Karakteristik, Contoh, Identifikasi Bakteri Coliform
Definisi Coliform
WHO mendefinisikan koliform sebagai “bakteri gram negatif, berbentuk batang, mampu tumbuh dengan adanya garam empedu atau zat aktif permukaan lainnya dengan sifat penghambat pertumbuhan yang serupa, dan mampu memfermentasi laktosa pada suhu 35–37°C dengan produksi asam, gas, dan aldehida dalam waktu 24-48 jam. Mereka juga oksidase-negatif, tidak membentuk spora dan menunjukkan aktivitas β-galaktosidase.”
Kelompok awalnya hanya berisi 4 genera dari keluarga
Enterobacteriaceae: hanya strain dari genera Escherichia, Enterobacter,
Klebsiella, dan Citrobacter. Awalnya, klasifikasi didasarkan pada fitur
morfologi dan kemampuan untuk memfermentasi laktosa, sehingga hanya 4 genera
ini yang dianggap koliform.
Baru-baru ini modul untuk klasifikasi berubah, dan kelompok
coliform sekarang didefinisikan dengan kemampuan untuk menghasilkan enzim –
galaktosidase berdasarkan uji ONPG (o-Nitrophenyl-β-galactopyranoside) dan
fitur molekuler lainnya serta uji biokimia seperti IMViC. Sekarang ada 19
genera dalam kelompok coliform, dan semuanya adalah anggota Enterobacteriaceae.
Aeromonas, yang termasuk dalam famili Aeromonadaceae, juga disebut sebagai
anggota kelompok coliform tetapi tidak diterima secara luas. Aeromonas juga
memiliki kapasitas untuk memproduksi – galaktosidase, dan banyak spesies
memfermentasi laktosa pada 37°C tetapi bersifat oksidase-positif; namun, semua
koliform lainnya adalah oksidase negatif.
Tabel berikut berisi semua bakteri coliform;
|
Arsenophonus spp. |
Leclercia spp. |
Citrobacter spp. |
Di antara genera yang tercantum di atas, Escherichia, Klebsiella, Citrobacter, dan Enterobacter mencakup lebih dari 90% genera yang umumnya diisolasi.
Ciri-ciri Bakteri Coliform
- Basil gram negatif yang tidak berspora
- Aerobik atau anaerobik fakultatif
- Fermentasi laktosa, bersamaan dengan produksi gas dan asam pada 37°C
- Memiliki – enzim galaktosidase
- Semua oksidase negatif (tidak termasuk Aeromonas dari grup).
Habitat/Ekologi Bakteri Coliform
Coliform ada di mana-mana di alam dan kosmopolitan di habitatnya. Mereka umumnya ditemukan di tanah, air, vegetasi yang membusuk, dan di/pada tubuh organisme hidup (serangga, moluska, vertebrata, tumbuhan) sebagai komensal atau patogen. Mereka adalah genera utama dalam saluran pencernaan hewan berdarah panas; maka mereka sebagian besar diisolasi dari kotoran. Pada manusia, mereka terutama ditemukan di saluran GI. Spesies E. coli, Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter, Hafnia, Serratia, dan Yersinia banyak ditemukan di saluran pencernaan vertebrata.
Klasifikasi Bakteri Coliform
Kelompok coliform dibagi lagi menjadi 3 kelompok, yaitu (i) Total Coliform, (ii) Fecal Coliform, dan (iii) E. coli
1. Total Coliform (TC)
TC mencakup semua 19 genera; genera yang ditemukan di lingkungan bebas seperti di tanah, air, vegetasi yang membusuk, permukaan tanaman, dll., dan genera yang ditemukan di saluran pencernaan hewan berdarah panas. Kelompok ini terutama mengandung spesies yang non-patogen (ada juga yang oportunistik) bagi manusia. Mereka biasanya mengandung strain yang mesophilic di alam dan hampir tidak mentolerir garam empedu dan suhu 44°C.
Kehadiran mereka di
air atau makanan lain menunjukkan kontaminasi dari sumber lingkungan atau
kotoran apa pun, tetapi tidak harus dari kotoran. Namun, kehadiran mereka di
setiap edibles menunjukkan risiko kontaminasi dari kemungkinan patogen.
2. Coliform Fecal (FC) / Coliform Termotoleran
Coliform tinja adalah sub-kelompok lain dari coliform atau
TC, yang mencakup genera coliform yang ditemukan secara khusus di saluran
pencernaan dan kotoran hewan berdarah panas, termasuk manusia. Mereka sekarang
disebut "koliform termotoleransi" karena mereka dapat berkembang
dengan baik dan memfermentasi laktosa pada suhu sekitar 44°C.
Karakter khusus mereka adalah kemampuan untuk mentolerir
garam empedu dan agen permukaan serupa lainnya dan memfermentasi laktosa,
melepaskan asam dan gas pada suhu sekitar 44°C.
Kehadiran mereka di air atau makanan lain menunjukkan
kontaminasi dengan kotoran manusia atau hewan berdarah panas lainnya. Kehadiran
mereka tidak menjamin keberadaan patogen dalam bahan makanan tetapi menunjukkan
potensi yang lebih tinggi untuk keberadaan patogen.
FC mengandung genus Escherichia yang berasal dari feses;
Namun, ada genera lain seperti Klebsiella, Enterobacter, dan Citrobacter, yang
belum tentu ditemukan di feses. Oleh karena itu, sekarang disebut coliform
termotoleran.
3. E.coli
E. coli adalah sub-kelompok coliform termotoleransi,
termasuk strain bakteri E. coli saja. Ini adalah spesies coliform utama yang
banyak diisolasi dari air dan makanan lainnya. E. coli umumnya ditemukan di
saluran pencernaan dan kotoran hewan berdarah panas; maka kehadiran mereka
sangat menunjukkan kontaminasi tinja. Beberapa galur E. coli bersifat patogen,
dan kehadirannya secara kuat menunjukkan kemungkinan yang lebih tinggi dari
keberadaan patogen.
Coliform sebagai Organisme Indikator
Coliform disebut sebagai "organisme indikator" dan secara rutin digunakan untuk menunjukkan kualitas mikrobiologis air, dan juga dalam produk susu, dan minuman lainnya. Coliform mudah diisolasi, dimurnikan, dan diidentifikasi, dan keberadaannya sering dikaitkan dengan patogen potensial lainnya; karenanya mereka digunakan sebagai organisme indikator dalam air. Coliform tinja, bersama dengan bakteri tinja lainnya, digunakan sebagai organisme indikator utama. Kehadiran mereka menunjukkan kontaminasi tinja. E. coli merupakan coliform terpenting sebagai organisme indikator. Kehadiran E. coli sangat serius dibandingkan dengan keberadaan koliform fekal lainnya. Sebagian besar galur E. coli bersifat non-patogen, tetapi ada galur patogen seperti E. coli O157:H7.
Menurut pedoman WHO, harus ada E. coli atau coliform
termotoleransi lainnya yang dapat dideteksi dalam air yang dimaksudkan untuk
diminum atau didistribusikan dalam sistem pasokan air masyarakat.
Patogenisitas Bakteri Coliform
Peran Coliform pada Kerusakan Makanan dan Minuman
Beberapa spesies coliform ditemukan bertanggung jawab atas pembusukan makanan yang mudah rusak dengan kadar air tinggi seperti susu dan produk susu, jus buah, sayuran, dan buah-buahan. Mereka juga bertanggung jawab atas pembusukan daging dan produk daging yang belum diproses. Mereka biasanya mencemari makanan dari air dan penjamah makanan atau juga sudah ada di hewan sumber. Mereka mulai memproduksi asam dan gas, mengeluarkan bau, kelangsingan, dan perubahan tekstur. E.coli, Yersinia spp., Klebsiella spp., Serratia spp., Kluyvera spp., Pantoea spp. biasanya dikaitkan dengan pembusukan.
Waduk dan Sumber Bakteri Coliform
Air yang tercemar merupakan sumber utama bakteri coliform. Dari air yang terkontaminasi, mereka menyebar ke bahan makanan dan menginfeksi inang manusia.
Terutama hewan berdarah panas adalah reservoir coliform
tinja. Kotoran manusia dan vertebrata lainnya merupakan reservoir utama yang
biasanya mencemari badan air. Selain itu, tanah, vegetasi, dan bahan-bahan yang
membusuk merupakan reservoir total coliform.
Deteksi Bakteri Coliform
Wajib mendeteksi bakteri koliform, terutama koliform
termotoleran, dalam air minum; baik yang diolah maupun yang dikemas, serta air
minum untuk disalurkan ke masyarakat melalui pipa. Coliforms dapat dideteksi
dengan metode berikut:
1. Metode Filtrasi Membran
Ini adalah metode yang paling umum dan sederhana yang
digunakan untuk mengisolasi coliform dari sampel air. Ini dapat mendeteksi
keberadaan total coliform, tetapi mengkonfirmasi keberadaan E. coli hanya
secara langsung. Untuk memastikan spesies koliform lainnya, harus diikuti
dengan serangkaian tes biokimia.
Dalam metode ini, air disaring melalui filter membran,
biasanya kertas saring nitroselulosa dengan ukuran pori 0,45μm, dan kertas
saring ditempatkan di atas media kultur yang dipadatkan dan diinkubasi pada
suhu 370C hingga 24-48 jam dan diamati pertumbuhannya. mikroorganisme. Media
yang paling umum digunakan dalam proses ini adalah M-endo Agar, EMB (Eosin
Methylene Blue) Agar, dan Medium VRBA (Violet Red Bile Agar). Media ini lebih
disukai karena selektif untuk Gram-negatif dan merupakan media indikator untuk
E. coli dan fermentor laktosa.
2. Metode Most Probable Number (MPN) / Multiple Tube
Fermentation
Ini adalah teknik lain yang umum digunakan untuk mendeteksi
kontaminasi coliform total air. Ini adalah proses deteksi coliform yang lebih
kompleks dan melelahkan daripada filtrasi membran. Namun, ini memberikan
perkiraan jumlah bakteri yang hidup dan dapat mendeteksi semua jenis genera
coliform dan juga bakteri non-koliform lainnya.
Dalam metode ini, sampel air dianalisis dalam tiga langkah
berbeda; (i) uji dugaan, (ii) uji konfirmasi, dan (iii) uji tuntas. Uji dugaan
adalah langkah penyaringan utama di mana hanya ada atau tidak adanya bakteri
fermentasi laktosa penghasil asam dan gas yang dipelajari. Perkiraan jumlah
bakteri juga dihitung dalam langkah ini. Dalam uji konfirmasi, dipastikan bahwa
fermentor laktosa yang diidentifikasi dalam uji dugaan adalah bakteri koliform
karena bakteri non-koliform lainnya juga dapat memfermentasi asam dan gas
penghasil laktosa. Akhirnya, dalam pengujian yang telah selesai, hasil uji
konfirmasi sekali lagi diverifikasi dan ada atau tidak adanya E. coli
dikonfirmasi. Jika koliform selain E.coli, perlu dilakukan uji biokimia lebih
lanjut untuk identifikasi.
Dalam metode ini, lactose broth (single and double
strength), brilliant green lactose broth (BGLB) medium, indole medium (tryptone
water), EMB agar atau M-endo agar, dan Nutrient Agar (NA) banyak digunakan.
Kelemahan utamanya adalah persyaratan jangka waktu yang lebih lama, media dan
instrumen yang berbeda, kompleksitas proses, dan kebutuhan untuk pengujian
lebih lanjut untuk mendeteksi genera.
3. Kultur pada Media Selektif
Sampel diinokulasi dalam media selektif dan indikator
seperti VRBA, EMB, MacConkey agar, Lactose broth, M-endo agar, Coliform agar,
chromogenic coliform agar, dll. digunakan untuk mendeteksi koliform, terutama
E. coli.
4. Polymerase Chain Reaction (PCR)
Ini adalah salah satu metode yang paling canggih dan akurat
untuk deteksi dan konfirmasi coliform hingga tingkat subspesies, serovar, dan
sub-strain. DNA atau RNA dari bakteri yang diisolasi dianalisis untuk
memastikan identifikasinya. Gen pengkode – galaktosidase merupakan kunci yang
digunakan untuk mengidentifikasi koliform dengan metode PCR.
5. Fluorescent in-situ Hybridization (FISH)
FISH adalah teknik molekuler baru yang digunakan untuk
mendeteksi beberapa spesies koliform, termasuk E. coli, Klebsiella,
Enterobacter, dan Citrobacter. FISH menggunakan probe oligonukleotida spesifik
untuk mendeteksi urutan komplementer dalam 16S rRNA coliform. Metode ini sangat
cepat dan lebih efisien daripada metode deteksi coliform lain yang tersedia.
Namun, itu mahal dan membutuhkan fluorofor, mikroskop fluoresen, dan instrumen,
proses, dan ahli mikrobiologi yang rumit dan mahal lainnya.
6. Kit Deteksi Coliform Komersial
Beberapa kit komersial tersedia untuk mendeteksi koliform
dalam air minum. Kit ini didasarkan pada prinsip bahwa coliform akan
memfermentasi laktosa, melepaskan asam dan gas.
Peran Bakteri Coliform
- Peran Positif
- Dapat digunakan sebagai organisme indikator
- Peran Negatif
- Patogen potensial
- Kontaminan paling umum dari air dan makanan
- Dapat menyebabkan pembusukan susu dan produk susu, sayuran, dan buah-buahan
No comments