Pertumbuhan mikroba

Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu mikroba Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel 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 pembentukan jaringan. Pertumbuhan mikrobia harus dibedakan antara pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel atau pertumbuhan populasi.

Reproduksi mikrobia eukariot Terjadi dalam 2 bentuk : secara seksual dan aseksual Reproduksi aseksual : menghasilkan sel baru yang identik dengan asalnya Tidak ada kemungkinan variasi genetik Individu yang baru dihasilkan dari parent organisms Reproduksi aseksual mikroba eukariotik lebih kompleks daripada prokariotik karena melalui mitosis

Tahapan mitosis : prophase, metaphase, anaphase, dan telophase Pada reproduksi seksual : individu baru dibentuk melalui fusi 2 sel yang berbeda jenis kelaminnya (gametes) Fusi gamet disebut fertilisasi dan hasilnya zigot

Reproduksi mikroba prokariot umumnya bakteri memperbanyak diri : proses reproduksi seksual Sel-sel baru berasal dari hanya satu sel (parent cell) Sebagian besar prokaryotik uniseluler memperbanyak diri melalui “Transverse binary fission” Sebagian lagi reproduksi melalui proses budding,fragmentasi dan pembentukan eksospora

Proses Budding : Proses Fragmentasi : Pembentukan eksospora :

Pertumbuhan Populasi Pertumbuhan dapat diamati dari meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel). Pada umumnya bakteri dapat memperbanyak diri dengan pembelahan biner,yaitu dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru Pertumbuhan bakteri dapat diukur dari bertambahnya jumlah sel. Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi.

Waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula disebut doubling time atau waktu penggandaan. Waktu penggandaan tidak sama antara berbagai mikrobia tergantung kecepatan pertumbuhannya : beberapa menit beberapa jam beberapa hari Kecepatan pertumbuhan merupakan perubahan jumlah atau massa sel per unit waktu.

Penghitungan Waktu Generasi Dari hasil pembelahan sel secara biner: 1 sel menjadi 2 sel 2 sel menjadi 4 sel  21 menjadi 22 atau 2x2 4 sel menjadi 8 sel  22 menjadi 23 atau 2x2x2 Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi: N = N0 2n Dimana : N: jumlah sel akhir N0: jumlah sel awal n : jumlah generasi Waktu generasi = t / n t: waktu pertumbuhan eksponensial Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi: log N = log N0 + n log 2 log N – log N0 = n log 2 n = log N – log N0 = log N – log N0 log 2 0,301

Kurva pertumbuhan Pertumbuhan mikrobia pada sistem tertutup terdiri dari beberapa fase : Fase log : waktu adaptasi untuk kegiatan metabolisme Fase eksponensial: sel-sel akan tumbuh dan membelah diri secara eksponensial Fase stasioner :kecepatan pertumbuhan menurun dan akhirnya berhenti Fase kematian :sel-sel akan mati, jika tidak dipindahkan dalam media baru.

Log jumlah sel yang hidup Gambar : fase-fase pertumbuhan mikroorganisme Log jumlah sel yang hidup tetap logaritmis menurun lambat Waktu

Pengukuran pertumbuhan Penghitungan total sel (total cell count) Penghitungan sel hidup (viable cell count) Penghitungan massa sel

Penghitungan total sel Perhitungan langsung dengan menggunakan mikroskop dan haemacitometer Sel yang terhitung : sel yang hidup dan mati Dinyatakan dalam jumlah sel per satuan volume Perhitungannya cepat Kelemahannya : Tidak dapat membedakan antara sel yang hidup dan mati Sel yang berukuran kecil sukar terlihat Ketepatan hasi sukar didapat

Penghitungan sel hidup Yang dihitung : jumlah sel yang dapat membentuk koloni dalam medium yang cocok Diasumsikan satu koloni berasal dari satu sel, setiap sel yang hidup dapat membentuk koloni Perhitungan dilakukan dengan metode : Spread plate Pour plate Sel hidup dihitung sebagai CFU (Colony forming unit) per volume Cara ini mempunyai sensitif yang tinggi

Penghitungan massa sel Jumlah sel tidak dipentingkan, tetapi massa selnya Cara menghitung sel : Mengukur berat kering selnya Mengukur tingkat kekeruhannya menggunakan spektrofotometer Cara ini cepat dan mudah

Bentuk pertumbuhan mikroba pada media padat

Faktor lingkungan yang berpengaruh Faktor lingkunga utama yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba : Suhu pH Oksigen Aktivitas air (Aw) Masing-masing mikroba mempunyai kondisi lingkungan optimum untuk pertumbuhannya

Pentingnya mengetahui kondisi lingkungan optimum pertumbuhan mikroba : Dapat membentuk dalam mengetahui distribusi mikroba di alam Dapat mengontrol aktivitas mikroba perusak Memberikan kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan mikroba yang diinginkan

Suhu psikrofilik mesofilik termofilik Suhu optimum : 15-20oC Makanan dingin Contonya : Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes Suhu optimum 25-40oC Contohnya : E.coli dapat hidup pada suhu 15-45oC, suhu optimumnya 35-40oC Suhu optimum : 50-60oC Kisaran suhu : 40-80oC Contohnya : Bacillus stearothermophilus, Thermus aquatic

pH pH optimum pertumbuhan mikrobia berada pada tengah-tengah kisaran pertumbuhannya Bakteri pH minimum 4 dan maksimum 9, sehingga pH optimum antara 6-8 Beberapa Bacillus tumbuh pada pH 11 kapang dan yeast mempunyai kisaran pH pertumbuhan lebih luas dari bakteri, pH optimumnya lebih rendah dari bakteri

Oksigen Berdasarkan respon terhadap oksigen mikroba dikelompokkan menjadi : Aerobik Fakultatif An aerobik mikroaerofilik

Aktivitas air (Aw) Air dalam bahan makanan : Air terikat dengan bahan padat : gula, garam dsb Air bebas yang dinyatakan dengan Aw Air bebas dapat digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya : Penting dalam transport nutrient Reaksi enzimatis Sintesis senyawa seluler Berperan dalam reaksi-reaksi biokimia

Aw minimum untuk pertumbuhan mikroba : Bakteri pembusuk : 0,91 Yeast pembusuk : 0,88 Bakteri halofilik : 0,75 Yeast osmofilik : 0,60-0,70 Jamur xerofilik : 0,65