TUGAS KURVA MIKROBIOLOGI DASAR Cecilia Riska Nauli – 240210220014 – Kelas A
Kondisi pertumbuhan mikroorganisme 1 (Bakteri)
Dapat dilihat dari kurva tersebut, diketahui bahwa mikroba melewati fase lag dengan cepat. Hal tersebut terjadi karena kemampuan adaptasi mikroba yang cepat terhadap medium pertumbuhan. Jumlah awal sel yang tinggi juga dapat mempercepat mikroorganisme untuk melewati fase lag. Pada kurva juga terlihat bahwa pada fase lag/fase adaptasi, mikroba bertumbuh dengan sangat cepat dan secara konstan karena pengaruh dari pH, medium dan lingkungan tempat pertumbuhannya (suhu, kelembapan) kandungan nutrient. Faktor yang mempengaruhi fase adaptasi cukup lama adalah medium dan lingkungan pertumbuhannya dan juga jumlah inokulum. Kemudian terdapat fase stasioner. Fase stasioner terjadi pada saat laju pertumbuhan bakteri sama degan laju kematiannya. Sehingga jumlah keseluruhan bakteri akan tetap. Mikroorganisme melewati fase stasioner dalam waktu yang singkat pada puncak kurva.
Pada fase ini, pertumbuhan sel mikroorganisme mulai konstan dan pembelahan sel mikroorganisme mulai menurun. Hal ini terjadi karena sel-sel mikroba yang menghasilkan metabolit sekunder yang dapat merusak medium dan menyebabkan sel yang lain mati. Dapat dilihat dari kurva yang menurun secara drastis yang menandakan bahwa mikroba akan melewati fase kematian dengan cepat. Pada fase ini, sebagian populasi mikrooba mulai mengalami kematian. Mikroorganisme dapat mengalami fase kematian karena kandungan nutrient di dalam medium sudah habis, sehingga mikroorganisme tidak dapat mempertahankan jumlahnya dan tidak dapat bereproduksi. Faktor lain seperti pH, suhu, AW, dan lain sebagainya
juga sangat baik dan sesuai dengan jenis mikroorganismenya, sehingga mikroorganisme tidak perlu beradaptasi dengan lingkungan barunya. Selain itu, pertumbuhan mikroorganisme juga dipengaruhi oleh kandungan nutrisi guna untuk membantu mikroorganisme agar dapat bereplikasi dengan cepat. Maka dapat disimpulkan bahwa mikroorganisme pada kurva nomor 1 termasuk kedalam kelompok bakteri.
Kondisi pertumbuhan mikroorganisme 2 (Kapang)
Terjadi fase lag/adaptasi yang memiliki perbedaan durasi dari bakteri karena pada kapang terjadi dalam waktu relative lama akibat adanya pemindahan medium dan mikroba yang memakan waktu untuk menghasilkan enzim. Kemudian terjadi fase logaritme, dimana pertumbuhan juga berlangsung lambat karena jumlah sel inokolum awal yang sedikit. Lalu fase pertumbuhan statis, dimana berkurangnya pertumbuhan akibat dari nutrisi yang sudah tidak mencukup. Fase terakhir adalah fase kematian, yang menghasilkan lebih banyak sel yang mati daripada yang hidup. Fase ini disebabkan oleh nutrisi yang sudah habis, pH, kadar AW, ketersediaan oksigen yang menipis, dan suhu.
Kondisi pertumbuhan mikroorganisme 3 (Khamir)
Pada khamir, tidak terjadi fase adaptasi karena pada kurva sudah menunjukkan bahwa sudah terdapat mikroorganisme pada awalnya. Fase logaritme (log phase), tidak terdapat proses pertumbuhan atau pertambahan jumlah bakteri dimana jumlah sel yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati dikarenakan kondisi yang bersifat toksik. Kurva mulai menurun (fase stasioner) yang menandakan khamir mulai banyak yang mati. Jumlah bakteri yang hidup dan mati sama dan lama-kelamaan jumlah yg mati akan semakin banyak, lalu masuk ke tahap death phase. Hal ini bisa disebabkan lingkungan yg toksik atau nutrisi yang sudah habis.
Kondisi pertumbuhan mikroorganisme 4 (Protozoa)
Kurvaa protozoa diawali dengan fase log/adaptasi kemudian kurva mengalami kenaikan yang menandakan adanya pertumbuhan (fase log) protozoa. Kurva mengalami kenaikan yang signifikan yang menandakan terjadi pertumbuhan dalam waktu yang singkat.
Setelah pertumbuhan, nutrisi dalam media akan semakin berkurang sehingga kurva mulai menurun (fase stasioner) yang menandakan adanya kematian beberapa mikroorganisme. Yang terakhir adalah fase kematian. Fase kematian pada kurva ini juga berlangsung secara cepat.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi terjadinya pola tersebut, diantaranya adalah faktor internal dan faktor eksternal.
Faktor internal a. Water Activity
Aktivitas air (aw) menunjukkan jumlah air bebas di dalam substrat yang digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya, kandungan air dalam bahan makanan dapat mempengaruhi daya tahan bahan makanan terhadap serangan mikroba. Mikroba mempunyai kebutuhan aw minimal yang berbeda-beda untuk pertumbuhannya. Di bawah aw minimal tersebut mikroba tidak dapat tumbuh atau berkembang biak. Oleh karena itu salah satu cara untuk mengawetkan pangan adalah dengan menurunkan aw bahan tersebut. Beberapa cara pengawetan pangan yang menggunakan prinsip penurunan aw bahan misalnya pengeringan dan penambahan bahan pengikat air seperti gula, garam, pati serta gliserol.
b. Derajat keasaman atau pH
Kondisi fisik perlu dipertimbangkan dalam penyediaan kondisi optimum untuk pertumbuhan mikroba. Secara umum mikroba membutuhkan pH optimum terletak antara 6,5 dan 7,5. Namun, beberapa mikroorganisme hanya dapat tumbuh pada pH tertentu. Tingkat keasaman suatu medium akan berubah-ubah seiring waktu perkembangan dan pertumbuhan. Maka dari itu, perlu adanya larutan penyangga atau buffer diantaranya :
- pH<7 atau keadaan asam (acidophiles)
- mikroba yang tumbuh pada lingkungan dengan pH 6,5-7,5 atau keadaan netral - pH>7 atau keadaan basa (alkaliphiles)
c. Struktur biologis
Setiap mikroorganisme mempunyaii struktur yang berbeda sehingga setiap mikroorganisme bisa berbeda. Dinding sel tanaman, kulit telur, cangkang akan mempengaruhi pertumbuhan. Sama halnya dengan dinding sel bakteri gram positif yang memiliki peptidoglikan lebih tebal dibanding gram negatif.
d. Keberadaan antimikroba
Pada antimikroba alami didapatkan dari ekstaksi tanaman dan hewan (enzim, protein, polisakarida, dan mikroorganisme itu sendiri.)
- Microbiostastik : menghambat reproduksi
- Antiseptik : menghambat, digunakan pada jaringan hidup.
- Microbiodical : membunuh
- Disinfectant : menghambat, digunakan pada permukaan benda mati.
- Chemoterapeutic : mengambat atau membunuh, digunakan pada jaringan hidup
e. Keberadaan dan mikroorganisme lain
mikroorganisme melakukan berbagai aktivitas yang saling berinteraksi dengan faktor biotik maupun faktor abiotik, sumber mikroorganisme berasal dari berbagai tempat, seperti udara, tanah, sampah, lumpur, tanaman, bangkai, kotoran hewan dan manusia, bahan organik, dan lainnya.
f. Kandungan nutrisi
nutrisi berupa karbon, oksigen, nitrogen, hidrogen, fosfor, sulfur, kalium, natrium, kalsium, magnesium, dan besi. Ada bakteri autotrof (menghasilkan makanan sendiri) dan heterotrof (mendapatkan sumber karbon dari lingkungannya, ada yang dibantu cahaya dan melibatkan reaksi kimia)
g. Potensial redoks
Untuk memperoleh pertumbuhan yang optimal, sejumlah mikroorganisme membutuhkan kondisi oksidasi dan sejumlah mikroorganisme lainnya (golongan aerobik) membutuhkan kondisi reduksi. Potensi redoks juga dapat diartikan sebagai nilai kemudahan subsrta dalam mengeluarkan atau mendapatkan elektron, pada saat kehilangan electron (oksidasi) dan mendapatkan elektron (reduksi)
Faktor Eksternal
a. Konsentrasi gas dan kebutuhan oksigen
Penyimpanan mikroorganisme pada udara yang mengandung CO2 10% disebut atmosfer terkendali. Akan tetapi, mekanisme pengawetan dengan metode atmosfer terkendali belum diketahui dengan pasti. Penggunaan gas ozon (O3) juga dapat
menghambat pertumbuhan bakteri juga khamir perusak, penggunaannya dilakukan pada konsentrasi 0,15 - 5 ppm.
b. Suhu
Bakteri bisa tumbuh dalam rentang suhu 0°- 80°C. Tiap spesies mikroorganisme memiliki kisaran suhu pertumbuhan yang berbeda.
- Psikrofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 0 C sampai 20 C. Suhu optimumnya sekitar 15 C. Karakteristik istimewa dari semua bakteri psikrofil adalah akan tumbuh pada suhu 0 – 5 C.
- Mesofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 20 derajat sampai 45 derajat. karakteristik istimewa dari semua bakteri mesofil adalah kemampuannya untuk tumbuh pada suhu tubuh (37derajat) dan tidak dapat tumbuh pada suhu di atas 45 derajat.
- Termofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 35 derajat atau lebih.
c. Kelembaban
mikroorganisme hanya dapat tumbuh di lingkungan yang lembab. Umumnya pertumbuhan mikroorganisme memerlukan kelembapan sekitar 85%.
Pada kurva pertumbuhan bakteri, terlihat pertumbuhannya cepat. Salah satu faktornya adalah pH rendah, berarti memungkinkan media yang digunakan ber-pH rendah dimana bakteri tersebut sesuai dengan pH dan lingkungannya dan suhunya optimal serta water activity lebih dari 0,9. Pada kurva pertumbuhan kapang, media yang digunakan bisa dikatakan sesuai dengan kebutuhan basktei kapang, tidak terlalu optimal karena kenaikan yang tidak begitu signifikan serta masa adaptasi lama, faktor yang ada di media kemungkinan adalah suhu tidak optimal dan water activity sesuai atau kurang dari 0.8. Pada kurva pertumbuhan khamir, media yang digunakan cukup sesuai dengan kebutuhan khamir namun tidak terlalu optimal karena pertumbuhan tidak pesat atau tidak begitu banyak, faktornya bisa karena water activity-nya pas atau kurang dari 0.88, suhu melebihi atau kurang dari kebutuhan. Pada kurva pertumbuhan protozoa, Media yanag digunakan sesuai dengan kebutuan dari protozoa karena terlihat populasinya paling banyak yang menandakan banyak faktor seperti water activity, suhu, dan sebagainya sehingga menyebabkan pertumbuhan yang baik.
Kurva No.1 (Bakteri) : contoh dalam bidang pangan yaitu Lactobacillus bulgaricus yang berperan dalam fermentasi susu menjadi yoghurt. Kurva ini pertumbuhannya relative cepat seperti pada pola kurva biasanya.
Kurva No.2 (Kapang) : contoh dalam bidang pangan yaitu Neorospora sithophila yang berperan dalam pembuatan oncom. kurva pertumbuhan kapang dilihat dari fase adaptasinya yang relatif lama dan biasanya tumbuh pada pangan yang mempunyai karbohidrat dan lemak tinggi.
Kurva No.3 (Khamir) : contoh dalam bidang pangan yaitu Saccharomyces cerevisiae yang berperan dalam proses pembuatan tape, roti dan anggur. Kurva pertumbuhan khamir yang biasanya tumbuh pada bahan pangan yang bergula tinggi.
Kurva No. 4 (Protozoa) : contoh dalam bidang pangan yaitu Caulerta sp. yang termasuk salah satu spesies alga hijau yang dapat dikonsumsi. Protozoa mengalami fase adaptasi yang sangat cepat, namun lambat saat melakukan pembelahan sel.
