TEKNIK STERILISASI
disusun untuk memenuhi salah satu tugas Bioproses pada Semester
III Progam Studi D4 Teknik Kimia Produksi Bersih
Dosen pebimbing:Unung Leo Anggraeni, ST., MT.
OlehKelompok 1Kelompok 2
Ambrianto Ghenatya (131424003)Caesaria Rizky K (131424007)
Anindya Dwi Kusuma M (131424004)Diah Nurul Sayekti
(131424008)
Annisa Novita N (131424005)
Kelompok 3Kelompok 4
Fauzy Kurnia S (13142410)Ken Putri Kinanti SP (131424013)
Habibah Akmal (131424011)Luthfiyah Sinatrya (131424014)
Hesti Diana Wahyuni (131424012)Nabila Vidiaty N (131424015)
JURUSAN TEKNIK KIMIAPROGRAM STUDI D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI
BERSIHPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014
Teknik sterilisasiSterilisasi adalah proses atau kegiatan
menghancuran atau memusnahkan semua mikro-organisme termasuk spora,
dari sebuah benda atau lingkungan. Hal ini biasanya dilakukan
dengan pemanasan atau penyaringan tetapi bahan kimia atau radiasi
juga dapat digunakan. Yang dimaksud sterilisasi dalam mikrobiologi
adalah suatu proses untuk mematikan semua organisme yang terdapat
pada atau di dalam suatu benda (Singleton dan Sainsbury, 2006).
Menurut Irianto (2002) sterilisasi adalah membebaskan tiap benda
atau substansi dari semua kehidupan dalam bentuk apapun.
Sterilisasi dilakukan bertujuan mendapatkan keadaan steril.
Mikroorganisme dapat dimatikan dengan panas (kalor), gas-gas
seperti formalsehide, etilenoksida atau betapriolakton oleh
bermacam-macam larutan kimia; oleh sinar lembayung ultra atau sinar
gama. Proses untuk menghancurkan semua bentuk kehidupan juga
disebut sterilisasi oleh Pelozar (1988). Suatu benda yang steril,
dipandang dari sudut mikrobiologi, artinya bebas dari
mikroorganisme hidup. Suatu benda atau substansi hanya dapat steril
atau tidak sreril tidak akan mungkin setengah steril atau hampir
steril.Menurut Irianto (2002), sterilisasi dilakukan dalam 4 tahap,
yaitu:1. Pembersihan sebelum sterilisasi2. Pembungkusan3. Proses
sterilisasi4. Penyimpanan yang aseptik.
Jenis-jenis sterilisasi berdasarkan cara sterilisasi dapat
dibedakan atas :1. Sterilisasi secara fisik2. Sterilisasi secara
kimia3. Sterilisasi secara mekanik4. Sterilisasi secara gas
mikroksida5. Sterilisasi dengan saringan membrane
Teknik sterilisasi yang umum dilakukan dapat berupa :A.
Sterilisasi secara fisik (pemanasan, penggunaan sinar gelombang
pendek). PemanasanAir dan uap adalah media panas yang baik. Dalam
waktu relatif singkat, alat yang akan disterilkan akan mencapai
suhu yang diinginkan. Udara adalah penyalur panas yang kurang baik.
Oleh karena itu, untuk mecapai suhu yang diinginkan akan
membutuhkan waktu yang cukup lama.Cara pemanasan dibagi menjadi 2,
yaitu :a. Pemanasan kering, yaitu proses pemanasan yang tidak
menggunakan air.Contoh : Membakar, Menggunakan udara panas ( oven
)Cara ini untuk membunuh mikroba hanya memakai udara panas kering
yang tinggi. Sterilisasi panas kering dibedakan atas : Panas
membaraDengan jalan menaruh benda yang akan di sterilkan dalam
nyala api bunsen sampai merah membara. Alat yang disterilkan yaitu
sengkelit, jarum, ujung pinset dan ujung gunting. Melidah
apikanDengan melewatkan benda dalam api bunsen, namun tidak sampai
menyala terbakar. Alat yang disterilkan yaitu scalpel, kaca benda,
mulut tabung dan mulut botol. Udara keringOven merupakan ciri umum
yang dimaksud. Alat ini terbuat dari kotak logam, udara yang
terddapat di dalamnya mendapat udara panas melalui panas dari nyala
listrik. Alat yang disterilkan yaitu tabung reaksi, cawan petri,
pipet, scalpel dari logam, gunting dan botol. Pemanasan satu jam
dengann temperatur 160 oC dianggap cukup.b. Pemanasan basah, yaitu
proses pemanasan dengan menggunakan air.Contoh : Merebus, Uap air
panas, Uap air panas bertekananDengan udara panas, dipergunakan
alat bejana/ruang panas (oven dengan temperatur 170o 180oC dan
waktu yang digunakan adalah 2 jam yang umumnya untuk peralatan
gelas).Yang dimaksud panas basah adalah pemansan menggunakan air
atau uap air. Uap air adalah media penyalur panas yang terbaik dan
terkuat daya penetrasinya. Panas basah mematikan mikroba. Oleh
karena koagulasi dan denaturasi enzim dan protein protoplasma
mikroba. Untuk mematikan spora diperlukan panas basah selama 15
menit pada suhu 121 oC. Sterilisasi panas basah dapat dibedakan
atas tiga golongan yaitu: Panas basah 100 oCSterilisasi dengan cara
ini hasilnya mutlak steril, sehingga biasa dipergunakan di rumah
sakit dan laboratorium besar. Cara ini menggunakan tangki yang
diisi dengan uap air yang disebut autoclave. Alat yang disterilkan
adalah alat dari kaca, kain kasa, media pembenihan, cairan injeksi,
dan bahan makanan.
Faktorfaktor yang mempengaruhi sterilisasi pemanasan: 1. jenis
pemanasan, kering atau basah 2. suhu dan waktu 3. jumlah organisme
yang ada 4. apakah organisme tersebut memiliki kemampuan untuk
membuat spora 5. jenis bahan yang mengandung organisme yang harus
dibunuh (Gupte, 1990)
Penyinaran ( Radiasi )Penggunaan sinar gelombang pendek yang
dapat dilakukan selama senyawa kimia yang akan disterilkan tidak
akan berubah atau terurai akibat temperatur atau tekanan
tinggiBeberapa sinar yang biasa digunakan dalam proses sterilisasi
:a. Sinar Ultra Violet ( UV )Sinar ini mempunyai daya bakterisid
yang tinggi sehingga biasa digunakan untuk mensterilkan ruangan.
sinar UV ini memotong DNA mikroorganisme sehingga ekspresi DNA
tidak terjadi. keterbatasannya sterilisasi cara ini hanya bisa
bekerja pada permukaan, tidak bisa menembuh bahan padat. Contoh :
Kamar bedah, Ruang pengisian obat dalam ampul dan flakon di
industry farmasi, Ruang penanaman bakteri dalam mediab. Sinar Gama
Sinar ini mempunyai daya penetrasi yang lebih besar dari sinar X
digunakan untuk mensterilkan material tebal. Contoh : Bungkusan
alat-alat kedokteran, Paket makananc. Sinar KatodaSinar ini
digunakan untuk menghapus hama pada suhu kamar terhadap
barang-barang yang telah dibungkusd. Radiasi pengion adalah metode
sterilisasi yang menggunakan sinar gamma untuk merusak DNA
mikroorganisme, kelebihannya bisa menembus zat padat.
A.1. Sterilisasi dengan pemanasan a). Pemijaran (dengan api
langsung)Membakar alat pada api secara langsung, contoh alat :
jarum inokulum, pinset, batang L, dll
b). Panas keringSterilisasi dengan oven suhu 180oC selama 1 jam.
Sterilisasi panas kering cocok untuk alat yang terbuat dari kaca
misalnya erlenmeyer, tabung reaksi dll. c). Uap air panasKonsep ini
mirip dengan mengukus. Bahan yang mengandung air lebih tepat
menggungakan metode ini supaya tidak terjadi dehidrasi. Misalnya
susu yang disterilkan dengan suhu tinggi akan mengalami koagulasi
dan bahan yang berpati disterilkan pada suhu bertekanan pada
kondisi pH asam akan terhidrolisis. d). Uap air panas
bertekananMenggunakan autoklaf. Autoklaf adalah alat untuk
memsterilkan berbagai macam alat & bahan yang menggunakan
tekanan 15 psi (2 atm) dan suhu 121oC. Suhu dan tekanan tinggi yang
diberikan kepada alat dan media yang disterilisasi memberikan
kekuatan yang lebih besar untuk membunuh sel dibanding dengan udara
panas. Biasanya untuk mesterilkan media digunakan suhu 121oC dan
tekanan 15 lb/in2 (SI = 103,4 Kpa) selama 15 menit. Alasan
digunakan suhu 121oC atau 249,8oF adalah karena air mendidih pada
suhu tersebut jika digunakan tekanan 15 psi. Untuk tekanan 0 psi
pada ketinggian di permukaan laut (sea level) air mendidih pada
suhu 100oC, sedangkan untuk autoklaf yang diletakkan di ketinggian
sama, menggunakan tekanan 15 psi maka air akan memdididh pada suhu
121oC. Ingat kejadian ini hanya berlaku untuk sea level, jika
dilaboratorium terletak pada ketinggian tertentu, maka pengaturan
tekanan perlu disetting ulang. Misalnya autoklaf diletakkan pada
ketinggian 2700 kaki dpl, maka tekanan dinaikkan menjadi 20 psi
supaya tercapai suhu 121oC untuk mendidihkan air. Semua bentuk
kehidupan akan mati jika dididihkan pada suhu 121oC dan tekanan 15
psi selama 15 menit. Pada saat sumber panas dinyalakan, air dalam
autoklaf lama kelamaan akan mendidih dan uap air yang terbentuk
mendesak udara yang mengisi autoklaf. Setelah semua udara dalam
autoklaf diganti dengan uap air, katup uap/udara ditutup sehingga
tekanan udara dalam autoklaf naik. Pada saat tercapai tekanan dan
suhu yang sesuai., maka proses sterilisasi dimulai dan timermulai
menghitung waktu mundur. Setelah proses sterilisasi selesai, sumber
panas dimatikan dan tekanan dibiarkan turun perlahan hingga
mencapai 0 psi. Autoklaf tidak boleh dibuka sebelum tekanan
mencapai 0 psi. Beberapa media atau bahan yang tidak disterilkan
dengan autoklaf adalah : Bahan tidak tahan panas seperti serum,
vitamin, antibiotik, dan enzim. Pelarut organik, seperti fenol.
Buffer dengan kandungan detergen, seperti SDSUntuk mencegah
terjadinya presipitasi, pencoklatan (media menjadi coklat) dan
hancurnya substrat dapat dilakukan pencegahan sbb : Glukosa
disterilkan terpisah dengan asam amino (peptone) atau senyawa
fosfat. Senyawa fosfat disterilkan terpisah dengan asam amino
(peptone) atau senyawa garam mineral lain. Senyawa garam mineral
disterilkan terpisah dengan agar. Media yang memiliki pH > 7,5
jangan disterilkan dengan autoklaf.Jangan mensterilisasi larutan
agar dengan pH < 6,0. Sangat penting bagi kita untuk
memverifikasi bahwa autoklaf bekerja dengan sempurna. Umumnya
beberapa cara untuk memastikan atau memverifikasi autoklaf bekerja
dengan baik, diantaranya antara lain:1).Indicator tape for
sterilization
yaitu tape (isolasi) yang mengandung bahan kimia tertentu yang
akan berubah warna apabila dilakukan sterilisasi dan hanya
digunakan untuk satu kali pemakaian. Cara penggunannya sangat mudah
cukup menempelkan tape indicator pada Erlenmeyer atau botol yang
berisi media atau bahan yang akan disterilkan di autoklaf, setelah
proses sterilisasi selesai jika autoklaf yang kita gunakan bekerja
dengan baik maka tape tersebut akan berubah warna dan sebaliknya
jika sterilisasi tidak berjalan dengan baik maka tape tidak akan
berubah warna.2). Sterikon bioindikator
yaitu indikator serilisasi yang menggunakan bakteri/mikroba
bersifat termofilik sebagai penguji sterilisasi, yang ditempatkan
dalam ampul . mikroba yang digunakan biasanya Bacillus
stearothermophillus(bakteri yang optimal hidup pada suhu 60oC).
prinsipnya jika sterilisasi berjalan dengan baik maka bakteri pada
bioindikator akan mati, tetapi jika tidak bakteri akan tetap hidup
dan akan terjadi perubahan warna pada bioindikator. cara
penggunanya cukup masukan ampul sterikon bioindikator kedalam
autoklaf yang akan kita verifikasi kemudaian setelah proses
sterilisasi selesai inkubasi bioindikator tersebuk pada suhu 60oC
selama 24 jam kemudian amati jika tidak terjadi perubahan warna
artinaya autoklaf bekerja dengan baik atau steril, namun jika
terjadi perubahan warna menjadi kuning berarti autoklaf tidak
bekerja dengan baik atau sterilisasi tidak tercapai.
B. Sterilisasi secara kimiaYaitu sterilisasi dengan menggunakan
bahan kimia. Misalnya dengan penggunaan disinfektan, larutan
alkohol, larutan formalin. Biasanya menggunakan senyawa
disinfektan. Disinfektan adalah suatu bahan kimia yang dpat
membunuh sel-sel vegetative dari jasad renik. Prosesenya disebut
disinfeksi.Zat-zat kimia yang bersifat disinfeksi :1) Fenol dan
derivatnya sebagai desinfektan maupun antiseptic2) Alkohol, contoh
: etanol 50-70 %3) Halogen beserta gugusnya, contoh : iodin (
menginfeksi kulit sebelum pembedahan), hypoklorit( sanitasi
alat-alat rumah tangga )4) Logam berat, contoh :
merkurochrom,mertiolat (antiseptic ), perak nitrat ( tetes mata
pencegah penyakit mata pada bayi )5) Detergen6) Aldehid, contoh :
formalin7) Gas sterilisator, digunakan untuk bahan atau alat yang
tidak dapat disterilkan dengan panas tinggi atau dengan zat kimia
cair. Pada proses ini material di sterilkan dengan gas etilen
oksida pada suhu kamar. Kelebihan gas tersebut adalah daya
sterilisasi dan penetrasinya besar. Namun, kekurangannya adalah
bersifat toksik dan mudah meledak.
C. Sterilisasi secara mekanik Digunakan untuk beberapa bahan
yang akibat pemanasan tinggi atau tekanan tinggi akan mengalami
perubahan, misalnya adalah dengan saringan/filter. Sistem kerja
filter, seperti pada saringan lain adalah melakukan seleksi
terhadap partikel-partikel yang lewat (dalam hal ini adalah
mikroba) (Pelczardan Chan,2007:421).Sterilisasi dengan penyaringan
(filtrasi) yaitu teknik sterilisasi dengan menggunakan suatu
saringan yang berpori sangat kecil (0.22 mikron atau 0.45 mikron)
Cairan yang akan disterilisasi dilewatkan ke suatu saringan
(ditekan dengan gaya sentrifugasi atau pompa vakum) sehingga
mikroba tertahan pada saringan tersebut. Sterilisasi dengan
penyaringan dilakukan untuk mensterilisasi cairan yang mudah rusak
jika terkena panas, atau mudah menguap (volatile) dan bahan yang
tidak tahan panas, misalnya larutan enzim dan antibiotik. Virus
tidak akan tersaring dengan metode ini.
Sterilisasi dengan penyaringan dapat dilakukan dengan berbagai
cara antaralain: a) Non-disposable filtration apparatus
Disedot dengan pompa vakum Volume 20-1000 ml
b). Disposable filter cup unit
Disedot dengan pompa vakum Volume 15-1000 ml
c). Disposable filtration unit dengan botol penyimpan
d). Syringe filters
Ditekan seperti jarum suntik Volume 1-20 ml
e). Spin filters
Menurut Fardiaz (1992), sterilisasi adalah suatu proses untuk
membunuh semua jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di
dalam suatu medium tidak ada lagi jasad renik yang dapat berkembang
biak. Sterilisasai adalah tahap awal yang penting dari proses
pengujian mikrobiologi. Ada 5 metode umum sterilisasi yaitu :1.
Sterilisasi uap (panas lembap)2. Sterilisasi panas kering3.
Sterilisasi dengan penyaringan4. Sterilisasi gas5. Sterilisasi
dengan radiasiMetode yang paling umum digunakan untuk sterilisasi
alat dan bahan pengujian mikrobiologi adalah metode sterilisasi uap
(panas lembap) dan metode sterilisasi panas kering.1. Sterilisasi
UapSterilisasi uap dilakukan dengan autoklaf menggunakan uap air
dalam tekanan sebagai pensterilnya. Bila ada kelembapan (uap air)
bakteri akan terkoagulasi dan dirusak pada temperature yang lebih
rendah dibandingkan bila tidak ada kelembapan. Mekanisme
penghancuran bakteri oleh uap air panas adalah karena terjadinya
denaturasi dan koagulasi beberapa protein esensial dari organism
tersebut.Autoklaf adalah alat untuk mensterilkan berbagai macam
alat dan bahan yang menggunakan tekanan 15 psi (2 atm) dan suhu 121
0C. Cara kerja autoklaf yaitu suhu dan tekanan tinggi yang
diberikan kepada alat dan media yang disterilisasi memberikan
kekuatan yang lebih besar untuk membunuh sel dibanding dengan udara
panas. Biasanya untuk mesterilkan media digunakan suhu 1210C dan
tekanan 15 lb/in2 (SI = 103,4 Kpa) selama 15 menit. Alasan
digunakan suhu 1210C atau 249,8 0F adalah karena air mendidih pada
suhu tersebut jika digunakan tekanan 15 psi. Untuk tekanan 0 psi
pada ketinggian di permukaan laut (sea level) air mendidih pada
suhu 1000C, sedangkan untuk autoklaf yang diletakkan diketinggian
sama, menggunakan tekanan 15 psi maka air akan memdididh pada suhu
1210C. Kejadian ini hanya berlaku untuk sea level, jika
dilaboratorium terletak pada ketinggian tertentu, maka pengaturan
tekanan perlu disetting ulang. Misalnya autoklaf diletakkan pada
ketinggian 2700 kaki dpl, maka tekanan dinaikkan menjadi 20 psi
supaya tercapai suhu 1210C untuk mendidihkan air. Semua bentuk
kehidupan akan mati jika dididihkan pada suhu 1210C dantekanan 15
psi selama 15 menit. Pada saat sumber panas dinyalakan, air dalam
autoklaf lama-kelamaan akan mendidih dan uap air yang terbentuk
mendesak udarayang mengisi autoklaf. Setelah semua udara dalam
autoklaf diganti dengan uap air, katup uap/udara ditutup sehingga
tekanan udara dalam autoklaf naik. Pada saat tercapai tekanan dan
suhu yang sesuai, maka proses sterilisasi dimulai dan timer mulai
menghitung waktu mundur. Setelah proses sterilisasi selesai, sumber
panas dimatikan dan tekanan dibiarkan turun perlahan hingga
mencapai 0 psi. Autoklaf tidak boleh dibuka sebelum tekanan
mencapai 0 psi.
Gambar 2.1 Prinsip Kerja AutoklafUntuk mendeteksi bahwa autoklaf
bekerja dengan sempurna dapat digunakan mikroba pengguji yang
bersifat termofilik dan memiliki endospora yaitu Bacillus
stearothermophillus, lazimnya mikroba ini tersedia secara komersial
dalam bentuk spore strip. Kertas spore strip ini dimasukkan dalam
autoklaf dan disterilkan. Setelah proses sterilisai lalu
ditumbuhkan pada media. Jika media tetap bening maka menunjukkan
autoklaf telah bekerja dengan baik.2. Sterilisasi Panas
KeringSterilisasi panas kering biasanya dilakukan dengan
menggunakan oven pensteril. Karena panas kering kurang efektif
untuk membunuh mikroba dibandingkan dengan uap air panas maka
metode ini memerlukan temperatur yang lebih tinggi dan waktu yang
lebih panjang. Sterilisasi panas kering biasanya ditetapkan pada
temperature 160-170 oC dengan waktu 1-2 jam. Sterilisasi panas
kering umumnya digunakan untuk senyawa-senyawa yang tidak efektif
untuk disterilkan dengan uap air panas, karena sifatnya yang tidak
dapat ditembus atau tidak tahan dengan uap air. Senyawa-senyawa
tersebut meliputi minyak lemak, gliserin (berbagai jenis minyak),
dan serbuk yang tidak stabil dengan uap air. Metode ini juga
efektif untuk mensterilkan alat-alat gelas dan bedah. Karena
suhunya sterilisasi yang tinggi sterilisasi panas kering tidak
dapat digunakan untuk alat-alat gelas yang membutuhkan keakuratan
(contoh: alat ukur) dan penutup karet atau plastik.3. Sterilisasi
dengan penyaringanSterilisasi dengan penyaringan dilakukan untuk
mensterilisasi cairan yang mudah rusak jika terkena panas atu mudah
menguap (volatile). Cairan yang disterilisasi dilewatkan ke suatu
saringan (ditekan dengan gaya sentrifugasi atau pompa vakum) yang
berpori dengan diameter yang cukup kecil untuk menyaring bakteri.
Virus tidak akan tersaring dengan metode ini.4. Sterilisasi
gasSterilisasi gas digunakan dalam pemaparan gas atau uap untuk
membunuh mikroorganisme dan sporanya. Meskipun gas dengan cepat
berpenetrasi ke dalam pori danserbuk padat. Sterilisasi adalah
fenomena permukaan dan mikroorganisme yang terkristal akan dibunuh.
Sterilisasi gas biasanya digunakan untuk bahan yang tidak bisa
difiltrasi, tidak tahan panas dan tidak tahan radiasi atau
cahaya.5. Sterilisasi dengan radiasiRadiasi sinar gama atau
partikel elektron dapat digunakan untuk mensterilkan jaringan yang
telah diawetkan maupun jaringan segar. Untuk jaringan yang
dikeringkan secara liofilisasi, sterilisasi radiasi dilakukan pada
temperatur kamar (proses dingin) dan tidak mengubah struktur
jaringan, tidak meninggalkan residu dan sangat efektif untuk
membunuh mikroba dan virus sampai batas tertentu. Sterilisasi
jaringan beku dilakukan pada suhu -40 derajat Celsius. Teknologi
ini sangat aman untuk diaplikasikan pada jaringan biologi.