pembelahan meiosis terjadi pada sel gamet. 

Tujuan dari pembelahan ini adalah untuk mengurangi jumlah kromosom, sehingga jumlah kromosom sel anak adalah setengah dari jumlah kromosom sel induknya, Quipperian. Pembelahan meiosis terdiri atas meiosis I dan meiosis II. Sama halnya dengan mitosis, sebelum terjadi pembelahan meiosis juga didahului oleh tahap interfase.

Gametogenesis pada Manusia, Hewan, dan Tumbuhan

Pembelahan mitosis dan meiosis terjadi pada proses gametogenesis pada manusia, hewan,  dan tumbuhan.

1. Gametogenesis pada Manusia dan Hewan

Gametogenesis pada manusia dan hewan meliputi spermatogenesis dan oogenesis. Berikut definisinya.

a. Spermatogenesis adalah proses pembentukan sperma yang terjadi di dalam testis. Tahapan pada proses tersebut adalah sebagai berikut:

b. Oogenesis adalah proses pembentukan ovum yang sebagian terjadi di dalam ovarium dan oviduk. Tahapan pada proses tersebut adalah sebagai berikut:

2. Gametogenesis pada Tumbuhan

Gametogenesis pada tumbuhan meliputi mikrosporogenesis dan makrosporogenesis. Mikrosporogenesis adalah proses pembentukan mikrospora atau serbuk sari yang berlangsung di dalam kepala sari (antera). Sedangkan makrosporogenesis adalah proses pembentukan makrospora atau bakal biji yang berlangsung di dalam bakal buah (ovarium).

Variasi Sifat Manusia dan Peta Silsilah Keluarga

Sebagai makhluk yang paling sempurna, manusia memiliki sifat-sifat tertentu yang berbeda satu dengan lainnya, baik sifat fisik, sifat fisiologis, maupun sifat sosial. Mengapa sifat itu bisa spesifik untuk setiap manusia? Hal itu karena sifat pada manusia sepenuhnya dikendalikan oleh gen yang diturunkan oleh orang tua dan faktor lingkungan. Ingin tahu sifat apa saja yang dikendalikan oleh gen dominan maupun resesif pada manusia?

No.	Sifat yang dikendalikan oleh gen dominan	Sifat yang dikendalikan oleh gen resesif
1.	Rambut hitam	Rambut pirang
2.	Mata sipit	Mata lebar
3.	Rambut keriting	Rambut lurus
4.	Lidah dapat menggulung	Lidah tidak dapat menggulung
5.	Bibir tebal	Bibir tipis
6.	Tangan kidal	Tangan tidak kidal
7.	Bulu mata panjang	Bulu mata pendek

Oleh karena penelitian hereditas pada manusia sulit dilakukan, maka dibentuklah peta silsilah (pedigree) untuk mengetahui karakter tertentu di dalam silsilah keluarga. Ingin tahu apa saja sih manfaat dibentuknya pedigree?

1. Mutu genetik keluarga bisa diperbaiki.
2. Untuk menghindari munculnya kelainan genetik yang mungkin dibawa anggota keluarga.
3. Mempertahankan sifat unggul dalam keluarga.

Salah satu pedigree yang berhasil dibuat, yaitu berasal dari Kerajaan Inggris. Pedigree tersebut bertujuan untuk mengetahui silsilah penyakit hemofilia di keluarga kerajaan. Adapun contoh pedigree-nya, yaitu sebagai berikut.

Berdasarkan pedigree tersebut, terlihat bahwa Ratu Victoria merupakan pembawa gen hemofilia. Ia mewariskan penyakit tersebut pada tiga anaknya, di mana dua anak hanya bersifat pembawa, sedangkan satu anak merupakan penderita. Nah, bagaimana cara untuk menghentikan agar gen hemofilia tidak terwariskan pada keluarga selanjutnya?

Ternyata, ada tiga cara yang bisa ditempuh untuk mengatasi penyakit menurun seperti di keluarga Kerajaan Inggris tadi, yaitu eugenetika, eutenika, dan eufenika.

1. Eugenetika merupakan usaha untuk memperbaiki generasi mendatang dengan hukum hereditas, misalnya saja menghindari perkawinan antarsaudara dekat, menghindari pernikahan dengan penderita gangguan mental.
2. Eutenika merupakan usaha untuk memperbaiki generasi mendatang melalui mutu lingkungan, misalnya makanan harus bergizi, mengenyam pendidikan dengan baik, dan lainnya.
3. Eufenika merupakan usaha untuk memperbaiki keturunan dengan cara menyembuhkan gejala penyakit menurun.

Penentuan Jenis Kelamin pada Manusia

Jenis kelamin merupakan bagian terpenting dalam sistem reproduksi manusia. Perbedaan kelamin akan berpengaruh pada jenis organ reproduksinya. Jenis kelamin itu ditentukan oleh sepasang kromosom kelamin, yaitu X dan Y. Jika kromosom kelaminnya XX, maka jenis kelaminnya wanita. Jika kromosom kelaminnya XY, maka jenis kelaminnya pria. XX atau XY terbentuk saat proses pembuahan. Untuk memperjelas pemahaman Quipperian tentang penentuan jenis kelamin, perhatikan tabel berikut.

Induk	X	Y
X	XX (Wanita)	XY (Pria)

Tabel di atas menunjukkan bahwa peluang untuk mendapatkan anak perempuan maupun laki-laki adalah sama, yaitu 50%. Lantas, bagaimana cara untuk menentukan peluang mendapatkan anak dengan jenis kelamin tertentu? Gunakan Teori Binomium berikut.

Sistem Golongan Darah

Sistem golongan darah dibedakan menjadi tiga, yaitu golongan darah ABO, darah MN, dan sistem rhesus. Ingin tahu penjelasan selengkapnya?

1. Sistem Golongan Darah ABO

Golongan darah ABO pertama kali diteliti oleh Karl Landsteiner pada tahun 1901. Golongan darah ini didasarkan pada kandungan aglutinogen (antigen) dan aglutinin (antibodi). Aglutinogen merupakan jenis glikopreotein yang ada di permukaan sel darah merah, sedangkan aglutinin merupakan protein yang dihasilkan oleh sel limfosit B di dalam plasma darah. Ada empat macam golongan darah ABO, yaitu sebagai berikut.

1. Golongan darah A, yaitu golongan darah yang memiliki aglutinogen A dan aglutinin β.
2. Golongan darah B, yaitu golongan darah yang memiliki aglutinogen B dan aglutinin α.
3. Golongan darah AB, yaitu golongan darah yang memiliki aglutinogen A dan B, tetapi tidak memiliki aglutinin α dan β.
4. Golongan darah O, yaitu golongan darah yang tidak memiliki aglutinogen A dan B, tetapi memiliki aglutinin α dan β.

Golongan darah ABO merupakan golongan darah yang sudah umum kamu kenal. Ternyata, golongan darah ini juga bersifat menurun, lho. Kok bisa? Golongan darah ABO, dikendalikan oleh alel ganda IA, IB, dan IO. Maksud alel ganda di sini adalah, keberadaan golongan darah ABO disusun oleh dua alel sekaligus, misalnya seperti berikut.

1. Genotipe dari golongan darah A = IAIAuntuk homozigot dan IAIOuntuk heterozigot.
2. Genotipe dari golongan darah B = IBIBuntuk homozigot dan IBIOuntuk heterozigot.
3. Genotipe dari golongan darah AB = IAIB.
4. Genotipe dari golongan darah O = IOIO.

Nah, Quipperian bisa melihat kan, bahwa penentuan golongan darah, tidak hanya ditentukan oleh satu alel saja, tetapi ada dua alel yang saling berkaitan.

2. Sistem Rhesus

Sistem rhesus merupakan pengelompokan golongan darah yang didasarkan pada ada tidaknya antigen di permukaan membran plasma. Ada dua jenis rhesus yang dalam sistem ini, yaitu rhesus positif (Rh+) dan rhesus negatif (Rh–). Keberadaan rhesus dikendalikan oleh gen Rh dan rh. Jika di dalam darah seseorang mengandung rhesus positif, maka genotipenya RhRh atau Rhrh. Jika mengandung rhesus negatif, genotipenya rhrh.

3. Golongan darah Sistem MN

Golongan darah sistem MN didasarkan pada ada tidaknya glikoforin A, yaitu glikoprotein yang terdapat dalam membran sel darah merah. Terdapat dua jenis glikoforin, yaitu glikoforin-N dan glikoforin-M. Jika disuntikkan ke dalam golongan darah lainnya, antegin ini tidak akan membentuk antibodi. Reaksi baru akan muncul saat antigen disuntikkan ke dalam tubuh kelinci karena tubuh kelinci akan membentuk anti-M dan anti-N. Golongan darah MN ini, dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu sebagai berikut.

1. Golongan darah M, yaitu golongan darah yang akan membentuk penggumpalan jika disuntik serum anti-M.
2. Golongan darah N, yaitu golongan darah yang akan membentuk penggumpalan jika disuntik serum anti-N.
3. Golongan darah MN, yaitu golongan darah yang akan membentuk penggumpalan jika disuntik serum anti-M dan anti-N.

Sumber : Quipper

CYANOBACTERIA 2

KLASIFIKASI CYANOBACTERIA

Cyanobacteria termasuk dalam kingdom Monera, divisi cyanophyta Cyanophyceae dibedakan dalam 3 ordo berdasarkan bisa tidaknya membentuk spora yaitu : ordo Chroococcales, Chamaesiphonales, dan Hormogonales.

ORDO CHOOCOCCALES

Ordo ini berbentuk tunggal atau kelompok tanpa spora, dengan warna biru kehijau – hijauan. Umumnya alga ini membentuk selaput lendir pada cadas atau tembok yang basah. Setelah proses pembelahan sel – sel tetap saling menempel dengan perantaraan lendir sehingga kemudian terbentuklah kelompok – kelompok atau koloni contoh spesies dari ordo chroococcales, diantaranya Chrococcus, Gleocapsa, Anacystis, Merismopedia, Eucapsis, Coelosphaerium, dan Mycrocystis.

ORDO CHAMAESIPHONALES

Alga bersel tunggal atau merupakan koloni berbentuk benang yang mempunyai spora. Benang– benang ini merupakan hormogonium yang dapat merayap dan membentuk koloni baru. Spora sendiri terbentuk dari isi sel (endospora), setelah keluar dari sel induknya spora dapat menjadi tumbuhan baru. Ordo Chamaesiphonales dibagi menjadi 3 famili yaitu :

• Famili Dermocarpaceae: Pembelahan sel vegetatif menjadi 2 bagian sel yang sama mungkin terjadi dalam anggota famili ini. Contoh spesiesnya antara lain: Dermocarpa. Selnya berbentuk bulat hingga ramping atau pyriform dan tumbuh terikat pada substrat dalam kelompok. Reproduksi diselesaikan sendiri oleh endospora yang mungkin berkembang dalam jumlah besar dengan sel vegetative
• Famili Chamoesiphonaceae, Contoh spesies ini adalah: Chamaesiphon. Persebarannya luas dan umumnya epifit. Berada pada tanaman angiospermae aquatik, lumut dan ganggang khususnya Chladophora dan pada tanaman dewasa, protoplast pada kutub distal membentuk sebuah rantai spora yang disebut exospora.
• Famili Pleurocapcaceae:
  • Xenococcus: Bulatan sel dari Xenococcus menempel pada filamen alga, mereka mengalami pembelahan anticlinal untuk meningkatkan ukuran dari koloni. Setiap sel dapat memproduksi banyak endospora dan disebut baeocyt yang membedakan mereka dari spora bakteri. Endospora dari beberapa ganggang hijau – biru mungkin bersifat motil untuk periode yang singkat.
  • Hyella: Cabang trikom dari Hyella tumbuh dari desmoschsis yang hidup dalam cangkang kalkareus atau bersama ganggang lainnya. Filamen besal mungkin menjadi pluriseriata. Banyak sel mungkin terbagi dalam bentuk endospora.

    ORDO HORMOGONALES

    Sel – selnya merupakan koloni berbentuk benang atau diselubungi suatu membran. Benang–benang tersebut melekat pada substratnya, tidak bercabang, dan jarang mempunyai percabangan sejati, atau lebih sering memiliki percabangan semu. Benang – benang ini selalu dapat membentuk hormogonium. Ordo Hormogonales sendiri dibagi menjadi 5 famili yaitu:

    • Famili Oscillatoriaceae: Hidup dalam air atau di atas tanah yang basah, sel–selnya berbentuk bulat, merupakan benang – benang dan akhirnya membentuk koloni yang berlendir. Contoh spesiesnya yaitu :
    • Oscillatoria: Trikom dari Oscillatoria berbentuk silindris dan tidak bercabang. Mereka hanya mempunyai satu membran. Trikom sering berada di massa pelampung atau bagian mengkilap pada tanah lembab.
    • Spirullina: Ganggang ini mengandung kadar protein yang tinggi sehingga dijadikan sumber makanan. Spirullina mampu menghasilkan karbohidrat dan senyawa organik lain yang sangat diperlukan oleh tubuh, juga menghasilkan protein yang cukup tinggi.
    • Mycrocaleus: Trikom kadang – kadang saling menggulung satu sama lain, dan berada pada membran yang sama. Beberapa spesies Mycrocaleus hidup pada air tawar, laut dan juga pada pasir yang lembab.
    • Famili Nostocaceae: Trikom tidak bercabang, heterokist dan akinet terdapat pada organisme dewasa. Contoh spesies ini adalah Nostoc, Anabaena dan Cylindrospermum.
    • Famili Scytonemataceae: Trikom disertai membran yang mungkin berwarna. Trikom dicirikan oleh percabangan palsu tanpa pembelahan sel inisiasi pada bidang yang baru, trikom atau hormogonia putus atau tumbuh menyambung membran. Contoh spesies ini yaitu : Tolipotrix Diameter trikom seragam dan disertai membran yang sempit.
    • Famili Stigonemataceae: Trikom dari beberapa genera adalah pluriseriata. Trikomnya berbeda dari cyanophyta lainnya dalam percabangannya yaitu dimulai oleh pembelahan sel pada bagian yang baru. Contoh spesies ini yaitu Hapalosiphon, dan Stigonema.
    • Famili Rivullariaceae: Dengan ciri trikom yang meruncing dari dasar sampai apeks atau dari tengah ke arah 2 ujung. Contoh spesies ini yaitu :
    • Calothrix: Hidup di air tawar, air laut dan melapisi batu – batuan atau menempel pada ganggang dan tanaman aquatik lainnya
    • Rivularia: Rivularia tidak memiliki akinet. Beberapa spesies dari Rivularia bersifat sub areal dan hidup pada karang yang lembab.

     PERANAN CYANOBACTERIA

    Cyanobacteria (Ganggang Biru) memiliki klorofil sehingga mampu berfotosintesis dan menghasilkan oksigen. Ganggang biru memiliki macam-macam jenis, seperti ganggang biru bersel satu, ganggang biru berkoloni, dan ganggang biru yang berbentuk benang. Berikut ini terdapat beberapa manfaat cyanophyta, diantaranya:

  • Nostoc: Perendaman sawah selama musim hujan mengakibatkan Nostoc tumbuh subur dan memfiksasi N2 dari udara sehingga dapat membantu penyediaan nitrogen yang digunakan untuk pertumbuhan padi.
  • Anabaena azollae : Hidup bersimbiosis dengan Azolla pinata (paku air). Paku ini dapat memfiksasi nitrogen (N2) di udara dan mengubah menjadi amoniak (NH3) yang tersedia bagi tanaman.
  • Spirullina: Ganggang ini mengandung protein yang tinggi yang lebih dikenal dengan sebutan protein sel tunggal ( PST ) sehingga dijadikan sebagai sumber makanan.
  • Cyanobacteria yakni mengikat nitrogen yang utama di alam, nitrogen sendiri sangat diperlukan oleh tanaman sehingga Cyanobacteria menguntungkan untuk tanaman contohnya ialah Nostoc Commune, Anabaena Cycadae dan Anabaena azollae. Cyanobacteria juga berperan sangat penting untuk menambah materi-materi organik ke dalam tanah.
  • Sebagai vegetasi peintis yakni dengan cara membentuk lapisan pada permukaan tanah gundul sehingga mampu hidup pada lingkungan yang kurang menguntungkan dimana tumbuhan lain tidak dapat hidup di daerah itu.
  • Spiriluna mampu menghasilkan senyawa karbohidrat yang lumayan dan senyawa organik lain sangat tinggi yang diperlukan oleh manusia sebagai sumber pangan yang mengandung banyak sekali protein didalamnya. Oleh karena itu spiriluna dapat digunakan untuk dikembangkannya sumber pangan di masa datang karena spiriluna ini dalam bentul pil.
  • Cyanobacteria yaitu sebagai pengikat nitrogen bebas artinya Peran Cyanobacteria yaitu mengikat nitrogen yang utama di alam, nitrogen sendiri sangat diperlukan oleh tanaman sehingga cyanobacteria menguntungkan untuk tanaman contohnya adalah : Nostoc Commune, Anabaena Cycadae dan Anabaena azollae.
  • Sebagai vegetasi peintis, yaitu dengan cara membentuk lapisan pada permukaan tanah gundul sehingga mampu hidup pada lingkungan yang kurang menguntungkan dimana tumbuhan lain tidak dapat hidup di daerah itu.
  • Spiriluna mampu menghasilkan senyawa karbohidrat ang lumayan dan senyawa organic lain sangat tinggi yang diperlukan oleh manusia sebagai sumber pangan yang mengandung banyak sekali protein di dalamnya. Oleh karena itu Spiriluna bisa digunakan untuk dikembangkannya sumber pangan di masa datang karena Spiriluna ini dalam bentuk pil.

  • DAMPAK NEGATIF CYANOBACTERIA

    • Beberapa Spesies dari Cyanobacteria memproduksi racun syaraf (neurotoksin), biasanya racun ini menyerang hati (hepatotoksin) dan sel (sitotoksin), kemudian membentuk endotoksin yang sangat berbahaya bagi hewan maupun manusia.
    • Jika terlalu banyak Cyanobacteria yang menempel pada tembok bangunan maka lama-kelamaan tembok rumah tersebut akan mengalami keretakan.
    • Akibat ulah manusia yaitu Cyanobacteria dapat hidup di lingkungan yang mengandung kadar fosfat dan nitrogen yang tinggi. Kadar tersebut pada suatu lingkungan perairan sering diakibatkan oleh pencemaran limbah industri dan pertanian. Kondisi ini dapat mengakibatkan tumbuhnya Cyanobacteria secara berlimpah. Limpahan tersebut dapat menutupi permukaan perairan sehingga matahari dan oksigen yang dibutuhkan organisme lain dalam perairan berkurang.

Cyanobacteria 1

 

PENGERTIAN CYANOBACTERIA

Alga atau Ganggang Hijau Biru (Cynobacteria) merupakan kelompok dari Eubacteria (bakteri). Anggota Cyanobacteria tersebar dalam berbagai tempat misalnya di perairan, tanah, batu-batuan serta bongkahan batu. Pada umumnya Alga Hijau Biru melimpah di perairan yang mempunyai pH Netral atau perairan yang mempunyai sedikit sifat basa. Sangat jarang dijumpai di perairan dengan pH kurang dari 4-5. Selain itu ada juga Cyanobacteria yang mampu bersimbiosis dengan organisme lain seperti Gloeocapsa dan Nostoc yang bersimbiosis dengan alga yang membentuk lumut kerak (liche), Anabaena bersimbiosis dengan lumut hati, paku air dan palem-paleman untuk memfiksasi nitrogen. Cynobacteria mengandung sejenis klorofil, dan berbagai karotenoid juga fikosianin dan fikoeritrin. Dengan adanya fikosianin Cyanobacteria kemudian memilik warna yang khas yakni hijau kebiru-biruan. Cynobacteria berperan sebagai tumbuhan perintis yang membentuk permukaan tanah gundul juga berperan penting dalam menambah materi organik ke dalam tanah.

CIRI-CIRI CYANOBACTERIA

BENTUK DANUKURAN TUBUH CYANOBACTERIA

Berbeda dengan bakteri pada umumnya yang bersifat uniseluler (sel tunggal), bentuk tubuh Cyanobacteria ada yang multiseluler dan ada pula yang uniseluler. Tubuh Cyanobacteria yang multiseluler berbentuk filamen (benang), contohnya Oscillatoria, Microcoleus, Rivularia, Plectonema boryanum, dan Anabaena. Cyanobacteria uniseluler ada yang berbentuk bulat soliter (sendiri) dan ada pula yang berkoloni. Cyanobacteria yang berbentuk bulat soliter misalnya Chroococcus dan Anacystis, sedangkan Cyanobacteria yang berbentuk bulat berkoloni, misalnya Merismopedia, Nostoc, Gloeocapsa, dan Mycrocystis. Ukuran tubuh Cyanobacteria berkisar 1 mm – 60 mm, sehingga mudah diamati dengan mikroskop cahaya biasa. Oscillatoria princeps merupakan Cyanobacteria berbentuk benang dengan ukuran tubuh terbesar. Cyanobacteria yang berbentuk benang disebut juga trikoma, terdiri atas sel-sel yang tersusun seperti rantai. Pada trikoma terdapat beberapa sel dengan bentuk dan fungsi yang berbeda-beda, yaitu sebagai berikut:

• Heterokista, adalah sel yang berukuran lebih besar dari sel-sel tubuh lainnya, berdinding tebal, dengan isi yang jernih dan mengandung enzim nitrogenase. Heterokista berfungsi untuk mengikat nitrogen.
• Akinet, adalah sel yang berukuran lebih besar dari sel-sel tubuh lainnya, berfungsi menyimpan cadangan makanan, berdinding tebal, dan mengandung endospora. Sel ini berfungsi untuk mempertahankan diri pada kondisi lingkungan yang buruk.
• Baeosit, adalah sel-sel vegetatif yang merupakan hasil reproduksi (pembelahan sel), berbentuk bulat, berukuran kecil, dan berklorofil. Sel ini berfungsi untuk fotosintesis.

STRUKTUR SEL CYANOBACTERIA

Struktur sel penyusun tubuh Cyanobacteria mirip dengan sel bakteri Gram negatif, dengan ciri utama memiliki dinding sel yang mengandung lapisan peptidoglikan yang tipis. Sel Cyanobacteria terdiri atas bagian-bagian, yaitu lapisan lendir, dinding sel, membran plasma, membran fotosintetik, mesosom, sitoplasma, ribosom, granula penyimpanan, vakuola gas, protein padat, dan nukleoplasma (DNA).

• Lapisan lendir, menyelimuti dinding sel. Lendir berfungsi membantu pergerakan meluncur (lokomosi) pada Cyanobacteria uniseluler, serta gerak bergetar atau maju mundur (osilasi) pada Cyanobacteria yang berbentuk benang (filamen). Contohnya Oscillatoria
• Dinding Sel, mengandung lapisan peptidoglikan yang tipis dan berfungsi untuk memberikan bentuk tetap pada ganggang dan melindungi isi sel.
• Membran sel (membran plasma), bersifat selektif permeabel dan berfungsi membungkus sitoplasma dan mengatur pertukaran zat.
• Membran fotosintetik (membran tilakoid), merupakan pelipatan membran plasma ke arah dalam sitoplasma yang berfungsi untuk berfotosintesis. Membran fotosintetik mengandung klorofil (hijau), karoten, dan pigmen fotosintetik lainnya, antara lain fikoeritrin (merah) dan fikosianin (biru). Perpaduan antara pigmen-pigmen tersebut menyebabkan warna Cyanobacteria berbeda-beda, antara lain kekuningan, kemerahan, kecokelatan, violet, hijau cerah, hijau kebiruan, bahkan kehitaman.
• Mesosom, merupakan penonjolan membran ke dalam sitoplasma dan berfungsi untuk menghasilkan energi.
• Sitoplasma, merupakan larutan koloid yang tersusun dari air, protein, lemak, gula, mineral, dan enzim. Di dalam sitoplasma terdapat ribosom, granula penyimpanan, vakuola gas, protein padat, dan nukleoplasma (DNA).
• Ribosom, merupakan organel kecil yang berfungsi untuk sintesis protein.
• Granula penyimpanan, berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan.
• Vakuola gas, berisi udara yang menyebabkan tubuh Cyanobacteria bisa mengapung di permukaan air, sehingga mendapatkan cahaya matahari untuk berfotosintesis.
• Nukleoid, merupakan materi genetik yang tersusun dari DNA dan tidak dikelilingi membran. Nukleoid terdapat di lokasi tertentu.

HABITAT CYANOBACTERIA

Cyanophyta dapat ditemukan pada berbagai lingkungan misalnya danau, laut, dan sungai. Cyanophyta dapat terlihat dengan mata telanjang berupa lapisan tipis berwarna hijau biru, merah, atau ungu kehitaman. Pada saat tertentu, Cyanophyta yang hidup di air muncul berlimpah sehingga menyebabkan air tampak berwarna seperti warna Cyanophyta tersebut. Contohnya Cyanophyta berwarna hijau biru (Anabaena) membuat air sawah tampak kehijauandan Cyanophyta merah (Ascillatoria rubescens) membuat laut di daerah Timur Tengah berwarna merah sehingga disebut Laut Merah. Beberapa jenis Cyanophyta yang dapat mengikat nitrogen berperan sebagai tumbuhan perintis pada habitat miskin nutrisi (makanan), misalnya pantai. Cyanophyta, Syneckococcus lividus dapat hidup di habitat yang ekstrim, misalnya habitat dengan tingkat keasaman tinggi (pH 4,0) dan temperatur tinggi. Sedangkan jenis lainnya ada yang hidup bersimbiosis dengan organisme lain, misalnya Nostoc dan Anabaena azollae.

SISTEM REPRODUKSI CYANOBACTERIA

Ganggang biru sering kita jumpai di danau, sungai, laut, rawa, batu, tanah, di air dengan suhu yang tinggi, maupun di air dengan tingkat keasaman tinggi(ph=4). Berikut ini terdapat beberapa system reproduksi pada cyanobacteria, diantaranya:

• Pembelahan Biner: Pembelahan biner dapat terjadi pada Cyanobacteria uniseluler maupun multiseluler yang berbentuk filamen (benang). Pada Cyanobacteria uniseluler, sel-sel hasil pembelahan ada yang langsung memisah, dan ada pula yang tetap bergabung sehingga membentuk koloni (misalnya Gloeocapsa). Sel-sel hasil pembelahan pada Cyanobacteria yang berbentuk filamen menyebabkan filamen menjadi bertambah panjang.
• Fragmentasi: Fragmentasi adalah pemutusan sebagian tubuh organisme. Bagian tubuh yang terlepas akan tumbuh menjadi individu baru. Fragmentasi terjadi pada Cyanobacteria yang berbentuk filamen. Pemutusan bagian tubuh dapat terjadi di bagian-bagian tertentu pada sel-sel yang mati. Filamen hasil pemutusan disebut hormogonium. Hormogonium ini memiliki panjang filamen yang berbeda-beda, dan bila terlepas dan filamen induk maka akan tumbuh menjadi Cyanobacteria baru. Contoh Cyanobacteria yang mengalami fragmentasi antara lain Oscillatoria sp. dan Plectonema boryanum.
• Pembentukan Endospora: Pembentukan endospora terjadi bila kondisi lingkungan kurang menguntungkan, misalnya pada kondisi kekeringan. Sel yang mengandung endospora ini disebut akinet. Akinet berasal dari sel vegetatif, berukuran lebih besar dari sel-sel tubuh lainnya karena mengandung cadangan makanan, dan berdinding tebal. Bila kondisi lingkungan membaik, maka endospora akan tumbuh menjadi Cyanobacteria baru, contohnya Nostoc sp.

C. Proses dan Alat Pengawetan Bahan Nabati dan Hewani 3

 4. Pengawetan dengan Bahan Kimia Pengawetan bahan pangan dapat juga dilakukan dengan melakukan penambahan bahan kimia tertentu, yang telah diketahui memiliki efek mengawetkan. Penggunaan bahan kimia untuk pengawet harus digunakan dalam takaran yang tepat dan sesuai dengan ketentuan agar aman bagi manusia.

a. Pemberian Asam 

Asam dapat menurunkan pH makanan sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk. Asam dapat dibagi dalam 3 golongan yaitu: (1) asam alami yang pada umumnya adalah asam organik misalnya asam tartrat dan asam dari buah-buahan, misalnya asam sitrat seperti yang terdapat pada jeruk nipis dan belimbing wuluh; (2) asam yang dihasilkan melalui proses fermentasi, misalnya asam laktat dan asam asetat; dan (3) asam-asam sintetik, misalnya asam malat, asam fosfat, dan asam adipat. Cuka adalah asam sintetik yang dapat kita temui sehari-hari.

Di samping sebagai bahan pengawet, asam juga digunakan untuk menambah rasa, untuk mengurangi rasa manis, memperbaiki sifat koloidal dari makanan yang mengandung pektin, memperbaiki tekstur dari jeli dan selai, membantu ekstraksi pektin dan pigmen dari buah-buahan dan sayur-     sayuran, menaikkan efektivitas benzoat sebagai bahan pengawet dan lain-lainnya.

b. Pemberian Gula dan Garam 

Pengawetan pangan dengan pemberian gula sudah umum dilakukan, misalnya pengawetan buah-buahan dalam sirop dalam bentuk manisan. Demikian juga, pengawetan pangan dengan pemberian garam umum dilakukan adalah pengasinan ikan. Gula dan garam merupakan bahan yang efektif untuk pengawetan pangan karena sifatnya yang dapat menarik air dari dalam sel mikroba sehingga sel menjadi kering karena proses yang disebut osmosis.

c. Pemberian Benzoat 

Benzoat dan turunan-turunannya dapat menghancurkan sel-sel mikroba terutama kapang.  Asam benzoat, natrium benzoat, asam parahidrobenzoat dan turunan-turunannya merupakan kristal putih yang dapat ditambahkan secara langsung ke dalam makanan atau dilarutkan terlebih dahulu di dalam air atau pelarut-pelarut lainnya. Asam benzoat kurang kelarutannya di dalam air. Oleh karena itu, asam benzoat lebih sering digunakan dalam bentuk garamnya, yaitu natrium benzoat.

 Benzoat lebih efektif digunakan dalam makanan-makanan yang asam sehingga banyak digunakan sebagai pengawet di dalam sari buah-buahan, jeli, sirop, dan makanan lainnya yang mempunyai pH rendah. Adapun paraaminobenzaot biasa digunakan untuk pangan dengan pH tinggi.

d. Pemberian Asam Sorbat 

Asam sorbat dapat mencegah pertumbuhan kapang dan bakteri dengan cara menginaktifkan enzim dehidrogenase yang diperlukan oleh mikroba tersebut untuk metabolisme karbohidrat dan asam-asam lemak. Asam sorbat, kalium sorbat atau natrium sorbat biasanya sering digunakan di dalam makanan untuk mencegah pertumbuhan kapang.

 Jumlah asam sorbat yang digunakan misalnya 0,2 persen untuk bermacam- macam keju, 0,1 persen untuk kue-kue, 0,025 – 0,1 persen untuk acar, 0,02 persen untuk sari buah anggur, 0,025 – 0,050 persen untuk minuman ringan, 0,1 – 0,15 persen untuk cokelat atau sirop, dan 0,05 – 0,1 persen untuk ikan yang diasap atau digarami.

e. Pemberian Sulfur Dioksida (SO2) 

Sari buah-buahan atau makanan lain yang bersifat asam (pH rendah) dapat diawetkan dengan menambahkan SO2.  Jumlah SO2 yang digunakan untuk sari buah-buahan adalah 350-600 ppm.  Sulfur dioksida juga dapat digunakan untuk mencuci alat-alat yang digunakan dalam pembuatan anggur atau cuka dengan kadar 50-75 ppm.  Pada pembuatan anggur atau cuka, SO2 ditambahkan untuk menghambat pertumbuhan kapang, ragi, dan kadang- kadang bakteri selama penyimpanan.

f. Antioksidan 

Adanya panas dapat merangsang atau menstimulir reaksi oksidasi. Makin tinggi suhu, kecepatan oksidasi akan makin bertambah.  Sinar juga dapat mempercepat oksidasi. Sinar ultra-violet lebih aktif dalam mempercepat oksidasi daripada sinar-sinar tampak (visible light) karena sinar ultra-violet mempunyai panjang gelombang yang lebih kecil sehingga energinya lebih besar.

 Beberapa zat kimia seperti ozon, peroksida, serta logam tertentu terutama tembaga, besi, dan garam-garamnya juga dapat mempercepat oksidasi lemak.  Beberapa enzim tertentu, misalnya lipoksidase juga dapat bertindak sebagai katalis dalam reaksi oksidasi, di mana enzim ini dapat terus aktif sampai di bawah suhu pembekuan. 

 Oksidasi lemak dan produk berlemak menghasilkan bau yang tidak disukai yang dikenal sebagai tengik. Untuk mencegah terjadinya kerusakan oksidasi ini dapat ditambahkan antioksidan. Antioksidan adalah senyawa yang dapat digunakan untuk mencegah atau menghentikan oksidasi. Antioksidan alami yang sering digunakan adalah tokoferol atau vitamin E, sedangkan antioksidan sintetik yang biasa digunakan di dalam makanan adalah BHA, BHT, NDGA, propel galat, 2,4,5-trihidroksi butirophenon, dan lain-lainnya.

C. Proses dan Alat Pengawetan Bahan Nabati dan Hewani 2

 2. Pengawetan dengan Suhu Tinggi 

Pengawetan dengan suhu panas sebenarnya sudah lama digunakan, sejak manusia dikenalkan dengan istilah memasak. Saat kamu memasak, misalnya merebus atau menggoreng suatu bahan makanan, sebenarnya kamu sedang melakukan proses pengawetan dengan suhu panas. Tetapi seringkali kita tidak mengetahui batasan pemanasan yang dilakukan terhadap makanan. Jika   pemanasannya tidak tepat, maka akan banyak nilai gizi yang hilang dari makanan yang dimasak tersebut. Pemanasan yang baik adalah secukupnya agar nilai gizi yang hilang tidak terlalu banyak.

 Dua faktor yang harus diperhatikan dalam pengawetan dengan panas, yaitu sebagai berikut. 1) Jumlah panas yang diberikan harus cukup untuk mematikan mikroba pembusuk dan mikroba pathogen. 2) Jumlah panas yang digunakan tidak boleh menyebabkan penurunan gizi dan cita rasa makanan.

 Jumlah panas yang diberikan dalam proses pengolahan pangan tidak boleh lebih dari jumlah minimal panas yang dibutuhkan untuk membunuh mikroba yang dimaksud.  Dalam proses pemanasan, ada hubungan antara panas dan waktu, yaitu jika suhu yang digunakan rendah, maka waktu pemanasan harus lebih lama. Jika suhu tinggi, waktu pemanasan singkat. Sebagai contoh            misalnya jumlah panas yang diterima bahan jika kita memanaskan selama 10 jam di dalam air mendidih (100 oC) kira-kira sama dengan memanaskan bahan tersebut selama 20 menit pada suhu  121 oC.

 Berdasarkan penggunaan suhu, waktu dan tujuan pemanasan, proses pemanasan dapat dibagi dalam dua kelompok besar, yaitu proses pasteurisasi dan sterilisasi.

a. Sterilisasi 

Istilah sterilisasi berarti membebaskan bahan dari semua mikroba.  Karena beberapa spora bakteri relatif lebih tahan terhadap panas.  Maka sterilisasi biasanya dilakukan pada suhu yang tinggi misalnya 121 oC (250 oF) selama 15 menit.  Pada makanan dikenal istilah sterilisasi komersial. 

 Sterilisasi komersial adalah sterilisasi yang biasanya dilakukan terhadap sebagian besar pangan di dalam kaleng atau botol.  Makanan yang steril secara komersial berarti semua mikroba penyebab penyakit dan pembentuk racun (toksin) dalam makanan tersebut telah dimatikan, demikian juga semua mikroba pembusuk.  Dengan demikian, produk pangan yang telah mengalami sterilisasi akan mempunyai daya awet yang tinggi; beberapa bulan sampai beberapa tahun. 

b. Pasteurisasi 

Pasteurisasi adalah suatu proses pemanasan yang relatif cukup rendah (umumya dilakukan di bawah 100 oC) dengan tujuan untuk mengurangi populasi mikroorganisme pembusuk sehingga bahan pangan yang dipasteurisasi tersebut akan mempunyai daya awet beberapa hari (misalnya produk susu pasteurisasi) sampai beberapa bulan (misalnya produk sari buah pateurisasi). Walaupun proses ini hanya mampu membunuh sebagian populasi mikroorganisme, namun pasteurisasi ini sering diaplikasikan terutama jika dikhawatirkan bahwa penggunaan panas yang lebih tinggi akan menyebabkan terjadinya kerusakan mutu (misalnya pada susu).  Tujuan utama proses pemanasan hanyalah untuk membunuh mikro-   organisme pathogen (penyebab penyakit; misalnya pada susu) atau inaktivasi (menghentikan aktivitas) enzim-enzim yang dapat merusak mutu (misalnya pada sari buah).

Makanan yang dipasteurisasi tidak dapat menyebabkan penyakit tetapi mempunyai masa simpan yang terbatas disebabkan mikroba nonpatogen dan pembusuk masih ada dan dapat berkembang biak. Oleh karena itu pasteurisasi biasanya disertai dengan cara pengawetan lain, misalnya makanan yang dipasteurisasi kemudian disimpan dengan cara pendinginan (di dalam lemari pendingin). 

c. Blanching 

Blanching adalah pemanasan pendahuluan yang biasanya dilakukan terhadap buah-buahan dan sayur-sayuran untuk menginaktifkan enzim-enzim di dalam bahan pangan tersebut, di antaranya adalah enzim katalase dan peroksidase yang merupakan enzim-enzim yang paling tahan panas di dalam sayur-sayuran. Blanching selalu dilakukan jika bahan pangan akan dibekukan karena pembekuan tidak dapat menghambat keaktifan enzim dengan sempurna. Bergantung pada panas yang diberikan, blanching juga dapat mematikan beberapa mikroba. Blanching biasanya dilakukan pada suhu 82-93 C selama 3-5 menit.

d. Sterilisasi Produk secara Sinambung (Proses Aseptis) 

Pada prinsipnya, proses sterilisasi dapat dilakukan dengan berbagai kombinasi suhu dan waktu. Jika digunakan suhu yang lebih tinggi, waktu              sterilisasinya makin pendek. Diketahui bahwa kombinasi suhu yang lebih tinggi dan waktu pendek ini dapat memberikan keuntungan berupa mutu produk yang lebih baik. Karena itulah, muncul konsep sterilisasi High Temperatur Short Time (HTST) dan Ultra High Temperature (UHT). Pada kondisi ini, sterilisasi dilakukan pada suhu 130-145 C tetapi hanya dalam beberapa detik saja. Karena itu, diperlukan peralatan pemanasan yang mampu men- capai suhu tersebut dan sekaligus secara cepat mampu mendinginkannya kembali. 

 Pada sistem aseptik ini, dilakukan proses sterilisasi produk pangan dan bahan pengemas (wadah) secara terpisah. Pengisisan produk dilakukan setelah wadah dan produk terlebih dahulu disterilisasikan sehingga untuk mempertahankan sterilitas produk dan wadah, proses pengisian harus dilakukan pada ruangan yang steril. Karena itulah, proses pengisian dan pengemasan dengan cara ini disebut sebagai proses pengemasan aseptik karena memang diperlukan kondisi yang aseptik.

3. Pengawetan dengan Pengeringan 

Saat petani padi tiba waktunya untuk memanen hasil bertaninya, pernahkan kamu melihat hal apa yang dilakukan petani tersebut dengan padi hasil panennya? Pernahkah kamu melihat petani tersebut menjemur padi di bawah sinar matahari? Itulah salah satu contoh proses pengeringan.

 Pengeringan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas.  Biasanya kandungan air bahan tersebut dikurangi sampai suatu batas agar mikroba tidak dapat tumbuh lagi di dalamnya.  Keuntungan produk hasil pengeringan adalah awet, lebih ringan, volume lebih kecil sehingga memudahkan penyimpanan dan  transportasi, serta menimbulkan citarasa khas. Selain itu, banyak bahan yang hanya dapat digunakan apabila telah dikeringkan, misalnya tembakau, kopi, teh, biji-bijian, dan lain- lainnya.  

 Pengeringan dapat berlangsung dengan baik jika pemanasan secara merata, dan uap air dikeluarkan dari seluruh permukaan bahan tersebut.  Faktor-faktor yang memengaruhi pengeringan terutama adalah luas permukaan bahan, suhu pengeringan, aliran udara, dan tekanan uap di udara. Pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan suatu alat pengering (artificial drier), atau dengan penjemuran (sun drying), yaitu pengeringan dengan menggunakan energi langsung dari sinar matahari.

Pengeringan buatan (artificial drying) mempunyai keuntungan karena suhu dan aliran udara dapat diatur sehingga waktu pengeringan dapat ditentukan dengan tepat dan kebersihan dapat diawasi sebaik-baiknya.

 Penjemuran mempunyai keuntungan karena energi panas yang digunakan murah dan bersifat murah serta melimpah, tetapi kerugiannya adalah jumlah panas sinar matahari yang tidak tetap sepanjang hari, dan kenaikan suhu tidak dapat diatur sehingga waktu penjemuran sukar untuk ditentukan dengan tepat. Selain itu, karena penjemuran dilakukan di tempat terbuka yang langsung berhubungan dengan sinar matahari, kebersihannya harus diawasi dengan sungguh-sungguh.  

 Kadar air suatu bahan yang dikeringkan memengaruhi seberapa jauh penguapan dapat berlangsung, lamanya proses pengeringan dan jalannya proses pengeringan.