I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dan tetap hidup merupakan suatu hal yang penting untuk diketahui. Pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba sangat penting di untuk mengendalikan pertumbuhan mikroba, adapun faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba terdiri dari faktor intrinsik dan faktor ekstrinsik. Faktor intrinsik meliputi pH, Aw, potensial oksidasi-reduksi, kandungan nutrisi, kandungan senyawa anti mikrobia dan stuktur biologi. Sedangkan faktor ekstrinsik meliputi temperatur, kelembapan relatif lingkungan, dan susunan gas di lingkungan.
mikroba asidofil yaitu mikroba yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0, mikroba mesofil yaitu mikrobayang dapat tumbuh pada pH antara 5,5-8, mikroba alkalifil yakni mikroba yang dapat tumbuh pada pH antara 8,5-9,5. Nilai pH merupakan faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim, dimana aktivitas enzim ini akan maksimum pada kondisi pH optimum. Nilai pH sel mikroorganisme dipengaruhi oleh pH lingkungan dimana mikroorganisme tersebut hidup. Bila pH lingkungan tidak sesuai untuk aktivitas enzim secara optimal, maka mikrobia tidak dapat melakukan metabolisme dengan baik. Akibatnya mikrobia tidak dapat tumbuh dengan optimal. Untuk itulah dengan adanya praktikum ini kita dapat mengetahui pengaruh pH (HCl, NaOH, Akuades) terhadap pertumbuhan mikroba baik gram positif Bacillus cereus maupun bakteri gram negatif E.coli.
B. Tujuan
II. TINJAUAN PUSTAKA.
Dalam kehidupan sehari-hari kita selalu berhubungan dengan berbagai macam mikroorganisme yang dapat menginfeksi yang dapat membahayakan atau merusak inang. Akan tetapi, agar dapat memahami lebih banyak masalah dalam mendiagnosis dan pencegahan infeksi, maka perlu diketahui bahwa mikroorganisme tumbuh dipengaruhi oleh beberapa faktor yang menunjang pertumbuhannya. (M. Natsir Djide, 2005).
Seperti makhluk hidup pada umumnya, pertumbuhan mikroba tentunya tidak lepas dari pengaruh lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi itu dapat berupa faktor fisika, faktor kimia, maupun faktor biologi. Namun, pertumbuhan mikroba ini tidak hanya dipengaruhi faktor lingkungan, tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Akibat ukurannya yang sangat mikroskopis, pertumbuhan mikroba sangat tergantung pada keadaan sekelilingnya (Pelczar dan Chan, 2006).
Beberapa faktor abiotik yang dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri, antara lain: suhu, kelembaban, cahaya, pH, Aw dan nutrisi. Apabila faktor-faktor abiotik tersebut memenuhi syarat, sehingga optimum untuk pertumbuhan bakteri, maka bakteri dapat tumbuh dan berkembang biak (Haastuti, 2008).
Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada pH tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya
a. Mikroba asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0-5,0,
b. Mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0.
c. Mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5. Contoh pH minimum, optimum, dan maksimum untuk beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut menurut (Waluyo, 2005) dalam buku berjudul mikrobiologi pangan :
Nama mikroba pH bakteri Gram positif dan Gram negatif. Bacillus cereus merupakan salah satu contoh bakteri Gram positif, dan Escherichia coli merupakan salah satu contoh bakteri Gram negatif. Ciri-ciri bakteri Gram negatif adalah: - struktur dinding selnya tipis, sekitar 10-45mm, berlapis tiga atau multi
layer,
- kurang rentan terhadap senyawa penisilin,
- tidak resisten terhadap gangguan fisik (Waluyo,2005). Sedangkan ciri-ciri bakteri Gram positif adalah: - struktur dinding selnya tebal, sekitar 10-50mm,
- dinding selnya mengandung peptidoglikan yang tinggi (90% dari berat kering,
- sensitif terhadap penisilin,
- biasanya dapat bersifat tahan asam (Hafsan, 2011).
Berikut merupakan tabel perkiraan nilai pH pertumbuhan bakteri pathogen pada makanan menurut International Comission on Microbiological Specification for Foods, 2004:
Tabel 1.1 Perkiraan Nilai pH Pertumbuhan Bakteri Patogen
Bakteri patogen pH minimum pH optimumNilai pH pH maksimum
B. cereus 4,9 6,0-7,0 8,8
E. coli 4,4 6,0-7,0 9,0
dapat menggunakan natrium sitrat sebagai satu-satunya sumber karbon. (Purwoko, 2007)
Bacillus adalah bakteri gram positif, membentuk endospora, dan berbentuk batang. Terdapat lebih dari 70 spesies, yang dapat diamati morfologi dan diversitas fisiologinya. Hanya dua jenis yakni B. Anthracis
dan B. Cereus yang diketahui bersifat patogen. Habitat B. Subtilis adalah pada tanah, namun juga ditemukan pada air tawar, daerah perairan di pesisir pantai, dan samudra. Alasan banyak ditemukannya bakteri tersebut adalah karena pembentukan endospora, yang mengijinkan pertahanan hidup, walaupun lingkungan yang ditempati sangatlah ekstrim. Bacillus subtilis juga dapat ditemukan pada tumbuhan, hewan dan kotoran hewan.
Bacillus subtilis memproduksi enzim dan antibiotik dalam respons untuk pembatasan nutrisi. Enzim yang dihasilkan yaitu protease, amilase, selulase dan lipase. Produksi enzim sangat maksimal saat sel berada pada fase stasioner pada masa pertumbuhan. Produksi enzim tersebut diduga sebagai strategi pertahanan hidup untuk mencari sumber energi makromolekuler saat nutrisi mulai berkurang. Sebagian besar enzim digunakan secara luas dalam pembuatan makanan, masakan, dan industri detergen biologis. Enzim yang memiliki manfaat bagi manusia seperti
“termostability”, mengaktifkan jangkauan pH, aktivitas pada detergen dan mengoksidasi lingkungan, dapat diidentifikasi oleh Bacillus subtilis. Peranan B. Subtilis pada industri enzim adalah dapat merefraktor analisis genetik dan itulah alasan B. Subtilis dipilih untuk dipelajari mekanisme produksi enzimnya. Selain itu, kode genetik yang heterogen dengan materi yang dapat diklon-kan ke dalam B. Subtilis yang dapat menghasilkan manipulasi untuk gandum berkualitas tinggi (Stainer, 2010)
kereaktifannya meningkat seiring dengan bertambahnya berat atom.pada umumnya NaOH digunaka sebagai pelarut, penggunaan NaOH sebagai pelarut disebkan kegunaan dan efektifitasnya seperti untuk menetralka asam. NaOH terbentuk dari elektrolisis larutan NaCl dan merupakan basa kuat (Linggih, 1988).
Bakteri memiliki mekanisme yang sangat efektif untuk memelihara
kontrol regulasi pH sitoplasmanya (pHi). Pada sejumlah bakteri, pH
berbeda dengan 0,1 unit per perubahan pH pada pH eksternal. Hal ini
disebabkan kontrol aktivitas sistem transpor ion yang mempermudah
masuknya proton. Bermacam-macam sistem yang mencerminkan luas
rentang nilai pHi diperlihatkan oleh berbagai bakteri. Asidofil memiliki
nilai rentang pHi 6,5 – 7,0; neutrofil memiliki nilai rentang pHi 7,5 – 8,0,
dan alkalofil memiliki nilai rentang pHi 8,4 – 9,0. Mikroorganisme
fermentatif memperlihatkan rentang nilai pHi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan mikroorganisme yang menggunakan jalur respirasi.
Pada mikroorganisme fermentatif , produksi produk fermentatif yang
bersifat asam dan akumulasinya mengakibatkan gangguan keseimbangan
pH dan pembatasan pertumbuhan. Sejumlah mikroorganisme
meningkatkan mekanisme kompensasi untuk mencegah efek toksik dari
akumulasi produk yang bersifat asam dan berkonsentrasi tinggi tersebut
III. METODE
A. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah : - Cawan petri steril
- Pipet mikro - Kertas saring - Jangka sorong - Medium NA
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah :
- Biakan E.coli
- Biakan Bacillus cereus
- Asam sitrat (pH 3 dan 5) - HCL (pH 3 dan 5) - NaOH (pH 7 dan 9) - Akuades
B. Prosedur Kerja
Dua cawan petri steril disiapkan, masing-masing dimasukan 1 ml starter mikroba ( E.coli dan Bacillus cereus )
Medium dimasukan ke dalam cawan petri steril dalam keadaan hangat 45 0C.
Kertas cakram dicelupkan kedalam larutan per-pH tertentu selama 10 menit lalu dikering anginkan dan dimasukan ke dalam cawan pertri yang telah diisi medium
Medium diinkubasi selama 48 jam pada suhu ruang dan posisi cawan terbalik
B. Pembahasan
Banyak faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas kehidupan mikroba antara lain faktor abiotik yang meliputi temperatur, kelembaban, tekanan osmosis, pengaruh pH, pengaruh logam berat serta pengaruh zat-zat kimia. Sedangkan faktor biotik meliputi bebas hama serta asosiasi. Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka dilakukanlah pengamatan tentang pengaruh pH, terhadap pertumbuhan Mikroba. Perlu diketahui bahwa aktivitas kehidupan suatu jasad memerlukan keadaan sekitar yang sesuai, yang dapat mempengaruhi sifat morfologi dan fisiologi dari jasad akan menyesuaikan dengan keadaan sekitar yang ada pada waktu itu.
Pada praktikum ini bertujuan untuk mengamati pengaruh dari pH terhadap pertumbuhan dari mikroba, dengan menggunakan 3 jenis larutan untuk menentukan pH, antara lain larutan HCl, NaOH dan Akuades. Larutan HCl ditepatkan sampai pH 3 dan 5 sebagai pH asam, larutan NaOH ditepatkan sampai pH 7 dan 9 sebagai pH basa , dan akuades sebagai pH netral.
Mikroba yang digunakan yaitu salah satu dari golongan Gram positif dan negatif. B. cereus sebagai indikator dari Gram positif, sedangkan E. coli
sebagai indikator dari Gram negatif. Medium yang digunakan adalah medium NA. Pengamatan pengaruh pH dilakukan selama 2x24 jam, dengan cara mengamati zona bening yang ada pada sekitar kertas cakram. Adanya zona bening menunjukkan bahwa tidak ada mikroba yang hidup atau tumbuh di zona tersebut, sehingga ketika didapati zona bening pada kertas cakram dengan pH tertentu berarti bahwa pH tersebut berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroba.
larutan HCl pH 3 dan 5 setelah dikukur 3 kali didapatkan hasil secara berurutan dari pengukuran pertama sampai dengan ketiga, sebagai berikut 3,82cm, 3,95cm dan 4,15cm dengan rata-rata hasil 3,97cm , pada E.coli
dengan kertas cakram yang direndam selama 10 menit dalam larutan NaOH pH 7 dan 9 setelah dikukur 3 kali didapatkan hasil secara berurutan dari pengukuran pertama sampai dengan ketiga, sebagai berikut 0,64cm, 0,47cm dan 0,5 cm dengan rata-rata hasil 0,54cm , sedangkan pada E.coli dengan kertas cakram yang direndam selama 10 menit dalam larutan Akuades tidak terlihat adanya zona bening, hal tersebut menunjukan bahwa pertumbuhan
E.coli terhambat dengan kondisi pH asam karena zona bening paling banyak diameternya terdapat pada bagian cawan petri yang diletakan kertas cakram yang telah di rendam dalam larutan HCl pH 3 dan 5 (asam), kemudian pertumbuhan E.coli juga sedikit terhambat pada kondisi pH basa yang dibuktikan dengan hasil yang didapat yaitu terdapat sedikit zona bening pada bagian cawan petri yang diletakan kertas cakram yang telah direndam pada larutan NaOH pH 7 dan 9 ( basa). Sedangkan pertumbuhan E.coli sama sekali tidak dipengaruhi oleh kondisi dengan pH netral terbukti dari hasil pengamatan pada larutan akuades tidak terdapat zona bening , hasil dari pengamatan tersebut sesuai dengan literatur dari International Comission on Microbiological Specification for Foods (2004), bahwa pH minimum pertumbuhan E. coli adalah 4,4, pH maksimumnya adalah 9,0 dan pH optimum 6,0-7,0 . Dapat dilihat dari tabel hasil pengamatan bahwa pada larutan HCl terdapat zona bening paling luas, yang berarti bahwa pertumbuhan
Hasil pengamatan pada bakteri Gram positif atau B. cereus, dapat dilihat bahwa pada 24 jam setelah inkubasi, diukur diameter zona bening tiga kali kemudian di rata-rata kan, pada B. cereus dengan kertas cakram yang direndam selama 10 menit dalam larutan HCl pH 3 dan 5 setelah dikukur 3 kali didapatkan hasil secara berurutan dari pengukuran pertama sampai dengan ketiga, sebagai berikut 4,88 cm, 4,95cm, 4,84cm dengan rata-rata hasil 4,89cm. pada B. cereus dengan kertas cakram yang direndam selama 10 menit dalam larutan NaOH pH 7 dan 9 setelah dikukur 3 kali didapatkan hasil secara berurutan dari pengukuran pertama sampai dengan ketiga, sebagai berikut 0,6 cm, 0,56 cm, 0,44 cm dengan rata-rata hasil 0,53 cm. sedangkan pada B. cereus dengan kertas cakram yang direndam selama 10 menit dalam larutan Akuades tidak terlihat adanya zona bening, hal tersebut menunjukan bahwa B. cereus terhambat pertumbuhannya pada pH asam karena pada cawan yang telah diletakan kertas cakram yang direndam dalam larutan HCl selama 10 menit terdapat zona bening yang luas dibanding pada kertas cakram yang direndam dalam larutan NaOH dan pada akuades atau dapat dikatakan pH netral B. cereus dapat tumbuh dengan baik, atau tidak terhambat pertumbuhannya, hal ini sesuai dengan literatur dari International Comission on Microbiological Specification for Foods (2004), bahwa pH minimum pertumbuhan B. cereus adalah 4,9, pH maksimumnya adalah 8,8 dan pH optimum 6,0-7,0 . Dapat dilihat dari tabel hasil pengamatan bahwa pada larutan HCl terdapat zona bening paling luas, yang berarti bahwa pertumbuhan
Pada hasil pengamatan setelah di inkubasi selama 2x24 jam yang terjadi pada E.coli dengan larutan HCl mengalami penurunan dengan rata-rata yang didapat 3,75cm lebih kecil dibanding dengan rata-rata pada inkubasi 24 jam yaitu 3,97cm , pada larutan NaOH juga mengalami penurunan dimana setelah diinkubasi selama 2x24 jam tidak terdapat zona bening pada cawan petri sedangkan pada larutan akuades masih tetap sama yaitu tidak terdapat zona bening hal tersebut menunjukan bahwa ada peningkatan aktivitas dari mikroba yang menyebabkan zona bening nya berkurang atau mengalami penurunan.
Sedangkan pada B.cereus setelah di inkubasi selama 2x24 jam mengalami penambahan jumlah zona bening pada cawan dengan perlakuan perendaman kertas cakram larutan HCl dimana yang tadinya memiliki rata-rata 4,89cm menjadi 5,06 cm, hal tersebut juga terjadi pada perlakuan dengan larutan NaOH dimana zona bening bertambah dari rata-rata 0,54cm menjadi 0,61 cm hal tersebut, sedangkan pada larutan akuades tidak terdapat zona bening, hal tesebut terjadi karena hal ini menunjukkan bahwa mikroba yang telah tumbuh mengalami kematian. Sesuai dengan literatur Suharni (2009), enzim sistem transport elektron dan sisem transport nutrien pada membran sel bakteri sangat peka terhadap konsentrasi ion hidrogen (pH). Selama pertumbuhan, mikrobia dapat menyebabkan perubahan pH medium sehingga tidak sesuai lagi untuk pertumbuhan.Oleh karena itu perlu diberi bufer di dalam medium untuk mencegah perubahan pH
Baik pada B. cereus maupun E. coli pertumbuhannya dipengaruhi oleh pH. E. coli dan B. cereus sama-sama memiliki pH minimum sekitar 4 dan pH maksimum sekitar 8-9. Berdasarkan pengamatan, zona bening pada B. cereus
kedua bakteri tersebut tidak berbeda jauh (8,8 dan 9,0) (International Comission on Microbiological Specification for Foods, 2004).
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum ini dampat disimpulkan bahwa:p
- Pada bakteri E. coli selalu terdapat zona bening pada pH asam yang menunjukkan bahwa pH asam (3 dan 5) dapat mempengaruhi atau menghambat pertumbuhan E. coli.
- Pada bakteri E. coli tidak pernah terdapat zona bening pada larutan Akuades yang menunjukkan bahwa pH netral (7) tidak mempengaruhi atau menghambat pertumbuhan E. coli.
- Pada bakteri B. cereus selalu terdapat zona bening pada pH asam maupun basa walaupun pada 24 jam pertama tidak terdapat zona bening pada pH 5 sehingga menunjukkan bahwa B. cereus bisa terhambat pertumbuhannya dalam kondisi basa walaupun hanya sedikit.
- Berdasarkan ukuran zona bening pH asam, zona bening pada E. coli lebih besar dibandingkan dengan B. cereus karena B. cereus merupakan bakteri Gram positif yang lebih tahan terhadap kondisi asam.
B. Saran
Saran untuk praktikum selanjutnya adalah:
- Sebaiknya praktikan lebih aseptis dan berhati-hati ketika menuangkan bakteri dan mediumnya.
- Sebaiknya kertas cakram yang digunakan tidak terlalu kering tetapi juga tidak terlalu basah agar lebih terlihat pengaruhnya.
LAMPIRAN
Larutan akuades, NaOH, HCl.
Kertas cakram yang akan direndam dilarutan NaOH, HCl
dan Akuades
Pada saat memasukan mikroba ke dalam cawan petri
Pada saat memasukan medium NA kedalam cawan
Pada saat memasukan kertas cakram pada cawan petri.
Pengamatan zona bening pada larutan akuades setelah di inkubasi selama 24
jam
DAFTAR PUSTAKA
Entjang,Indan.2003.”MikrobiologidanParasitologi”.PT.CitAdityaBakti: Bandung.
Haastuti,UtamiSri.2008.PetunjukPraktikumMikrobiologi.Malang:Universit as Negeri Malang.
Hafsan.2011.Mikrobiologi Umum.Makassar:Alauddin University Press.
Linggih, S. R dan P. Wibowo. 1988. Ringkasan Kimia. Ganeca. ExactBandung. ITB, Bandung.
Natsir Djide, M, .Drs .2005. “Bakteriologi”. Fakultas MIPA Universitas Hasanuddin : Makassar.
Pelczar, MJ dan ECS. Chan,.1988. Dasar-Dasar Mikrobiologi jilid II.Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI - Press).
Purwoko,Tjahjadi.2007.FisiologiMikrobe.Jakarta:BumiAksara.285halama n
Stainer,R.Y,dkk.2010.Dunia Mikrobe 3.Jakarta:Bhratara Karya Aksara.290 halaman
Suharni, Theresia Tri dkk. 2008. Mikrobiologi Umum. Penerbit Universitas Atma Jaya. Yogyakarta.
