PENGARUH TEKANAN OSMOTIK LINGKUNGAN

VII. PENGENDALIAN MIKROBA
TUJUAN
1. Mempelajari metoda penghambatan pertumbuhan mikroba mikroba
2. Mempelajari pengaruh agen fisika dan kimia terhadap pertumbuhan mikroba
PENDAHULUAN
Pengendalian mikroba sangat penting dalam kehidupan sehari-hari di rumah tangga,
dalam kegiatan industri, rumah sakit, pengelolaan produk pasca panen, praktek budidaya
pertanian, peternakan maupun aquakultur. Mikroba yang perlu dikendalikan populasinya
terutama yang bersifat patogen, penghasil toksin, pencemar, maupun yang merusak
bahan atau barang-barang yang kita pergunakan dalam kehidupan.
Secara umum metoda-metoda yang digunakan untuk pengendalian mikroba melibatkan
pendekatan secara fisika dan kimia. Pengendalian secara fisika pada dasarnya dilakukan
untuk dapat merusak keutuhan sel menjadi lisis. Sementara pengendalian secara kimia
menggunakan bahan kimia yang dapat mengganggu keutuhan dan fungsi dinding sel,
fungsi membran sel, proses metabolisme dari tingkat gen sampai metabolomik seperti
proses replikasi DNA, proses transkripsi dan translasi DNA, proses sintesis protein, dan
aktivitas enzim sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikroba (mikrobiostatik /
bakteriostatik) bahkan membunuh (mikrobiosida / bakteriosida) mikroba. Kemampuan
mikrobiostatik menyebabkan pertumbuhan mikroba terhambat sehingga jumlahnya tetap,
sedangkan kemampuan mikrobiosida menyebabkan kematian mikroba.
Pemilihan metode pengendalian sangat bergantung pada keberadaan jenis mikroba,
obyek yang ditangani, sifat bahan dari obyek, serta tujuan pengendalian yang diinginkan.
Untuk kategori agen pengendali dari bahan kimia, secara umum dibagi menjadi 2
kelompok besar yakni untuk aplikasi pada mahluk hidup dan bukan mahluk hidup.
Antiseptik dan agen kemoterapi merupakan senyawa kimia yang digunakan dalam upaya
menghambat pertumbuhan atau membunuh mikroba untuk aplikasi pada mahluk hidup.
Untuk aplikasi pada mahluk hidup dibagi lagi menjadi 2 yakni untuk internal tubuh dan
eksternal tubuh. Antiseptik merupakan senyawa kimia yang dipakai untuk eksternal tubuh
sedangkan agen kemoterapi untuk internal tubuh. Desinfektan merupakan senyawa kimia
yang digunakan dalam upaya menghambat pertumbuhan atau membunuh mikroba untuk
aplikasi pada benda mati seperti ruangan, lantai, rumah kaca, air baku dan lain-lain.
Sementara itu, cara pengendalian secara fisik umumnya untuk target non mahluk hidup,
atau mahluk hidup produk pasca panen.
7.1 PENGENDALIAN MIKROBA DENGAN PANAS LEMBAB
PRINSIP DASAR

Suhu mempengaruhi sistem enzim dan laju reaksi kimia sel sehingga dapat
menyebabkan pertumbuhan atau kematian mikroba
 Enzim mikroba mempunyai kepekaan yang berbeda terhadap panas tergantung pada
jenis mikrobanya
1






Suhu yang ekstrim dapat mengendalikan pertumbuhan mikroba. Suhu rendah
menyebkan enzim tidak aktif, sedangkan suhu tinggi menyebabkan protein
terdenaturasi
Penggunaan panas lembab lebih efektif dibanding,kan panas kering untuk
pengendalian mikroba. Panas lembab dapat berpenetrasi lebih mudah, cepat dan
merata melalui uap air sehingga menyebabkan penggumpalan protein mikroba.
Sterilisasi adalah proses membasmi semua bentuk kehidupan pada suatu bahan
Sterilisasi dengan panas lembab dilakukan pada suhu 121 oC selama minimal 15 menit
(aktif), sedangkan panas kering pada suhu 160-180oC selama 1,5 – 3 jam (aktif)
Bentuk hidup sel mikroba membutuhkan suhu yang bervariasi untuk proses sterilisasi.
Sterilisasi dengan panas lembab minimal 10 menit memerlukan waktu sbb:
endospora > 100oC
sel vegetatif 60-70oC
spora jamur 70-80oC
Sterilisasi dapat juga dilakukan dengan metoda :
Tyndallisasi : 100oC, 20’, berulang 3 x (selang satu hari)
Pasteurisasi : 63oC, 30' 1 x
(digunakan untuk tujuan membunuh sebagian kelompok mikroba)
Pengendalian pertumbuhan mikroba secara fisika dapat dilihat pada ilustrasi di bawah ini :
a. kering : oven listrik atau gas
Panas
Suhu
b. lembab :
 uap air > 1 atm  autoklaf
 uap air < 1 atm  dididihkan
pemanasan
bertahap
c. Pasteurisasi
Dingin
Pembekuan
Liofilisasi
Radiasi
 sinar X
 sinar gamma
 ultraviolet
: radiasi ionik
: radiasi ionik
: dimerisasi timin
Tekanan osmosis :
hipertonik
hipotonik
Pengeringan : menghilangkan kandungan air pada sel
Vibrasi sonik : gelombang suara frekuensi tinggi
Penyaringan : memisahkan organisma atau partikulat dari larutan yang tidak tahan panas
melalui filter mikroba
2
BAHAN DAN PERALATAN
Kultur :
2 tabung kultur Bacillus cereus dalam medium NB
2 tabung kultur Aspergillus niger dalam medium PDB
Media :
2 tabung NA miring
2 tabung PDA miring
Alat :
Bunsen / lampu spirtus, penangas air, kaki tiga, asbes, termometer, jarum inokulasi,
cawan petri, spidol.
PROSEDUR KERJA
Siapkan waterbath suhu 80 dan 100oC
Masukkan kultur untuk masing variasi suhu selama 15 menit
Sub kultur (inokulasikan) masing kultur ke medium miring NA dan PDA
Inkubasi pada suhu 37oC selama 24-48 jam untuk bakteri dan pada suhu ruang selama
4-5 hari untuk fungi
5. Amati ada tidaknya pertumbuhan mikroba pada masing spesies dan masing suhu
perlakuan
1.
2.
3.
4.
7.2 PENGENDALIAN MIKROBA DENGAN BAHAN HIPERTONIK
PRINSIP DASAR




Osmosis adalah pergerakan molekul air (pelarut) dari larutan konsentrasi zat terlarut
rendah ke larutan konsentrasi zat terlarut tinggi melalui membran semipermeabel
Larutan hipertonis mempunyai tekanan osmosis tinggi, konsentrasi zat terlarut tinggi,
dan konsentrasi air rendah.
Larutan hipotonis mempunyai tekanan osmosis rendah, konsentrasi zat terlarut rendah,
dan konsentrasi air tinggi
Larutan isotonis : tidak menyebabkan proses osmomsis karena konsentrasi zat terlarut
dan konsentrasi air sama
BAHAN DAN PERALATAN
Kultur : Escherichia coli
Media :
Alat
1 tabung NA miring yang mengandung 5 % NaCl
1 tabung NA miring yang mengandung 25 % NaCl
: Bunsen / lampu spirtus, jarum inokulasi, spidol, cawan petri atau tabung reaksi
PROSEDUR KERJA
1. Inokulasikan bakteri pada medium dengan kadar garam 2,5% dan 15%
2. Inkubasikan pada suhu 25o C selama 1-2 hari
3
3. Amati ada tidaknya pertumbuhan bakteri pada masing konsentrasi garam
7.3 PENGENDALIAN MIKROBA DENGAN SENYAWA KIMIA
PRINSIP DASAR

Agen kemoterapetik adalah senyawa kimia yang digunakan untuk menyembuhkan
penyakit infeksi
 Agen kemoterapetik umumnya berupa antibiotika
 Antibiotika ada yang berupa metabolit mikroba (bakteri, aktinomiset, dan jamur), dan
obat sintetik seperti : Sulfadazine (sulfonamide) dan p-aminobenzoat (PABA)
 Pemilihan obat-obatan untuk merawat penyakit tergantung pada mekanisme kerja dari
senyawa kimia obat / antibiotika, efek samping dan kisaran aktivitas antimikrobanya
 Beberapa antimikroba mempunyai kemampuan yang terbatas karena hanya efektif
terhadap 1 golongan mikroba saja sebagian ada yang mempunyai kemampuan yang
luas terhadap beragam jenis mikroba
 Metode Kirby-Bauer umumnya digunakan untuk menentukan kepekaan mikroba
terhadap obat. Metoda ini dilakukan dengan mengukur diameter zona hambat sekitar
kertas cakram yang mengandung obat
 Kepekaan mikroba terhadap obat-obatan tergantung pada :
- laju difusi antibiotik ke dalam medium dan interaksinya dengan mikroba uji
- jumlah mikroba uji yang diinokulasikan
Tabel 1. Modus aksi beberapa jenis antibiotik
Antibiotika
Penisilin
Cara kerja
Basitrasin
Mencegah inkorporasi asam muramat ke dalam
komponen mukokompleks dari dinding sel sehingga
menghambat sintesis dinding sel
Mempunyai afinitas terhadap ribosom bakteri,
menyebabkan salah membaca kodon dari mRNA
sehingga mengganggu sintesis protein
Mempunyai afinitas terhadap ribosom bakteri,
mencegah pembentukan ikatan peptida antar asam
amino selama snitesis protein
Mempunyai afinitas terhadap ribosom bakteri,
mencegah ikatan hidrogen antara anti kodon pada
kompleks tRNA dengan asam amino dan kodon pada
mRNA selama sintesis protein
Menghambat sintesis dinding sel
Polimiksin
Merusak membran sel
Streptomisin
Kloramfenikol
Tetrasiklin
Efek samping
Reaksi alergi dan resisten
Membahayakan syaraf, dapat
menyebabkan tuli
Menyebabkan anemia
Perubahan warna gigi pada
balita
Hanya untuk pemakaian luar
karena toksik
Hanya untuk pemakaian luar
karena toksik
Tabel 2 golongan besar agen antimikroba, mekanisme dan kisaran kerja serta
penggunaannya.
Agen
Senyawa fenolik :
Fenol
Mekanisme kerja
1. Mempunyai kemampuan germisida,
merusak struktur protein
2. Agen aktif permukaan (surfaktan),
menggumpalkan protein sel dan merusak
membran sel
Penggunaan
1. Larutan 89% : kauterisasi luka
kecil
2. Larutan 5% : desinfeksi
3. Larutan 0,5% – 1% : efek
antiseptik
4
Kresol
Heksaklorofen
1. Sama dengan fenol
2. Beracun dan hanya untuk obat luar
3. Larutan kresol 50% dalam minyak sayur
dikenal sebagai lisol
1. Kemampuan germisida seperti fenol
2. Harus hati-hati karena neurotoksik bila
terabsorpsi
Resorsinol
1. Mempunyai aktivitas germisida seperti fenol
2. Modus mengendapkan protein sel
Heksilresorsinol
Mempunyai aktivitas germisida seperti fenol
Timol
1. Hampir sama dengan kresol
2. Lebih efektif daripada fenol
Alkohol
Etil (CH3CH2OH)
Isopropil
[(CH3)2CHOH]
Halogen
Senyawa Klorin :
Natrium hipoklorit
NaOCl
Kloramin
CH3C6H4SO2NNaCl
1. Pelarut lemak
2. Denaturasi dan koagulasi protein
3. Aktivitas germisida makin meningkat jika
bobot molekulnya semakin besar
1. Efek germisida
2. Klorin bereaksi dengan air membentuk
asam hipoklorit yang memiliki efek
bakterisida
3. Agen oksidasi
4. Inhibitor non kompetitif
Senyawa iodida :
Iodin tintur
Larutan iodin Povidon
Logam berat
1. Mekanisme belum diketahui tapi diyakini
mengendapkan protein
2. Agen aktif permukaan
Senyawa merkuri
anorganik : Merkuri
biklrorida
Merkuri organik:
Merkurokrom
(merbromin)
Mertiolat (timerosal)
Metafen (nitromersol)
Merbak
(acetomeroctol)
Senyawa perak
Perak nitrat
Agen aktifpermukaan
“Wetting agents” :
Emulsifier, sabun,
deterjen
Agen kationik :
Senyawa amonium
kuarterner
Bensalkonium
klorida
Agen anionik :
1. Ion merkuri menyebabkan presipitasi
protein sel
2. Inhibitor non kompetitif
larutan lisol 2% - 5% digunakan
sebagi desinfektan
1. Mereduksi patogen pada kulit,
ditambahkan pada deterjen,
sabun, pelembab, dan salep
2. Efektif untuk Gram positif
3. Digunakan sebagai antiseptik
1. Antiseptik
2. Agen keratolitik pelunak
keratin pada epidermis
1. Pengendalian cacing
2. Antiseptik untuk urinaria
1. Aktivitas antijamur
2. Mengobati infeksi oleh cacing
3. Larutan pencuci mulut
1. Antiseptik kulit :
2. Etil 50% - 70%
3. Isopropil 75%
1. Pemurnian air
2. Sanitasi produk susu dan
industri makanan
3. Kloramin, larutan 0,1% - 2%
untuk luka iritasi
4. Mikrobisida
1. Iodin dipakai untuk antiseptik
kulit
2. Efektif membasmi spora,
fungi, dan virus
1. Merkuri menyebabkan iritasi
pada jaringan
2. Merkuri digunakan sebagai
desinfektan untuk bahanbahan di laboratorium
1. Sama dengan merkuri anorganik, tetapi
dengan konsentrasi seperti penggunaan
sebagai antiseptik
2. Kurang iritasi dibanding merkuri anorganik
1. Kurang toksik, kurang iritasi,
digunakan terutama untuk
asepsi kulit
2. Tidak membunuh spora
1. Mengendapkan protein sel
2. Mengganggu aktivitas metabolisme sel
mikroba
3. Garam anorganik memiliki efek germisida
1. Menurunkan tegangan permukaan
2. Aktivitas bakterisida bekerja dengan cara
mengganggu atau menekan aktivitas
metabolit mikroba
3. Merusak membran sel
4. Mempengaruhi permeabi-litas sel
1. Menurunkan tegangan permukaan karena
keratolitik, deterjen, dan emulsifer
2. Aktivitas germisida direduksi oleh sabun
Asepsis untuk membran mukus
pada kerongkongan dan mata
1. Garam netral atau alkalin dari asam
berbobot molekuler tinggi
Bekerja lemah menghambat
jamur, mikroba tahan asam,
spora, dan virus
1. Bakterisida, fungisida,
membasmi spora, dan spora
2. Mengobati penyakit gondok
3. Efektif membasmi spora,
jamur, dan virus
1. Agen pembersih
5
Tintur pada sabun
hijau
Natrium tetradesil
sulfat
Asam (H+)
Basa (OH-)
Formaldehid (cair
atau gas)
2. Aktivitas maksimum pada medium asam
dan efektif membasmi bakteri Gram positif
3. Sama dengan semua agen aktif permukaan
4. sama dengan semua agen aktif permukaan
1. Merusak dinding sel dan membran sel
2. Menggumpalkan protein
Agen alkilasi menyebabkan reduksi enzim
Etilen oksida
Agen alkilasi menyebabkan reduksi enzim
Beta-propiolakton
(cairan atau gas)
Agen alkilasi menyebabkan reduksi enzim
2. Agen sklerosi dalam
pengobatan penyakit
pelebaran pembuluh darah
Desinfeksi
1. Desinfeksi ruang,
2. Cairan alkohol untuk
desinfeksi
3. Pemeliharaan spesimen
Sterilisasi dari bahan yang tak
tahan panas
1. Sterilisasi jaringan
2. Menghancurkan virus
hepatitis
3. Desinfeksi ruang
Efisiensi desinfektan dan antiseptik dipengaruhi oleh beberapa faktor :
1.
2.
3.
4.
Konsentrasi
Lamanya waktu pemaparan
Jenis mikroba
Kondisi lingkungan (suhu, pH)
BAHAN DAN PERALATAN
Kultur : Kultur cair E. coli dan S. aureus
Media : 2 tabung NA tegak
Bahan : Kertas cakram, Antimikroba : streptomisin, kloramfenikol, sulfanilamid, obat luka,
obat kumur, obat pel
Alat : bunsen / lampu spirtus, spidol, penggaris, pinset dan cawan petri
PROSEDUR KERJA
1. Inokulasikan 1 mL bakteri uji ke dalam cawan petri secara steril
2. Tuangkan agar yang telah cair (suhu 40oC) ke dalam cawan petri lalu goyang secara
merata untuk membuat plat agar
3. Rendam kertas cakram dalam antimikroba yang akan diuji
4. Letakkan kertas cakram di atas agar yang telah membeku secara steril
5. Inkubasi seluruh cawan petri pada suhu 37oC selama 24-48 jam
6. Amati ada tidaknya zona hambat di sekitar kertas cakram
6