Penyiapan Kultur Starter. Bioindustri Minggu 6 Oleh : Sri Kumalaningsih, dkk

(1)

Bioindustri Minggu 6

Oleh : Sri Kumalaningsih, dkk

Penyiapan Kultur

Starter

(2)

Pendahuluan



Beberapa

faktor

yang

mempengaruhi

keberhasilan produksi barang dan jasa dengan

menggunakan

mikroorganisme

diantaranya

adalah

kultur starter

,

kondisi lingkungan

dan media yg digunakan

.



Salah satu penentu keberhasilan kultur adalah

penyiapan kultur starter yang baik



Untuk itu perlu dipelajari tentang penyiapan

kultur dan mikroorganismenya.

(3)

Kultur starter (

Holzapfel, 2002; Tarmine 1990

)

 Bahan yang mengandung sejumlah besar mikroorganisme untuk mempercepat proses fermentasi

 Medium segar berupa nutrien dg jumlah ttt yang telah diinokulasikan dg mikroorganisme pd jumlah ttt pula

 Mikroorganisme yang dimaksud adalah bakteri, kapang, khamir atau kombinasi diantara ketiga jenis mikroorganisme tersebut.

(4)

SUMBER MIKROBIA INDUSTRI

a.

Sumber Alami : dari tanah, air sungai, laut,

tanaman, hewan, limbah, dan kotoran dengan

menggunakan metode isolasi

b.

Koleksi kultur : dari lembaga tempat menyimpan

dan memelihara mikro-organisme.

(5)

Seleksi Mikroba Industri

 Tahap pertama adalah isolasi mikroba, sehingga diperoleh kultur murni (sifat morfologi & fisiologi seragam).

 Tahap kedua adalah seleksi sehingga diperoleh galur dengan kinerja terbaik.

 Tahap ketiga dilakukan identifikasi dengan menggunakan kunci-kunci yang sesuai, sehingga diketahui nama (klasifikasi) mikroba tersebut

 Tahap keempat adalah menyimpan mikroba yg telah diperoleh dgn teknik penyimpanan yg baik, sehingga kemurniannya terpelihara dalam jangka waktu yg panjang.

(6)

Kriteria Mikroba Industri

Merupakan galur murni Sifat genetiknya stabil

Dpt m’hasilkan sel vegetatif, spora atau unit-unit reproduktif lain Mampu tumbuh dengan cepat setelah diinokulasi

Mampu menghasilkan produk yg diinginkan dalam waktu yg pendek & tdk menghasilkan produk sampingan yg toksik

Mampu melindungi diri dari kontaminasi (pH, suhu, inhibitor) Dapat disimpan dalam jangka waktu yang panjang

Galur dpt dikembangkan kualitasnya (mutasi), shg produksinya meningkat

(7)

Hal yg perlu diperhatikan

saat melakukan seleksi

Sensitivitas Tidak mahal

Dpt digunakan utk memprediksi hasilnya nanti Sederhana

(8)

Fungsi seleksi

Harus dihasilkan produk baru yang kompetitif, bermutu tinggi, harga bersaing, tanpa meninggalkan konsep lingkungan

Meningkatkan Konsumsi produk menggunakan mikroorganisme dan enzim untuk pangan dan obat-obatan

Menjawab tantangan peningkatan kapasitas produk

Memenuhi kebutuhan penelitian dasar dan pengembangannya

(9)

PENYIAPAN KULTUR



_{Isolasi kultur : kegiatan pemisahan suatu kultur}

mikroba dari campuran biakan mikroba di alam



_{sel individu terpisah}



Sebelum mengisolasi, harus diketahui mikroba

apa yang akan diisolasi dan habitatnya



menentukan sampel apa yang akan diambil dari

alam dan media apa yang akan digunakan



_{Sampel biasanya segera dipakai atau disimpan}

(10)

Teknik Isolasi Kultur Murni

Penggoresan

(Streak-plate) &

Penyebaran

(Spread-plate)

Penuangan

(Pour-plate)

Kultur yang

Diperkaya

Pengenceran

Berseri

(Serial-dilution)

Isolasi Sel

Tunggal

(11)

TEKNIK ISOLASI

a. Teknik Penggoresan (Streak-plate) dan Penyebaran (Spread-plate)

 Menggunakan agar cawan

 Untuk bakteri paling sesuai

 Teknik ini merupakan prosedur rutin untuk isolasi bakteri & menggunakan peralatan yang sederhana.

 Kelemahan : hanya sejumlah kecil contoh yang dapat digunakan/disebarkan pada media

 Dua sel dapat bergabung manjadi membentuk satu koloni, contoh : bakteri yang menghasilkan lendir & yang tidak  pencegahan dengan menambahkan deterjen

(12)

Penggoresan dilakukan berulang, sehingga Diperoleh kultur murni

1 sel  1 koloni

Pengenceran berseri dg larutan garam fisiologis (0,85 %)

Penggoresan (jarum Ose) atau penyebaran (batang gelas) pada media agar , sehingga koloni tumbuh menyebar

Sampel

Teknik Penggoresan (Streak-plate) dan Penyebaran (Spread-plate)

(13)

Goresan T

Goresan Kuadran

Teknik Penggoresan (Streak-plate) dan Penyebaran (Spread-plate)

(14)

b. Teknik Penuangan (Pour-plate)



Metode Penuangan



Pengamatan dapat

dilakukan secara kualitatif (morfologi) &

kuantitatif (jumlah sel mikroba)



Teknik penggoresan/penyebaran dan penuangan

ini lebih efektif dengan menggunakan media

selektif/ diferensial atau dengan perlakuan khusus

sebelum penanaman pada agar cawan



_{Contoh : Isolasi bakteri pembentuk spora}



(15)

Lanjutan...

 Media Selektif :

a. Media dg NaCl 7,5 % unt mengisolasi

Staphylococcus dari faeces

b. Media BGLBB (Brilliant Green Lactose Bile Broth) :

Salmonellae

 Media Diferensial :

 Media agar EMB (eosin-methylene blue agar)  terbentuk koloni berbeda & mudah dikenali

Misal : E. coli : hijau kehitaman/hijau metalik

Aerobacter aerogenes : tengah ungu tua/coklat, tepi ungu muda

(16)

Teknik Penuangan (Pour-plate)

Sampel +/- 1 g) A B C Suspensi Bakteri 1 loop Agar cair Pengenceran Penuangan Dibiarkan mengeras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diperiksa Koloni terisolasi

Media agar miring Tahap I Tahap II Tahap III

A

B

C

(17)

c. Teknik Kultur yang Diperkaya

 Untuk mengisolasi bakteri yang mempunyai sifat fisiologis yang khusus (jumlah kecil & tumbuh

lambat)

 Prinsip : menggunakan komposisi media dan kondisi inkubasi tertentu, sehingga yang tumbuh hanya

bakteri tertentu

 Cara:

1 2 3 4

(+) (-) Media cair dgn substrat khusus

Contoh : bakteri tanah : α-conidendrin

(18)

d. Teknik Pengenceran Berseri (

Serial dilution

)



Digunakan jika mikroba dlm kultur campuran

terdapat dalam jumlah lebih besar dari pada

mikroba lain.

Contoh :

S. lactis

dalam susu asam



Dengan tingkat pengenceran tinggi, sampel hanya

mengandung 1 galur mikroba

(19)

e. Tenik Isolasi Sel Tunggal



Menggunakan

alat

Mikromanipulator

yang

digabung dengan mikroskop untuk mengambil

suatu sel mikroba tunggal dari preparat tetes



Dengan

Mikromanipulator,

operator

dapat

mengontrol gerakan mikropipet di bawah lensa

obyek, sehingga dapat diambil sel tunggal ke

dalam tabung dan selanjutnya dipindahkan ke

media yang sesuai



_{Lebih cepat, namun kelemahannya : alat mahal &}

(20)

TEKNIK IDENTIFIKASI

1. Morfologis

• Pengamatan ukuran, bentuk dan susunan sel, adanya flagela, kapsul atau spora dengan bantuan mikroskop, baik dengan pewarnaan

maupun tidak.

2. Nutrisional

• Penentuan senyawa kimia dan kondisi fisik khusus (suhu, cahaya, gas) yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroba

3. Kultural

• Penentuan tampilan pertumbuhan pada berbagai macam media,baik cair maupun padat (bentuk koloni, permukaan koloni, tepi koloni, warna dll

4. Susunan Kimiawi

• Penentuan susunan kimiawi berbagai komponen sel (dinding sel, nukleus, membran dll)

(21)

Contoh 1. Karakteristik Morfologis

Aspergillus _{E. coli}

(22)

(23)

Lanjutan...

5. Metabolik

• Identifikasi & pengukuran perubahan kimiawi yang dilakukan mikroba ( kemampuan mikroba untuk mengubah karbohidrat menjadi asam organik; gula menjadi asam dan gas dll)

• Contoh : E. coli dapat memfermentasi laktosa, sedangkan Salmonella typhi

tidak dapat

6. Susunan antigen

• Penelaahan sifat antigen – antibodi yang khas

• Antigen : substansi (sel mikroba) yang menstimulasi produksi antibodi saat diinjeksikan ke hewan

7. Patogenik

• Penentuan potensi suatu mikroba untuk menimbulkan penyakit

8. Genetik

(24)

PEMELIHARAAN DAN PENGAWETAN

 Tujuan :

 menjaga sampai periode tertentu mikroba tetap

dalam kondisi hidup (viable), mencegah terjadinya perubahan genetik & tidak terkontaminasi  harus mampu melestarikan karakteristik spesies mikroba selama diawetkan

 Cara :

1. Pemindahan Secara Periodik

2. Pelapisan kultur dengan minyak mineral

3. Liofilisasi

4. Penyimpanan pada suhu sangat rendah

(25)

PEMELIHARAAN DAN PENGAWETAN

a. Pemindahan Secara Periodik

• Kultur mikroba secara periodik dipindahkan ke media baru/segar • Komposisi media & suhu serta interval waktu pemindahan harus

tepat tetap mempertahankan kultur awal

b. Pelapisan Kultur dgn Minyak Mineral

• Permukaan agar miring dilapisi dengan minyak mineral steril (+/-0,5 inci)

• Keuntungan : dapat memindahkan sebagian mikroba di bawah minyak mineral dg jarum Ose, lalu diinokulasi ke media segar dengan tetap mempertahankan kultur awal

c. Penyimpanan pada Tanah Steril

(26)

d. Liofilisasi

• Pengeringan beku (freeze-drying)

• Merupakan cara paling efektif untuk mengawetkan kultur bakteri (dapat tetap hidup & tidak berubah lebih dari 20 th) • Keuntungan : Tahan lama, Kemungkinan perubahan kecil ,

Wadah penyimpanan kecil

e. Penyimpanan pada Suhu Sangat Rendah

• Menggunakan nitrogen cair (sekitar -1760_C)

• Sel dibekukan dengan diberi pelindung (gliserol atau dimetil sulfoksida)

• Contoh beku disimpan dalam lemari pendingin nitrogen cair

• Cocok untuk kapang

• Kelebihan : hampir sama dgn liofilisasi & kultur yg tidak dapat diawetkan dengan liofilisasi, dapat dengan cara ini

(27)