Post on 25-Jul-2015
1
BAB 1
BAKTERI
1.1 Pendahuluan
Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas
dibandingkan mahluk hidup yang lain. Bakteri memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat
hingga lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim. Bakteri ada yang menguntungkan tetapi ada
pula yang merugikan. Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup
yang lain. Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki
klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).
Gambar 1. Bakteri
1.2 Ciri-ciri Bakteri
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu :
1. Organisme multiselluler
2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )
3. Umumnya tidak memiliki klorofil
2
4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya
memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.
5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam
6. Hidup bebas atau parasit
7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut
dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan
8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung
peptidoglikan.
3
BAB II
PERTUMBUHAN DAN PEMBIAKAN BAKTERI
2.1 Pembiakan Bakteri
Pembiakan moikroorganisme dapat terjadi secara seksual dan aseksual. Bakteri
umumnya melakukan reproduksi/berkembangbiak secara aseksual (Vegetatif = tak kawin)
dengan membelah diri. Pembiakan aseksual terjadi dengan pembelahan biner yaitu satu sel
induk membelah menjadi 2 sel anak kemudian masing-masing sel anak membentuk 2 sel
anak lagi dan seterusnya.
Gambar 2. Pembelahan sel bakteri
Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan
bakteri lainnya. Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi
DNA. Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:
1. Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu
sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.
2. Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya
dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).
4
3. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui
kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang
berdekatan.Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.
2.2 Pertumbuhan Bakteri
Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu
organisme, misalnya kita makhluk makro ini dikatakan tumbuh ketika bertambah tinggi,
bertambah besar atau bertambah berat. Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan
sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin
besar atau subtansi atau masssa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak, pertumbuhan
pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri.
Pertumbuhan merupakan suatu proses kehidupan yang irreversible artinya tidak dapat
dibalik kejadiannya. Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen
seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan
jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil
pertambahan ukuran dan pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan
populasi mikroba
Istilah pertumbuhan bakteri lebih mengacu kepada pertambahan jumlah sel bukan
mengacu kepada perkembangan individu organisme sel. Bakteri memiliki kemampuan untuk
menggandakan diri secara eksponensial dikarenakan sistem reproduksinya adalah pembelahan
biner melintang, dimana tiap sel membelah diri menjadi dua sel.
Bakteri merupakan organisme kosmopolit yang dapat kita jumpai di berbagai tempat
dengan berbagai kondisi di alam ini. Mulai dari padang pasir yang panas, sampai kutub utara
yang beku kita masih dapat menjumpai bakteri. Namun bakteri juga memiliki batasan suhu
tertentu dia bisa tetap bertahan hidup, ada tiga jenis bakteri berdasarkan tingkat toleransinya
terhadap suhu lingkungannya:
2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri
A. Faktor alam
5
1. Temparatur
Umumnya batas daerah temperatur bagi kehidupan mikroorganisme terletak antara 0-90oC.
Temperatur minimum adalah suhu paling rendah dimana kegiatan mikroorganisme masih dapat
berlangsung. Temperatur maksimum adalah temperatur tertinggi yang masih dapat digunakan
untuk aktifitas mikroorganisme, tetapi pada tingkatan kegiatan fisiologis paling minimal. Sedang
temparatur yang paling baik bagi aktivitas hidup disebut temperatur optimum.
Berdasarkan pada daerah aktivitas temperatur, mikroorganisme dapat dibagi menjadi tiga
golongan utama yaitu:
Tabel 1. Suhu Pertumbuhan Mikroorganisme
Golongan Minimum Optimum Maksimum
Psychrophil 0oC 10o-15oC 30oC
Mesophil 15o-25oC 25o-37oC 40o-55oC
Thermophil 24o-45oC 50o-60oC 60o-90oC
Bakteri-bakteri patogen pada manusia termasuk bakteri Mesophil. Suhu optimumnya
sama dengan suhu tubuh manusia ( 37oC ). Titik kematian termal suatu jenis mikroorganisme
ialah nilai temparatur yang dapat mematikan jenis tersebut didalam waktu 10 menit pada kondisi
tertentu. Sedang waktu kematian termal adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu
jenis mikroorganisme pada suatu temperatur yang tetap. Kedua istilah tersebut mempunyai arti
yang penting di dalam praktek, terutama di dalam industri pengawetan bahan makanan dan obat-
obatan.
2. Cahaya
Sebagian besar bakteri adalah chemotrophe, karena itu pertumbuhannya tidak tergantung
pada cahaya matahari. Pada beberapa spesies, cahaya matahari dapat membunuhnya karena
pengaruh sinar ultraviolet.
6
3. Kelembaban
Air sangat penting untuk kehidupan bakteri terutama karena bakteri hanya dapat
mengambil makanan dari luar dalam bentuk larutan (holophytis). Semua bakteri tumbuh baik
pada media yang basah dan udara yang lembab. Dan tidak dapat tumbuh pada media yang
kering. Mikroorganisme mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk
pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi diatas 85%, sedang untuk
jamur dan aktinomiset diperlukan kelembaban yang rendah dibawah 80%. Kadar air bebas
didalam larutan merupakan nilai perbandingan antar tekanan uap air larutan dengan tekanan uap
air murni, atau 1 / 100 dari kelembaban relatif. Nilai kadar air bebas didalam larutan untuk
bakteri pada umumnya terletak diantara 0,90 sampai 0,999 sedang untuk bakteri halofilik
mendekati 0,75. Banyak mikroorganisme yang tahan hidup didalam keadaan kering untuk waktu
yang lama seperti dalam bentuk spora, konidia, arthrospora, kamidiospora dan kista. Seperti
halnya dalam pembekuaan, proses pengeringan protoplasma, menyebabkan kegiatan
metabolisme terhenti. Pengeringan secara perlahan menyebabkan kerusakan sel akibat pengaruh
tekanan osmosa dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.
4. pH
pH sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroorganisme. Umumnya asam
mempunyai pengaruh buruk terhadap pertumbuhan bakteri. Lebih baik hidup dalam suasana
netral ( pH 7,0 ) atau sedikit basa ( pH 7,2-7,4), tetapi pada umumnya dapat hidup pada pH 6,6 –
7,5. Bakteri-bakteri yang patogen pada manusia tumbuh baik pada pH 6,8-7,4, yaitu sama
dengan pH darah. Batas pH untuk pertumbuhan jasad merupakan suatu gambaran dari batas pH
bagi kegiatan enzim. Untuk itu jasad dikenal nilai pH minimum, optimum, dan maksimum.
Bakteri memerlukan nilai pH antara 6,5-7,5, ragi antara 4,0-4,5, sedang jamur dan aktinomiset
tertentu mempunyai daerah pH yang luas. Atas dasar daerah-daerah pH bagi kehidupan
mikroorganisme dibedakan adanya tiga golongan besar, yaitu:
a. Mikroorganisme yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0
7
b. Mikroorganisme yang mesofilik yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH 5,5-8,0
c. Mikroorganisme yang alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4-9,5.
5. O2 dari udara
Untuk melangsungkan hidupnya, makhluk hidup membutuhkan O2 yang diambil dari udara
melalui pernafasan. Fungsi O2 ini sudah jelas yaitu untuk pembakaran zat-zat jaringan, sehingga
dihasilkan panas dan tenaga. Hidup dalam lingkungan yang mengandung O2 dalam jumlah yang
normal disebut hidup secara aerob. Organisme yang tidak hidup dalam lingkungan yang
mengandung O2 bebas disebut organisme anaerob. Berdasarkan responnya terhadap O2 bebas,
maka bakteri dibagi dalam tiga golongan yaitu :
a. Bakteri aerob ( obligate aerob ) Yaitu bakteri yang hanya hidup dalam lingkungan yang
mengandung O2 bebas. Misalnya : Vibroiro cholera, Corynebacterium diphtheriea
b. Bakteri anaerob ( obligate anaerob ) Yaitu bakteri yang hanya dapat hidup di dalam
lingkungan yang tidak mengandung oksigen bebas. Misal: Clostridium tetani,Treptonema
pallida.
c. Fakultatif aerob Yaitu bakteri yang hidup di dalam lingkungan yang mengandung
oksigen bebas maupun tidak. Misal : Salmonella typhi, Neisseria mengitidis. Bakteri-
bakteri fakultatif aerob pada umumnya lebih baik tumbuh pada pada lingkungan yang
sedikit mengandung oksigen bebas. Karena itu lebih tepat bila dinamakan bakteri
microaerophil.
6. Tekanan osmotik
Air keluar masuk sel bakteri melalui proses osmosis, karena perbedaan tekanan osmotik
antara cairan yang ada di dalam dengan sel yang ada di luar bakteri.Protoplasma selalu
mengandung zat yang terlarut di dalamnya, karena itu tekanan osmotiknya selalu tinggi dari air
murni. Bila bakteri dimasukkan dalam aquades, maka air akan masuk ke dalam sel bakteri. Hal
ini menyebabkan bakteri menggembung, mungkin pecah dan mati. Peristiwa ini disebut
Plasmoptysis. Sebaliknya bila bakteri dimasukkan ke dalam cairan hipertonis akan menyebabkan
plasma dari dinding sel dan kematian bakteri. Peristiwa ini disebut Plasmolisa.
8
Pada umumnya larutan hipertonis menghambat pertumbuhan, karena dapat menyebabkan
plasmolisa. Tekanan osmosa tinggi banyak digunakan di dalam praktek untuk pengawetan
bahan-bahan makanan, seperti pengawetan ikan dengan penambahan garam, untuk pengawetan
buah-buahan dengan penambahan gula. Beberapa mikroorganisme dapat menyesuaikan diri
terhadap kadar garam atau kadar gula yang tinggi, antara lain ragi yang osmofil (dapat tumbuh
pada kadar garam tinggi), bahkan beberapa mikroorganisme dapat tahan di dalam substrat
dengan kadar garam sampai 30%, golongan ini bersifat halodurik.
B. Faktor kimia
Mengubah permeabilitas membran sitoplasma sehingga lalu lintas zat-zat yang keluar masuk
sel mikroorganisme menjadi kacau. Oksidasi,beberapa oksidator kuat dapat mengoksidasi unsur
sel tertentu sehingga fungsi unsur terganggu. Misal, mengoksidasi suatu enzim.
Terjadinya ikatan kimia, ion-ion logam tertentu dapat megikatkan diri pada beberapa enzim.
Sehigga fungsi enzim terganngu. Memblokir beberapa reaksi kimia,misal preparat zulfat
memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroorganisme. Hidrolisa, asam atau basa kuat dapat
menghidrolisakan struktur sel hingga hancur. Mengubah sifat koloidal protoplasma sehingga
menggumpal dan selnya mati. Faktor zat kimia yang mempengaruhi pertumbuhan:
a. Logam-logam berat
b. Klor dan senyawa klor
c. Fenol dan senyawa-senyawa sejenis
d. Zulfonomida
e. Alkohol
f. Detergen
g. Aldehit
h. Zat pewarna
i. Yodium
j. Peroksida
9
2.4 Media Biak dan Persyaratan bagi Pertumbuhan
Sejumlah besar mikroorganisme yang tidak banyak tuntutan, misalnya banyak
pseudomonad dalam tanah dan air, dan juga Escherechia coli tumbuh subur dalam larutan biak
sesuai susunannya. Selain susunan pertumbuhannya banyak mikroorganisme masih memerlukan
unsur-unsur lain yakni unsur pelengkap, vitamin-vitamin dan unsur senyawa tanbahan lain.
Sesuatu larutan biak yang dapat dibuat dari senyawa-senyawa kimia tertentu, disebut media biak
sintetik. Harus diusahakan agar untuk setiap mikroorganisme dapat ditetapkan kebutuhan bahan
makanan minuman dan mengembangkan medium minimum yang tidak mengandung lebih
banyak komponen daripada yang diperlukan untuk pertumbuhan. Jenis-jenis yang mempunyai
tuntutan tinggi memerlukan sejumlah besar zat pelengkap. Untuk Leuconostoc mesenteroides
telah mengembangkan suatu medium sintetik yang mengandung lebih dari 40 komponen.
Media biak kompleks. Untuk banyak mikroorganisme bertuntutan tinggi belum dikenal benar
bahan-bahan makanan yang diperlukan. Orang membiakkannya dalam larutan biak yang
mengandung ekstrak ragi, otolisat ragi, pepton atau ekstrak daging. Untuk beberapa kelompok
organisme lazim juga digunakan: rempah-rempah, dekok rumput kering, sari buah prem, sari
wortel, santan dan untuk cendawan koprofil juga sari perasan tahi kuda. Mengingat biaya,
larutan-larutan biak tidak dibentuk dari senyawa-senyawa murni tetapi lebih disukai untuk
menggunakan zat-zat kompleks, seperti air dadih, melase, air rendaman jagung atau ekstrak
kedele, yang sebagai produk sisa tersedia dengan harga murah. Media biak seperti ini disebut
media biak kompleks.
Media biak padat. untuk membuat biak padat pada larutan biak cair ditambahkan bahan
pemadat yang memberi konsistensi seperti selai pada larutan air. Hanya untuk keperluan tertentu
masih digunakan gelatin, karena sudah mencair pada suhu 26-30o C dan banyak mikroorganisme
mampu mencairkan gelatin. Bahan pemadat yang hampir ideal adalah agar. Agar adalah
polisakarida dengan susunan kompleks dan terajut kuat berasal dari ganggan laut. Agar hanya
dipengaruhi oleh sejumlah kecil bakteri. Bila diperlukan media biak padat tanpa komponen-
komponen organik, maka dipakai silikagel sebagai bahan pemadat.
10
Pembiakan mikroba dalam laboratorium memerlukan medium yang berisi zat hara serta
lingkungan pertumbuhan yang sesuai dengan mikroorganisme. Zat hara digunakan oleh
mikroorganisme untuk pertumbuhan, sintesis sel, keperluan energi dalam metabolisme, dan
pergerakkan. Lazimnya, medium biakan berisi air, sumber energi, zat hara sebagai sumber
karbon, nitrogen, sulfur, fosfat, oksigen, hidrogen serta unsur-unsur sekelumit (trace elements).
Media terbagi menjadi 2 golongan besar, yakni:
a. Media hidup
Media hidup umumnya dipakai dalam laboratorium virologi untuk pembiakan berbagai
virus, sedangkan dalam bakteriologi hanya beberapa jenis kuman tertentu saja dan terutama
hewan percobaan. Contoh media hidup antara lain: hewan percobaan (termasuk manusia), telur
berembrio, biakan jaringan, dan sel-sel biakan bakteri tertentu untuk bakteriofaga.
b. Media mati
1. Berdasarkan konsistensinya
Media padat, terbagi media agar miring, agar deep, misalnya: agar buylon, agar endo,
agar ss, dan sebagainya.
Media setengah padat: agar buylon setengah padat (buylon=kaldu).
Media cair : air buylon, air pepton, deret gula-gula.
Media padat diperoleh dengan menambahkan agar. Agar berasal dari ganggang
digunakan sebagai bahan pemadat karena tidak diuraikan oleh mikroba, dan membeku pada suhu
di atas 45o C. Media setengah padat digunakan untuk melihat gerak kuman secara mikroskopik.
2. Berdasarkan komposisi atau susunan bahannya
Media sintetis
Yakni media yang mempunyai kadungan dan isi bahan yang telah diketahui secara
terperinci. Media sintetik sering digunakan untuk mempelajari sifat faal dan genetika
mikroorganisme. Senyawa anorganik dan organik ditambahkan dalam media sintetik harus
11
murni, sehingga harganya mahal. Contoh: cairan Hanks, Locke, Thyrode, Eagle. Dalam
(laboratorium virologi).
Media non-sintetis
Merupakan media yang mengandung bahan-bahan yang tidak diketahui secara pasti baik
kadar maupun susunannya. Contohnya: ekstrak daging, pepton, ekstrak ragi, kaldu daging.
Seringkali dalam media ini ditambahkan darah, serum, vitamin, asam amino, atau nukleosida.
Media semi-sintetis
Misalnya, cairan Hanks yang ditambahkan serum (laboratorium virologi).
Berdasar sifat fisiologik dan biologik kuman untuk tujuan isolasi
(a) Media persemaian (nutrient media), yaitu media yang sangat kaya akan zat makanan dan
mempunyai susunan bahan sedemikian rupa sehingga hanya menyuburkan satu jenis kuman
yang dicari saja. Contoh: perbenihan Kauffmann untuk persemaian Salmonella typhi.
(b)Media eksklusif adalah media yang hanya memungkinkan tumbuhnya satu jenis kuman saja,
sedangkan yang lainnya dihambat atau dimatikan. Contoh: perbenihan Dieudoune atau air pepton
alkalis yang mempunyai pH yang tinggi sehingga kuman lain tidak dapat tumbuh, kecuali Vibrio.
(c) Media selekti/ elektif yakni media yang mempunyai susunan bahan sedemikian rupa
sehingga kuman tertentu dapat tumbuh tetapi dengan masing-masing koloni yang sangat khas.
Contoh: agar endo, untuk kuman golongan coli (coliform) akan berwarna merah, sedangkan
Salmonella koloninya tidak berwarna.
2.5 Teknik Memindahkan Biakan
Ada 2 teknik memindahkan biakan yaitu teknik inokulasi dan teknik isolasi
a. Teknik inokulasi mikroorganisme
12
Teknik inokulasi merupakan suatu pekerjaan memindahkan bakteri dari medium yang
lama ke medium yang baru dengan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. Dengan demikian akan
diperoleh biakan mikroorganisme yang dapat digunakan untuk pembelajaran mikrobiologi. Pada
praktikum ini akan dilakukan teknik inokulasi biakan mikroorganisme pada medium steril untuk
mempelajari mikrobiologi dengan satu kultur murni saja.
Ada beberapa metode yang digunakan untuk mengisolasi biakan murni mikroorganisme yaitu
1. Metode gores
Teknik ini lebih menguntungkan jika ditinjau dari sudut ekonomi dan waktu, tetapi
memerlukan ketrampilan-ketrampilan yang diperoleh dengan latihan. Penggoresan yang
sempurna akan menghasilkan koloni yang terpisah. Inokulum digoreskan di permukaan media
agar nutrien dalam cawaan petri dengan jarum pindah (lup inokulasi). Di antara garis-garis
goresan akan terdapat sel-sel yang cukup terpisah sehingga dapat tumbuh menjadi koloni.
Cara penggarisan dilakukan pada medium pembiakan padat bentuk lempeng. Bila
dilakukan dengan baik teknik inilah yang paling praktis. Dalam pengerjaannya terkadang
berbeda pada masing-masing laboratorium tapi tujuannya sama yaiitu untuk membuat goresan
sebanyak mungkin pada lempeng medium pembiakan. Ada beberapa teknik dalam metode gores
yakni:
1. Goresan T
2. Goresan kuadran
3. Goresan Radian
4. Goresan Sinambun
13
2. Metode tebar
Setetes inokolum diletakan dalam sebuah medium agar nutrien dalam cawan petridish
dan dengan menggunakan batang kaca yang bengkok dan steril. Inokulasi itu disebarkan dalam
medium batang yang sama dapat digunakan dapat menginokulasikan pinggan kedua untuk dapat
menjamin penyebaran bakteri yang merata dengan baik. Pada beberapa pinggan akan muncul
koloni koloni yang terpisah-pisah.
3 Metode tuang
Isolasi menggunakan media cair dengan cara pengenceran. Dasar melakukan
pengenceran adalah penurunan jumlah mikroorganisme sehingga pada suatu saat hanya
ditemukan satu sel di dalam tabung.
4 Metode tusuk
Metode tusuk yaitu dengan dengan cara meneteskan atau menusukan ujung jarum ose
yang didalamnya terdapat inokolum, kemudian dimasukkan ke dalam media.
b. Teknik Isolasi mikroorganisme
Beratus-ratus spesies mikroba dapat menghuni berbagai macam bagian tubuh kita, misal:
mulut, saluran pencernaan, kulit, dll. Sekali bersin dapat menyebarkan beribu-ribu
mikroorganisme. Satu gram kotoran manusia/hewan dapat mengandung jutaan bakteri. Udara,
air, tanah, juga dihuni oleh sekumpulan mikroorganisme.
Populasi mikroorganisme tersebut pada umumnya terdapat dalam populasi campuran.
Amat jarang mikroorganisme tersebut dijumpai sebagai satu spesies tunggal. Di sisi lain, untuk
mencirikan dan mengidentifikasikan suatu spesies mikroorganisme tertentu, yang pertama harus
dilakukan adalah memisahkannya dari organisme lain, hingga diperoleh biakan murni. Biakan
murni adalah biakan yang sel-selnya berasal dari pembelahan satu sel tunggal.
Proses pemisahan/pemurnian dari mikroorganisme lain perlu dilakukan karena semua
pekerjaan mikrobiologis, misalnya telaah dan identifikasi mikroorganisme, memerlukan suatu
14
populasi yang hanya terdiri dari satu macam mikroorganisme saja. Teknik tersebut dikenal
dengan Isolasai Mikroba. Terdapat berbagai cara mengisolasi mikroba, yaitu: 1) isolasi pada agar
cawan, 2) isolasi pada medium cair, dan 3) Isolasi sel tunggal
1. Isolasi pada agar cawan
Prinsip pada metode isolasi pada agar cawan adalah mengencerkan mikroorganisme
sehingga diperoleh individu spesies yang dapat dipisahkan dari organisme lainnya. Setiap koloni
yang terpisah yang tampak pada cawan tersebut setelah inkubasi berasal dari satu sel tunggal.
Terdapat beberapa cara dalam metode isolasi pada agar cawan, yaitu: Metode gores kuadran, dan
metode agar cawan tuang. Metode gores kuadran, Bila metode ini dilakukan dengan baik akan
menghasilkan terisolasinya mikroorganisme, dimana setiap koloni berasal dari satu sel. Metode
agar tuang, Berbeda dengan metode gores kuadran, cawan tuang menggunakan medium agar
yang dicairkan dan didinginkan (50oC), yang kemudian dicawankan. Pengenceran tetap perlu
dilakukan sehingga pada cawan yang terakhir mengandung koloni-koloni yang terpisah di atas
permukaan/di dalam cawan.
2. Isolasi pada medium cair
Metode isolasi pada medium cair dilakukan bila mikroorganisme tidak dapat tumbuh
pada agar cawan (medium padat), tetapi hanya dapat tumbuh pada kultur cair. Metode ini juga
perlu dilakukan pengenceran dengan beberapa serial pengenceran. Semakin tinggi pengenceran
peluang untuk mendapatkan satu sel semakin besar.
15
3 Isolasi sel tunggal
Metode isolasi sel tunggal dilakukan untuk mengisolasi sel mikroorganisme berukuran
besar yang tidak dapat diisolasi dengan metode agar cawan/medium cair. Sel mikroorganisme
dilihat dengan menggunakan perbesaran sekitar 100 kali. Kemudian sel tersebut dipisahkan
dengan menggunakan pipet kapiler yang sangat halus ataupun micromanipulator, yang dilakukan
secara aseptis.
Isolasi Mikroba
Setelah diperoleh biakan murni (koloni yang berasal dari sel tunggal), mikroorganisme
tersebut siap dilakukan telaah dan identifikasi,dan kemudian ditumbuhkan sesuaitujuan.
Pertumbuhan pada mikroorganisme diartikan sebagai penambahan jumlah atau total
massa sel yang melebihi inokulum asalnya. Telah dijelaskan pada bahasan sebelumnya, bahwa
sistem reproduksi bakteri adalah dengan cara pembelahan biner melintang, satu sel membelah
diri menjadi 2 sel anakan yang identik dan terpisah. Selang waktu yang dibutuhkan bagi sel
untuk membelah diri menjadi dua kali lipat disebut sebagai waktu generasi. Waktu generasi pada
setiap bakteri tidak sama, ada yang hanya memerlukan 20 menit bahkan ada yang memerlukan
sampai berjam-jam atau berhari-hari.
Bila bakteri diinokulasikan ke dalam medium baru, pembiakan tidak segera terjadi tetapi
ada periode penyesuaian pada lingkungan yang dikenal dengan pertumbuhan. Kemudian akan
memperbanyak diri (replikasi) dengan laju yang konstan, sehingga akan diperoleh kurva
pertumbuhan.
2.6 Pewarnaan
Pada umumnya sel bakteri bersifat tembus cahaya kecuali micro alga dan beberapa
bakteri tertentu yang sangat terbatas. Pewarnaaan di bagi menjadi 4 yaitu :
a. Pewarnaan bakteri hidup
b. Pewarnaan bakteri mati
16
c. Pewarnaan sederhana : metilen biru, safranin, gentianungu bertujuan untuk melihat bentuk
morfologi bakteri
d. Pewarnaan diferensial :
Pewarnaan gram dengan Kristal violet dan safranin, alcohol 96%
- Gram positif berwarna ungu setelah pewarnaan
- Bakteri Gram negatif berwarna merah (dari warna safranin)
Pewarnaan asam dan basa
- Pewarnaan asam : eosin, fuchsin, fuchsin asam, merah congo
- Pewarnaan basa : metilena biru, safranin
Sistem bakteri memiliki beberapa tujuan yaitu :
Mempermudah memperlihatkan bentuk jasat baik bakteri, kapang dan khamir
Memperjelas ukuran dan bentuknya
Melihat struktur luar jika memungkinkan juga struktur dalam
Melihat reaksi jasat terhadap pewarna
Faktor yang dapat membantu pada pewarnaan adalah Fiksasi yang dilakukan sebelum
zat warna digunakan yang bertujunan untuk ;
Melekatkan sel pada gelas objek
Membunuh mikroba karena sel dalam keadaan mati lebih mudah di warnai
Melepaskan granular protein menjadi gugus reaktif NaH3+ yang akan bereaksi dengan gugus
OH- dari zat – zat warna.
Mencegah terjadinya otolisis sel adalah proses pecahnya sel karena adanya enzim
Merubah daya ikat zat warna
2.6.1 Peluntur Warna
Bertujuan untuk menghilangkan warna pada sel sehingga akan terlihat / tampak secara
kontras. Beberapa jenis zat peluntur warna yang sudah umum dipergunakan antara lain ;
17
Peluntur zat warna asam seperti asam nitrat, asam klorida, asam sulfat, dan campuran
diantara ketiga zat tadi dengan alcohol
Peluntur zat warna basa seperti kalium hidroksida, natrium hidroksida, sabun, dan garam-
garam basa
Peluntur zat warna lemah seperti air, alcohol, minyak cengkeh, aseton dan bleserin
Garam dari logam-logam berat contohnya perak ntrat, tembaga sulfat, Cu, Ag
Garam-garam dari logam ringan contohnya natrium karbonat dan magnesium sulfat
Sesuai dengan jenisnya pewarnaan terhadap bakteri ada 2 kelompok besar yaitu ;
Pewarnaan tunggal Pewarnaan sederhana yaitu cara pewarnaan yang hanya menggunakan
satu jenis zat warna contohnya pewarnaan positif)
Pewarnaan bertingkat yaitu cara pewarnaan dengan menggunakan beberapa zat warna
secara bertahap)
2.7 Struktur Bakteri
Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:
1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri) Meliputi : dinding sel, membran
plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan.
2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu) Meliputi kapsul, flagelum, pilus,
fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.
18
Struktur dasar bakteri :
1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan
peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan
bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).
2. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan
fosfolipid dan protein.
3. Sitoplasma adalah cairan sel.
4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.
5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.
19
Struktur tambahan bakteri :
1. Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila
lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan
lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.
2. Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari
dinding sel.
3. Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding
sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan
tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur
sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.
20
3. Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung
pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat
pada bakteri yang melakukan fotosintesis.
4. Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis.
5. Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan
terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri.
Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora
yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan,
radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan
endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru.
2.8 Bentuk Bakteri
Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral (spirilia)
serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil. Berbagai macam bentuk
bakteri :
1. Bakteri Kokus :
21
a. Monokokus yaitu berupa sel bakteri kokus tunggal
b. Diplokokus yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan
c. Tetrakokus yaitu empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.
d. Sarkina yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus
e. Streptokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.
f. Stapilokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah anggur
2. Bakteri Basil :
a. Monobasil yaitu berupa sel bakteri basil tunggal
b. Diplobasil yaitu berupa dua sel bakteri basil berdempetan
c. Streptobasil yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai
22
3. Bakteri Spirilia :
.
a. Spiral yaitu bentuk sel bergelombang
b. Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup
c. Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma
2.8.1 Alat Gerak Bakteri
Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk
batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum memungkinkan bakteri bergerak
menuju kondisi lingkungan yang menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang
merugikan bagi kehidupannya. Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan
letak yang berbeda-beda pula yaitu
1. Monotrik : bila hanya berjumlah satu
2. Lofotrik : bila banyak flagellum disatu sisi
3. Amfitrik : bila banyak flagellum dikedua ujung
4. Peritrik : bila tersebar diseluruh permukaan sel bakteri
23
2.9 Laju Pertumbuhan Bakteri
Istilah pertumbuhan bakteri lebih mengacu kepada pertambahan jumlah sel bukan
mengacu kepada perkembangan individu organisme sel. Bakteri memiliki kemampuan untuk
menggandakan diri secara eksponensial dikarenakan sistem reproduksinya adalah pembelahan
biner melintang, dimana tidap sel membelah diri menjadi dua sel. Selang waktiu yang
dibutuhkan sel untuk membelah diri disebut dengan waktu generasi.
Tiap spesies bakteri memiliki waktu generasi yang berbeda-beda, seperti Escherichia coli,
bakteri umum yang dijumpai di saluran pencernaan dan di tempat lain, memiliki waktu generasi
15-20 menit. Hal ini artinya bakteri E. coli dalam waktu 15-20 menit mampu menggandakan
selnya menjadi dua kali lipat. Misalnya pada suatu tempat terdapat satu sel bakteri E. coli, maka
ilustrasinya dapat berlangsung sebagai berikut
Tabel 2. Contoh Pembelahan biner Bakteri tiap 15 menit
0’ 15’ 30’ 45’ 60’ 75’ 90’ 105’ 120’ 135’
1 sel 2 sel 4 sel 8 sel 16 sel 32 sel 64 sel 128 sel 256 sel 512 sel
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Hal ini menunjukkan hubungan antara pertambahan sel dengan waktu adalah berbentuk
geometrik eksponensial dengan rumus 2n. Jadi, bakteri E. coli dalam waktu 10 jam berkembang
dari satu sel menjadi 1,09×1012 sel atau lebih dari 1 triliun sel.
24
2.9.1 Fase-Fase Pertumbuhan Mikroorganisme
Secara umum fase-fase pertumbuhan mikroorganisme adalah sebagai berikut.
1. Fase lag (fase masa persiapan, fase adaptasi, adaptation phase)
Pada fase ini laju pertumbuhan belum memperlihatkan pertumbuhan ekponensial, tetapi
dalam tahap masa persiapan. Hal ini tergantung dari kondisi permulaan, apabila mikroorganisme
yang ditanami pada substrat atau medium yang sesuai, maka pertumbuhan akan terjadi. Namun
sebaliknya apabila diinokulasikan mikroorganisme yang sudah tua meskipun makanannya cocok,
maka pertumbuhannya mikroorganisme ini membutuhkan masa persiapan atau fase lag. Waktu
yang diperlukan pada fase ini digunakan untuk mensintesa enzim. Sehingga mencapai konsentrasi
yang cukup untuk melaksanakan pertumbuhan ekponensial. Fase ini berlangsung beberapa jam
hingga beberapa hari, tergantung dari jenis mikroorganisme serta lingkungan yang hidup.
Selama fase ini perubahan bentuk dan pertumbuhan jumlah individu tidak secara nyata terlihat.
Karena fase ini dapat juga dinamakan sebagai fase adaptasi (penyesuaian) ataupun fase-
pengaturan jasad untuk suatu aktivitas didalam lingkungan yang mungkin baru. Sehingga grafik
selama fase ini umumnya mendatar.
2. Fase tumbuh dipercepat (fase logaritme, fase eksponensial, logaritma phase)
Pada setiap akhir persiapan sel mikroorganisme akan membelah diri.masa ini disebut
masa pertumbuhan, yang setiap selnya tidak sama dalam waktu masa persiapan.Sehingga secara
berangsur-angsur kenaikan jumlah populasi sel mikroorganisme ini mencapai masa akhir fase
pertumbuhan mikroorganisme. Setelah setiap individu menyesuaikan diri dengan lingkungan
baru selama fase lag, maka mulailah mengadakan perubahan bentuk dan meningkatkan jumlah
individu sel sehingga kurva meningkat dengan tajam (menanjak). Peningkatan ini harus
diimbangi dengan banyak faktor, antara lain: Faktor biologis, yaitu bentuk dan sifat jasad
terhadap lingkungan yang ada, serta assosiasi kehidupan di antara jasad yang ada kalau jumlah
jenis lebih dari sebuah. Faktor non-biologis, antara lain kandungan sumber nutrien di dalam
25
media, temperatur, kadar oksigen, cahaya, dan lain sebagainya. Kalau faktor-faktor di atas
optimal, maka peningkatan kurva akan nampak tajam seperti gambar. Pada fase ini pertumbuhan
secara teratur telah tercapai. Maka pertumbuhan secara ekponensial akan tercapai. Pada fase ini
menunjukkan kemampuan mikroorganisme berkembang biak secara maksimal. Setiap sel
mempunyai kemampuan hidup dan berkembang biak secara tepat. Fase pengurangan
pertumbuhan akan terlihat berupa keadaan puncak dari fase logaritmik sebelum mencapai fase
stasioner, dimana penambahan jumlah individu mulai berkurang atau menurun yang di sebabkan
oleh banyak faktor, antara lain berkurangnya sumber nutrien di dalam media tercapainya jumlah
kejenuhan pertumbuhan jasad. Fase tumbuh reda akan terlihat dimana fase logaritma mencapai
puncaknya, maka zat-zat makanan yang diproduksi oleh setiap sel mikroorganisme akan
mengakibatkan pertumbuhan mikroorganisme, sehingga pada masa pertumbuhan ini reda atau
dikatakan sebagai fase tumbuh reda.
3. Fase stasioner
Pengurangan sumber nutrien serta faktor –faktor yang terkandung di dalam jasadnya
sendiri, maka sampailah puncak aktivitas pertumbuhan kepada titik yang tidak bisa dilampaui
lagi, sehingga selama fase ini, gambaran grafik seakan mendatar. Populasi jasad hidup di dalam
keadaan yang maksimal stasioner yang konstan (fase dimana jumlah bakteri yang berkembang
biak sama dengan jumlah bakteri yang mengalami kematian).
4. Fase kematian
fase dimana jumlah bakteri yang mati semakin banyak, melebihi jumlah bakteri yang
berkembang biak. Fase kematian ditandai dengan cepat merananya koloni dan jumlah bakteri
yang mati senantiasa bertambah. Keadaan ini dapat berlangsung beberapa minggu bergantung
pada spesies dan keadaan medium serta faktor-faktor lingkungan. Kalau keadaan ini dibiarkan
terus menerus, besar kemungkinan bakteri tidak dapat dihidupkan kembali dalam medium baru.
Cara menghitung jumlah bakteri untuk membuat grafik pertumbuhan, yaitu dengan metode
penuangan, penghitungan dengan mikroskop dengan menggunakan haemocytometer, dan dengan
menggunakan turbidometer.
26
Gambar 3. Fasa pertumbuhan bakteri
Gambar 4 : Kurva Pertumbuhan Bakteri
2.9.2 Metode Pengukuran Pertumbuhan
27
Dalam pertumbuhannya bakteri memiliki suhu optimum dimana pada suhu tersebut
pertumbuhan bakteri menjadi maksimal. Dengan membuat grafik pertumbuhan suatu
mikroorganisme, maka dapat dilihat bahwa suhu optimum biasanya dekat puncak range suhu. Di
atas suhu ini kecepatan tumbuh mikroorganisme akan berkurang.
Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengukur jumlah jasad renik
1. Perhitungan jumlah sel
hitungan mikroskopik
hitungan cawan
MPN(most probable number)
2. Perhitungan masa sel secara langsung
Cara volumetrik
Cara grafimetrik
Turbidimetri (kekeruhan)
3. Perhitungan massa sel secara tidak langsung
Analisis komponen sel (protein, ADN, dan ATP)
Analisis produk katabolisme (metabolik primer dan sekunder)
Analisis konsumsi nutrien (karbon, nitrogen, dan oksigen)
2.9.3 Peranan Bakteri
Dalam kehidupan manusia bakteri mempunyai peranan yang menguntungkan maupun
yang merugikan.
Bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut :
1. Pembusukan (penguraian sisa-sisa mahluk hidup contohnya Escherichia colie).
2. Pembuatan makanan dan minuman hasil fermentasi contohnya Acetobacter pada
pembuatan asam cuka, Lactobacillus bulgaricus pada pembuatan yoghurt, Acetobacter
28
xylinum pada pembuatan nata de coco dan Lactobacillus casei pada pembuatan keju
yoghurt.
3. Berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen yaitu Rhizobium
leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan dan
Azotobacter chlorococcum.
4. Penyubur tanah contohnya Nitrosococcus dan Nitrosomonas yang berperan dalam proses
nitrifikasi menghasilkan ion nitrat yang dibutuhkan tanaman.
5. Penghasil antibiotik contohnya adalah Bacillus polymyxa (penghasil antibiotik polimiksin
B untuk pengobatan infeksi bakteri gram negatif, Bacillus subtilis penghasil antibioti
untuk pengobatan infeksi bakteri gram positif,Streptomyces griseus penghasil antibiotik
streptomisin untuk pengobatan bakteri gram negatif termasuk bakteri penyebab TBC dan
Streptomyces rimosus penghasil antibiotik terasiklin untuk berbagai bakteri.
6. Pembuatan zat kimia misalnya aseton dan butanol oleh Clostridium acetobutylicum
7. Berperan dalam proses pembusukan sampah dan kotoran hewan sehinggga menghasilkan
energi alternatif metana berupa biogas. Contohnya methanobacterium
8. Penelitian rekayasa genetika dalam berbagai bidang.sebagai contoh dalam bidang
kedokteran dihasilkan obat-obatan dan produk kimia bermanfaat yang disintesis oleh
bakteri, misalnya enzim, vitamin dan hormon.
Bakteri yang merugikan sebagai berikut :
1. Pembusukan makanan contohnya Clostridium botulinum
2. Penyebab penyakit pada manusia contohnya Mycobacterium tuberculosis ( penyebab
penyakit TBC ), Vibrio cholerae ( penyebab kolera atau muntaber ), Clostridium tetani
(penyebab penyakit tetanus ) dan Mycobacterium leprae (penyebab penyakit lepra )
3. Penyebab penyakit pada hewan contohnya Bacilluc antrachis (penyebab penyakit antraks
pada sapi )
4. Penyebab penyakit pada tanaman budidaya contohnya Pseudomonas solanacearum
(penyebab penyakit pada tanaman tomat, lombok, terung dan tembakau) serta
Agrobacterium tumafaciens (penyebab tumor pada tumbuhan)
DAFTAR PUSTAKA
29
Dwidjoseputro ,D, 1984 .Mikrobiologi Dasar. Jakarta ; Jembatan.
http://chemicalzone.blogspot.com/2008/06/fase-pertumbuhan-bakteri_18.html
http://duniaveteriner.com/2010/04/faktor-penyebab-pertumbuhan-mikroorganisme-pada-bahan-
makanan/print
http://firebiology07.wordpress.com/2009/10/13/pertumbuhan-mikroba/
http://idkf.bogor.net/yuesbi/e-DU.KU/edukasi.net/ Biologi/Bakteri/materi07.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri
Sastramiharja ,I. 1993 Peran Mikrobiologi Seminar Bioteknologi.Bandung
Schlegel, Hans G. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi keenam. UGM Press: Yogyakarta.
Winarni, D. 1997. Diktat Teknik Fermentasi. Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS :
Surabaya
Waluyo, lud. 2004. Mikrobiologi umum. Umm press. Malang