BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam pertumbuhannya setiap makhluk
hidup membutuhkan nutrisi yang mencukupi serta kondisi lingkungan yang
mendukung demi proses pertumbuhan tersebut, termasuk juga bakteri. Pertumbuhan
bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh faktor
ini akan memberikan gambaran yang memperlihatkan peningkatan jumlah sel yang
berbeda dan pada akhirnya memberikan gambaran pula terhadap kurva
pertumbuhannya.
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).
B. Tujuan
1. Untuk
mengetahui yang dimaksud pertumbuhan mikroorganisme.
2. Untuk
mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme.
3. Untuk
mengetahui penggolongan mikroba berdasarkan suhu.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Pertumbuhan Mikroorganisme
Pertumbuhan pada mikroorganisme
diartikan sebagai penambahan jumlah atau total massa sel yang melebihi inokulum
asalnya. Pertumbuhan merupakan suatu proses kehidupan yang irreversible artinya
tidak dapat dibalik kejadiannya. Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan
kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan
dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan
berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil pertambahan ukuran dan
pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan populasi
mikroba.
Pertumbuhan didefiniskkan sebagai
penambahan jumlah sel atau biomassa yang berurutan dan teratur seiring dengan waktu.
Pertumbuhan meliputi jumlah sel, berat kering, kandungan protein, kandungan
asam nukleat, dan sebagainya. Bakteri biasanya melakukan pembiakan secara
aseksual atau vegetatif. Pembiakan ini berlangsung cepat, jika
faktor-faktor luar menguntungkan. Pelaksanaan pembiakan yaitu dengan
pembelahan diri atau divisio. Jika faktor-faktor luar
menguntungkan, maka setelah terjadi pembelahan, sel-sel baru membesar sampai
masing-masing menjadi sebesar sel induk.
Bakteri yang diinokulasikan dalam
medium yang sesuai dan pada keadaan yang optimum bagi pertumbuhannya, maka
terjadi kenaikan jumlah yang sangat tinggi dalam waktu yang relatif
pendek. Pada beberapa spesies, populasi (panen sel terbanyak yang dapat
diperoleh) tercapai dalam waktu 24 jam, populasinya dapat mencapai 10 sampai 15
milyar sel bakteri per mililiter. Perbanyakan ini disebabkan oleh
pembelahan sel secara aseksual.
Pertumbuhan mikroba dalam suatu
medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut disebut dengan
fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase
kematian eksponensial tidak diamati pada kondisi umum pertumbuhan kultur
bakteri, kecuali bila kematian dipercepat dengan penambahan zat kimia toksik,
panas atau radiasi.Fase pertumbuhan bakteri adalah sebagai berikut :
1.
Fase lag adalah
fase dimana bakteri beradapatasi dengan lingkungannya dan mulai bertambah sedikit demi sedikit.
2.
Fase logaritmik adalah
fase dimana pembiakan bakteri berlangsung paling cepat. Jika ingin
mengadakan piaraan yang cepat tumbuh, maka bakteri dalam fase ini baik sekali
untuk dijadikan inokulum.
3.
Fase stationer adalah
fase dimana jumlah bakteri yang berkembang biak sama dengan jumlah bakteri yang
mengalami kematian.
4.
Fase autolisis (kematian)
adalah fase dimana jumlah bakteri yang mati semakin banyak, melebihi jumlah
bakteri yang berkembang biak.
Fase kematian ditandai dengan cepat
merananya koloni dan jumlah bakteri yang mati senantiasa bertambah.
Keadaan ini dapat berlangsung beberapa minggu bergantung pada spesies dan keadaan
medium serta faktor-faktor lingkungan. Kalau keadaan ini dibiarkan terus
menerus, besar kemungkinan bakteri tidak dapat dihidupkan kembali dalam medium
baru. Cara menghitung jumlah bakteri untuk membuat grafik pertumbuhan,
yaitu dengan metode penuangan, penghitungan dengan mikroskop dengan
menggunakan haemocytometer, dan dengan menggunakan turbidometer.
B. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikoorganisme
Faktor-faktor yang mempengaruhi
pertumbuhan bakteri adalah penyediaaan nutrien yang sesuai untuk kultivasi
bakteri, faktor fisika, dan faktor kimia. Meskipun medium yang digunakan amat
beragam, namun sebagai makhluk hidup bakteri mempunyai kebutuhan dasar yang
sama, yaitu meliputi air, karbon, dan mineral.
Kemampuan mikroorganisme untuk
tumbuh dan tetap hidup merupakan suatu hal yang penting untuk diketahui.
Pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba sangat
penting di dalam mengendalikan mikroba.
Berikut ini faktor-faktor penting
yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba:
1. Air
Semua organisme membutuhkan air
untuk kehidupannya. Air berperan dalam reaksi metabolik dalam sel dan merupakan
alat pengangkut zat gizi ke dalam sel atau hasil metabolit ke luar sel. Semua
kegiatan ini membutuhkan air dalam bentuk cair dan apabila air tersebut
mengalami kristalisasi dan membentuk es atau terikat secara kimiawi dalam
larutan gula atau garam, maka air tersebut tidak dapat digunakan oleh
mikroorganisme.
Pengaruh air terhadap pertumbuhan
mikroorganisme dinyatakan sebagai aktivitas air (Aw), yaitu jumlah air bebas
yang tersedia dan dapat digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme dalam bahan
makanan. Jenis mikroorganisme yang berbeda membutuhkan jumlah air yang berbeda
untuk pertumbuhannya. Kebanyakan bakteri dapat hidup pada Aw >0.90,
sedangkan kebanyakan kapang dan khamir berturut-turut dapat hidup pada Aw
>0.70 dan Aw >0.80. Pada Aw yang rendah, mikroorganisme akan mati karena
sel-sel di mikroorganisme akan berdifusi ke luar sebagai akibat terjadinya proses
kesetimbangan osmotik.
Dengan kata lain, selama konsentrasi
solut di luar sel lebih besar dibanding di dalam sel, maka migrasi air akan
terjadi untuk menyeimbangkan konsentrasi. Migrasi air dari dalam sel
menyebabkan sel mati disebabkan oleh dehidrasi.
2. Suplai Nutrisi
Mikroba sama dengan makhluk hidup
lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan
selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen,
oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan
atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan
mikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.
Kondisi tidak bersih dan higinis
pada lingkungan adalah kondisi yang menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan
mikroba sehingga mikroba dapat tumbuh berkembang di lingkungan seperti ini.
Oleh karena itu, prinsip daripada menciptakan lingkungan bersih dan higinis
adalah untuk mengeliminir dan meminimalisir sumber nutrisi bagi mikroba agar
pertumbuhannya terkendali.
3. Suhu / Temperatur
Suhu merupakan salah satu faktor
penting di dalam mempengaruhi dan pertumbuhan mikroorganisme. Suhu dapat
mempengaruhi mikroba dalam dua cara yang berlawanan :
a. Apabila
suhu naik maka kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat.
Sebaliknya apabila suhu turun, maka kecepatan metabolisme akan menurun dan
pertumbuhan diperlambat.
b. Apabila
suhu naik atau turun secara drastis, tingkat pertumbuhan akan terhenti,
kompenen sel menjadi tidak aktif dan rusak, sehingga sel-sel menjadi mati.
Berdasarkan hal di atas, maka suhu
yang berkaitan dengan pertumbuhan mikroorganisme digolongkan menjadi tiga,
yaitu :
a. Suhu
minimum yaitu suhu yang apabila berada di bawahnya maka pertumbuhan terhenti.
b. Suhu
optimum yaitu suhu dimana pertumbuhan berlangsung paling cepat dan optimum.
(Disebut juga suhu inkubasi).
c. Suhu
maksimum yaitu suhu yang apabila berada di atasnya maka pertumbuhan tidak
terjadi.
Sehubungan dengan penggolongan suhu
di atas, maka mikroba digolongkan menjadi :
Penggolongan
bakteri menurut suhu
Kelompok
|
Suhu
Minimum
|
Suhu
Optimum
|
Suhu
Maksimum
|
Psikrofil
|
-
15o C.
|
10o C.
|
20o C.
|
Psikrotrof
|
-
1o C.
|
25o C.
|
35o C.
|
Mesofil
|
5
– 10o C.
|
30
– 37o C.
|
40o C.
|
Thermofil
|
40o C.
|
45
– 55o C.
|
60
– 80o C.
|
Thermotrof
|
15o C.
|
42
– 46o C.
|
50o C.
|
Berdasarkan ketahanan panas, mikroba
dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu :
a. Peka
terhadap panas, apabila semua sel rusak apabila dipanaskan pada suhu 60oC
selama 10-20 menit.
b. Tahan
terhadap panas, apabila dibutuhkan suhu 100oC selama 10 menit untuk
mematikan sel.
c. Thermodurik,
dimana dibutuhkan suhu lebih dari 60oC selama 10-20 menit tapi
kurang dari 100oC selama 10 menit untuk mematikan sel.
4. Kelembaban
Air sangat penting untuk kehidupan
bakteri terutama karena bakteri hanya dapat mengambil makanan dari luar dalam
bentuk larutan (holophytis). Semua bakteri tumbuh baik pada media yang basah
dan udara yang lembab. Dan tidak dapat tumbuh pada media yang kering. Mikroorganisme
mempunyai nilai kelembaban optimum.
Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi
dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi diatas 85%, sedang untuk jamur
dan aktinomiset diperlukan kelembaban yang rendah dibawah 80%. Kadar air bebas
didalam larutan merupakan nilai perbandingan antar tekanan uap air larutan
dengan tekanan uap air murni, atau 1 / 100 dari kelembaban relatif. Nilai kadar
air bebas didalam larutan untuk bakteri pada umumnya terletak diantara 0,90
sampai 0,999 sedang untuk bakteri halofilik mendekati 0,75.
Banyak mikroorganisme yang tahan
hidup didalam keadaan kering untuk waktu yang lama seperti dalam bentuk spora,
konidia, arthrospora, kamidiospora dan kista. Seperti halnya dalam pembekuaan,
proses pengeringan protoplasma, menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti.
Pengeringan secara perlahan menyebabkan kerusakan sel akibat pengaruh tekanan
osmosa dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.
5. Keasaman atau Kebasaan (pH)
Setiap organisme memiliki kisaran pH
masing-masing dan memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Faktor kimia yaitu pH,
setiap jenis bakteri mempunyai pH lingkungan yang optimal (Neutrofil 6.0-8.0),
minimal (Asidofil 2.0-5.0), dan maksimal (Alkalofil, 8.4-9.5) dalam kegiatan
fisiologisnya. Kegiatan fisiologis bakteri berguna dalam mempertahankan
kelangsungan hidup dan melakukan proses biokimia yang berkelanjutan. Dimana
proses ini dikatalisi oleh enzim-enzim. Kemudian adanya zat kimia, dapat berupa
desinfektan dan antiseptik, seperti garam-garam logam, fenol, formaldehid,
alkohol, yodium, zat-zat warna, detergen/sabun, dan antibiotik.
6. Ketersediaan Oksigen
Mikroorganisme memiliki
karakteristik sendiri-sendiri di dalam kebutuhannya akan oksigen.
Mikroorganisme dalam hal ini digolongkan menjadi :
a. Aerobik
: hanya dapat tumbuh apabila ada oksigen bebas.
b. Anaerob
: hanya dapat tumbuh apabila tidak ada oksigen bebas.
c. Anaerob
fakultatif : dapat tumbuh baik dengan atau tanpa oksigen bebas.
d. Mikroaerofilik
: dapat tumbuh apabila ada oksigen dalam jumlah kecil.
7. Tekanan osmosis
Suatu tekanan osmose akan sangat
mempengaruhi bakteri jika tekanan osmose lingkungan lebih besar (hipertonis)
sel akan mengalami plasmolisis. Sebaliknya tekanan osmose lingkungan yang
hipotonis akan menyebabkan sel membengkak dan juga dapat mengakibatkan rusaknya
sel. Olah karena itu dalam mempertahankan hidupnya, sel bakteri harus
berada pada tingkat tekanan osmose yang sesuai, walaupun sel bakteri memiliki
daya adaptasi, perbedaan tekanan osmose dengan lingkugannya tidak boleh terlalu
besar.
8. Faktor kimia
Mengubah permeabilitas membran
sitoplasma sehingga lalu lintas zat-zat yang keluar masuk sel mikroorganisme
menjadi kacau. Oksidasi, beberapa oksidator kuat dapat mengoksidasi unsur sel
tertentu sehingga fungsi unsur terganggu. Misal, mengoksidasi suatu enzim.
Terjadinya ikatan kimia, ion-ion
logam tertentu dapat megikatkan diri pada beberapa enzim. Sehigga fungsi enzim
terganngu.
Memblokir beberapa reaksi kimia,misal preparat zulfat memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroorganisme. Hidrolisa, asam atau basa kuat dapat menghidrolisakan struktur sel hingga hancur. Mengubah sifat koloidal protoplasma sehingga menggumpal dan selnya mati.
Memblokir beberapa reaksi kimia,misal preparat zulfat memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroorganisme. Hidrolisa, asam atau basa kuat dapat menghidrolisakan struktur sel hingga hancur. Mengubah sifat koloidal protoplasma sehingga menggumpal dan selnya mati.
Faktor zat kimia yang mempengaruhi
pertumbuhan:
Logam-logam
berat
Klor
dan senyawa klor
Fenol
dan senyawa-senyawa sejenis
Zulfonomida
Alkohol
Detergen
Aldehit
Zat
pewarna
Yodium
Peroksida
9. Pengaruh mikroorganisme di sekitarnya
Kehidupan organisme di alam tidak
dapat dipisahkan dari adanya organisme lain. Seperti halnya manusia tidak dapat
hidup bila tidak ada tumbuhan atau hewan. Organisme-organisme di alam ini
berada dalam suatu keseimbangan yang disebut keseimbangan biologis.
C. Reproduksi Bakteri
Bakteri berkembang biak secara
aseksual yaitu dengan pembelahan diri menjadi dua (binary
fission) dan secara konyugasi. Sel-sel akan memanjang dan
apabila sudah mencapai dua kali ukuran normal akan membelah di bagian tengah
menjadi dua sel yang selanjutnya akan mengalami pembelahan.
Seksual yaitu pertukaran
materi genetik dengan bakteri lainnya. Pertukaran materi genetik disebut
rekomendasi genetik atau rekomendasi DNA.
Rekombinasi genetik menghasilkan dua
sel bakteri yang masing-masing memiliki kombinasi materi genetik
dari dua sel induk. Rekombinasi dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu :
Transformasi, Transduksi dan Konyugasi
Transformasi
adalah pemindahan sedikit materi genetik bahkan satu gen saja dari satu sel
bakteri ke sel bakteri yang lainnya c/ Streptococcus pneumonia;
Neiseeria gonorrhoeae; Bacillus dan Rhizobium.
Transduksi
adalah pemindahan sedikit materi genetik satu sel bakteri ke bakteri lainnya
dengan perantara organisme lainnya yaitu bacteriophage.
Konyugasi : terjadi penggabungan gen
antara dua sel. Sel bakteri mempunyai plasmid yang membawa gen
disebut faktor sek, memberikan gen tersebut kepada sel yang tidak mempunyai
faktor sek. Faktor sek tersebut diberikan melalui jembatan sitoplasma
yang terbentuk diantara dua sel. Jembatan sitoplasma yang
menghubungkan dua sel itu disebut pili sek.
Jenis kelamin bakteri tidak dapat
ditentukan, hanya saja bakteri yang memberikan DNA disebut jantan dan
sebaliknya bakteri penerima DNA disebut betina.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Pertumbuhan
didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur
organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah,
pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain.
Faktor-faktor
yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah Air, Suplai Nutrisi, Suhu, pH,
Ketersediaan Nutrisi, Tekanan Osmosis, Faktor kimia dan Pengaruh Mikroorganisme
Sekitarnya.
Penggolongan
mikroba berdasarkan suhu.
o Psikrofil,
yaitu mikroba yang mempunyai kisaran suhu pertumbuhan pada suhu 0-20o C.
o Mesofil,
yaitu mikroba yang mempunyai kisaran suhu pertumbuhan 20- 45o C.
o Termofil,
yaitu mikroba yang suhu pertumbuhannya diatas 45 oC.
B. Saran
Dalam mempelajari atau melakukan
pemeriksaan dan pencegahan Mikroorganisme kita harus memperhatikan
faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme.
DAFTAR PUSTAKA
Schlegel, Hans G.1994. Mikrobiologi Umum. Gadjah Mada
University Press. Yogyakarta
Suharni, Theresia Tri dkk. 2008. Mikrobiologi Umum. Penerbit
Universitas Atma Jaya.
Yogyakarta.
This is dummy text. It is not meant to be read. Accordingly, it is difficult to figure out when to end it. But then, this is dummy text. It is not meant to be read. Period.
ConversionConversion EmoticonEmoticon