BAB I
PENDAHULUAN
Pertumbuhan
merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu
organisme, misalnya kita makhluk makro ini dikatakan tumbuh ketika bertambah
tinggi, bertambah besar atau bertambah berat. Pada organisme bersel satu pertumbuhan
lebih diartikan sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni,
ukuran koloni yang semakin besar atau subtansi atau massa mikroba dalam koloni
tersebut semakin banyak, pertumbuhan pada mikroba diartikan sebagai pertambahan
jumlah sel mikroba itu sendiri.
Dalam
pertumbuhannya setiap makhluk hidup membutuhkan nutrisi yang mencukupi serta
kondisi lingkungan yang mendukung demi proses pertumbuhan tersebut, termasuk
juga bakteri. Menurut Darkuni (2001) pertumbuhan bakteri pada umumnya akan
dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh faktor ini akan memberikan
gambaran yang memperlihatkan peningkatan jumlah sel yang berbeda dan pada
akhirnya memberikan gambaran pula terhadap kurva pertumbuhannya.
Sedangkan
menururt Tarigan (1988) kebutuhan mikroorganisme untuk pertumbuhan dapat
dibedakan menjadi dua kategori, yaitu: kebutuhan fisik dan kebutuhan kimiawi
atau kemis. Aspek-aspek fisik dapat mencakup suhu, pH dan tekanan osmotik.
Sedangkan kebutuhan kemis meliputi air, sumber karbon, nitrogen oksigen,
mineral-mineral dan faktor penumbuh.
BAB II
PEMBAHASAN
Definisi Pertumbuhan
Pertumbuhan secara umum dapat
didefinisikan sebagai pertambahan secara teratur semua komponen di dalam sel
hidup. Dengan demikian, pertambahan ukuran yang diakibatkan oleh bertambahnya
air atau karena penumpukan lemak, bukan merupakan pertumbuhan. Pada organisme
multiseluler (banyak sel), yang dimaksud pertumbuhan adalah peningkatan jumlah
sel per organisme, dimana ukuran sel juga menjadi lebih besar. Pada organisme
uniseluler (bersel satu/tunggal) pertumbuhan adalah penambahan jumlah sel, yang
juga berarti pertambahan jumlah organisme yang membentuk populasi atau suatu
biakan.
Pengukuran Pertumbuhan
Ada beberapa cara yang dapat
digunakan untuk mengukur atau menghitung jumlah jasad renik, yaitu :
a. Pertumbuhan
Jumlah Sel
- Hitungan mikroskopik
- Hitungan cawan
- MPN (Most Probable Number)
b.
Perhitungan Massa Sel secara Tidak Langsung
- Cara volumetrik
- Cara gravimetric
- Turbidimetri (kekeruhan)
c.
Perhitungan Massa Sel secara Tidak Langsung
- Analisis komponen sel (protein, AND, ATP, dan sebagainya)
- Analisis produk katabolisme (metabolit primer, metabolit sekunder,
panas)
- Analisis konsumsi nutrien (karbon, nitrogen, oksigen, asam amino,
mineral, dan sebagainya).
Perhitungan massa sel secara
langsung maupun secara tidak langsung jarang digunakan dalam menguji jumlah
mikroba pada bahan, tetapi sering digunakan untuk mengukur pertumbuhan sel
selama proses fermentasi. Dalam perhitungan massa sel secara lanngsung, jumlah
mikroorganisme dapat dihitung jika medium pertumbuhannya tidak menggangu
pengukuran.
Metode volumetrik dan gravimetrik,
pengukuran volume dan berat sel dilakukan terlebih dahulu dengan menyaring
mikroorganisme tersebut. Oleh karena itu, bila substrat tempat tumbuhnya banyak
mengandung padatan, misalnya bahan pangan, sel mikroorganisme tidak dapat
diukur dengan metode volumetrik maupun denga turbidimetri. Perhitungan massa
sel secara tidak langsung sering digunakan dalam mengamati pertumbuhan sel
selama proses fermentasi, dimana komponen substrat atau bahan yang difermentasi
dapat diamati dan diukur.
Lama Pertumbuhan
Selang waktu yang dibutuhkan bagi
sel untuk membelah diri menjadi dua kali lipat dinamakan waktu generasi
(generation time) atau waktu berganda (doubling time). Tidak semua spesies
mikroba mempunyai waktu generasi yang sama. Waktu generasi untuk spesies
bakteri tertentu juga tidak sama pada segala kondisi. Waktu generasi amat
bergantung pada cukup atau tidaknya kondisi fisik.
Waktu generasi bakteri dapat ditentukan
dengan pemeriksaan mikroskopik. Tetapi metode yang lebih praktis dan umum
adalah menginokulasi suatu medium dengan bakteri dengan jumlah yang diketahui,
membiarkan mereka tumbuh pada kondisi optimum, dan menentukan populasi pada
interval waktu tertentu secara berkala. Data yang dibutuhkan untuk menghitung
waktu gwnwrasi adalah jumlah bakteri yang ada pada mula-mula, yakni di dalam
inokulum, jumlah bakteri yang ada pada akhir waktu tetentu, dan interval
waktu.
Kurva Pertumbuhan
Suatu mikroorganisme, misalnya
bakteri yang sudah cukup tua kemudian diambil sedikit bakteri untuk ditanam
pada medium cair yang cocok. Dalam waktu yang sama bila kita ambil 1 kolong
kawat inokulasi kemudian disebarkan pada agar-agar lempengan dalam cawan Petri.
Jumlah koloni yang kemudian tumbuh di cawan dapat kita hitung. Biasanya jumlah
menjadi sangat besar, maka kita ambil logaritmanya saja. Bila logaritma jumlah
bakteri ditulis dalam ordinat, waktu dituliskan dalam absis, maka diperoleh
kurva sebagai berikut :
Kurva Jasad Renik
Fase I (fase adaptasi/fase lag)
Fase ini untuk menyesuaikan diri
dengan substrat dan kondisi lingkungan disekitarnya. Fase ini belum terjadi
pembelahan sel karena beberapa enzim mungin belum disintesis. Jumlah sel pada
fase ini mungkin tetap, tetap, kadang-kadang menurun. Lamanya fase ini
bervariasi, dapat cepat atau lambat tergantung dari kecepatan penyesuaian
dengan lingkungan di sekitar.
Fase II (fase pertumbuhan awal/pembiakan)
Setelah mengalami adaptasi, sel
mulai membelah dengan kecepatan yang masih rendah karena baru selesai tahap
penyesuaian diri.
Fase III ( fase pertumbuhan eksponensial/pembiakan
cepat)
Pada fase ini kecepatan pertumbuhan
sangat cepat dipengaruhi oleh medium tempat tumbuhnya seperti pH dan kandungan
nutrient, suhu dan kelembapan udara. Pada fase ini sel membutuhkan energi
paling sensitive terhadap keadaan lingkungan.
Fase IV (fase pembiakan diperlambat)
Pada fase ini pertumbuhan jasad
renik diperlambat, karena beberapa sebab, misalnya zat nutrisi di dalam medium
sudah sangat berkurang, adanya zat hasil-hasil metabolisme yang mungkin beracun
atau dapat menghambat pertumbuhan jasad renik. Pada fase ini pertumbuhan sel
tidak stabil, tetapi jumlah populasi masih naik. Hal ini karena jumlah sel yang
masih tumbuh lebih banyak daripada jumlah sel yang mati.
Fase V (fase pertumbuhan tetap/statis)
Pada fase ini jumlah populasi sel
yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati. Ukuran sel pada fase ini lebih
kecil karena sel tetap membelah meskipun zat nutrisi sudah habis. Karena kekurangan
sel tersebut mempunyai, maka kemungkinan sel tersebut mempunyai komposisi
berbeda dengan sel yang tumbuh pada fase logaritma. Pada fase ini sel-sel
menjadi lebih tahan terhadap keadaan ekstrem seperti panas, dingin, radiasi,
dan bahan kimia.
Fase VI (fase kematian)
Pada fase ini sebagian populasi
jasad renik mulai mengalami kematian karena nutrient di dalam medium sudah
habis dan energi cadangan di dalam sel sudah habis. Jumlah sel yang mati
semakin lama semakin banyak, dan kecepatan kematian dipengaruhi kondisi
nitrien, lingkungan, dan jasad renik.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba
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 dalam mengendalikan mikroba. Berikut ini faktor-faktor penting yang
mempengaruhi pertumbuhan mikroba :
a. Suplai Nutrisi
Mikroba sama dengan makhluk hidup
lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan
selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen,
oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan
atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan
mikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.
Kondisi tidak bersih dan higinis
pada lingkungan adalah kondisi yang menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan
mikroba sehingga mikroba dapat tumbuh berkembang di lingkungan seperti ini.
Oleh karena itu, prinsip daripada menciptakan lingkungan bersih dan higinis
adalah untuk mengeliminir dan meminimalisir sumber nutrisi bagi mikroba agar
pertumbuhannya terkendali.
b. Suhu atau Temperatur
Suhu merupakan salah satu faktor
penting di dalam mempengaruhi dan pertumbuhan mikroorganisme. Suhu dapat
mempengaruhi mikroba dalam dua cara yang berlawanan :
1) Apabila
suhu naik maka kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat.
Sebaliknya apabila suhu turun, maka kecepatan metabolisme akan menurun dan
pertumbuhan diperlambat.
2) Apabila
suhu naik atau turun secara drastis, tingkat pertumbuhan akan terhenti,
kompenen sel menjadi tidak aktif dan rusak, sehingga sel-sel menjadi mati.
Berdasarkan hal di atas, maka suhu
yang berkaitan dengan pertumbuhan mikroorganisme digolongkan menjadi tiga,
yaitu :
1) Suhu
minimum yaitu suhu yang apabila berada di bawahnya maka pertumbuhan terhenti.
2) Suhu optimum yaitu suhu dimana pertumbuhan
berlangsung paling cepat dan optimum. (disebut juga suhu inkubasi).
3) Suhu maksimum yaitu suhu yang apabila berada
di atasnya maka pertumbuhan tidak terjadi.
Tabel Penggolongan Bakteri Menurut Suhu
Kelompok
|
Suhu Minimum
|
Suhu Optimum
|
Suhu Maksimum
|
Psikrofil
|
- 15o C.
|
10o C.
|
20o C.
|
Psikrotrof
|
- 1o C.
|
25o C.
|
35o C.
|
Mesofil
|
5 – 10o C.
|
30 – 37o C.
|
40o C.
|
Thermofil
|
40o C.
|
45 – 55o C.
|
60 – 80o C.
|
Thermotrof
|
15o C.
|
42 – 46o C.
|
50o C.
|
Berdasarkan ketahanan panas, mikroba dikelompokkan
menjadi tiga macam, yaitu :
- Peka terhadap panas, apabila semua sel rusak apabila dipanaskan pada
suhu 60oC selama 10 - 20 menit.
- Tahan terhadap panas, apabila dibutuhkan suhu 100oC selama 10 menit
untuk mematikan sel.
- Thermodurik, dimana dibutuhkan
suhu lebih dari 60oC selama 10 - 20 menit tapi kurang dari 100oC selama 10
menit untuk mematikan sel.
c. Keasaman atau Kebasaan (pH)
Setiap organisme memiliki kisaran pH
masing-masing dan memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Kebanyakan
mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran pH 8,0 – 8,0 dan nilai pH di luar
kisaran 2,0 - 10,0 biasanya bersifat merusak.
d. Ketersediaan Oksigen
Mikroorganisme memiliki
karakteristik sendiri-sendiri di dalam kebutuhannya akan oksigen.
Mikroorganisme dalam hal ini digolongkan menjadi :
1) Aerobik : hanya dapat tumbuh
apabila ada oksigen bebas.
2) Anaerob : hanya dapat tumbuh
apabila tidak ada oksigen bebas.
3) Anaerob
fakultatif : dapat tumbuh baik dengan
atau tanpa oksigen bebas.
4) Mikroaerofilik : dapat tumbuh apabila ada oksigen
dalam jumlah kecil.
BAB III
PENUTUP
Pertumbuhan secara umum dapat
didefinisikan sebagai pertambahan secara teratur semua komponen di dalam sel
hidup. Pada organisme multiseluler (banyak sel), yang dimaksud pertumbuhan
adalah peningkatan jumlah sel per organisme, dimana ukuran sel juga menjadi
lebih besar. Pada organisme uniseluler (bersel satu/tunggal) pertumbuhan adalah
penambahan jumlah sel, yang juga berarti pertambahan jumlah organisme yang
membentuk populasi atau suatu biakan.
Waktu generasi bakteri dapat
ditentukan dengan pemeriksaan mikroskopik. Pertumbuhan mikroorganisme dimulai
dari beberapa fase yaitu fase I (fase adaptasi/lag) dimana pada fase ini
mikroorganisme masih menyesuaikan diri dengan substrat dan kondisi lingkungan
disekitarnya., fase II (fase pertumbuhan awal) sel mulai membelah dengan
kecepatan yang masih rendah karena baru selesai tahap penyesuaian diri, fase III
(pertumbuhan eksponensial) kecepatan pertumbuhan sangat cepat dipengaruhi oleh
medium tempat tumbuhnya seperti pH dan kandungan nutrient, suhu dan kelembapan
udara, fase IV (fase pembiakan diperlambat) pertumbuhan jasad renik
diperlambat, karena beberapa sebab, misalnya zat nutrisi di dalam medium sudah
sangat berkurang, adanya zat hasil-hasil metabolisme yang mungkin beracun atau
dapat menghambat pertumbuhan jasad renik, fase V (fase pertumbuhan
tetap/statis) jumlah populasi sel yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati
serta sel-sel menjadi lebih tahan terhadap keadaan ekstrem seperti panas,
dingin, radiasi, dan bahan kimia, fase VI (fase kematian) sebagian populasi
jasad renik mulai mengalami kematian karena nutrient di dalam medium sudah
habis dan energi cadangan di dalam sel sudah habis. Faktor-faktor pertumbuhan
mikroorganisme dipengaruhi oleh suplai nutrisi, suhu/temperatur,
keasaman/kebasaan (pH), ketersediaan oksigen.
DAFTAR PUSTAKA
http://adf.ly/1IUrKS
http://adf.ly/1IUrPl
http://adf.ly/1IUrVh
Tidak ada komentar:
Posting Komentar