BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tumbuh dan menggandakan diri adalah suatu karakteristik yang amat penting bagi sel hidup. Pada umumnya bakteri memperbanyak diri dengan cara pembelahan biner, yaitu dari satu sel membelah diri menjadi dua sel baru. Waktu yang diperlukan untuk membelah diri disebut waktu generasi. Waktu generasi tidak selalu tetap, tetapi tergantung pada berbagai factor dalam medium, spesies dan umur bakteri.
Pengukuran pertumbuhan dan perbanyakan bakteri dapat dilakukan secara langsung maupun secara tidak langsung. Secara tidak langsung biasanya menggunakan cawan petri dengan menghitung jumlah koloni yang terbentuk. Dalam perhitungan ini diperlukan beberapa syarat. Penghitungan dilakukan setelah waktu inkubasi tertentu.
Berdasarkan karakteristik pertumbuhan mikroba itu, perlu dipelajari dan ditelaah lebih lanjut mengenai kinetika pertumbuhan mikroba. Dengan demikian dapat diamati dan dipelajari secara langsung karakter suatu mikroba, terutama mengenai pertumbuhannya.
Sehingga hasil dari pengamatan langsung tersebut dapat dipaparkan dalam bentuk tulisan berupa laporan, yang mungkin pada suatu saat nanti dapat digunakan kembali sebagai bahan evaluasi bagi observasi atau eksperimen berikutnya. Dan bila hal ini terus berlanjut maka ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya di bidang bioproses akan semakin berkembang.
1.2 Tujuan
Secara umum tujuan pembuatan laporan praktikum ini adalah:
a) Untuk menyelesaikan salah satu tugas mata kuliah Praktikum Dasar Bioproses;
b) Agar para mahasiswa mampu membuat laporan sesuai dengan ketentuan yang benar;
Adapun tujuan secara khusus, yaitu mahasiswa diharapkan:
a) Menguasai dan terampil dalam pembuatan kultur mikroba, inokulum, dengan teknik aseptik;
b) Menguasai dan terampil dalam melakukan sampling pengukuran populasi sel secara berkala;
c) Menguasai dan terampil dalam melakukan evaluasi populasi mikroba dengan berbagai teknik (berat sel kering, spektrofotometri yaitu spektronik 20 dan spektronik Genesys serta kurva baku)
d) Menguasai dan dapat menerapkan hubungan antara jumlah sel (X) dengan waktu (t);
e) Menguasai dan dapat mengkaji fasa-fasa pertumbuhan mikroba;
f) Dapat menghitung laju pertumbuhan spesifik () dengan menggunakan grafik ln X terhadap t.
1.3 Ruang Lingkup
Mikroba yang terdapat di alam ini sangat beragam. Oleh karena itu perlu waktu yang sangat panjang untuk dapat mempelajari semua hal tersebut. Dengan demikian kegiatan praktikum sampai penyusunan laporan ini perlu dibatasi permasalahannya.
Adapun topik permasalahan dalam laporan ini yaitu, mengenai kinetika pertumbuhan mikroba khususnya Escherichia Coli. Beberapa hal yang dipelajari yaitu cara penyiapan inokulum, pemilihan media pertumbuhan mikroba yang sesuai, pengendalian atau pengaturan proses pembiakkan mikroba, teknik (perlakuan) secara aseptis, metode spektronik 20, sampai pada pembuatan kurva pertumbuhan mikroba.1.4 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
: 1.1 Latar Belakang
1.2 Tujuan Penelitian
1.3 Ruang Lingkup
1.4 Sistematika Penulisan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
: 2.1 Teori Coli
2.2 Definisi Pertumbuhan
2.3 Prinsip Pertumbuhan Bakteri
2.4 Kurva Pertumbuhan Bakteri
2.5 Faktor Faktor Yang
Mempengaruhi Pertumbuhan
BAB III METODOLOGI PENELITIANBAB IV: Hasil Percobaan.BAB V: Pembahasan dan Kesimpulan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori E. ColiEscherichia coli atau biasa disingkat E. coli adalah salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. Bakteri berasal dari kata Bakterion (Yunani = batang kecil). Berdasarkan Klasifikasi, bakteri digolongkan dalam Divisio Schizomycetes. Pada umumnya, bakteri yang ditemukan oleh Theodor Escherich ini hidup pada tinja, dan dapat menyebabkan masalah kesehatan pada manusia, seperti diare, muntaber dan masalah pencernaan lainnya. Secara morfologi E.coli merupakan kuman berbentuk batang pendek, gemuk, berukuran 2,4 x 0,4 sampai 0,7 , tak bersimpai , bergerak aktif dan tidak berspora. E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika. Biasa digunakan sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. E. coli dipilih karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya.
Status konservasi: Aman
Nama binomial Eschericia coli
Superdomain:Phylogenetica
Filum:Proteobacteria
Kelas:Gamma Proteobacteria
Ordo:Enterobacteriales
Famili:Enterobacteriaceae
Genus:Escherichia
Spesies:E. coli
Escherichia coli adalah bakteri gram negatif yang umum ditemukan di bagian bawah usus dari organism berdarah panas (endotherms). Coli jenis yang tidak berbahaya, tetapi beberapa, seperti serotype O157: H7, serius dapat menyebabkan keracunan makanan pada manusia, dan kadang-kadang mahal bertanggung jawab untuk produk recalls. Yang tidak berbahaya jenis merupakan bagian dari flora normal pada usus , dan mereka bisa mendapatkan keuntungan host oleh produksi vitamin K 2 atau mencegah pembentukan patogen bakteri dalam usus.
E. coli tidak selalu dibatasi pada usus, dan kemampuan mereka untuk bertahan untuk waktu singkat di luar tubuh yang ideal membuat mereka organisme indikator untuk menguji sampel untuk lingkungan fecal kontaminasi. Bakteri juga dapat tumbuh dengan mudah dan its genetika yang relatif sederhana dan mudah-dimanipulasi atau digandakan melalui proses metagenics, membuatnya menjadi salah satu yang terbaik-belajar prokaryotic model organisme, dan jenis-jenis yang penting dalam bioteknologi dan mikrobiologi.
E. coli yang ditemukan oleh dokter penyakit anak dan ahli bakteriologi Jerman Theodor Escherich pada 1885, dan saat ini diklasifikasikan sebagai bagian dari Enterobacteriaceae keluarga gamma-proteobacteria.E. coli adalah sub-grup dalam spesies yang memiliki karakteristik unik yang membedakannya dari E. coli jenis lainnya. Berbagai perbedaan tersebut sering terdeteksi hanya pada tingkat molekular, tetapi dapat menyebabkan perubahan pada fisiologi atau siklus kehidupan dari bakteri. Misalnya, strain Mei mendapatkan patogen kapasitas, kemampuan untuk menggunakan sumber karbon yang unik, kemampuan untuk mendiami tertentu ekologi niche atau kemampuan untuk menolak antimicrobial agen. Perbedaan dari jenis E. coli yang dapat dilihat dari bentuk koloni menjadikannya mungkin untuk menentukan sumber kontaminasi fecal sampel di lingkungan. Misalnya, untuk mengetahui jenis E. coli yang ada dalam sampel air yang memungkinkan untuk membuat asumsi tentang darimana asal kontaminasi (manusia atau mamalia lain dan burung).
Jenis baru dari E. coli berkembang melalui proses mutasi alam, dan mengembangkan beberapa jenis sifat yang dapat merusak koloni hewan. Meskipun jenisnya berbahaya, biasanya menyebabkan tidak lebih dari sebuah serangan diare pada manusia. Beberapa jenis berbahaya, seperti O157: H7 atau O111: B4, dapat mengakibatkan penyakit serius atau kematian pada orang tua, anak - anak atau yang memiliki sistem imun lemah.E. coli merupakan bakteri berbentuk batang dengan panjang sekitar 2 micrometer dan diamater 0.5 micrometer. Volume sel E. coli berkisar 0.6-0.7 micrometer kubik. Bakteri ini umumnya hidup pada rentang suhu 20-40 derajat C, optimum pada 37 derajat. Kita mungkin banyak yang tidak tahu jika di usus besar manusia terkandung sejumlah E. coli yang berfungsi membusukkan sisa-sisa makanan. Dari sekian ratus jenis E. coli yang teridentifikasi, hanya sebagian kecil bersifat pathogen, misalnya jenis O157:H7. Hampir semua rekayasa genetika di dunia bioteknologi selalu melibatkan E. coli akibat genetikanya yang sederhana dan mudah untuk direkayasa. Riset di E. coli menjadi model untuk aplikasi ke bakteri jenis lainnya. Bakteri ini juga merupakan media cloning yang paling sering dipakai. Teknik recombinant DNA tidak akan ada tanpa bantuan bakteri ini.Bakteri E.coli merupakan organisme penghuni utama di usus besar, hidupnya komensal dalam kolon manusia dan diduga berperan dalam pembentukan vitamin K yang berperan penting untuk pembekuan darah.
Dari berbagai penelitian menunjukkan, beberapa galur atau strain dari bakteri E. coli juga dapat menyebabkan wabah diare atau muntaber, terutama pada anak-anak. Bakteri penyebab penyakit yang cukup berbahaya ini diklasifikasikan berdasarkan karakteristik sifat-sifat virulensinya. Setiap kelompok dapat menyebabkan penyakit diare melalui mekanisme yang berbeda-beda. Kelompok E. coli tersebut di antaranya adalah sebagai berikut ( sebagian besar tulisan merupakan kutipan dari buku manual pemberantasan penyakit menular)
Peranan E. colli A. Biologi dan biokimia
Escherichia coli mendorongkan sel dengan flagella sendiri (panjang, tipis struktur) diatur sebagai kumpulan yang memutar jarum jam, menghasilkan torque untuk memutar searah jarum jam bakteri.
E. coli adalah bakteri gram-negatif, anaerobic dan non-sporulating. E. Sel biasanya berbentuk batang dan panjang sekitar 2 micrometres (m) dan diameter 0,5 m in, dengan volume sel 0,6 - 0,7 m 3. E.coli ini dapat hidup pada berbagai substrates. E. coli menggunakan campuran asam-fermentasi dalam kondisi anaerobic, memproduksi asam lactate, succinate, etanol, asetat dan karbon dioksida. Karena banyak jenis asam dicampur dalam fermentasi menghasilkan hidrogen gas, jalur ini memerlukan tingkat hidrogen menjadi rendah, seperti yang terjadi ketika E. coli tinggal bersama- organism pengonsumsi hidrogen seperti methanogens atau bakteri pengurang sulfate-.
Pertumbuhan optimal coli pada suhu 37 C tetapi beberapa jenis laboratorium dapat berkembang biak pada suhu hingga 49 C. Pertumbuhan dapat dilakukan pada respirasi aerobik atau anaerobic, menggunakan berbagai besar redox pasangan, termasuk oksidasi dari asam pyruvic, asam formic, hidrogen dan asam amino, dan pengurangan substrates seperti oksigen, nitrat, dimethyl sulfoxide dan trimethylamine N-oksida.
Jenis yang memiliki flagella dapat bergerak aktif, dan Flagella tersebut tersusun atas peritrichous. E. coli dan terkait bakteri memiliki kemampuan untuk mentransfer DNA melalui konjugasi bakteri, transduction atau transformasi, yang memungkinkan bahan genetik menyebar secara horizontal ke seluruh populasi yang ada. Proses ini menyebabkan penyebaran kode genetic shiga toksin dari Shigella ke E. coli O157:H7, yang dibawa oleh bacteriophage.B. Peranan dalam bioteknologi
E.coli memiliki sejarah panjang dalam kemudahan manipulasi genetic. E.coli juga memainkan peran penting dalam rekayasa biologi modern dan mikrobiologi industri. Norman Stanley Cohen dan Herbert Boyer, menggunakan plasmids E. coli dan pembatasan enzymes untuk membuat recombinant DNA, menjadi dasar bioteknologi.
Dianggap sebagai tuan rumah sangat fleksibel untuk produksi heterologous protein, peneliti dapat memasukkan gen ke dalam mikroba menggunakan plasmids, yang memungkinkan produksi massa dari protein dalam industri proses fermentasi. Sistem genetik E. coli juga telah dikembangkan yang memungkinkan produksi recombinant protein menggunakan E. coli. Salah satu aplikasi yang berguna dalam teknologi recombinant DNA adalah manipulasi E. coli untuk memproduksi insulin. Modifikasi E. coli telah digunakan dalam pembuatan vaksin perbaikan biologi, dan produksi immobilised enzymes. Bagaimanapun coli tidak dapat digunakan untuk memproduksi sesuatu yang lebih besar, kompleks, yang mengandung banyak protein disulfide obligasi, dan khususnya, unpaired thiols, atau protein yang juga memerlukan pasca translational modifikasi untuk kegiatan.
C. Peranan sebagai normal flora
E. coli yang biasanya mengkolonikan bayi pada sistem gastrointestinal dalam 40 jam setelah lahir, dan masih mengurus anaknya secara individu. Dalam usus, ia menempel pada lendir dari usus besar. E.coli merupakan organisme utama dari sistem di dalam usus besar manusia. Selama bakteri ini tidak memperoleh unsur genetik dari jenis yang berbahaya, mereka tetap bersifat simbiosis mutualisme.
D. Peranan dalam penyakit
E. coli dapat menyebabkan Gastroenteritis, Urinary Tract Infections, dan neonatal meningitis. Dalam kasus yang jarang, jenis bebahaya juga bertanggung jawab untuk hmolytic-sindrom uremic (Hus), radang selaput, radang kelenjar dada, darah dan Gram-negatif radang paru-paru.
a. Infeksi gastrointestinal
mikrofoto electron dari koloni bakteri E. coli, perbesaran 10.000 kali.
Setiap individu adalah bakteri berbentuk batang
Jenis tertentu dari E. coli , seperti O157: H7, O121 dan O104: H21 memproduksi racun. Keracunan makanan yang disebabkan oleh E. coli biasanya dikaitkan dengan makan sayur-sayuran dan daging tak dicuci setelah pemotongan. Jenis O157: H7 terkenal lebih jahat dan lebih serius menyebabkan ancaman kehidupan yang kompleks, seperti sindrom hemolytic-uremic (Hus). Jenis O157: H7 ini terkait dengan wabah E. coli pada bayam segar di Amerika Serikat pada 2006 . Kemampuan dari penyakit yang sangat bervariasi, bisa berakibat fatal, terutama bagi anak- anak, orang tua atau orang yang memiliki system kekebalan imun yang kurang, tetapi lebih sering berakibat ringan. E. coli dapat memiliki kemampuan terhadap kestabilan maupun kelabilan terhadap panas enterotoxins. Yang terakhir, dikenal sebagai LT, berisi satu subunit 'A' dan lima subunits 'B' yang diatur menjadi satu holotoxin, dan sangat mirip dalam struktur dan fungsi kolera toxins. B subunits membantu dalam ketaatan dan masuk toksin dari usus ke dalam sel tuan rumah, sementara A subunit adalah memecah dan mencegah dari sel menyerap air,yang menyebabkan diare. LT memiliki dua jenis jalur sekresi. Jika coli bakteri usus melepaskan diri dari sistem melalui lubang-lubang (misalnya dari maag, yang ruptured lampiran, atau bedah kesalahan) dan masukkan perut, mereka biasanya menyebabkan radang selaput yang dapat fatal tanpa pengobatan. Namun, E. coli sangat peka terhadap antibiotik seperti streptomisin atau gentamicin. Hal ini bisa berubah sejak, seperti yang tercantum di bawah ini. E. coli cepat menghasilkan obat perlawanan. Baru-baru ini penelitian menunjukkan bahwa pengobatan dengan antibiotik tidak meningkatkan hasil dari penyakit, dan mungkin signifikan meningkatkan peluang pengembangan haemolytic uraemic sindrom.
E. Mucosa usus-terkait E. coli yang diamati meningkatkan angka dalam penyakit radang usus (penyakit Crohn's dan ulcerative colitis). Penyerangan E.coli paling banyak terjadi pada jaringan yang teradang, dan jumlah bakteri yang berada di daerah radang sebanding dengan serangan radang usus yang diterima perut.
Epidemiologi dari infeksi gastrointestinal
Transmisi patogen E. coli sering terjadi melalui fecal-oral transmission. Common rute penularan termasuk: unhygienic persiapan makanan, greywaterHYPERLINK "http://64.233.189.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Escherichia_coli&prev=/search%3Fq%3De.coli%26hl%3Did%26sa%3DG&rurl=translate.google.co.id&usg=ALkJrhilvZTEQKh5alEU-kECt0xhUJRo2w" \l "cite_note-haccp-23"
peternakan akibat kontaminasi pupuk pemupukan, irigasi dari tanaman dengan kejangkitan mentah atau kotoran , babi liar di cropland, atau langsung konsumsi kotoran-kejangkitan airdan Produk Susu sapi potong waduk yang utama adalah E. coli O157:H7, dan mereka dapat melakukan hal asymptomatically dalam kandang dan kotoran mereka. Makanan produk-produk yang berhubungan dengan E. coli wabah tanah mentah termasuk daging sapi, biji mentah sprouts atau bayam, susu mentah, unpasteurized jus, dan makanan makanan kejangkitan terinfeksi oleh pekerja melalui rute fecal-oral.Menurut US Food and Drug Administration, the fecal-oral siklus penularan dapat terganggu oleh memasak makanan dengan baik, mencegah kontaminasi silang, instituting hambatan seperti sarung tangan untuk makanan pekerja, instituting kesehatan kebijakan industri makanan jadi karyawan ketika mereka mencari pengobatan sedang sakit, pasteurization jus atau produk susu dan mencuci tangan yang benar persyaratan.
Shiga toksin-produksi E. coli (STEC), coli (STEC), secara khusus serotype O157: H7, juga telah dikirimkan oleh flies, serta kontak langsung dengan peternakan hewan, hastakarya kebun binatang ternak, dan partikel di udara ditemukan hewan-membesarkan lingkungan.
Urinary Tract Infection
Coli (UPEC) bertanggung jawab untuk sekitar 90% dari urinary tract infections (UTI) dilihat pada individu dengan anatomi biasa. Dalam naik infeksi, fecal bakteri yang menjajah pekencingan dan tersebar di atas urinary tract ke kandung kemih serta ke ginjal (menyebabkan pyelonephritis), atau prostata dalam laki-laki. Karena perempuan memiliki pekencingan pendek dibandingkan laki-laki, mereka adalah 14-kali lebih besar untuk menderita dari UTI naik.
Coli memanfaatkan fimbriae P (pyelonephritis-terkait pili) untuk mengikat urinary tract endothelial sel yang menjajah dan kandung kemih. E. Ini adhesins mengikat secara khusus D-galactose-D-galactose moieties pada P darah kelompok antigen dari erythrocytes dan uroepithelial sel. Kira-kira 1% dari populasi manusia tidak receptor ini, dan keberadaan atau ketidakhadiran dictates individu dari kerentanan ke E. coli urinary tract infections. Coli urinary tract infections. Uropathogenic E. Uropathogenic E. coli memproduksi dan alfa-beta-hemolysins, yang menyebabkan lysis dari urinary tract sel.
UPEC dapat menghindari tubuh lahir defenses kekebalan (misalnya melengkapi sistem) oleh invading dangkal payung untuk membentuk sel bakteri intracellular masyarakat (IBCs). Mereka juga memiliki kemampuan untuk membentuk K antigen, capsular polysaccharides yang berkontribusi ke biofilm formasi. Biofilm-producing E. Biofilm-produksi E. coli are recalcitrant to immune factors and antibiotic therapy and are often responsible for chronic urinary tract infections. K-antigen-producing E. coli yang bandel ke faktor kekebalan dan antibiotik dan terapi sering bertanggung jawab untuk kronis urinary tract infections. K-memproduksi antigen E. coli infections are commonly found in the upper urinary tract. [ 15 ] coli infeksi biasanya ditemukan pada bagian atas urinary tract. [15]
Descending infections , though relatively rare, occur when E. Menurun infeksi, meskipun relatif jarang terjadi jika E. coli cells enter the upper urinary tract organs ( kidneys , bladder or ureters ) from the blood stream. coli masuk ke dalam sel atas urinary tract organ (ginjal, kandung kemih atau ureters) dari aliran darah.
b. Neonatal Meningitis
Koloni ini hadir dalam vagina ibu, mengakibatkan bacteriemia, yang mengarah ke meningitis. And because of the absence of the igM antibodies from the mother (these do not cross the placenta because they are too big), plus the fact that the body recognises as self the K1 antigen, as it resembles the cerebral glicopeptides, this leads to a severe meningitis in the neonates. Dan karena tidak adanya yang igM antibodies dari ibu (ini tidak menyeberangi placenta karena mereka terlalu besar), ditambah dengan kenyataan bahwa tubuh yang mengakui diri sebagai antigen K1, karena mirip dengan otak glicopeptides, ini mengarah ke parah meningitis pada neonates. c. E. coli enteropatogen (EPEC)
Merupakan penyebab diare terpenting pada bayi, terutama di negara berkembang. Mekanismenya adalah dengan cara melekatkan dirinya pada sel mukosa usus kecil dan membentuk filamentous actin pedestal sehingga menyebabkan diare cair (Watery diarrheae) yang bisa sembuh dengan sendirinya atau berlanjut menjadi kronis. d. E. coli enterotoksigenik (ETEC)Merupakan penyebab diare umum pada bayi di negara berkembang seperti Indonesia. Berbeda dengan EPEC, E. coli jenis ini memproduksi beberapa jenis eksotoksin yang tahan maupun tidak tahan panas di bawah kontrol genetis plasmid. Pada umumnya, eksotoksin yang dihasilkan bekerja dengan cara merangsang sel epitel usus untuk menyekresi banyak cairan sehingga terjadi diare. Penyebab utama Travelers diarrhea orang-orang dari negara maju yang berkunjung ke negara berkembang. Penyakit ini juga sebagai penyebab utama dehidrasi pada bayi dan anak di negara berkembang. Strain enterotoksigenik dapat mirip dengan Vibrio cholerae dalam hal menyebabkan diare akut yang berat (profuse watery diarrhea) tanpa darah atau lendir (mucus). Gejala lain berupa kejang perut, muntah, asidosis, lemah dan dehidrasi dapat terjadi, demam ringan dapat/tidak terjadi; gejala biasanya berakhir lebih dari 5 hari. ETEC dapat diidentifikasi dengan membuktikan adanya produksi enterotoksin dengan teknik immunoassays, bioasay atau dengan teknik pemeriksaan probe DNA yang mengidentifikasikan gen LT dan ST (untuk toksin tidak tahan panas dan toksin tahan panas) dalam blot koloni. Penyebab Penyakit ; ETEC yang membuat enterotoksin tidak tahan panas (a heat labile enterotoxin = LT) atau toksin tahan panas ( a heat stable toxin = ST) atau memproduksi kedua toksin tersebut (LT/ST).
e. E. coli enterohemoragik (EHEC) dan galur yang memproduksi verotoxin (VTEC). Di Negara maju seperti Amerika Serikat dan Kanada, VTEC menyebabkan sejumlah kejadian luar biasa diare dan kolitis hemoragik. Penyakit ini bersifat akut dan bisa sembuh spontan, penyakit ini ditandai dengan gejala nyeri abdomen, diare disertai darah, gejala seperti ini merupakan komplikasi dari diare ringan. Identifikasi ; Kategori E. coli penyebab diare ini dikenal pada tahun 1982 ketika terjadi suatu KLB colitis hemoragika di Amerika Serikat yang disebabkan oleh serotipe yang tidak lazim, E. coli O157:H7 yang sebelumnya tidak terbukti sebagai patogen enterik. Diare dapat bervariasi mulai dari yang ringan tanpa darah sampai dengan terlihat darah dengan jelas dalam tinja tetapi tidak mengandung lekosit.
Yang paling ditakuti dari infeksi EHEC adalah sindroma uremia hemolitik (HUS) dan purpura trombotik trombositopenik (TTP). Kira-kira 2-7% dari diare karena EHEC berkembang lanjut menjadi HUS. EHEC mengeluarkan sitotoksin kuat yang disebut toksin Shiga 1 dan 2. Toksin Shiga 1 identik dengan toksin Shiga yang dikeluarkan oleh Shigella dysentriae 1; (Article Source by Drh. Andrijanto Hauferson Angi, M.Si)Kontrol Kontaminasi
Kontrol kontaminasi adalah istilah generik untuk semua kegiatan yang bertujuan untuk mengontrol keberadaan, pertumbuhan dan proliferasi dari kontaminasi di daerah-daerah tertentu. Kontrol kontaminasi dapat merujuk ke udara maupun ke permukaan, untuk particulate matter serta kontaminasi mikroba dan pencegahan serta desinfeksi
Langkah-langkah pengendalian pencemaran di premier lensa produsen (Carl Zeiss).
Lantai dalam penanganan material di daerah Pharmaceutical perusahaan Lilly, Perancis.
Fungsi Kontrol Kontaminasi
Tujuan dari semua kegiatan kontrol kontaminasi adalah untuk memastikan secara permanen yang cukup tingkat kebersihan lingkungan di dikontrol. Hal ini dicapai oleh pemeliharaan, atau mengurangi eradicating bersemangat dan tidak bersemangat kontaminasi baik untuk keperluan saniter atau untuk menjaga tingkat produksi efisien.
2.2 Definisi Pertumbuhan
Secara umum, pertumbuhan suatu organisme diartikan sebagai penambahan massa, ukuran, maupun jumlah sel. (Lidya:21,2000). Istilah pertumbuhan bakteri lebih mengacu kepada pertambahan jumlah sel bukan mengacu kepada perkembangan individu organisme sel.2.3 Prinsip Pertumbuhan bakteriIstilah pertumbuhan bakteri lebih mengacu kepada pertambahan jumlah sel bukan mengacu kepada perkembangan individu organisme sel. Bakteri memiliki kemampuan untuk menggandakan diri secara eksponensial dikarenakan sistem reproduksinya adalah pembelahan biner melintang, dimana tidap sel membelah diri menjadi dua sel. Selang waktiu yang dibutuhkan sel untuk membelah diri disebut dengan waktu generasi.
Tiap spesies bakteri memiliki waktu generasi yang berbeda-beda, seperti Escherichia coli, bakteri umum yang dijumpai di saluran pencernaan dan di tempat lain, memiliki waktu generasi 15-20 menit. Hal ini artinya bakteri E. coli dalam waktu 15-20 menit mampu menggandakan selnya menjadi dua kali lipat. Misalnya pada suatu tempat terdapat satu sel bakteri E. coli, maka ilustrasinya dapat berlangsung sebagai berikut
Tabel 2 : Contoh Pembelahan biner Bakteri tiap 15 menit
0153045607590105120135
1 sel2 sel4 sel8 sel16 sel32 sel64 sel128 sel256 sel512 sel
20212223242526272829
Hal ini menunjukkan hubungan antara pertambahan sel dengan waktu adalah berbentuk geometrik eksponensial dengan rumus 2n. Jadi, bakteri E. coli dalam waktu 10 jam berkembang dari satu sel menjadi 1,091012 sel atau lebih dari 1 triliun sel. 2.4 Kurva Pertumbuhan Bakteri
Apabila satu bakteri tunggal (seperti E. coli di atas) diinokulasikan pada suatu medium dan memperbanyak diri dengan laju yang konstan/tetap, maka pada suatu waktu pertumbuhannya akan berhenti dikarenakan sokongan nutrisi pada lingkungan sudah tidak memadai lagi, sehingga akhirnya terjadi kemerosotan jumlah sel akibat banyak sel yang sudah tidak mendapatkan nutrisi lagi. Hingga akhirnya pada titik ekstrim menyebabkan terjadinya kematian total bakteri. Kejadian di atas apabila digambarkan dalam bentuk kurva adalah sebagaimana di bawah.
Fase PertumbuhanMikroba1. Fasa lag (Fasa Permulaan / adaptasi).
Pada fasa ini sebagian besar bakteri beradaptasi dengan lingkungan barunya dan belum mengadakan perbanyakan sel,bahkan sebagian sel mati, hanya sel bakteri yang kuat saja yang bertahan hidup. Faktor Penentu Fase Lag :
a. Medium dan lingkungan pertumbuhan; jika medium sama dengan medium sebelumnya, waktu adaptasi pendek atau tidak ada; jika sangat berbeda perlu waktu untuk sintesis enzim yang dibutuhkan untuk metabolisme (pembentukan enzim induktif).
b. Kondisi starter/inokulum
- Jumlah inokulum; jumlah sel awal yang semakin tinggi mempercepat fase adaptasi.
- Germinasi spora; bila mikroba yang ditanam pada medium ada dalam bentuk spora dan bukan sel vegetatif maka bila ia ditanam dalam medium dengan kondisi lingkungan yang baik, ia akan berubah menjadi bentuk sel vegetatif dan ini memerlukan sedikit waktu. Mutan yang baru terbentuk perlu waktu untuk adaptasi dengan lingkungan yang bar2. Fasa pertumbuhan dipercepatPada fasa ini mikroba telah dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya; sel mulai membelah diri dengan kecepatan yang masih rendah.
3. Fasa logaritmik Pembelahan mikroba terjadi sangat cepat dan konstan, mengikuti kurva
logaritmik.
Dalam kondisi kultur yang optimum, sel mikroba mengalami reaksi
metabolisme yang maksimum.
Selama fasa logaritma, konsentrasi nutrien esensial ada dalam keadaan cukup jenuh untuk menunjang reaksi-reaksi metabolisme utama dari pertumbuhan.
Pada saat ini sel paling sensitif terhadap keadaan lingkungan.
Kekhususan Fase Logaritmik Bila populasi sel yang sedang mengalami fasa ini dipindahkan ke dalam medium baru dengan komposisi nutrien dan kondisi lingkungan yang sama, di dalam medium baru populasi sel ini akan langsung mengalami fasa logaritma tanpa mengawali pertumbuhan dengan fasa lag dan fasa pertumbuhan awal/pertumbuhan dipercepat.
Ditinjau dari sel bakteri secara individual, pada fasa ini ukuran sel minimum dengan dinding sel yang tipis, karena sel membelah diri dengan sangat aktif, sintesa makromolekul dari komponen sel berlomba dengan waktu.4. Fase Pertumbuhan Diperlambat Pertumbuhan mikroba diperlambat karena :- Nutrisi dalam medium sudah sangat berkurang
- Adanya hasil-hasil metabolisme yang mungkin beracun atau menghambat pertumbuhan mikroba
Pada fase ini pertumbuhan sel tidak stabil, tapi jumlah populasi masih naik karena jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak daripada jumlah sel yang mati
5. Fasa Stasioner
Selama fasa ini kecepatan pertumbuhan nol.
Jumlah pembentukan sel baru sebagai hasil reproduksi, seimbang dengan jumlah sel yang mati. Ini menyebabkan, grafiknya linier dan sejajar dengan absisnya.
Reproduksi sel yang masih terjadi selama fasa ini menggunakan cadangan makanan yang ada di dalam protoplast sebagai building blockspembangun sel yang baru.
Karena kekurangan nutrisi, sel kemungkinan mempunyai komposisi yang berbeda dengan sel yang tumbuh pada fase logaritmik.
Pada fase ini sel lebih tahan terhadap keadaan ekstrim seperti panas, dingin, radiasi, dan bahan ki6. Fasa Menuju Kematian dan Fase Kematian
Selama fasa ini, jumlah sel yang hidup makin lama makin menurun, sedangkan jumlah kematian sel makin banyak.
Kematian ini disebabkan oleh kondisi lingkungan yang makin memburuk, terutama oleh makin banyaknya akumulasi hasil metabolisme yang toksik terhadap sel.
Pada fase ini : nutrisi dalam medium sudah habis; energi cadangan dalam sel habis.
Lamanya fasa ini tergantung pada spesies dari mikrobanya dan kondisi lingkungannya sendiri.2.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhanKemampuan 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:
a) Suplai Nutrisi
Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Nutrien dikelompokkan menjadi makronutrien (nutrient yang dibutuhkan dengan konsentrasi lebih dari 10-4 M), contohnya C, H, N, O, S, P, Mg2+, dan K+ ; dan mikronutrien yaitu nutrient yang dibutuhkan dengan konsentrasi kurang dari 10-4 M, contohnya Fe, Mn, Zn, Al, Ni Na, dan Ca. 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.b) Suhu / Temperatur
Suhu merupakan salah satu faktor penting di dalam mempengaruhi dan pertumbuhan mikroorganisme. Suhu dapat mempengaruhi mikroba dalam dua cara yang berlawanan:1) Apabila suhu naik maka kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat. Sebaliknya apabila suhu turun, maka kecepatan metabolisme akan menurun dan pertumbuhan diperlambat.2) 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 hal di atas, maka penggolongan mikroba menurut suhu dapat digolongkan seperti tabel berikut:
KelompokSuhu MinimumSuhu OptimumSuhu Maksimum
Psikrofil- 15o C.10o C.20o C.
Psikrotrof- 1o C.25o C.35o C.
Mesofil5 10o C.30 37o C.40o C.
Thermofil40o C.45 55o C.60 80o C.
Thermotrof15o C.42 46o C.50o C.
Berdasarkan ketahanan panas, mikroba dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu:
1. Peka terhadap panas, apabila semua sel rusak apabila dipanaskan pada suhu 60oC selama 10-20 menit.2. Tahan terhadap panas, apabila dibutuhkan suhu 100oC selama 10 menit untuk mematikan sel.3. Thermodurik, dimana dibutuhkan suhu lebih dari 60oC selama 10-20 menit tapi kurang dari 100oC selama 10 menit untuk mematikan sel.c) Keasaman atau Kebasaan (pH)
Setiap organisme memiliki kisaran pH masing-masing dan memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Kebanyakan mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran pH 8,0 8,0 dan nilai pH di luar kisaran 2,0 sampai 10,0 biasanya bersifat merusak. Di antara bakteri ada juga yang tahan terhadap keasaman yang tinggi, bakteri tersebut digolongkan ke dalam golongan bakteri yang aciduric. d) Ketersediaan OksigenMikroorganisme memiliki karakteristik sendiri-sendiri di dalam kebutuhannya akan oksigen. Mikroorganisme dalam hal ini digolongkan menjadi:1. Aerobik : hanya dapat tumbuh apabila ada oksigen bebas.2. Anaerob : hanya dapat tumbuh apabila tidak ada oksigen bebas.3. Anaerob fakultatif : dapat tumbuh baik dengan atau tanpa oksigen bebas.4. Mikroaerofilik : dapat tumbuh apabila ada oksigen dalam jumlah kecil.e) Air
Air sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan mikroba. Air tidak hanya merupakan komponen utama dari plasma sel mikroba, namun air penting pula untuk pelarut makanan sebelum makanan itu dapat diserap oleh sel. Kekeringan dapat mematikan mikroba.
f) CahayaKebanyakan mikroba dapat dirusak oleh cahaya tak langsung dari matahari dan dalam waktu beberapa jam saja dapat dimatikan oleh cahaya langsung yang mengenainya. Sinar-sinar violet, ultra violet dan biru sangat kuat daya mematikan terhadap mikroba.
g) Tekanan OsmosaSel-sel mikroba dibalut oleh suatu membran yang semi permeabel, membran ini dapat melewatkan air masuk ke dalam sel, demikian pula sebaliknya. Membran mampu menahan zat-zat yang larut di dalam cairan di mana sel-sel itu terdapat untuk tidak masuk ke dalam sel; atau menahan zat terlarut dalam sitoplasma untuk keluar dari sel. Sel-sel merupakan suatu unit osmotis yang kecil yang responsif terhadap perubahan-perubahan pada cairan dalam lingkungannya.
h) Faktor Faktor Kimia
Manusia di dalam usahanya untuk membebaskan diri dari kegiatan mikroba, meramu zat zat yang dapat meracuni mikroba. Zat-zat yang hanya menghambat pertumbuhan mikroba dengan tidak membunuhnya disebut zat mikrostatik. Zat yang dapat membunuh mikroba disebut zat mikrosida. Yang termasuk kelompok ini antara lain desinfektan. Antibiotika ada yang masuk kelompok mikrostatik, dan sebagian lagi masuk kelompok mikrosida.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Studi Pustaka
Mulai dari kegiatan praktikum sampai pada pembuatan laporan ini, penyusun tentunya banyak melakukan studi pustaka. Beberapa hal yang dilakukan yaitu dengan mempelajari buku yang berkaitan dengan Dasar Bioproses, Petunjuk Praktikum Kinetika Petumbuhan Mikroba, dan data pelengkap dari internet.
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam melakukan percobaan ini, diantaranya :
1. Spektronik 20
2. Labu erlenmeyer 500 ml, 100 ml
3. Pipet ukur 10 ml, 5 ml, 1 ml
4. Gelas kimia
5. Pipet tetes
6. Kufet
7. Botol semprot
8. Kertas grafik
9. Spirtus
10. Kulkas
11. Shaker icubator
12. Tissue dan label Bahan yang digunakan, diantaranya :
1. Suspensi bakteri E- coli
2. Garam steril
3. Larutan blanco
4. Agar nutrien
5. Aquadest3.3 Langkah Kerja
Pembuatan kurva pertumbuhan mikroba dengan metode spektrofotometri ( tidak langsung).3.3.1 Pembuatan inokulum dan media pertumbuhan mikroba
1. Memasukkan 10 ml air garam ke dalam satu buah tabung agar miring yang berisi kultur mikroba
2. Mengocok dengan perlahan lahan
3. Memasukkan kultur di atas ke dalam erlenmeyer yang berisi media cair atau kaldu nutrien sebanyak 90 ml
4. Mengaktifkan campuran di atas selama 24 jam pada suhu 300 C dalam shaker incubator
5. Ukkan inokulum kedalam erlenmeyer atau reaktor yang telah berisi 400 ml media cair nutrien steril
6. Mencampurkan kedalam reaktor ini untuk selanjutnya disebut media pertumbuhan mikroba. Media ini digunakan untuk membuat kurva pertumbuhan mikrohba.
3.3.2 Pembuatan kurva pertumbuhan mikroba dengan metoda spektrofotometri
1. Mencari panjang gelombang maksimal antara 550 nm 650 nm dengan menggunakan inokulum sebagai larutan standar. Untuk larutan blnko digunakan media cair nutrien
2. Membuat kurva baku antara absorbansui (a) terhadap berat sel kering x (mg/ml) berdasar data yang telah tersedia
3. Pada T nol diambil/ disampling sejumlah kultur cair dari reaktor kemudian mengukur absorbansinya (a) dalam panjang gelombang max
4. Menginkubasi reaktor tersebut dalam shakker inkubator pada suhu 370C
5. Mengulangi sampling di atas pada 15 menit ke dua dan seterusnya hingga memperoleh kurva sampai fasa stasioner6. Membuat plot semua data a ke dalam kurva baku hingga diperoleh nilai berat sel kering (x)7. Membuat plot semua data sel kering di atas terhadap waktu sehingga diperoleh fasa fasa pertumbuhan mikroba8. Mengubah nilai x ke ln x hingga diperoleh hubungan antara ln x dengan t9. Membuat grafik antara ln x terhadap t sehingga didapat tg =10. Laju pertumbuhan spesifik, ( t-1) dari mikroba dapat ditentukanBAB IVHASIL PERCOBAAN
A. Tabel kurva baku antara absorbansi terhadap berat sel kering
berat sel keringabsorbansi
0.40.06
1.090.18
1.810.28
2.50.39
3.720.57
5.310.83
5.890.92
6.91.08
7.791.21
8.481.34
B. Tabel kurva X terhadap t (waktu)tx
00.33
150.34
300.4
450.5
600.6
750.7
900.73
1050.725
1200.628
1350.64
1500.6
1650.515
C. Tabel Kurva Ln X terhadap t (waktu)t (waktu)ln X
0-1.108
15-1.078
30-0.92
45-0.69
60-0.51
75-0.35
90-0.324
105-0.322
120-0.465
135-0.45
150-0.51
165-0.55
BAB V
PENUTUP5.1 Pembahasan
Praktikum kinetika pertumbuhan ini pada dasarnya bertujuan untuk mengetahui laju pertumbuhan spesifik () dan mengetahui fasa-fasa pertumbuhan dari mikroba Escherechia coli.
Dalam penentuan kinetika pertumbuhan mikroba E.Coli ini, praktikan menggunakan metode Spektofotometri yaitu dengan alat Spektronik 20. Pada penggunaan spektronik 20, praktikan mensetting panjang gelombang maksimum pada 600 nm dengan tujuan pada panjang gelombang tersebut tidak ada gangguan pigmen dari mikroba tersebut. Dalam percobaan, suspensi mikroba disampling setiap 15 menit, kemudian diukur absorbansinya. Plotkan semua data A ke dalam kurva baku sehingga diperoleh nilai berat sel kering (X). Plotkan semua data berat sel kering yang didapat terhadap waktu sehingga diperoleh fasa-fasa pertumbuhan mikroba. Kemudian ubah nilai X ke ln X, dan membuat grafik antara ln X terhadap t sehingga didapat tg = .Dari hasil yang didapat berupa berat sel kering dengan waktu yang berbeda-beda, kurva yang dihasilkan sesuai dengan yang diharapkan. Karena terlihat adanya bagian-bagian yang dapat menunjukkan fasa-fasa dalam kinetika pertumbuhan bakteri Escherechia coli.Proses sampling pada hari pertama, kami mendapatkan enam titik dalam kurva. Pada hari pertama ini, kami mendapatkan beberapa fase pertumbuhan diantaranya, fase adaptasi, fase pertumbuhan dipercepat, fase log / eksponensial, dan fase pertumbuhan diperlambat. Pada fasa pertumbuhan dipercepat menuju fasa eksponensial/logaritmik terjadi kenaikan yang sangat signifikan.Pada sampling hari kedua, kami mendapatkan enam titik dalam kurva. Pada sampling hari kedua ini, pada titik ke tujuh dan ke delapan sudah terbentuk fasa stasioner, hal ini terlihat pada grafik dengan bentuk grafik datar. Selanjutnya pada titik-titik berikutnya terbentuk fasa kematian.Setelah mendapatkan fasa-fasa pertumbuhan dari kurva antara absorbansi (A) terhadap waktu (t), selanjutnya yaitu membuat kurva antara ln x terhadap waktu. Dari kurva tersebut, didapatkan laju pertumbuhan spesifik () dari mikroba Escherichia coli yaitu 0,0136.5.2Kesimpulan 1) Laju pertumbuhan Spesifik () dari bakteri Escherichia coli dengan menggunakan metode spektronik 20 yaitu 0,0136
2) Fasa-fasa pertumbuhan mikroba dalam kurva pertumbuhan mikroba yaitu :
a) Fasa adaptasi (Fasa Lag)
b) Fasa pertumbuhan dipercepat
c) Fasa eksponensial / fasa logaritmik
d) Fasa pertumbuhan diperlambat
e) Fasa stasioner
f) Fasa kematian
3) Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba yaitu ;a) Nutrisi
b) Suhu / temperature
c) Keasaman atau kebasaan (pH)
d) Ketersediaan Oksigen
e) Air
f) Cahaya
g) Tekanan Osmosa
h) Faktor-faktor kimiaDAFTAR PUSTAKA
Djenar, Nancy Siti. 2007. Petunjuk Praktikum Dasar Bioproses: Kinetika Pertumbuhan Mikroba. Bandung: Teknik Kimia POLBAN
http://rachdie.blogsome.com/2006/Hidayat, Nur dkk. 2007. Mikrobiologi Industri. Yogyakarta: ANDI.Wahyu, Iwan S. 2004. BIOLOGI SMA. Bogor : CV. ReginaJobsheet Petunjuk Praktikum Bioproses : Kinetika Pertumbuhan Mikroba
Jobsheet Petunjuk Praktikum Analitik Instrumen : Spektrofotometer metode spektronik 20
