Banyak basil mempunyai struktur di luar sel lainnya menyerupai flagel dan fimbria yang dipakai untuk bergerak, menempel dan konjugasi. Beberapa basil juga mempunyai kapsul yang beperan dalam melindungi sel basil dari kekeringan dan fagositosis. Struktur kapsul inilah yang sering kali menjadi faktor virulensi penyebab penyakit, menyerupai yang ditemukan pada Escherichia c0l1 dan Streptococcus pneumoniae.
Bakteri juga mempunyai kromosom, ribosom, dan beberapa spesies lainnya mempunyai granula makanan, vakuola gas, dan magnetosom. Beberapa basil bisa membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka bisa bertahan hidup pada lingkungan ekstrim.
Clostridium botulinum merupakan salah satu teladan basil penghasil endospora yang sangat tahan suhu dan tekanan tinggi, dimana basil ini juga termasuk golongan basil penyebab keracunan pada masakan kaleng.
I. Klasifikasi basil Berdasarkan bentuk tubuh
1. Bakteri Kokus (Bulat)
a. Monokokus
Berupa sel basil kokus tunggal. Contoh : Chlamydia trachomatis (penyebab penyakit mata).
b. Diplokokus
Berupa dua sel basil kokus berdempetan. Contoh : Diplococcus pnemoniae (penyebab penyakit pneumonia) , Neisseria gonorhoeae (penyebab penyakit kelamin raja singa).
c. Tetrakokus
Berupa empat sel basil kokus berdempetan berbentuk segi empat. Contoh : Pediococcus cerevisiae.
d. Sarkina
Berupa delapan sel basil kokus berdempetan berbentuk kubus. Contoh : Thiosarcina rosea (bakteri belerang).
e. Streptokokus
Berupa lebih dari empat sel basil kokus berdempetan membentuk rantai. Contoh : Streptococcus mutans (penyebab gigi berlubang).
f. Stafilokokus
Berupa lebih dari empat sel basil kokus berdempetan membentuk menyerupai buah anggur. Contoh : Staphylococcus aureus (penyebab penyakit radang paru-paru).
2. Bakteri Basil (Batang)
a. Basilus/monobasil
Berupa sel basil basil tunggal. Contoh : Eschericcia c0l1 (bakteri usus besar manusia), Propionibacterium acnes (penyebab jerawat).
b. Diplobasil
Berupa dua sel basil basil berdempetan.
c. Streptobasil
Berupa sel basil basil berdempetan membentuk rantai. Contoh : Azotobacter (bakteri tanah yang mengikat nitrogen) , Bacillus anthracis (penyebab penyakit antraks pada binatang ternak).
3. Bakteri Spirilia
a. Spiral
Bentuk sel bergelombang. Contoh : Thiospirillopsis floridina (bakteri belerang).
b. Bakteri Vibrio (koma)
Bentuk sel menyerupai tanda baca koma. Contoh : Vibrio cholera (penyebab penyakit kolera).
c. Bakteri Spiroseta
Bentuk sel menyerupai sekrup. Contoh : Treponema pallidum (penyebab penyakit kelamin sifilis).
II. Klasifikasi basil menurut kedudukan alat gerak
1. Monotrik
Monotrik, berflagel satu pada salah satu ujung badan bakteri. Contoh : Pseudomonas araginosa.
2. Amfitrik
Amfitrik, flagel masing-masing satu pada kedua ujung badan bakteri. Contoh : Spirillium serpen.
3. Lofotrik
Lofotrik, berflagel banyak pada salah satu ujung badan bakteri. Contoh : Pseudomonas flourencens.
4. Peritrik
Peritrik, berflagel banyak pada semua sisi badan bakteri. Contoh : Salmonella thypii.
III. Klasifikasi basil menurut pewarnaan Gram
1. Bakteri gram-positif
Bakteri gram-positif mempunyai dinding sel yang lebih sederhana, banyak mengandung peptidoglikan. Misalnya basil Micrococcus, Staphylococcus, Leuconostoc, Pediococcus dan Aerococcus.
2. Bakteri gram-negatif
Bakteri gram-negatif mempunyai dinding sel yang lebih kompleks, kandungan peptidoglikan lebih sedikit. Misalnya basil Escherichia, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Enterobacter, Vibrio, Aeromonas, Photobacterium, Chromabacterium, Flavobacterium.
 |
| Perbedeaan Warna Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif |
 |
| Perbedaan Dinding Sel Bakteri Gram Positif Dan Gram Negatif |
Berkut ini yaitu karakteristik dari basil Gram nyata dan Gram negatif :
Karakteristik | Gram positif | Gram negatif |
Dinding sel | Homogen dan tebal (20-80 nm) serta sebagian besar tersusun dari peptidoglikan. Polisakarida lain dan asam teikoat sanggup ikut menyusun dinding sel. | Peptidoglikan (2-7 nm) di antara membran dam dan luar, serta adanya membran luar (7-8 nm tebalnya) yang terdii dari lipid, protein, dan lipopolisakarida |
Bentuk sel | Bulat, batang atau filamen | Bulat, oval, batang lurus atau melingkar menyerupai tanda koma, heliks atau filamen; beberapa mempunyai selubung atau kapsul |
Reproduksi | Pembelahan biner | Pembelahan biner, kadang kala pertunasan |
Metabolisme | kemoorganoheterotrof | Fototrof, kemolitoautotrof, atau kemoorganoheterotrof |
Motilitas | Kebanyakan nonmotil, bila motil tipe flagelanya yaitu petritrikus (petritrichous) | Motil atau nonmotil. Bentuk flagela sanggup bervariasi-polar,lopotrikus (lophtrichous), petritrikus (petritrichous). |
Anggota badan (apendase) | Biasanya tidak mempunyai apendase | Dapat mempunyai pili, fimbriae, tangkai |
Endospora | Beberapa grup sanggup membentuk endspora | Tidak sanggup membentuk endospora |
IV. Klasifikasi basil menurut kebutuhan oksigen
1. Bakteri aerob
Bakteri aerob membutuhkan oksigen bebas untuk mendapat energi. Misalnya Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrosococcus.
2. Bakteri anaerob
Bakteri anaerob tidak membutuhkan oksigen bebas untuk mendapat energi. Misalnya Micrococcus denitrificans.
V. Klasifikasi basil menurut cara memperoleh masakan (bahan organik)
1. Autotrof
Organisme autotrof yaitu organisme yang memakai karbondioksida sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya.
Bakteri ini dapat menyusun masakan sendiri dari bahan-bahan anorganik. Berdasarkan sumber energinya basil autotrof dibedakan menjadi :
· Fotoautotrof (sumber energi dari cahaya). Contohnya semua tumbuhan dan alga serta beberapa jenis bakteri.
· Kemoautotrof (sumber energi dari hasil reaksi kimia).
2. Heterotrof
Organisme heterotrof merupakan organisme yang memperoleh karbon dari senyawa organik di lingkungannya untuk pertumbuhan.
Bakteri ini tidak sanggup menyusun masakan sendiri. Bakteri ini memanfaatkan materi organik jadi yang berasal dari organisme lain. Bakteri yang termasuk kedalam basil heterotrop yaitu basil yang bersifat benalu dan saprofit, yaitu basil yang mendapat masakan dengan menguraikan sisa-sisa organisme.
Selain itu ada juga kemoorganotrof, organisme ini memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik. Contohnya dari jenis ini yaitu semua organisme tingkat tinggi kecuali tumbuhan dan basil heterotrof. Sedangkan untuk basil jenis kemolitotrof, mereka memperoleh energi dari oksidasi senyawa anorganik. Untuk kemolitotrof yang memperoleh karbon dari CO2 yaitu kemoautotrof. Fotoautotrof menyerupai tanaman, alga, dan beberapa basil memperoleh energi dari cahaya matahari dan karbon dari CO2.
Sedangkan fotoheterotrof memperoleh energi dari cahaya matahari dan memperoleh nutrisi karbon dari senyawa organik. Namun, jenis basil ini tidak dianggap penting untuk pengolahan air limbah. Ada juga jenis lain dari basil yaitu kemoheterotrof. Bakteri kemoheterotrof ini memperoleh karbon dan energi dari senyawa organik. Jenis basil ini berperan penting dalam proses pengolahan air limbah.
Metabolisme yaitu semua reaksi biokimia yang terjadi dalam sel. Reaksi ini kebanyakan dikatalis oleh enzim semoga energi yang dipakai untuk mengaktifkan reaksi menjadi lebih rendah dari sebelumnya. Dengan adanya katalis berupa enzim ini, sel sanggup menggunakannya lebih efisien. Metabolisme sanggup terbagi menjadi beberapa jenis yaitu respirasi aerobik, respirasi anaerobik, dan fermentasi.
Reaksi metabolik yaitu prosedur oleh sel untuk memperoleh energi dan mengubah nutrisi menjadi biomassanya. Ada tiga kemiripan antara metabolisme autotrof dan heterotrof :
1. Sama-sama harus mengubah sumber karbonnya menjadi materi sel.
2. Sama-sama harus mempunyai sumber reducing power,
3. Harus memakai sumber energi semoga diubah menjadi adenosin trifosfat (ATP), yang nantinya akan dipakai sebagai sumber energi untuk reaksi biosintetik dalam sel.
Kebanyakan tugas basil heterotrof dalam pengolahan air limbah yaitu pencucian senyawa organik yang terlarut maupun tidak terlarut. Bakteri aerobik dan fakultatif aerobik berperan predominan dalam proses pengolahan aerobik, sedangkan basil anaerobik dan fakultatif anaerobik berperan dalam proses pengolahan anaerobik.
Makromolekul menyerupai protein, polisakarida, lipid, asam nukleat, dan dinding sel basil tidak dipindahkan ke sel heterotrof sebelum dicerna, tetapi harus dipecah menjadi subunit-subunit dengan memakai enzim. Kondisi fisik yang menghipnotis basil ini ketika pertumbuhan dalam senyawa organik yaitu kepadatan biomassa, konsentrasi nutrisi, aerasi, pH, dan suhu.
Bakteri heterotrof sanggup tumbuh optimal pada pH 7. pH minimal basil ini yaitu pada pH 5,5, dan maksimum pada pH 8,5 s.d 9,5. Namun, pada jenis spesies tertentu sanggup mempunyai rentang pH yang berbeda. Selain itu, suhu optimal, minimal, dan maksimal yang dimiliki oleh setiap basil berbeda-beda tergantung jenisnya. Misalnya psychrophiles sanggup tumbuh antara suhu 0o C s.d 20o C,optimal pada suhu 10o C s.d 15o C.
Sedangkan basil Mesophiles sanggup tumbuh pada suhu 10o C s.d 45o C dan optimal pada suhu 30o C s.d 35o C. Bakteri jenis ini banyak ditemukan di proses pengolahan air limbah. Thermophiles sanggup tumbuh pada suhu 40o C s.d 75o C, optimal pada suhu 55 o C s.d 65o C. Sedangkan basil jenis Extreme thermophiles sanggup tumbuh pada suhu > 100o C.
Kemoheterotrof berperan untuk degradasi limbah dalam anaerobic digester yang dipakai untuk stabilisasi lumpur primer dan sekunder dari pengolahan limbah industri dan kota dan untuk pengolahan limbah industri berat. Yang berperan di sini yaitu basil anaerob dan fakultatif anaerob. Kepadatan heterotrof dalam anaerobic disgeters mungkin sekitar 109 s.d 1010 sel/ml.
Bakteri autotrof berperan dalam proses pengolahan air limbah. Mereka mendapat karbon dari CO2 dan mendapat energi dari oksidasi senyawa anorganik yang ada dalam air atau yang dihasilkan dari dekomposisi nutrisi oleh heterotrof. Contoh substrat untuk basil autotrof yaitu ammonia, nitrit, H2S, unsur sulfur, dan gas H2.
Selain itu, di bawah kondisi aerobik, ammonia dihilangkan secara biologis dengan dua proses, ammonia dioksidasi ke nitrit dan nitrit dioksidasi ke nitrat. Kedua proses ini disebut nitrifikasi. Ada aneka macam faktor dalam mengontrol nitrifikasi, yaitu suhu antara 25 o C hingga 30o C, pH berkisar antara 7,5 s.d 8,5, kelarutan oksigen dalam air sebesar 0,5 s.d 1,0 mg/L atau ppm, sensitivitas terhadap logam berat dan zat beracun lainnya, faktor operasional menyerupai MCRT atau waktu tinggal rata-rata sel, dan nitrifikasi serta denitrifikasi dalam flok yang sama.
Bakteri sulfur tidak berwarna merupakan basil aerob yang untuk mendapat energi harus mengoksidasi senyawa sulfur. Kebanyakan genera basil ini penting dalam pengolahan limbah cair menyerupai Thiobacillus, Thiotrix, dan Beggiatoa.
Bakteri Iron atau besi biasanya ditemukan dalam air yang berisi besi. Pertumbuhannya dikarakterisasi oleh lapisan besi atau senyawa mangan yang bertumpuk pada permukaan sel. Besi disimpan dalam material kapsul, dibungkus atau disimpan dalam bentuk tangkai yang mengelilingi sel.
Dalam lingkungan alam dan proses pengolahan air limbah, organisme autotrof dan heterotrof berhubungan dalam membersihkan limbah. Beberapa organisme sanggup mendegradasi makromolekul menyerupai selulosa atau protein dan yang lainnya mendegradasi produk yang dihasilkan dari acara metabolitnya menyerupai glukosa dan asam amino.
Ada juga beberapa organisme yang mendegradasi zat tunggal atau yang biasa disebut ko-metabolisme. Berbagai interaksi mikroba sanggup dimengerti dalam konteks biosiklus zat. Contohnya pada siklus karbon, siklus nitrogen, fiksasi nitrogen, siklus sulfur, dan korosi.
Fotosintesis dilakukan oleh alga dan empat grup basil yaitu basil ungu sulfur, basil ungu nonsulfur, basil hijau, dan cyanobacteria. Tanaman, alga, dan cyanobacteria melaksanakan fotosintesis oksigenik di mana air dipakai sebagai donor elektron dan oksigen diproduksi. Aktivitas fotosintesis organisme ini penting dalam pengolahan air limbah termasuk kolam aerobik dan fakultatif.
Cyanobacteria atau alga hijau-biru banyak tersebar di dalam tanah dan lingkungan air. Mereka berfotosintesis dan menghasilkan O2. Alga banyak menghasilkan O2 dalam air selama berfotosintesis.
Kolam dan cekungan yang stabili sanggup dipakai untuk pengolahan air limbah. Ini merupakan metode umum yang dilakukan di negara berkembang. Jenis kolamnya yaitu kolam alga aerobik, kolam fakultatif, dan kolam anaerobik.
Alga dan cyanobacteria menyediakan oksigen untuk pencucian BOD dalam kolam aerobik. Kedalaman kolamnya biasanya 0,5 meter semoga sinar matahari bisa terus berpenetrasi hingga ke dasar kolam. Kolam aerobik sebaiknya diaduk secara periodik untuk mencegah stratifikasi panas. Tanpa perlakuan primer ini, padatan akan mengendap di bawah dan membuat zona anaerobik.
Kolam fakultatif mempunyai kedalaman antara 1 hingga 2,5 meter. Saat stratifikasi panas terjadi, lapisan atas bersifat aerobik dan lapisan bawah bersifat anaerobik. Limbah padat di bawah kolom akan dicerna secara anaerobik dan membebaskan metana dan produk anaerobik lainnya ke lapisan aerobik.
Kolam anaerobik mempunyai kedalaman yang bervariasi antara 1 hingga 8 meter. Kolam ini sanggup bersifat anaerobik kalau efek BOD melebihi produksi O2 dari fotosintesis.
Kolam ini dipakai untuk pretreatment dan partikuler untuk suhu tinggi atau air limbah berkekuatan tinggi. Penggunaan hasil pretratment anaerobik adalah untuk mengurangi akumulasi lumpur dalam cekungan berikutnya. Ada program alternatif yaitu untuk resirkulasi effluen kembali ke kolam anaerobik. Memompa air limbah yang sudah didaur ulang ke permukaan sanggup membantu dalam membangun zona aerobik.
***