13.2 Mikroorganisma Berfaedah
Peranan dalam Bidang Perubatan
Penghasilan Vaksin, Hormon, dan Antibiotik
Takrif antibiotik: Antibiotik ialah bahan kimia yang berfungsi sama ada untuk membunuh atau memperlahankan pertumbuhan bakteria yang menyebabkan penyakit. Ia digunakan dalam perubatan untuk melindungi tubuh daripada jangkitan.
Sumber antibiotik: Banyak antibiotik terhasil secara semula jadi daripada kulat dan bakteria. Mikroorganisma ini menghasilkan bahan tersebut sebagai cara mempertahankan diri daripada pesaing.
Penisilin: Kulat Penicillium chrysogenum menghasilkan penisilin, iaitu sejenis antibiotik yang sangat penting dalam sejarah perubatan. Penisilin digunakan untuk merawat pelbagai jangkitan, termasuk penyakit sifilis.
Streptomisin: Bakteria Streptomyces griseus menghasilkan streptomisin. Ubat ini amat berguna untuk merawat penyakit tuberkulosis yang menyerang paru-paru.
Tetrasiklina: Bakteria daripada genus Streptomyces juga menghasilkan tetrasiklina. Antibiotik ini digelar spektrum luas kerana ia mampu merawat banyak jenis jangkitan berbeza. Hal ini menjadikannya sangat berguna dalam merawat pesakit yang dijangkiti pelbagai penyakit bakteria.
Takrif vaksin: Vaksin ialah bahan khas yang mengandungi patogen yang telah dilemahkan, dimatikan, atau diubah suai. Tujuannya adalah untuk merangsang sistem imun badan supaya bertindak balas, tetapi tanpa menyebabkan penyakit sebenar berlaku.
Fungsi vaksin: Apabila seseorang disuntik dengan vaksin, tubuh mereka akan mula menghasilkan antibodi. Antibodi ini berfungsi seperti askar kecil yang melindungi tubuh daripada penyakit. Dengan cara ini, vaksin memberi keimunan aktif supaya seseorang boleh melawan penyakit tertentu jika dijangkiti pada masa hadapan.
Contoh vaksin: Terdapat banyak jenis vaksin yang telah digunakan. Antaranya ialah vaksin polio untuk mencegah penyakit lumpuh, vaksin BCG untuk mencegah batuk kering, serta vaksin untuk campak dan beguk yang sering diberi kepada kanak-kanak.
Insulin rekombinan: Melalui kaedah kejuruteraan genetik, bakteria E. coli boleh diubah suai untuk menghasilkan insulin. Insulin ini sangat penting untuk merawat pesakit diabetes melitus kerana ia membantu mengawal paras gula dalam darah.
Enzim & hormon lain: Selain menghasilkan insulin, terdapat juga spesies kulat dan bakteria lain yang digunakan untuk menghasilkan enzim serta hormon tambahan. Bahan-bahan ini sangat berguna dalam bidang perubatan kerana ia boleh membantu rawatan dan penyelidikan kesihatan.
Penghasilan Produk Suplemen Kesihatan
Yis berkhasiat: Yis digunakan untuk menghasilkan makanan tambahan kerana ia kaya dengan vitamin B kompleks serta protein yang tinggi. Vitamin dan protein ini penting untuk mengekalkan tenaga dan menyokong pertumbuhan tubuh manusia.
Alga berzat: Alga seperti Chlorella dan Spirulina mengandungi banyak vitamin, mineral, dan antioksidan. Kandungan ini bukan sahaja menyihatkan badan, malah juga membantu menurunkan paras kolesterol dalam darah serta menguatkan sistem imun.
Probiotik: Probiotik ialah bakteria baik yang hidup dalam salur pencernaan manusia. Kehadiran probiotik membantu melancarkan sistem pencernaan, menjaga keseimbangan mikroflora usus, dan pada masa yang sama menguatkan imuniti badan supaya tidak mudah jatuh sakit.
Peranan dalam Bidang Pertanian
Mengekalkan Kesuburan Tanah
Pengurai saprofit: Bakteria dan kulat saprofit menguraikan tumbuhan dan haiwan yang telah mati kepada sebatian yang lebih ringkas. Proses ini membolehkan bahan buangan organik ditukar kepada nutrien baharu untuk tanah.
Pulangan mineral: Hasil daripada penguraian tersebut, garam mineral dibebaskan semula ke dalam tanah. Garam mineral ini menjadi sumber nutrien penting kepada tumbuhan serta membantu pembentukan kompos yang menyuburkan tanah.
Pengikat nitrogen: Sesetengah bakteria hidup bebas atau hidup secara simbiotik pada nodul akar tumbuhan kekacang. Bakteria ini mampu menukar gas nitrogen dari udara kepada sebatian nitrat yang boleh digunakan oleh tumbuhan.
Penyerapan nitrat: Tumbuhan akan menyerap nitrat tersebut melalui akar mereka. Nitrat digunakan untuk mensintesis protein, yang sangat penting bagi pertumbuhan, pembentukan daun, dan perkembangan keseluruhan tumbuhan.
Sistem Pencernaan Haiwan
Ruminan bantu cerna: Dalam perut haiwan ruminan seperti lembu dan kambing, terdapat komuniti bakteria dan protozoa simbiotik. Mikroorganisma ini menghasilkan enzim khas yang dipanggil selulase. Enzim ini sangat penting kerana ia mampu memecahkan selulosa, iaitu bahan utama dalam dinding sel tumbuhan, supaya makanan tumbuhan dapat dihadam dengan lebih mudah.
Glukosa terhasil: Apabila enzim selulase memecahkan selulosa, ia akan ditukar menjadi glukosa. Glukosa ini ialah gula ringkas yang mudah diserap oleh tubuh. Ia berfungsi sebagai sumber tenaga utama bagi haiwan ruminan, membolehkan mereka bergerak, membesar, dan menjalankan aktiviti harian.
Anai-anai simbiotik: Dalam saluran pencernaan anai-anai, terdapat protozoa simbiotik seperti Trichonympha. Protozoa ini membantu mencerna selulosa daripada kayu yang dimakan oleh anai-anai. Tanpa bantuan protozoa ini, anai-anai tidak akan dapat mendapatkan tenaga daripada kayu yang menjadi makanan utamanya.
Kawalan Biologi
Takrif kawalan biologi: Kawalan biologi bermaksud usaha mengawal bilangan perosak dengan menggunakan pemangsa semula jadi. Pemangsa ini termasuklah mikroorganisma yang mampu menyerang atau melemahkan perosak tanpa menggunakan bahan kimia berbahaya.
Biobaja & bioplastik: Mikroorganisma juga berperanan menghasilkan biobaja yang membantu meningkatkan kesuburan tanah. Selain itu, ada juga mikroorganisma yang menghasilkan bioplastik, iaitu bahan plastik mesra alam yang boleh terurai secara semula jadi dan tidak mencemarkan alam sekitar.
Bakteria lawan beluncas: Sesetengah bakteria dapat menyerang larva serangga perosak atau beluncas. Bakteria ini ada yang membunuh terus larva tersebut atau melumpuhkannya, sekali gus melindungi tanaman daripada kerosakan.
Virus lawan arnab: Terdapat juga virus yang digunakan dalam kawalan biologi untuk mengurangkan populasi arnab yang dianggap perosak di kawasan pertanian. Cara ini lebih semula jadi dan berkesan berbanding penggunaan racun.
Racun serangga bio: Sesetengah kulat dan bakteria menghasilkan bahan racun semula jadi yang mampu membunuh serangga perosak. Racun ini dianggap mesra alam kerana ia tidak merosakkan tanah dan tumbuhan, berbeza dengan racun serangga kimia biasa.
Peranan dalam Bidang Perindustrian
Industri Makanan dan Minuman
Yogurt & keju: Bakteria Lactobacillus menapai gula laktosa dalam susu menjadi asid laktik. Proses penapaian ini menyebabkan protein susu bergumpal, lalu membentuk tekstur pekat yang menghasilkan yogurt atau keju. Produk ini bukan sahaja enak dimakan, tetapi juga membantu kesihatan usus.
Mentega & krim: Bakteria tenusu juga digunakan dalam pembuatan mentega dan krim. Kehadirannya memberikan rasa masam yang khas serta tekstur yang lebih lembut, menjadikan produk tenusu ini digemari ramai.
Pembuatan cuka: Bakteria Acetobacter menukar etanol yang terdapat dalam minuman beralkohol menjadi asid asetik. Proses ini menghasilkan cuka yang mempunyai rasa masam dan digunakan secara meluas dalam masakan serta pengawetan makanan.
Kicap soya: Lactobacillus bersama kulat tertentu menapai kacang soya untuk menghasilkan kicap. Proses penapaian ini memberi rasa masin dan umami yang menjadi perasa penting dalam masakan Asia.
Roti gebu: Yis Saccharomyces cerevisiae menapai gula dalam doh roti lalu menghasilkan gas karbon dioksida. Gas ini terperangkap dalam doh, menyebabkan doh mengembang dan menjadikan roti lebih gebu dan lembut.
Minuman beralkohol: Yis juga digunakan untuk menapai gula daripada buah atau barli. Proses penapaian ini menghasilkan etanol yang digunakan dalam pembuatan minuman beralkohol seperti wain dan bir.
Tempe: Kulat Rhizopus sp. menapai kacang soya sehingga membentuk makanan berkhasiat yang dikenali sebagai tempe. Tempe kaya dengan protein dan sering dijadikan makanan utama di beberapa negara Asia Tenggara.
Kicap oleh kulat: Kulat Aspergillus digunakan untuk menapai kacang soya dalam penghasilan kicap tradisional. Proses ini menghasilkan kicap dengan aroma serta rasa yang lebih kuat.
Kefir & susu tanpa laktosa: Yis digunakan dalam penghasilan minuman kefir, iaitu sejenis minuman berprobiotik yang baik untuk pencernaan. Selain itu, yis juga membantu memecahkan laktosa dalam susu, menjadikan susu ini sesuai untuk orang yang mengalami intoleransi laktosa.
Industri Lain
Detergen enzim: Enzim protease yang dihasilkan oleh mikroorganisma boleh ditambah dalam detergen. Enzim ini membantu memecahkan dan menyingkirkan kotoran berasaskan protein pada pakaian, seperti kesan darah atau makanan, menjadikan cucian lebih bersih.
Proses kulit: Dalam industri pemprosesan kulit, protease daripada bakteria atau kulat digunakan untuk menanggalkan bulu haiwan dengan lebih mudah. Selain itu, enzim ini juga melembutkan kulit supaya hasilnya lebih halus dan sesuai dijadikan barangan seperti kasut atau beg.
Gentian rami: Sesetengah bakteria digunakan untuk menguraikan tisu batang rami. Proses ini membolehkan gentian kuat diekstrak dan digunakan dalam pembuatan tali, benang, serta kain yang tahan lasak.
Pembersihan petroleum: Bakteria tertentu mampu menguraikan sisa organik daripada petroleum. Ia juga digunakan dalam perlombongan untuk membantu memisahkan logam daripada batuan, sekali gus mengurangkan pencemaran dan meningkatkan keberkesanan proses perlombongan.
Potensi dalam Bioteknologi dan Kelestarian Alam Sekitar
Penghasilan Biobahan dan Ekoenzim
Biogas metana: Bakteria anaerob ialah bakteria yang hidup tanpa oksigen. Ia boleh menguraikan sisa organik seperti najis haiwan dan sisa makanan, lalu menghasilkan gas metana. Gas metana ini boleh dikumpulkan dan digunakan sebagai bahan api boleh baharu yang lebih mesra alam.
Bioplastik terbiodegradasi: Sesetengah bakteria diternak dalam medium yang kaya dengan nutrien sehingga menghasilkan polimer. Polimer ini boleh diekstrak untuk menghasilkan bioplastik yang boleh terurai secara semula jadi. Penggunaan bioplastik membantu mengurangkan kebergantungan pada plastik biasa.
Kesan bioplastik: Bioplastik sangat penting kerana ia dapat mengurangkan pencemaran alam sekitar. Tidak seperti plastik konvensional yang mengambil masa ratusan tahun untuk terurai, bioplastik boleh diuraikan oleh mikroorganisma dalam tempoh lebih singkat.
Pembuatan ekoenzim: Sisa buah dan sayur yang biasanya dibuang boleh digunakan semula. Apabila ditapai bersama gula perang dan air, ia akan menghasilkan larutan enzim semula jadi yang dikenali sebagai ekoenzim. Proses ini juga membantu mengurangkan jumlah sisa domestik.
Kegunaan ekoenzim: Ekoenzim yang terhasil mempunyai pelbagai kegunaan. Ia boleh digunakan sebagai bahan pembersih mesra alam, agen cucian di rumah untuk menyingkirkan kotoran, serta sebagai baja kompos yang menyuburkan tanah dan menyokong pertumbuhan tumbuhan.
Pembersihan dan Pengurusan Sisa
Tumpahan minyak: Bakteria yang telah diubah suai secara genetik boleh digunakan untuk mengurai tumpahan minyak di laut supaya menjadi bahan yang kurang berbahaya.
Rawatan kumbahan: Dalam loji rawatan kumbahan, bakteria aerob, anaerob, atau anaerob fakultatif membantu menguraikan bahan organik supaya air lebih bersih.
Peranan protozoa: Protozoa juga penting kerana ia memakan bakteria dan pepejal terampai, sekali gus menjernihkan air sisa.
Serum Bakteria Lactobacillus sp
Apa itu serum: Serum Lactobacillus sp. ialah cecair yang mengandungi bakteria baik. Bakteria ini berfungsi untuk membantu pelbagai aktiviti berkaitan kelestarian alam sekitar dan kesihatan. Ia digunakan kerana mempunyai sifat semula jadi yang mesra alam serta tidak berbahaya kepada manusia.
Bersih longkang: Serum ini boleh digunakan untuk meleraikan sumbatan dalam longkang dan tandas. Bakteria yang terkandung di dalamnya menguraikan bahan organik yang menyumbat, menjadikan aliran air lebih lancar dan bersih.
Rawat kumbahan: Serum Lactobacillus sp. turut digunakan dalam merawat air kumbahan. Ia membantu menguraikan bahan pencemar dan sisa organik dalam sistem saliran supaya air yang dilepaskan kembali ke persekitaran lebih bersih dan kurang berbahaya.
Kawal bau: Serum ini juga mampu menyingkirkan serta mengawal bau busuk yang datang daripada sisa atau sistem kumbahan. Hal ini berlaku kerana bakteria baik dalam serum memecahkan bahan penyebab bau busuk kepada bentuk yang lebih ringkas dan tidak berbau.
Aplikasi perubatan: Selain itu, serum Lactobacillus sp. menyokong penghasilan enzim serta antibiotik tertentu yang penting dalam bidang perubatan. Ini menunjukkan penggunaannya bukan hanya dalam alam sekitar tetapi juga dalam kesihatan manusia.
Bantu pencernaan haiwan: Serum ini boleh ditambah ke dalam makanan ternakan untuk membantu proses pencernaan. Ia meningkatkan keberkesanan sistem pencernaan supaya nutrien dalam makanan dapat diserap dengan lebih baik oleh haiwan.
Perikanan & ternakan: Serum Lactobacillus sp. turut digunakan dalam bidang perikanan dan penternakan. Ia membantu meningkatkan kecekapan pemakanan haiwan serta mengurangkan bahan toksik dalam air atau makanan, sekali gus menyokong kesihatan ikan dan haiwan ternakan.