KURVA PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu organisme, misalnya kita makhluk makro ini dikatakan tumbuh ketika bertambah tinggi, bertambah besar atau bertambah berat. Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin besar atau subtansi atau masssa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak, pertumbuhan pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri. Pertumbuhan merupakan suatu proses kehidupan yang irreversible artinya tidak dapat dibalik kejadiannya. Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil pertambahan ukuran dan pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan populasi mikroba (Iqbalali, 2008).
Pertumbuhan mikroba dalam suatu medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase kematian eksponensial tidak diamati pada kondisi umum pertumbuhan kultur bakteri, kecuali bila kematian dipercepat dengan penambahan zat kimia toksik, panas atau radiasi (Iqbalali, 2008).
Berdasarkan hal tersebut di atas, maka dilaksanakanlah praktikum ini untuk mengetahui kurva pertumbuhan mikroorganisme serta fase- fase dan perhitungan kecepatan pertumbuhan mikroorganisme.


I.2 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah :
1. Untuk mengetahui kurva pertumbuhan mikroorganisme
2. Untuk mengetahui fase- fase pertumbuhan mikroorganisme
3. Untuk mengetahui perhitungan kecepatan pertumbuhan mikroorganisme


I.3 Waktu dan Tempat Percobaan
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu, 01 April 2009,pukul 14.00-17.30 WITA dan bertempat di Laboratorium Mikrobiologi, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.



BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Waktu generasi adalah waktu yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk meningkatkan jumlah sel menjadi dua kali lipat jumlah semula. Kurva pertumbuhan mikroorganisme terdiri atas empat fase yaitu fase penyesuaian (lag phase), fase eksponensial atau fase logaritmik, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase eksponensial terjadi peningkatan jumlah sel dan digunakan untuk untuk menentukan waktu generasi (Yudhabuntara, 2003)
Pertumbuhan pada mikroorganisme diartikan sebagai penambahan jumlah atau total massa sel yang melebihi inokulum asalnya. Telah dijelaskan pada bahasan sebelumnya, bahwa sistem reproduksi bakteri adalah dengan cara pembelahan biner melintang, satu sel membelah diri menjadi 2 sel anakan yang identik dan terpisah. Selang waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri menjadi dua kali lipat disebut sebagai waktu generasi. Waktu generasi pada setiap bakteri tidak sama, ada yang hanya memerlukan 20 menit bahkan ada yang memerlukan sampai berjam-jam atau berhari-hari (Sumarsih,2003).
Bila bakteri diinokulasikan ke dalam medium baru, pembiakan tidak segera terjadi tetapi ada periode penyesuaian pada lingkungan yang dikenal dengan pertumbuhan. Kemudian akan memperbanyak diri (replikasi) dengan laju yang konstan, sehingga akan diperoleh kurva pertumbuhan. Pada kurva pertumbuhan dikenal beberapa fase pertumbuhan, yaitu (Admin, 2008):

Fase lamban
Fase lamban merupakan periode awal dan merupakan fase penyesuaian diri (adaptasi), sehingga tidak ada pertambahan jumlah sel bahkan kadang-kadang jumlah sel menurun.

Fase cepat
Fase cepat merupakan periode pembiakan yang cepat. Pada periode ini dapat teramati ciri-ciri sel yang aktif. Waktu generasi pada setiap bakteri dapat ditentukan pada fase cepat ini. Pada fase tersebut dapat terlihat beberapa sel mulai membelah, yang lainnya setengah membelah, dan yang lainnya lagi selesai membelah.

Fase statis
Pada fase statis pembiakan mulai berkurang dan beberapa sel mati. Apabila laju pembiakan sama dengan laju kematian, maka secara keseluruhan jumlah sel tetap konstan. Hal ini dapat disebabkan karena berkurangnya nutrien ataupun terbentuknya produk metabolisme yang cenderung menumpuk mungkin menjadi racun bagi bakteri yangbersangkutan.

Fase kematian
Fase kematian merupakan fase dimana proses pembiakan telah berhenti. Sel-selnya sudah mati, yang kemudian akan diikuti dengan proses lisis. Apabila laju kematian melampaui laju pembiakan, maka jumlah sel sebenarnya menurun.
Pertumbuhan bakteri pada umumnya ditandai dengan empat fase yang khas, yakni periode awal yang tampaknya tanpa pertumbuhan (fase lamban atau lag phase) diikuti leh suatu periode pertumbuhan yang cepat (fase log), kemudian mendatar (fase statis atau stationary phase), dan akhirnya diikuti oleh suau penurunan polpulasi sel-sel hidup (fase kematian atau penurunan). Di antara setiap fase ini ada suatu periode peralihan yang menunjukkan lamanya waktu sebelum semua sel memasuki fase yang baru. Ciri-ciri tambahan ang berkaitan dengan keempat fase pertumbuhan tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini (filzahazny, 2008) :
Fase Pertumbuhan Ciri
Lamban (lag) Tidak ada pertambahan populasi
Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya; substansi intraseluluer bertambah
Logaritma (eksponensial) Sel membelah dengan laju yang konstan
Massa menjadi dua kali lipat dengan laju sama
Aktifitas metabolic konstan
Keadaan pertumbuhan seimbang
Statis Penumpukan produk beracun dan kehabisan nutrient Beberapa sel mati sedangkan yang lain tumbuh dan membelahJumlah sel hidup menjadi tetap
Penurunan atau kematian Sel menjadi mati lebih cepat daripada terbentuknya sel-sel baru
Laju kematian mengalami percepatan menjadi eksponensial
Bergantung pada spesiesnya, semua sel mati dalam waktu beberapa hari atau beberapa bulan

Pertumbuhan dapat diamati dari meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel). Pada umumnya bakteri dapat memperbanyak diri dengan pembelahan biner,yaitu dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru, maka pertumbuhan dapat diukur dari bertambahnya jumlah sel. Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi. Waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula disebut doubling time atau waktu penggandaan. Waktu penggandaan tidak sama antara berbagai mikrobia, dari beberapa menit, beberapa jam sampai beberapa hari tergantung kecepatan pertumbuhannya. Kecepatan pertumbuhan merupakan perubahan jumlah atau massa sel per unit waktu (Sumarsih, 2003).
Adapun perhitungan pertumbuhan mikroba (Sumarsih, 2003):
Dari hasil pembelahan sel secara biner:
1 sel menjadi 2 sel
2 sel menjadi 4 sel 21 menjadi 22 atau 2x2
4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23 atau 2x2x2
Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi:
N = N0 2n
N: jumlah sel akhir, N0: jumlah sel awal, n: jumlah generasi Waktu generasi = t / n , t: waktu pertumbuhan eksponensial, n: jumlah generasi
Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi:
log N = log N0 + n log 2
log N – log N0 = n log 2
n = log N – log N0 = log N – log N0
log 2 0,301
Contoh:
N = 108 , N0 = 5x107 , t = 2
Dengan rumus dalam bentuk logaritma:
n = log 108 – log (5x 107) = 8 – 7,6 =1
0,301 0,301
Jadi waktu generasi = t/n = 2/1 = 2 jam
Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva
pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus, slope = 0,301/ waktu generasi. Dari
grafik pertumbuhan tersebut diketahui bahwa slope = 0,15, sehingga juga diperoleh
waktu generasi = 2 jam
Usaha pengendalian mikroorganisme dapat dilaksanakan apabila faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan atau perkembangbiakan mikroorganisme telah diketahui sebelumnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi tersebut umumnya dibagi ke dalam lima bahasan yaitu (Yudhabuntara, 2003) :
Faktor intrinsik
Faktor intrinsik meliputi pH, aktivitas air (activity of water, aw), kemampuan mengoksidasi-reduksi (redoxpotential, Eh), kandungan nutrien, bahan antimikroba dan struktur bahan makanan.
Ukuran keasaman atau pH adalah log10 konsentrasi ion hidrogen. Lazimnya bakteri tumbuh pada pH sekitar netral (6,5 – 7,5) sedangkan kapang dan ragi pada pH 4,0-6,5.
Aktivitas air (aw) adalah jumlah air yang tersedia untuk pertumbuhan mikrobia dalam pangan. Kemampuan mengoksidasi-reduksi (redoxpotential, Eh) adalah perbandingan total daya mengoksidasi (menerima elektron) dengan daya mereduksi (memberi elektron).
Pertumbuhan mikroorganisme memerlukan air, energi, nitrogen, vitamin dan faktor pertumbuhan, mineral. Air yang tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme ditentukan oleh aw bahan makanan. Sebagai sumber energi, mikroorganisme memanfaatkan karbohidrat, alkohol dan asam amino yang terdapat dalam bahan makanan. Faktor pertumbuhan yang diperlukan adalah asam amino, purin dan pirimidin, serta vitamin.
Struktur bahan makanan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme misalnya lemak karkas dan kulit pada karkas unggas dan karkas babi dapat melindungi daging dari kontaminasi mikroorganisme.
Faktor ekstrinsik
Faktor ekstrinsik yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme adalah suhu penyimpanan dan faktor luar lainnya yang pada prinsipnya berhubungan dengan pengaruh atmosferik seperti kelembaban, tekanan gas/keberadaan gas, juga cahaya dan pengaruh sinar ultraviolet.
Faktor proses
Semua proses teknologi pengolahan bahan makanan mengubah lingkungan mikro bahan makanan tersebut. Proses tersebut dapat berupa pemanasan, pengeringan, modifikasi pH, penggaraman, curing, pengasapan, iradiasi, tekanan tinggi, pemakaian medan listrik dan pemberian bahan imbuhan pangan.
Faktor implisit
Faktor lain yang berperan adalah faktor implisit yaitu adanya sinergisme atau antagonisme di antara mikroorganisme yang ada dalam “lingkungan” bahan makanan. Ketika mikroorganisme tumbuh pada bahan makanan dia akan bersaing untuk memperoleh ruang dan nutrien. Dengan demikian akan terjadi interaksi di antara mikroorganisme yang berbeda. Interaksi ini dapat saling mendukung maupun saling menghambat (terjadi sinergisme atau antagonisme).
Bakteri merupakan organisme kosmopolit yang dapat kita jumpai di berbagai tempat dengan berbagai kondisi di alam ini. Mulai dari padang pasir yang panas, sampai kutub utara yang beku kita masih dapat menjumpai bakteri. Namun bakteri juga memiliki batasan suhu tertentu dia bisa tetap bertahan hidup, ada tiga jenis bakteri berdasarkan tingkat toleransinya terhadap suhu lingkungannya:
1. Mikroorganisme psikrofil yaitu mikroorganisme yang suka hidup pada suhu yang dingin, dapat tumbuh paling baik pada suhu optimum dibawah 20oC.
2. Mikroorganisme mesofil, yaitu mikroorganisme yang dapat hidup secara maksimal pada suhu yang sedang, mempunyai suhu optimum di antara 20oC sampai 50oC
3. Mikroorganisme termofil, yaitu mikroorganisme yang tumbuh optimal atau suka pada suhu yang tinggi, mikroorganisme ini sering tumbuh pada suhu diatas 40oC, bakteri jenis ini dapat hidup di tempat-tempat yang panas bahkan di sumber-sumber mata air panas bakteri tipe ini dapat ditemukan, pada tahun 1967 di yellow stone park ditemukan bakteri yang hidup dalam sumber air panas bersuhu 93-94oC
Dalam pertumbuhannya bakteri memiliki suhu optimum dimana pada suihu tersebut pertumbuhan bakteri menjadi maksimal. Dengan membuat grafik pertumbuhan suatu mikroorganisme, maka dapat dilihat bahwa suhu optimum biasanya dekat puncak range suhu. Di atas suhu ini kecepatan tumbuh mikroorganisme akan berkurang. diperlukan suatu metode. Metode pengukuran pertumbuhan yang sering digunakan adalah dengan menentukan jumlah sel yang hidup dengan jalan menghitung koloni pada pelat agar dan menentukan jumlah total sel/jumlah massa sel. Selain itu dapat dilakukan dengan cara metode langsung dan metode tidak langsung. Dalam menentukan jumlah sel yang hidup dapat dilakukan penghitungan langsung sel secara mikroskopik, melalui 3 jenis metode yaitu metode: pelat sebar, pelat tuang dan most-probable number (MPN). Sedang untuk menentukan jumlah total sel dapat menggunakan alat yang khusus yaitu bejana Petrof-Hausser atau hemositometer. Penentuan jumlah total sel juga dapat dilakukan dengan metode turbidimetri yang menentukan: Volume sel mampat, berat sel, besarnya sel atau koloni, dan satu atau lebih produk metabolit. Penentuan kuantitatif metabolit ini dapat dilakukan dengan metode Kjeldahl (Iqbalali, 2008).


BAB III
METODOLOGI
III. 1 Alat
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah alat tulis, mistar, dan kalkulator.

III.2 Bahan
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah data, kertas grafik, dan lem.

III.3 Cara Kerja
Adapun cara kerja dari percobaan ini adalah :
• Mencatat data yang telah diperoleh
• Menghitung nilai OD (Optical Dencity) dari data dengan menggunakan rumus :
OD = 2- log %T
• Mencatat dalam tabel pengamatan dan menggambar grafik
• Menghitung waktu generasi dari nilai OD yang terdapat pada grafik dengan rumus:
g = T /n = t –to/n ; n = log N – log No/ log 2


dimana : g = waktu generasi
t = Waktu terakhir fase log
to = Waktu awal fase log
N = titik awal fase log
No = titik akhir fase log



DAFTAR PUSTAKA
Admin., 2008, http://www.ubb.ac.id/menulengkap.php?judul=Sejarah- Perkembangan-Mikrobiologi. Diakses pada tanggal 08 maret 2009, Makassar.
Yudhabuntara, doddi., 2003, www .geocities .com/kesmavetugm /PENGENDALIA .doc. diakses pada tanggal 14 april 2009, Makassar.
Iqbalali., 2008, http://i q b a l a l i . c o m /Pertumbuhan-Bakteri-dan-Suhu.mht. diakses pada tanggal 14 april 2009, Makassar.
Filzahazny., 2008, , http:/wordpress.com/Penganta-tentang-bakteri.htm.di akses pada tanggal 08 maret 2009, Makassar.
Sumarsih, Sri., 2003, Mikrobiologi Dasar, jurusan ilmu tanah fakultas pertanian upn”veteran,Yogyakarta