MODUL MIKROBIOLOGI DAN VIROLOGI PROGRAM STUDI FARMASI

PROGRAM STUDI FARMASI

BAB I

PENGANTAR MIKROBIOLOGI DAN VIROLOGI

A. PENDAHULUAN

Seperti ilmu pengetahuan lainnya, sejarah mempelajari mikrobiologi pun diawali oleh rasa ingin tahu manusia untuk mengenal sifat dan aktivitas mikroorganisme. Pada mulanya mikroorganisme tidak dianggap perlu untuk dipelajari, karena ukurannya yang sangat kecil dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, namun pada akhir abad ke-19, penemuan Pasteur, Koch, dan Lister mengubah pendapat tersebut. Pada masa itulah manusia baru menyadari betapa pentingnya pengetahuan tentang mikroorganisme, sehingga keuntungan dan kerugian yang ditimbulkan oleh mikroorganisme mulai banyak dipelajari.

Robert Koch dan beberapa ahli mikrobiologi lainnya mengembangkan banyak teknik dalam ilmu mikrobiologi yang berdampak sangat besar terhadap perkembangan mikrobiologi. Salah satu contoh teknik yang sampai saat ini masih banyak digunakan adalah teknik untuk menumbuhkan mikroorganisme sehingga dalam mempelajari mikrobiologi lebih ditekankan pada teknik-teknik yang digunakan daripada subjek yang ditelaahnya. Mikroskop merupakan peralatan yang mendukung pengembangan teknik tersebut.

Perkembangan mikrobiologi berdampak pada lahirnya berbagai disiplin ilmu baru yang didalamnya memiliki kekhususan tersendiri, seperti bakteriologi, parasitologi, virologi (Sumarsih, 2011).

B. RUANG LINGKUP

Mikrobiologi merupakan salah satu cabang ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Beberapa ilmu dasar yang diperlukan untuk mendukung pemahaman mikrobiologi, antara lain ilmu kimia, fisika, dan biokimia.

Mikrobiologi juga sering disebut sebagai ilmu praktik dari biokimia (Radji, 2010).

Ruang lingkup dalam mempelajari mikrobiologi meliputi pengertian tentang sejarah penemuan mikroorganisme, macam-macam mikroorganisme di alam, struktur sel mikroorganisme dan fungsinya, metabolisme mikroorganisme secara umum, pertumbuhan mikroorganisme dan faktor lingkungan, dan mikrobiologi

terapan baik di bidang lingkungan maupun pertanian. Seiring dengan berjalannya waktu mikrobiologi telah mengalami perkembangan yang pesat menjadi beragam ilmu, antara lain virologi, bakteriologi, mikologi, mikrobiologi pangan, mikrobiologi tanah, dan mikrobiologi industri (Radji, 2010).

Ilmu tersebut mempelajari mikroorganisme secara spesifik, rinci, dan menurut pemanfaatannya. Berbagai sifat mikroorganisme yang menjadikan dasar seringnya digunakan sebagai model penelitian di bidang genetika adalah memiliki sifat sangat sederhana, perkembangbiakan sangat cepat, dan adanya berbagai variasi metabolisme. Pada saat ini penelitian berkaitan dengan mikroorganisme dilakukan secara intensif untuk mengetahui dasar fenomena biologi (Radji, 2010).

C. PENGERTIAN MIKROBA

Jasad hidup yang ukurannya kecil sering disebut sebagai mikroba atau mikroorganisme atau jasad renik. Jasad renik disebut sebagai mikroba bukan hanya karena ukurannya yang kecil, sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, tetapi juga pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi. Mata biasa tidak dapat melihat jasad yang ukurannya kurang dari 0,1 mm. Ukuran mikroba biasanya dinyatakan dalam mikron (µ), 1 mikron adalah 0,001 mm. Sel mikroba umumnya hanya dapat dilihat dengan alat pembesar atau mikroskop, walaupun demikian ada mikroba yang berukuran besar sehingga dapat dilihat tanpa alat pembesar (Sumarsih, 2011).

D. CIRI UMUM MIKROBA

Mikroba di alam secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen. Jasad produsen menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar matahari. Mikroba yang berperanan sebagai produsen adalah algae dan bakteri fotosintetik. Jasad konsumen menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh produsen. Contoh mikroba konsumen adalah protozoa. Jasad redusen menguraikan bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia (mineralisasi bahan organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur kimia. Contoh mikroba redusen adalah bakteri dan jamur (fungi) (Sumarsih, 2011).

Sel mikroba yang ukurannya sangat kecil ini merupakan satuan struktur biologi. Banyak mikroba yang terdiri dari satu sel saja (uniseluler), sehingga semua tugas kehidupannya dibebankan pada sel itu. Mikroba ada yang mempunyai banyak sel (multiseluler). Pada jasad multiseluler umumnya sudah terdapat pembagian tugas diantara sel atau kelompok selnya, walaupun organisasi selnya belum sempurna. Setelah ditemukan mikroskop elektron, dapat dilihat struktur halus di dalam sel hidup, sehingga diketahui menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad, yaitu:

1. Prokariota (jasad prokariotik/ primitif), yaitu jasad yang perkembangan selnya belum sempurna.

2. Eukariota (jasad eukariotik), yaitu jasad yang perkembangan selnya telah sempurna.

Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu virus. Virus adalah jasad hidup yang bersifat parasit obligat, berukuran super kecil atau submikroskopik. Virus hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.

Struktur virus terutama terdiri dari bahan genetik. Virus bukan berbentuk sel dan tidak dapat membentuk energi sendiri serta tidak dapat berbiak tanpa menggunakan jasad hidup lain.

E. SEJARAH MIKROBIOLOGI

Terungkapnya dunia mikroorganisme berawal dari ditemukannya mikroskop oleh Anthony van Leeuwenhoek (1633-1723). Pada mulanya, mikroskop temuan tersebut masih sangat sederhana, hanya dilengkapi satu lensa dengan jarak fokus yang sangat pendek, tetapi dapat menghasilkan bayangan jelas yang setara dengan perbesaran 50-300 kali. Pengamatan yang dilakukan oleh Leeuwenhoek di antaranya pengamatan terhadap struktur mikroskopis biji, jaringan tumbuhan, dan invertebrata kecil. Penemuan terbesar pada zamannya dan diketahui sebagai dunia mikroorganisme, yang disebut sebagai animalculus atau hewan kecil. Animalculus adalah berbagai jenis mikroorganisme yang sekarang diketahui sebagai protozoa, algae, khamir, dan bakteri (Radji, 2010).

1) Konflik Generatio Spontanea

Penemuan Leewenhoek tentang hewan kecil tersebut menjadi perdebatan sangat serius di kalangan ahli mikrobiologi. Berkaitan dengan temuan Leewenhoek muncullah dua silang pendapat, satu mengatakan bahwa munculnya hewan kecil karena proses pembusukan tanaman atau hewan, ataupun melalui proses fermentasi. Pendapat ini mendukung teori yang mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati atau abiogenesis, dan konsepnya dikenal dengan genaratio spotanea. Pendapat lain mengatakan bahwa hewan kecil tersebut berasal dari hewan kecil sebelumnya seperti halnya organisme tingkat tinggi.

Pendapat atau teori yang mengatakan hal tersebut dikenal dengan biogenesis.

Adanya perbedaan pendapat tersebut menyebabkan mikrobiologi tidak berkembang dan hal ini berlangsung sampai perdebatan terselesaikan dengan dibuktikannya kebenaran teori biogenesis. Pembuktian ini memerlukan berbagai macam eksperimen yang nampaknya sederhana tetapi memerlukan waktu lebih dari 100 tahun.

a. Pembuktian Ketidakbenaran Abiogenesis

Franscesco Redi (1626-1697) dengan hasil eksperimennya membuktikan bahwa ulat yang terdapat pada daging busuk adalah larva yang berasal dari telur lalat, bukan berasal dari benda mati (teori Generatio Spontanea). Bagaimana dengan asal usul mikroorganisme yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop?

John Needham (1713-1781) melakukan eksperimen dengan cara memasak sepotong daging untuk menghilangkan organisme yang ada, kemudian menempatkannya dalam toples terbuka. Berdasarkan pengamatannya ditemukan adanya koloni pada permukaan daging tersebut, sehingga disimpulkan bahwa mikroorganisme terjadi secara spontan dari daging.

Pada tahun 1769, Lazarro Spalanzani (1729-1799) melakukan eksperimen dengan cara merebus kaldu daging selama 1 jam dan menempatkannya pada toples yang ditutup rapat, hasil percobaan menunjukkan tidak ditemukannya mikroorganisme dalam kaldu tersebut. Jadi eksperimen Lazarro Spalanzani menentang teori Abiogenesis. Sebaliknya, Needham mengatakan bahwa berdasarkan eksperimennya sumber makhluk hidup berasal dari udara sementara pada percobaan Spalanzani tidak berinteraksi langsung dengan udara. Setelah

hampir 100 tahun percobaan Needham berlangsung dan tidak ada kepastian kebenaran di antara kedua eksperimen tersebut, muncullah dua peneliti yang mencoba memecahkan kontroversi tentang peran udara tersebut. Pada tahun 1836, Franz Schulze melakukan eksperimen dengan cara melewatkan larutan asam kuat ke dalam tabung tertutup yang berisi daging yang telah dimasak. Pada tahun 1837, Theodore Schwann melakukan eksperimen dengan cara mengalirkan udara melalui pipa panas ke dalam tabung tertutup yang bersisi kaldu. Keduanya tidak menemukan adanya mikroorganisme sebab mikroorganisme telah mati oleh adanya asam kuat maupun panas, tetapi para pendukung teori Generatio Spontanea berpendapat bahwa adanya asam kuat dan panas akan mengubah udara sehingga tidak mendukung pertumbuhan mikroorganisme. Akhirnya pada tahun 1954 muncul peneliti yang menyelesaikan perdebatan tersebut, dengan melakukan percobaan menggunakan tabung tertutup berisi kaldu yang telah dipanaskan.

Kemudian ke dalam tabung tersebut dimasukkan pipa yang pada sebagiannya diisi dengan kapas dan ujungnya dibiarkan terbuka, dengan demikian mikroorganisme akan tersaring dan udara tetap bisa masuk. Hasilnya, tidak ditemukan mikroorganisme dalam kaldu daging tersebut, hal ini membuktikan bahwa teori Generatio Spontanea adalah salah.

b. Bukti Teori Biogenesis

Pada periode yang sama muncul ilmuwan baru dari Perancis Louis Pasteur (1822–1895) seorang ahli kimia yang menaruh perhatian pada mikroorganisme.

Pasteur tertarik untuk meneliti peran mikroorganisme dalam industri anggur, terutama dalam pembuatan alkohol. Salah satu pendukung teori Generatio Spontanea yang hidup pada masa Louis Pasteur adalah Felix Archimede Pouchet (1800-1872). Pada tahun 1859 Pouchet banyak mempublikasikan tulisan yang mendukung teori Abiogenesis, namun ia tidak dapat membantah penemuan- penemuan Pasteur. Pasteur sebagai ilmuwan, untuk memastikan pendapatnya, melakukan serangkaian eksperimen. Salah satu eksperimen Pasteur yaitu menggunakan bejana leher panjang yang dibengkokkan dan dikenal dengan leher angsa (Gambar 1.1). Bejana ini diisi dengan kaldu kemudian dipanaskan. Pada kondisi tersebut udara dapat dengan bebas melewati tabung atau pipa leher angsa tetapi di daerah kaldu tidak ditemukan adanya mikroorganisme. Hasil analisis

menunjukkan bahwa mikroorganisme beserta debu akan mengendap pada bagian tabung yang berbentuk U sehingga tidak dapat mencapai kaldu. Pasteur melalui eksperimen yang sama, membawa tabung tersebut ke pegunungan Pyrenes dan Alpen. Hasil pengamatan menemukan bahwa mikroorganisme terbawa debu oleh udara, sehingga Pasteur menyimpulkan bahwa semakin bersih/murni udara yang masuk ke dalam bejana, semakin sedikit kontaminasi yang terjadi.

Gambar 1.1.

Botol Pasteur Berleher Angsa tetap Steril karena Lengkung pada Leher Menahan Partikel Debu

Salah satu argumen klasik untuk menentang teori Biogenesis adalah panas yang digunakan untuk mensterilkan udara atau bahan dianggap dapat merusak energi vital, karena tanpa adanya vital force tersebut mikroorganisme tidak dapat muncul serta spontan. John Tyndall merespon argumen tersebut dengan mengatakan bahwa udara dapat mudah dibebaskan dari mikroorganisme melalui serangkaian percobaan yaitu meletakkan tabung reaksi berisi kaldu steril ke dalam kotak tertutup. Udara dari luar masuk ke dalam kotak melalui pipa yang sudah dibengkokkan membentuk dasar U seperti spiral (Gambar 1.2). Terbukti bahwa meskipun udara luar dapat masuk ke dalam kotak yang berisi tabung dengan kaldu di dalamnya, namun tetap tidak ditemukan adanya mikroorganisme. Hasil percobaan Pasteur dan Tyndall memacu diterimanya konsep biogenesis.

Selanjutnya Pasteur lebih memfokuskan penelitiannya pada peran mikroorganisme dalam pembuatan anggur dan mikroorganisme yang menyebabkan penyakit.

Gambar 1.2

Air Kaldu tetap Steril dalam Ruangan Inkubasi Tyndall yang Bebas Debu.

Pada Kedua Kasus tersebut Kaldu Dihadapkan ke Udara, tetapi Bebas Debu 2) Teori Tentang Fermentasi

Salah satu contoh proses fermentasi dapat terjadi jika jus anggur dibiarkan, pada proses tersebut terjadi serangkaian perubahan biokimia, alkohol, dan senyawa lain yang pada akhirnya dihasilkan anggur (wine). Alasan Pasteur, menentang pendapat Generatio Spontanea karena keyakinannya bahwa produk fermentasi anggur merupakan hasil dari mikroorganisme yang ada, bukan fermentasi menghasilkan mikroorganisme sebagaimana yang dipercaya pada waktu itu. Pada tahun 1850-an Pasteur memecahkan masalah yang muncul dalam industri anggur, yakni dengan melakukan penelitian terhadap anggur yang baik dan anggur kurang bagus maka ditemukan mikroorganisme yang berbeda.

Mikroorganisme tertentu mendominasi anggur yang bagus, sementara mikroorganisme tipe lain mendominasi anggur kurang bagus. Pasteur menyimpulkan bahwa pemilihan mikroorganisme yang sesuai akan menghasilkan produk anggur bagus. Berdasarkan analisis tersebut Pasteur memusnahkan mikroorganisme yang terdapat dalam sari buah anggur dengan cara

memanaskannya. Setelah dingin ke dalam sari buah tersebut diinokulasikan anggur yang berkualitas baik dengan kandungan mikroorganisme sesuai yang diinginkan. Hasilnya menunjukkan bahwa anggur yang diperoleh memiliki kualitas baik dan tidak mengalami perubahan aroma selama disimpan karena sebelumnya telah dipanasi selama beberapa menit pada suhu 50-60ºC. Proses ini dikenal dengan pasteurisasi yang saat ini sudah digunakan secara luas di bidang industri makanan. Padahal, sebelumnya orang meningkatkan produk fermentasi melalui trial and error, karena ketidaktahuan mereka bahwa kualitas produk tergantung pada mikroorganisme tertentu.

3) Penemuan Bakteri Berspora

John Tyndall (1820-1893), dalam suatu percobaannya juga mendukung pendapat Pasteur. Cairan bahan organik yang sudah dipanaskan dalam air garam yang mendidih selama 5 menit dan diletakkan di dalam ruangan bebas debu, ternyata tidak akan membusuk walaupun disimpan dalam waktu berbulan-bulan, tetapi apabila tanpa pemanasan maka akan terjadi pembusukan. Dari percobaan Tyndall ditemukan adanya

fase termolabil (tidak tahan pemanasan, saat bakteri melakukan pertumbuhan) dan termoresisten pada bakteri (sangat tahan terhadap panas). Dari penyelidikan ahli botani Jerman yang bernama Ferdinand Cohn, dapat diketahui secara mikroskopis bahwa pada fase termoresisten, bakteri dapat membentuk endospora.

Dengan penemuan tersebut, maka dicari cara untuk sterilisasi bahan yang mengandung bakteri pembentuk spora, yaitu dengan pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali atau dikenal sebagai Tyndallisasi. Pemanasan dilakukan pada suhu 100oC selama 30 menit, kemudian dibiarkan pada suhu kamar selama 24 jam, cara ini diulang sebanyak 3 kali. Saat dibiarkan pada suhu kamar, bakteri berspora yang masih hidup akan berkecambah membentuk fase pertumbuhan / termolabil, sehingga dapat dimatikan pada pemanasan berikutnya.

4) Peran Mikroorganisme dalam Transformasi Bahan Organik

Suatu bahan yang ditumbuhi oleh mikroba akan mengalami perubahan susunan kimianya. Perubahan kimia yang terjadi ada yang dikenal sebagai fermentasi (pengkhamiran) dan pembusukan (putrefaction). Fermentasi merupakan proses yang menghasilkan alkohol atau asam organik, misalnya terjadi

pada bahan yang mengandung karbohidrat. Pembusukan merupakan proses peruraian yang menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein.

Pada tahun 1837, C. Latour, Th. Schwanndon, dan F. Kutzing secara terpisah menemukan bahwa zat gula yang mengalami fermentasi alkohol selalu dijumpai adanya khamir. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perubahan gula menjadi alkohol dan CO2 merupakan fungsi fisiologis dari sel khamir tersebut.

Teori biologis ini ditentang oleh Jj. Berzelius, J. Liebig, dan F. Wahler. Mereka berpendapat bahwa fermentasi dan pembusukan merupakan reaksi kimia biasa.

Hal ini dapat dibuktikan pada tahun 1812 telah berhasil disintesa senyawa organik urea dari senyawa anorganik.

Pasteur banyak meneliti tentang proses fermentasi (1875-1876). Suatu saat perusahaan pembuat anggur dari gula bit, menghasilkan anggur yang masam.

Berdasarkan pengamatannya secara mikroskopis, sebagian dari sel khamir diganti kedudukannya oleh sel lain yang berbentuk bulat dan batang dengan ukuran sel lebih kecil. Adanya sel-sel yang lebih kecil ini ternyata mengakibatkan sebagian besar proses fermentasi alkohol tersebut didesak oleh proses fermentasi lain, yaitu fermentasi asam laktat. Dari kenyataan ini, selanjutnya dibuktikan bahwa setiap proses fermentasi tertentu disebabkan oleh aktivitas mikroba tertentu pula, yang spesifik untuk proses fermentasi tersebut. Sebagai contoh fermentasi alkohol oleh khamir, fermentasi asam laktat oleh bakteri Lactobacillus, dan fermentasi asam sitrat oleh jamur Aspergillus.

5) Penemuan Kehidupan Anaerob

Selama meneliti fermentasi asam butirat, Pasteur menemukan adanya proses kehidupan yang tidak membutuhkan udara. Pasteur menunjukkan bahwa jika udara dihembuskan ke dalam bejana fermentasi butirat, proses fermentasi menjadi terhambat, bahkan dapat terhenti sama sekali. Atas dasar pengamatan tersebut muncullah 2 istilah kehidupan mikroorganisme, yaitu (1) kehidupan anaerob, untuk mikroorganisme yang tidak memerlukan oksigen, dan (2) kehidupan aerob, untuk mikroorganisme yang memerlukan oksigen.

Secara fisiologis adanya fermentasi dapat digunakan untuk mengetahui beberapa hal. Oksigen umumnya diperlukan mikroorganisme sebagai agensia

untuk mengoksidasi senyawa organik menjadi CO2. Reaksi oksidasi tersebut dikenal sebagai “respirasi aerob”, yang menghasilkan tenaga untuk kehidupan jasad dan pertumbuhannya. Mikroorganisme lain dapat memperoleh tenaga dengan jalan memecahkan senyawa organik secara fermentasi anaerob, tanpa memerlukan oksigen. Beberapa jenis mikroorganisme bersifat obligat anaerob atau anaerob sempurna. Jenis lain bersifat fakultatif anaerob, yaitu mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi. Apabila ada oksigen, energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada oksigen energi diperoleh secara fermentasi anaerob. Pasteur mendapatkan bahwa respirasi aerob adalah proses yang efisien untuk menghasilkan energi (Radji, 2010).

F. PENGGOLONGAN MIKROBA DIANTARA JASAD HIDUP

Secara klasik jasad hidup digolongkan menjadi dunia tumbuhan (plantae) dan dunia binatang (animalia). Jasad hidup yang ukurannya besar dengan mudah dapat digolongkan ke dalam plantae atau animalia, tetapi mikroba yang ukurannya sangat kecil ini sulit untuk digolongkan ke dalam plantae atau animalia. Selain karena ukurannya, sulitnya penggolongan juga disebabkan adanya mikroba yang mempunyai sifat antara plantae dan animalia.

Menurut teori evolusi, setiap jasad akan berkembang menuju ke sifat plantae atau animalia. Hal ini digambarkan sebagai pengelompokan jasad berturut-turut oleh Haeckel, Whittaker, dan Woese. Berdasarkan perbedaan organisasi selnya, Haeckel membedakan dunia tumbuhan (plantae) dan dunia binatang (animalia), dengan protista. Protista untuk menampung jasad yang tidak dapat dimasukkan pada golongan plantae dan animalia. Protista terdiri dari algae atau ganggang, protozoa, jamur atau fungi, dan bakteri yang mempunyai sifat uniseluler, sonositik, atau multiseluler tanpa diferensiasi jaringan. Whittaker membagi jasad hidup menjadi tiga tingkat perkembangan, yaitu:

(1) Jasad prokariotik yaitu bakteri dan ganggang biru (Divisio Monera), (2) Jasad eukariotikuniseluler yaitu algae sel tunggal, khamir dan protozoa

(Divisio Protista),

(3) Jasad eukariotik multiseluler dan multinukleat yaitu Divisio Fungi, Divisio Plantae, dan Divisio Animalia. Sedangkan Woese menggolongkan jasad

hidup terutama berdasarkan susunan kimia makromolekul yang terdapat di dalam sel. Pembagiannya yaitu terdiri Arkhaebacteria, Eukaryota (Protozoa, Fungi, Tumbuhan dan Binatang), dan Eubacteria (Radji, 2010).

G. PERENCANAAN PEMBELAJARAN

1. Deskripsi singkat matakuliah Mikrobiologi dan Virologi.

Mikrobiologi dan Virologi membahas tentang konsep perkembangbiakan bakteri dan jenis-jenis bakteri maupun virus.

2. Tujuan Pembelajaran

Setelah menyelesaikan kuliah ini , diharapkan mahasiswa mampu menjelaskan konsep perkembangbiakan bakteri dan jenis-jenis bakteri maupun virus dengan baik.

BAB II

STRUKTUR DAN MORFOLOGI SEL BAKTERI

A. BENTUK SEL BAKTERI

Bakteri mempunyai bentuk dan ukuran yang sangat beragam. sebagian besar sel bakteri memiliki diameter 0,2-2 mikron dan panjang 2-8 mikron. Berdasarkan bentuk, bakteri digolongkan menjadi tiga golongan utama, yaitu bentuk kokus (bulat), bentuk basil (batang), dan bentuk spiral.

1. Bakteri kokus :

a) Monococcus, yaitu berupa sel bakteri tunggal.

Misalnya : Neisseria gonorrhoeae, penyebab penyakit kencing nanah.

b) Diplococcus, yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan

Misalnya : Diplococus pneumonia, penyebab penyakit pneumonia atau radang paru-paru.

c) Tetrakokus, yaitu empat sel bakteri berdempetan berbentuk segi empat.

d) Sarcinae, yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus.

e) Streptokokus, yaitu lebih dari dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.

Misalnya : strepcoccus pyrogenes, penyebab jengkering dan sakit tenggorokan, dan strepcoccus thermophilus (untuk membuat yoghurt) f) Staphylococcus, yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan

seperti buah anggur.

Misanya : stapilokokus aureus, stapilokokus haemolitikus.

2. Bakteri basil :

a) Monobasil, yaitu berupa sel bakteri basil tunggal

Misalnya : Salmonella thypi, E.Coli, dan Lactobacillius.

b) Diplobacillus, yaitu berupa dua sel bakteri basil berdempetan.

c) Streptobacillus, yaitu berupa sel basil berdempetan membentuk rantai.

Misalnya : azotocbacter dan bacillusanthracis d) Cccobacillus

3. Bakteri Spiral :

a) Vibrio, yaitu bakteri berbentuk batang yang melengkuang menyerupai bentu koma. Misalnya Vibrio Cholera (penyebab penyakit kolera) b) Spirilum, yaitu bakteri yag berbentuk spiral atau pilinan dengan sel

yang kokoh.

c) Spiroketa, yaitu baktei yang berbentuk spiral dan tubunya sangat lentur sehingga dapat bergerak secara bebas (Radji, 2010).

B. STRUKTUR UTAMA MAKROMOLEKUL BAKTERI

Komponen utama struktur bateri teriri atas makromolekul, yaitu DNA, RNA, protein, polisakarida, dan fosfolipida.makromolekul terdiri atas sub-unit primer, yaitu nukleotida, asam amino, dan karbohidrat.

Struktur dan urutan makromolekul tersebut. Sebagai contoh, urutan nekleotida menentukan sifat genetik dari sel yang terdapat dalam kromosom DNA; ururtan asam amino menentukan sifat dan fungsi protein; urutan gula dalam lipopolisakaridamenentukan sifat dan fungsi spesifik pada golongan bakteri patogen. Secara keseluruhan, struktur utama makromolekul sangat mempengaruhi sifat-sifat suatu sel dan menentukan perbedaan fungsi sel itu dalam setiap sistem biologi (Radji, 2010).

Beberapa jenis makromolekul dapat ditemukan di berbagai struktur sel bakteri, seperti yang tercantum pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. makromolekul penyusun materi sel bakteri.

Makromolekul Sub-unit primer Terdapat pada Asam nukleat Nukleotida (DNA dan

RNA)

DNA : nukleoid (kromosom), plasmid.

rRNA : ribosom, mRNA tRNA : Sitoplasma

Protein Asam amino Flagela, pili, dinding sel,

membran sitoplasma sitoplasma, ribosom,

inklusi, dinding sel

Fosfolipida Asam lemak Membran sel

C. STRUKTUR SEL BAKTERI

Berdasarkan struktur selnya, bakteri masuk dalam golongan prokariot; sel prokariot memiliki struktur sel lebih sederhana dibandingkan dengan sel eukariot.

Sel prokariot adalah sel yang tidak memiliki memberan inti sel. Ciri-ciri sel prokariot, yaitu materi genetik (DNA) sel ini tidak terstruktur dalam bentuk nukleus, tetapi dalam bentuk nukleoid yang tidak diselubungi oleh membran plasma.

Struktur sel bakteri, terdiri dari tiga bagian penting, yaitu (1) struktur eksternal, (2) Struktur dinding sel, (3) Struktur internal sel.

(1) Struktur eksternal sel bakteri

Pada struktur eksternal sel, bagian-bagian penting dipermukaan sel adalah Kapsul dan lendir, Flagel, Fimbria, Pili.

a. Kapsul dam lendir

Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau selubung berlendir. Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya. Keberadaan kapsul mudah diketahui dengan metode pengecatan negatif menggunakan tinta cina atau nigrosin. Kapsul akan tampak transparan diantara latar belakang yang gelap. Pada umumnya penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp.

Lendir merupakan kapsul yang lebih encer. Adakalanya kapsul bakteri dapat dipisahkan dengan metode penggojokan kemudian diekstrak untuk menghasilkan lendir.

b. Flagela dan Pilli

Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri. Letak flagel dapar polar, bipolar, peritrik, maupun politrik. Flagel mengakibatkan bakteri dapat

bergerak berputar. Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah. Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm. Pada beberapa bakteri, permukaan selnya dikelilingi oleh puluhan sampai ratusan pili, dengan panjang 12 nm. Pili disebut juga sebagai fimbrae. Sex-pili berperan pada konjugasi sel dalam pemindahan materi gentik (DNA). Pada bakteri Escherichia coli strain K-12 hanya dijumpai 2 buah pili.

c. Fimbria

Fimbria terdapat di seluruh permukaan sel bakteri. Organ ini berperan dalam adhesi bakteri dengan sel hospes. Sebagai contoh, fimbria yang terdapat pada sel Neisseria gonorrhoeae berperan penting dala proses kolonisasi bakteri pada membran mukosa sehingga dapat menyebabkan penyakit. Jika tidak mempunyai fimbria, bakteri Neisseria gonorrhoeae tidak dapat menempel pada mukosa dan kolonisasi bakteri tidak terjadi sehingga tidak dapat menyebabkan penyakit.

Pili biasanya lebih panjang daripada fimbria dan jumlahnya pada setiap sel bakteri hanya satu atau dua pilli. Sex-pili berperan pada konjugasi sel dalam pemindahan materi gentik (DNA).

(2) Struktur dinding sel bakteri

Dinding sel bakteri bersifat agak elastis. Dinding sel tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah.

Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir ke luar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel. Proses ini disebut dengan plasmolisis.

Dinding sel bakteri mempunyai struktur yang sangat kompleks yang terdiri atas komponen yang kaku dan kuat serta berfungsi untuk mempertahankan bentuk dan kutuhan sel. Dinding sl bakteri harus mampu mempertahankan sel ketika tekanan osmotik di dalam lebih tinggi daripada di luar sel.

Selain mempertahankan keutuhan sel, dinding sel bakteri berfungsi sebagai : berperan penting dalam proses pembelahan sel, dinding sel dapat melaksanakan biosintesis sendiri untuk membentuk dinding sel, beberapa lapisan tertentu pada

dinding sel merupakan determinan antigenik dari bakteri tersebut sehingga dapat memanfaatkan untuk mengidentifikasikan jenis bakteri secara serologi.

Berasarkan perbedaan struktur dinding sel dan respon terhadap pewarnaan Gram, bakteri digolongkan menjadi bakteri Gram-Positif dan Gram-Negatif.

Rangka dasar dinding sel bakteri: Rangka dasar dinding sel bakteri adalah murein peptidoglikan. Murein tersusun dari N-asetil glukosamin dan N-asetil asam muramat, yang terikat melalui ikatan 1,4-_-glikosida. Pada N-asetil asam muramat terdapat rantai pendek asam amino: alanin, glutamat, diaminopimelat, atau lisin dan alanin, yang terikat melalui ikatan peptida. Peranan ikatan peptida ini sangat penting dalam menghubungkan antara rantai satu dengan rantai yang lain. Komponen dan struktur dinding sel prokariot ini sangat unik, dan tidak dijumpai pada sel eukariotik.

Dinding sel bakteri gram positif: Dinding sel bakteri gram positif terdiri 40 lapis rangka dasar murein, meliputi 30-70 % berat kering dinding sel bakteri.

Senyawa lain penyusun dinding sel gram positif adalah polisakarida yang terikat secara kovalen, dan asam teikoat yang sangat spesifik.

Dinding sel bakteri gram negatif: Dinding sel bakteri gram negatif hanya terdiri atas satu lapis rangka dasar murein, dan hanya meliputi + 10% dari berat kering dinding sel. Murein hanya mengandung diaminopemelat, dan tidak mengandung lisin. Di luar rangka murein tersebut terdapat sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakarida, dan lipida jenis lain. Senyawa-senyawa ini merupakan 80 % penyusun dinding sel. Asam teikoat tidak terdapat dalam dinding sel ini.

(3) Struktur internal sel bakteri

Struktur internal sel bakteri terdiri dari membran sitoplasma, sitoplasma, area nukleus, ribosom, dan mesosom.

a. Membran sitoplasma

Membran sitoplasma merupakan lapisan tipis yang berada tepat di dalam dinding sel yang melapisi sitoplasma. Fungsi penting membran sitoplasma adalah sawar selektif untuk keluar masuknya senyawa kimia dari luar dan dari dalam sel. Selain mengandung beberapa enzim yang dapat mencerna nutrisi da menghasilkan energi ATP, membran plasma juga

berfungsi untuk menjamin pemisah DNA ke sel anakan pada saat terjadi pembelahan selpada spesies bakteri aerob, membran sitoplasma merupakan tempat transfor elektron dan oksidasi fosforilasi. Membran sitoplasma merupakn 8_10%bobot kering sel, yang terdiri atas fosfoslipida san protein.

b. Sitoplasma

Sitoplasma merupakn substansi yang berada di dalam membran plasma dan mengandung 80%. Selain itu, sitoplasma mengandung protein, enzim, karbohidrat, lipid, ion-ion organik, dan berbagai senyawa berbobot molekul rendah. Struktur utama sitoplasma prokariot terdiri area nukleus yang mengandung DNA, ribosom, berbagai inklusi dan granul.

c. Area nukleus

Area nukleus sel bakteri mengandung DNA untai ganda berbentuk melingkar yang disebut dengan kromosom bakteri. Berbeda dari kromosom eukariot, kromosom bakteri tidak dikelilingi oleh mebran inti dan tidak mengandung protein histon. Selain kromosom, bakteri sering kali mengandung molekul DNA untai ganda berbentuk melingkar dan berukuran kecil yang disebut dngan plasmid.plasmid merupakan elemen materi genetik ekstrakromosomal yang tidak berhubungan dengan kromosom bakteri.

Plasmid dapat bereplikasi secara otonum dan tidak bergantung pada kromosom bakteri. Plasmid biasanya mengandung sekitar 5-100 gen yang tidak begitu berperan pda ketahanan hidup sel dan lingkungan tertentu.

Namun, plasmid juga bermanfaat bagi bakteri. Plasmid dapat membawa gen yang menyebabkan resistensi terhadap antibiotik. Gen yang memberikan ketahanan terhadap sifat toksik logam berat tertentu, gen yang menghasilkan toksin, atau gen yang menyintesis berbagai jenis enzim. Plasmid dapat berpindah dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain.

d. Ribosom

Organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA sehingga sitoplasma tampak bergranul. Dan juga berfungsi penting untuk sintesis protein.

Ribosom pada prokariot berbeda dengan ribosom eukariot. Ribosom prokariot lebih kecil dibandingkan dengan ribosom eukariot.

e. Mesosom

Dibeberapa tempat tertentu pada membran plasma, terdapat cekungan atau lekukan ke dalam yang relatif besar yang di sebut dengan mesosom.

Lekukan membran plasma ini dapat memperluas permukaan membran dan berfungsi sebagai tempat kerja enzim yang terlibat dalam respirasi dan transfor elektron. Mesosm, yang merupakan tempat menempelnya kromosom bakteri, juga berfungsi dalam proses pembelahan sel (Radji, 2010).

Tabel 2.2.Struktur, Fungsi Dan Makromolekul Penyusun Sel Bakteri

Bagian sel Fungsi Makromolekul

Flagel Pergerakan bakteri Protein

Pili seks Mating,transfer, DNA

secara konjugasi.

Protein

Fimbria Alat menempel pada

permukaan sel hospes.

Protein

Kapsul Bakteri, glikokaliks, dan lapisan lendir

Alat menempel pada permukaan sel hospes, mencegah fagositosis, sebagai cadangan nutrisi, dan untuk bertahan terhadap kekeringan.

Polisakarida, polipeptida

Dinding sel bakteri Gram-positif

Mempertahankan

keutuhan isi sel dan bentuk sel, mencegah lisis sel

Peptidoglikan, asam teikoat

Dinding sel bakteri Gram-negatif

Mempertahankan

keutuhan isi sel dan bentuk sel, mencegah lisis sel

Lipopolisakrida,

fosfolipida, protein, Peptidoglikan.

Mebran plasma Sawar permeabilitassel, tempat transportasi larutan, produksi energi

Fosfolipida dan protein

dan berbagai jenis enzim.

Ribosom Tempat translasi protein RNA dan protein

Inklusi Tempat penyimpanan

nutrisi

Karbohidrat, lemak, protein, dan senyawa organik

Kromosom Materi genetik sel DNA

Plasmid Matei genetik

ekstrakromomal

DNA

D. ENDOSPORA

Struktur endospora terdiri atas bagian-bagian berikut:

1) Core, yang merupakan sitoplasma dari endospopra yang didalamnya mengandung semua unsur yang dibutuhkan untuk kehidupan bakteri, seperti DNA, ribosom, enzim, RNA dalam jumlah yang sedikit, dan senyawa-senyawa lain.

2) Dinding spora, yaitu lapisan paling dalam endospora yang terdiri atas lapisan peptidoglikan yang akan menjadi dinding sel ketika endospora mengalami sporogenesis menjadi sel vegetatif kembali.

3) Korteks, yaitu lapisan tebal yang melapisi endospora.

4) Coat, yaitu lapisan yang mengandung keratin yang melindungi spora dari pengaruh buruk di lingkungan

5) Eksosporium, yaitu membran lipoprotein yang terdapat pada lapisan paling luar.

Endospora menarik banyak perhatian dalam bidang kesehatan dan industri makanan karena endospora sangat resisten terhadap proses-proses secara normal dapat membunuh sel vegetatif, antara lain pemanasan, pengeringan, pembekuan, penggunaan bahan kimia pengawet, atau radiasi. Spora mati diatas suhu 120⁰C (Radji, 2010).

BAB III

PERTUMBUHAN BAKTERI

A. PERTUMBUHAN BAKTERI

Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad. Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel. Pada jasad bersel tunggal (uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri. Pada jasad bersel banyak (multiseluler), pembelahan sel tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya (Radji, 2010).

B. FAKTOR LINGKUNGAN UNTUK PERTUMBUHAN MIKROBA Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba.

Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia), dan faktor biotik (Radji, 2010).

1. FAKTOR ABIOTIK (fisika dan kimia)

Selain H2O, unsur penting yang dibutuhakan untuk prtumbuhan mikroorganisme adalah unsur kimia, antara lain karbon, nitrogen, sulful, fosfor dan unsur, dan unsur kelumit (misalnya Cu, Zn, dan Fe).

Bakteri juga membutuhkan sejumlah kecil unsur mineral (misalnya K, Mg, Ca, Fe, Cu, Zn, dan Mo) sebagai kofaktor, yang merupakan unsur penting untuk memfungsikan beberapa jenis enzim. Unsur-unsur ini terdapat dalam air dan komponen media lain secara alamiah.

a. Suhu

1) Suhu pertumbuhan mikroba

Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu pertumbuhan dibagi menjadi suhu minimum, suhu optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba

masih dapat hidup. Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba.

Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil.

Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-30⁰C dengan suhu optimum sekitar 15⁰C. Mesofil adalah kelompok mikroba pada umumnya, mempunyai suhu minimum 15⁰C suhu optimum 25-37⁰C dan suhu maksimum 45-55⁰C.

Mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi dikelompokkan dalam mikroba termofil. Mikroba ini mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga titik didihnya tinggi. Selain itu dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak terdenaturasi pada suhu tinggi. Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi.

Kelompok ini mempunyai suhu minimum 40⁰C, optimum pada suhu 55- 60⁰C dan suhu maksimum untuk pertumbuhannya 75⁰C. Untuk mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 ⁰C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 ⁰C, dikelompokkan kedalam mikroba termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30⁰C, dimasukkan kelompok mikroba termofil fakultatif.

Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50 ⁰C (termotoleran).

Contoh bakteri termotoleran adalah Methylococcus capsulatus. Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus, dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur. Bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi (Gallionella) termasuk bakteri psikrofil.

2) Suhu tinggi

Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi. (1) Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat mematikan spesies bakteri dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. (2) Waktu kematian thermal, adalah

waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies bakteri pada suatu suhu yang tetap. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian thermal ialah waktu, suhu, kelembaban, spora, umur bakteri, pH dan komposisi medium.

Contoh waktu kematian thermal (TDT/ thermal death time) untuk beberapa jenis bakteri dapat dilihat dari Tabel 3.1.

Nama mikrobia Waktu

(menit) Suhu (⁰C)

Escherichia coli 20-30 57

Staphylococcus aureus 19 60

Spora Bacilus subtilis 20-25 100

Spora Clostridium botulinum 100-330 100

3) Suhu rendah

Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan

metabolisme. Akibat-akibatnya adalah (1) Cold shock , adalah penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik, (2) Pembekuan (freezing), adalah rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler, (3) Lyofilisasi ,adalah proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat. Proses ini dapat digunakan untuk mengawetkan mikroba karena air protoplasma langsung diuapkan tanpa melalui fase cair (sublimasi).

b. Kandungan air (pengeringan)

Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur dengan parameter aw (water activity) atau kelembaban relatif. Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6.

bakteri umumnya memerlukan aw 0,90-0,999. Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir Saccharomyces rouxii.

Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada aw 0,8.

Bakteri umumnya memerlukan aw atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98,

tetapi bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista.

c. Tekanan osmose

Tekanan osmose sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah.

Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi (1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi, (2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi, (3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30 %.

Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan terhadap ion Natrium.

d. Kadar ion hidrogen (pH)

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 Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya

Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri.

Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu (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, dan (c) mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5.

2. FAKTOR BIOTIK

Di alam jarang sekali ditemukan mikroba yang hidup sebagai biakan murni, tetapi selalu berada dalam asosiasi dengan jasad-jasad lain. Antar jasad dalam satu populasi atau antar populasi jasad yang satu dengan yang lain saling berinteraksi.

a. Interaksi dalam satu populasi mikroba

Interaksi antar jasad dalam satu populasi yang sama ada dua macam, yaitu interaksi positif maupun negatif. Interaksi positif menyebabkan meningkatnya kecepatan pertumbuhan sebagai efek sampingnya.

Meningkatnya kepadatan populasi, secara teoritis meningkatkan kecepatan pertumbuhan. Interaksi positif disebut juga kooperasi. Sebagai contoh adalah pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni atau pertumbuhan pada fase lag (fase adaptasi). Interaksi negatif menyebabkan turunnya kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi.

Misalnya populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas, atau adanya produk metabolik yang meracun. Interaksi negatif disebut juga kompetisi. Sebagai contoh jamur Fusarium dan Verticillium pada tanah sawah, dapat menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracun.

b. Interaksi antar berbagai macam populasi mikroba

Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi. Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain.

1) Mutualisme (Simbiosis)

Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan.

Mutualisme sering disebut juga simbiosis. Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi anggota simbiosis tidak dapat digantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip. Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. Yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi.

Algae (phycobiont) sebagai produser yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawa organik dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan (selubung) dan transport nutrien / mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae.

2) Amensalisme (Antagonisme)

Satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun. Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain. Misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contohnya adalah bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat.

Thiobacillus thiooxidans menghasilkan asam sulfat. Asam-asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain. Bakteri amonifikasi menghasilkan ammonium yang dapat menghambat populasi Nitrobacter.

3) Parasitisme

Parasitisme terjadi antara dua populasi, populasi satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host / inang). Umumnya parasitisme terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik.

Ukuran parasit biasanya lebih kecil dari inangnya. Terjadinya parasitisme memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta

waktu kontak yang relatif lama. Contohnya adalah bakteri Bdellovibrio yang memparasit bakteri E. coli. Jamur Trichoderma sp. memparasit jamur Agaricus sp.

C. MEDIA PERBENIHAN

Media perbenihan adalah media nutrisi yang disiapkan untuk menumbuhkan bakteri didalam skala laboratorium. Beberapa bakteri dapa tumbuh dengan baik pada setiap media perbenihan, sedangka yang lain membutuhkan media khusus.

Media perbeihan harus dapat menyediakan energi yang dbutuhkan untuk pertumbuhan bakteri. Media harus megandung sumber karbon, nitrogen, sulfur, fosfor dan pertumbuhan pertumuhan organik.

Sejumlah bakteri yang diinokulasikan pada sebuah media perbenihan disebut inokulum.bakteri yang tumbuh dan berkembang biak dalam media perbenihan itu disebut biakan bakteri.

Jika ingin menumbuhkan bakteri pada media padat, agar ditambahka kdalam media pertumbuhan. Agar adalah kompleks polisakarida yang diperoleh dari ganggang laut. Beberapa mikroba mampu mengsintesis senyawa agar sehingga membentuk padatan. Agar mencair pada suhu sekitar 100⁰C dan tetap cair sampai suhu 40⁰C. Dilaboratorium, media agar dipanaskan dalam tangas air bersuhu 50⁰C. Pada suhu ini, media agar cair tersebut dapat dituang diatas bakteri dan tidak akan mematikan bakteri. Agar yang telah membeku dapat digunakan untuk menginkubasi bakteri yang dapat tumbuh pada suhu mendekati 100⁰C. Pada suhu ini, agar belum mencair kembali. Sifat ini sangat berguna untuk menumbuhkan bakteri termofilik.

Media agar biasanya dimasukkan kedalam tabung reaksi atau kedalam cawan petri. Agar yang ditempatka didalam tabung reaksi dengan posisi tabung dimiringkan disebut dengan agar miring (slant). Agar miring mempunyai luas permukaan yang lebih luas untuk pertumbuhan dibandingkan agar tegak.

1) Jenis-jenis media pertumbuhan bakteri a. Media sintetik

Media ini digunakan untuk menumbuhkan bakteri kemoheterotrof.

Organisme yang membutuhakan banyak faktor pertumbuhan disebut

fastidious, misalnya Lactobacillus. Bakteri ini kadang kala digunakan untuk menetukan kadar vitamin tertentu dalam sebuah bahan. Pada uji kadar vitamin secara mikrobiologis, media yang digunaka mengandung semua faktor pertumbuhan yang dibutuhkan ole bakteri kecuali vitamin yang di uji. Media, bahan diuji, dan bakteri kemudian disatukan.

Selanjutnya bakteri diamati, pertumbuhan bakteri yang sebanding dengan dengan kadar asamlaktat yang dihasilkan bakteri akan sebanding dengan jumlah vitamin dalam bahan uji. Semakin banyak sel Lactobacillus yang tumbuh, semakin banyak asam laktat yang dihasilkan, semakin tinggi kadar vitamin yang di uji yang terkandung didalam media.

b. Media kompleks

Media perbenihan ini biasanya digunakan secara rutin di laboratorium.

Media ini mengandung nutrisi tinggi, yang terdiri atas ekstrak ragi, ekstrak daging atau tumbuhan, ataupun protein sederhana daru sumber lain protein merupakan sumber energi bagi bakteri, yaitu dengan mengubah protein menjadi asam amino dengan menggunakan enzim atau asm sehingga protein dapat dicerna oleh bakteri. Media kompleks yang berbentuk cairan disebut nutrient broth, sedangkan yang ditmbahkan agar disebut nutrient agar.

c. Media anaerob

Penanaman bakteri anaerob harus menggunakan media spesial yang dikenal dengan reducing media. Media ini mengandung natrium tiogglikolat. Di dalam tabung reaksi berisi media anaerob, ada bagian yang mengandung oksigen dan ada bagian yang tidak mengandung oksigen, yaitu di bagian dasar tabung. Sebelum digunakan, media ini dipanaskan terlebih dahulu perlahan-lahan untuk menghilangkan oksigen yang diserap.

d. Media selektif dan diferensialdalam mikrobiologi kesehatan klinik, media selektif dan diferensial diguanaka untuk mendeteksi ada tidaknya bakteri spesifik yang berhubungan dengan penyakit ata sanitasi yang buruk. Media slektif dirancang untuk menekan pertumbuhan bakteri

yang tidak diiinginkan dan mendukung pertumbuhan bakteri yang diinginkan.sbagai contoh, bismuth sulfite agar digunakan untuk mengisolasi bakteri Salmonella thypi dari tinja. Bismuth sulfit tidak hanya menghambat bakteri Gram-positif, tetapi juga sebagian besar bakteri intestin Dram-negatif.

Media diferensial memudahkan pembedaan koloni bakteri yang diinginkan dari koloni lain yang tumbuh pada lempeng media yang sam.media lain yang bersifat selektif dan difernsial adalah MacConkey agar. Media ini mengandung asam empedu dan kristal violet yang menghambat pertumbuhan bakteri Gram-positif. Karena media ini juga mengandung laktosa dapt dibedakan bakteri Gram-negatif yang menghasilkan asam dari metabolisme laktosa dapat dibedakan dari bakteri sejenis yang tidak meragi laktosa. Kemampuan untuk membedakan bakteri yang meragi laktosa dari bakteri yang tidak meragi laktosa sangat sangat berguna untuk membedakan salmonella patogen dari bakteri yang lain berkerabat.

2) Cara memperoleh biakan murni

Spesimen kliniksperti tanah, sputum. Urine, dan tinja, mengandung berbagai jenis mikroorganisme, demikian pila dengan sampel tanah, air, dan makanan.secara teoretis, koloni bakteri yang tumbuh berasal dari spora tunggal atau sel vegetatif ataupun sekelompok bakteri yang sama dan saling berdekatan.

Metode isolasi yang umum digunakan untuk mendapatkan biakan murni adalah penanama diatas media agar menurut metode lempeng gores (streak plate method). Sengkelit inokulasi digunakan untuk membuat goresan diatas media dengan sedemikian rupa sehingga setelah diinkubasi akan menghasilkan pertumbuhan koloni bakteri yang terpisah-pisah. Koloni yang terpisah tersebut dipindahkan kedalam media baru sehingga diperoleh biakan murni yang hanya terdiri atas satu jenis bakteri.

3) Penyimpanan biakan bakteri

Cara yang umum dilakukan untuk menyimpan dan mengawetkan biakan bakteri untuk jangka panjang adalah liofilisasiatau penyimpnan didalam deep freezer. Deep freezing adalah suatu proses pembekuan cepat, yaitu biakan bakteri

dibekukan pada suhu -50⁰C samapi dengan -90⁰C. Liofilisasi dilakukan dengan membekukan biakan bakteri pada suhu -54⁰C sampai -72⁰C dan air biakan dihilangkan dengan vakum tinggi (sublimasi). Serbuk bakteri yang telah mengalami proses liofilisasi dapat bertahan tahunan. Bakteri tersebut dapat dihidupkan kembali kapan saja dengan melakukan hidrasi menggunakan media cair yang sesuai (Radji, 2010).

D. SIKLUS PERTUMBUHAN BAKTERI 1. Pembelahan bakteri

Pertumbuhan bakteri menunjukan pertambahan jumlah bakteri, bukan pertambahan ukuran sel. Bakteri bereproduksi dengan pembelahan biner. Beberapa spesies bakteri bereproduksi dengan membentuk sel anakan (budding). Sel anakan ini dibentuk dan membesar sampai berukuran sama dengan sel induknya, kemudian memisah. Beberapa bakteri berfilamen bereproduksi dengan membuat rantai konidiospora pada ujung filamen. Beberapa spesies berfilamen membentuk fragma sederhana dan fragmen tersebut menandakan adanya pertumbuhan sel baru.

2. Waktu generasi

Waktu generasi atau watu perbanyakan bakteri adalah waktu yang dibutuhakan waktu oleh satu sel bakteri untuk membelah dari satu sel menjadi dua sel. Reproduksi pembelahan sel tersebut adalah pembelahan biner, yang sejauh ini merupakan mekanisme yang umum terjadi.

Waktu yang dibutuhkan oleh sebuah sel untuk membelah sangat bervariasi di antara organisme dan sangat bergantung pada kondisi lingkungan, antara lain suhu.sebagian besar bakteri mempunyai waku prbanykan 1-3 jam, tetapi ada juga yang membutuhkan waktu lebih dari 24 tiap generasi.jika penggandaan terjadi setiap 20 menit, sebagaimana yang terjadi pada Escherichia coli, setelah 20 generasi, sebuah sel awal akan meningkat menjadi lebih dari 1 juta sel, dalam waktu kurang lebih 7 jam. Dalam 30 generasi atau selama 10 jam, populasi bakteri akan menjadi 1 milliar dan dalam 24 jam akan berkembang menjadi 10²¹.

3. Fase pertumbuhan setelah bakteri diinokulasikan kedalam media pertumbuhan cair, jumlah populasi bakteri dapat dihitunng pada interval tertentu. Dengan demikian, dapat dibuat kurva pertumbuhan sel bakteri pada interval waktu tertentu. Fase pertumbuhan bakteri terdiri atas fase lag, fase log, fase stasioner dan fase kematian (Radji, 2010).

BAB IV

METABOLISME BAKTERI

A. METABOLISME

Metabolisme adalah semua proses kimia yang terjadi didalam sel hidup.

Karena semua reaksi kimia yang terjadi membutuhkan atau melepaskan energi, metabolisme dapt digambarkan sebagai suatu keseimbangan energi yang dibutuhkan oleh makhluk hidup. Metabolisme terdiri atas dua jenis reaksi kimia, yaitu proses kimia yang menghasilkan energi dan proses kimia yang membutuhkan energi.

Dalam sel hidup, proses reaksi kima yang menghasilkan energi disebut dengan katabolisme, sedangkan proses reaksi kimia yang membutuhkan energi disebut dengan anabolisme. Reaksi katabolik umumnya merupakan reaksi hidrolisis yang memecahkan senyawa organik kompleks menjadi senyawa- senyawa yang lebih sederhana, misalnya reaksi pemecahan senyawa gula menjadi menjadi kardioksi dan air. Reaksi ini disbut juga dengan reaksi katabolisme karbohidrat. Sebaliknya, reaksi anabolik atau reaksi biosintesis merupakan proses yang menbangun molekul organik kompleksdari snyawa-senyawa yang lebih sederhana. Contoh reaksi anabolik dalah pembentukan molekul protein dari asam amino, pembentukan nukleotida dari asam nukleat, dan pembentukan polisakarida dari monosakarida. Proses biosintesis ini sangat dibutuhkan dalam pertumbuahan sel (Radji, 2010).

B. METABOLISME KARBOHIDRAT

Pada umumnya, mikroorganisme mengoksidasi karbohidrat sebagai sumber utama energi seluler. Katabolisme karohidrat yang nelibatkan reaksi penguraan molekul karbohidrat untuk menghasilkan energi ATP merupaka proses yang penting dalam metabolisme sel.

Glukosa merupakan jenis karbohidrat yang paling sering dimanfaatkan oleh mikroorganisme sebagai energi. Untuk memproduksi energi dari glukosa, mikroorganisme menggunakan dua jalur proses, yaitu fermetasi dan respirasi .

Kedua proses tersebut biasanya berawal dari satu langkah pertama yang sama , yaitu glikolisis, yang kemudian disusul dengan jalur metabolisme yang berbeda untuk respirasi dan fermentasi.

Respirasi glukosa terjadi dalam tiga tahap, yaitu tahap glikolisis, tahap krebs, dan rabtai transfor elektron. Pada tahap glikolisis, terjadi oksidasi glukosa menjadi asam piruvat yang menghasilkan energi ATP dan NADH. Pda siklus krebs, juga akan duhasilakan energi ATP dan NADH, yang kemudian akan diteruskan kedalam sistem transpor elektron. Sistem transfor elektron dapat memproduksi lebih bayak energi ATP.

Glikolisis merupakan langkah awal roses katabolisme karbohidrat menjadi asam piruvat. Glikolisis juga dikenal dengan jalur metabolisme Embden- Meyerhof. Jalur ini merupakan mekanisme umum untuk mengubah glukosa menjadi asam piruvat.

Setelah glukosa dipecah menjadi asam piruvat, asam piruvat diproses kembali melalui proses fermentasi atau proses respirasi seluler.

1. Fermentasi

Fermentasi dalah suatu proses metabolisme yang dapat menghailkan energi dari karbihidrat atau molkul organik lain tanpa memerlukan oksigen melalui proses transfor elekton dan menggunakan molekul organik sebagai penerima elektron terakhir.

Beberapa ciri proses metabolisme fermentasi adala sebagai berikut.

a) Energi dilepaskan dari karbihidrat atau molekul organik, seperti asam amino, asam organik, purin dan pirimidin.

b) Tidak memerluka oksigen walaupun kadang-kadang dapat terjadi dengan addnya oksigen.

c) Menggunakan molekul organik sebagai akseptor elekton terakhir.

d) Hanya mmproduksi satu atau dua molekul ATP dari setiap molekul sbstrat.

Pada proses fermentasi, asam piruvat dapat dipecah menjadi alkohol, asam laktat, asam butirat, asam propionat, dan asam asetat, bergantung pada jenis bakteri. Beberap jenis mikroorganisme dapat memfermentasikan berbagai substrat. Oleh karena itu, analisis kimia identifikai produk akhir

fermentasi sering digunakan untuk mengidentifikasi spesies mikroorganisme. Produk akhir dan jenis mikrooorganisme yang menghasilkan produk akhir tersebut dapa dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Produk Akhir Fermenetasi Asam Piruvat oleh Beberapa jenis mikroorganisme.

Jenis bakteri Produk akhir

Streptococcus, Lactobacillus,

Bacillus Asam laktat

Saccharomyces Etanol dan CO2

Propionibacterium Asam propionat, asam asetat, CO2,H2

Clostrdium Asam butirat, butanol, aseton, isporpil alkohol, dan CO2

Escherichia, Salmonella Etanol, asam laktat, asam suksinat, asam asetat, CO2dan H2

Enterobacter Etanol, asam laktat, asam format, CO2

dan H2

2. Respirasi seluler

Respurasi seluler atau lebih dikenal dengan istilah respirasi merupakan suatu rangkaian proses untuk memproduksi energi ATP. Asam piruvat yang diperoleh dari perubahan glukosa akan masuk kedalam proses selanjaunya, yaitu proses respirasi seluler.

Proses respirasi diawali denga serangkaian reaksi biokimia yang disebut dengan siklus krebs. Selanjutnya, melauli proses transfor elektron, akan dihasilkan molekul energi ATP dalam jumlah yang lebih besar di banding pada proses fermetasi.

Resoirasi ada dua jenis, bergantung pada sifat mikroorganisme, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob menggunakan oksigen sebagai penerima elektron terakhir, sedangkan respirasi anaerob menggunaka senyawa-senyawa anorganik lain sebagai penerima elektron terakhir (Radji, 2010).

C. METABOLISME LEMAK DAN PROTEIN

Kita telah mempelajari bahwa karbohidrat, khususnya glukosa, merupakan sumber utama pembentukan energi bagi mikroorganisme. Namun demekian, mikroorganisme juga dapat mememtabolisme nutrisi lain, seperti lemak dan protein. Sebagaimana telah kita ketahui, lemak terdiri atas asam lemak dan gliserol.

Mikroorganisme dapat membuat enzim lipase, yaitu enzim ekstraseluler yang dapat mengurai lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Masing-masing komponen ini kemudian akan di metabolisme lebih lanjut dalam sklus krebs.

Bahwa gliserol dipecah mejnadi dihidroksi aseton fosfat, kemudian dikatabolisme melauli glikolisis dan silus krebs. Sementara asam lmak dioksidasi membentuk gugus asetil, yang kemudian bergabung dengn koenzim-A membentuk asetil CoA. Selanjutnya, asetil CoA dikatabolisme melalui pross Krebs.

Protein merupakan senyawa yang juga yang dapat dimanfaatkan sebagi sumber nergi oleh miroorganisme. Enzim protease dan peptidase yang dikeluarkan oleh mikrooorganisme dapat memecah protein menjadi asam amino.

Sebelum dikatabolisme, asam amino harus terlebih dahulu diubah menjadi suatu senyawa yang adapat masuk kedalam siklus krebs. Proses deaminasi merupakan salah satu mekanisme untuk memperoleh senyawa tersebut, yaitu gugus amino dari asam amino dilepaskan dan diubah menjadi ion amonium (NH4+) sehingga asam organik twesbut dapat masuk kedalam siklus krebs. Proses lain untuk mengonversi asam amino adalah reaksi dekarboksilasi dan dehigrogenasi (Radji, 2010).

D. IDENTIFIKASI JENIS BAKTERI BERDASARKAN SIFAT BIOKIMIA

Sifat biokimia sering djadikan dasar untuk mengidentifikasikan jenis bakteri karena setiap spesies bakteri dapat memproduksi jenis enzim yang berbeda.

Keberadaan jenis enzim tertentu dalam suatu bakteri dapt dimanfaatkan untuk mengidentifikasi jenis bakteri tersebut dengan menggunakan uji fermentasi.

Bakteri dimasukan dala larutan media yang mengandung protein, karbohidrat

tertentu (misalnya glukosa, laktosa, sukrosa, manitol, atau inositol), adan indikator pH seta tabung Durham untuk mengetahui terbentuknya gas selama proses fermetasi. Bakteri uang diinokulasi kedalam media tersebut akan menggunakan protein atau karbohidrat sebagai sumber karbon dan energi (Radji, 2010).

BAB V STERILISASI

A. PENGERTIAN STERILISASI

Steril merupakan keadaan dimana alat-alat/bahan yang digunakan sudah terbebas dari bakteri yang mengkontaminasi. Sedangkan sterilisasi adalah proses penghilangan semua jenis organisme hidup, dalam hal ini adalah mikroorganisme (protozoa, fungi, bakteri, mycoplasma, virus) yang terdapat dalam suatu benda.

Proses ini melibatkan aplikasi biocidal agent atau proses fisik dengan tujuan untuk membunuh atau menghilangkan mikroorganisme. Sterilisasi didesain untuk membunuh atau menghilangkan mikroorganisme. Target suatu metode inaktivasi tergantung dari metode dan tipe mikroorganisme yang tergantung dari asam nukleat, protein atau membran mikrooorganisme tersebut. Agen kimia untuk sterilisasi disebut sterilant (Pratiwi, 2008)

Steralisasi adalah suatu cara untuk membebaskan sesuatu (alat, bahan, media, dan lain-lain) dari mikroorganisme yang tidak diharapkan kehadirannya baik yang patogen maupun yang a patogen. Atau bisa juga dikatakan sebagai proses untuk membebaskan suatu benda dari semua mikroorganisme, baik bentuk vegetative maupun bentuk spora (Jawetz, 1986).

Proses sterilisasi dipergunakan pada bidang mikrobiologi untuk mencegah pencernaan organisme luar, pada bidang bedah untuk mempertahankan keadaan aseptis, pada pembuatan makanan dan obat-obatan untuk menjamin keamanan terhadap pencemaran oleh miroorganisme dan di dalam bidang-bidang lain pun sterilisasi ini juga penting (Jawetz, 1986).

Sterilisasi banyak dilakukan di rumah sakit melalui proses fisik maupun kimiawi. Sterilisasi juga dikatakan sebagai tindakan untuk membunuh kuman patogen atau kuman apatogen beserta spora yang terdapat pada alat perawatan atau kedokteran dengan cara merebus, stoom, menggunakan panas tinggi, atau bahkan kimia. Jenis sterilisasi antara lain sterilisasi cepat, sterilisasi panas kering, steralisasi gas (Formalin H2O2), dan radiasi ionnisasi (Jawetz, 1986).

B. PRINSIP STERILISASI

Autoklaf adalah alat untuk mensterilkan berbagai macam alat dan bahan yang menggunakan tekanan 15 psi (1,02 atm) dan suhu 121⁰C. 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 249,8⁰F 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 di ketinggian sama, menggunakan tekanan 15 psi maka air akan mendidih pada suhu 121⁰C. Ingat kejadian ini hanya berlaku untuk sea level, jika di laboratorium 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 dan tekanan 15 psi selama 15 menit (Winarto, 2005).

Untuk mendeteksi bahwa autoklaf bekerja dengan sempurna dapat digunakan mikroba penguji 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 (Achmad, 2004).

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 atau 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 (Volk & Wheler, 1990).

C. MEDIA DAN BAHAN YANG DISTERILKAN

Beberapa media atau bahan yang tidak disterilkan dengan autoklaf adalah : 1. Pelarut organik, seperti fenol

2. Buffer dengan kandungan deterge

Untuk mencegah terjadinya presipitasi, pencoklatan (media menjadi coklat) dan hancurnya substrat dapat dilakukan pencegahan sebagai berikut:

1. Glukosa disterilkan terpisah dengan asam amino (peptone) atau senyawa fosfat.

2. Senyawa fosfat disterilkan terpisah dengan asam amino (peptone) atau senyawa garam mineral lain.

3. Senyawa garam mineral disterilkan terpisah dengan agar

4. Media yang memiliki pH > 7,5 jangan disterilkan dengan autoklaf 5. Jangan mensterilisasi larutan agar dengan pH < 6,0

Erlenmeyer hanya boleh diisi media maksimum ¾ dari total volumenya, sisa ruang dibirkan kosong. Jika mensterilkan media 1 liter yang ditampung pada erlenmeyer 2 liter maka sterilisasi diatur dengan waktu 30 menit (Kaur, 2010).

D. METODE STERILISASI 1. Metode fisika

a. Pemanasan basah

Teknik pemanasan basah terdiri atas : 1) Uap bertekanan

Panas dalam bentuk uap jenuh bertekanan adalah sarana yang paling praktis dan dapat diandalakan untuk steriliasi. Uap bertekanan menghasilkan suhu jauh diatas titik didh dan mempunyai beberapa keunggulan, yaitu pemanasan dapat berlangsung dengan cepat dan mempunyai daya tembus yang diperoleh dari kelembapan yang tinggi. Semua ini akan memprmudahkan koagulasi protei dalam mikroorganisme. Alat sterilisasi yang menggunakan uap dengan tekanan yang dapat diatur adalah autoklaf. Saat penggunaan autoklaf, harus diusahakan agar seluruh udara dalam ruangan autoklaf diganting