Mikroorganisme
: infeksi pada manusia, hewan, tanaman, mencemari makanan, kerusakan (kayu, rumah, dll). Menyebabkan kerugian ekonomi Pengendalian : segala usaha untuk menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme. Penting untuk : mencegah penyebaran penyakit dan infeksi, membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi, mencegah pembusukan dan perusakan bahan oleh mikroorganisme
Vibrio harveyi
Sterilisasi
: Proses yang menghancurkan semua bentuk kehidupan Disinfektan : bahan kimia yang mematikan sel vegetatif Antiseptik : substansi yang melawan infeksi (sepsis) atau mencegah pertumbuhan atau kerja mikroorganisme dengan cara menhancurkan atau menghambat pertumbuhan serta aktivitasnya Bahan sanitasi : bahan yang mengurangi populasi mikroorganisme sampai batas yang dianggap aman
Germisida
( mikrobisida) : bahan yang mematikan sel-sel vegetatif tetapi tidak selalu mematikan spora Bakteriostatis : suatu keadaan yang menghambat pertumbuhan bakteri Bahan antimikrobial : Bahan yang mengganggu pertumbuhan dan metabolisme mikrobe
Keadaan
yang mempengaruhi kerja anti mikrobial : Konsentrasi atau intensitas zat anti mikrobial Jumlah mikroorganisme Suhu Spesies mikroorganisme Adanya bahan organik Kemasaman atau basa (pH)
Cara
kerja zat anti mikrobial : Kerusakan pada dinding sel Perubahan permeabilitas sel Perubahan molekul protein dan asam nukleat Penghambatan kerja enzim Penghambatan sintesis asam nukleat dan protein
suhu
tinggi : penggunaan suhu tinggi dan kelembaban tinggi, paling efektif. Contoh : Clostridium botulinum (4-20 menit dg panas lembab, 2 jam dengan panas kering) Waktu kematian thermal : waktu terpendek yang dibutuhkan untuk mematikan suspensi bakteri (atau spora) pada suhu tertentu dibawah keadaan tertentu. Waktu pengurangan desimal : pengurangan khusus jumlah sel hidup yaitu lamanya waktu dalam menit untuk mengurangi populasi sebanyak 90%.
Tabel. Lamanya pemusnahan spora bakteri dengan panas lembab organisme
Lama pemusnahan (menit) 100 0C
105 0C
B. anthracis
2-15
5-10
B. Subtilis
Berjam-jam
C. Tetani
5-90
5-25
C. Pefringens
5-45
5-27
10-15 4
C. Botulinum
300-530
40120
32-90 10-40 4-20
Bakteri tanah
Berjam-jam
420
120
15
6-30
4
400
100300
40110
1135
3,98
45
12
Termofilik C. sporogenes
150
110 0C 115 0C 120 0C
125 0C
130 0C
134 0C
40
1
1,51 3,5
1
Panas lembab : Uap bertekanan , suhu diatas titik didih, pemanasan berlangsung cepat, mempunyai daya tembus, menghasilkan kelembaban yang tinggi, kesemuanya mempermudah koagulasi protein. Alat sterilisasi : autoklaf, umumnya waktu yang diperlukan untuk sterilisasi tergantung pada tipe wadah dan volume bahan. Sterilisasi bertahap, beberapa media tidak dapat dipanaskan pada suhu diatas 100 o C. Dalam proses ini bahan dipanaskan pada suhu 100 o C selama 3 hari berturut-turut diseling dengan proses inkubasi diantaranya. Spora-spora resisten yang akan berkecambah pada masa inkubasi akan dapat dihancurkan pada pemanasan berikutnya.
Air
mendidih, sel vegetatif akan terbunuh pada waktu 10 menit dalam air mendidih, namun spora bakteri dapat bertahan. Lebih tepat untuk desinfeksi daripada sterilisasi. Pasteurisasi : panas terkendali untuk mematikan tipe organisme tertentu, contoh pada susu, cream, minuman beralkohol. Dipanaskan pada suhu yang terlalu tinggi tidak dikehendaki karena akan menyebabkan cita rasa yang kurang. Mycobacterium tuberculosis patogen pada susu mentah akan terbunuh pada suhu 60oC dalam waktu 30 menit. Coxiella burnetii terbunuh pada suhu 62,8 oC selama 30 menit
Panas kering : Sterilisasi dengan udara panasdianjurkan bila penggunaan uap bertekanan tidak dikehendaki, disterilkan dalam oven listrik atau gas, peralatan pecah belah suhu 160oC, selama 2 jam. Pembakaran, pembakaran bahan yang mengandung mikroorganisme berarti membasmi mikroorganismenya. Pembakaran digunakan untuk memusnahkan bangkai, hewan penelitian yang terinfeksi, dan bahan terinfeksi lainnya yang perlu dibuang. Digunakan juga secara rutin untuk membakar jarum ose.
Suhu
rendah , suhu dibawah suhu optimum pertumbuhan dapat menekan laju metabolisme. Bermanfaat untuk mengawetkan biakan karena mikroorganisme punya kemampuan untuk bertahan hidup pada suhu sangat dingin. Pendinginan , biakan beberapa bakteri, khamir dan kapang yang ditumbuhkan pada media agar dalam tabung reaksi dapat tumbuh selama berbulan-bulan pada lemari es (4-7oC)
Suhu
dibawah titik nol, bakteri dan virus dapat dipertahankan pada suhu -20oC, -70oC dan suhu -195oC (nitrogen cair). Pengeringan : dapat mengurangi atau menghentikan aktivitas metabolik, diikuti dengan matinya sejumlah sel. Neisseria gonorrhoeae dan Neisseria meningitidis sangat peka terhadap kekeringan, sehingga akan mati dalam beberapa jam, streptokokus jauh lebih resisten, sedangkan Basilus tuberkulosis yang dikeringkan bersama dahak dapat tetap hidup dalam jangka waktu yang lama.
Tekanan
osmotik : osmosis adalah tekanan difusi melintas membran semipermeabel yang memisahkan dua macam larutan dengan konsentrasi solut yang berbeda. Suspensi bakteri dalam konsentrasi garam tinggi akan terjadi plasmolisis, dalam konsentrasi garan rendah akan terjadi plasmoptisis.
Radiasi : beberapa macam radiasi dapat bersifat letal terhadap sel-sel mikroba dan sel organisme lainnya, radiasi ini meliputi : Cahaya ultraviolet, bagian ultraviolet pada spektrum meliputi semua radiasi dari 15 sampai 390 nm. Panjang gelombang sekitar 265 nm memiliki efisiensi bakterisidal tertinggi. Meskipun sinar matahari sebagian terdiri dari cahaya uv tetapi sebagian besar panjang gelombang terserap oleh atmosfer bumi, sehingga radiasi uv pada permukaan bumi menjadi terbatas kisarannya sekitar 280 – 390 nm. Lampu germisidal 260-270 nm.
Sinar
X : bersifat letal bagi mikroorganisme, mempunyai daya tembus yang tinggi, tidak praktis karena daya tembus yang tinggi menyulitkan usaha perlindungan bagi pemakai. Digunakan secara meluas untuk menghasilkan mutan-mutan mikrobe Sinar gamma, serupa dengan sinar x tetapi mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek, energi lebih tinggi, bersifat letal bagi mikroorganisme. Digunakan dalam sterilisasi bahan tebal dan besar seperti kemasan peralatan medis.
Dosis letal median sinar x berbagai spesies organisme virus bakteri algae protozoa veterbrata
Dosis letal median (rd) Mosaik tembakau
200.000
Papiloma kelinci
100.000
E. Coli
5000
Bacillus mesentericus
130.000
Mesotenium
8500
Pandorina
4000
Colpidium
330.000
Paramaecium
300.000
Ikan mas
750
Mencit
450
Kelinci
800
Tikus
600
Kera
450
Manusia (?)
400
Sinar
katode : radiasi berkas elektron, berintensitas tinggi (jutaan volt), bersifat mikrobisidal serta mempunyai pengaruh lain terhadap bahan biologis maupun non biologis. Digunakan untuk mensterilkan peralatan bedah, obat dan benda lain. Keuntungan benda dapat disterilkan pada suhu kamar dalam keadaan terbungkus. Filtrasi (penyaringan), beberapa bahan seperti serum hewan, enzim, vitamin, antibiotik, bersifat termolabil , disterilkan dengan filtrasi.
Filter bakteriologis : bahan filter yang selama ini digunakan lapisan relatif tebal, terbuat dari asbes, porselen, kaca berpori. Yang terbaru terbuat dari ester selulosa atau substansi polimerik dengan pori-pori ukuran tepat dan seragam. Kisaran 0,01-10µm. Lapisan saringan ini sangat tipis sehingga dinamakan filter membran. Filter udara : filter berefisiensi tinggi untuk menyaring udara berisikan partikel (high eficiency particulate air filter atau HEPA)dialirkannya udara bersih kedalam ruangan tertutup. Tipe filtrasi ini bersama dengan sistem aliran udara laminar (laminar air flow). Digunakan di ruang transfer mikrobiologis untuk mencegah terjadinya kontaminasi.
Pelindung
muka, digunakan untuk menyaring mikroorganisme asal udara, biasanya pada petugas rumah sakit untuk melindungi dari penyakit menular Pembersihan fisik : Ultrasonik , gelombang suara berfrekuensi tinggi untuk memecahkan sel mikrobe serta membersihkan mikrobe dari peralatan Pencucian : mencuci atau menggosok dengan sabun, merupakan cara fisik untuk menghilangkan mikroorganisme dari permukaan.
Ciri
suatu desinfektan ideal : Aktivitas antimikrobial, kemampuan substansi untuk mematikan mikroorganisme. Konsentrasi rendah, aktivitas spektrum luas Kelarutan , harus dapat larut dalam air atau pelarut lain, sampai taraf tertentu sehingga dapat digunakan secara efektif Stabilitas perubahan yang terjadi pada substansi bila dibiarkan beberapa lama harus seminimal mungkin dan tidak menghilangkan sifat antimikrobialnya
Tidak bersifat racun bagi manusia dan hewan Homogeinity, komposisi harus seragam sehingga bahan aktif selalu terdapat pada setiap aplikasi Tidak bergabung dengan bahan organik Aktivitas antimikrobial pada suhu kamar atau suhu tubuh Kemampuan untuk menembus Tidak menimbulkan karat dan warna Kemampuan menghilangkan bau Kemampuan sebagai detergen Ketersediaan dan biaya
Fenol
dan persenyawaan fenolat Alkohol Halogen Logam berat dan persenyawaannya Detergen Aldehide Kemosterilisator gas
Fenol
(asam karbolat): sejak 1860 –an (digunakan pertama kali oleh Lister) untuk pembedahan aseptik. target utama denaturasi protein dan merusak membran sel . Senyawa fenolat merupakan salah satu desinfektan permukaan yang terbaik bagi benda mati. Persenyawaan fenolat : o kresol, m-kresol, p-kresol, o-fenilfenol, heksilresorsinol, heksaklorofen. Persenyawaan alkohol : etil alkohol dengan konsentrasi 50 – 70% efektif terhadap mikroorganisme vegetatif atau yang tidak membentuk spora. Etil alkohol mempunyai aktivitas sporisidal yang rendah.
fenol
Spora
antraks dapat bertahan di dalam alkohol selama 20 tahun, sedangkan spora Bacillus subtilis selama 9 tahun. Metil alkohol kurang bakterisidal dibanding etil alkohol, sangat beracun, dapat menyebabkan kerusakan permanen pada mata, sehingga pada umumnya tidak digunakan sebagai disinfektan. Propil dan isopropil alkohol (40-80%) berguna sebagai desinfektan kulit
Halogen dan persenyawaannya, terdiri dari fluor, klor, brom dan iodium. Iodium : merupakan bahan germisidal paling tua (sejak 1830). Iodium akan segera larut dalam alkohol, larutan kalium atau natrium iodida. Iodium tinktur merupakan campuran 2% iodium dan 2% natrium iodida dalam 50% alkohol. Iodium merupakan zat yang sangat efektif dan unik, yaitu efektif terhadap segala macam bakteri, spora, cendawan, virus. Larutan iodium terutama untuk desinfeksi kulit, khususnya desinfektan sebelum operasi.
Klor dan persenyawaannya : klor sebagai gas atau kombinasi kimiawi (persenyawaan klor), merupakan salah satu desinfektan yang luas penggunaannya. Gas yang dimampatkan (compressed gas) dalam bentuk cair digunakan untuk memurnikan cadangan air kota. Hipoklorit atau kalsium hipoklorit dikenal sebagai kapur yang diklorinasi, dan natrium hipoklorit, digunakan untuk keperluan rumah tangga maupun industri. 5-70% kalsium hipoklorit digunakan untuk sanitasi peralatan industri susu dan peralatan makan restoran, 1% natrium hipoklorit untuk kesehatan perorangan dan desinfektan rumah tangga, konsentrasi 5 – 12% digunakan sebagai pemutih dan desinfektan di rumah tangga, serta sebagai bahan sanitasi dalam perusahaan susu dan pengolahan pangan
Kloramin, ciri : digantikannya satu atau lebih atom hidrogen dalam gugus amino suatu persenyawaan dengan klor, antara lain : monokloramin, kloramin T, azokloramide. Keuntungan kloramin jauh lebih stabil dari hipoklorit. Sifat germisidal klor dan persenyawaannya terdapat pada asam hipoklorit yang terbentuk bila klor bebas ditambahkan dalam air : Cl2 + H2O HCl + HClO (asam hipoklorit). Asam hipoklorit yang setiap kali terbentuk mengalami dekomposisi lebih lanjut : HClO HCl + O (terbentuk dari klor, hipoklorit dan kloramin. Oksigen yang dibebaskan dari reaksi ini merupakan oksidator kuat dan menghancurkan mikroorganisme dengan cara merusak komponen selular, dan dengan cara pengikatan langsung klor dengan protein sel.
Logam berat (aksi oligodinamik) : logam tertentu dalam jumlah amat kecil teruama perak dapat mematikan bakteri, hal ini disebut aksi oligodinamik (oligos : kecil, dynamis : kekuatan). Persenyawaan logam berat antimikrobial yang paling penting : persenyawaan yang mengandung merkuri, perak dan tembaga. Mertiolat, merkurokrom dan metafen, sebagai antiseptik. Perak nitrat untuk mencegah infeksi gonokokus pada mata bayi yang baru lahir. Merkuri kloride menghambat kerja enzim yang mengandung gugusan sulf hidril.
Salah
satu cara kerja logam berat ini adalah mendenaturasikan protein. Merkuri kloride, penghambatan diarahkan pada enzim yang mengandung gugus sulf hidril: enzim aktif + HgCl2 menjadi enzim tidak aktif.
Detergen
: zat pengurang tegangan permukaan atau zat pembasah yang terutama digunakan untuk membersihkan permukaan benda disebut detergen. Contoh sabun. Klasifikasi detergen : Detergen anionik :detergen yang berionisasi dan sifat detergennya terletak pada anion Detergen kationik : detergen yang berionisasi dan sifat detergennya terletak pada kation
Persenyawaan
amonium kuartener. Kelompok detergen kationik ini lebih germisidal dari pada persenyawaan anionik. Penggunaan praktis sebagai desinfektan, antiseptik dan bahan sanitasi. Contoh : benzalkonium kloride, benzetonium kloride, setilpridinium kloride. Daya bakterisidal tinggi terhadap bakteri gram positif. Persenyawaan kuarterner aktif terhadap cendawan dan protozoa tetapi virus lebih resisten. Keterbatasan yaitu ; tidak menghambat atau mematikan spora bakteri dan cendawan, tidak efektif terhadap bacilus tbc.
Aldehide : Glutaraldehide : larutan glutaraldehide 2% memperlihatkan aktivitas antimikrobial berspektrum luas, efektif terhadap sel vegetatif cendawan, bakteri, spora bakteri dan cendawan, serta virus. Untuk peralatan medis, alat berlensa, dll. Formaldehide, bebentuk gas, stabil pada konsentrasi dan suhu tinggi. Formalin mengandung 37 – 40% formaldehide, memiliki aktivitas antimikrobial sangat tinggi, uap formaldehide akan mensterilkan benda dalam ruang tertutup pada kondisi yang cocok. Menyebabkan iritasi pada kulit dan uapnya berbahaya.
formaldehide
Kemosterilisator gas, beberapa produk ada yang tidak bisa disterilkan dengan suhu tinggi atau dengan cairan, sterilisasi kimiawi dengan gas merupakan cara yang efektif dan praktis, contoh bahan plastik yang peka terhadap panas, alat suntik, tabung reaksi, cawan petri, pipet. Zat utama yan digunakan adalh etilenokside. Etilenokside persenyawaan organik sederhana, pada suhu dibawah 10,8oC berbentuk cair sedangkan diatas suhu tersebut akan mudah menguap. Uapnya mudah sekali terbakar, meski dalam konsentrasi rendah, diatasi dengan cara mencampur etilenokside dengan karbondiokside atau diklorofluorometan (freon).
Etilenokside
merupakan zat sterilisasi yang ampuh. Ciri yang menonjol adalah kekuatannya untuk menembus benda-benda yang sedang disterilkan seperti bahan yang terkemas berukuran besar, gulungan kain, bahan plastik tertentu sehingga sterilisasi tercapai dengan baik. Mudah meledak dan beracun sehingga penggunaan harus berhatihati. Mekanisme kerja etilenokside adalah menyebabkan reaksi alkilasi dengan persenyawaan organik termasuk protein dan enzim lain.
Evaluasi germisida terpilih Kelas
Konsentrasi
Tingkat aktivitas
Etilenokside (5560oC)
450-800 mg/l
tinggi
Glutaraldehide (larutan)
2%
tinggi
Formaldehide + alkohol
8% + 60 – 70%
tinggi
Formaldehide larutan 3 – 8%
Tinggi sd sedang
Iodium + alkohol
0,5 – 70 %
Sedang
alkohol
70 – 95%
Sedang
Persenyawaan klor
4 – 5%
Sedang
Persenyawaan fenol
0,5 – 3 %
Sedang sd rendah
Iodiofor
75 – 150 ppm
Sedang sd rendah
Per. Amonium kuartener
1 : 750
Rendah
Per. merkuri
1 : 500 - 1000
rendah
Evaluasi
laboratoris terhadap zat kimia antimikrobial dilakukan dengan mengikuti salah satu dari tiga prosedur umum : Zat antimikrobial berbentuk cair yang dapat larut dalam air diencerkan, dimasukan ke tabung steril lalu diberi organisme uji yang diketahui jumlahnya, kemudian pada selang waktu tertentu dipindahkan pada tabung yang berisi media lalu diinkubasikan, kemudian diamati populasi pertumbuhannya.
Zat kimia dicampurkan pada kaldu atau media agar, diinokulasi dengan organisme uji, diinkubasi lalu dilakukan pengamatan terhadap : penurunan banyaknya pertumbuhan atau tidak adanya pertumbuhan, tegantung efek mana yang diperlukan. Media agar dalam cawan petri, diinokulasi dengan organisme uji, zat kimia yang diuji ditempatkan diatas permukaan media tersebut. Setelah masa inkubasi tertentu cawan diamati untuk melihat zona penghambatan disekeliling situs tempat disimpan zat kimia tersebut
