LAPORAN PRAKTIKUM
BAKTERIOLOGI
KURVA PERTUMBUHAN BAKTERI Escherichia coli
BAB
I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau
subtansi atau masa zat suatu organisme. Pada organisme bersel satu pertumbuhan
lebih diartikan sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni,
ukuran koloni yang semakin besar atau subtansi atau masssa mikroba dalam koloni
tersebut semakin banyak, pertumbuhan pada mikroba diartikan sebagai pertambahan
jumlah sel mikroba itu sendiri. Pertumbuhan didefinisikan sebagai
pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat
dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel,
pertambahan berat atau massa (Iqbalali, 2011).
Waktu generasi adalah
waktu yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk meningkatkan jumlah sel menjadi
dua kali lipat jumlah semula. Kurva pertumbuhan mikroorganisme terdiri atas
empat fase yaitu fase penyesuaian (lag phase), fase eksponensial atau fase
logaritmik, fase stasioner, dan fase kematian. Pada fase eksponensial terjadi
peningkatan jumlah sel dan digunakan untuk untuk menentukan waktu generasi
(Yudhabuntara, 2003).
Berdasarkan hal
tersebut di atas maka dilakukanlah percobaaan ini mengenai kurva pertumbuhan
mikroba.
II.2
Tujuan Percobaan
Tujuan
dari percobaan ini adalah untuk mengetahui kurva pertumbuhan bakteri Escherichia coli
pada medium nutrien broth.
II.3
Waktu dan Tempat Percobaan
Percobaan
ini dilaksanakan pada hari Sabtu, 3 Desember 2011, pukul 09.00-21.25 WITA, bertempat di Laboratorium
Mikrobiologi Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
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 masssa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak, pertumbuhan
pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri
(Iqbalali, 2008).
Pertumbuhan
artinya pertambahan substansi hidup yang tidak riversible biasanya disertai
pertambahan ukuran dan pembelahan sel. Pada organisme bersel banyak, ukurannya
bertambah sedangkan pada organisme bersel satu jumlah selnya yang bertambah.
Meskipun demikian pada organisme bersel satu harus dibedakan pertambahan jumlah
atau bertambahnya masa sel. Untuk menentukan jumlah atau massa bakteri pada
umumnya digunakan suspensi homogen dari bakteri didalam cairan dan konsentrasi
bakteri ditentukan (jumlah sel/ml) atau kerapatan bakteri (mg/ml). Dari peningkatan
parameter-parameter ini dalam biakan bakteri yang sedang tumbuh dapat
ditentukan kecepatan pembelahan diri (jumlah penggandaan konsentrasi bakteri
per jam) dan dinilai kebalikannya masa generasi (interval waktu penggandaan)
(Schlegel, 1994).
Istilah
pertumbuhan umum digunakan untuk bakteri dan mikroorganisme lain dan biasanya
mengacu pada perubahan di dalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel)
dan bukan perubahan individu organisme. Inokulum hampir selalu mengandung
ribuan organisme; pertumbuhan menyatakan pertambahan jumlah dan atau massa
melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya. Adapun faktor-faktor yang
mempengaruhi pertumbuhan yaitu nutrien, air, suhu, pH, oksigen dan potensi
oksidasi-reduksi, adanya zat penghambat, dan adanya jasad renik lain
(Dwidjoseputro, 1989).
Pertumbuhan pada mikroorganisme diartikan sebagai
penambahan jumlah atau total massa sel yang melebihi inokulum asalnya. Telah
dijelaskan pada bahasan sebelumnya, bahwa sistem reproduksi bakteri adalah
dengan cara pembelahan biner melintang, satu sel membelah diri menjadi 2 sel
anakan yang identik dan terpisah. Selang waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk
membelah diri menjadi dua kali lipat disebut sebagai waktu generasi. Waktu
generasi pada setiap bakteri tidak sama, ada yang hanya memerlukan 20 menit
bahkan ada yang memerlukan sampai berjam-jam atau berhari-hari (Sumarsih,2003).
Secara singkat hubungan antara
pertumbuhan dan perbanyakan sel adalah sebagai berikut (Dwiyana dan Gobel, 2010) :
1.
Pertumbuhan dengan perbelahan atau budding yang
menghasilkan perbanyakan jasad, seperti halnya terjadi pada bakteri dan ragi
2.
pembelahan yang menyebabkan adanya pertumbuhan,
tetapi tidak menghasilkan perbanyakan jasad, ini terjadi pada jasad tingkat
tinggi.
3.
pertumbuhan memanjang tetepi tidak menghasilkan
perbanyakan jasad. Ini terjadi
pada jamur tipe filament cenositik (phycomycetes).
4.
pertumbuhan
yang memanjang dengan pembentukan sekat (septa) dan fragmentasi, yang
menghasilkan perbanyakan jasad. Ini terjadi pada jamur yang mempunyai tipe
filament bersepta.
Ada empat fase pada
pertumbuhan bakteri sebagaimana tampak pada kurva, yaitu (Prasetya, 2009):
1.
Fase Lag
Merupakan fase adaptasi. Pada fase ini
terjadi reorganisasi konstituen makro dan mikro molekul. Ada yang lama ada juga
yang cepat. Tergantung kondisi lingkungan.
2.
Fase Eksponensial
Merupakan fase pertumbuhan sebenarnya.
Jika dilihat dalam kurva akan dilihat kenaikan jumlah mikroba berdasarkan
bertambahnya waktu.
3.
Fase stasioner
Pada fase ini penambahan dengan
pengurangan jumlah mikroba hampir sama. Sehingga di kurva dapat dilihat berupa
garis lurus. Hal ini disebabkan karena mulai menipisnya jumlah nutrisi dalam
médium yang ditempati.
4.
Fase Kematian
Ada kalanya setelah fase stasioner
jumlah mikroba menurun. Hal ini karena habisnya nutrisi dalam media. Mikroba
juga menghasilkan metabolisme skunder yang hasilnya menjadi toxic untuk mikroba
lainnya.
Pertumbuhan disebut dalam keadaan keseimbangan jika
terjadi secara teratur pada kondisi konstan, sehingga jumlah pertambahan
komponen kimia juga konstan. Sebagai contoh, pertambahan jumlah massa sel
sebanyak dua kali dalam keseimbangan akan mengakibatkan penambahan jumlah
komponen sel seperti air, protein, RNA, DNA, dan sebagianya sebanyak dua kali
pula (Pelczar dan Chan, 1986).
Usaha
pengendalian mikroorganisme dapat dilaksanakan apabila faktor-faktor yang
mempengaruhi pertumbuhan atau perkembangbiakan mikroorganisme telah diketahui
sebelumnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi tersebut umumnya dibagi ke dalam
lima bahasan yaitu (Yudhabuntara, 2003) :
Faktor
intrinsik
Faktor intrinsik
meliputi pH, aktivitas air (activity of water, aw), kemampuan
mengoksidasi-reduksi (redoxpotential, Eh), kandungan nutrien, bahan antimikroba
dan struktur bahan makanan. Ukuran keasaman atau pH adalah log10 konsentrasi
ion hidrogen. Lazimnya bakteri tumbuh pada pH sekitar netral (6,5 – 7,5)
sedangkan kapang dan ragi pada pH 4,0-6,5. Aktivitas air (aw) adalah jumlah air
yang tersedia untuk pertumbuhan mikrobia dalam pangan. Kemampuan
mengoksidasi-reduksi (redoxpotential, Eh) adalah perbandingan total daya
mengoksidasi (menerima elektron) dengan daya mereduksi (memberi elektron). Pertumbuhan
mikroorganisme memerlukan air, energi, nitrogen, vitamin dan faktor
pertumbuhan, mineral. Air yang tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme
ditentukan oleh aw bahan makanan. Sebagai sumber energi, mikroorganisme
memanfaatkan karbohidrat, alkohol dan asam amino yang terdapat dalam bahan
makanan. Faktor pertumbuhan yang diperlukan adalah asam amino, purin dan
pirimidin, serta vitamin. Struktur bahan makanan yang dapat mempengaruhi
pertumbuhan mikroorganisme misalnya lemak karkas dan kulit pada karkas unggas
dan karkas babi dapat melindungi daging dari kontaminasi mikroorganisme.
Faktor
ekstrinsik
Faktor ekstrinsik yang
mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme adalah suhu penyimpanan dan faktor luar
lainnya yang pada prinsipnya berhubungan dengan pengaruh atmosferik seperti
kelembaban, tekanan gas/keberadaan gas, juga cahaya dan pengaruh sinar
ultraviolet.
Faktor
proses
Semua proses teknologi
pengolahan bahan makanan mengubah lingkungan mikro bahan makanan tersebut.
Proses tersebut dapat berupa pemanasan, pengeringan, modifikasi pH,
penggaraman, curing, pengasapan, iradiasi, tekanan tinggi, pemakaian medan
listrik dan pemberian bahan imbuhan pangan.
Faktor
implisit
Faktor lain yang
berperan adalah faktor implisit yaitu adanya sinergisme atau antagonisme di
antara mikroorganisme yang ada dalam “lingkungan” bahan makanan. Ketika
mikroorganisme tumbuh pada bahan makanan dia akan bersaing untuk memperoleh
ruang dan nutrien. Dengan demikian akan terjadi interaksi di antara
mikroorganisme yang berbeda. Interaksi ini dapat saling mendukung maupun saling
menghambat (terjadi sinergisme atau antagonisme).
DAFTAR PUSTAKA
Dwidjoseputro,
D., 198, Dasar-Dasar Mikrobiologi,
Djambatan, Malang.
Dwiyana, D., dan Risco, B.
Gobel, 2011, Penuntun Praktikum
Mikrobiologi Umum. Jurusan
Biologi Universitas Hasanuddin, Makassar.
Iqbalali, 2011, Pertumbuhan Bakteri. www.iqbalaliblogspot.com, diakses pada
tanggal 27 November 2011 pukul 14.00 WITA.
Pelczar, M. J., dan E. C. S. Chan, 1986, Dasar-Dasar Mikrobiologi, UI Press,
Jakarta.
Prasetya, 2009, Kurva
Pertumbuhan Mikroba, http://wwwtry4know.co.cc, diakses
pada tanggal 27 November 2011 pukul 14.00 WITA.
Schlegel, G. H., 1994, Mikrobiologi Umum,
Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Sumarsih,
Sri, 2003, Mikrobiologi Dasar, Jurusan
Ilmu Tanah Fakultas Pertanian UPN Veteran, Yogyakarta.
Yudhabuntara,
D., 2003, Kurva Pertumbuhan Mikroba, www.geocities.com/kesmavetugm/doc,
diakses pada tanggal 27 November 2011 pukul 14.00 WITA.
BAB
III
METODE
PERCOBAAN
III.1 Alat
Alat
yang digunakan pada praktikum ini adalah alat tulis, mistar, cuvet,
spektrofotometer, shaker, enkas, pipet tetes, bunsen, dan kalkulator.
III.2
Bahan
Bahan yang digunakan pada
praktikum ini adalah bakteri E. coli,
alkohol, aquadest, nutrien broth, tissue, kertas semi logaritma, dan data % T.
III.3 Prosedur
Kerja
Adapun
prosedur kerja dari percobaan ini adalah
:
1. Menyiapkan
medium nutrien broth di dalam enkas yang sebelumnya telah disterilkan.
2. Mengambil
bakteri E. coli dari nutrien broth
sebanyak 3 ml dengan menggunakan pipet tetes, kemudian memasukkan dalam nutrien
broth yang pengerjaannya di lakukan secara aseptis.
3. Menghomogenkan
erlenmeyer yang berisi medium dan kultur bakteri E. coli, kemudian mengambil sebanyak 7 ml lalu dimasukkan ke dalam
cuvet.
4. Memasukkan
cuvet ke dalam spektrofotometer untuk mengetahui tingkat kekeruhannya yang
menanandai ada tidaknya bakteri.
5. Mencatat
hasil dari pembacaan skala pada spektrofotometer sebagai nilai T0.
6. Meletakkan
kembali Erlenmeyer pada shaker. Kemudian menunggu selama 1 jam untuk mengukur
kembali tingkat kekeruhan medium pada spektrofotometer dan mencatat hasil yang
diperoleh sebagai T1.
7. Melakukan
langkah seperti di atas hingga mendapatkan nilai T13.
8. Menghitung
nilai OD (Optical Dencity) dari data yang diperoleh dengan menggunakan rumus OD
= 2- log %T
9. Mencatat
dalam tabel pengamatan dan menggambar grafik.
10. 
Menghitung waktu generasi
dari nilai OD yang terdapat pada grafik dengan rumus: g = T /n dimana n = N-No ÷
log 2
Menghitung waktu generasi
dari nilai OD yang terdapat pada grafik dengan rumus: g = T /n dimana n = N-No ÷
log 2
dimana : g = waktu generasi
t = Waktu terakhir fase logaritma
to = Waktu awal fase
logaritma
N = titik akhir fase logaritma
No = titik awal fase logaritma
BAB IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
IV.1 Pengamatan visual
pertumbuhan isolat bakteri E. coli
a b c
d e f
g h i
j k l
m n o
Gambar
I. kondisi pertumbuhan bakteri Escherichia coli pada medium
nutrien broth
Ket:
a. Medium
Nutrien Broth i. T7
(7 jam)
b. T0
(0 jam) j.
T8 (8 jam)
c. T1
(1 jam) k. T9 (9 jam)
d. T2
(2 jam) l.
T10 (10 jam)
e. T3
(3 jam) m.
T11 (11 jam)
f. T4
(4 jam) n.
T12 (12 jam)
g. T5
(5 jam) o.
T13 (13 jam)
h. T6
(6 jam)
Pembahasan :
Bakteri E. coli merupakan bakteri gram negatif yang mempunyai ciri-ciri
struktur dinding sel yang tipis dan berlapis tiga (multi). Komposisi dinding
selnya mengandung lipid, lemak, atau substansi seperti lemak yang tinggi (11-22
%). Lapisan peptidoglikannya tipis atau sedikit dan tidak memiliki asam tekoat.
Saat menumbuhkan bakteri Escherichia
coli yang harus diperhatikan
yaitu jenis-jenis medium untuk penanamannya, zat-zat yang terkandung dalam
media, dan faktor lingkungan. Jenis-jenis medium meliputi medium differensiasi,
medium selektif, medium untuk bakteri anaerob, medium penguji, medium umum,
medium diperkaya, medium khusus, dan medium penyubur. Sedangkan zat-zat yang
terkandung dalam media meliputi zat hara yang di tambahkan, nitrogen, karbon,
vitamin dan faktor pertumbuhan, garam mineral, air, suhu, pH, oksigen, ion
anorganik, dan tekanan osmotik.
Pada
percobaan ini digunakan bakteri Escherichia coli
karena mudah didapatkan serta
waktu generasinya lebih cepat dibandingkan dengan bakteri lainnya yaiu 15-20
menit. Escherichia coli terdapat di dalam usus manusia dan hidup secara saprofit
(menguraikan serat-serat pada makanan) dan dapat menguntungkan bagi manusia,
tetapi dalam jumlah yang banyak dapat menyebabkan penyakit.
Percobaan
di atas menggunakan natrien broth untuk menumbuhkan bakteri E.coli.
Tahap pertama yang dilakukan yaitu menumbuhkan E. coli dalam nutrien
broth yang dilakukan secara aseptis. Kemudian dihomogenkan dan diambil sebanyak
7 ml sebagai nilai pengukuran T0. Selanjutnya menghomogenkan kembali
pada shaker tiap selang 1 jam untuk mendapatkan nilai T1 sampai T13.
Medium yang berisi bakteri ini akan dimasukkan dalam cuvet sebanyak 7 ml lalu dimasukkan
dalam spektrofotometer yang bertujuan untuk melihat tingkat kekeruhan dari
medium, dimana kekeruhan ini menandakan ada tidaknya bakteri pada medium.
Semakin keruh suatu nutrien broth maka menandakan semakin banyak bakteri E. coli
yang berkembang. Secara umum selama sel mengalami peningkatan populasi media
pertumbuhan akan menjadi lebih keruh.
IV.2 Pengamatan pertumbuhan
bakteri E. coli pada spektrofotometer
· Tabel
Hasil Pengamatan :
No
|
Waktu Inokulasi (jam)
|
% T
|
OD = 2 - Log %T
|
1
|
T0
(0 jam)
|
86
|
0,07
|
2
|
T1 (1 jam)
|
88
|
0,56
|
3
|
T2
(2 jam)
|
85
|
0,07
|
4
|
T3 (3 jam)
|
61
|
0,21
|
5
|
T4
(4 jam)
|
35
|
0,46
|
6
|
T5 (5 jam)
|
27
|
0,57
|
7
|
T6
(6 jam)
|
20
|
0,7
|
8
|
T7 (7 jam)
|
14
|
0,86
|
9
|
T8
(8 jam)
|
10
|
1
|
10
|
T9 (9 jam)
|
9
|
1,05
|
11
|
T10
(10 jam)
|
8
|
1,1
|
12
|
T11 (11 jam)
|
7
|
1,16
|
13
|
T12 (12
jam)
|
5
|
1,31
|
14
|
T13 (13 jam)
|
19
|
0,73
|
· Kurva pertumbuhan
Pembahasan
:
Pertumbuhan pada mikroorganisme diartikan sebagai
penambahan jumlah atau total massa sel yang melebihi inokulum asalnya. Berdasarkan
hasil yang didapatkan pertumbuhan yang diperoleh yakni pertumbuhan tertutup
atau diskontinyu dimana pertumbuhan ini membutuhkan waktu yang cukup lama dan
memperlihatkan gambaran pertumbuhan melalui fase-fase. Fase-fase pertumbuhan
yang dilakukan bakteri yaitu :
Fase
lag atau fase adaptif
Fase lamban merupakan periode awal dan merupakan fase
penyesuaian diri (adaptasi), sehingga tidak ada pertambahan jumlah sel bahkan
kadang-kadang jumlah sel menurun.
Fase
logaritma atau eksponensial
Fase cepat merupakan periode pembiakan yang cepat. Pada
periode ini dapat teramati ciri-ciri sel yang aktif. Waktu generasi pada setiap
bakteri dapat ditentukan pada fase cepat ini. Pada fase ini pertumbuhan mikroba
sangat cepat karena bakteri telah menyesuaikan diri sehingga mampu memanfaatkan
nutrisi dari medium pertumbuhan. Pada fase tersebut dapat terlihat beberapa sel
mulai membelah, yang lainnya setengah membelah, dan yang lainnya lagi selesai
membelah.
Fase
stasioner (tetap)
Pada fase statis pembiakan mulai berkurang dan beberapa
sel mati. Apabila laju pembiakan sama dengan laju kematian, maka secara
keseluruhan jumlah sel tetap konstan. Hal ini dapat disebabkan karena
berkurangnya nutrien ataupun terbentuknya produk metabolisme yang cenderung
menumpuk mungkin menjadi racun bagi bakteri yangbersangkutan.
Fase
kematian (death)
Fase kematian merupakan fase dimana proses pembiakan
telah berhenti. Sel-selnya sudah mati, yang kemudian akan diikuti dengan proses
lisis. Apabila laju kematian melampaui laju pembiakan, maka jumlah sel
sebenarnya menurun.
Pada
percobaan ini waktu yang digunakan untuk pengamatan adalah sekitar 13 jam.
Nilai % T yang didapatkan bervariasi dan pada T0 sampai T12
pertumbuhan terus mengalami peningkatan, dan pada T13 tingkat pertumbuhan
bakteri mulai mengalami penurunan yakni nilai %T 19.
Setelah nilai %T
didapatkan maka nilai Optical Density dihitung dengan menggunakan rumus OD = 2-
log %T. Nilai OD inilah yang digunakan sebagai jumlah generasi dan digambarkan
di atas kertas semi logaritma. Setelah semua titik digambarkan maka dicari tiga
titik yang membentuk garis lurus. Untuk menentukan Nilai No, nilai N serta
nilai t dan to maka ditarik garis yang membentuk segitiga siku-siku. Nilai
n dan nilai t dapat digunakan untuk mencari waktu generasi dengan rumus g = t/n.
BAB
V
PENUTUP
V.
1 Kesimpulan
Kesimpulan yang
diperoleh berdasarkan percobaan di atas yaitu kurva pertumbuhan bakteri E. coli pada medium nutrien broth
membentuk kurva pertumbuhan yang diskontinyu berbentuk S (kurva sigmoid) yang
meliputi fase-fase pertumbuhan seperti fase awal/ adaptif, fase logaritma, fase
stasioner, dan fase kematian.
V.2
Saran
Saran saya dalam percobaan ini adalah sebaiknya alat-alat
yang akan digunakan dalam praktikum ini perlu dilengkapi lagi serta dalam
menghitung nilai untuk mencari nilai OD, jumlah generasi serta waktu generasi
dilakukan secara teliti agar hasil yang diperoleh lebih akurat.
LAMPIRAN
§ Perhitungan nilai Optical Density
(OD)
1. Nilai
%T0 = 100
OD
= 2 – Log %T
=
2 – Log 100
=
2 – 2
=
0
2. Nilai
%T1 = 87
OD
= 2 – Log %T
=
2 – Log 87
=
2 – 1,49
= 0,06
3. Nilai
%T2 = 91
OD
= 2 – Log %T
= 2 – Log 91
= 2 – 1,96
= 0,04
4. Nilai
%T3 = 83
OD
= 2 – Log %T
= 2 – Log 83
= 2 – 1,92
= 0,08
5. Nilai
%T4 = 51
OD
= 2 – Log %T
= 2 – Log 51
= 2 – 1,71
= 0,29
6. Nilai
%T5 = 21
OD
= 2 – Log %T
= 2 – Log 21
= 2 – 1,32
= 0,68
7. Nilai
%T6 = 11
OD
= 2 – Log %T
= 2 – Log 11
= 2 – 1,04
= 0,96
8. Nilai
%T7 = 11
OD
= 2 – Log %T
= 2 – Log 11
= 2 – 1,04
= 0,96
9. Nilai
%T8 = 14
OD
= 2 – Log %T
= 2 – Log 14
= 2 – 1,15
= 0,85
§ Nilai waktu generasi
(g) = 60 jam.
0 comments:
Post a Comment