Pertumbuhan Mikroba

Pertumbuhan Mikroba

OLEH KELOMPOK 8

Ahmad Fadli

Ayu Wandri Julianti

Hengki Zulyadi

Ipal Miansyah

Putri Aneka

Restika Wulandari

Ulfatmi

PERTUMBUHAN

Pertumbuhan adalah bertambahnya tinggi atau berat suatu organisme. Pertambahan tinggi maupun berat organisme merupakan bertambahnya ukuran sel atau bertambahnya jumlah sel.

Dalam dunia mikroba pertumbuhan diartikan sebagai

bertambahnya jumlah sel. Hal ini karena mikroba sebagian besar adalah organisme bersel tunggal.

Mikroba memperbanyak diri melalui pembelahan sel

maupun reproduksi seksual. Reproduksi seksual hanya dijumpai pada mikroba bersel banyak seperti jamur.

• Kuantitas atau ukuran pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur dari:

[1] segi pertambahan dimensi satu, misalnya : panjang, diameter, jari-jari, dan jumlah sel;

[2] segi pertambahan dimensi dua, misalnya : luas

[3] segi pertambahan dimensi tiga, misalnya : volume, berat segar, berat kering.

[4] segi komponen seluler, misalnya : RNA, DNA, dan protein dan

[5] segi kegiatan metabolisme secara langsung, misalnya : kebutuhan oksigen, karbon dioksida, hasilan gas-gas tertentu dan lain-lain.

FASE PERTUMBUHAN

Terdapat 5 fase pertumbuhan bakteri ketika ditumbuhkan pada kultur curah (batch culture), yaitu:

1. fase adaptasi (lag phase)

2. perbanyakan (exponential phase)

3. Fase pengaruh pertumbuhan

4. fase statis (stationer phase)

5. fase kematian (death phase)

Pertumbuhan mikroorganisme dapat ditinjau dari dua sudut, yaitu :

1. Pertumbuhan individu

2. Pertumbuhan koloni atau pertumbuhan populasi

• Pertumbuhan bakteri dan mikroorganisme unisel lainnya dapat ditunjukan dengan cara menghitung jumlah sel setiap koloninya maupun mengukur kandungan senyawa tertentu yang dihasilkan

Waktu Generasi

• Waktu yang dibutuhkan dari mulai tumbuh sampai berkembang dan menghasilkan individu baru.

• Untuk mikroorganisme yang membelah, waktu generasi diartikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan untuk membelah diri menjadi dua kali lipat.

• Contoh : waktu generasi bakteri E. Coli sekitar 17 menit, artinya dalam 17 menit satu E. Coli menjadi dua atau lebih E. Coli.

• Penghitungan Waktu Generasi Dari hasil pembelahan sel secara biner: 1 sel menjadi 2 sel 2 sel menjadi 4 sel 21 menjadi 22 atau 2x2 4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23 atau 2x2x2 Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi: N = N0 2n

N: jumlah sel akhir N0: jumlah sel awal n: jumlah generasi

Waktu generasi = t / n

t: waktu pertumbuhan eksponensial (menit)

n: jumlah generasi

• Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi:

log N = log N0 + n log 2

log N – log N0 = n log 2

𝑛 =𝐿𝑜𝑔 𝑁 − 𝐿𝑜𝑔 𝑁0

𝐿𝑜𝑔 2=

𝐿𝑜𝑔 𝑁 − 𝐿𝑜𝑔 𝑁0

0,031

Contoh

• Jika 100 sel setelah ditumbuhkan selama 5 jam menghasilkan 1.720.320 sel, maka jumlah generasi dan waktu generasi dapat dihitung dapat dihitung.

Faktor yang mempengaruhi waktu generasi

[1] Tahapan pertumbuhan mikroorganisme

[2] Takson mikroorganisme

KURVA PERTUMBUHAN MIKROBA

GAMBAR: Fase dalam pertumbuhan bakteri pada kultur curah (batch culture); 1 fase adaptasi; 2 fase perbanyakan; 3 fase statis; 4 fase kematian.

1. Fase Adaptasi (fase lag)

Fase lag adalah periode penyesuaian pada lingkungan dan lamanya dapat satu jam hingga beberapa hari. Lama waktu ini bergantung pada macam bakteri, umur biakan dan nutrien yang terdapat dalam medium yang disediakan.

2. Fase perbanyakan (exponential phase)

Fase perbanyakan adalah periode pembiakan yang cepat dan merupakan periode yang di dalamnya biasanya teramati ciri khas sel – sel yang aktif. Selama fase inilah waktu generasi tetap tak berubah bagi setiap jenis.

3. Fase pengaruh pertumbuhan

• Merupakan puncak dari fase logaritmik sebelum mencapai fase selanjutnya, dimana penambahan jumlah individu mulai berkurang atau menurun yang disebabkan oleh banyak faktor lain berkurangnya sumber nutrien dalam media.

4. Fase statis (stationer phase)

Sementara biakan menjadi tua dan mendekati populasi bakteri maksimum yang dapat ditunjang medium, laju pembiakan berkurang dan beberapa sel mati.apabila laju pembiakan sama sama dengan laju kematian, jumlah keseluruhan bakteri akan tetap. Hal ini dinamakan fase stasioner.

5. fase kematian (death phase)

Beberapa bakteri hanya mampu bertahan beberapa jam selama fase statis dan akhirnya masuk ke fase kematian, sedangkan ada bakteri yang mampu bertahan sampai harian bahkan mingguan pada fase statis dan akhirnya masuk ke fase kematian. Beberapa bakteri bahkan mampu bertahan sampai puluhan tahun sebelum mati dengan mengubah sel menjadi spora.

• Kurva pertumbuhan mikroorganisme merupakan gambaran pertumbuhan secara bertahap yang diukur dari kuantitas (N) sel dalam waktu (t) tertentu. Jika misalnya bakteri berjumlah N0 sel membelah (tumbuh), maka:

pada generasi ke-1 N1 = N0 x 21 pada generasi ke-2 N2 = N0 x 22 pada generasi ke-3 N3 = N0 x 23 pada generasi ke-n N = N0 x 2n Log N = Log N0 x n Log 2 n Log 2 = Log N - Log N0

Pengukuran Pertumbuhan Bakteri

Perhitungan sel bakteri terdiri atas 2 cara, yaitu:

a. Perhitungan langsung

• metode turbidimetri

• total count

• berat kering

b. Perhitungan tidak langsung

• viable count.

Perhitungan Mikroba Berdasarkan Berat Kering

Metode ini relatif mudah dan cepat dilakukan, yaitu kultur disaring (disentrifugasi), kemudian yang mengendap dikeringkan.

Pada metode ini juga tidak dapat membedakan sel yang hidup dan yang mati. Akan tetapi, keterbatasan itu tidak menutup manfaat metode ini dalam hal mengukur efisiensi fermentasi, karena pertumbuhan diukur dengan satuan berat, sehingga dapat diperhitungkan dengan parameter konsumsi substrat dan produksi senyawa yang diinginkan.

MENGHITUNG SEL HIDUP DENGAN CARA DITANAM PADA MEDIA PADAT

• Perhitungan melalui pengenceran dan diteruskan dengan menumbuhkan pada media kultur. Ada dua cara menumbuhkan pada media kultur, yakni : bentang rata (spread-plate) dan tabur tuang rata (pour-plate)

• Cara spread-plate dilaksanakan dengan meneteskan 100 µl suspensi sampel di atas medium kultur padat kemudian dibentang ratakan menggunakan batang gelas bentuk huruf L.

• Cara pour-plate dilaksanakan dengan meneteskan 100 µl suspensi sampel di dalam cawan petri kemudian dituangi medium cair dan digoyang-goyang supaya sampel bercampur homogen dengan medium kultur

MENGHITUNG DENGAN RUANG HITUNG

• Perhitungan sel menggunakan ruang hitung dilakukan dengan menggunakan suspensi hasil pengenceran diteteskan ke dalam ruang hitung kemudian ditutup menggunakan gelas penutup preparat.

• Ruang hitung yang digunakan biasanya berupa hemasitometer atau ruang penghitung sel-sel darah merah

• Pemeriksaan selanjutnya dilakukan di bawah mikroskop dengan cara menghitung jumlah sel yang ada di dalam ruang hitung.

• Ada tiga macam ruang hitung yang dapat digunakan dengan ukuran ruang yang saling berbeda. Perhitungan akan lebih mewakili dari jumlah sel yang sebenarnya jika menggunakan semua macam ruang hitung dan sistem pengencerannya yang benar-benar homogen, sehingga hasil rata-rata menjadi lebih akurat.

• Jika yang digunakan kotak kecil

• Volume 1 kotak kecil (KK) = 0,05 mm x 0,05 mm x 0,1 mm = 25. 10-5 mm3

KULTUR KONTINIU

Kultur kontiniu adalah metode kultivasi yang dapat memperpanjang umur fase perbanyakan bakteri.

Kultur kontiniu dapat dirancang dengan 2 metode yaitu metode kemostat dan turbidostat.

Perbedaan Kemostat dan Turbidostat

• Kemostat

Pada metode kemostat kontrol populasi bakteri berdasarkan pada laju pemasukan media pakan steril

• Turbidostat

Pada metode turbidostat kontrol populasi berdasarkan sensor foto-sel yang dapat mengukur populasi bakteri.

Metode Kemostat pada Kultur Kontiniu

Metode Turbidostat pada Kultur Kontiniu

Pengaruh Lingkungan Terhadap Pertumbuhan Mikroba

Temperatur

Kelembapan

Tekanan osmosa

pH

Senyawa toksin

Arus listrik

Radiasi

Tekanan muka

Tekanan hidrostatik dan mekanik

Pengaruh Temperatur a. Psikrofil

Merupakan kisaran suhu pertumbuhan mikroba antara 0—30C.

b. Mesofil Merupakan kisaran suhu pertumbuhan mikroba antara 25—37C.

c. Thermofil merupakan kisaran suhu pertumbuhan mikroba antara 45—80C. Jika mikroba mampu tumbuh di atas 80C disebut

thermofil ekstrim atau hiperthermofil, sedangkan yang mampu tumbuh di bawah 0C disebut psikrofil ekstrim atau hipopsikrofil

Kelembaban

• Untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembapan yang tinggi diatas 85%, sedangkan untuk jamur aktinomiset diperlukan kelembapan yang rendah dibawah 80%.

Tekanan osmosa

• Larutan hipertonis menghambat pertumbuhan karena dapat menyebabkan plasmolisa. Tekanan osmosa tinggi banyak digunakan dalam praktek untuk pengawetan bahan-bahan makanan, seperti pengawetan ikan dengan penambahan garam, pengawetan buah-buahan dengan penambahan gula.

Pengaruh pH

Mikroba dapat ditemukan disetiap lingkungan berpH 1—14, tetapi sebagian besar ditemukan pada lingkungan berpH 7 (netral).

Berdasarkan ketergantungan terhadap pH, maka mikroba dapat dikelompokkan menjadi 4 kelompok yaitu asidofil (2,0-50), neurofil / mesofil (5,5-8,0) dan alaklifil (8-11).

Senyawa toksin

• Ion-ion logam berat spt, Hg, Cu, Zn, Li, Pb , walaupun pada yang sangat rendah akan bersifat toksit terhadap mikroba karena ion-ion logam berat dapat bereaksi dengan gugusan senyawa sel

Arus Listrik

• Arus listrik bolak balik ataupun searah yang bertegangan tinggi dapat menyebabkan elektrolisis bahan penyusun medium.Dan juga menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba.

Radiasi

• Pada umumnya cahaya mempunyai daya merusak kepada sel mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis, sedang cahaya dengan gelombang pendek dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroba.

• Sinar dengan gelombang panjang juga mempunyai daya fotodinamik dan daya biofisik, ex: cahaya matahari

Tegangan Permukaan

• Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan akan menyerupai membran yang elastis.

Tekanan Osmosa

• Tekanan yang tinggi akan menyebabkan meningkatnya beberapa reaksi kimia pengecilan volume koloid organik enzim, molekul dll.

Tekanan hidrostatik

• Tekanan yang tinggi akan menyebabkan meningkatnya beberapa reaksi kimia pengecilan volume koloid organik enzim, molekul dll.

Terima Kasih

Assalamu’alaikum Wr.Wb