Proses dan Alat Budidaya Tanaman Pangan 1

 Budidaya tanaman pangan  dilakukan pada hamparan lahan. Teknik budidaya yang digunakan sangat menentukan keberhasilan usaha budidaya. Di bawah ini adalah serangkaian proses dan teknik budidaya tanaman pangan.

1. Pengolahan Lahan 

Pengolahan lahan dilakukan untuk menyiapkan lahan sampai siap ditanami.  Pengolahan dilakukan dengan cara dibajak atau dicangkul lalu dihaluskan hingga gembur. Pembajakan dapat dilakukan dengan cara tradisional ataupun mekanisasi.

Standar penyiapan lahan 

a. Lahan petani yang digunakan harus bebas dari pencemaran limbah beracun. 

b. Penyiapan lahan/media tanam dilakukan dengan baik agar struktur tanah menjadi gembur dan beraerasi baik sehingga perakaran dapat berkembang secara optimal. 

c. Penyiapan lahan harus menghindarkan terjadinya erosi permukaan tanah, kelongsoran tanah, dan atau kerusakan sumber daya lahan. 

d. Penyiapan lahan merupakan bagian integral dari upaya pelestarian sumber daya lahan dan sekaligus sebagai tindakan sanitasi dan penyehatan lahan. 

e. Apabila diperlukan, penyiapan lahan disertai dengan pengapuran, penambahan bahan organik, pembenahan tanah (soil amelioration), dan atau teknik perbaikan kesuburan tanah. 

f. Penyiapan lahan dapat dilakukan dengan cara manual maupun dengan alat mesin pertanian. 

2. Persiapan Benih dan Penanaman Benih yang akan ditanam sudah disiapkan sebelumnya. 

Umumnya, benih    tanaman pangan ditanam langsung tanpa didahului dengan penyemaian, kecuali untuk budidaya padi di lahan sawah.  Pilihlah  benih  yang memiliki vigor (sifat-sifat benih) baik serta tanam sesuai dengan jarak tanam yang dianjurkan untuk setiap jenis tanaman pangan!  Benih ditanam dengan cara ditugal (pelubangan pada tanah) sesuai  jarak tanam yang dianjurkan untuk setiap tanaman. 

 Standar penanaman 

a. Penanaman benih atau bahan tanaman dilakukan dengan mengikuti teknik budidaya yang dianjurkan dalam hal jarak tanam dan kebutuhan benih per hektar yang disesuaikan dengan persyaratan spesifik bagi setiap jenis     tanaman, varietas, dan tujuan penanaman. 

b. Penanaman dilakukan pada musim tanam yang tepat atau sesuai dengan jadwal tanam dalam manejemen produksi tanaman yang bersangkutan. 

c. Pada saat penanaman, diantisipasi agar tanaman tidak menderita cekaman kekeringan, kebanjiran, tergenang, atau cekaman faktor abiotik lainnya. 

d. Untuk menghindari serangan OPT pada daerah endemis dan eksplosif, benih atau bahan tanaman dapat diberi perlakuan yang sesuai sebelum ditanam.

 

 Dilakukan pencatatan tanggal penanaman pada buku kerja, guna memudahkan jadwal pemeliharaan, penyulaman, pemanenan, dan hal-hal lainnya. Apabila benih memiliki label, label harus disimpan.

3. Pemupukan Pemupukan bertujuan memberikan nutrisi yang cukup bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. 

Pemupukan dilakukan setelah benih ditanam. Pupuk dapat diberikan sekaligus pada saat tanam atau sebagian diberikan saat  tanam dan sebagian lagi pada beberapa minggu setelah tanam. Oleh karena itu, pemupukan harus dilakukan dengan tepat baik cara, jenis, dosis dan waktu aplikasi. 

 Standar pemupukan 

a. Tepat waktu, yaitu diaplikasikan sesuai dengan kebutuhan, stadia tumbuh tanaman, serta kondisi lapangan yang tepat. 

b. Tepat dosis, yaitu Jumlah yang diberikan sesuai dengan anjuran/rekomendasi spesifik lokasi. 

c. Tepat cara aplikasi, yaitu disesuaikan dengan jenis pupuk, tanaman dan kondisi lapangan.

 Pemberian pupuk mengacu pada hasil analisis kesuburan tanah dan kebutuhan tanaman yang dilakukan oleh Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) setempat: 

a. Penyemprotan pupuk cair pada tajuk tanaman (foliar sprays) tidak boleh meninggalkan residu zat-zat kimia berbahaya pada saat tanaman dipanen. 

b.  Mengutamakan penggunaan pupuk organik serta disesuaikan dengan kebutuhan tanaman dan kondisi fisik tanah. 

c. Penggunaan pupuk tidak boleh mengakibatkan terjadinya pencemaran air baku (waduk, telaga, embung, empang),  atau air tanah dan sumber air. 

d. Tidak boleh menggunakan limbah kotoran manusia yang tidak diberikan perlakuan.

Proses dan Alat Budidaya Tanaman 2

 4. Pemeliharaan 

Kegiatan pemeliharaan meliputi penyulaman, penyiraman, dan pembumbunan. Penyiraman dilakukan untuk menjaga agar tanah tetap lembab. Penyulaman adalah kegiatan menanam kembali untuk mengganti benih yang tidak tumbuh atau tumbuh tidak normal.  Pembumbunan dilakukan  untuk menutup pangkal batang dengan tanah.

Standar pemeliharaan tanaman 

a. Tanaman pangan harus dipelihara sesuai karakteristik dan kebutuhan spesifik tanaman agar dapat tumbuh dan berproduksi optimal serta menghasilkan produk pangan bermutu tinggi. 

b. Tanaman harus dijaga agar terlindung dari gangguan hewan  ternak, binatang liar, dan/atau hewan lainnya.

5. Pengendalian OPT (Organisme pengganggu tanaman) 

Pengendalian OPT harus disesuaikan dengan tingkat serangan.  Pengendalian OPT dapat dilakukan secara manual maupun dengan pestisida.  Jika menggunakan pestisida, pengendalian harus dilakukan dengan tepat jenis, tepat mutu, tepat dosis, tepat konsentrasi/dosis, tepat waktu, tepat sasaran (OPT target dan komoditi), serta tepat cara dan alat aplikasi.

Penggunaan pestisida harus diusahakan untuk memperoleh manfaat yang sebesarnya dengan dampak sekecil-kecilnya. Penggunaan pestisida harus sesuai standar berikut ini. 

a. Penggunaan pestisida memenuhi 6 (enam) kriteria tepat serta memenuhi ketentuan baku lainnya sesuai dengan “Pedoman Umum Penggunaan Pestisida”, yaitu tepat jenis, tepat mutu, tepat dosis, tepat konsentrasi/dosis, tepat waktu, tepat sasaran (OPT target dan komoditi), serta tepat cara dan alat aplikasi. 

b. Penggunaan pestisida diupayakan seminimal mungkin meninggalkan residu pada hasil panen, sesuai dengan “Keputusan Bersama Menteri Kesehatan dan Menteri Pertanian Nomor 881/Menkes/SKB/VIII/1996 dan 771/Kpts/TP.270/8/1996 tentang Batas Maksimum Residu Pestisida pada Hasil Pertanian”. 

c. Mengutamakan penggunaan petisida hayati, pestisida yang mudah terurai dan pestisida yang tidak meninggalkan residu pada hasil panen, serta pestisida yang kurang berbahaya terhadap manusia dan ramah lilngkungan. 

d. Penggunaan pestisida tidak menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan pekerja (misalnya dengan menggunakan pakaian perlindungan) atau aplikator pestisida. 

e. Penggunaan pestisida tidak menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan hidup terutama terhadap biota tanah dan biota air. 

f. Tata cara aplikasi pestisida harus mengikuti aturan yang tertera pada label. 

g. Pestisida yang residunya berbahaya bagi manusia tidak boleh diaplikasikan menjelang panen dan saat panen. 

Berdasarkan standar  pengendalian OPT, pencatatan penggunaan pestisida harus dilakukan. 

a. Pestisida yang digunakan dicatat jenis, waktu, dosis, konsentrasi, dan cara aplikasinya. 

b. Setiap penggunaan pestisida harus selalu dicatat yang mencakup nama pestisida, lokasi, tanggal aplikasi, nama distributor/kios, dan nama penyemprot (operator). 

c. Catatan penggunaan pestisida minimal digunakan 3 tahun.

6. Panen dan Pascapanen 

Panen adalah tahap terakhir dari budidaya tanaman pangan. Setelah panen hasil panen akan memasuki tahapan pascapanen.

 Standar panen 

a. Pemanenan harus dilakukan pada umur/waktu yang tepat sehingga mutu hasil produk tanaman pangan dapat optimal pada saat dikonsumsi. 

b. Penentuan saat panen yang tepat untuk setiap komoditi tanaman pangan mengikuti standar yang berlaku.

c. Cara pemanenan tanaman pangan harus sesuai dengan teknik dan anjuran baku untuk setiap jenis tanaman sehingga diperoleh mutu hasil panen yang tinggi, tidak rusak, tetap segar dalam waktu lama, dan meminimalkan tingkat kehilangan hasil. 

d. Panen bisa dilakukan secara manual maupun dengan alat mesin pertanian. 

e. Kemasan (wadah) yang akan digunakan harus disimpan (diletakkan) di tempat yang aman untuk menghindari terjadinya kontaminasi.

Standar pasca panen 

a. Hasil panen tanaman pangan disimpan di suatu tempat yang tidak lembab. 

b. Untuk hasil tanaman pangan yang memerlukan perontokan dan penggilingan dapat dilakukan secara manual maupun dengan alat mesin pertanian.

Alat-alat maupun mesin untuk budidaya diperlukan untuk mempermudah dan mempercepat   setiap tahapan dalam budidaya tanaman.  Peralatan maupun mesin budidaya digunakan untuk kegiatan pengolah tanah, penanaman, pemeliharaan dan panen.

 Standar alat 

a. Untuk usaha budidaya tanaman pangan perlu disediakan alat dan mesin pertanian (alsintan) yang sesuai dengan kebutuhan tanaman pangan, meliputi alat prapanen (budidaya) dan alat pascapanen (pengelolaan hasil). 

b. Penggunaan alsintan prapanen dan pascapanen harus dilakukan secara tepat sehingga tidak berdampak terhadap pemadatan tanah, erosi tanah, pelongsoran tanah, atau kerusakan tanah serta tidak berdampak negatif terhadap hasil tanaman maupun sosial ekonomi masyarakat. 

c. Peralatan dan mesin pertanian perlu dijaga dan dirawat dengan baik. 

SOAL DAN PEMBAHASAN SOAL ULANGAN METABOLISME

 1. 

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

9. 

10. 

11. Fermentasi asam laktat ditandai dengan tidak terbentuknya...

A. ATP
B. CO2
C. NADH2
D. Panas
E. NADPH2

Jawaban : E
•    Glikolisis pada sel hewan / manusia yang tidak diikuti dengan suplai oksigen ke dalam sel dapat membentuk asam laktat yang akan menyebabkan rasa pegal pada otot. Fermentasi asam laktat ditandai dengan terbentuknya ATP, CO2, NADH2, dan panas.

12. Definisi dari respirasi anaerob adalah …

A. Reaksi oksidatif senyawa anorganik secara terkendali untuk membebaskan energi
B. Reaksi oksidatif senyawa anorganik secara tidak terkendali dengan bantuan energi
C. Reaksi oksidatif senyawa organik secara terkendali dengan membebaskan energi
D. Reaksi oksidatif senyawa anorganik secara tidak terkendali dengan membebaskan energi.
E. Reaksi oksidatif senyawa organik secara terkendali dengan membutuhkan energi

Jawaban: C
•    Respirasi anaerob adalah reaksi pemecahan karbohidrat (organik) untuk memperoleh energi tanpa menggunakan oksigen sebagai akseptor hidrogennya.

 

13. Proses yang digambarkan pada persamaan reaksi dibawah ini adalah …

Glukosa -----> asam laktat + ATP

A. anabolisme
B. fermentasi
C. fotosintesis
D. kemosintesis
E. sintesis senyawa lain

Jawaban: B
•    Pada kondisi anaerobik (tidak tersedia oksigen), suatu sel akan dapat mengubah asam piruvat menjadi CO2 dan etil alkohol serta membebaskan energi (ATP). Atau oksidasi asam piruvat dalam sel otot menjadi CO2 dan asam laktat serta membebaskan energi. Bentuk proses reaksi yang terakhir disebut, lazim dinamakan fermentasi.

 

14. Jenis respirasi yang dilakukan oleh Sacharomyces sp atau khamir adalah …

A. respirasi aerob
B. respirasi anaerob
C. fermentasi alkohol
D. fermentasi asam laktat
E. proses menghasilkan peroksida

Jawaban: C
•    Fermentasi Alkohol pada umumnya dilakukan oleh khamir (ragi) dari jenis Saccharomyces. Fermentasi alkohol digunakan dalam proses pembuatan tapai ketan, tapai singkong, bir, tuak dan anggur.

 

5. Fermentasi yang menghasilkan zat antara berupa CO2 adalah …

A. Alcohol
B. Laktat
C. Asetat
D. Aspartat
E. Cuka

Jawaban: A
•    Berdasarkan hasil reaksi fermentasi alkohol:
         2CH3COCOOH ----------> 2CH3CH2OH + 2CO2 + 28 kkal
          asam piruvat                           etanol/alkohol

 

6. Fermentasi merupakan suatu proses pemecahan molekul gula menjadi molekul yang lebih sederhana dengan menggunakan ....
A. enzim dan oksigen
B. enzim tanpa oksigen
C. enzim
D. oksigen
E. karbondioksida

Jawaban: B
•    Karena pada fermentasi alkohol, asam piruvat mengalami dekarboksilasi (sebuah molekul CO2 dikeluarkan) dan dikatalisis oleh enzim alkohol dehidrogenase menjadi alkohol  dan terjadi degradasi molekul NADH menjadi NAD+ serta membebaskan energi/kalor. Proses ini berlangsung tanpa menggunakan oksigen bebas sebagai penerima atom hidrogen (H) terakhir.

 

7. Pada metabolisme glukosa, proses penguraian karbohidrat menjadi laktat tanpa melibatkan O2 terjadi melalui peristiwa ….
A. fermentasi
B. glikolisis
C. glikolisis anaerob
D. respirasi
E. bio-energi

Jawaban: B
•    Proses fermentasi asam laktat dimulai dari lintasan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat. Karena tidak tersedianya oksigen maka asam piruvat akan mengalami degradasi molekul (secara anaerob) dan dikatalisis oleh enzim asam laktat dehidrogenase dan direduksi oleh NADH untuk menghasilkan energi dan asam laktat.

8. Berikut ini merupakan hasil dari kegiatan metabolisme pada organisme hidup Pada fermentasi yang dilakukan saccharomyces diperoleh hasil .....

1. ATP                          5. etanol
2. asam asetat              6. O2
3. asam piruvat             7. CO2
4. glukosa


A. 1, 4, dan 5
B. 1, 5, dan 7
C. 2, 4, dan 6
D. 3, 4, dan 7
E. 3, 5, dan 6

Jawaban: B
•    Fermentasi yang dilakukan saccharomyces adalah fermentasi alkohol. Hasil yang diperoleh dari fermentasi alkohol tersebut ialah ATP, Etanol dan CO2.

9. Hasil yang diperoleh dari fermentasi asam laktat dan fermentasi alcohol masing-masing adalah…

A. asam susu dan methanol
B. asam laktat dan alcohol
C. Asam cuka dan fenol
D. asam susu dan fenol
E. asam cuka dan methanol

Jawaban: B
•    Berdasarkan hasil reaksi:
2CH3COCOOH ----------> 2CH3CHOHCOOH   + 47  kkal        
        asam piruvat                       asam laktat
2CH3COCOOH ----------> 2CH3CH2OH + 2CO2 + 28 kkal
          asam piruvat                           etanol/alkohol

10. Sel ragi dapat melakukan fermentasi karena mengandung.....

A. Alkohol
B. Enzim
C. Karbohidrat
D. Glukosa
E. Asam

Jawaban: D
•    Karena Pada respirasi anaerob, tahapan yang ditempuh meliputi :
Ragi dapat melakukan fermentasi alkohol karena mengandung karbohidrat. Dimana karbohidrat ini akan melalui tahapan glikolisis, dimana 1 molekul glukosa (C6) akan diuraikan menjadi asam piruvat, NADH dan 2 ATP. Kemudian melalui tahap pembentukan alkohol ( fermentasi alkohol) dan akseptor elektron terakhir bukan oksigen, tetapi senyawa lain yaitu alkohol. Energi (ATP) yang dihasilkan dari proses ini sekitar 2 ATP.

Pelindung dan Pengairan Tanaman

 Pelindung Tanaman 

Perlindungan tanaman, harus dilaksanakan sesuai dengan sistem Pengendalian Hama Terpadu (PHT), menggunakan sarana dan cara yang tidak mengganggu kesehatan manusia, serta tidak menimbulkan gangguan dan kerusakan lingkungan hidup. Perlindungan tanaman dilaksanakan pada masa pratanam, masa pertum- buhan tanaman dan/atau masa pascapanen, disesuaikan dengan kebutuhan.

Standar pengendalian Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) 

a. Tindakan pengendalian OPT dilaksanakan sesuai anjuran. Penggunaan pestisida merupakan alternatif terakhir apabila cara-cara yang lain dinilai tidak memadai. 

b. Tindakan pengendalian OPT dilakukan atas dasar hasil pengamatan terhadap OPT dan faktor yang mempengaruhi perkembangan serta terjadinya serangan OPT. 

c. Penggunaan sarana pengendalian OPT (pestisida, agens hayati, serta alat dan mesin), dilaksanakan sesuai dengan anjuran baku dan dalam penerapannya telah mendapat bimbingan/latihan dari penyuluh atau para ahli di bidangnya. 

d. Dalam menggunakan pestisida, petani harus sudah mendapat pelatihan.

 Pestisida adalah pengendali OPT yang  menyebabkan penurunan hasil dan kualitas tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung, namun efektif terhadap OPT yang menyerang. Pestisida terdiri atas pestisida hayati maupun pestisida buatan.  Petisida yang digunakan harus pestisida yang telah terdaftar dan diizinkan Menteri Pertanian untuk tanaman yang bersangkutan. 

Penyimpanan pestisida pun harus memenuhi persyaratan sebagai berikut. 

a. Pestisida harus disimpan di tempat yang baik dan aman, berventilasi baik, dan tidak bercampur dengan material lainnya. 

b. Harus terdapat fasilitas yang cukup untuk menakar dan mencampur pestisida 

c. Tempat penyimpanan sebaiknya mampu menahan tumpahan (antara lain untuk mencegah kontaminasi air).

d. Terdapat fasilitas untuk menghadapi keadaan darurat, seperti tempat untuk mencuci mata dan anggota tubuh lainnya, persediaan air yang cukup, pasir untuk digunakan apabila terjadi kontaminasi atau terjadi kebocoran. 

e. Akses ke tempat penyimpanan pestisida terbatas hanya kepada pemegang kunci yang telah mendapat pelatihan. 

f. Terdapat pedoman atau tata cara penanggulangan kecelakaan akibat keracunan pestisida  yang terletak pada lokasi yang mudah dijangkau. 

g. Tersedia catatan tentang pestisida yang disimpan. 

h. Semua pestisida harus disimpan dalam kemasan aslinya. 

i. Tanda-tanda peringatan potensi bahaya pestisida diletakkan pada pintu-pintu masuk.

Risiko bahaya yang dimiliki oleh pestisida dilakukan dengan analisis residu pestisida 

a. Analisis residu pestisida mengacu pada penilaian risiko. 

b. Hasil analisis dapat ditelusuri kepada lokasi produk. 

c. Pemerintah melakukan pengambilan contoh dan menganalisis residu, penanam dan/atau pemasok pestisida mampu memberikan bukti hasil pengujian pestisida. 

d. Laboratorium yang digunakan untuk analisis residu merupakan lembaga yang telah memperoleh akreditasi atau lembaga yang telah ditunjuk oleh menteri. 

Pengairan 

Setiap budidaya tanaman pangan hendaknya didukung dengan penyediaan air sesuai kebutuhan dan peruntukannya. Air hendaknya dapat disediakan sepanjang tahun, baik bersumber dari air hujan, air tanah, air embun, tandon, bendungan ataupun sistem irigasi/pengairan. Air yang digunakan untuk irigasi memenuhi baku mutu air irigasi, dan tidak menggunakan air limbah berbahaya. Air yang digunakan untuk proses pascapanen dan pengolahan hasil tanaman pangan memenuhi baku mutu air yang sehat. Pemberian air untuk tanaman pangan dilakukan secara efektif, efisien, hemat air dan manfaat optimal.  Apabila air irigasi tidak mencukupi kebutuhan tanaman guna pertumbuhan optimal, harus diberikan tambahan air dengan berbagai teknik irigasi. Penggunaan air pengairan tidak bertentangan dengan kepentingan masyarakat di sekitarnya dan mengacu pada peraturan yang ada. 

Pengairan tidak boleh mengakibatkan terjadinya erosi lahan maupun tercucinya unsur hara, pencemaran lahan oleh bahan berbahaya, dan keracunan bagi tanaman serta lingkungan hidup. Kegiatan pengairan sebaiknya dicatat sebagai bahan dokumentasi. Penggunaan alat dan mesin pertanian untuk irigasi/penyediaan air dari sumber, harus memenuhi ketentuan sesuai peraturan perundang-undangan dan dapat diterima oleh masyarakat.

Keterkaitan antara metabolisme

 

Keterkaitan Metabolisme

Seperti dijelaskan sebelumnya, bahwa metabolisme meliputi anabolisme dan katabolisme. Anabolisme memerlukan energi (endergonik), sedangkan katabolisme menghasilkan energi (eksergonik).

Bagaimanakah hubungan antara anabolisme dengan katabolisme? Marilah kita pelajari dalam bahasan berikut.

1. Keterkaitan Antara Anabolisme dengan Katabolisme Karbohidrat

Telah dipelajari di depan bahwa anabolisme merupakan proses pembentukan senyawa kompleks dari senyawa sederhana dengan memerlukan energi. Jadi, reaksi anabolisme bersifat endergonik. Sementara itu, katabolisme merupakan proses pemecahan atau penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi.

Jadi, reaksi katabolisme bersifat eksergonik. Perhatikan skema gambar berikut.

Hubungan katabolisme dan anabolisme karbohidrat

Salah satu proses anabolisme yaitu sintesis atau pembentukan karbohidrat melalui fotosintesis yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan. CO2 dan H2O, dalam reaksi ini, dengan bantuan energi cahaya diubah menjadi karbohidrat yang di dalamnya mengandung energi dalam bentuk ikatan kimia.

Sementara itu dalam sel-sel makhluk hidup, karbohidrat (dalam hal ini glukosa) akan mengalami serangkaian reaksi respirasi sehingga dihasilkan energi. Selain dibebaskan energi, reaksi pemecahan (katabolisme) glukosa ini juga menghasilkan CO2 dan H2O, apabila digambarkan seperti gambar di atas.

2. Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

Karbohidrat bukanlah satu-satunya zat makanan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Zat makanan lain, seperti lemak dan protein dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Tentu saja tahap-tahap reaksinya tidak sama dengan metabolisme karbohidrat.

Hidrolisis lemak menghasilkan asam lemak dan gliserol. Asam lemak akan mengalami beta-oksidasi menjadi asetil Co-A. Selanjutnya, asetil Co-A akan memasuki daur atau siklus Krebs. Sementara itu, gliserol akan diubah menjadi senyawa fosfogliseraldehid (G3P) agar dapat memasuki reaksi glikolisis.

Bagaimana jika protein digunakan sebagai sumber energi?

Protein yang memiliki sistem pencernaan akan dipecah oleh enzim protease menjadi asam amino. Selanjutnya, asam amino mengalami reaksi deaminasi sehingga dihasilkan NH3 atau gugus amin dan asam keto.

Pada mamalia dan beberapa hewan pada umumnya, gugus Amin atau NH3 diubah menjadi urea dan dikeluarkan sebagai urine. Sementara itu, asam keto dapat memasuki reaksi glikolisis atau daur Krebs. Pelajari bagan pada gambar berikut untuk lebih jelasnya.

Metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein

Pada bagan tampak jelas adanya keterkaitan antara metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hal lain yang dapat dijelaskan dari bagan tersebut yaitu bahwa lemak yang ada dalam tubuh kita tidak hanya berasal dari makanan yang mengandung lemak, tetapi dapat juga berasal dari karbohidrat dan protein.

Telah dijelaskan bahwa oksidasi karbohidrat, lemak, dan protein akan menghasilkan energi. Dari ketiga jenis zat makanan tersebut, manakah yang menghasilkan energi paling banyak? Dibandingkan dengan karbohidrat dan protein, lemak lebih banyak menghasilkan energi ketika dioksidasi.

Suatu contoh: satu molekul asam lemak dengan atom 6C (asam heksanoat) yang dioksidasi secara sempurna dapat menghasilkan 44 ATP. Sementara itu, glukosa yang juga mempunyai 6 atom C hanya menghasilkan 36 ATP. Mengapa demikian?

Asam lemak akan memasuki siklus Krebs setelah diubah menjadi asetil Co-A melalui reaksi beta-oksidasi. Asam lemak dengan jumlah atom C = 2n, akan menghasilkan sejumlah n asetil Co-A. Dengan demikian, asam heksanoat (6C) menghasilkan 3 molekul asetil Co-A. Mula-mula, asam heksanoat yang telah teraktivasi (memerlukan 2 ATP) menjadi asil Co-A akan memasuki mitokondria.

Asil Co-A dalam mitokondria mengalami beta-oksidasi. Pada reaksi ini asil Co-A yang berasal
dari asam heksanoat (C = 6) mengalami dua kali siklus dan menghasilkan 3 asetil Co-A (C = 2). Siklus pertama menghasilkan 1 molekul asetil Co-A, 1 FADH, 1 NADH, dan butiril Co-A (4 atom C).

Pada siklus 2 butiril Co-A dioksidasi menjadi 2 molekul asetil Co-A dengan menghasilkan 1 FADH2 dan 1 NADH. Adapun jumlah ATP yang dihasilkan pada beta-oksidasi dapat dihitung sebagai berikut.

Oleh karena aktivasi asam heksanoat menjadi heksanoil Co-A memerlukan 2 ATP, maka hasil bersih ATP = (10 – 2) ATP = 8 ATP. Selanjutnya, 3 molekul asetil Co-A akan memasuki daur Krebs dan mengalami oksidasi sempurna menjadi CO2 dan H2O.

Pada oksidasi 3 molekul asetil Co-A ini dihasilkan 3 × 12 ATP = 36 ATP. Jadi, oksidasi asam lemak menghasilkan 44 ATP. Hal ini juga menunjukkan bahwa makin panjang rantai karbon yang menyusun asam lemak, energi yang dihasilkan makin besar.

Misalnya pada asam palmitat yang mempunyai 15 atom C menghasilkan 129 ATP. Bukan hanya itu, senyawa lain hasil hidrolisis lemak yaitu gliserol dapat memasuki jalur glikolisis setelah diubah menjadi gliseraldehid 3-fosfat (PGAL).

Selanjutnya, PGAL akan diubah menjadi PEP. PEP harus diubah menjadi asetil Co-A agar dapat memasuki daur Krebs. Dari reaksi oksidasi, gliserol juga dihasilkan cukup banyak energi yaitu sekitar (36 ATP). Perhatikan skema pada gambar berikut.

Jalur beta-oksidasi asam lemak

3. Teknologi yang Berkaitan dengan Metabolisme Makanan

Saat ini, teknologi di bidang pengolahan makanan telah berkembang pesat. Para produsen telah menemukan celah pasar yang luar biasa di bidang ini. Terbukti dengan beredarnya makanan-makanan substitusi dan suplemen bagi orang-orang yang mempunyai masalah dengan metabolisme.

Makanan Berkadar Gula Rendah

Telah dijelaskan di depan bahwa tujuan utama metabolisme dalam tubuh untuk memperoleh energi. Kita ambil contoh saat kita makan sepiring nasi. Nasi yang kita kunyah dalam mulut, segera mengalami pencernaan enzimatis oleh ptialin. Pada saat itu, nasi (karbohidrat) dipecah menjadi glukosa dan maltosa.

Selanjutnya, maltosa mengalami pencernaan lanjutan dalam usus halus. Maltosa tersebut kemudian dipecah oleh enzim maltase sehingga menghasilkan 2 molekul glukosa. Glukosa yang dihasilkan terlarut dalam darah dan diangkut menuju sel-sel tubuh. Pada tubuh kita terdapat hormon insulin yang bertugas mengendalikan kadar gula dalam darah.

Pada orang dewasa normal, kadar gula dalam darah berkisar antara 110 mg/dL–200 mg/dL. Jika gula dalam darah kadarnya melebihi angka tersebut (misalnya > 300 mg/dL), aktivitas tubuh akan terganggu.

Seseorang yang kadar gulanya melebihi normal dikatakan orang tersebut menderita diabetes millitus (DM). Mengapa kadar gulanya dapat melebihi angka normal? Salah satu sebabnya kelenjar penghasil insulin tidak dapat bekerja dengan baik. Bagi penderita DM tidak dianjurkan mengonsumsi makanan yang mengandung banyak gula.

Hal ini bertujuan agar kadar gulanya terkendali. Oleh karena itu diperlukan terapi makanan khusus untuk membantu penderita DM.

Lain halnya jika penderita DM mengonsumsi gula rendah kalori, misalnya dengan pemanis buatan (aspartam dan sorbitol), ia akan baik-baik saja. Mengapa demikian? Bahan pemanis buatan, seperti aspartam dan sorbitol tidak mengalami metabolisme dalam sel-sel tubuh sehingga tidak menambah kadar gula dalam darah.

Meskipun demikian makanan maupun minuman yang diberi pemanis buatan tetap terasa manis. Bahkan pemanis buatan ini rasa manisnya 10 hingga ratusan kali lebih manis dibandingkan dengan gula tebu.

Archaebacteria 2

 

KLASIFIKASI ARCHAEOBACTERIA

Archaebacteria meliputi organisme autotrof dan heterototrof. Jenis-jenis Archaebacteri adalah sebagai berikut.. Bakteri termo-asidofil Halobacterium Bakteri Metagen .. Kingdom Archebacteria dikelompokkan lagi menjadi 5 filum, yaitu :

• Crenarchaeota, banyak ditemukan di lingkungan laut. Crenarchaeota termasuk dalam hyperthermophiles, thermophiles, dan thermoacidophiles.
• Euryarchaeota, merupakan bagian yang sering diteliti dan sebagian besar termasuk dalam bakteri halophiles dan metanogenik.
• Thaumarchaeota, meliputi ammonia-oksidasi archaea dan yang diketahui dengan metabolisme energy.
• Nanoarchaeota, filum ini memiliki anggota perwakilan tunggal yaitu nanoarchaeum equitans. Korarchaeota, terdiri atas hyperthermophiles yang ditemukan pada suhu lingkungan yang tinggi.

Berdasarkan metabolisme dan habitatnya, Archebacteria dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu :

• Metanogen: merupakan kelompok Archaebacteria yang mereduksi karbondioksida (CO2) menjadi air (H2O) dan metana (CH4) menggunakan hidrogen (H2). Metanogen bersifat kemosintetik dan anaerobik. Habitatnya berada di rawa, lumpur dan tempat-tempat dengan sedikit oksigen. Ada juga beberapa spesies yang hidup dan bersimbiosi di dalam perut atau saluran pencernaan hewan ruminansia, seperti rayap, sapi, dan herbivora lain yang mengandalkan makanan berselulosa. Metanogen memiliki peranan penting dalam nutrisi. Contohnya yaitu Succinomonas amylolytica sebagai pemecah amilum di dalam pencernaan sapi. Selain itu metanogen juga berperan sebagai pengurai, sehingga dapat digunakan dalam pengolahan kotoran hewan untuk menghasilkan gas metana, yang menjadi bahan bakar alternatif. Metanogen mendapatkan makanan dengan cara membusukkan sisa-sisa tumbuhan yang telah mati, kemudian menghasilkan gas metana. Bakteri jenis ini mampu menghasilkan metana CH4 dari hasil oksidasi H2 dan CO2, contohnya:
  • Lachnospora multiporus: Organisme ini memecah dan menyederhanakan pektin
  • Succumonas amylotica: Memiliki kemempuan mengurai almunium
  • Ruminococcus albus: Organisme ini mampu menghidrolisis selulosa dengan memecah selulosa
  • Methanococcus janashi: Merupakan penghasil gas methane
• Termofil ekstrim (termoasidofilik): Termofil ekstrim (termoasidofilik) ialah kelompok organisme Archaebacteria yang habitatnya berada di lingkungan yang bersifat asam dan bersuhu panas, dapat hidup dalam maksimum suhu 60- 80ᴼC. Termoasidofilik hidup dengan cara mengoksidasi air yang mengandung sulfur dan berada dekat lubang hidrotermal di laut bawah. Termoasidofilik merupakan kelompok Archaebacteria yang paling dekat dengan organisme eukariotik. Sulfolobus sp merupakan salah satu organisme termoasidofilik yang hidup di mata air panas bersulfur di Yellowstone National Park (Amerika Serikat). Sulfolobus sp hidup dengan mengoksidasi sulfur untuk mendapatkan energi. Kelompok ini disebut juga dengan termoasidofil, karena suka dengan asam dan panas. Organisme Archaebacteria yang lain yaitu Thermus aquaticus yang hidup pada air dengan suhu 105ᴼC di dekat lubang hidrotermal di laut dalam (kawah gunung api bawah laut). Contoh termoasidofilik yaitu : Thermoproteus tenax, Thermoplasma acidophilum, Humicola insolens, Chaetomium thermophilum, Thermomyces lanuginosus, Brevibacillus levickii, Thermoascus aurantiacus dan Sulfolobus yangmingensis
• Halofil ekstrem (halofilik): Istilah Halofil berasal dari 2 kata bahasa yunani, yaitu ‘halo’ yang berarti garam dan ‘philos’ yang berarti pecinta. Halofil ekstrim (halofilik) merupakan kelompok Archaebacteria yang hidup di tempat yang asin dengan kadar garam tinggi, seperti di laut mati dan Great Salt Lake (danau garam di Amerika). Halofilik bersifat heterotrof. Untuk menghasilkan energi, Halofilik melakukan respirasi aerobik, ada pula yang dapat berfotosintesis. Contoh Halofil ekstrim : Genus Halobacterium, Halobacterium, Halococcus, Halogeometricum borinquense, Haloferax volcanii, Haloterrigena turkmenica, Halococcus dombrowskii, Halorubrum kocurii, Halobacterium salinarum, Haloarcula marismortui dan lain-lain.
• Reduksi sulfur: Seperti metanogen, reduksi sulfur tinggal di dekat ventilasi vulkanik dan kolam renang. Mereka menggunakan sulfur anorganik berlimpah yang kerap ditemukan di dekat ventilasi bersama dengan hydrogen sebagai makanan. Mereka juga memiliki toleransi panas yang sangat tinggi, sehingga dapat hidup dalam suhu hingga 85 derajat Celcius.

 

MANFAAT ARCHAEBACTERIA

Archaebacteria adalah organisme yang metabolisme energi khasnya membentuk gas metana (CH4) dengan cara mereduksi karbon dioksida (CO2). Archaebacteria bersifat anaerobik dan kemosintetik.  Nama “archaebacteria,” dengan awalannya yang berarti “kuno,” juga Fakta bahwa sebagian besar Monera ditemukan pada saat bumi primitif menyebabkan banyak orang percaya bahwa archaebacteria mungkin bentuk awal kehidupan di planet ini. Manfaat Archaebacteria bagi kelangsungan hidup manusia, diantaranya:

• Beberapa enzim archaebacteria dalam industri makanan berguna untuk mengubah pati jantung menjadi dekstrin (sejenis karbohidrat). Contohnya : A.oryzae, Aspergillus niger, A. niger, Bacillus coagulans.
• Enzim archaebacteria ditambahkan ke dalam deterjen atau sabun cuci untuk meningkatkan kemampuannya pada pH dan suhu tinggi. Contohnya : Streptococcus bovis, Bacillus stearothermophilus dan B.Lactobacillus plantarum.
• Sebagai penghasil gas bio untuk bahan bakar alternative.
• Beberapa spesies archaebacteria dimanfaatkan untuk mengatasi pencemaran, misalnya tumpahan minyak. Contohnya : Achromobacter (Alcaligenes), Pseudomonas, Arthrobacter dan Acinetobacter

DAMPAK NEGATIF ARCHAEBACTERIA DAN PENANGGULANGANNYA

Meski demikian ada juga archaebacteria yang merugikan manusia yaitu Archaebacteria yang dapat merusak makanan yang diawetkan dengan garam dan menyebabkan cepatnya pembusukan pada ikan laut, selain itu bakteri yang merugikan juga yang dapat menimbulkan penyakit. Menanggulangi bakteri perusak makanan yang dapat dilakukan antara lain dengan pengawetan dan pengolahan makanan. Sedangkan untuk menanggulangi bakteri yang menimbulkan penyakit dilakukan dengan menjaga kebersihan dan kesehatan, serta imunisasi. Berikut penjelasannya:

• Pengawetan dan Pengolahan Makanan: Pengawetan dan pengolahan makanan ialah usaha membuat kondisi makanan tidak mudah dirusak oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Makanan yang diawetkan dan diolah menjadikan makanan tersebut bukan merupakan tempat hidup yang optimum bagi bakteri. Pengawetan makanan antara lain dilakukan dengan cara pemanisan, pengeringan, pengasapan, pengasaman, pengasinan dan pendinginan. Contohnya: kerupuk, daging asap, acar, ikan asin, manisan buah dan sale. Pengolahan makanan yang dilakukan dengan cara pemanasan dapat membunuh sebagian besar mikroorganisme penyebab penyakit yang terdapat pada makanan dan minuman. Bentuk pemanasan makanan dan minuman dapat dilakukan dengan cara dimasak seperti biasa atau dengan cara khusus. misalnya pasteurisasi atau sterilisasi.
• Menjaga Kebersihan dan Kesehatan Diri serta Lingkungan: Penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme timbul karena cara hidup yang kurang menjaga kebersihan. Penyakit juga lebih mudah menyerang pada orang yang fisiknya lemah, hal tersebut menyebabkan diperlukannya upaya menjaga kebersihan dan kesehatan agar terhindar dari berbagai macam penyakit. Upaya yang dapat dilakukan untuk menjaga kebersihan dan kesehatan antara lain sebagai berikut menjaga kebersihan lingkungan, menjaga kebersihan badan dengan mandi dan mencuci tangan sebelum makan, melakukan olahraga secara teratur, makan makanan bergizi, cukup istirahat.
• Imunisas: Sebagai upaya untuk memperoleh kekebalan terhadap penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Imunisasi merangsang kekebalan seseorang dengan memberikan mikroorganisme patogen yang telah dilemahkan. Imunisasi disebut juga vaksinasi atau pemberian vaksin. Contoh vaksin untuk pencegah penyakit yang disebabkan oleh bakteri sebagai berikut: Vaksin kolera untuk mencegah penyakit kolera. Vaksin tifus untuk mencegah penyakit tifus. Vaksin BCG untuk mencegah penyakit TBC. Vaksin DPT untuk mencegah difteri, pertussis atau batuk dan tetanus.

Demikian Pengertian, Ciri, Struktur Tubuh, Reproduksi, Klasifikasi, Manfaat dan Dampak Negatif Archaebacteria dalam Kehidupan Sehari-hari. Semoga bermanfaat, semangat belajar!