Paper Mikrobiologi.docx

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Pertumbuhan pada bakteri didefinisikan sebagai pertumbuhan berat sel. Pertumbuhan adalah merupakan pertambahan secara teratur semua komponen sel suatu organisme. Dalam membahas pertumbuhan mikroorganisme harus dibedakan antara pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel atau pertumbuhan populasi. Pertumbuhan bakteri dapat diukur dengan dua

cara yaitu

secara langsung dan tidak langsung. Pengukuran pertumbuhan bakteri secara langsung dapat dilakukan dengan metode total count, turbidikmetrik, berat kering, electronic counter, plating techique, fltrasi membran. Sedangkan pengukuran pertumbuhan bakteri secara tidak langsung dapat dilakukan dengan metode viable count, aktivitas metabolik dan berat sel kering. Pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur berdasarkan konsentrasi sel (jumlah sel per satuan isi kultur) ataupun densitas sel. Dua parameter ini tidak selalu sama karena berat kering sel rata-rat bervariasi pada tahap berlainan dalam pertumbuhan kultur. Kedua parameter tersebut juga tidak bermakna sama dalam penelitian mengenai biokimia mikroorganisme atau gizi mikroorganisme, konsentrasi sel adalah kuantitas yang bermakna. B. Rumusan Masalah a. Bagaimana metode pembiakan pada mikroorganisme? b. Bagaimana fase pertumbuhan pada mikroorganisme? c. Bagaimana metode pengukuran pertumbuhan mikroorganisme? d. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme? C. Tujuan a. Untuk mengetahui metode pembiakan pada mikroorganisme b. Untuk mengetahui fase pertumbuhan pada mikroorganisme c. Untuk mengetahui metode pengukuran pertumbuhan mikroorganisme d. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme

D. Manfaat

Manfaat yang dapat diperoleh dari penulisan makalah ini adalah dapat meningkatkan pengetahuan pembaca mengenai pertumbuhan mikroorganisme, Sebagai bahan masukan dan pembanding bagi penulis selanjutnya dengan makalah yang relevan.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Metode Pembiakan pada Mikroorganisme A. Menumbuhkan sel – sel dari spesies tertentu Mikroorganisme yang diobservasi melalui pemeriksaan mikroskopis yang terbukti tumbuh di lingkungan alami ternyata dapat sangat sulit tumbuh dalam kultur murni dalam medium artificial. Beberapa bentuk parasitic, misalnya belum bisa dibiakan di luar tubuh pejamu. Namun secara umum medium yang cocok dapat disiapkan dengan mereproduksi kondisi yang ditemukan dalam lingkungan alami organisme secara cermat. Ph , suhu , dan aerasi mudah diduplikasi ; nutrient merupakan masalah utama. Kontribusi yang diberikan dalam lingkungan hidup merupakan hal yang penting dan sulit dianalisis; suatu parasit mungkin memerlukan ekstrak jaringan pejamu, dan suatu organisme hidup bebas mungkin memerlukan substansi yang diekskresikan oleh mikroorganisme lain yang berkaitan dengannya di alam. Mungkin diperlukan percobaan yang cukup banyak untuk menentukan

kebutuhan

organisme,

dan

keberhasilan

bergantung

pada

kemampuan menyediakan sumber yang cocok untuk setiap kategori nutrient. B. Pemeriksaan Mikrobiologis Bahan Alami Suatu bahan alami mungkin mengandung banyak lingkungan mikro yang beragam, masing-masing menyediakan habitat bagi spesies yang berbeda. Inokulasi sampel bahan tersebut dalam serangkaian kondidi tertentu akan memungkinkan suatu grup organisme yang terpilih untuk membentuk koloni, tetapi banyak menyebabkan banyak jenis organisme lain gagal diidentifikasi. Karena alasan ini, lazim dilakukan penanaman sampel bahan menggunakan sebanyak mungkin medium dan kondisi inkubasi selama masih dapat diaplikasikan. Enam hingga delapan kondisi kultur yang berbeda merupakan jumlah yang layak jika anda ingin menentukan sebagian besar bentuk organisme yang ada dalam bahan tersebut. Karena setiap jenis mikroorganisme harus mendapatkan kesempatan untuk tumbuh , digunakan medium padat dan dihindarkan kumpulan koloni yang terlalu padat. Jika hal tersebut dilakukan, kompetisi akan menyebabkan sebagian organisme gagal membentuk koloni.

C. Isolosi Jenis Mikroorganisme Jenis Tertentu Sedikit sampel tanah akan menghasilkan jenis organisme yang berbeda untuk tiap lingkungan-mikro yang ada. Dengan demikian, untuk tanah yang subur (lembab,memiliki aerasi baik,kaya akan mineral dan materi organik), dapat diisolasi ratusan bahkan ribuan, jenis organisme. Hal tersebut dilakukan dengan memilih sesuai jenis yang diinginkan. Sebagai contoh, satu gram tanah diinokulasi dalam satu wadah berisi medium cair yang telah dibuat khusus dengan tujuan menunjang pertumbuhan salah satu jenis organisme, misalnya bakteri aerobic pengikat nitrogen (azotobakter). Medium cair digunakn untuk memungkinkan kompetisi terjadi sehingga terjadi seleksi secara optimal, bahkan jika jenis organisme yag diinginkan hanya diwakili oleh beberapa sel dalam populasi jutaan organisme. Keuntungan dapat diperoleh dengan pengayaan alamiah. Kultur pengayaan dengan demikian merupakan prosedur yang menggunakan medium yang dipersiapkan sedimikian rupa untuk menduplikasi lingkungan alami mikroorganisme yang diinginkan, atau dengan kata lain melakukan seleksi dengan memperoleh mikroorganisme terpilih. Sebuah prinsip penting dalamseleksi ini adalah: organisme yang dipilih akan menjadi jenis organisme yang dipenuhi kebutuhan nutrisinya secara minimal. Azotobakter, misalnya, tumbuh paling baik dalam medium yang mengandung nitrogen organik, tetapi kebutuhan minimalnya adalah tersedianya N2; jadi, azotobakter dipilih dengan menggunakan medium yang mengandung N2 sebagai sumber nitrogen tunggal. Jika ditambahkan nitrogen organic ke dalam medium, kondisi kultur tidak lagi mendukung azotobakter secara spesifik, tetapi mendukung jenis organisme yang memiliki kebutuhan minimum, berupa tersedianya nitrogen organik. Saat mencari jenis organisme tertentu dalam bahan alami, penanaman organisme yang diperoleh pada medium diferensial, Jika tersedia, merupakan tindakan yang menguntungkan. Medium diferensial merupakan medium yang akan menyebabkan koloni suatu jenis organisme memperlihatkan tampilan yang khas. Sebagai contoh, koloni E-coli memperlihatkan kilauan yang berwarna-warni yangkhas padaagar yang mengandung pewarna eosin dan biru metilen atau agar EMB. Agar EMB yang mengandung satu jenis gula dalam kadar tinggi juga akan menyebabkan organisme yang memfermentasi gula tersebut membentuk koloni berwarna kemerahan. Medium diferensial digunakan untuk tujuan seperti

mengidentifikasi adanya bakteri enteric didalam air atau susu, dan mengidentifikasi patogen spesifik dalam spesimen klinis. 3.1 Fase Pertumbuhan pada Mikroorganisme Pertumbuhan adalah pertambahan teratur semua komponen suatu organisme. Dengan ini pertambahan ukuran yang disebabkan karena bertambahnya air atau karena deposit lipid bukan merupakan pertumbuhan sejati. Multiplikasi sel merupakan konsekuensi pertumbuhan. Pada organism bersel satu, multiplikasi sel yang dihasilkan menyebabkan peningkatan jumlah organisme yang membentuk populasi atau kultur. Pertumbuhan mikroorganisme lebih ditunjukkan dari adanya pertumbuhan jumlah mikroorganisme, bukan dari peningkatan ukuran sel individu. Pada dasarnya terdapat dua macam tipe pertumbuhan, yaitu pembelahan inti tanpa diikuti pembelahan sel sehingga dihasilkan pertambahan ukuran sel (seperti pada mikroorganisme koenositik) dan pembelahan inti dengan diikuti pembelahan sel sehingga dihasilkan pertambahan jumlah sel serta pembesaran ukuran sel yang diikuti pembelahan membentuk dua progeni yang berukuran kurang lebih sama. Reproduksi bakteri memiliki ciri khas yaitu pembelahan biner (binary fussion), yang dimana dari satu sel bakteri dapat menghasilkan dua sel anakan yang sama besar. Jika sel tunggal bakteri bereproduksi dengan pembelahan biner, maka populasi bakteri mengalami pertambahan secara geometrik: 1→21→22→23→24 … 2n Interval waktu yang diperlukan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi memiliki jumlah dua kali lipat dari sebelumnya disebut sebagai waktu generasi. Tidak semua jenis atau spesies bakteri memiliki waktu generasi yang sama. Waktu generasi pada mayoritas bakteri yaitu satu sampai tiga jam. Seperti contoh pada Escherichia coli memiliki waktu generasi yang singkat dengan kisaran waktu 15-20 menit. Spesies bakteri memiliki waktu generasi yang berbeda pada semua kondisi. Waktu generasi tergantung pada cukup tidaknya nutrisi yang berada dalam media pertumbuhan yang sesuai tidaknya dengan kondisi fisik yang mendukung pertumbuhan.

Ada

beberapa

factor

yang

mempengaruhi

pertumbuhan

mikroorganisme yaitu dapat dibedakan menjadi faktor fisik dan factor kimia yang termasuk nutrisi dalam media kultur. Faktor fisik meliputi temperature, pH, tekanan osmotik dan cahaya. Sedangkan, faktor kimia meliputi karbon, oksigen, mikroelemen, atau unsure kelumit (trace element), dan faktor-faktor pertumbuhan organik.

Pertumbuhan mikroorganisme memiliki 4 macam fase pertumbuhan, yaitu fase lag, fase log (fase eksponensial), fase stasioner dan fase kematian. Fase lag merupakan fase adaptasi, yaitu fase penyesuaian mikroorganisme pada suatu lingkungan baru. Fase lag mempunyai ciri-ciri tidak adanya peningkatan jumlah sel yang ada hanyalah peningkatan ukuran sel. Kondisi dan jumlah awal mikroorganisme dan media pertumbuhan mempengaruhi lamanya fase lag. Apabila sel-sel mikroorganisme diambil dari kultur yang sama sekali berlainan, sehingga yang akan terjadi adalah mikroorganisme tersebut tidak dapat tumbuh dalam kultur. Fase log (fase eksponensial) merupakan fase mikroorganisme tumbuh dan membelah

pada

kecepatan

maksimum,

hal

ini

tergantung

oleh

genetika

mikroorganisme, sifat media, dan kondisi pertumbuhan mikroorganisme. Adanya laju yang konstan dan massa yang bertambah secara eksponensial akan membentuk sel baru. Hal-hal yang dapat menghambat laju pertumbuhan yaitu apabila satu atau lebih nutrisi dalam kultur habis, sehingga mengakibatkan hasil metabolisme yang bersifat racun akan tertimbun dan menghambat pertumbuhan. Oksigen merupakan nutrisi yang

membatasi

perumbuhan

organisme

aerob.

Apabila

konsentrasi

sel

mikroorganisme melebihi 1x107/mL mengakibatkan berkurangnya laju pertumbuhan, kecuali apabila oksigen dimasukkan secara paksa ke dalam kultur dengan cara pengadukan atau penggojlokan (shaking). Apabila konsentrasi sel mencapai 4-5 x 109/mL, laju penyebaran oksigen tidak dapat memenuhi kebutuhan meskipun dalam kultur tersebut diberikan udara yang cukup, dan pertumbuhan akan diperlambat secara progresif. Fase stasioner merupakan pertumbuhan mikroorganisme yang berhenti dan terjadi keseimbangan antara jumlah sel yang membelah dengan jumlah sel yang mati. Pada fase ini terjadi akumulasi produk buangan yang toksik. Pada fase stasioner ini terjadi pergantian sel. Adanya kehilangan sel yang lambat karena kematian yang diimabngi oleh pembentukan sel-sel baru melalui pertumbuhan dan pembelahan dengan nutrisi yang dilepaskan oleh sel-sel yang mati karena mengalami lisis. Pada fase kematian, jumlah sel yang mati mengalami peningkatan. Ketidaktersedian nutrisi dan akumulasi produk buangan yang toksik merupakan salah satu factor penyebab terjadi peningkatan pada jumlah sel yang mati.

Kurva pertumbuhan yang lazim dapat diuraikan dalam empat fase: a.

Fase Lamban (lag)

Merupakan periode saat sel-sel yang kekurangan enzim dan metabolit akibat kondisi kurang menguntungkan pada akhir riwayat kultur sel-sel tersebut sebelumnya, beradaptasi terhadap lingkungan barunya. Enzim-enzim dan zat antara dibentuk dan dikumpulkan hingga

terdapat

dalam

konsentrasi

yang

memungkinkan

pertumbuhan berlanjut. Jika sel-sel diambil dari medium yang sama sekali berbeda, sel-sel tersebut secara genetis sering tidak mampu tumbuh di medium yang baru. Pada kasus seperti ini, dapat terjadi fase lamban yang berkepanjangan yang menunjukkkan lamanya periode yang diperlukan bagi beberapa mutan dalam inokulum untuk memperbanyak diri secara adekuat hingga mencapai pertambahan jumlah bersih yang cukup untuk terlihat. b.

Fase Eksponensial Selama fase eksponensial, sel-sel berada dalam keadaan setimbang. Materi sel yang baru disintesis dalam laju yang konstan, tetapi materi baru itu sendiri bersifat katalitik, dan massanya bertambah secara eksponensial. Hal ini berlanjut hibgga terjadinya satu atau lebih nutrien dalam medium telah habis atau produk metabolik toksik terkumpul dan menghambat pertumbuhan. Bagi organisme-organisme aerob, nutrien yang menjadi terbatas biasanya adalah oksigen.

c.

Fase Stasioner Puncak Akumulasi produk toksik akan menyebabkan pertumbuhan untuk terhenti sepenuhnya. Namun, pada sebagian besar kasus, terjadi pergantian sel pada fase stasioner, terjadi kehilangan sel yang lamban melalui kematian yang diimbangi oleh pembentukan sel-sel baru melalui pertumbuhan dan pembelahan sel.

d.

Fase Penurunan: Fase Kematian Laju kematian sel lebih lambat dari laju pertumbuhan secara eksponensial. Setelah sebagian besar sel mati, laju kematian sering menurun secara drastis sehingga terdapat sejumlah kecil sel yang masih hidup dan dapat bertahan selama bertahun-tahun. Bertahannya

sel-sel ini pada bagian kasus mungkin mencerminkan pergantian sel, beberapa sel tumbuh menggunakan nutrien yang dilepaskan dari sel yang mati dan melisis. 4.1 Metode Pengukuran Pertumbuhan Mikroorganisme A.

Perhitungan mikroskopis Jumlah total mikroba dalam kultur atau sampel alami dapat dilakukan hanya dengan mengamati dan menghitungnya. Metode penghitungan total yang paling umum adalah perhitungan secara mikroskopis. Metode ini dapat dilakukan baik pada lembaran sampel yang dikeringkan maupun pada sampel cair. Sampel kering dapat menimbulkan noda untuk meningkatkan kontras antara sel dan latar belakangnya. Dengan sampel cair, bilik hitung terdiri dari kotak yang telah digores di permukaannya. Pengukuran menggunakan metode mikroskopis ini menggunakan bilik hitung Petroff-Hauser untuk menghitung bakteri, sedangkan untuk menghitung organisme eukariot menggunakan hemositometer. Kelebihan menggunakan pengukuran mikroskopis dengan metode bilik hitung (counting chamber) ini yaitu: 

Mudah, murah, dan cepat



Ukuran dan morfologi mikroorganisme juga dapat diperoleh melalui metode ini Sedangkan yang menjadi kekurangan dari metode bilik hitung (counting

chamber) ini adalah sebagai berikut: 

Minimum jumlah populasi mikroorganisme berkisar 106 CFU/mL, sehingga populasi mikroorganisme yang digunakan harus banyak. Hal tersebut dikarenakan pengukuran dengan volume yang sedikit tidak dapat membedakan anatara sel hidup dan sel mati.



Kesulitan menghitung sel yang motil

B.

Pengukuran menggunakan electronic counter Metode ini menggunakan suspensi mikroorganisme yang dialirkan melalui lubang kecil (orifice) dengan bantuan aliran listrik, dimana elektroda pada kedua sisi orifice berguna untuk mengukur tahanan listrik yang ditandai dengan naiknya tahanan saat bakteri melalui orifice tersebut. Berikut ini merupakan kelebihan metode pengukuran menggunakan electronic counter:  Hasil yang diperoleh lebih cepat dan akurat  Dapat menghitung sel dengan ukuran besar Sedangkan kekurangan dari metode pengukuran menggunakan electronic counter adalah sebagai berikut:  Tidak dapat digunakan untuk menghitung bakteri karena adanya gangguan debris, filamen, dan sebagainya  Tidak dapat membedakan sel hidup dan sel mati

C.

Perhitungan mikroorganisme hidup atau disebut plating tecnique Pada metode perhitungan ini, hitungan dilakukan pada setiap sel yang tumbuh dan membelah yang kemudian menghasilkan satu koloni, dan karenanya, jumlah koloni adalah cerminan dari jumlah sel, sehingga yang dihitung adalah jumlah koloni tersebut. Satuan perhitungan yang dipakai adalah CFU (colony forming unit) dengan cara membuat pengenceran sampel dan menumbuhkan sampel pada media padat. Jumlah koloni berkisar 25-250 atau 30-300 yang diukur pada plate. Pada metode ini terdapat dua cara dalam melakukan perhitungan plating technique, yaitu metode sebar atau spread-plate dan metode tuang atau pourplate. Pada metode sebar, sampel dengan volume tertentu disebar pada permukaan agar yang telah memadat menggunakan spreader yang steril. Sedangkan pada metode tuang, sejumlah tertentu sampel dituangkan menggunakan pipet pada cawan petri steril kemudian agar yang masih cair namun pada temperatur tertentu dalam kondisi mendekati padat dituangkan secara perlahan pada cawan petri. Metode ini memiliki keuntungan yaitu sederhana, mudah, dan sensitif, karena menggunakan colony counter sebagai alat hitung, dan dapat digunakan untuk menghitung mikroorganisme pada sampel makanan, air, ataupun tanah.

Namun metide ini juga memiliki kerugian yaitu harus digunakan media yang sesuai dan perhitungannya kurang akurat karena satu koloni tidak selalu berasal dari satu individu sel yang sama.

D.

Pengukuran dengan menggunakan tekik filtrasi membran (membrane filtration technique) Pada metode ini, sampel dialirkan pada suatu sistem filter membran dengan bantuan vacuum. Bakteri yang terperangkap selanjutnya ditumbuhkan pada media yang sesuai dan jumlah koloni yang dihitung,. Keuntungan dari metode ini adalah dapat menghitung sel hidup, dan perhitungannnya langsung, sedangkan kerugiannya adalah tidak ekonomis.

E.

Spektrofotometri Selama pertumbuhan eksponensial, semua komponen seluler meningkat sebanding dengan peningkatan jumlah sel. Salah satu komponen tersebut adalah massa sel itu sendiri. Sel menyebarkan cahaya, dan metode yang cepat dan berguna memperkirakan massa sel adalah kekeruhan. Suspensi sel tampak mendung (keruh) ke mata karena sel menyebarkan cahaya yang melewati penangguhan. Semakin banyak sel yang hadir, semakin banyak cahaya yang berserakan, dan karenanya suspensi lebih keruh. Karena massa sel sebanding dengan jumlah sel, kekeruhan dapat digunakan untuk memperkirakan sel nomor dan merupakan teknik yang banyak digunakan dalam mikrobiologi.

F.

Pengukuran berat sel kering (BSK) Metode ini umumnya digunakan untuk mengukur pertumbuhan fungi berfilamen. Miselium fungi tersebut akan dipisahkan dari media lalu dihitung

sebagai berat kotor. Miselium selanjutnya dicuci dan dikeringkan dengan alat pengering (desikator) dan ditimbang beberapa kali hingga mencapai berat konstan yang dihitung sebagai berat sel kering (BSK). G.

Pengukuran aktivitas metabolik Metode ini didasarkan pada jumlah produk metabolik tertentu, misalnya asam atau CO2 yang menunjukkan jumlah mikroorganisme yang terdapat pada media. Misalnya pada pengukuran produksi asam untuk menentukan jumlah vitamin yang dihasilkan mikroorganisme.

5.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme

a. Pengaruh faktor fisik pada pertumbuhan 1. Temperatur Temperatur menetukan aktivitas enzim yang terlibat dalam aktivitaskimia.

Peningkatan

temperatur

sebesar

10C

dapat

meningkatkan aktivitas enximsebesar dua kali lipat. Pada temperatur yang sangat tinggi akan terjadi denaturasi protein yang tidak dapat balik (irreversible), sedangkan pada temperatur yang sangat rendah aktivitas enzim akan berhenti. Pada temperatur optimal akan terjadi kecepatan pertumbuhan optimal dan dihasilkan jumlah sel yang maksimal. 2. pH pH merupakan indikasi konsentrasi ion hidrogen. Peningkatan dan penurunan konsentrasi ion hidrogen dapat menyebabkan ionisasi gugus-gugus dalam protein, amino, dan karboksilat. Hal ini dapat menyebabkan denaturaasi protein yang mengganggu pertumbuhan sel. Mikroorganisme asidofil tumbuh pada kisaran pH optimal 1,05,5; mikroorganisme neutrofil tumbuh pada kisaran pH optimal 5,5-8,0; mikroorganisme alkalofil tumbuh pada pH optimal8,5-11,5; sedangkan mikroorganisme alkalofil ekstrem tumbuh pada kisaran pH optimal  10. 3. Tekanan osmosis

Osmosi merupakan perpindahan air melewati membrane semipermeabel karena ketidakseimbangan material terlarut dalam media.

Dalam

larutan

hipotonikair

akan

masuk

ke

dalam

mikroorganisme; sedangkan dalam larutan hipertonik air akan keluar dari dalam sel mikroorganisme sehingga membrane plasma mengkerut dan lepas dari dinding sel (plasmolisis), serta menyebabkan sel secara metabolic tidak aktif. Mikroorganisme halofil mampu tumbuh pada lingkungan hipertonik dengan kadar garam tinggi, umumnya NaCl 3%, contohnya adalah bakteri laut. Mikroorganisme yang mampu tumbuh pada konsentrasi garam sangat tinggi sebesar  33% NaCl disebut halofil ekstrem, contohnya adalah Halobacterium halobium. 4. Oksigen Berdasarkan kebutuhan oksigen, dikenal mikroorganisme yang bersifat aerob dan anaerob. Mikroorganisme aerob memerlukan oksigen untuk bernapas, sedangkan mikroorganisme anaerob tidak memerlukan oksigen untuk bernapas. Adanya oksigen pada mikroorganisme anaerob justru akan menghambat pertumbuhannya. Energy pada mikroorganisme anaerob dihasilkan dengan cara fermentasi. 5. Radiasi Sumber utama radiasi di bumi adalah sinar matahari yang mencangkup cahaya tampak (visiblelight), radiasi UV (ultraviolet), sinar inframerah, dan

gelombang

radio.

Radiasi

yang

berbahaya

untuk

mikroorganismeadalah radiasi pengionisasi (ionizing radiation), yaitu radiasi dari panjang gelombang yang sangat pendekdan berenergi tinggi yang dapat menyebabkan atom kehilangan elektron (ionisasi). Pada level rendah, radiasi pengionisasi ini dapat mengakibatkan mutasi yang mungkin mengarah pada kematian, sedangkan pada level tinggi pengaruh radiasi bersifat letal. Radiasi sinar ultraviolet menyebabkan terbentuknya dimer timin dalam DNA, di mana dua timin yang

berdekatan saling berikatan secara kovalen sehingga menghambat replikasi DNA. Cahaya tampak yang merupakan sumber fotosintesis dapat merusak atau membunuh mikroorganisme melalui mekanisme eksitasi pigmen (klorofil,

flavin,

sitokrom)

ynag

bersifat

photosensitiser

(P),

menghasilkan oksigen singlet (1O2). Beberapa bakteri, misalnya Deinococcus radiodurans dan endospora bakteri, tahan terhadap radiasi pengionsisasi dalam dosis besar.

b. Pengaruh faktor kimia pada pertumbuhan Faktor kimia yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme adalah nutrisi dan media kultur meikroorganisme. Faktor kimia ini meliputi karbon, oksigen, mikroelemen, dan faktor-faktor pertumbuhan organik. 1. Nutrisi Nutrisi merupakan substansiyang diperlukan untuk biosintesis dan pembentukan energy. Berdasarkan kebutuhannya, nutrisi dibedakan menjadi dua yaitu makroelemen, yaituelemen-elemen nutrisi yang diperlukan dalam jumlah banyak (gram) dan mikroelemen (trace element), yaitu elemen-elemen nutrisi yang diperlukan dalam jumlah sedikit (dalam takaran mg hingga ppm). Makroelemen meliputi karbon (C), oksigen (O), hydrogen (H), nitrogen (N), sulfur (S), fosfor (P), kalium (K), magnesium (Mg), kalsium (Ca), besi (Fe). CHONSP diperlukan dalam jumlah besar (takaran gram)untuk pembentukan karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat. P, K, Ca, dan Mg diperlukan dalam jumlah yang lebih kecil (mg) dan berperan sebagai kation dalam sel. Contohnya, K+ diperlukan oleh sejumlah enzim untuk menyintesis protein, dan Ca2+ berperan dalam resistensi endospora bakteri terhadap panas. Mikroelemen meliputi mangan (Mn), zinc (Zn), kobalt (Co), molibdeum (Mo), nikel (Ni), dan tembaga (Cu). Mikroelemen kadang merupakan

bagian enzim atau kofaktor yang membantu katalisis dan membentuk protein. Contohnya, Zn2+ berada pada sisi aktif beberapa macam enzim dan terlibat dalam pengaturan dan

katalisis enzim aspartat

karbomoiltransferase, sedangkan kobalt diperlukan dalam biosintesis vitamin B12. Selain makroelemen dan mikroelemen, dikenal pula accessory nutrient, yang merupakan faktor pertumbuhan (growth factor), yaitu bagian yang diperlukan oleh sel namun tidak dapat disintesis oleh sel tersebut. Acessory nutrient meliputi vitamin yang merupakan molekul organic kecil yang umumnya merupakan seluruh ataupun sebagian kofaktor enzim, dan hanya sejumlah kecil yang digunakan untuk pertumbuhan; asam amino yang diperlukan dalam sintesis protein; serta purin dan pirimidin yang diperlukan dalam sintesis asam nukleat. Beberapa mikroorganisme memerlukan banyak vitamin, misalnya Enterococcus faecalis (suatu bakteri asam laktat) memerlukan 8 macam vitamin untuk tumbuh, Hemophilus influenza memerlukan heme dari hemoglobin atau sitokrom, dan Mycoplasma memerlukan kolesterol. Organism autotrof memperoleh karbon (C) dari CO2. Organisme ini umumnya memiliki kemampuan fotosintetik. Beberapa di antaranya mengoksidasi

molekul

anorganik

untuk

menghasilkan

energi.

Organisme heterotrof menggunakan bahan yang lebih kompleks (senyawa organik) sebagai sumber karbon dan penghasil energi. Berdasarkan

variasi

digolongkan

menjadi

akankebutuhan

nutrisinya,

mikroorganisme

mikroorganisme

fleksibel,yaitu

mampu

menggunakan berbagai macam sumber karbon (contoh: Pseduomonas cepacia yang mampumenggunakan 100 macam komponen karbon), dan mikroorganisme yang hanya mampu menggunakan beberapa macam sumber karbon (contoh: bakteri metilotrofik yang hanya mampu mengkatabolisme metan, metanol, CO, dan asam format).

Kebutuhan

nutrisi

bervariasi

antarspesies

dan

dapat

pula

berubahdalam spesies yang sama akibat mutasi. Organisme prototroph merupakan organisme yang menggunakan semua spesies yang sama. Organisme auksotrof merupakan organism yang tidak mampu menyintesis nutrisi esensial yang dibutuhkan sehingga membutuhkan precursor dari lingkungannya. 2. Media kultur Bahan nutrisi yang digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme di laboratorium disebut media kultur. Berdasarkan konsistensinya, media dikelompokkan menjadi dua macam yaitu media cair (liquid media)dan media padat (solid media). Apabila media cair merupakan ekstrak kompleks material biologis, maka media tersebut dinamakan rich mediaatau broth. Media padat menggunakan bahan pembeku (solidifying agent), misalnya Agar, suatu kompleks polisakarida yang diperolehdari alga merah (red algae). Agar memiliki komposisi kimia berupa D-galaktosa, 3,6-anhidro-L-galaktosa, D-glucuronic acid. Agar sebagai bahan pembeku akan mencair saat didihkan, kemudian didinginkan pada suhu 40-42C sebelum dibekukan. Media Agar ini tidak akan mencair lagi kecuali pada suhu 80-90C. Agar merupakan agen pengeras yang bagus sekali karena tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme. Menurut kandungan nutrisinya, media dapat dibedakan menjadi beberapa macam. a. Defined media (synthetic media) Definedmedia merupakan media yang komponen penyusunnya sudah diketahui atau ditentukan. Media ini biasanya digunakan dalam

penelitian

untuk

mengetahui

mikroorganisme. Contoh: media untuk E. coli b. Media kompleks (complex media)

kebutuhan

nutrisi

Media kompleks merupakan media yang tesusun dari komponen yang secara kimia tidak diketahui dan umunya diperlukan karena kebutuhan nutrisi mikroorganisme tertentu tidak diketahui. Contoh:ekstrak daging(mengandung asam-asam amino, peptide, nukleotida, asamorganik, vitamin, mineral), ekstrak khamir atau yeast extract (sumber vitamin B), pepton (merupakan hidrolisat protein, didapat dari digesti parsial daging, kasein, bubuk kedelai, gelatin, dansumber proteinlain, yang berperan sebagai sumber energy, C dan N). Contoh: Nutrient broth/agar, Tryptic Soya Broth (TSB)/Tryptic Soya Agar (TSA), MacConkey Agar. c. Media umum (general media) d. Media penyubur (enrichment media) e. Media selektif (selective media) f. Media diferensial (differential media) g. Media khusus