Membran Plasma atau Selaput Sitoplasma Membran plasma bersifat selektif permeabel, yang berarti hanya dapat dilalui molekul atau zat tertentu. Membran plasma ini tersusun dari fosfolipid dan protein. Fungsi membran plasma sebagai berikut.
1. Alat transpor elektron dan proton yang dibebaskan saat oksidasi bahan makanan.
2. Alat pengatur pengangkutan senyawa yang masuk atau keluar dari membran sel.
3. Tempat pembentukan mesosom.
D. Sitoplasma
Sitoplasma didalam membran sel terdapat sitoplasma. Dalam sitoplasma terdapat asam nukleat, protein, karbohidrat, lemak, ion organik, dan kromatofora. Sitoplasma berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi-reaksi kimia sel.
E. Ribosom
Ribosom merupakan butiran-butiran yang mengandung molekul RNA sebagai tempat sintesis protein.
Bahan Inti
Bahan inti merupakan pusat pengendalian aktivitas sel yang berisi DNA. DNA bakteri merupakan rantai tunggal berbentuk lingkaran yang disebut nukleoid. Beberapa jenis bakteri mempunyai tambahan DNA yang membentuk lingkaran kecil disebut plasmid.
2.7. Media
Media adalah suatu bahan yang terdiri dari campuran zat –zat hara yang berguna untuk membiakkan mikroba dengan menggunakan bermacam– macam media dapat dilakukan isolasi, perbanyakan, pengujian, sifat fisiologis dan perhitungan jumlah mikroba (Sutedjo et al , 1991)Menurut Murachman et al, (1995),
Gambar.2.12.Media (Nutrient Agar) ,Media cair
macam – macam media yaitu sebagai berikut :
2. Media padat (solid media) yaitu media yang berbentuk padat. Media dapat berupa bahan organik alamiah misalnya media wortel, media kentang atau anorganik (silika gel).
3. Media padat yang dapat dicairkan (semi solid) yaitu media yang dalam keadaan panas berbentuk cair, sedangkan dalam keadaan dingin berbentuk padat, misalnya mengandung agar atau gelatin.
Media biakan yang digunakan untuk menumbuhkan bakteri terdapat dalam bentuk padat,semi padat dan cair. Media padat diperoleh dengan menambahkan agar. Agar berasal dari ganggang merah. Agar digunakan sebagai bahan pemadat karena tidak diuraikan oleh mikroorganisme,dan membeku pada suhu diatas 45ºC kandungan agar berbagai bahan pemadat dalam media adalah 1,5-2% (Lay,1994). Media merupakan suatu tempat yang digunakan untuk perkembangbiakan mikroorganisme.
Media dapat dibagi menjadi 3 yaitu media padat,media semi padat dan media cair.Media harus berisi zat hara yang penting untuk pertumbuhan mikroorganisme.
Menurut Suriawira (1995), macam bentuk media dibedakan menjadi 3 yaitu :
1) Media padat, umumnya dipergunakan untuk bakteri, ragi, jamur, dan kadang-kadang juga mikroba.
2) Media air, dipergunakan untuk pembiakan mikroalga tetapi juga mikroba lain terutama bakteri dan ragi.
3) Media semi padat dan semi cair, umunya digunakan untuk pertumbuhan mikroba yang memerlukan kandungan air dan hidup anaerobik atau fermentatif.
Selain media air mudah diperoleh dan diaplikasikan penanamannya terhadap bakteri basilus , dan media air paling dominan dipakai. Menurut Dwijoseputro (1978), NA, PDA, TCBS beserta komposisinya adalah sebagai berikut:
a. NA : digunakan sebagai media pertumbuhan bakteri, komposisinya terdiri dari ekstrak beef segar, pepton 3 gram, NaCl 2,5 gram dan aquades 1 L
b. PDA : digunakan sebagai media penanaman bakteri dan jamur, komposisinya adalah agar 5 gram, ekstrak yeast 2,5 gram, pepton 5 gram, dan glukosa 1 gram
c. TCBS: digunakan sebagai media pertumbuhan bakteri yang dikehendaki, komposisinya adalah agar, tiosulfat, sitrat, bile, garam dan sukrosa.
Menurut Amelia,et al., (2005), pembuatan median NA (Nutrient Agar) adalah dengan melarutkan 25 gram agar batang yang sudah dipotong kecil – kecil dalam 1000 mL aquades di dalam microwave untuk mempermudah larutnya agar. Lalu disaring dengan menggunakan kain kassa agar kotorannya terbuang, selanjutnya ke dalam larutan tersebut ditambahkan 3 gram ekstrak yeast dan 5 gram bacto pepton, diaduk sampai rata. Kemudian media ini disterilkan dalam otoklaf.
Setelah agak dingin, media dituang ke dalam cawan petri yang sudah disterilisasi kira – kira 20 mL.setelah dingin dan beku cawan yang telah diisi media disimpan di dalam plastic dengan posisi terbalik.
2.8. Keselamatan Kerja
Laboratorium mikroobiologi adalah laboratorium khusus untuk meneliti bakteri, dan tentunya penyebab infeksi dan lain-lain sebagainya, untuk itu diperlukan perhatian khusus untuk keselamatan kerjanya, seperti berikut ini:
1. Melindungi petugas/ Praktikan
2. Hindari penyebaran percikan bahan infeksi dari spesimen (mis : saat penanaman/pembakaran dengan sengkelit
3. Tempatkan spesimen pada wadah yang tahan bocor
4. Dekontaminasi permukaan meja dengan dekontaminan yang sesuai
5. Cuci tangan pada saat yang tepat dengan sabun/desinfektan, jangan menyentuh mulut, hidung dan mata saat bekerja
6. Jangan makan/minum/merokok saat bekerja 7. Gunakan jas praktikum saat bekerja
8. Hindari luka/tertusuk pada saat bekerja (lakukan segala sesuatu dengan hati-hati) 9. Melakukan sterilisasi yang cukup sebelum mencuci alat/membuang sisa spesimen 10.Menyediakan tempat tersendiri untuk peralatan yang digunakan dan telah
terkontaminasi dengan bakteri
11.Menyediakan tempat untuk sampah terkontaminasi dan tidak terkontaminasi 12.Gunakan sarung tangan dengan tepat
2.9. Faktor-faktor yang mempengaruhi bakteri 1. Suhu
a. Jika keadaan lingkungan tidak menguntungkan seperti suhu tinggi, kekeringan atau zat-zat kimia tertentu,
b. Beberapa spesies dari Bacillus yang aerob dan beberapa spesies dari Clostridium yang anaerob dapat mempertahankan diri dengan spora.
c. Spora tersebut dibentuk dalam sel yang disebut endospora.
d. Endospora dibentuk oleh penggumpalan protoplasma yang sedikit sekali mengandung air.
e. Oleh karena itu endospora lebih tahan terhadap keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan dibandingkan dengan bakteri aktif.
f. Apabila keadaan lingkungan membaik kembali, endospora dapat tumbuh menjadi satu sel bakteri biasa. Letak endospora di tengah-tengah sel bakteri atau pada salah satu ujungnya.
g. Derajat keasaman atau PH h. Konsentrasi garam
i. Sumber nutrisi
j. Zat-zat sisa metabolisme k. Zat kimia
l. Cahaya
Cahaya sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan bakteri. Umumnya cahaya merusak sel mikroorganisme yang tidak berklorofil.
Sinar ultraviolet dapat menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel yang berakibat menghambat pertumbuhan atau menyebabkan kematian.
Pengaruh cahaya terhadap bakteri dapat digunakan sebagai dasar sterilisasi atau pengawetan bahan makanan.
e. Kelembaban
Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban yang cukup tinggi, kira-kira 85%.
Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan.
2.10. Metode penanaman yang digunakan
Menurut Hadioetomo (1990), macam penanaman beserta kelebihan dan kekurangannya adalah sebagai berikut :
1. Metode Cawan Gores
o Kelebihan dari metode cawan gores adalah :
Hanya spesies tertentu yang dapat tumbuh pada media sehingga memudahkan piaraan bakteri murni.
o Kekurangan dari metode cawan gores adalah :
Bentuk koloni sulit diamati karena adanya permukaan yang sempit, terutama pada bagian atas.
Bakteri anaerob tidak dapat tumbuh. 2. Metode Cawan Tuang
o Kelebihan dari metode cawan tuang adalah :
Kemungkinan terjadinya kontaminasi kecil.
bakteri anaerob dapat tumbuh.
Dapat mengamati bentuk koloni yang ada pada bagian atas.
o Kekurangan dari metode cawan tuang adalah :
Koloni dan beberapa spesies tidak dapat memberikan penangkap yang sama.
Sulit memindahkan koloni apabila ingin dipelajari lebih lanjut.
Memboroskan bahan dan waktu tidak memerlukan keterampilan yang terlampau tinggi.
Menurut Lay (1994), cara mendapatkan biakan murni yaitu:
1. Teknik penggoresan agar, kelebihan dari teknik pengembangbiakan ini adalah memerlukan biaya yang lebih murah dan tidak memakan waktu yang lama, namun memerlukan memerlukan keterampilan peneliti karena pada prinsipnya menggores media pada cawan petri , apabila penggoresan tidak sempurna akan menumbuhkan koloni yang terpisah
2. Teknik agar tuang, kelebihan dari teknik ini adalah tidak memerlukan keterampilan khusus, sedangkan kekurangannya adalah boros bahan dan waktu
3. Teknik agar sebar, kelebihan dari teknik ini adalah lebih mudah ditangkap koloninya dan butuh keterampilan
2.11. Penambahan Kalsium Laktat sebagai zat adiktif
Kalsium laktat merupakan salah satu bentuk garam yang berasal dari asam laktat yang banyak digunakan sebagai bahan baku berbagai industri.Proses untuk produksi kalsium laktat putih telah dikembangkan oleh Daly,Walsh, dan Nedle.
Gambar.2.13.Kalsium Laktat (PT.BRATACO)
Ciri – ciri khusus dari proses ini adalah penggunaan susu denaturasi sebagai nutrien dan kecepatan pengeringan dari produksi kalsium laktat. Secara komersil produksi kalsium laktat dari bahan whey baru dimulai pada tahun 1881, ketika CE. Avery untuk pertama kali mendirikan pabrik asam laktat dan kalsium laktat di Littlecowa, Mossachuset. Proses pembuatan dari kalsium laktat dikenal dengan dua cara yaitu dengan cara kimia dan fermentasi. Proses pembuatan secara kimia lebih dulu ditemukan oleh Reix Blondeau pada tahun 1947 dengan menggunakan bakteri Lactobacillus dari bahan Whey. Tetapi Lister mengidentifikasi bahwa Streptococcus lactis merupakan spesies yang mampu memproduksi asam yang berguna sebagai bahan baku susu. Tetapi Streptococcus lactis hanya mampu hidup secara relatif pada suhu rendah sekitar 30o C, yaitu pada suhu di mana organisme lain mampu hidup.
Pada waktu yang sama Delbruck menemukan bahwa fermentasi dapat terjadi pada suhu yang tinggi. Species yang pertama kali ditemukan oleh Delbruck yang mampu beradaptasi pada suhu yang tinggi adalah Lactobacillus delbrueckii yang kemudian oleh Leichmann diberi nama Bacillus delbrueckii dan diganti namanya menjadi genus Lactobacillus oleh Beijerinck. Species ini mampu hidup dan melakukan fermentasi pada suhu sekitar 45o -50o C, dimana pada suhu ini hanya sedikit mikroorganisme yang dapat hidup. Seiring meningkatnya.kebutuhan akan kalsium laktat, para ilmuwan mencari cara atau pengembangan yang lebih luas untuk memproduksi kalsium laktat. Pada tahun 1949,
ditemukan proses pembuatan kalsium laktat dari bahan baku molasses (tetes) dengan cara fermentasi.(Prescott and Dunn, 1959). Oleh karena adanya pengembangan ilmu pengetahuan yang begitu pesat, maka diupayakanlah proses pembuatan kalsium laktat ini menggunakan bahan baku lainnya seperti dari corn sugar, kentang, cheese whey dll.Prinsip Dasar ilmu Gizi. Bahwa penambahan kalsium laktat dapat disesuaikan sesuai kebutuhan, tentunya dengan kalsium laktat sebagai bahan zat adiktif dalam campuran beton dalam penelitian ini dikarenakan zat tersebut sebagai sumber nutrisi bakteri basilus subtilis selama terdiam didalam campuran beton pada saat kering dan saat terjadi retakan, udara dan air merembes masuk maka akan mengaktifkan bakteri tersebut sehingga dapat menutupi keretakan (Self Healing Concrete,Dr.henk jonkers. 2007), kalsium laktat yang digunakan dalam penelitian ini bersifat Food Grade, yang aman dipakai dan aman digunakan, dan tentunya dapat dicari didistributor bahan kimia .
2.12. Scanning Elctron Microscope
Scanning Electron Microscope (SEM) adalah satu jenis Mikroskop yang
menggambarkan spesimen dengan memindainya menggunakan sinar elektron berenergi tinggi dalam scan pola raster. Elektron berinteraksi dengan atom-atom sehingga spesimen menghasilkan sinyal yang mengandung informasi tentang topografi permukaan spesimen, komposisi, dan karakteristik lainnya seperti konduktivitas listrik
Jenis sinyal yang dihasilkan oleh SEM meliputi elektron sekunder, elektron yang berhambur-balik/ ba ck-scattered electron (BSE), karakteristik sinar-X, cahaya (cathodoluminescence), arus spesimen dan pancaran elektron- elektron. Detektor elektron sekunder biasanya terdapat di semua SEM, tetapi jarang di sebuah mesin memiliki detektor yang dapat membaca semua sinyal. Sinyal ini adalah hasil interaksi dari sinar elektron dengan atom yang dekat permukaan spesimen. Mode deteksi yang paling umum atau standar, pencitraan elektron sekunder atau seconda ry electron imaging (SEI), SEM dapat menghasilkan gambar resolusi sangat tinggi dari permukaan spesimen, menghasilkan ukuran yang detailnya kurang dari 1 nm. Karena berkas elektron sangat sempit, gambar SEM memiliki kedalaman yang dapat menghasilkan tampilan karakteristik tiga-dimensi yang berguna untuk mengetahui struktur permukaan spesimen, SEM memungkinkan beberapa perbesaran, dari sekitar 10 kali (sekitar setara dengan lensa tangan) sampai lebih dari 500.000 kali perbesaran, atau sekitar 250 kali kemampuan perbesaran mikroskop optik. Elektron yang menyebar kembali (BSE) merupakan sinar elektron yang tercermin dari spesimen dengan
hamburan elastis. BSE sering digunakan dalam analisis SEM bersama dengan spektrum yang terbuat dari karakteristik sinar-X. Karena intensitas sinyal BSE sangat terkiat dengan nomor atom (Z) dari spesimen, gambar BSE dapat memberikan informasi tentang distribusi unsur yang berbeda dengan spesimen, gambar BSE dapat memberikan informasi tentang distribusi unsur yang berbeda dalam spesimen. Untuk alasan yang sama, pencitraan BSE dapat menggambarkan sample potongan beton dengan campuran bakteri , dengan ukurang 0,5x0,5x0,5 cm , sehingga sulit atau mustahil untuk mendeteksi elektron sekunder pada gambar spesimen biologis. Karakteristik sinar-X dipancarkan ketika sinar elektron menghilangkan kulit bagian dalam dari spesimen, menyebabkan elektron yang energinya lebih tinggi untuk mengisi kulit dan melepaskan energi. Karakteristik sinar-X ini dugunakan untuk mengidentifikasi komposisi dan mengukur kelimpahan unsur-unsur dalam spesimen.
2.13. Energy Dispersive X-ray Spectroscopy
Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS atau EDX atau EDAX) adalah salah satu teknik analisis untuk menganalisis unsur atau karakteristik kimia dari spesimen. Karakteristik ini bergantung pada penelitian dari interaksi beberapa eksitasi sinar X dengan spesimen. Kemampuan untuk mengkarakterisasi sejalan dengan sebagian besar prinsip dasar yang menyatakan bahwa setiap elemen memiliki struktur atom yang unik, dan merupakan ciri khas dari struktur atom suatu unsur, sehingga memungkinkan sinar X untuk mengidentifikasinya.
Unsur merangsang emisi karakteristik sinar-X dari sebuah spesimen, sinar energi tinggi yang bermuatan partikel seperti elektron atau proton, atau berkas sinar X, difokuskan ke spesimen yang akan diteliti, Selanjutnya sebuah atom dalam spesimen yang mengandung elektron dasar dimasing-masing tingkat energi atau kulit dalam dan mengeluarkannya dari kulit, sehingga terdapat lubang elektron di mana elektron itu berada sebelumnya. Sebuah elektron dari luar kulit yang berenergi lebih tinggi kemudian mengisi lubang, dan perbedaan energi antara kulit yang berenergi lebih tinggi dengan kulit berenergi lebih rendah dapat dirilis dalam bentuk sinar-X. Jumlah dan energi dari sinar-X yang dipancarkan dari spesimen dapat diukur oleh spektrometer energi-dispersif. Energi dari sinar X yang dihasilkan merupakan karakteristik dari perbedaan energi antara dua kulit, dan juga karakteristik struktur atom dari unsur yang terpancar, sehingga memungkinkan komposisi unsur dari spesimen dapat diukur
Pengujian EDX ini dilakukan untuk mengetahui komposisi yang terkandung pada permukaan plat.