LAPORAN TETAP PRAKTIKUM TEKNOLOGI BIOPROSES IDENTITAS PRAKTIKAN Nama
: Faramitasari
Nim
: 03031381320032
Shift/Kelompok
: Senin Pagi/7
I.
JUDUL PERCOBAAN
: Pembuatan Medium
II.
TUJUAN PERCOBAAN 1. Mempelajari cara membuat media untuk menumbuhkan mikroba 2. Mengetahui faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba 3. Mengetahui pengaruh jenis mikroba terhadap pertumbuhan bakteri
III. DASAR TEORI 3.1. Media Media adalah suatu bahan yang terdiri dari campuran zat-zat hara (nutrient) yang berguna untuk membiakkan mikroba. Dengan menggunakan bermacammacam media dapat dilakukan isolasi, perbanyakan, pengujian sifat-sifat fisiologis dan perhitungan sejumlah mikroba. Supaya mikroba dapat tumbuh baik dalam suatu media, maka medium tersebut harus memenuhi syarat-syarat tertentu. Mikroorganisme dapat ditumbuhkan dan dikembangkan pada suatu substrat yang disebut
medium.
Medium
yang
digunakan
untuk
menumbuhkan
dan
mengembangbiakkan mikroorganisme tersebut harus sesuai susunanya dengan kebutuhan jenis-jenis mikroorganisme yang bersangkutan. Beberapa mikroorganisme dapat hidup baik pada medium yang sangat sederhana yang hanya mengandung garam anargonik ditambah sumber karbon organik seperti gula. Sedangkan mikroorganime lainnya memerlukan suatu medium yang sangat kompleks yaitu berupa medium ditambahkan darah atau bahan-bahan kompleks lainnya. Medium yang dibuat untuk mengembangbiakkan bakteri juga harus bebas dari zat-zat atau substansi yang dapat mengganggu perkembangbiakkan mikroba pada media yang digunakan sebagai tempat
1
2
menumbuhkannya. perkembangbiakkan mikroba pada media yang digunakan sebagai tempat menumbuhkan dan mengembangbiakkannya. 3.2. Bentuk Media Medium yang digunakan dalam mengembangbiakkan mikroba memiliki berbagai macam bentuk, susunan, maupun sifat. Hal ini dalam penggunaannya disesuaikan dengan jenis dan sifat mikroba yang akan dikembangbiakkan, sehingga mikroba dapat tumbuh dengan baik dan mikroba tidak mengalami kematian dengan cepat. Pembagian mikroba berdasarkan pada bentuk media dapat, yaitu media padat, media cair dan media semi padat dan semi cair. Media yang pertama adalah media padat. Kalau kedalam media ditambahkan 12-15 gr tepung agar-agar per 1000 ml media. Jumlah tepung agaragar yang ditambahkan
tergantung jenis atau kelompok mikroba yang
ditanamkan. Ada yang memerlukan kadar air tinggi sehingga jumlah tepung agaragar harus lebih rendah, tetapi ada pula yang memerlukan kandungan air redah sehingga penambahan tepung agar-agar agak banyak. Media pada umumnya diperlukan ragi, bakteri, jamur dan kadang-kadang diperlikan juga mikroalga. Media yang kedua adalah media cair. Kalau kedalam media tidak ditambahkan
zat
pemadat,
biasanya
media
cair
digunakan
untuk
mengembangbiakan mikroalga tetapi juga mikroba lainnya juga teutama bakteri dan ragi.Medium ini tidak mengandung agar. Contohnya adalah NB (Nutrient Broth), LB (Lactose Broth). Medium cair akan memberikan kesempatan bakteri untuk menyebar dan tercampur dengan seluruh nutrisi sehingga lebih cocok untuk mengoptimumkan pertumbuhan mikroba. Dapat juga mengetahui karakterkarakter mikroba berdasarkan kebutuhan oksigen. Media yang ketiga adalah media semi padat dan semi cair. Kalau penambahan zat pemadat hanya 50 persen atau kurang dari seharusnya, maka umumnya diperlukan uintuk mikroba-mikroba yang memerlukan banyak kandungan air dan hidup anaerobik atau fakultatif. Media jenis ini dibuat dengan tujuan supaya pertumbuhan mikroba dapat menyebar ke seluruh media tetapi tidak mengalami pencampuran sempurna jika diberi perlakuan pengadukan. Selain itu,
3
media ini juga dibuat untuk menekan difusi oksigen kedalam media untuk mengembangbiakkan bakteri yang anaerob. 3.3. Susunan Media Sesuai dengan fungsi dari masing-masing unsur hara yang terdapat pada media yang digunakan, maka susunan-susunan media pada semua jenisnya mempunyai kesamaan isi yaitu memiliki kandungan air, kandungan nitrogen, kandungan sumber energi, kandungan unsur karbon, dan kandungan-kandungan vitamin. Berdasarkan pada persyaratan tersebut susunan media dapat berbentuk media alami, media semi sintetis, media sintetik dan media non sintetik. Susunan yang pertama adalah berbentuk media alami. Merupakan media yang disusun oleh bahan-bahan alami seperti kentang, tepung, daging, dan sebagainya. Bahan yang paling banyak digunakan dari jenis media alami ini adalah dari telur. Susunan media yang kedua adalah berbentuk media semi sintetis. Media yang disusun oleh campuran bahan-bahan sintetis dan bahan-bahan alami yang dapat dijadikan sebagai medium untuk menumbuhkan bakteri, misalnya kaldu nutrisi, tauge agar, wortel agar. Susunan media yang ketiga adalah berbentuk media sintetik. Media yang disusun
oleh
senyawa
kimia
seperti
media
untuk
pertumbuhan
dan
pengembangbiakkan bakteri Clostridium. Susunan media yang keempat adalah berbentuk media non sintetik. Yaitu media yang susunan kimianya tidak dapat ditentukan dengan pasti. Media ini umumnya digunakan untuk menumbuhkan, mengembangbiakkan dan mempelajari taksonomi mikroba. 3.4. Sifat Media Penggunaan miroba bukan hanya pertumbuhan dan pengembangbiakkan mikroba, tetapi juga untuk tujuan lain, yaitu untuk isolasi, seleksi, evajuasi, dan diferensiasi biakkan yang didapatkan. Berdasarkan pada sifat-sifatnya media dibedakan menjadi enam sifat, yaitu media umum, media pengaya, media selektif, media dioferensiasi, media penguji dan media perhitungan. Sifat media yang pertama adalah media umum. Media ini digunakan untuk perkembangbiakkan dan
4
pertumbuhan satu atau lebih mikroba secara umum. Seperti kaldu berfungsi untuk memberikan nutrisi bagi bakteri. Contohnya adalah agar nutrisi untuk bakteri, agar tauge atau agar kentang desktrose untuk jamur. Sifat media yang kedua adalah media pengaya. Media ini dipergunakan dengan maksud meberi kesempatan kepada suatu jenis mikroba untuk tumbuh dan berkembang lebih cepat dari jenis lainnya yang sama berada dalam satu bahan, misalnya kaldu lelenit. Yang ketiga adalah media selektif. Media yang hanya ditumbuhi oleh satu atau lebih mikroba tertentu tetapi mematikan untuk jenis-jenis lainnya, sehingga mikroba yang diinginkan dapat tumbuh tanpa gangguan mikroba lain. Hal ini lebih memudahkan dalam pengembangbiakan mikroba. Contohnya agar ENDO, agar SS, dan lain-lain. Sifat media yang keempat adalah media dioferensiasi. Medium yang dapat ditumbuhi semacam organisme dengan memberi ciri tertentu. Mikroorganisme tersebut mampu menguraikan salah satu bahan pembuat medium dimana mikroorganisme lain yang sama-sama tumbuh disitu tidak mampu. Mikroba yang tumbuh pada media ini tidak menganggu pertumbuhan mikroba utama. Contohnya agar darah, agar cesin, metilen biru dan lainnya. Sifat media yang kelima adalah media penguji. Media jenis ini dibuat untuk melakukan pengujian terhadap suatu senyawa, dimana pengujiannya dilakukan dengan bantuan mikroba yang tumbuh pada media yang telah dibuat. Sifat media yang terakhir adalah media perhitungan. Media ini dibuat untuk kepentingan menghitung jumlah mikroba pada suatu bahan. Media ini sendiri terdiri dari berbagai macam medium, dapat berbentuk media umum, selektif, diferensial, dan penguji. 3.5. Pensterilan Medium Medium
merupakan
tempat
hidup,
tempat
tumbuh
dan
tempat
berkembangbiaknya mikroba yang fungsinya menentukan isolasi, memperbanyak pengujian dan menghitungan berapa banyak mikrobanya. Harus mengandung nutrisi yang digunakan mikroba. Bentuk medium ditentukan oleh ada tidaknya perubahan zat pemadat seperti agar-agar, pada percobaan ini digunakan agar-agar, batangan dan gelatin dan sebagainya. Susunan medium disesuaikan dengan fungsi
5
fisiologis masing-masing unsur hara yang terdapat dalam medium. Berikut ini adalah beberapa cara untuk mensterilkan medium secara umum, yaitu sterilisasi secara fisik, sterilisasi secara kimia, sterilisasi secara mekanik. Sterilisasi secara fisik, sterilisasi dengan menggunakan udara panas atau uap air panas dengan tekanan tinggi, misalnya dengan menggunakan autoklaf dengan temperatur 121 derajat celcius dengan tekanan 15 lbs. Waktu yang diperlukan tergantung banyak sedikitnya bahan atau medium yang disterilkan umumnya berkisar antara 15 sampai 20 menit. Sterilisasi secara kimia, Sterilisasi jenis ini dilakukan dengan menggunakan senyawa kimia tertentu yang memiliki kemampuan mensterilkan. Senyawa kimia yang banyak digunakan adalah larutan CuSO4, AgNO3, HgCl2, dan ZnO serta alkohol dengan kadar antara 50 persen-75 persen karena cepat menyebabkan koagulasi protein mikroba. Larutan garam seperti NaCl (9 persen), KCl (11 persen) dan KNO 3 (10 persen) dapat dipergunakan karena tekanan osmotiknya yaitu dehidrasi protein pada substrat. Sedangkan asam kuat dan basa kuat dapat dipergunakan karena dapat menghidrolisis isi sel mikroba. Larutan KMnO 4 (10 persen) dan HCl (1,1 persen) dapat mengoksidasi substrat. Sedangkan larutan CuSO 4 digunakan untuk algisida. Khlor dan senyawa khlor digunakan juga sebagai disinfektan. Pengunaannya digunakan terutama pada tempat penyimpanan air dan juga larutan formalin atau formaldehida dengan kadar antara 4-20 persen. Sterilisasi secara mekanik, sterilisasi ini digunakan untuk beberapa bahanbahan yang akibat pemanasan yang tinggi ataupun tekaanan yang tinggi mengalami perubahan atau penguraian. Sterilisasi secara mekanik dilakukan yaitu dengan cara saringan. Penyaringan yang digunakan dengan penggunaan filter seperti filter Berkefeld, Chamberland dan Seitz juga filter glukosa, gelas atau porselen. Jenis-jenis filter mana yang akan digunakan tergantung kepada tujuan penyaringan, pemisahan dan bahan yang akan disaring. Sterilisasi media juga dapat dilakukan dengan cara khusus, yaitu cara pendidihan, cara tyndalisasi, dengan autoklaf dan dengan penyaringan atau filterisasi. Sterilisasi khusus dengan cara pendidihan, mensterilkan cukup dengan
6
cara mendidihkan medium tersebut, selama beberapa jam, maka semua benih kehidupan akan mati. Hal ini dilakukan oleh Spallanzani (1729-1788) untuk membuktikan tidak mungkin abioginesis. Sterilisasi khusus dengan cara tyndalisasi, Mendidihkan medium dengan uap dalam beberapa menit. Diamakan 1 hari, spora akan tumbuh menjadi bakteri vegetatif dan medium didihkan lagi beberapa menit. Pada hari ketiga pengamatan, medium tersebut dididihkanatau dipanaskan kembali dengan metode seperti inilah diperoleh medium steril. Sterilisasi khusus dengan autoklaf. Sterilisasi khusus dengan autoklaf merupakan alat serupa tangki minyak yang diisi uap. Medium yang akan disterilkan ditempatkan dalam sebuah autoklaf dengan waktu selama 15-20 menit atau tergantung banyaknya medium yang akan disterilkan. Medium yang disterilkan sebaiknya diletakkan didalam botol
berukuran agak kecil, setelah
pintu autoklaf tersebut ditutup rapat, barulah pipa kran uap dibuka dan temperature pada autoklaf tersebut akan naik sampai dengan 121oC. Setelah cukup waktu, kran uap ditutup, suhu mulai turun sedikit demi sedikit. Autoklaf dibuka dengan cara perlahan apabila termometer telah menunjukan angka nol, setelah dingin medium yang disterilkan tersebut dikeluarkan dari autoklaf dan setelah stabil disimpan dalam dilemari es. Sterilisasi khusus dengan penyaringan atau filterisisasi. Medium disaring dengan saringan porselin, maka zat organic tidak mengalami penguraian sama sekali, sehabis penyaringan medium masih perlu dipanasi dialam autoklaf meskipun tidak selama 15 menit dan temperature 121oC. Penyaringan dan pemisahan dengan saringan yang terbuat dari bahan asbes karena mudah dibersihkan. 3.6. Kepentingan Media Dalam menumbuhkan dan mengembangbiakan mikroba diperlukan suatu substrat yang disebut media. Sedang media tersebut sebelum digunakan harus dalam keadaan steril. Artinya tidak terdapat mikroba yang lain yang tidak diharapkan. Susunan bahan, baik berbentuk bahan alami (seperti tauge, daging, telur, wortel dan sebagainya) ataupun bahan buatan (berbentuk senyawa kimia, organik
ataupun
anorganik
yang
diperlukan
untuk
pertumbuhan
dan
7
pengembangbiakan mikroba dinamakan media. Agar mikroba dapat tumbuh dan berkembang dengan baik maka didalam media diperlukan persyaratan, yaitu: a) Bahan didalam media harus terkandung semua unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pengembangbiakan mikroba. b) Media harus mempunyai tekanan osmosa, tegangan permukaan dan pH sesuai dengan kebutuhan mikroba. c) Media harus dalam keadaan steril, artinya sebelum ditanami mikroba yang dimaksud tidak ditumbuhi oleh mikroba lain yang tidak diharapkan 3.7. Bakteri Bakteri berasal dari kata bacterium yang artinya jamak adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi. Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktur sel bakteri relatif sederhana, tanpa nukleus atau inti sel, kerangka sel, dan organelorganel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Hal inilah yang menjadi dasar perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks. Bakteri memiliki sifat-sifat tertentu antara lain: a) Merupakan mahluk hidup bersel satu b) Tidak mempunyai klorofil,karena itu pada umumnya bakteri bersifat haterotrof c) Bakteri terdapa di udara, di air, di darat baik sebagai sapropit maupun parasit d) Berkembang biak dengan cara kawin (membelah diri) dan secara tak kawin (konjugasi) e) Inti selnya mempunyai selaput inti atau karioteka dan termasuk filum schyzophyta 3.8. Pengaruh Lingkungan terhadap Bakteri Kondisi lingkungan yang mendukung kehidupan bakteri dapat memacu perkembangbiakan dan reproduksi bakteri. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap perkembangbiakan dan reproduksi bakteri adalah suhu,
8
kelembapan, dan cahaya. Secara umum, terdapat beberapa peralatan yang dapat digunakan dalam melakukan pengamatan terhadap sel bakteri dengan berbagai parameter. Ada beberapa jenis peralatan yang dapat digunakan, yaitu mikroskop optikal, mikroskop elektron, dan atomic force microscope (AFM). Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah faktor suhu. Suhu berperan penting dalam mengatur jalannya reaksi metabolism bagi semua makhluk hidup. Khususnya bagi bakteri, suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang dapat ditoleransi akan menyebabkan denaturasi protein dan komponen sel esensial lainnya sehingga sel akan mati. Demikian pula bila suhu lingkungannya berada di bawah batas toleransi, membran sitoplasma tidak akan berwujud cair sehingga transportasi nutrisi akan terhambat dan proses kehidupan sel akan terhenti. Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 4 golongan antara lain: a) Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°– 30°C dengan suhu optimum 15°C. b) Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15°– 55°C, dengan suhu optimum 25°C–40°C. c) Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40°C–75°C, dengan suhu optimum 50°C-65°C d) Bakteri hipertermofil, yaitu bakteri yang hidup pada kisaran suhu 65°C114°C dengan suhu optimum 88°C. Faktor kelembaban relatif juga mempengaruhi. Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban relatif atau relative humidity, RH yang cukup tinggi, kira-kira 85 persen. Sebagai contoh bakteri Escherichia coli akan mengalami penurunan daya tahan dan elastisitas dinding selnya saat nilai relative humidity lingkungan kurang dari 84 persen. Bakteri gram positif cenderung hidup pada kelembaban udara yang lebih tinggi dibandingkan dengan bakteri gram negatif terkait dengan perubahan struktur membran selnya yang mengandung lipid. Faktor cahaya juga mempengaruh, cahaya merupakan salah satu faktor yang
mempengaruhi
pertumbuhan
bakteri.
Secara
umum,
bakteri
dan
mikroorganisme lainnya dengan baik pada paparan cahaya normal. Akan tetapi, paparan cahaya dengan intensitas sinar ultraviolet (UV) tinggi dapat berakibat fatal bagi pertumbuhan bakteri. Teknik penggunaan sinar UV, sinar x, dan sinar
9
gamma untuk mensterilkan suatu lingkungan dari bakteri dan mikroorganisme lainnya sudah dikenal dengan teknik radiasi. Teknik ultraviolet ini mulai berkembang sejak awal-awal abad ke-20. Metode ultraviolet tersebut telah diaplikasikan secara luas untuk berbagai keperluan, terutama pada proses sterilisasi makanan untuk meningkatkan masa simpan dan meningkatkan daya tahan. Beberapa contoh bakteri patogen yang mampu dihambat ataupun dihilangkan antara lain Escherichia coli 0157:H7 dan Salmonella. Metode mengurangi pertumbuhan dengan ultraviolet akan menyebabkan sampah bakteri yang hanya membunuh tetapi itu harus menggunakan sistem ultraviolet yang baik dan efektif dalm prosesnya. Untuk mengurangi atau menghilangkan sampah bakteri yang ada di udara harus menggunakan penyaring atau filter udara dimana udara yang mengandung partikel akan ditangkap dengan menggunakan filter udara. Faktor terakhir yang mempengaruhi adalah radiasi. Radiasi pada kekuatan tertentu dapat menyebabkan kelainan dan bahkan dapat bersifat letal bagi makhluk hidup, terutama bakteri. Sebagai contoh pada manusia, radiasi dapat menyebabkan penyakit hati akut, penyakit katarak, penyakit hipertensi, dan bahkan penyakit yang lebih berbahaya, seperti kanker. Akan tetapi, terdapat kelompok bakteri-bakteri tertentu yang mampu bertahan dari paparan radiasi yang sangat tinggi bahkan ratusan kali lebih besar dari daya tahan manusia tehadap radiasi. Bakteri tersebut merupakan kelompok bakteri Deinococcaceae. Sebagai perbandingan, manusia pada umumnya tidak dapat bertahan pada paparan radiasi lebih dari 10 Gray (Gy, 1 Gy sama dengan100 rad), sedangkan bakteri yang termasuk kelompok ini bertahan hingga 5.000 Gy. Pada umumnya, paparan energi radiasi dapat menyebabkan mutasi gen dan putusnya rantai DNA. Apabila terjadi pada intensitas yang tinggi, bakteri dapat mengalami kematian sehingga produktivitasnya akan menurun. Radiasi yang utama berasal dari radiasi nuklir, selain itu juga dari radiasi sinar matahari Deinococcus radiodurans memiliki kemampuan untuk bertahan terhadap mekanisme perusakan materi genetik tersebut melalui sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA yang sangat efisien.
10
