LAPORAN PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI UMUM KURVA PERTUMBUHAN BAKTERI

Disusun oleh : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Nur Afidatul Maulidiyah (080914016) Citra Hardiyanti Rukmana (080914019) Ratih Kuspriyadani Lyna Febriyanti Evi Kustiningtyas Hendra Susilo Pratima Niana (080914023) (080914029) (080914031) (080914053) (080914118)

Dosen pembimbing : Dra. Nimatuzzahroh Dr. Ir. Tini Surtiningsih, DEA Drs Agus Supriyanto, M.Kes. Tri Nurhayati, S.Si., M.Kes. Fatimah, S.Si., M.Kes.

DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA TAHUN 2010 1

PENDAHULUAN I. TUJUAN

1. Untuk mempelajari dinamika pertumbuhan populasi kultur bakteri. 2. Membuat kurva pertumbuhan dari suatu kultur bakteri. 3. Menentukan waktu generasi kultur bakteri.

II. BAHAN PRAKTIKUM

1. Kultur Saccharomyces cereviceae dalam NB. Kultur dapat dipertahankan dalam fase log dengan menyimpan dalam pendingin, 2. 100 ml NB dalam labu erlenmeyer 250 ml, 3. 35 tabung reaksi berisi 9 ml akuades steril, 4. Media glukosa 2 %, 5. Media malt eksatrak 1 %, 6. Media yeast ekstrak 1 %.

III. ALAT PRAKTIKUM 1. Shaker inkubator 2. Spektrofotometer 3. Tabung cuvet 4. Hand taily counter 5. Colony counter 6. Dua puluh delapan cawan petri

2

7. Pipet steril 1 ml dan 10 ml 8. Gelas beaker 1000 ml 9. Bunsen

IV. CARA KERJA1.

Memberi label 35 akuades steril 9 ml dibagi menjadi 7 set masing-masing 5 sesuai dengan waktu inokulasi (t0, t30, t60, t90, t120, t150, t180) dan tiap set beri label sesuai pengencerannya (10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6).

2. Memberi label 7 set cawan petri sesuai dengan waktu inokulasi, faktor

pengenceran yang dicawankan (10-4, 10-5, 10-6, 10-7) dan memberikan identitas kelompok.3. Mencairkan 5 botol NA dalam water bath. Kemudian mendinginkan dan

mempertahankannya pada suhu 450 C.4. Menambahkan 5 ml kultur E. coli yang amsih pada fase log kedalam labu

yang berisi 100 ml NB yang sudah dilabel inisial kelompok. O.D. awal (t 0) harus berkisar antara 0,08 hingga 0,1 pada 610 nm dengan menggunakan spektrofotometer.5. Setelah menentukan t0 O.D., kemudian memindahkan vortex labu kultur 1 ml

secara aseptik ke dalam akuades 9 ml yang berlabel 10-2 dan melanjutkan pada seri pengenceran selanjutnya.6. Meletakkan labu kultur dalam shaker inkubator dan mengatur kecepatannya

120 rpm pada suhu kamar (300 C).7. Mencawankan pengenceran t0 pada cawan yang berlabel t0 seperti yang

tergambarkan pada gambar 9.3 secara aseptik dan menuang 15 ml media Nutrien Agar (NA) cair ke dalam cawan dan menggoyangkan dengan gerakan memutar yang teratur.8. Memindahkan secara aseptik 5 ml suspensi kultur dalam kuvet dan diukur

identitas optiknya setiap 60 menit. Juga memindahkan 1 ml suspensi kultur ke 3

dalam akuades yang berlabel 10-2 dan interval waktu yang sesuai, kemudian melakukan seri pengenceran selengkapnya, dan mencawankan dalam cawan petri sesuai labelnya.9. Jika hasil pour plate dalam cawan petri telah memadat, kemudian

menginkubasi dalam inkubator selama 24 jam pada suhu 370 C.

V. LANDASAN TEORI

Dinamika

pertumbuhan

mikroba

dapat

dipetakan

dalam

kurva

pertumbuhan populasi, yang dibuat dengan memplotkan peningkatan jumlah sel terhadap waktu inkubasi. Kurva pertumbuhan mikroorganisme dapat digunakan untuk menggambarkan tahap-tahap dari siklus pertumbuhannya. Kurva juga memudahkan pengukuran jumlah sel dan kecepatan pertumbuhan dari organisme pada kondisi yang distandarkan sebagai waktu generasi yaitu, waktu yang dibutuhkan untuk mikroba mengganda dari satu menjadi dua. Pembentukan kurva pertumbuhan yang sempurna memerlukan waktu sekitar 24 jam dalam kultur yang diinkubasi di shaker inkubator. Percobaan ini memerlukan modifikasi untuk mendapatkan fase lag dan fase log saja. Metode langsung memerlukan penghitungan sel-sel viabel menggunakan pengenceran seri dari sampel kultur uji yang diambil tiap interval waktu 30 menit. Metode tak langsung dilakukan dengan pengukuran peningkatan kekeruhan kultur menggunakan metode turbiditas dengan spektrofotometer.

4

HASIL PENGAMATAN Data Kelompok Kleas D1 dan D2 Nilai OD D1 0,1 0,28 0,28 0,48 0,46 0,61 0,7 D2 0,1 0,27 0,25 0,38 0,47 0,7 0,8

T 0 1 2 3 4 5 6

Jam 10.00 11.14 12.13 13.20 14.00 15.00 16.40

Rata-rata 0,1 0,275 0,265 0,43 0,465 0,655 0,75

5

ANALISIS DATA x (waktu) 0 74 133 200 240 300 400 Total 1347 y (OD) 0.1 0.275 0.265 0.43 0.465 0.655 0.75 2.94

Xy 0 20.35 35.245 86 111.6 196.5 300 749.69 5

x 0 5476 17689 40000 57600 90000 160000 370765

y 0.01 0.08 0.07 0.18 0.22 0.43 0.56 1.55

SP = x.y ( = 749,695 (

) )

= 749,695 - 565,74 = 183,955

SSX = x2 ( = 370765 (

) )

= 370765 -259201,29 = 111563,71

SSy = y2 = 1,55 = 1,55 1,2348 = 0,3152

b = a 6

= 0,42 0,0016 192,43 = 0,42 0,307 = 0,112 Y = 0,0016x + 0,112 r = = = 0,98 Waktu generasi : GT = t(OD 0,655) t(0,465) = 300 menit 240 menit = 60 menit

7

PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini, kami mempelajari tentang kurva pertumbuhan bakteri. Sebenarnya mikroba yang akan digunakan dalam praktikum kali ini adalah bakteri Escherichia coli. Namun, karena adanya beberapa pertimbangan hal, maka mikroba yang digunakan dalam praktikum kali ini diganti dengan Saccharomyces cereviceae. Seperti layaknya makhluk hidup yang lain, mikroba juga mempunyai masa pertumbuhan. Pertumbuhan yang dimaksud dalam hal ini adalah lebih mengacu pada perubahan dalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu. Dalam hal ini juga dikenal istilah waktu generasi. Waktu generasi adalah selang waktu yang diperlukan untuk membelah diri atau populasi menjadi dua kali lipat. Hal-hal yang dapat mempengaruhi waktu generasi yaitu jumlah bakteri awal, jumlah bakteri akhir, dan interval waktu. Hubungan antara jumlah sel dengan waktu pertumbuhan dapat dinyatakan dalam kurva pertumbuhan. Ada banyak versi dalam pembagian fase pertumbuhan mikroba. Namun, secara garis besarnya fase pertumbuhan dibagi menjadi empat fase. Yaitu fase lag, fase log, fase stationer, dan fase kematian. Keempat fase ini mempunyai ciri masing-masing. Fase lag biasanya disebut sebagai fase adaptasi dimana tidak ada pertambahan populasi, tetapi sel mengalami perubahan dalam komposisi kimia dan bertambah ukurannya. Fase log adalah Sel membelah dengan laju konstan, massa membelah dua kali lipat, aktivitas metabolik konstan, keadaan pertumbuhan seimbang. Fase stationer adalah fase yang kecepatan pertumbuhannya stabil. Jumlah sel yang tumbuh dan membelah hamper seimbang dengan jumlah sel yang mati. Pada fase ini, nutrient mulai berkurang karena fase ini merupakan fase akumulasi hasil metabolisme akhir. Sedangkan fase kematian adalah fase yang kecepatan pertumbuhan mikroba terus berkurang. Sehingga lebih banyak mikroba yang mati daripada mikroba yang hidup dan akan membelah. Jumlah selnya mengalami penurunan secara eksponensial. Apabila satu mikroorganisme (Saccharomyces cereviceae) diinokulasikan pada suatu medium dan memperbanyak diri dengan laju yang konstan atau tetap, maka pada suatu waktu pertumbuhannya akan berhenti dikarenakan asupan nutrisi pada lingkungan sudah tidak memadai lagi, sehingga akhirnya terjadi kemerosotan jumlah sel akibat banyak sel yang sudah tidak mendapatkan nutrisi

8

lagi. Hingga akhirnya pada titik ekstrim menyebabkan terjadinya kematian total mikroorganisme. Kejadian di atas apabila digambarkan dalam bentuk kurva adalah sebagaimana di bawah.

Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme Sebenarnya mikroba mempunyai waktu generasi di setiap fase pertumbuhan. Tetapi yang membedakan adalah kecepatan pertumbuhannya. Untuk mengetahui waktu generasi pertumbuhan, sebaiknya kita menghitung pada fase lag dan fase log. Karena pada kedua fase ini nutrisi mikroba masih cukup untuk digunakan tumbuh dan membelah diri. Sedangkan pada fase-fase berikutnya nutrisinya mulai berkurang bahkan habis. Sehingga sel-sel yang mati lebih banyak daripada sel yang akan membelah. Yang paling utama kita menghitung pada fase logaritma karena sel anakan mempunyai kemampuan tumbuh yang sama dengan sel induknya. Kurva pertumbuhan bakteri menunjukkan jumlah sel dengan waktu pertumbuhan bakteri. Untuk membuat kurva dapat dilakukan dengan dua cara yaitu metode langsung dan metode tidak langsung. Metode langsung adalah metode yang memerlukan perhitungan sel-sel variable dengan menggunakan pengenceran seri dari sampel kultur uji yang diambil tiap interval waktu 30 menit. Sedangkan metode tidak langsung dilakukan dengan pengukuran peningkatan kekeruhan kultur bakteri menggunakan metode turbiditas dengan menggunakan alat Spektrofotometer. Peningkatan kekeruhan pada tiap interval waktu 60 menit 9

dipakai sebagai indikator terjadinya peningkatan massa sel. Dalam membuat kurva pertumbuhan bakteri kelompok kami hanya akan menggunakan prosedur yang dimodifikasi untuk mendapatkan fase lag dan fase log saja. Hal ini dikarenakan jika membuat kurva pertumbuhan bakteri hingga fase kematian akan membutuhkan waktu yang lama. Berdasarkan analisa perhitungan di dapatkan kurva dengan nilai Y = 0,0016x + 0,112. Untuk nilai korelasinya dalah 0.98. Hal ini menunjukakan bahwa eksperimen ini benar. Sedangkan nilai korelasi sebesar 0,98. Nilai korelasi menunjukkan bahwa terdapat hubungan antara kedua variabel. Dimana nilai r yang semakin mendekati angka 1 berarti mempunyai korelasi yang besar, yang dapat diartikan data tersebut bisa dikatakan sebagai data yang bagus atau benar. Namun jika nilai r bernilai jauh dari angka 1 berarti data tersebut mempunyai kemungkinan benar sangat kecil sekali. Sedangkan untuk menentukan waktu generasi kita dapat menghitungnya dengan menggunakan metode langsung dan metode tidak langsung dari data kurva pertumbuhan. Metode tidak langsung dapat dinyatakan dengan rumus: GT = t(O.D.akhir) t(O.D.awal) Metode langsung menggunakan skala jumlah sel pada kurva pertumbuhan dengan persamaan:

g = waktu generasi B = jumlah sel bakteri pada wal fase log b = jumlah sel bakteri pada akhir fase log t = waktu dalam jam atau menit antara B dan b Untuk mencari waktu generasi, kami melakukan dengan metode tidak langsung. Hal ini dikarenakan kami hanya mengukur OD. Berdasarkan data kelas, kami dapat menentukan waktu generasi yaitu 60 menit.

10

Dari analisis perhitungan yang kami lakukan, dihasilkan gambar grafik kurva pertumbuhan mikroba seperti yang ada pada lampiran 1. Gambar tersebut sedikit berbeda dengan grafik kurva yang semestinya. Ini bisa disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain ketidaktelitian dalam pembacaan skala pada spektrofotometer, adanya keterlambatan dalam waktu pemindahan suspensi sehingga tidak periodik tiap satu jam sekali, dan bisa juga disebabkan karena terlalu dekatnya pipet cuvet dengan api bunsen saat memindahkan suspensi dari labu kultur ke tabung cuvet sehingga beberapa mikrobanya ada yang mati. Aplikasi dari praktikum bab ini, antara lain untuk mengetahui fase optimum mikroba untuk tumbuh. Sehingga bagi beberapa industri atau instansi, ini bisa menjadi info penting kapan mikroba itu dapat dipanen dan selanjutnya dapat dimanfaatkan. Selain itu, dengan mengetahui fase-fase pertumbuhan, kita dapat mengefisiensi media yang digunakan untuk suatu mikroba. Sehingga jika kita melakukan riset atau penelitian, kesalahan-kesalahan yang berhubungan dengan media dapat seminimal mungkin dan kerja kita bisa efisien.

PERTANYAAN 1. Jelaskan apa saja yang terjadi pada kultur bakteri saat fase lag ! Fase lag adalah fase di mana : -

Tak ada pertumbuhan populasi Kecepatan pertumbuhah nol atau lebih dari nol tetapi belum mencapai maksimum

-

Fase adaptasi terhadap lingkungan baru Sel bakteri memerlukan bahan-bahan penting atau enzim yang perlu disintesis sehingga substansi interseluluer bertambah.

-

Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya.

11

2. Sebutkan faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya fase stasioner pada kultur bakteri ! Faktor yang menyebabkan terjadinya fase stasioner pada kultur bakteri antara lain : Kekurangan nutrient Akumulasi hasil metabolisme akhir

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan waktu generasi ! Waktu generasi adalah waktu yang diperlukan mikroorganisme untuk menggandakan diri dari 1 menjadi 2 sel, dan seterusnya. 4. Bisakah waktu generasi dihitung dari fase apapun dari kurva pertumbuhan? Jelaskan! Dapat. Sebenarnya mikroba mempunyai waktu generasi di setiap fase pertumbuhan. Tetapi yang membedakan adalah kecepatan pertumbuhannya. Untuk mengetahui waktu generasi pertumbuhan, sebaiknya kita menghitung pada fase lag dan fase log. Yang paling utama kita menghitung pada fase logaritma karena sel anakan mempunyai kemampuan tumbuh yang sama dengan sel induknya.5. Apakah

waktu generasi merupakan parameter yang berguna untuk

menunjukkan tipe media apa yang terbaik untuk pertumbuhan suatu organisme spesifik? Jelaskan ! Iya. Waktu generasi dapat digunakan untuk menginterpretasikan berbagai respon pertumbuhan. Misalnya untuk menilai memadai tidaknya suatu media tertentu untuk menunjang pertumbuhan suatu organisme.

12

KESIMPULAN1. Untuk mengetahui dinamika pertumbuhan mikroba, kita bisa mengetahuinya

melalui kurva pertumbuhan mikroba yang dapat menggambarkan keadaan mikroba pada tiap-tiap fase pertumbuhan. Selain itu, kita dapat mengetahui fase optimum dari suatu mikroba untuk tumbuh dan kita dapat menentukan media yang cocok untuk menumbuhkan mikroba.2. Pada kurva pertumbuhan bakteri diperoleh persamaan regresi yang bernilai

y=0,0016x + 0,112.3. Dari perhitungan dari OD 0,655 dan OD 0,465 kami memperoleh waktu

generasi dari kurva pertumbuhan bakteri Saccharomyces cereviceae adalah 60 menit.

13

DAFTAR PUSTAKA Anonymous, 2007. http://educorolla2.blogspot.com/2009/03/pertumbuhanbakteri.html. diakses pada tanggal 4 Desember 2010 pukul 20.30 WIB Hadioetomo, R., 1990, Mikrobiologi Dasar - Dasar Dalam Praktek, Gramedia, Jakarta. Kusnadi, dkk. 2003. Mikrobiologi (Common Teksbook). Biologi FPMIPA UPI, IMSTEP. Pelczar, Michael, J., 1986, Dasar-Dasar Mikrobiologi, Universitas Airlangga, Jakarta. Setiawan, Wawan Abdullah. 2009. http://blog.unila.ac.id/wasetiawan/files/2009/0 7/kultivasi-reproduksi-dan-pertumbuhan-bakteri.pdf. diakses pada tanggal 4 Desember 2010 pukul 20.30 WIB Volk, dan Wheeler., 1993, Dasar-Dasar Mikrobiologi, Erlangga, Jakarta.

14

LAMPIRAN1. Grafik Pertumbuhan Mikroba

Kurva Pertumbuhan Bakteri

0.9 0.8 0.7 Optical Density 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 100 200 300 400 500 Waktu (menit)Series1 Linear (Series1)

y = 0.0016x + 0.112

2. Foto Praktikum

Mengambil biakan secara aseptik

Menempatkan biakan pada cuvet

15

Biakan S.cereviceae setelah pengenceran

Cuvet di rak tabung reaksi

Spektrofotometer

Pipet cuvet

16

Bunsen

17