BAB I
PENDAHULUAN
Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba.
Latar Belakang
Seperti makhluk hidup pada umumnya, pertumbuhan mikroba tentunya tidak lepas dari pengaruh lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi itu dapat berupa faktor fisika, faktor kimia, maupun faktor biologi. Namun, pertumbuham mikroba ini tidak hanya dipengaruhi faktor lingkungan, tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Karena ukurannya yang sangat mikroskopis, pertumbuhan mikroba sangat tergantung pada keadaan sekelilingnya (Pelczar dan Chan, 2006).
Faktor temperatur merupakan faktor lingkungan terpenting yang mempengaruhi peertumbuhan dan kehidupan mikroba karena enzim yang menjalankan metabolisme sangat peka terhadap temperatur. Berdasarkan temperatur minimum, optimum dan maksimum yang dimiliki mikrobia digolongkan ke dalam tiga kelompok yaitu mikrobia psikrofil, mikrobia mesofil, dan mikrobia termofil (Suharni, 2009).
Melalui percobaan ini, akan diketahui pengaruh–pengaruh lingkungan dalam pertumbuhan mikroba, seperti suhu, pH, desinfektan, dan antibiose. Setelah mengetahui suhu optimum bagi mikroba untuk hidup, kita dapat mengatur suhu yang tepat untuk mengembangbiakan mikroba untuk keperluan industri. Begitu pula dengan pH, pH yang dibutuhkan oleh mikroba untuk dapat tumbuh optimum dapat kita ketahui melalui percobaan ini, sehingga kita dapat mengatur pH dalam mengembangkan industri yang menggunakan mikroba. Latar belakang dari praktium ini adalah agar praktikan dapat mengetahui kemampuan mikroba dalam hidupnya pada bahan-bahan alam yang mempengaruhi keadaan fisiologi dan morfologi dari suatu mikroba.
BAB II
DASAR TEORI
Perubahan yang terjadi di dalam lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan sifat fisiologi mikroba. Beberapa golongan sangat tahan terhadap perubahan lingkungan, sehingga dapat menyesuaikan diri dengan kondisi baru. Adapula golongan mikroba yang sama sekali peka terhadap perubahan lingkungan sehingga tidak dapat menyesuaikan diri. Faktor lingkungan sangat penting artinya di dalam usaha mengendalikan kegiatan mikroba baik untuk kepentingan proses ataupun pengendalian. Mikroba memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhannya. Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba dapat berupa faktor abiotik (fisikawi maupun kimiawi) dan faktor biotik (meliputi kehidupan aksenik dan adanya asosiasi kehidupan). Faktor abiotik diantaranya temperatur, pH, kebutuhan air, tekanan osmosis dan oksigen molekuler (Suharni, 2009).
Pertumbuhan mikroba pada umumnya sangat tergantung dan dipengaruhi oleh faktor lingkungan, perubahan faktor lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi. Hal ini dikarenakan, mikroba selain menyediakan nutrient yang sesuai untuk kultivasinya, juga diperlukan faktor lingkungan yang memungkinkan pertumbuhan optimumnya. Mikroba tidak hanya bervariasi dalam persyaratan nutrisinya, tetapi juga menunjukkan respon yang berbeda – beda. Untuk berhasilnya kultivasi berbagai tipe mikroba, diperlukan suatu kombinasi nutrient serta faktor lingkungan yang sesuai
(Pelczar dan Chan, 2006).
Kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dan tetap hidup merupakan hal yang penting dalam ekosistem pangan. Suatu pengetahuan dan pengertian tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kemampuan tersebut sangat penting untuk mengendalikan hubungan antara mikroorganisme-makanan-manusia. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme meliputi suplai zat gizi, waktu, suhu, air, pH, dan tersedianya oksigen
(Buckle, 1985).
Enzim, sistem transport elektron dan sisem transport nutrien pada membran sel bakteri sangat peka terhadap konsentrasi ion hidrogen (pH). Selama pertumbuhan, mikrobia dapat menyebabkan perubahan pH medium sehingga tidak sesuai lagi untuk pertumbuhan. Oleh karena itu perlu diberi bufer di dalam medium untuk mencegah perubahan pH. Berdasarkan pH minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhan, mikrobia digolongkan ke dalam mikrobia asidofilik, neutrofilik dan mikrobia alkalinofilik. Tiap mikroba mempunyai kisaran pH tertentu untuk pertumbuhannya. Biasanya pH untuk bakteri 6,5-7,5, khamir 4,0-4,5, jamur benang dan aktinomisetes pada pH yang lebih luas 2,0-8,0 (Suharni, 2009).
Sebagian organisme memiliki rentan pH optimum yang cukup sempit. Penentuan pH optimum untuk setiap species harus ditentukan secara empirik. Sebagian besar organisme (neutrofil) tumbuh baik pada pH 6,0 – 8,0, meskipun ada pula (asidopil) yang memiliki pH 10,5. Mikroorganisme mengatur pH internalnya terhadap rentang nilai pH eksternalnya yang cukup luas. Organisme asidofil mempertahankan pH internal kira-kira 6,5, dengan pH eksternalnya berkisar antara 1,0 – 5,0. Organisme neutrofil mempertahankan pH internal kira-kira 7,5, dengan pH eksternal sekitar 5,5 – 8,5 dan organisme alkalofil mempertahankan pH internal kira-kira 9,5 dengan pH eksternal 9,0 – 11,0. pH internal diatur oleh rangkaian sistem pengangkutan proton berpangkat ATP primer dan penukaran Na+ / H+. Sistem pertukaran K+ / H+ diduga juga ikut mengatur pH internal pada organisme neutrofil (Brooks dkk, 1994).
Di antara semua ion, ion H+ dan OH- adalah ion-ion yang paling penting, oleh sebab itu perubahan kadar yang kecil saja sudah menimbulkan pengaruh yang besar. Karena alasan ini adalah amat penting untuk menggunakan nilai pH awal yang optimum dan mempertahankannya sepanjang pertumbuhan. Kebanyakan organisme hidup paling baik, kalu kadar ion H+ dan ion OH- sama (pH=7). Banyak bakteri mengutamakan nilai pH yang lenih tinggi, jadi lingkungan yang basa lemah, seperti misalnya penitrifikasi, Rhizobium, Actinomyceten, bakteri pengurai ureum. Hanya sedikit yang tahan asam atau bahkan asidofil. Cendawan-cendawan mengutamakan nilai pH rendah; jika media biak dengan berbagai pH ditanam dengan tanah, maka pada pH 5,0 yang berkembang terutama cendawan, sedangkan pada pH 8,0 terutama bakteri (Schlegel, 1994).
Kehidupan bakteri tidak hanya dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan, akan tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Bakteri dapat mengubah pH dari medium tempat ia hidup, perubahan ini disebut perubahan secara kimia. Adapun faktor-faktor lingkungan dapat di bagi atas faktor-faktor biotik dan faktor-faktor abiotik. Di mana, faktor-faktor biotik terdiri atas makhluk-makhluk hidup, yaitu, mencakup adanya asosiasi atau kehidupan bersama antara mikroorganisme, dapat dalam bentuk simbiose, sinergisme, antibiose dan sintropisme. Sedangkan faktor-faktor abiotik terdiri atas faktor fisika (misal: suhu, atmosfer gas, pH, tekanan osmotik, kelembaban, sinar gelombang dan pengeringan) serta faktor kimia (misal: adanya senyawa toksik atau senyawa kimia lainnya (Hadioetomo, 1985).
Desinfektan adalah bahan kimia yang dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Faktor utama yang menentukan bagaimana desinfektan bekerja adalah kadar dan suhu desinfektan, waktu yang diberikan kepada desinfektan untuk bekerja, jumlah dan tipe mikroorganisme yang ada, dan keadaan bahan yang didesinfeksi. Jadi terlihat sejumlah faktor harus diperhatikan untuk melaksanakan tugas sebaik mungkin dalam perangkat suasana yang ada. Desinfeksi adalah proses penting dalam pengendalian penyakit, karena tujuannya adalah perusakan agen–agen patogen. Berbagai istilah digunakan sehubungan dengan agen–agen kimia sesuai dengan kerjanya atau organisme khas yang terkena. Mekanisme kerja desinfektan mungkin beraneka dari satu desinfektan ke yang lain. Akibatnya mungkin disebabkan oleh kerusakan pada membran sel atau oleh tindakan pada protein sel atau pada gen yang khas yang berakibat kematian atau mutasi (Volk dan Wheeler, 1993).
Bahan-bahan kimia yang bersifat bakteriostatik atau fungistatik adalah bahan-bahan kimia yang dipergunakan untuk menghambat pertumbuhan bakteri atau kapang, sedangkan bakterisidal dan fungisidal adalah bahan-bahan kimia yang dapat membunuh bakteri atau kapang. Berbagai logam, asam, halogen, alkohol, fenol, deterjen dan antibiotika mempunyai efek antimikroba yang dipergunakan dalam industri pengolahan bahan pangan atau desinfeksi dan sanitasi alat-alat pengolahan dan ruangan-ruangan pabrik atau kadang-kadang sebagai bahan yang ditambahkan dalam bahan pangan sebagai zat pengawet. Kerja dari bahan-bahan kimia antimikroba ini dapat bersifat khas yaitu hanya efektif pada jenis-jenis mikroorganisme tertentu. Sebagai contoh antibiotika jenis penisilin dan tetrasiklin hanya dapat membunuh bakteri tetapi tidak membunuh khamir atau kapang. Beberapa bahan yang bersifat spektrum luas seperti hipoklorit dapat mematikan lebih banyak mikroorganisme. Evektivitas dari setiap bahan antimikroba ini tergantung pada jumlah yang digunakan, waktu penggunaan dan faktor-faktor lingkungan lainnya seperti pH (Buckle, 1985).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah tabung reaksi, mikropipet steril (effendorf pipet), lampu bunsen, cawan petri steril, pinset, jarum inokulasi, laminar, hair driyer, dan penagas air.
3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah medium glukose broth, suspensi biakan Escherichia coli, suspensi biakan Bacillus subtilis, medium glukose broth dengan pH yang berbeda yaitu pH 3, 5 dan 7, medium nutrien agar, paper disc, akuades, infusa tumbuhan wedusan, infusa tumbuhan sirih, alkohol, kloromfenikol, dan eritromisin.
3.3 Prosedur Kerja
3.3.1 Faktor Fisik
3.3.1.1 Faktor Suhu
Diinokulasi biakan Eschericia coli dengan pipet steril ke dalam tabung-tabung medium glukose broth masing-masing sebanyak 0,1 mL.
Disiapkan tabung-tabung yang tidak diinokulasikan sebagai kontrol.
C selama 24-72 jam.°, dan 50°, 30°Diinkubasikan satu seri tabung Eschericia coli pada suhu 5
Diamati perubahan yang terjadi setelah perlakuan tersebut.
3.3.1.2 Faktor pH
Diinkubasi biakan Eschericia coli dengan pipet steril ke dalam tabung-tabung glukose broth yang pH-nya berbeda, masing-masing sebanyak 0,1 ml.
Disiapkan tabung-tabung yang berisi medium dari masing-masing pH yang tidak diinokulasikan sebagai kontrol.
C selama 24-72 jam.°Diinkubasi pada suhu 30
Diamati pertumbuhan yang terjadi pada setiap perlakuan.
Faktor Kimia dan Biologi
Dicairkan medium agar di dalam penangas air, kemudian didinginkan.
Ditetesi 0,1 ml suspensi biakan bakteri masing-masing ke dalam cawan petri, 2 untuk biakan Escherichia coli dan 2 untuk biakan Bacillus subtilis.
Dituangkan medium agar secara aseptik ke dalam setiap cawan petri yang sudah ditetesi dengan suspensi biakan, meratakan dan membiarkan mengeras.
Dibakar pinset sesegera mungkin di atas nyala api, diletakkan paper disc dengan pinset steril satu per satu dengan jarak tertentu.
Dibagi cawan petri menjadi 4 kuadran sama besar. Kuadran I untuk paper disc yang ditetesi akuades, kuadran II untuk paper disc yang ditetesi infusa tumbuhan wedusan, dan kuadran III untuk paper disc yang ditetesi infusa tumbuhan sirih, serta meengeringkan dengan hair driyer pada ketiga paper disc yang telah ditetesi tersebut hingga jenuh. Kuadran IV diberi dengan kloromfenikol dan eritromisin.
Diinkubasikan pada suhu kamar selama 24 jam.
Diamati pertumbuhan yang terjadi dan mengukur diameter daerah bening yang dihasilkan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 1. Faktor Fisik Pengaruh Suhu terhadap Pertumbuhan Mikroba (48 jam)
No. Suhu (℃) Jenis Bakteri Perubahan Warna Gambar
1. 5 E. coli 1 Tidak ada Tetap
E. coli 2 Tidak ada Tetap
B. subtilis 1 Tidak ada Tetap
B. subtilis 2 Tidak ada Tetap
2. 30 E. coli 1 Ada Keruh
E. coli 2 Ada Keruh
B. subtilis 1 Ada Keruh, ada endapan
B. subtilis 2 Ada Keruh, ada endapan
3. 50 E. coli 1 Tidak ada Tetap
E. coli 2 Tidak ada Tetap
B. subtilis 1 Tidak ada Tetap
B. subtilis 2 Tidak ada Tetap
Tabel 2. Faktor Fisik Pengaruh pH terhadap Pertumbuhan Mikroba (48 jam)
No. pH Jenis Bakteri Perubahan Warna Gambar
1. 3 E. coli 1 Tidak ada Tetap
E. coli 2 Tidak ada Tetap
B. subtilis 1 Tidak ada Tetap, ada endapan
B. subtilis 2 Tidak ada Tetap, ada endapan
2. 5 E. coli 1 Ada Lebih keruh
E. coli 2 Ada Lebih keruh
B. subtilis 1 Ada Lebih keruh, ada endapan
B. subtilis 2 Ada Lebih keruh, ada endapan
3. 7 E. coli 1 Ada Lebih keruh, ada endapan
E. coli 2 Ada Lebih keruh, ada endapan
B. subtilis 1 Ada Keruh, ada endapan
B. subtilis 2 Ada Keruh, ada endapan
Tabel 3. Faktor Kimia
No. Jenis Desinfektan Jenis Bakteri Zona Bening (mm) Gambar
1. Akuades steril E. coli 1 0
Infusa sirih 6,2
Infusa wedusan 0
Eritromycin 20,3
2. Akuades steril E. coli 2
0
Infusa sirih 6,6
Infusa wedusan 0
Kloramfenikol 29,4
3. Akuades steril B. subtilis 1
0
Infusa sirih 5,7
Infusa wedusan 0
Eritromycin 13,7
4. Akuades steril B. subtilis 2 0
Infusa sirih 6,7
Infusa wedusan 0
Kloramfenikol 12,4
4.2 Pembahasan
Medium harus mempunyai pH yang tepat, yaitu tidak terlalu asam atau basa. Kebanyakan bakteri tidak tumbuh dalam kondisi terlalu basa, dengan pengecualian basil kolera (Vibrio cholerae). Pada dasarnya tak satupun yang dapat tumbuh baik pada pH lebih dari 8. Kebanyakan patogen, tumbuh paling baik pada pH netral (pH 7) atau pH yang sedikit basa (pH 7,4). Beberapa bakteri tumbuh pada pH 6;tidak jarang dijumpai organisme yang tumbuh baik pada pH 4 atau 5. Sangat jarang suatu organisme dapat bertahan dengan baik pada pH 4; bakteri autotrof tertentu merupakan pengecualian. Karena banyak bakteri menghasilkan produk metabolisme yang bersifat asam atau basa.
Pengaruh temperatur pada petumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan atas tiga golongan yaitu:
Mikroorganisme Psikrofilik, adalah bakteri yang dapat bertahan hidup antara temperatur 0¬oC sampai 30oC. Sedangkan temperatur optimumnya antara 10oC sampai 20oC.
Mikroorganisme Mesofilik, adalah bakteri yang dapat bertahan hidup antara temperatur 5¬oC sampai 60oC. Sedangkan temperatur optimumnya antara 25oC sampai 40oC.
Mikroorganisme Termofilik, adalah bakteri yang dapat bertahan hidup antara temperatur 55¬oC sampai 65oC, meskipun bakteri ini juga dapat berkembang biak pada temperatur yang lebih rendah ataupun lebih tinggi dengan batas optimumnya antara 40oC sampai 80oC.
Berdasarkan pH minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhan, mikrobia digolongkan ke dalam mikrobia asidofilik, neutrofilik dan mikrobia alkalinofilik. Tiap mikroba mempunyai kisaran pH tertentu untuk pertumbuhannya. Biasanya pH untuk bakteri 6,5-7,5, khamir 4,0-4,5, jamur benang dan aktinomisetes pada pH yang lebih luas 2,0-8,0. Lingkungan memberikan pengaruh besar terhadap pertumbuhan mikroba.
Antibiotik adalah bahan kematerapeutik yang terjadi sebagai produk sampingan kegiatan metabolisme bakteri atau fungi (Volk dan Wheeler, 1993) yang termasuk antibiotic kematerapeutik diantaranya adalah penisilin, streptomysin dan eritromysin. Desinfektan adalah bahan kimia yang dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Faktor utama yang menentukan bagaimana desinfektan bekerja adalah kadar dan suhu desinfektan, waktu yang diberikan kepada desinfektan untuk bekerja, jumlah dan tipe mikroorganisme yang ada, dan keadaan bahan yang didesinfeksi. Jadi terlihat sejumlah faktor harus diperhatikan untuk melaksanakan tugas sebaik mungkin dalam perangkat suasana yang ada. Desinfeksi adalah proses penting dalam pengendalian penyakit, karena tujuannya adalah perusakan agen–agen patogen. Berbagai istilah digunakan sehubungan dengan agen–agen kimia sesuai dengan kerjanya atau organisme khas yang terkena. Mekanisme kerja desinfektan mungkin beraneka dari satu desinfektan ke yang lain. Akibatnya mungkin disebabkan oleh kerusakan pada membran sel atau oleh tindakan pada protein sel atau pada gen yang khas yang berakibat kematian atau mutasi.
Tidak semua mikroba dapat hidup dalam segala keadaan. Mikroba hanya dapat hidup pada kondisi lingkungan yang sesuai. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses pertumbuhan mikroba di antaranya adalah faktor fisik seperti pengaruh suhu dan pengaruh pH, serta faktor kimia dan biologi, yaitu pengaruh daya desinfektan dan antibiose. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh faktor-faktor di atas terhadap pertumbuhan mikroba dan mikroba yang digunakan adalah Escherichia coli. Media yang digunakan utuk pertumbuhan mikroba untuk mengetahui pengaruh suhu dan pH adalah media glukose broth, sedangkan untuk mengetahui pengaruh desinfektan dan antibiose adalah media nutrien agar.
Faktor suhu merupakan faktor lingkungan terpenting yang mempengaruhi pertumbuhan dan kehidupan mikroba karena enzim yang menjalankan metabolisme sangat peka terhadap temperatur. Dari hasil pengamatan diketahui bahwa E. Coli dapat tumbuh optimum pada suhu 30oC, yang ditandai dengan kekeruhan pada media. Bakteri ini juga dapat tumbuh pada suhu 50oC, tetapi jumlahnya lebih sedikit jika dibandingkan dengan pertumbuhan bakteri pada suhu 30oC, tingkat kekeruhan pada media juga lebih rendah. Sedangkan pada suhu 5oC, bakteri yang tumbuh sangat sedikit. Bisa juga dikatakan hampir tidak ada bakteri yang tumbuh pada suhu 5oC dan media masih dalam keadaan jernih, hanya ada sedikit kekeruhan di bagian dasar tabung, itu pun jumlahnya sangat sedikit. Hal ini menandakan bahwa E. Coli tidak dapat hidup pada suhu yang terlalu rendah maupun suhu yang terlalu tinggi. Berdasarkan temperatur minimum, optimum dan maksimum yang dimiliki mikroba, bakteri E. Coli pada percobaan ini termasuk mikrobia mesofil, yaitu mikroba tumbuh pada temperatur minimum 10 oC, optimum 25-37 oC dan maksimum 55 oC.
Selain suhu, faktor lain yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba adalah keasaman (pH). Pada percobaan ini, E. Coli tidak dapat tumbuh pada pH=3, namun dapat tumbuh pada pH=5, terlebih pada pH=7, E. Coli dapat tumbuh dengan baik. Seperti pada pengaruh suhu, indikasi adanya pertumbuhan mikroba pada media ditandai dengan kekeruhan pada media tersebut. Kekeruhan terjadi pada pH=5 dan pH=7 dengan kekeruhan terbesar terjadi pada pH=7. Sedangkan pada pH=3 media tetap dalam keadaan jernih dan tidak ada kekeruhan. Dari hal-hal di atas diketahui bahwa E. Coli tidak bisa hidup dalam suasana yang terlalu asam. E. Coli dapat hidup dalam suasana netral atau hampir netral yang tidak asam dan tidak juga basa. Berdasarkan hal di atas, E. Coli digolongkan sebagai mikroba mesofil (neutrofil), yaitu kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ini adalah :
Pertumbuhan mikroba dipengaruhi beberapa faktor lingkungan seperti faktor kimia, faktor fisika, dan faktor biologi.
Escherichia coli dapat tumbuh pada kisaran suhu
Escherichia coli dapat tumbuh pada kisaran pH 5-8.
Mikroba, dalam hal ini E. Coli, tidak dapat hidup pada daerah yang mengandung desinfektan. 10-55oC.
Mikroba masih dapat hidup pada daerah-daerah yang terkandung bahan alami.
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk percobaan ini adalah sebaiknya semua bahan dan alat yang digunakan benar-benar dalam keadaan bersih dan tidak terkontaminasi.
DAFTAR PUSTAKA
Brooks,dkk. 1994. Mikrobiologi Kedokteran Edisi 2. Penerbit buku Kedokteran EGC. Jakarta.
Buckle, K. A. 1985. Ilmu Pangan. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta.
Pelczar, MJ dan ECS. Chan,.1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi jilid II. Penerbit Universitas Indonesia (UI - Press). Jakarta.
Schlegel, Hans G.1994. Mikrobiologi Umum. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta
Suharni, Theresia Tri dkk. 2008. Mikrobiologi Umum. Penerbit Universitas Atma Jaya. Yogyakarta.
Volk, Wesley A. dan Margaret F. Wheeler. 1993. Mikrobiologi Dasar. Erlangga. Jakarta.
PENDAHULUAN
Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba.
Latar Belakang
Seperti makhluk hidup pada umumnya, pertumbuhan mikroba tentunya tidak lepas dari pengaruh lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi itu dapat berupa faktor fisika, faktor kimia, maupun faktor biologi. Namun, pertumbuham mikroba ini tidak hanya dipengaruhi faktor lingkungan, tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Karena ukurannya yang sangat mikroskopis, pertumbuhan mikroba sangat tergantung pada keadaan sekelilingnya (Pelczar dan Chan, 2006).
Faktor temperatur merupakan faktor lingkungan terpenting yang mempengaruhi peertumbuhan dan kehidupan mikroba karena enzim yang menjalankan metabolisme sangat peka terhadap temperatur. Berdasarkan temperatur minimum, optimum dan maksimum yang dimiliki mikrobia digolongkan ke dalam tiga kelompok yaitu mikrobia psikrofil, mikrobia mesofil, dan mikrobia termofil (Suharni, 2009).
Melalui percobaan ini, akan diketahui pengaruh–pengaruh lingkungan dalam pertumbuhan mikroba, seperti suhu, pH, desinfektan, dan antibiose. Setelah mengetahui suhu optimum bagi mikroba untuk hidup, kita dapat mengatur suhu yang tepat untuk mengembangbiakan mikroba untuk keperluan industri. Begitu pula dengan pH, pH yang dibutuhkan oleh mikroba untuk dapat tumbuh optimum dapat kita ketahui melalui percobaan ini, sehingga kita dapat mengatur pH dalam mengembangkan industri yang menggunakan mikroba. Latar belakang dari praktium ini adalah agar praktikan dapat mengetahui kemampuan mikroba dalam hidupnya pada bahan-bahan alam yang mempengaruhi keadaan fisiologi dan morfologi dari suatu mikroba.
BAB II
DASAR TEORI
Perubahan yang terjadi di dalam lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan sifat fisiologi mikroba. Beberapa golongan sangat tahan terhadap perubahan lingkungan, sehingga dapat menyesuaikan diri dengan kondisi baru. Adapula golongan mikroba yang sama sekali peka terhadap perubahan lingkungan sehingga tidak dapat menyesuaikan diri. Faktor lingkungan sangat penting artinya di dalam usaha mengendalikan kegiatan mikroba baik untuk kepentingan proses ataupun pengendalian. Mikroba memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhannya. Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba dapat berupa faktor abiotik (fisikawi maupun kimiawi) dan faktor biotik (meliputi kehidupan aksenik dan adanya asosiasi kehidupan). Faktor abiotik diantaranya temperatur, pH, kebutuhan air, tekanan osmosis dan oksigen molekuler (Suharni, 2009).
Pertumbuhan mikroba pada umumnya sangat tergantung dan dipengaruhi oleh faktor lingkungan, perubahan faktor lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi. Hal ini dikarenakan, mikroba selain menyediakan nutrient yang sesuai untuk kultivasinya, juga diperlukan faktor lingkungan yang memungkinkan pertumbuhan optimumnya. Mikroba tidak hanya bervariasi dalam persyaratan nutrisinya, tetapi juga menunjukkan respon yang berbeda – beda. Untuk berhasilnya kultivasi berbagai tipe mikroba, diperlukan suatu kombinasi nutrient serta faktor lingkungan yang sesuai
(Pelczar dan Chan, 2006).
Kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dan tetap hidup merupakan hal yang penting dalam ekosistem pangan. Suatu pengetahuan dan pengertian tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kemampuan tersebut sangat penting untuk mengendalikan hubungan antara mikroorganisme-makanan-manusia. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme meliputi suplai zat gizi, waktu, suhu, air, pH, dan tersedianya oksigen
(Buckle, 1985).
Enzim, sistem transport elektron dan sisem transport nutrien pada membran sel bakteri sangat peka terhadap konsentrasi ion hidrogen (pH). Selama pertumbuhan, mikrobia dapat menyebabkan perubahan pH medium sehingga tidak sesuai lagi untuk pertumbuhan. Oleh karena itu perlu diberi bufer di dalam medium untuk mencegah perubahan pH. Berdasarkan pH minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhan, mikrobia digolongkan ke dalam mikrobia asidofilik, neutrofilik dan mikrobia alkalinofilik. Tiap mikroba mempunyai kisaran pH tertentu untuk pertumbuhannya. Biasanya pH untuk bakteri 6,5-7,5, khamir 4,0-4,5, jamur benang dan aktinomisetes pada pH yang lebih luas 2,0-8,0 (Suharni, 2009).
Sebagian organisme memiliki rentan pH optimum yang cukup sempit. Penentuan pH optimum untuk setiap species harus ditentukan secara empirik. Sebagian besar organisme (neutrofil) tumbuh baik pada pH 6,0 – 8,0, meskipun ada pula (asidopil) yang memiliki pH 10,5. Mikroorganisme mengatur pH internalnya terhadap rentang nilai pH eksternalnya yang cukup luas. Organisme asidofil mempertahankan pH internal kira-kira 6,5, dengan pH eksternalnya berkisar antara 1,0 – 5,0. Organisme neutrofil mempertahankan pH internal kira-kira 7,5, dengan pH eksternal sekitar 5,5 – 8,5 dan organisme alkalofil mempertahankan pH internal kira-kira 9,5 dengan pH eksternal 9,0 – 11,0. pH internal diatur oleh rangkaian sistem pengangkutan proton berpangkat ATP primer dan penukaran Na+ / H+. Sistem pertukaran K+ / H+ diduga juga ikut mengatur pH internal pada organisme neutrofil (Brooks dkk, 1994).
Di antara semua ion, ion H+ dan OH- adalah ion-ion yang paling penting, oleh sebab itu perubahan kadar yang kecil saja sudah menimbulkan pengaruh yang besar. Karena alasan ini adalah amat penting untuk menggunakan nilai pH awal yang optimum dan mempertahankannya sepanjang pertumbuhan. Kebanyakan organisme hidup paling baik, kalu kadar ion H+ dan ion OH- sama (pH=7). Banyak bakteri mengutamakan nilai pH yang lenih tinggi, jadi lingkungan yang basa lemah, seperti misalnya penitrifikasi, Rhizobium, Actinomyceten, bakteri pengurai ureum. Hanya sedikit yang tahan asam atau bahkan asidofil. Cendawan-cendawan mengutamakan nilai pH rendah; jika media biak dengan berbagai pH ditanam dengan tanah, maka pada pH 5,0 yang berkembang terutama cendawan, sedangkan pada pH 8,0 terutama bakteri (Schlegel, 1994).
Kehidupan bakteri tidak hanya dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan, akan tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Bakteri dapat mengubah pH dari medium tempat ia hidup, perubahan ini disebut perubahan secara kimia. Adapun faktor-faktor lingkungan dapat di bagi atas faktor-faktor biotik dan faktor-faktor abiotik. Di mana, faktor-faktor biotik terdiri atas makhluk-makhluk hidup, yaitu, mencakup adanya asosiasi atau kehidupan bersama antara mikroorganisme, dapat dalam bentuk simbiose, sinergisme, antibiose dan sintropisme. Sedangkan faktor-faktor abiotik terdiri atas faktor fisika (misal: suhu, atmosfer gas, pH, tekanan osmotik, kelembaban, sinar gelombang dan pengeringan) serta faktor kimia (misal: adanya senyawa toksik atau senyawa kimia lainnya (Hadioetomo, 1985).
Desinfektan adalah bahan kimia yang dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Faktor utama yang menentukan bagaimana desinfektan bekerja adalah kadar dan suhu desinfektan, waktu yang diberikan kepada desinfektan untuk bekerja, jumlah dan tipe mikroorganisme yang ada, dan keadaan bahan yang didesinfeksi. Jadi terlihat sejumlah faktor harus diperhatikan untuk melaksanakan tugas sebaik mungkin dalam perangkat suasana yang ada. Desinfeksi adalah proses penting dalam pengendalian penyakit, karena tujuannya adalah perusakan agen–agen patogen. Berbagai istilah digunakan sehubungan dengan agen–agen kimia sesuai dengan kerjanya atau organisme khas yang terkena. Mekanisme kerja desinfektan mungkin beraneka dari satu desinfektan ke yang lain. Akibatnya mungkin disebabkan oleh kerusakan pada membran sel atau oleh tindakan pada protein sel atau pada gen yang khas yang berakibat kematian atau mutasi (Volk dan Wheeler, 1993).
Bahan-bahan kimia yang bersifat bakteriostatik atau fungistatik adalah bahan-bahan kimia yang dipergunakan untuk menghambat pertumbuhan bakteri atau kapang, sedangkan bakterisidal dan fungisidal adalah bahan-bahan kimia yang dapat membunuh bakteri atau kapang. Berbagai logam, asam, halogen, alkohol, fenol, deterjen dan antibiotika mempunyai efek antimikroba yang dipergunakan dalam industri pengolahan bahan pangan atau desinfeksi dan sanitasi alat-alat pengolahan dan ruangan-ruangan pabrik atau kadang-kadang sebagai bahan yang ditambahkan dalam bahan pangan sebagai zat pengawet. Kerja dari bahan-bahan kimia antimikroba ini dapat bersifat khas yaitu hanya efektif pada jenis-jenis mikroorganisme tertentu. Sebagai contoh antibiotika jenis penisilin dan tetrasiklin hanya dapat membunuh bakteri tetapi tidak membunuh khamir atau kapang. Beberapa bahan yang bersifat spektrum luas seperti hipoklorit dapat mematikan lebih banyak mikroorganisme. Evektivitas dari setiap bahan antimikroba ini tergantung pada jumlah yang digunakan, waktu penggunaan dan faktor-faktor lingkungan lainnya seperti pH (Buckle, 1985).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah tabung reaksi, mikropipet steril (effendorf pipet), lampu bunsen, cawan petri steril, pinset, jarum inokulasi, laminar, hair driyer, dan penagas air.
3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah medium glukose broth, suspensi biakan Escherichia coli, suspensi biakan Bacillus subtilis, medium glukose broth dengan pH yang berbeda yaitu pH 3, 5 dan 7, medium nutrien agar, paper disc, akuades, infusa tumbuhan wedusan, infusa tumbuhan sirih, alkohol, kloromfenikol, dan eritromisin.
3.3 Prosedur Kerja
3.3.1 Faktor Fisik
3.3.1.1 Faktor Suhu
Diinokulasi biakan Eschericia coli dengan pipet steril ke dalam tabung-tabung medium glukose broth masing-masing sebanyak 0,1 mL.
Disiapkan tabung-tabung yang tidak diinokulasikan sebagai kontrol.
C selama 24-72 jam.°, dan 50°, 30°Diinkubasikan satu seri tabung Eschericia coli pada suhu 5
Diamati perubahan yang terjadi setelah perlakuan tersebut.
3.3.1.2 Faktor pH
Diinkubasi biakan Eschericia coli dengan pipet steril ke dalam tabung-tabung glukose broth yang pH-nya berbeda, masing-masing sebanyak 0,1 ml.
Disiapkan tabung-tabung yang berisi medium dari masing-masing pH yang tidak diinokulasikan sebagai kontrol.
C selama 24-72 jam.°Diinkubasi pada suhu 30
Diamati pertumbuhan yang terjadi pada setiap perlakuan.
Faktor Kimia dan Biologi
Dicairkan medium agar di dalam penangas air, kemudian didinginkan.
Ditetesi 0,1 ml suspensi biakan bakteri masing-masing ke dalam cawan petri, 2 untuk biakan Escherichia coli dan 2 untuk biakan Bacillus subtilis.
Dituangkan medium agar secara aseptik ke dalam setiap cawan petri yang sudah ditetesi dengan suspensi biakan, meratakan dan membiarkan mengeras.
Dibakar pinset sesegera mungkin di atas nyala api, diletakkan paper disc dengan pinset steril satu per satu dengan jarak tertentu.
Dibagi cawan petri menjadi 4 kuadran sama besar. Kuadran I untuk paper disc yang ditetesi akuades, kuadran II untuk paper disc yang ditetesi infusa tumbuhan wedusan, dan kuadran III untuk paper disc yang ditetesi infusa tumbuhan sirih, serta meengeringkan dengan hair driyer pada ketiga paper disc yang telah ditetesi tersebut hingga jenuh. Kuadran IV diberi dengan kloromfenikol dan eritromisin.
Diinkubasikan pada suhu kamar selama 24 jam.
Diamati pertumbuhan yang terjadi dan mengukur diameter daerah bening yang dihasilkan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 1. Faktor Fisik Pengaruh Suhu terhadap Pertumbuhan Mikroba (48 jam)
No. Suhu (℃) Jenis Bakteri Perubahan Warna Gambar
1. 5 E. coli 1 Tidak ada Tetap
E. coli 2 Tidak ada Tetap
B. subtilis 1 Tidak ada Tetap
B. subtilis 2 Tidak ada Tetap
2. 30 E. coli 1 Ada Keruh
E. coli 2 Ada Keruh
B. subtilis 1 Ada Keruh, ada endapan
B. subtilis 2 Ada Keruh, ada endapan
3. 50 E. coli 1 Tidak ada Tetap
E. coli 2 Tidak ada Tetap
B. subtilis 1 Tidak ada Tetap
B. subtilis 2 Tidak ada Tetap
Tabel 2. Faktor Fisik Pengaruh pH terhadap Pertumbuhan Mikroba (48 jam)
No. pH Jenis Bakteri Perubahan Warna Gambar
1. 3 E. coli 1 Tidak ada Tetap
E. coli 2 Tidak ada Tetap
B. subtilis 1 Tidak ada Tetap, ada endapan
B. subtilis 2 Tidak ada Tetap, ada endapan
2. 5 E. coli 1 Ada Lebih keruh
E. coli 2 Ada Lebih keruh
B. subtilis 1 Ada Lebih keruh, ada endapan
B. subtilis 2 Ada Lebih keruh, ada endapan
3. 7 E. coli 1 Ada Lebih keruh, ada endapan
E. coli 2 Ada Lebih keruh, ada endapan
B. subtilis 1 Ada Keruh, ada endapan
B. subtilis 2 Ada Keruh, ada endapan
Tabel 3. Faktor Kimia
No. Jenis Desinfektan Jenis Bakteri Zona Bening (mm) Gambar
1. Akuades steril E. coli 1 0
Infusa sirih 6,2
Infusa wedusan 0
Eritromycin 20,3
2. Akuades steril E. coli 2
0
Infusa sirih 6,6
Infusa wedusan 0
Kloramfenikol 29,4
3. Akuades steril B. subtilis 1
0
Infusa sirih 5,7
Infusa wedusan 0
Eritromycin 13,7
4. Akuades steril B. subtilis 2 0
Infusa sirih 6,7
Infusa wedusan 0
Kloramfenikol 12,4
4.2 Pembahasan
Medium harus mempunyai pH yang tepat, yaitu tidak terlalu asam atau basa. Kebanyakan bakteri tidak tumbuh dalam kondisi terlalu basa, dengan pengecualian basil kolera (Vibrio cholerae). Pada dasarnya tak satupun yang dapat tumbuh baik pada pH lebih dari 8. Kebanyakan patogen, tumbuh paling baik pada pH netral (pH 7) atau pH yang sedikit basa (pH 7,4). Beberapa bakteri tumbuh pada pH 6;tidak jarang dijumpai organisme yang tumbuh baik pada pH 4 atau 5. Sangat jarang suatu organisme dapat bertahan dengan baik pada pH 4; bakteri autotrof tertentu merupakan pengecualian. Karena banyak bakteri menghasilkan produk metabolisme yang bersifat asam atau basa.
Pengaruh temperatur pada petumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan atas tiga golongan yaitu:
Mikroorganisme Psikrofilik, adalah bakteri yang dapat bertahan hidup antara temperatur 0¬oC sampai 30oC. Sedangkan temperatur optimumnya antara 10oC sampai 20oC.
Mikroorganisme Mesofilik, adalah bakteri yang dapat bertahan hidup antara temperatur 5¬oC sampai 60oC. Sedangkan temperatur optimumnya antara 25oC sampai 40oC.
Mikroorganisme Termofilik, adalah bakteri yang dapat bertahan hidup antara temperatur 55¬oC sampai 65oC, meskipun bakteri ini juga dapat berkembang biak pada temperatur yang lebih rendah ataupun lebih tinggi dengan batas optimumnya antara 40oC sampai 80oC.
Berdasarkan pH minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhan, mikrobia digolongkan ke dalam mikrobia asidofilik, neutrofilik dan mikrobia alkalinofilik. Tiap mikroba mempunyai kisaran pH tertentu untuk pertumbuhannya. Biasanya pH untuk bakteri 6,5-7,5, khamir 4,0-4,5, jamur benang dan aktinomisetes pada pH yang lebih luas 2,0-8,0. Lingkungan memberikan pengaruh besar terhadap pertumbuhan mikroba.
Antibiotik adalah bahan kematerapeutik yang terjadi sebagai produk sampingan kegiatan metabolisme bakteri atau fungi (Volk dan Wheeler, 1993) yang termasuk antibiotic kematerapeutik diantaranya adalah penisilin, streptomysin dan eritromysin. Desinfektan adalah bahan kimia yang dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Faktor utama yang menentukan bagaimana desinfektan bekerja adalah kadar dan suhu desinfektan, waktu yang diberikan kepada desinfektan untuk bekerja, jumlah dan tipe mikroorganisme yang ada, dan keadaan bahan yang didesinfeksi. Jadi terlihat sejumlah faktor harus diperhatikan untuk melaksanakan tugas sebaik mungkin dalam perangkat suasana yang ada. Desinfeksi adalah proses penting dalam pengendalian penyakit, karena tujuannya adalah perusakan agen–agen patogen. Berbagai istilah digunakan sehubungan dengan agen–agen kimia sesuai dengan kerjanya atau organisme khas yang terkena. Mekanisme kerja desinfektan mungkin beraneka dari satu desinfektan ke yang lain. Akibatnya mungkin disebabkan oleh kerusakan pada membran sel atau oleh tindakan pada protein sel atau pada gen yang khas yang berakibat kematian atau mutasi.
Tidak semua mikroba dapat hidup dalam segala keadaan. Mikroba hanya dapat hidup pada kondisi lingkungan yang sesuai. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses pertumbuhan mikroba di antaranya adalah faktor fisik seperti pengaruh suhu dan pengaruh pH, serta faktor kimia dan biologi, yaitu pengaruh daya desinfektan dan antibiose. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh faktor-faktor di atas terhadap pertumbuhan mikroba dan mikroba yang digunakan adalah Escherichia coli. Media yang digunakan utuk pertumbuhan mikroba untuk mengetahui pengaruh suhu dan pH adalah media glukose broth, sedangkan untuk mengetahui pengaruh desinfektan dan antibiose adalah media nutrien agar.
Faktor suhu merupakan faktor lingkungan terpenting yang mempengaruhi pertumbuhan dan kehidupan mikroba karena enzim yang menjalankan metabolisme sangat peka terhadap temperatur. Dari hasil pengamatan diketahui bahwa E. Coli dapat tumbuh optimum pada suhu 30oC, yang ditandai dengan kekeruhan pada media. Bakteri ini juga dapat tumbuh pada suhu 50oC, tetapi jumlahnya lebih sedikit jika dibandingkan dengan pertumbuhan bakteri pada suhu 30oC, tingkat kekeruhan pada media juga lebih rendah. Sedangkan pada suhu 5oC, bakteri yang tumbuh sangat sedikit. Bisa juga dikatakan hampir tidak ada bakteri yang tumbuh pada suhu 5oC dan media masih dalam keadaan jernih, hanya ada sedikit kekeruhan di bagian dasar tabung, itu pun jumlahnya sangat sedikit. Hal ini menandakan bahwa E. Coli tidak dapat hidup pada suhu yang terlalu rendah maupun suhu yang terlalu tinggi. Berdasarkan temperatur minimum, optimum dan maksimum yang dimiliki mikroba, bakteri E. Coli pada percobaan ini termasuk mikrobia mesofil, yaitu mikroba tumbuh pada temperatur minimum 10 oC, optimum 25-37 oC dan maksimum 55 oC.
Selain suhu, faktor lain yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba adalah keasaman (pH). Pada percobaan ini, E. Coli tidak dapat tumbuh pada pH=3, namun dapat tumbuh pada pH=5, terlebih pada pH=7, E. Coli dapat tumbuh dengan baik. Seperti pada pengaruh suhu, indikasi adanya pertumbuhan mikroba pada media ditandai dengan kekeruhan pada media tersebut. Kekeruhan terjadi pada pH=5 dan pH=7 dengan kekeruhan terbesar terjadi pada pH=7. Sedangkan pada pH=3 media tetap dalam keadaan jernih dan tidak ada kekeruhan. Dari hal-hal di atas diketahui bahwa E. Coli tidak bisa hidup dalam suasana yang terlalu asam. E. Coli dapat hidup dalam suasana netral atau hampir netral yang tidak asam dan tidak juga basa. Berdasarkan hal di atas, E. Coli digolongkan sebagai mikroba mesofil (neutrofil), yaitu kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ini adalah :
Pertumbuhan mikroba dipengaruhi beberapa faktor lingkungan seperti faktor kimia, faktor fisika, dan faktor biologi.
Escherichia coli dapat tumbuh pada kisaran suhu
Escherichia coli dapat tumbuh pada kisaran pH 5-8.
Mikroba, dalam hal ini E. Coli, tidak dapat hidup pada daerah yang mengandung desinfektan. 10-55oC.
Mikroba masih dapat hidup pada daerah-daerah yang terkandung bahan alami.
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk percobaan ini adalah sebaiknya semua bahan dan alat yang digunakan benar-benar dalam keadaan bersih dan tidak terkontaminasi.
DAFTAR PUSTAKA
Brooks,dkk. 1994. Mikrobiologi Kedokteran Edisi 2. Penerbit buku Kedokteran EGC. Jakarta.
Buckle, K. A. 1985. Ilmu Pangan. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta.
Pelczar, MJ dan ECS. Chan,.1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi jilid II. Penerbit Universitas Indonesia (UI - Press). Jakarta.
Schlegel, Hans G.1994. Mikrobiologi Umum. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta
Suharni, Theresia Tri dkk. 2008. Mikrobiologi Umum. Penerbit Universitas Atma Jaya. Yogyakarta.
Volk, Wesley A. dan Margaret F. Wheeler. 1993. Mikrobiologi Dasar. Erlangga. Jakarta.
0 komentar:
Posting Komentar