Efek Faktor Lingkungan Terhadap Pertumbuhan Mikrobia.docx

EFEK FAKTOR LINGKUNGAN TERHADAP PERTUMBUHAN MIKROBIA Mas’arisaldy Khairul Barkatullah1, Della Adventaria1, Witiyasti Imaningsih2 1. Program studi S1 Biologi, FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat, Jalan Jendral Ahmad Yani Km 36, Banjarbaru, 70713, lndonesia 2. Laboratorium Mikrobiologi, FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat, Jalan Jendral Ahmad Yani Km 35,8 Banjarbaru, 70713, lndonesia Email: [email protected] Abstrak

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. Tujuan dari praktikum yaitu, untuk mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba. Uji yang dilakukan sebanyak 3 uji yaitu uji pengaruh suhu, uji pengaruh pH, uji pengaruh daya disinfektan. Hasil yang ditemukan adalah pengaruh pH pertumbuhan yang baik pada pH 7, pada pengaruh suhu pertumbuhan yang baik pada suhu 37ºC, disinfektan berbeda dengan antiseptik dan sterilizer dan terdapat disinfektan berupa antibiotik Kata kunci: Mikroba, Pertumbuhan, Faktor

1. PENDAHULUAN Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad. Pembelahan sel adalah hasil dari pertumbuhan sel. Pada jasad bersel tunggal (uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri. Pada jasad bersel banyak (multiseluler), pembelahan sel tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya. Dalam membahas pertumbuhan mikrobia harus dibedakan antara pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel atau pertumbuhan populasi [1]. Pertumbuhan bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh faktor ini akan memberikan gambaran yang memperlihatkan peningkatan jumlah sel yang berbeda. Gambaran ini pada akhirnya memberikan analisis terhadap kurva pertumbuhannya [2]. Kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dan tetap hidup merupakan hal yang penting dalam ekosistem. Pengetahuan dan pengertian tentang faktor-

faktor yang mempengaruhi kemampuan tersebut sangat penting untuk mengendalikan hubungan antara mikroorganisme-manusia. Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme meliputi supply zat gizi, waktu, suhu, air, pH dan tersedianya oksigen [3]. Pertumbuhan mikroba pada umumnya sangat tergantung dan dipengaruhi oleh faktor lingkungan, yang mengakibatkan perubahan secara fisiologi. Hal ini dikarenakan mikroba selain menyediakan nutrient yang sesuai untuk kultivasinya, juga diperlukan faktor lingkungan yang memungkinkan pertumbuhan mikroba secara optimum. Mikroba tidak hanya bervariasi dalam persyaratan nutrisinya, tetapi menunjukkan respon yang berbeda-beda. Untuk berhasilnya kultivasi berbagai tipe mikroba diperlukan suatu kombinasi nutrient serta faktor lingkungan yang sesuai [4]. Medium pembiakan mikroba harus mempunyai kondisi pH yang tepat, tidak terlalu asam dan tidak terlalu basa. Kebanyakan bakteri tidak tumbuh dalam kondisi terlalu basa, dengan pengecualian basil kolera (Vibrio cholerae).. Sangat jarang suatu organisme dapat bertahan dengan baik pada pH 4, terkecuali bakteri autotrof tertentu. Banyak bakteri menghasilkan produk metabolisme yang bersifat asam atau basa [5]. Kondisi alam jarang memberikan zat yang meracuni bakteri hingga menyebabkan kematian. Hanya manusia di dalam usahanya untuk membebaskan diri dari kegiatan bakteri meramu zat-zat yang dapat meracuni bakteri, akan tetapi tidak meracuni diri sendiri atau meracuni zat makanan yang diperlukannya. Zatzat yang hanya menghambat pembiakan bakteri dengan tidak membunuhnya disebut zat antiseptic, zat disinfektan atau zat bakteriostatik [6]. 2. METODE PENELITIAN Pengaruh suhu. Metode ini dilakukan untuk mengetahui efek lingkungan berupa suhu pada pertumbuhan mikroba. Pertama, diinokulasikan sebanyak 1 ose biakan mikroba ke tabung reaksi berisi larutan medium sebanyak tiga buah. Kedua, tiap tabung berisi biakan ditempatkan pada wadah dengan suhu berbeda: 5ºC (kulkas), 30ºC (inkubator), dan 50ºC (oven) lalu menginkubasinya selama 3 x 24 jam dan diamati pertumbuhan mikroba. Pengaruh pH. Metode ini dilakukan untuk mengetahui efek lingkungan berupa derajat keasaman pada pertumbuhan mikroba. Pertama diinokulasikan biakan mikroba sebanyak 1 ose ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan medium sebanyak tiga buah, larutan medium ini memiliki pH berbeda-beda yakni pH 3, pH 5, dan pH 9. Kedua diinkubasikan biakan tersebut pada suhu 30ºC selama 24– 72 jam dan diamati pertumbuhan mikroba. Pengaruh daya disinfektan. Metode ini dilakukan untuk menguji pengaruh daya disinfektan. Pertama diinokulasikan 0,2 mL biakan Staphylococcus aureus dan B. Subtilis menggunakan mikropipet ke masing-masing dua cawan Petri berisi medium agar. Kedua, kertas cakram diletakkan pada permukaan cawan Petri.

Ketiga, diteteskan aquadest steril, larutan betadine, dan larutan infusa bunga Rosella dengan indikasi nomor. Keempat, lakukan metode yang sama namun larutan diganti menjadi infusa jeruk, eritromycin, dan streptomycin dengan indikasi nomor berbeda. Kelima, diinkubasikan biakan bercakram pada suhu kamar selama 3 x 24 jam dan diamati pertumbuhannya dengan mengukur diameter daerah bening yang dihasilkan. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1. Pengaruh Suhu No Spesies 1

Escherichia coli

5 -

Suhu ºC 30 +

2

Bacillus subtilis

-

+

Gambar 50 -

-

*keterangan : (+) = pertumbuhan sedikit (++) = pertumbuhan banyak (-) = tidak terjadi pertumbuhan Suhu adalah faktor lingkungan yang memengaruhi pertumbuhan mikroba. Percobaan membiakkan mikroba pada suhu rendah (5ºC) menghasilkan pertumbuhan nihil atau tidak terjadi pertumbuhan sama sekali baik pada biakan Escherichia coli atau pada biakan Bacillus subtilis. Percobaan membiakkan mikroba pada suhu 30ºC memberikan hasil pertumbuhan yang baik pada kedua biakan. Percobaan membiakkan mikroba pada suhu tinggi (50ºC) menghasilkan pertumbuhan nihil atau tidak terjadi pertumbuhan sama sekali pada kedua biakan. Percobaan ini menunjukkan bahwa terdapat rentang suhu di mana mikroba dapat tumbuh dan berkembang biak, rentang suhu ini disebut suhu optimum. Menurut literatur Escherichia coli adalah mikroba dengan sensitivitas tinggi terhadap

temperatur, sementara Bacillus subtilis memiliki enzim yang dapat membuat mikroba tersebut memiliki temperatur optimum 30–60ºC, maka hasil yang didapat sesuai dengan literatur [7, 8]. Tabel 2. Pengaruh pH No Spesies

pH

Gambar

1

Escherichia coli

5 +

7 +

9 +

2

Aspergillus niger

+

+

+

3

Saccharomyces cerevisiae

+

+

-

*keterangan : (+) = pertumbuhan sedikit (++) = pertumbuhan banyak (-) = tidak terjadi pertumbuhan Pengaruh pH pada mikroba adalah pada pH tertentu, mikroba tidak dapat tumbuh. Percobaan pembiakan tiga spesies mikroba (E. coli, Aspergillus niger, dan Saccaromyces cerevisiae) pada pH asam (pH 5) menghasilkan pertumbuhan mikroba. Percobaan pembiakan ketiga spesies itu pada pH netral (pH 7) menghasilkan pertumbuhan mikroba. Percobaan pembiakan ketiga spesies itu pada pH basa (pH 9) menghasilkan pertumbuhan mikroba kecuali pada S.

cerevisiae. Literatur menunjukkan bahwa pH optimum bagi aktifitas mikroba adalah pada pH netral (pH 7) dengan mengacu pada produksi hidrogen bakteri, maka hasil percobaan yang menunjukkan terjadi pertumbuhan mikroba sesuai dengan literatur, di mana mikroba tumbuh dalam pH yang beragam namun diduga metabolisme mikroba terhambat akibat pH yang tidak optimum. A. niger memiliki pH optimum 5–8, E. coli memiliki pH optimum 6–7, dan S. cerevisiae memiliki pH optimum 6,5–7 [9, 10]. Tabel 3. Pengaruh Daya Disinfektan No Spesies Diameter Zona Bening 1

Bacillus subtilis

2

Staphylococcus aureus

I II III IV V VI 0 0 0,4 0,4 2,4 3,15

0 0

0,1 0

1,9 1,6

Gambar

*keterangan : zona I zona II zona III zona IV zona V zona VI

= Aquadest steril = Larutan betadine = Larutan infusa tumbuhan (bunga rosela) = Larutan infusa tumbuhan (daun jeruk) = Eritromicyn = Streptomicyn

Disinfektan didefinisikan sebagai zat cair agen antimikroba yang diaplikasikan ke permukaan objek untuk menghancurkan mikroba tertentu yang hidup di permukaan objek tersebut. Maka dari itu parameter percobaan pengaruh daya disinfektan adalah diameter lingkaran bening pada cawan Petri, diameter ini menunjukkan tidak tumbuhnya bakteri. Percobaan ini menggunakan enam zona disinfektan dan dua spesies bakteri [11]. Zona disinfektan pertama yakni aquadest steril dan larutan betadine tidak menghasilkan lingkaran bening, hal ini disebabkan karena aquadest steril bukan cairan disinfektan, namun adalah cairan steril, penggunaan aquadest steril tidak sesuai dengan definisi disinfektan yakni zat cair yang diaplikasikan ke permukaan objek karena aquadest steril harus diberikan faktor pengaruh lain seperti suhu agar dapat efektif bekerja. Zona disinfektan kedua yakni larutan betadine tidak menghasilkan lingkaran bening, hal ini dikarenakan larutan betadine adalah larutan antiseptik berupa Povidone-Iodine atau iodopovidone dan bukan cairan disinfektan, penggunaan larutan iodopovidone tidak sesuai dengan definisi disinfektan yakni zat cair yang diaplikasikan ke permukaan objek karena betadine adalah larutan yang diaplikasikan ke kulit manusia. Zona disinfektan ketiga yakni larutan infusa tumbuhan masing-masing memberikan hasil diameter bening 0,4 dan 0,1 cm, hal ini sesuai literatur yang menyatakan bahwa ekstrak Rosella berupa pasta gigi menghambat pertumbuhan bakteri. Zona disinfektan keempat yakni infusa daun jeruk menunjukkan penghambatan pada B. subtilis namun tidak pada S. aureus, diduga hal ini disebabkan oleh adanya asam sitrat yang merupakan disinfektan, keadaan S. aureus yang tidak terpengaruh diduga karena perbedaan fisiologis antara bakteri Gram-positif (S. aureus) dan bakteri Gram-negatif (B. subtilis), namun pada literatur justru bakteri Gram-positif yang seharusnya efektif tidak tumbuh ketika disinfektan infusa daun jeruk (Citrus sp.) digunakan. [12, 13, 14].

Zona disinfektan kelima dan keenam, eritromicyn dan streptomicyn, adalah dua disinfektan antibiotik yang bekerja pada jenis bakteri berbeda. Streptomicyn bekerja baik pada bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, tetapi eritromycin hanya bekerja pada bakteri Gram-positif. Hasil percobaan menunjukkan bahwa eritromycin bekerja baik pada B. subtilis dan S. aureus, hal ini tidak sesuai dengan literatur, di mana seharusnya eritromicyn tidak efektif dalam menghambat pertumbuhan bakteri Gram-negatif. Hasil percobaan juga menunjukkan bahwa streptomicyn bekerja lebih efektif pada B. subtilis dibanding S. aureus [15, 16]. 4. KESIMPULAN Hasil percobaan kali ini dapat disimpulkan bahwa pada efek faktor lingkungan terhadap pertumbuhan mikrobia terdapat beberapa pengaruh yang dapat mempengaruhi petumbuhan mikroorganisme yaitu pengaruh pH, pengaruh suhu, dan pengaruh disinfektan yang masing-masing memiliki rentang angka mikroorganisme tersebut dapat tumbuh dalam lingkungan yang diberi pengaruh. Suhu optimal bagi pertumbuhan E. coli dan B. subtilis adalah 30ºC, pH optimal bagi pertumbuhan E. coli, S. cerevisiae, dan A. niger adalah rata-rata pada rentang 6–7, dan disinfektan paling efektif adalah eritromycin. DAFTAR PUSTAKA [1]

Brooks, G. F., K. C. Carroll, J. S. Butel, S. A. Morse, & T. A. Mietzner. 2013. Medical Microbiology. McGraw-Hill Educational, New York

[2]

Pitt, S. J. 2018. Clinical Microbiology for Diagnostic Laboratory Scientists. Wiley-Blackwell, London

[3]

Struthers, J. K. 2018. Clinical Microbiology. CRC, London

[4]

Cowan, M. K., & H. Smith. 2017. Microbiology: A Systems Approach, McGraw-Hill, New York

[5]

Nair, G. B., & Y. Takeda. 2014. Cholera Outbreaks. Springer, Berlin

[6]

Francisco, M. S. 2016. Host-Microbe Interactions. Academic Press, London

[7]

Li, H., & M. Gänzle. 2016. Some like it hot: Heat resistance of Escherichia coli in food. Frontiers in Microbiology 7(1763): 1–15

[8]

Saxena, S. 2015. Applied Microbiology. Springer, New Delhi

[9]

Zagrodnik, R., & M. Laniecki. 2015. The role of pH control on biohydrogen production by single stage hybrid dark and photo fermentation. Bioresource Technology 194(2015): 187–195

[10]

Donelli, G. 2016. Advances in Microbiology, Infectious Diseases, and Public Health. Springer: New York

[11]

Jorgensen, J. H., & M. A. Pfaller. 2015. Manual of Clinical Microbiology. ASM Press, Washington

[12]

Simandjuntak, S., & M. Y. Samuel. 2018. Isolation and identification of thermophilih bacteria producer of amylase enzyme from Lake Linow, North Sulawesi. Journal of Pure and Applied Microbiology 12(2): 543–554

[13]

Takashi, M. A., M. Dharmautama, B. Thalib. 2017. Inhibition of toothpaste denture cleanser Rosella petals have stored seven times on denture plaque formation, colonies of bacteria and Candida albicans. UIP Health Med 1(1): 68–71

[14]

Mitrakul, K., R. L. Srisatjaluk, V. Srisukh, & K. Vongsawan. 2015. Efficacy of Citrus hystrix sprays in decontaminating Streptococcus mutans on children’s toothbrushes. ScienceAsia 41(2015): 28–34

[15]

Sandle, T. 2015. Pharmaceutical Microbiology. Woodhead, Cambridge

[16]

Zhou, Z. C. Pan, Y. Lu, Y. Gao, W. Liu, P. Yin, & X. Yu. 2017. Combination of erythromycin and curcumin alleviates Staphylococcus aureus induced osteomyelitis in rats. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 7(379): 1–6