PERTUMBUHAN MIKROBA
Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Mikrobiologi Dasar
yang dibimbing oleh Ibu Sulastri Arsad, S.Pi, M.Si, M.Sc.
Disusun oleh :
Tomi Aris (135080600111012)
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2014
PERTUMBUHAN MIKROBA
Pengertian pertumbuhan mikroba
Pengertian tumbuh dan berkembang
Tumbuh dalam pengertian umum diartikan sebagai bertambahnya ukuran, sedangkan berkembang diartikan sebagai bertambahnya kuantitas. Oleh karena itu pertumbuhan dapat ditunjukkan dengan adanya pertambahan panjang, luas, volume, berat maupun kandungan tertentu, sedangkan berkembang ditunjukan dengan bertambahnya jumlah individu dan terbentuknya alat reproduksi. Dengan demikian dari segi ukuran, maka tumbuh merupakan proses dari pendek menjadi panjang, dari sempit menjadi luas, dari kosong menjadi berisi, dari ringan menjadi berat, sedangkan berkembang adalah dari sedikit menjadi banyak.
Kuantitas atau ukuran pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur, Pertama dari segi pertambahan dimensi satu, misalnya : panjang,diameter, jari-jari, dan jumlah sel, Kedua dari segi pertambahan dimensi dua, misalnya :luas, Ketiga dari segi pertambahan dimensi tiga, misalnya : volume, berat segar, berat kering. Selain tiga segi tersebut, pertumbuhan juga dapat diukur dari segi komponen seluler, misalnya : RNA, DNA, dan protein dan dari segi kegiatan metabolisme secara langsung, misalnya : kebutuhan oksigen, karbon dioksida, dan lain-lain (Winarsih,2011).
Pertumbuhan mikroorganisme dapat ditinjau dari dua sudut, yaitu : pertumbuhan individu dan pertumbuhan koloni atau pertumbuhan populasi. Pertumbuhan individu diartikan sebagai bertambahnya ukuran tubuh, sedangkan pertumbuhan populasi diartikan sebagai bertambahnya kuantitas individu dalam suatu populasi atau bertambahnya ukuran koloni. Namun demikian pertumbuhan mikroorganisme unisel (bersel tunggal) sulit diukur dari segi pertambahan panjang, luas, volume, maupun berat, karena pertambahannya sangat sedikit dan berlangsung sangat cepat (lebih cepat dari satuan waktu mengukurnya), sehingga untuk mikroorganisme yang demikian satuan pertumbuhan sama dengan satuan perkembangan. Pertumbuhan bakteri dan mikroorganisme unisel lainnya dapat ditunjukan dengan cara menghitung jumlah sel setiap koloninya maupun mengukur kandungan senyawa tertentu yang dihasilkan (Winarsih,2011).
Pertumbuhan sel
Pertumbuhan Sel berarti penambahan jumlah sel melalui proses pembelahan sel. Pembelahan sel ini membutuhkan transformasi energi lebih dari 2000 reaksi kimia. Pertumbuhan sel diawali dengan molekul-molekul kecil yang saling berikatan membentuk molekul yang lebih besar atau makromolekul kemudian menjadi struktur sel yang lebih kompleks dan akhirnya menjadi satun sel atau individu baru. Pertumbuhan sel dapat berbentuk linear, Tetra, sarcinae dan Grapelike atau Staphylo.
Reproduksi Mikroorganisme
Reproduksi Bakteri
Reproduksi Aseksual
Pembelahan Biner
Pembelahan biner yang terjadi pada bakteri adalah pembelahan biner melintang yaitu suatu proses reproduksi aseksual, setelah pembentukan dinding sel melintang, maka satu sel tunggal membelah menjadi dua sel yang disebut dengan sel anak. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut.
1. Fase pertama, sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus.
2. Fase kedua, tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang.
3. Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik.
Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni. Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel (winarsih,2011).
Gambar Fase Pembelahan Biner
Penjelasan gambar :
1. Replikasi DNA dan elongasi
2. Dinding sel membran plasma membelah
3. Septum terbentuk dan DNA terpisah
4. Sel terpisah menjadi 2 (pemisahan sel menjadi dua) dan setiap sel mengulangi proses tersebut.
Reproduksi Para Seksual yaitu dengan Trasformasi dan Transduksi.
Reproduksi Seksual (generatif) yaitu dengan Konjugasi.
Fase dan kurva pertumbuhan mikroorganisme
Pertumbuhan mikroorganisme dimulai dari awal pertumbuhan sampai dengan berakhirnya aktivitas merupakan proses bertahap yang dapat digambarkan sebagai kurva pertumbuhan. Kurva pertumbuhan mikroba terdiri dari 4 fase utama yaitu : lag, eksponensial, stasioner, dan kematian. Kurva pertumbuhan yang lengkap merupakan gambaran pertumbuhan secara bertahap (fase) sejak awal pertumbuhan sampai dengan terhenti mengadakan kegiatan.
Kurva pertumbuhan mikroba
Menurut Hamdiyati (2014), Empat fase kurva pertumbuhan mikroorganisme, yaitu :
Fase Lag atau Adaptasi
Jika mikroba dipindahkan ke dalam suatu medium, mula-mula akan mengalami fase adaptasi untuk menyesuaikan dengan kondisi lingkungan di sekitarnya. Lamanya fase adaptasi ini dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya:
1. Medium dan lingkungan pertumbuhan Jika medium dan lingkungan pertumbuhan sama seperti medium dan lingkungan sebelumnya, mungkin tidak diperlukan waktu adaptasi. Tetapi jika nutrient yang tersedia dan kondisi lingkungan yang baru berbeda dengan sebelumnya, diperlukan waktu penyesuaian untuk mensintesa enzim-enzim.
2. Jumlah inokulum Jumlah awal sel yang semakin tinggi akan mempercepat fase adaptasi. Fase adaptasi mungkin berjalan lambat karena beberapa sebab, misalnya:
(1) kultur dipindahkan dari medium yang kaya nutrien ke medium yang kandungan nuriennya terbatas,
(2) mutan yang baru dipindahkan dari fase statis ke medium baru dengan komposisi sama seperti sebelumnya.
Fase Log atau Pertumbuhan Eksponensial
Pada fase ini mikroba membelah dengan cepat dan konstan mengikuti kurva logaritmik. Pada fase ini kecepatan pertumbuhan sangat dipengaruhi oleh medium tempat tumbuhnya seperti pH dan kandungan nutrient, juga kondisi lingkungan termasuk suhu dan kelembaban udara. Pada fase ini mikroba membutuhkan energi lebih banyak dari pada fase lainnya. Pada fase ini kultur paling sensitif terhadap keadaan lingkungan. Dalam hal ini terdapat keragaman kecepatan pertumbuhan berbagai mikroorganisme. Waktu lipat dua untuk E. coli dalam kultur kaldu pada suhu 370 C, sekitar 20 menit, sedangkan waktu lipat dua minimal sel mamalia sekitar 10 jam pada temperatur yang sama. Akhir fase log, kecepatan pertumbuhan populasi menurun dikarenakan :
1 Nutrien di dalam medium sudah berkurang.
2 Adanya hasil metabolisme yang mungkin beracun atau dapat menghambat pertumbuhan mikroba.
Fase Stasioner
Pada fase ini jumlah populasi sel tetap karena jumlah sel yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati. Ukuran sel pada fase ini menjadi lebih kecil karena sel tetap membelah meskipun zat-zat nutrisi sudah habis. Karena kekurangan zat nutrisi, sel kemungkinan mempunyai komposisi yang berbeda dengan sel yang tumbuh pada fase logaritmik. Pada fase ini sel-sel lebih tahan terhadap keadaan ekstrim seperti panas, dingin, radiasi, dan bahan-bahan kimia.
Fase Kematian
Pada fase ini sebagian populasi mikroba mulai mengalami kematian karena beberapa sebab yaitu:
1 Nutrien di dalam medium sudah habis.
2 Energi cadangan di dalam sel habis.
Kecepatan kematian bergantung pada kondisi nutrien, lingkungan, dan jenis mikroba.
Pada kenyataannya bahwa gambaran kurva pertumbuhan mikroorganisme tidak linear seperti yang dijelaskan di atas jika faktor-faktor lingkungan yang menyertainya tidak memenuhi persyaratan. Beberapa penyimpangan yang sering terjadi, misalnya : fase lag yang terlalu lama karena faktor lingkungan kurang mendukung, tanpa fase lag karena pemindahan ke lingkungan yang identik, fase eksponensial berulang-ulang karena medium kultur kontinyu, dan lain sebagainya.
Kecepatan atau laju pertumbuhan Eksponesial
Pertumbuhan eksponensial adalah Pertumbuhan mikroorganisme pada fase log atau fase dimana pertumbuhan mikroorganisme sangat cepat dan dalam waktu yang singkat. Pertumbuhan yang cepat pada miroorganisme, disebabkan karena jumlah nutrisi yang banyak. Fase ini adalah fase yang dapat dijadikan acuan dalam menentukan laju atau kecepatan pertumbuhan dari mikroorganisme.
Rumus perhitungan Pertumbuhan eksponensial yaitu:
Nt = N0 x 2n
Keterangan:
Nt = Jumlah sel pada waktu t
N0 = Jumlah awal sel
n = Jumlah generasi selama waktu (t), dapat dihitung dengan rumus:
n = 3,3 ( log Nt – log N0 )
Waktu generasi (waktu pertumbuhan)
Waktu yang dibutuhkan dari mulai tumbuh sampai berkembang dan menghasilkan individu baru disebut waktu generasi. Contoh : waktu generasi bakteri E. Coli sekitar 17 menit, artinya dalam 17 menit satu E. Coli menjadi dua atau lebih E. Coli. Untuk mikroorganisme yang membelah, misalnya bakteri, maka waktu generasi diartikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan untuk membelah diri menjadi dua kali lipat.
Beberapa faktor yang mempengaruhi waktu generasi yaitu :
(1) Tahapan pertumbuhan mikroorganisme, misalnya seperti tersebut di atas yang menyatakan bahwa satu sel bakteri menjadi 2 sel bakteri memerlukan rentang waktu yang berbeda ketika128 sel bakteri menjadi 256 sel ;
(2) Takson mikroorganisme (jenis, spesies, dll), misalnya bakteri Escherichia coli dalam saluran pencernakan manusia maupun binatang umumnya mempunyai waktu generasi 15 - 20 menit sedangkan bakteri lain (misalnya Salmonella typhi) mempunyai waktu generasi berjam-jam.
Jika jumlah generasi selama selang waktu pengamatan diketahui, Waktu Generasi mikroba dapat dihitung dengan rumus:
g = t / n
Keterangan:
g = waktu generasi
t = waktu pertumbuhan bakteri atau selisih antara waktu akhir dengan waktu awal pengamatan pertumbuhan bakteri.
n = jumlah generasi selama waktu (t )
Namun, jika jumlah generasi belum diketahui Waktu generasi mikroba dapat dihitung dengan rumus:
Mengetahui jumlah Generasi terlebih dahulu dengan rumus:
N = ( log10 Nf - log10 N0 )/0,301
Keterangan:
N = Jumlah generasi
Nf = Konsentrasi akhir sel ( cell/ml)
N0 = Konsentrasi awal sel (cell/ml)
0,301 = Faktor Konversi, konversi dari log2 sampai log10.
Setelah itu mencari Waktu generasi dengan rumus:
g = t / n seperti rumus diatas.
Pengukuran pertumbuhan
Metode pengukuran pertumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan menjadi metode langsung dan tidak langsung.
Metode Langsung
Contoh metode langsung yaitu dengan hitungan mikroskopik (menggunakan hemositometer), digunakan untuk mengukur pertumbuhan bakteri pada susu / vaksin dan hitungan cawan digunakan untuk mengukur pertumbuhan bakteri susu, air, makanan, tanah, dan lain-lain (Winarsih,2011).
Hitungan mikroskopik menggunakan ruang penghitung hemositometer mempunyai kelebihan cepat dalam pengerjaannya, tetapi mempunyai beberapa kekurangannya, yaitu : tingkat kesalahan tinggi, sel mati bisa terhitung, sel ukuran kecil sulit teramati. Metode ini tidak sesuai untuk sel yang densitasnya rendah.
Hitungan cawan dapat dilakukan dengan metode :
1. Cawan sebar (spread plate method)
2. Cawan tuang (pour plate method) Penerapan metode cawan tuang, terlebih dahulu dilakukan :
1. Satu seri pengenceran terhadap sampel
2. Ambil pengenceran tertentu
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 dengan medium cair dan digoyang-goyang supaya sampel bercampur homogen dengan medium kultur bakteri (Winarsih,2011).
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. Hindari terjadinya gelembung udara pada waktu menutup ruang hitung. 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.
Metode Tidak Langsung
Contoh metode tidak langsung adalah sebagai berikut:
1. Berdasarkan kekeruhan, bila suspensi biakan cair & homogen
2. Berdasarkan berat kering sel, bila suspensi biakan kental & tidak homogen
3. Berdasarkan kadar nitrogen, bila suspensi biakan kental & tidak homogen
4. Berdasarkan aktivitas biokimia, menggunakan uji mikrobiologis
Metode tidak langsung melalui kekeruhan/turbiditas dengan melihat massa sel. Metode ini menggunakan alat : spektrofotometer. Dengan alat ini dapat ditentukan nilai absorbansi (a) atau kerapatan optik (od=optikal density). Sebelumnya perlu dibuat kurva baku untuk mengetahui jumlah sel. Kelebihan : cepat, mudah, tidak merusak sample. Kekurangan : sel hidup dan sel mati tidak terukur. Metode tidak langsung melalui berat kering sel, dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :
1. Menyaring atau sentrifugasi massa sel
2. Mencuci dengan aquadest atau buffer
3.Dikeringkan dalam oven, bila suhu 800 C memerlukan waktu 24 jam atau 1100 C selama 8 jam
4. Kemudian ditimbang sehingga diperoleh berat kering sel.
Turbiditas dapat diukur menggunakan alat photometer (penerusan cahaya), semakin pekat atau semakin banyak populasi mikrobia maka cahaya yang diteruskan semakin sedikit. Turbiditas juga dapat diukur menggunakan spektrofotometer (optical density/ OD), yang sebelumnya dibuat kurva standart berdasarkan pengukuran jumlah sel baik secara total maupun yang hidup saja atau berdasarkan berat kering sel. Unit photometer atau OD proporsional dengan massa sel dan juga jumlah sel, sehingga cara ini dapat digunakan untuk memperkirakan jumlah atau massa sel secara tidak langsung.
Perhitungan populasi bakteri
Pada saat ditempatkan dalam medium nutrisi lengkap, sel bakteri tumbuh lebih besar dan akhirnya membelah menjadi dua sel. Hal ini berkesinambungan dengan produksi populasi vegetatif sel yang tidak terdiferensiasi. Dalam perkembangan biakan bakteri, terjadi peningkatan massa sel dan jumlah organisme, tetapi hubungan kedua parameter tersebut tidak konstan. Penelitian kuantitatif perlu dilakukan terhadap pertumbuhan sel, oleh karena itu perlu dicatat perbedaan antara konsentrasi sel, atau jumlah sel per unit volume biakan, dengan kepadatan bakteri, yang didefinisikan sebagai protoplasma total per unit volume (Kusnadi,2014).
Massa sel ditentukan langsung dalam berat kering. Metode tersebut, memakan-waktu, khususnya mengunakan referensi dalam isolasi dan pemurnian dan dalam kalibrasi dasar metode lain. Metode yang sering digunakan untuk menaksir berat atau jumlah biomassa total dalam suspensi ialah mengukur densitas optik kultur kaldu dengan spektrofotometer. Teknik tubidimetrik, secara khusus digunakan untuk menentukan masa sel selama pertumbuhan, sebagai evaluasi terhadap efek zat antibakteri terhadap bakteri. Metode lain untuk menentukan berat atau jumlah sel, dengan menentukan nitrogen dan mengukur volume sel yang telah disentrifugasi.
Jumlah bakteri dalam suatu biakan dapat ditentukan dengan menghitung langsung jumlah keseluruhan bakteri atau dengan cara tidak langsung, menghitung jumlah sel yang hidup. Jumlah total bakteri yang hidup dan mati dapat dilakukan dengan menggunakan alat penghitung seperti Petroff-Houser counter, atau cara yang tepat dengan Coulter counter, suatu alat penghitung partikel elektronik yang mengukur penyebaran ukuran dan jumlah dalam suspensi bakteri (Kusnadi,2014).
Untuk menghitung jumlah yang hidup, diperlukan pembiakan pada permukaan lempeng agar. Populasi mikroorganisme diencerkan dalam pelarut nontoksik, dan populasi yang tercampur rata disebarkan dalam atau pada medium padat yang sesuai, jadi setelah inkubasi setiap unit yang hidup membentuk satu koloni. Jumlah individu yang hidup atau cluster yang ada ditentukan dari jumlah koloni dan pengenceran. Sampel yang mengandung mikroorganisme lebih dari 100 sel per mililiter, seperti urin atau dari sumber air minum, memerlukan pemekatan sebelum dilakukan penghitungan. Hal ini dilakukan melalui filter membran steril dengan ukuran pori yang dapat menahan semua bakteri, selanjutnya membran dipindahkan ke suatu lapisan absorben yang jenuh oleh kaldu nutrien.
Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba
Dalam pertumbuhan bakteri, semua substansi esensial harus tersedia untuk sintesis dan pemeliharaan protoplasma, dengan sumber energi, dan kondisi lingkungan yang sesuai. Bakteri merupakan organisme yang sangat "pintar". Mereka memperlihatkan kemampuan yang sangat besar dalam menggunakan bahan makanan yang tersebar, menyusun bahan anorganik menjadi senyawa organik yang sangat kompleks. Beberapa spesies juga belajar tumbuh pada berbagai relung ekologik dengan temperatur, keasaman, dan tekanan oksigen yang ekstrim. Kemampuan bakteri untuk bertahan di bawah keadaan sekitar yang demikian merupakan perlindungan dari adaptabilitas tinggi dan refleks kapasitasnya dalam keberhasilan merespon suatu stimulus yang dianggap asing atau tidak pernah ditemui sebelumnya ( Hamdiyati,2014).
Beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri:
Faktor nutrisi
Karbon, Bakteri Autotrofik (litotrof), untuk pertumbuhannya hanya membutuhkan air, garam anorganik dan karbon dioksida. Kelompok ini mensintesis karbon dioksida menjadi sebagian besar metabolit organik esensial. Bakteri heterotrofik (organotrof) membutuhkan karbon organik untuk pertumbuhannya. Dalam praktek laboratorium, glukosa secara luas digunakan sebagai sumber karbon organik, tetapi berbagai senyawa lain juga dapat digunakan secara khusus atau sumber karbon tertentu oleh bakteri yang berbeda. Di antara bakteri yang "pintar", Pseudomonas menggunakan lebih dari 100 senyawa organik yang berbeda sebagai satu-satunya sumber karbon dan energi.
Ion anorganik, Sejumlah kecil ion anorganik dibutuhkan oleh semua bakteri. Selain nitrogen, sulfur dan fosfor yang terdapat sebagai unsur dalam senyawa biologik , kalium, magnesium dan kalsium pada bakteri fungsinya berhubungan dengan polimer anionik tertentu. Magnesium berfungsi menstabilkan ribosom, membran sel, asam nukleat, dan dibutuhkan untuk aktivitas sejumlah enzim. Kalium juga dibutuhkan untuk aktivitas sejumlah enzim, dan konsentrasi kalium dalam sel bakteri Gram-positif dipengaruhi oleh kandungan asam teikoat pada dinding sel. Sebagian besar bakteri membutuhkan besi, magnesium, seng, kupri, dan kobalt, dan untuk bakteri lain kebutuhan molibdenum dan selenium dianggap esensial. Kebutuhan unsur tersebut untuk bakteri lain lebih sulit untuk diperkirakan, karena kadang-kadang diperlukan atau kehadirannya dianggap sebagai unsur kontaminan dalam medium (Hamdiyati,2014).
Unsur dalam jumlah yang sedikit (trace element) berperan penting dalam inetraksi inang-parasit. Pada inang hewan, kekuatan protein pengikat-besi dalam cairan tubuh berfungsi untuk menahan besi terhadap serangan mikroorganisme yang masuk. Keberhasilan mikroorganisme memasuki inang, akan dapat meningkatkan kemampuannya untuk mengambil besi, dan dengan giat mengekstrak besi dari berbagai lingkungannya. Sejumlah senyawa besi (siderophore) sudah dikenal pada beberapa spesies bakteri. Kehadirannya sangat penting untuk pengambilan besi, dan signifikan secara evolusiner untuk keberhasilan kompetisi dengan inangnya dalam hal nutrisi esensial yang jumlahnya terbatas (Hamdiyati,2014).
Karbon dioksida. Bakteri pengguna CO2 sebagai sumber karbon seluler utama, ialah bakteri kemolitotrof dan fotolitotrof . Selain itu, kemoorganotrof juga membutuhkan suplai CO2 yang memadai untuk fiksasi CO2 heterotrofik dan untuk sintesis asam lemak. Karbon dioksida secara normal dihasilkan selama katabolisme senyawa organik, oleh karena itu tidak dianggap sebagai faktor pembatas. Beberapa bakteri, seperti Neisseria dan Brucella, memiliki satu atau banyak enzim yang berafinitas rendah terhadap CO2 dan membutuhkan CO2 pada konsentrasi yang lebih tinggi (10%) dibanding CO2 yang terdapat di atmosfir (0,03%). Keadaan ini harus dipertimbangkan untuk kepentingan isolasi dan biakan bakteri tersebut (Kusnadi,2014).
Lingkungan
Setiap mikroorganisme mempunyai respons yang berbeda terhadap faktor lingkungan (suhu, pH, O, salinitas, dsb.)
Suhu
Tinggi rendahnya suhu mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Bakteri dapat tumbuh dalam rentang suhu minus 50C sampai 800C, tetapi bagaimanapun juga setiap species mempunyai rentang suhu yang pendek yang ditentukan oleh sensitifitas sistem enzimnya terhadap panas.
Bakteri dapat dikelompokkan berdasarkan pada kisaran suhu pertumbuhannya, yaitu :
1. Psikrofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 00C sampai 200C. Suhu optimumnya sekitar 150C. Karakteristik istimewa dari semua bakteri psikrofil adalah akan tumbuh pada suhu 0 – 50 C.
2. Mesofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 200C sampai 450 C. karakteristik istimewa dari semua bakteri mesofil adalah kemampuannya untuk tumbuh pada suhu tubuh (370 C) dan tidak dapat tumbuh pada suhu di atas 450 C.
Bakteri mesofil dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
a. Yang mempunyai suhu pertumbuhan optimum 20 – 300 C, termasuk tumbuhan saprofit.
b. Yang mempunyai suhu pertumbuhan optimum 35 – 400 C, termasuk organisme yang tumbuh baik pada tubuh inang berdarah panas.
3. Termofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 450 C atau lebih. Bakteri termofil dapat dibedakan menjadi dua kelompok :
a. Fakultatif termofil adalah organisme yang dapat tumbuh pada suhu 470 C, dengan suhu pertumbuhan optimum 45 – 600 C.
b. Obligat termofil adalah organisme yang dapat tumbuh pada suhu di atas suhu 500 C, dengan suhu pertumbuhan optimum di atas 600 C.
Perubahan suhu dapat mempengaruhi :
1. Pertumbuhan : miskin, banyak, atau mati
2. Perubahan karakteristik : pembentukan pigmen, misalnya Serratia marcescens, pada suhu kamar merah, suhu lebih tinggi atau rendah dari suhu kamar, pigmen merah hilang. Produksi selulosa Acetobacter xylinum pada suhu lebih tinggi dari suhu kamar akan menurun.
2. Derajat keasaman (pH)
Pengaruh pH terhadap pertumbuhan tidak kalah pentingnya dari pengaruh temperatur. Ada pH minimum, pH optimum, dan pH maksimum. Rentang pH bagi pertumbuhan bakteri antara 4 – 9 dengan pH optimum 6,5 – 7,5. Jamur lebih menyukai pH asam, rentang pH pertumbuhan jamur dari 1 – 9 dan pH optimumnya 4 – 6. Selama pertumbuhan pH dapat berubah, naik atau turun, bergantung kepada komposisi medium yang diuraikan. Bila ingin pH konstan selama pertumbuhan harus diberikan larutan penyangga atau buffer yang sesuai dengan media dan jenis mikroorganisme (Hamdiyati,2014).
Kebutuhan Oksigen
oksigen tidak mutlak diperlukan mikroorganisme karena ada juga kelompok yang tidak memerlukan oksigen bahkan oksigen merupakan racun bagi pertumbuhan. Mikroorganisme terbagi atas empat kelompok berdasarkan kebutuhan akan organisme, yaitu mikroorganisme aerob yang memerlukan oksigen sebagai akseptor elektron dalam proses respirasi. Mikroorganisme anaerob adalah mikroorganisme yang tidak memerlukan O2 karena oksigen akan membentuk H2O2 yang bersifat toksik dan meyebabkan kematian. Mikroorganisme anaerob tidak memiliki enzim katalase yang dapat menguraikan H2O2 menjadi air dan oksigen. Mikroorganisme fakultatif anaerob adalah mikroorganisme yang tetap tumbuh dalam lingkungan kelompok fakultatif anaerob. Mikroorganisme mikroaerofilik adalah mikroorganisme yang memerlukan oksigen dalam jumlah terbatas karena jumlah oksigen yang berlebih akan menghambat kerja enzim oksidatif dan menimbulkan kematian mikroba (Kusnadi,2014).
Kondisi Osmotik.
Konsentrasi larutan yang aktif secara osmotik di dalam sel bakteri, umumnya lebih tinggi dari konsentrasi di luar sel. Sebagian besar bakteri, kecuali pada Mycoplasma dan bakteri yang mengalami kerusakan dinging selnya, tidak toleran terhadap perubahan osmotik dan akan mengembangkan sistem transpor kompleks dan alat pengatur sensor-osmotik untuk memelihara keadaan osmotik konstat dalam sel.
Salinitas
Berdasarkan kebutuhan garam (NaCl) mikroorganisme dapat dikelompokkan menjadi :
1. Non halofil
2. Halotoleran
3. Halofil (NaCl 10-15%)
4. Halofil ekstrim
Pengendalian pertumbuhan mikroba
Pengendalian atau Kontrol terhadap pertumbuhan mikroorganisme dapat dilakukan dengan cara membunuh mikroorganisme, atau menghambat pertumbuhannya. Kontrol terhadap pertumbuhan dapat dilakukan secara :
Fisik
Secara fisik, menggunakan uap air panas dan tekanan tinggi, diperoleh panas lembab, efektif dengan menggunakan autoklaf. Sterilisasi dengan otoklaf memerlukan suhu 1210 C, tekanan 15 psi/1,5 kg/cm2, selama 15 menit. Sterilisasi fisik dapat juga dengan panas kering menggunakan oven1600 C, selam 2 jam. Sterilisasi dengan oven untuk alat-alat gelas dan bahan yang tidak tembus air.
Kimia
Secara kimia, menggunakan senyawa kimia untuk mengendalikan pertumbuhan mikroorganisme , contoh :
HgCl (0,1%), menyebabkan koagulasi protein
NaOCl Cl2 + H2 O = HCl + HOCl (asam hipoklorit, menyebabkan klorinasi protein sel)
HOCl = HCl+ + O n (daya oksidasi kuat)
Senyawa kimia yang dapat mengendalikan pertumbuhan mikroorganisme, dapat dibedakan memjadi antiseptic, desinfektan, dan bahan kemoterapetik/antibiotic. Antiseptik : substansi kimia yang digunakan pada jaringan hidup yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisma. Desinfektan:substansi kimia yang dapat menghambat pertumbuhan sel vegetatif pada materi yang tidak hidup. Bahan kemoterapetik :substansi kimia yang dapat merusak/menghambat pertumbuhan mikroorganisme dalam jaringan hidup, dihasilkan oleh mikroorganisme (Hamdiyati,2014).
Tidak ada bahan kimia yang ideal atau dapat digunakan untuk segala macam keperluan, maka diperlukan beberapa hal dalam memilih dan menggunakan senyawa kimia untuk tujuan tertentu, yaitu sebagai berikut:
a. Aktivitas antimikroba, yaitu memiliki kemampuan untuk mematikan mikroorganisme, dalam konsentrasi yang rendah pada spektrum yang luas, artinya dapat membunuh berbagai macam mikroorganisme.
b. Kelarutan, artinya senyawa ini bisa larut dalam air atau pelarut lain, sampai pada taraf yang diperlukan secara efektif.
c. Stabilitas, artinya memiliki stabilitas yang tinggi bila dibiarkan dalam waktu yang relatif lama dan tidak boleh kehilangan sifat antimikrobanya.
d. Tidak bersifat toksik bagi manusia maupun hewan lain, artinya senyawa ini bersifat letal bagi mikroorganisme dan tidak berbahaya bagi manusia maupun hewan lain.
e. Homogenitas, komposisinya harus selalu sama, sehingga bahan aktifnya terdapat pada setiap aplikasi.
f. Ketersediaan dan biaya, senyawa itu harus tersedia dalam jumlah besar dengan harga yang pantas.
g. Sifat bahan harus serasi , yaitu zat kimia yang digunakan untuk disinfeksi alat-alat yang terkontaminasi tidak baik digunakan untuk kulit karena dapat merusak sel kulit.
h. Tipe mikroorganisme, artinya tidak semua mikroorganisme rentan terhadap mikrobiostatik atau mikrobiosida, oleh karena itu harus dipilih tipe mikroorganisme yang akan dibasmi.
Mekanik
Secara mekanik, untuk bahan yang mudah rusak karena pemanasan, misalnya vitamin, enzim, serum, antibiotik. Sebagai Contoh : filtrasi, menggunakan filter berupa membran dengan tebal tertentu, terbuat dari asbes, diatom, porselen, kaca berpori, selulosa. membran selulosa : diameter pori 0,01-10 μm. Bahan/zat yang tidak dapat dipanaskan pada suhu lebih dari 1000 C, dapat dilakukan pasteurisasi dan tindalisasi. Pasteurisasi memerlukan pemanasan 63-730 C, digunakan untuk pengawetan air, susu, bir, anggur. Pasteurisasi dapat membunuh mikroorganisme pathogen (Mycobacterium, Salmonella, Coxiella) dan beberapa mikroorganisme normal. Pelaksanaan pasteurisasi dapat dilakukan dengan cara :
LTH = low temperatur holding, menggunakan suhu 630 C , selama 30 menit
HTST = high temperatur short time, menggunakan suhu 720 C, selama 15 detik
Tindalisasi adalah pemanasan dengan suhu 80-1000 C, selama 30 menit, 3 hari berturut-turut. Pelaksanaan tindalisasi melalui tahapan sebagai berikut :
1. Tindalisasi 1: sel vegetatif mati, kemudian diinkubasi, spora berkecambah menjadi sel vegetatif.
2. Tindalisasi 2: sel vegetatif mati, spora yang tersisa berkecambah menjadi sel vegetatif.
3. Tindalisasi 3: semua sel mati.
Daftar Pustaka
Hamdiyati, Yanti.2014. Pertumbuhan dan Pengendalian Mikroorganisme II. http://file.upi.edu. Diakses pada tanggal 27 September pada pukul 16.20 WIB.
Winarsih,S. Dkk. 2011. Reproduksi dan Pertumbuhan Mikroorganisme. http://staff.unila.ac.id. Diakses pada tanggal 28 September pada pukul 16.30 WIB.
Kusnadi. 2014. BAB IV Pertumbuhan Bakteri. http://file.upi.edu. Diakses pada tanggal 27 September 2014 pada pukul 16.05 WIB
