Pertumbuhan dan pengendalian mikroorganisme

MATERI 7:
Pertumbuhan dan pengendalian
mikroorganisme
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
2
Pembelahan biner
3
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.
4
generation
Adalah interval saat formasi 2 sel dari
1 sel
Waktu saat kejadian tersebut
berlangsung disebut GENERATION
TIME atau sering disebut juga
DOUBLING TIME.
5
Kurva pertumbuhan
mikroba
6
Perhitungan pertumbuhan sel
mikroba
1. Total cell count, melihat sel secara
langsung dengan bantuan mikroskop
dan haemositometer, baik sel hidup
atau sel mati terhitung semua.
2. Viable count, menghitung hanya sel
yang hidup, plate count atau colony
count, dengan 2 metode yaitu pour
plate dan spread plate
7
Pour plate methode
8
Spread plate method
9
3. Cell mass
Sel mikroba disentrifugasi dan
endapannya diukur :
a. Berat kering
b. Turbidity, kekeruhan
(spectrofotometer)
Dengan satuan unit nya adalah
ABSORBANSI
10
Faktor lingkungan penghambat
pertumbuhan sel
1.
a.
b.
c.
d.
Suhu
Psycrophyl
Mesophyl
Thermophyl
Hyperthermophyl
2. pH= Keasaman atau
kebasaan
a. Acidophiles, fungi,
thiobacillus
b. Alkaliphilic, prokaryot,
spesies bacillus, juga
halophilic
3. Air
4. Oksigen
a. Anaerob, terdiri
dari
A1. Aerotoleran
anaerob
A2. Obligat anaerob
b. aerob, terdiri dari
B1. obligat aerob
B2. fakultatif aerob
B3. microaerophilic
11
5. sterilisasi
Dilakukan untuk membunuh semua mikroba
yang ada.
a. Sterilisasi panas
b. Spora dan sterilisasi panas
c. Autoklaf
d. Pasteurisasi
e. filter
12
Sterilisasi
• Pada prinsipnya adalah meniadakan
semua mikroorganisme yang ada di
suatu media, alat, dan ruang.
• Semua mikroorganisme baik yang
patogen ataupun non patogen
ditiadakan
13
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.
14
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.
15
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.
16
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.
17
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.
18
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.
19
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.
20
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.
21
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.
22
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.
23
Efek antimikrobial agen terhadap
pertumbuhan
Tiga garis besar efek tersebut biasa
diterapkan pada fase eksponensial pada
kurva pertumbuhan mikroorganisme
adalah :
1. Bakteriostatik
2. Bakterisidal
3. bakteriolitik
24
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.
25
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.
26
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
27
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.
28
Teknik mic
1. Tube dillution technique
2. Agar diffusion method
Kedua teknik ini akan menghasilkan
zona hambat yang ditandai dengan
cairan bening atau lingkaran bening
pada permukaan agar
29
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
30
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.
31
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.
32
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.
33
Spektrum antibiotik
1. Broad spectrum antibiotik adalah
antibiotik yang dapat membunuh
bakteri gram negatif dan gram positif.
2. 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.
34
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
35
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.
36
- 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.
37
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.
38
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.
39
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.
40
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.
41