Pertumbuhan mikroba

PERTUMBUHAN MIKROBA

Pertumbuhan MikroorganismePertumbuhan Mikroorganisme

Pertumbuhan secara umum berarti, pertambahan secara teratur semua komponen di dalam sel hidup.

Pada organisme multiseluler ---> peningkatan jumlah sel per organisme, dimana ukuran sel menjadi lebih besar.

Pada organisme uniseluler ---> pertambahan jumlah sel, yang berarti pertambahan jumlah organisme yang membentuk populasi (biakan), koloni.

• Pertumbuhan individu (sel) --->adanya penambahan volume sel serta bagiannya, atau penambahan kuantitas isi dan kandungan dalam sel.

• Pertumbuhan kelompok (populasi) ---> pertambahan jumlah suatu kelompok organisme akibat pertumbuhan individu

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5

Kurva Pertumbuhan

X

Y

I

II

III

IV

Fase lag• Fase lag dikatakan juga fase adaptasi

karena pada fase ini belum terjadi pertambahan jumlah sel (statis), tetapi pada fase ini terjadi penyesuaian antara bakteri dan kondisi lingkungan yang baru

Beberapa faktor yang mempengaruhi proses pada fase Lag

• Pada fase lag bakteri membutuhkan ribosom yang banyak untuk energi yang tinggi

• Medium dan kondisi lingkungan pertumbuhan yang sama seperti dengan sebelumnya dapat mempercepat proses adaptasi.

• Jumlah awal sel yang di inokulasikan mempengaruhi kecepatan adaptasi

• Pemindahan kultur kemedium yang lebih sedikit nutrisi dapat memperlambat proses penyesuaian

• Biakan yang berada pada fase stasioner juga dapat memperlambat fase lag

Fase eksponensial

•Pada periode ini terjadi pembiakan dengan cepat dan pertambahan jumlah sel mikroba secara logaritmik

Fase Eksponensial• Fase ini merupakan fase dengan metabolisme

dan reproduksi seluler yang paling aktif• Waktu generasi paling rendah dan konstant dan

laju pertumbuhan paling tinggi dan konstan• Karena waktu penggandaan ini konstan, plot

logaritma pertumbuhan dapat berupa garis lurus.• Selama periode ini, sel menunjukkan sifat yang

dapat diamati: bentuk, warna, densitas, dan pengelompokan koloni.

Waktu Generasi (Generation Time)

• Bakteri dapat melakukan pembelahan biner, dimana :1 2 4 8 16 ...... 2n

• Pertumbuhan seperti ini akan membentuk fase eksponensial

• Waktu yang dibutuhkan untuk 1 sel membelah menjadi 2 sel adalah waktu generasi (generation time)

• Beberapa faktor yang dapat menyebabkan menurunnya fase eksponensial– Jika nutrisi penting yang dibutuhkan

menghilang selama pertumbuhan, seperti Carbon

– Keterbatasan oksigen– Jika media menjadi terlalu asam atau basa

Fase Stasioner• Pada fase ini, pertumbuhan melambat, jumlah sel

mati dengan jumlah sel baru seimbang dan populasi stabil.

• Ukuran sel menjadi lebih kecil, karena sel tetap membelah meskipun nutrisi sudah habis dan produk metabolit paling tinggi

• Akumulasi sisa produk beracun dan kehabisan bahan nutrisi tertentu mungkin menjadi sebab, bersamaan dengan perubahan pH dan suhu.

• Dengan menggunakan kemostat mungkin dapat dipertahankan pertumbuhan eksponensial.

Fase kematian

• Biasanya, pada akhir pertumbuhan akan terjadi jumlah sel mati lebih banyak dari pada sel hidup.

• Laju kematian sel tinggi dan sel mengalami lisis

• Hal ini terus terjadi sampai populasi menjadi sangat kecil jumlahnya.

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba

Faktor Nutrien Mikroba

• Nutrisi : dibutuhkan untuk membentuk energi dan menyusun komponen sela. Sumber karbonb. Sumber Nitrogenc. Sumber energid. Faktor tumbuh

• Tersedianya air : untuk hidup dan berkembang-biak tergantung pada jumlah air (70 – 80%)

• Tersedianya oksigen : tiap mikroba butuh oksigen yang berbeda untuk pertumbuhannya.

• Komponen antimikroba : komponen antimikroba dalam suatu bahan, dapat menghambat pertumbuhan mikroba

FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA

A.Faktor Abiotik1. Kelembaban, mikroba punya nilai kelembaban optimum

untuk pertumbuhan mikroba

2. Nilai osmotik, larutan hipertonik menghambat pertumbuhan mikroba

3. Nilai pH, asidofilik (pH 2,0 – 5,0), mesofilik (pH 5,5 – 8,0) dan alkalifilik (pH 8,4 – 9,5).

5. TemperaturTiap mikroba mempunyai suhu optimum, minimum dan maksimum

Psikrofil : mikroba yang hidup pada suhu rendah (0-200C)Mesofil : mikroba yang tumbuh pada suhu sedang

(10-450C)Termofil : mikroba yang hidup pada suhu tinggi

(25-800C)

B. Faktor Abiotik

1. Logam berat, Hg, Ag, Cu, Au, Zn, Li, dan Pb dalam kadar rendah bersifat toksik terhadap mikroba.

Daya bunuh logam berat pada kadar rendah disebut oligodinamik.

2. Radiasi, umumnya sinar mempunyai daya rusak terhadap sel mikroba, terutama yg tidak punya pigmen fotositesis

3. Tegangan permukaan, dapat mempengaruhi kehidupan mikroba.

4. Tekanan hidrostatik dan mekanik.

MENGHITUNG PERTUMBUHAN MIKROBA

METODE PENGUKURAN PERTUMBUHAN MIKROBA :

A. Penghitungan langsung- Metode Turbidimetri- Metode Total Count- Metode Berat Kering

B. Penghitungan tak langsung

- Metode viable count/TPC

Metode Turbidimetri

• Jumlah sel dapat dihitung dengan cara mengetahui kekeruhan atau turbiditas kultur.

• Semakin keruh, suatu kultur, semakin banyak jumlah selnya.• Prinsip dasar : jika cahaya mengenai sel, maka sebagian

cahaya diserap dan sebagian cahaya diteruskan.• Jumlah cahaya yang diserap proporsional dengan jumlah sel• Kelemahan : Tidak dapat membedakan antara sel hidup atau

sel mati

Metode Turbidimetri

Metode Total/Direct Count

• Memerlukan mikroskop dan wadah yang diketahui volumenya

• Jika setetes kultur dimasukkan kedalam wadah misalnya haemositometer, maka jumlah sel dapat dihitung

• Kelemahan : tidak dapat membedakan sel hidup dan sel mati dan tidak digunakan pada jumlah sel yang sangat sedikit (kurang dari 106 sel/ml)

Metode Total Count

• Haemositometer• Jumlah sel per ml = jumlah sel bakteri x faktor

pengenceran x volume haemositometer

Tambahkan Trypan blue untuk melihat sel yang mati

Metode Berat Kering

• Kultur di saring atau disentrifugasi, bagian yang disaring atau yang mengendap hasil sentrifugasi dikeringkan.

• Tidak dapat membedakan sel hidup/ sel mati• Pertumbuhan di ukur dengan satuan berat,

sehingga dapat diperhitungkan dengan parameter konsumsi substrat dan senyawa yang diinginkan

PENGHITUNGAN BIOMASSA

SENTRIFUGASI5000 RPM, 15’

SENTRIFUGASI5000 RPM, 15’

Buang supernatan dan cuci pelet dengan bufer

Ambil Pelet dan timbang

Keringkan dengan oven sampai berat konstan

Berat konstan = biomassa

Metode Viable Count

• A. METODE TOTAL PLATE COUNT - Kultur diencerkan sampai batas yang diinginkan

dan diinokulasikan pada medium, sehingga diharapkan setiap sel tumbuh menjadi satu koloni

- Terdiri atas metode “Pour plate” dan “Spread plate”

- Kelemahan : jumlah sel terhitung biasanya lebih kecil dari sebenarnya (kemungkinan besar 1 koloni dapat berasal lebih dari 2 sel) dan tidak dapat diaplikasikan pada mikroba yang tumbuh lambat

Metode Total Plate Count

Metode Total Plate Count

Metode Total Plate Count

• Jumlah mikroba : D = B x P D = jml mikroba (cfu/ml) B = jml koloni mikroba P = Pengenceran

Syarat : Jumlah koloni yang dihitung antara 30-300

• Menggunakan colter counter

Jumlah sel per ml = jumlah koloni x faktor pengenceran x volume bahan

Metode Most Probable Number (MPN)

• Suatu metode statistik untuk menghitung jumlah sel dari suatu contoh.

• Dasarnya semakin besar jumlah sel, semakin banyak pengenceran yang diperlukan untuk menurunkan densitas sampai tidak lebih daripada 1 sel untuk setiap contohn yang diukur.

• Beberapa tabung dengan media digunakan untuk keperluan ini.• Dihitung jumlah tabung yang menunjukkan adanya pertumbuhan,

kemudian dicocokkan dengan tabel yang tersedia.• MPN hanya menyatakan 95% kemungkinan bahwa populasi terletak

pada kisaran tertentu.

Contoh Perhitungan dengan MPN.

MPN COLIFORM

KHEMOSTATLaju pertumbuhan kultur(sel) diatur dgn

bahan kimia dgn cara mengatur konsentrasi salah satu substrat terbatas

dalam medium

TURBIDOSTATPertumbuhan /konsentrasi sel

dipertahankan konstan dgn cara memonitor kekeruhan (turbidity) kultur.

KULTUR CONTINU

Kultur Kontinu (Chemostat)Kultur Kontinu (Chemostat) Kultur kontinu

merupakan suatu metode yang bertujuan untuk mempertahankan fase eksponensial (petumbuhan), dengan melakukan penambahan nutrisi atau komponen yang dibutuhkan mikroba untuk tumbuh.

Isolasi Untuk Biakan Murni

• Biakan Murni : Merupakan biakan yang ditumbuhi (hidup) satu jenis mikroorganisme saja.

• Teknik Biakan Murni– Cara Pengenceran– Cara Penuangan– Penggesekan/Penggoresan

SEKIAN