Pengaruh Faktor Luar Terhadap Pertumbuhan Mikrobia

Pertumbuhan mikroba pada umumnya sangat tergantung dan dipengaruhi oleh faktor lingkungan, perubahan faktor lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi. Hal ini dikarenakan, mikroba selain menyediakan nutrient yang sesuai untuk kultivasinya, juga diperlukan faktor lingkungan yang memungkinkan pertumbuhan mikroba secara optimum. Mikroba tidak hanya bervariasi dalam persyaratan nutrisinya, tetapi menunjukkan respon yang menunjukkan respon yang berbeda-beda. Untuk berhasilnya kultivasi berbagai tipe mikroba diperlukan suatu kombinasi nutrient serta faktor lingkungan yang sesuai (Pelczar & Chan, 1986).

Kehidupan bakteri tidak hanya dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan, akan tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Bakteri dapat mengubah pH dari medium tempat ia hidup, perubahan ini disebut perubahan secara kimia. Adapun faktor-faktor lingkungan dapat dibagi atas faktor-faktor biotik dan faktor-faktor abiotik. Di mana, faktor-faktor biotik terdiri atas makhluk-makhluk hidup, yaitu mencakup adanya asosiasi atau kehidupan bersama antara mikroorganisme, dapat dalam bentuk simbiose, sinergisme, antibiose dan sintropisme. Sedangkan faktor-faktor abiotik terdiri atas faktor fisika (misal: suhu, atmosfer gas, pH, tekanan osmotik, kelembaban, sinar gelombang dan pengeringan) serta faktor kimia (misal: adanya senyawa toksik atau senyawa kimia lainnya (Hadioetomo, 1993).

Salah satu faktor lingkungan yang berpengaruh adalah suhu atau temperatur. Mikrobia memiliki batas toleransi masing-masing terhadap suhu. Efek dari suhu yang ekstrim pada mikrobia adalah enzim menjadi inaktif dan kemungkinan hal yang sama terjadi pada beberapa struktur sell lainnya. Tetapi pada kondisi optimumnya mikrobia akan memiliki produktivitas yang optimal. Ada 3 jenis mikrobia berdasarkan kisaran suhunya yaitu, psikrofilik dengan suhu minimum 5-0oC, optimum 5-15oC, dan maksimum15-20oC, mikrobia mesofilik dengan suhu minimum10-20oC, optimum 20-40oC, maksimum 40-45oC, dan mikrobia termofilik dengan suhu minimum 25-45oC, optimim 45-60oC, maksimum 60-50oC (Moat, 1979).

Logam juga sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan mikrobia. Hal ini karena logam mempunyai daya oligodinamik yaitu daya bunuh logam pada kadar yang sangat rendah. Daya ini timbul karena logam dapat mempresipitasikan enzim-enzim atau protein  esensial dalam sel. Logam berat yang umum dipakai adalah Hg, Ag, As, Zn, dan Cu (Dee, 2010).

Antibiotik dalah zat-zat yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan zat-zat itu dalam jumlah yang sedikitpun mempunyai daya penghambat kegiatan mikroorganisme lain Ampicillin merupakan suatu antibiotik beta-lactam yang sudah sering digunakan untuk mengobati infeksi oleh bakteri sejak tahun 1961. Ampicillin termasuk ke dalam famili aminopenicillin dan bisa dianggap sama dengan dengan amoxicillin dalam spectrum dan aktivitasnya. Termasuk ke dalam grup penicillin dari antibiotic beta-lactam, ampicillin mampu menempel dan penetrasi pada bakteri gram-positif dan beberapa bakteri gram-negatif. Hal ini dipengaruhi dari gugus aminonya. Gugus amino membantu penetrasi ke dalam membrane dari bakteri. Gugus amino ini akan menghambat sintesis peptidoglikan pada dinding sel dan akhirnya menyebabkan sel lisis (Dwidjoseputro, 1987).

Selain faktor suhu dan antibiotik, pertumbuhan mikrobia juga sangat dipengaruhi oleh senyawa kimia. Beberapa senyawa kimia dapat menghambat pertumbuhan mikrobia. Senyawa kimia yang dapat penghambat pertumbuhan bakteri atau mikrobia disebut desinfektan. Hambatan yang ditimbulkan oleh desinfektan adalah menyebabkan presipitasi protein sel, koagulasi protein sel dan oksidasi senyawa-senyawa penyusun protoplasma dan beberapa zat lain. Desinfektan dapat berupa deterjen, alkali, alkohol, aldehid, asam, fenol dan kresol, klorin arsenik, sulfonamide, cat, dan iodin (Pelczar and Chan, 1986).

Desinfektan adalah bahan kimia yang dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Faktor utama yang menentukan bagaimana desinfektan bekerja adalah kadar dan suhu desinfektan, waktu yang diberikan kepada desinfektan untuk bekerja, jumlah dan tipe mikroorganisme yang ada, dan keadaan bahan yang didesinfeksi. Jadi terlihat sejumlah faktor harus diperhatikan untuk melaksanakan tugas sebaik mungkin dalam perangkat suasana yang ada. Desinfeksi adalah proses penting dalam pengendalian penyakit, karena tujuannya adalah perusakan agen – agen patogen. Berbagai istilah digunakan sehubungan dengan agen – agen kimia sesuai dengan kerjanya atau organisme khas yang terkena. Mekanisme kerja desinfektan mungkin beraneka dari satu desinfektan ke yang lain. Akibatnya mungkin disebabkan oleh kerusakan pada membran sel atau oleh tindakan pada protein sel atau pada gen yang khas yang berakibat kematian atau mutasi (Volk dan Wheeler, 1993).

Beberapa jenis disinfektan yang sering diujikan adalah HgCl2, merkurokrom, dan alkohol 70%. HgCl2 dan merkurocrom terionisasi dalam air menghasilkan Hg++. Ion ini mempunyai sifat racun, iritasi pada jaringan, korosi pada logam sehingga dapat menyebabkan pertumbuhan terhambat karena menyebabkan presipitasi protein. Hal ini disebabkan karena Hg2+ akan berikatan dengan enzim sulfihidril. Saat berikatan dengan Hg2+, enzim ini akan bersifat inaktif sedangkan enzim ini berperan dalam proses metabolisme mikrobia. Sehingga proses metabolisme menjadi terganggu dan pertumbuhan mikrobia menjadi terhambat bahkan mati (Dee, 2010).

Tabel 1. Hasil Pengaruh Suhu

Bakteri

5oC

25 oC

35oC

55oC

Eschericia coli

++

+++

++++

Bacillus subtilis

+

+++

++++

Ket + : sedikit ; ++ : sedang ; +++ : banyak ; ++++ : pertumbuhan sangat lebat

 

Tabel 2. Hasil Pengaruh Antibiotik (ampicilin)

Bakteri

Diameter zona hambat

Luas zona hambat

Parameter zona hambat

Eschericia coli

1,9

1,5

0,02%

Bacillus subtilis

1,2

0,243

Ket : di sekitar antibiotiknya masih tumbuh sedikit mikrobia

 

Tabel 3. Hasil Pengaruh Logam Cu

Bakteri

Diameter zona hambat

Luas zona hambat

Parameter zona hambat

Eschericia coli

1,13

3,5

0,017%

Bacillus subtilis

2,1

3,462

5,445%

 

Tabel 4. Hasil Pengaruh Desinfektan (HgCl)

Bakteri

Diameter zona hambat

Luas zona hambat

Parameter zona hambat

Eschericia coli

2,3

2,09

0,033%

Bacillus subtilis

9

63,585

100%

 

Tabel 5. Hasil Pengaruh Desinfektan (HNO3)

Bakteri

Diameter zona hambat

Luas zona hambat

Parameter zona hambat

Eschericia coli

2,6

2,5

0,049%

Bacillus subtilis

9

63,585

100%

 

Tabel 6. Hasil Pengaruh Desinfektan (Merkurokrom)

Bakteri

Diameter zona hambat

Luas zona hambat

Parameter zona hambat

Eschericia coli

3

4,15

0,06%

Bacillus subtilis

9

63,585

100%

 

Tabel 7. Hasil Pengaruh Desinfektan (Iodin)

Bakteri

Diameter zona hambat

Luas zona hambat

Parameter zona hambat

Eschericia coli

1,6

0,63

0,01%

Bacillus subtilis

9

63,585

100%

 

Tabel 8. Hasil Pengaruh Desinfektan (Alkohol)

Bakteri

Diameter zona hambat

Luas zona hambat

Parameter zona hambat

Eschericia coli

Bacillus subtilis

9

63,585

100%

Pada praktikum ini dilakukan pengamatan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan bakteri Eschericia coli dan Bacillius subtillis. Faktor luar yang pertama adalah suhu. Pada temperatur  5ºC E. coli tumbuh sedang (++) sedangkan B. subtillis tumbuh hanya sedikit saja (+). Hal ini berarti suhu ini masih dalam kisaran hidup E. coli dan B. subtillis karena masih dapat melakukan aktivitas dan kedua bakteri ini termasuk jenis bakteri psikrofilik. Pada suhu 25oC pertumbuhan kedua bakteri ini tumbuh dengan subur / banyak (+++), maka kedua bakteri ini termasuk dalam  bakteri mesofilik karena temperaturnya berada pada suhu diantara 20-45oC. Pada suhu 35oC, kedua bakteri ini tumbuh dengan sangat lebat (++++) dan masih termasuk jenis bakteri mesofilik. Pada suhu 55oC, tidak ada pertumbuhan pada E. coli dan B. subtillis karena kedua bakteri ini tidak dapat hidup pada suhu yang lebih dari suhu optimumnya. Pada suhu paling tinggi aktivitas metabolisme akan meningkat dengan drastis sehingga dapat menyebabkan denaturasi karena proses enzim yang berlebihan sedangkan pada suhu paling rendah metabolisme akan terhambat karena enzim akan menjadi inaktif.

Antibiotik merupakan substansi kimia yang diproduksi oleh berbagai spesies mikroorganisme (bakteri, fungi, aktinomisetes), mampu menekan pertumbuhan mikroba lain dan mungkin mematikan mikroba. Ampicilin merupakan penisilin semisintetis ketiga, yang efektif terhadap banyak bakteri gram negatif contohnya Escherichia coli disamping spesies-spesies gram positif seperti Bacillus subtilis. Ampicilin yang punya bersifat sangat bakterisidal dan tidak beracun, tetapi tidak terhadap penisilinase, serta tidak stabil pada pH asam. Pengaruh antibiotik ampicillin pada percobaan ini didapat daya hambat pada bakteri E. coli 0,02% sedangkan pada B. subtilis tidak dihasilkan daya hambat. Antibiotik akan menghambat kerja enzim pada bakteri, sehingga metabolisme bakteri terhenti dan bakteri mati. Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa ampisilin tidak begitu efektif untuk menghambat pertumbuhan bakeri E. coli dan B. subtilis.

Daya oligodinamik adalah daya bunuh logam dalam kadar yang terendah terhadap mikrobia. . Pada percoban ini hasil perhitungan daya hambat logam terhadap  E. coli adalah 0,017% dan B. subtilis daya hambatnya 5,445%. Daya oligodinamik Cu terhadap B.subtilis lebih besar dibanding alumunium terhadap E. coli. Hal ini berarti E. coli memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap logam dibandingkan dengan B.subtilis. Jumlah logam Cu yang diperlukan untuk menghambat pertumbuhan bakteri ini sangat kecil jumlahnya. Dalam satu keping logam, yang efisien untuk daya penghambatan pertumbuhan bakteri hanya bagian pinggirnya saja, sedang bagian tengah tidak. Mekanisme kerja daya oligodinamik yaitu menghambat kerja enzim-enzim dengan gugus sulfidril dan mendenaturasikan protein. Bakteri mati karena sel tidak dapat melangsungkan proses metabolisme secara biokimiawi karena tidak ada protein yang dapat bekerja dengan baik sesuai fungsinya serta enzim-enzim terhambat kerjanya.

Desinfektan merupakan bahan kimia yang menyebabkan desinfeksi, yaitu proses untuk membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme terutama yang bersifat patogen. Desinfektan membunuh bakteri dengan tidak merusaknya sama sekali, tetapi zat-zat kimia seperti basa dan asam organik menyebabkan hancurnya bakteri. Daya hambat desinfektan diketahui dengan membandingkan luas zona penghambatan dengan luas petridish. Semakin luas zona hambat, maka desinfektan semakin baik. Pengaruh desinfektan terhadap pertumbuhan bakteri dapat dilihat dengan menghitung luas zona hambat dan % penghambat yang terbentuk setelah cawan petri diinkubasikan.

Desinfektan yang diujikan pada praktikum ini adalah HgCl2, HNO3, merkurokrom, iodin dan alkohol 70%. HgCl2 bekerja sebagai desinfektan dengan cara mendenaturasikan protein dan menghambat kerja enzim-enzim yang memiliki gugus sulfidril. Dari hasil percobaan pada E. coli, didapat diameter zona hambat 2,3 cm, luas zona hambatnya 3,5 cm2, dan % penghambatnya sebesar 0,033 %. Pada bakteri B. subtilis didapat diameter zona hambat 9 cm, luas zona jernihnya  63,585 cm2, dan % penghambatnya sebesar 100 %. Hasil membuktikan bahwa desinfektan HgCl2 lebih efektif untuk membunuh bakteri B. subtilis daripada E. coli.

Pada penggunaan larutan HNO3, diameter zona hambat E. coli adalah 2,6 cm dengan luas zona hambat 2,5 cm2 dan % zona hambat 0,49 %. Sedangkan pada B. subtilis didapat diameter zona hambat 9 cm, luas zona jernihnya  63,585 cm2, dan % penghambatnya sebesar 100 %. Hal ini menunjukkan bahwa HNO3 lebih efektif membunuh B. subtilis daripada E. coli.

Merkurokrom adalah salah satu bahan kimia yang terdapat di dalam betadine dan merupakan senyawa kimia derivat dari HgCl2 dan memiliki mekanisme yang sama dengan HgCl2dalam membunuh bakteri. Dari hasil percobaan pada E. coli, didapat diameter zona hambat 3 cm, luas zona hambatnya 4,15 cm2, dan % penghambatnya sebesar 0,06 %. Pada bakteri B. subtilis didapat diameter zona hambat 9 cm, luas zona jernihnya  63,585 cm2, dan % penghambatnya sebesar 100 %. Hasil membuktikan bahwa desinfektan merkurokrom juga lebih efektif untuk membunuh bakteri B. subtilis daripada E. coli.

Iodin merupakan desinfektan yang dapat berfungsi sebagai antiseptik terhadap jamur dan spora dan untuk mendesinfeksi. Dari hasil percobaan pada E. coli, didapat diameter zona hambat 1,6 cm, luas zona hambatnya 0,063 cm2, dan % penghambatnya sebesar 0,01 %. Pada bakteri B. subtilis didapat diameter zona hambat 9 cm, luas zona jernihnya  63,585 cm2, dan % penghambatnya sebesar 100 %. Hasil membuktikan bahwa desinfektan iodin juga lebih efektif untuk membunuh bakteri B. subtilis daripada E. coli.

Alkohol merupakan senyawa dehidrant sehingga saat bakteri diberi alkohol, air didalam sel akan tertarik keluar. Hal ini akan menimbulkan tekanan osmotik yang berbeda dari lingkungan luar sehingga sel akan menjadi lisis. Alkohol menghambat atau membunuh mikroorganisme dengan cara mendenaturasi protein pada membran proteinnya. Kemampuan alkohol mendenaturasi protein terjadi karena alkohol dapat memutus ikatan hidrogen antar gugus hidroksil. Pelipatan-pelipatan denaturasi protein menyebabkan enzim-enzim dan protein fungsional tidak dapat bekerja, sehingga metabolisme tidak terjadi dan bakteri mati. Dari hasil percobaan pada E. coli, tidak terjadi desinfeksi pada bakteri sedangkan pada bakteri B. subtilis didapat diameter zona hambat 9 cm, luas zona jernihnya  63,585 cm2, dan % penghambatnya sebesar 100 %. Hasil membuktikan bahwa desinfektan alkohol juga lebih efektif untuk membunuh bakteri B. subtilis daripada E. coli.

Pada percobaan di atas, pada bakteri E. coli jumlah masing-masing desinfektannya di ambil sebanyak 30 µl sedangkan pada B. subtilis sebanyak 50 µl. Perbedaan jumlah zona hambat ini mempengaruhi jumlah terjadinya desinfeksi. Semakin banyak zona hambat, jumlah desinfeksi akan semakin besar begitupun sebaliknya. B. subtilis menghasilkan jumlah desinfeksi yang lebih besar daripada E. coli sehingga dari hasil di atas kelima desinfektan tersebut lebih efektif membunuh B. subtilis. Deksinfektan yang mempunyai daya bunuh paling besar adalah merkurokrom dan paling kecil adalah alkohol.

DAFTAR PUSTAKA

Dee. 2010. Pengaruh Faktor Luar. http://deethebiokidz.blogspot.com/ 2 April 2011.
Dwidjoseputro, D. 1987. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Djambaran. Jakarta.
Hadioetomo, R.S. 1993. Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium Mikrobiologi. Gramedia. Jakarta.
Moat, A.G. 1979. Microbial Physiology. John Wiley & Sons, Inc. Canada.
Pelczar, M.J. dan Chan, E.C.S. 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi. UI-Press. Jakarta.
Volk, A.W dan Wheeler, M.F. 1993. Mikrobiologi Dasar jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s