Pertumbuhan dan pengendalian mikroorganisme MATERI 7: STERILISASI Oleh: Dr. Mia Miranti MS. Laboratorium Mikrobiologi, Jurusan Biologi F-MIPA Universitas Padjadjaran

pertumbuhan Diartikan sebagai penambahan jumlah sel Penambahan jumlah sel pada bakteri dilakukan secara biner (membelah diri) yaitu dari 1 sel membelah menjadi 2 sel yang identik dengan sel induk

Pembelahan biner

Pertumbuhan populasi Didefinisikan sebagai pertumbuhan sel-sel mikroba dalam populasi yang dapat dihitung berdasarkan peningkatan massa sel. GROWTH RATE, adalah perubahan jumlah/massa sel persatuan waktu.

generation Adalah interval saat formasi 2 sel dari 1 sel Waktu saat kejadian tersebut berlangsung disebut GENERATION TIME atau sering disebut juga DOUBLING TIME.

Kurva pertumbuhan mikroba

Perhitungan pertumbuhan sel mikroba Total cell count, melihat sel secara langsung dengan bantuan mikroskop dan haemositometer, baik sel hidup atau sel mati terhitung semua. Viable count, menghitung hanya sel yang hidup, plate count atau colony count, dengan 2 metode yaitu pour plate dan spread plate

Pour plate methode

Spread plate method

3. Cell mass Sel mikroba disentrifugasi dan endapannya diukur : Berat kering Turbidity, kekeruhan (spectrofotometer) Dengan satuan unit nya adalah ABSORBANSI

Faktor lingkungan penghambat pertumbuhan sel Suhu Psycrophyl Mesophyl Thermophyl Hyperthermophyl 2. pH= Keasaman atau kebasaan Acidophiles, fungi, thiobacillus Alkaliphilic, prokaryot, spesies bacillus, juga halophilic 3. Air 4. Oksigen Anaerob, terdiri dari A1. Aerotoleran anaerob A2. Obligat anaerob b. aerob, terdiri dari B1. obligat aerob B2. fakultatif aerob B3. microaerophilic

5. sterilisasi Dilakukan untuk membunuh semua mikroba yang ada. Sterilisasi panas Spora dan sterilisasi panas Autoklaf Pasteurisasi filter

Sterilisasi Pada prinsipnya adalah meniadakan semua mikroorganisme yang ada di suatu media, alat, dan ruang. Semua mikroorganisme baik yang patogen ataupun non patogen ditiadakan

Macam sterilisasi 1. Sterilisasi panas, membunuh mikroba menggunakan suhu tinggi dengan suhu di atas 100oC. Sterilisasi panas memerlukan waktu semakin sebentar seiring dengan semakin tinggi suhu. Cara ini hanya dapat dilakukan pada peralatan yang tahan terhadap suhu tinggi, kadang2 pada bakteri berspora yang tahan suhu tinggi, sistem ini tidak berlaku.

2. autoklaf, adalah cara sterilisasi panas yang digabungkan dalam keadaan lembab dan tekanan yang tinggi. Cara ini dapat membunuh semua mikroorganisme karena suhu sekitar 121oC, dan tekanan 1 atm. Sistem kerja sterilisasi autoklaf adalah panas lembab, sehingga waktu yang dibutuhkan hanya 10-15 menit. Sterilisasi ini dapat digunakan utk semua media dan alat.

3. pasteurisasi, adalah suatu metode sterilisasi untuk media atau bahan yang tidak tahan terhadap panas tinggi. Pada dasarnya cara pasteurisasi tidak membunuh semua mikroorganisme dalam satu waktu, tetapi lebih ditujukan untuk membunuh dulu mikroba patogen seperti M. tuberculosis. Cara kerja metode ini memanaskan bahan antara 63-66oC selama 30 menit. Setelah proses tersebut bahan disimpan dan esoknya diulang dengan cara yang sama.

4. Ultra High Temperature (UHT), adalah suatu cara sterilisasi dengan menggunakan suhu yang sangat tinggi di atas 100oC, dalam waktu yang sangat singkat kurang dari 1 menit. Cara ini biasa digunakan untuk bahan atau media yang sangat tidak tahan pemanasan dengan suhu tinggi, karena mengandung kandungan gula yang tinggi seperti misal sari buah.

5. Sterilisasi filter, adalah sterilisasi yang dilakukan dengan menyaring suatu bahan melewati pori-pori saringan yang sangat kecil atau sering disebut dengan membran filter, sehingga mikroorganisme tertahan di permukaan saringan. Cara ini dilakukan terutama untuk bahan yang tidak boleh dipanaskan seperti misal vaksin, darah, dan lain-lain.

pengendalian pertumbuhan mikroorganisme dengan penggunaan bahan kimia Bahan kimia yang dapat membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme disebut ANTIMIKROBIAL AGEN. Antimikrobial agen dapat berasal dari bahan sintetik ataupun bahan alami.

cidal agent/ sidal agen Adalah bahan yang membunuh mikroorganisme. Berdasarkan hal ini, kita mengenal bakterisidal, fungisidal dan algisidal. Setiap sidal agen hanya ditujukan pada mikroorganisme tertentu, jarang ada agen sidal yang efektif membunuh semua mikroorganisme.

Static agent/ statik agen Adalah substansi yang tidak membunuh mikroorganisme tapi hanya menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Berdasarkan hal ini kita mengenal bakteriostatic, fungistatic dan algistatic. Pemberian statik agen dapat tidak berfungsi bila media menjadi medium yang disukai oleh mikroorganisme.

Perbedaan antara sidal dan static Seringkali dapat terjadi bila konsentrasi yang harusnya sidal dikurangi sehingga mikroorganisme mengalami statik atau agen yang seharusnya statik mengalami konsentrasi yang tinggi sehingga mikroorganisme mengalami sidal.

Selective toxicity Adalah agen antimikrobial yang hanya lebih toksik bagi mikroorganisme, tetapi kurang berbahaya bagi sel hewan atau tumbuhan lain. Contoh pada obat-obatan chemotherapetic yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme tanpa merusak inangnya.

Efek antimikrobial agen terhadap pertumbuhan Tiga garis besar efek tersebut biasa diterapkan pada fase eksponensial pada kurva pertumbuhan mikroorganisme adalah : Bakteriostatik Bakterisidal bakteriolitik

1. bakteriostatik Efeknya dapat dilihat dengan tidak ada pertumbuhan bakteri tetapi bakteri yang diberi agen ini tidak mati. Fungsi bakteriostatik menghambat sintesa protein dan berikatan dengan ribosom. Fungsi tersebut akan hilang bila konsentrasi agen tersebut semakin rendah.

2. bakterisidal Agen ini akan membunuh bakteri tetapi tanpa terjadi kerusakan pada sel atau tidak menyebabkan sel menjadi lisis. Fungsinya menghambat binding sel bakteri tetapi tidak akan kehilangan fungsi oleh pengenceran.

3. bakteriolisis Adalah suatu agen yang menyebabkan sel bakteri lisis atau pecah. Dapat diamati dengan menurunnya jumlah sel atau turbiditas sel setelah agen ini ditambahkan. Contoh antibiotik yang menghambat sintesis dinding sel atau merusak membran sitoplasma bakteri seperti misal penisilin

MIC (minimum inhibitory concentration) Salah satu cara untuk mengetahui kemampuan antimikrobial agen dalam menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Metode ini mencari konsentrasi mikrobial agen terkecil yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba.

Teknik mic Tube dillution technique Agar diffusion method Kedua teknik ini akan menghasilkan zona hambat yang ditandai dengan cairan bening atau lingkaran bening pada permukaan agar

disinfektan dan antiseptik Keduanya adalah antimikrobial agen yang digunakan pada situasi yang berbeda. Desinfektan adalah antimikrobial agen/bahan kimia yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme pada benda tidak hidup. Antiseptik adalah antimikrobial agen/bahan kimia yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme pada jaringan hidup dan bersifat nontoksik pada jaringan tersebut

germisida Adalah antimikrobial agen yang digunakan pada spektrum luas, dimana mikroorganisme tidak boleh ada pada bahan, ruang dan alat tersebut. Caranya dengan sterilisasi panas, sterilisasi dingin dengan penyemprotan bahan kimia, dls.

Chemotherapetic agent Adalah penggunaan bahan kimia yang diharapkan dapat membunuh mikroorganisme sasaran tetapi tidak toksik terhadap jaringan hidup. Kemoterapetik agen merupakan bahan kimia yang merupakan cara pengobatan yang banyak dipakai saat ini.

antibiotik Adalah bahan kimia yang dihasilkan oleh berbagai mikroorganisme yang dapat menghambat atau membunuh pertumbuhan mikroorganisme lain. Sensitivitas mikroorganisme terhadap antibiotik sangat bervariasi, bakteri gram positif lebih sensitif terhadap antibiotik daripada bakteri gram negatif.

Spektrum antibiotik Broad spectrum antibiotik adalah antibiotik yang dapat membunuh bakteri gram negatif dan gram positif. Narrow spectrum antibiotik adalah antibiotik yang hanya dapat membunuh bakteri gram negatif atau gram positif saja. Beberapa jenis antibiotik dapat memiliki spektrum ekstrim terbatas hanya pada satu atau beberapa strain bakteri saja.

Pengelompokkan antibiotik dan antimikrobial agen lainnya Dilakukan berdasarkan struktur kimia atau ‘mode of action’. Pada bakteri, target utama antibiotik adalah dinding sel, membran sitoplasma, proses biosintetik protein dan sintesis asam nukleat. Contoh pada obat golongan sulfa

Resistensi antibiotik Adalah suatu kejadian dimana suatu antibiotik tidak dapat lagi membunuh mikroorganisme. Hal ini dapat terjadi karena : - Organisme mempunyai struktur yang menghambat masuknya antibiotik, contoh pada mycoplasma yang dinding selnya resisten terhadap penisilin.

Organisme impermeabel terhadap antibiotik. Organisme yang dikenai antibiotik ada dalam bentuk inaktif, cotoh endospora Organisme memodifikasi target antibiotik Dengan perubahan genetik, organisme menghambat antibiotik pada keturunannya Organisme mampu memompa keluar antibiotik yang sudah terlanjur masuk ke dalam sel.

Sifat resisten terhadap antibiotik dapat dikode secara genetik oleh mikroorganisme pada level kromosom atau plasmid. Tipe spesifik resisten antibiotik secara genetik dapat terletak pada satu basa dalam satu lokasi atau beberapa lokasi lainnya.

Contoh mekanisme bakteri yang resisten terhadap antibiotik Permeabilitas menurun, penisilin, kromosom, p. aeruginosa Inaktivasi antibiotik. Tetrasiklin, plasmid dan kromosom, neisseria gonorrhoeae, S. aureus Alterasi pada target, eritromisin, plasmid dan kromosom, enterik bakteri dan S. aureus Pengembangan jalur resisten biokimia, streptomisin, kromosom, S. aureus dan enterik bakteri.

Fungsi pengendalian pertumbuhan mikroorganisme 1. Mencegah kerusakan pangan, yaitu pembusukan makanan akibat kontaminasi mikroorganisme, yang didefisisikan sebagai perubahan penampakan, rasa dan bau makanan yang tidak disukai konsumen. Caranya dengan memperpanjang fase lag mikroorganisme pada kurva pertumbuhan.

2. Pengawetan makanan, mencegah makanan agar tidak terkontaminasi mikroorganisme atau mencegah mikroorganisme agar tidak tumbuh pada makanan. Dilakukan dengan cara perlakuan suhu, perubahan kadar air (penambahan garam dan gula, dikeringkan), pH, fermentasi, pengalengan, dan penambahan bahan kimia.