Biofilm organik dan anorganik

8/12/2019 Biofilm organik dan anorganik

1/17

LAPORAN PRAKTIKUM

MIKROBIOLOGI AIR

ACARA III

BIOFILM ORGANIK DAN ANORGANIK

Disusun oleh :

LABORATORIUM MIKROBIOLOGI AIR

JURUSAN MIKROBIOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2014

Nama : Lestari Wevriandini

NIM : 11/313063/PN/12277

Kelompok : 5 (lima)

Jurusan : Mikrobiologi

Asisten : Martha Retnaning Tyas

Nabila Dias F

Yudi Kusnadi


2/17

BIOFILM ORGANIK DAN ANORGANIK

ABSTRAKSI

Biofilm adalah lapisan yang dibentuk oleh bakteri pada suatu permukaan

benda padat di lingkungan berair maupun lingkungan yang lembab yang dapat

terbentuk pada permukaan organik maupun anorganik. Praktikum mengenai

Biofilm organik dan anorganik bertujuan mengetahui pembentukan biofilm pada

substrat organik dan anorganik serta mengetahui tingkat pertumbuhan dan

keragaman mikroorganisme pada berbagai macam konsentrasi medium.

Praktikum dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 27 Maret 2014 di

Laboratorium Mikrobiologi Air, Jurusan Mikrobiologi Pertanian, Fakultas

Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Alat yang digunakan pada

praktikum, antara lain cawan petri, gelas beker, jarum ose, pipet dan dryglasky,

sedangkan bahan yang diperlukan, antara lain medium TSA (Tr ipti case Soy Agar

I ) (1x, 0,1x, 0,01x), larutan garam fisiologis dan sampel biofilm organic dan

anorganik. Hasil yang didapatkan adalah jumlah bakteri biofilm pada permukaan

substrat organik lebih banyak dibandingkan dengan permukaan substrat

anorganik karena karena pada substrat anorganik aktivitas rendah atau tidak

dapat bergerak karena bukan mahkluk hidup, selain itu tingkat kekasaran

(hidrofobik) yang cenderung lebih besar dibanding pada substrat organik. Pada

substrat anorganik juga tidak ada kandungan kompleks organik seperti pada

substrat organik, sehingga pertumbuhan bakteri dimungkinkan lebih lambat.

Konsentrasi medium mempengaruhi pertumbuhan mikrobia karena semakin

rendah konsentrasi maka kandungan nutrisi di dalamnya semakin sedikit yang

berdampak pada jumlah mikrobia yang tumbuh juga semakin sedikit.

I. PENDAHULUANa. Latar belakang

Biofilm adalah lapisan yang dibentuk oleh bakteri pada suatu permukaan benda

padat di lingkungan berair maupun lingkungan yang lembab. Berdasarkan tempat atau

permukaan tempat melekatnya, biofilm dibedakan menjadi dua yaitu, biofilm organik

yang mana terbentuk pada permukaan bahan atau benda organik dan anorganik yang

mana terbentuk pada permukaan bahan atau benda anorganik. Pembentukan biofilm

pada benda organik maupun anorganik perlu dipelajari, sehingga dapat diketahui tingkat

pertumbuhan dan keanekaragamannya pada dua jenis benda yang berbeda. Selain itu,

dengan mengetahui pembentukan keragaman biofilm pada berbagai benda tersebut,

maka dapat semakin diketahui mengenai keanekaragaman habitat yang disukai bakteri

biofilm serta keuntungan dan kerugian bakteri biofilm pada kehidupan.


3/17

b. Tujuan1. Mengetahui pembentukan biofilm pada substrat organik dan anorganik2. Mengetahui tingkat pertumbuhan dan keragaman mikroorganisme pada berbagai

macam konsentrasi medium.

II. TINJAUAN PUSTAKABakteri di alam sering ditemukan berasosiasi dengan permukaan suatu kelompok

baik organik maupun organik yang dikenal dengan biofilm dan bukan pada bentuk

planktonik. Pembentukan biofilm dimulai ketika bakteri menempel pada permukaan,

kemudian diikuti pertumbuhan klonal, pelekatan mikroorganisme yang berenang bebas

dan produksi matrix ekstraselular. Biofilm yang matang dicirikan dengan dihasilkannya

exsopolisakarida dan bakteri yang berada pada biofilm telah menunjukkan peningkatan

ketahanan terhadap antibibiotik dan perlindungan terhadap osmotic shock, dehidrasi dan

radiasi UV (Leasure et al., 2013).

Biofilm didefinisikan sebagai komunitas bakteri dikelilingi oleh produksi matrix

polimer yang dihasilkan sendiri dan melekat secara reversibel pada permukaan biotik

maupun abiotik. Bakteri mungkin berkembang pada akar tanaman sebagai sel terisolasi,

mikrokoloni, agregat bakteri atau biofilm. Komponen permukaan dari biofilm bakteri

terutama eksopolisakarida (EPSs), flagela dan lipopolisakarida (LPSs) dalam

kombinasinya dengan signal fungsional bakteri sangat penting untuk pembentukan

biofilm rhizobial pada semua spesies yang telah dipelajari sejauh ini. Permukaan

polisakarida rhizobial memegang peranan penting pada simbiosis dan pembentukan

bintil akar yang aktif. Mutan yang tidak efektif dalam produksi EPSs, LPSs dan

polisakarida kapsular biasanya menunjukkan sebuah induksi tereduksi dari bintil efektif

dan sangat berpengaruh pada proses infeksi melalui benang-benang infeksi (Sorroche etal., 2012).

Biofilm dapat dibentuk dari satu jenis mikroba saja, namun secara alami hampir

semua jenis biofilm terdiri dari campuran berbagai jenis mikroba. Sebagai contoh fungi,

alga, yeast (ragi), amuba (bakteri) dan jenis mikroba lainnya. Semakin beragam mikroba

yang tumbuh, maka biofilm yang terbentuk akan semakin cepat dan kompetitif. Bagi

bakteri yang bersifat aerob akan tumbuh di bagian dalam, sedangkan bakteri yang bisa

tumbuh secara anaerob akan berada di layer bagian dalam. Semakin beragam bakteri,


4/17

maka interaksi antara bakteri semakin kompleks. Demikian halnya jenis mikroba yang

lain. Biofilm akan terbentuk pada permukaan yang lembab, hal ini disebabkan mikroba

dapat bertahan hidup jika ia mendapatkan kelembaban yang cukup. Pada prosesnya

biofilm mengeksresikan suatu bahan yang licin (berlendir) pada sebuah permukaan,

kemudian akan menempel dengan baik di permukaan tersebut jika keadaan minimum

bakteri tersebut terpenuhi. Beberapa lokasi yang dapat dijadikan tempat hidup biofilm

meliputi material alami di atas dan di bawah tanah, besi, plastik dan jaringan sel.

Selama kita dapat menemukan kombinasi nutrien, air dan sebuah permukaan yang tidak

mengandung senyawa beracun, disana sangat mungkin kita temukan biofilm (Pribadi,

2009).

Biofilm dapat dibentuk pada lingkungan ekstrim, seperti pada air asam tambang

(pada pH 0), dimana bakteri berkontribusi pada siklus sulfur. Biofilm dari cyanobakteria

yang telah dipelajari secara intensif pada sumber mata air panas dan baru-baru ini

peneliti mulai meneliti biofilm yang terdapat di danau terlapis es di Antartika. Struktur

komunitas bakteri yang kompleks pada lingkungan yang ekstrim tersebut telah

ditemukan dalam hal biologis seperti fotosintesis, fiksasi nitrogen dan fermentasi

(Davey dan O'Toole., 2000).

Bakteri di dalam biofilm mampu bertahan terhadap antibiotik, desinfektan,

bahkan mampu tahan terhadap sistem immunitas hospesnya (Oliveira et al., 2006;

Melchior et al., 2006; Setiawan et al., 2012). Manifestasi klinis dari infeksi oleh bakteri

pembentuk biofilm adalah adanya resistensi terhadap pengobatan antibiotik. Terapi

antibiotik pada umumnya hanya akan membunuh sel-sel bakteri planktonik (yang

berenang-berenang di luar biofilm) sedang bentuk bakteri yang tersusun rapat dalam

biofilm akan tetap hidup dan berkembang serta akan melepaskan bentuk sel-sel

planktonic keluar dari formasi biofilm. Demikian juga terhadap sistem kekebalanhospes di mana formasi biofilm mampu melindungi bakteri di dalamnya dari efektor-

efektor sistim immun hospesnya (Davey dan Otoole, 2000; Melchior et al., 2006;

Setiawan et al., 2012).


5/17

III.METODOLOGIPraktikum Mikrobiologi Air Acara III yang berjudul Biofilm Organik dan

Anorganik dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 27 Maret 2014 di Laboratorium

Mikrobiologi Air, Jurusan Mikrobiologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas

Gadjah Mada, Yogyakarta. Alat yang digunakan pada praktikum, antara lain cawan

petri, gelas beker, jarum ose, pipet dan dryglasky, sedangkan bahan yang diperlukan,

antara lain medium TSA (Tripticase Soy Agar I) (1x, 0,1x, 0,01x), larutan garam

fisiologis dan sampel biofilm organic dan anorganik.

Adapun cara kerja yang dilakukan pertama, yakni sampel biofilm organik dan

anorganik direndam di dalam larutan garam fisiologis selama beberapa waktu (5

menit). Selanjutnya permukaan sampel dikerik saat direndam di larutan garam

fisiologis, lalu 0,1 ml larutan garam fisiologis diambil yang digunakan untuk merendam

sampel. Kemudian, 0,1 ml larutan yang telah diambil tersebut dituang ke medium TSA

(dengan konsentrasi 1x, 0,1x, 0,01x secara surface plate) dengan masing-masing

konsentrasi sebanyak tiga ulangan. Terakhir, medium yang telah berisi sampel

diinkubasikan kedalam ruang bertemperatur 370 C selama 3-4 hari, lalu keragaman

mikrobia yang tumbuh diamati.


6/17

IV.HASIL DAN PEMBAHASANBiofilm adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan suatu

lingkungan kehidupan yang khusus dari sekelompok mikroorganisme, yang melekat

pada suatu permukaan padat dalam lingkungan perairan. Menurut Sari (2007) biofilm

terdiri dari sel-sel mikroorganisme yang melekat erat ke suatu permukaan sehingga

berada dalam keadaan diam (sesil). Pelekatan ini seperti pada bakteri disertai oleh

penumpukan bahan-bahan nutisi yang diselubungi oleh matrik polimer ekstraseluller

yang dihasilkan oleh bakteri tersebut. Matrik ini berfungsi sebagai perekat bagi biofilm.

Biofilm akan terbentuk dengan cepat dalam sistem yang mengalir dimana suplai nutrisi

tersedia secara teratur bagi bakteri. Pertumbuhan bakteri secara ekstensif disertai oleh

sejumlah besar polimer ekstraseluller, menyebabkan pembentukan lapisan berlendir

(biofilm). Peranan EPS bagi biofilm adalah menyediakan makanan, terlibat dalam

mekanisme pertahanan inang, dan membantu dalam agregasi dan pelekatan permukaan,

untuk bertahan pada kondisi dimana sel planktonik sudah tidak mampu bertahan hidup.

Biofilm merupakan sebuah kumpulan yang kompleks dari mikroorganisme

(bakteri) yang melekat pada substrat padat. Permukaan padat atau substrat padat yang

dilekati biofilm tersebut dapat berupa substrat abiotik atau anorganik dan substrat biotik

atau organik yang terbenam dalam air dan lembab.. Substrat organik misalnya daun dan

batang tumbuhan air, daerah perakaran, kulit dan gigi hewan air, usus manusia dan lain-

lain. Substrat abiotik misalnya jaringan implant, peralatan medis, partikel tanah, batu-

batuan, pipa saluran air, bagian bawah galangan kapal, serta substrat lain yang

tergenang air. Terbentuknya biofilm pada berbagai substrat harus terjadi dalam sistem

yang mengalir atau lembab dimana suplai nutrisi tersedia secara teratur bagi bakteri.

Pertumbuhan bakteri secara ekstensif pada permukaan padat disertai oleh sejumlah

besar polimer ekstraseluller yang menyebabkan pembentukan lapisan berlendir(biofilm) yang dapat dilihat dengan kasat mata pada permukaan baik borganik maupun

anorganik. Kemampuan sel melekat pada permukaan dan membentuk biofilmdipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

1. Faktor Lingkungan.a. Keberadaan nutrien

Kepadatan populasi yang rendah adalah karakteristik umum dari komunitas

planktonik pada ekosistem mikroba di alam. Keadaan oligotropik dari ekosistem


7/17

menyiratkan ketidakcukupan nutrient untuk mendukung aktifitas mikkroba lebih

jauh. Kelaparan sering disertai dengan mengecilnya ukuran,peningkatan

hidrofobisitas permukaan sel dan meningkatkan pelekatan. Faktor di atas membuat

bakteri cenderung melekat ke permukaan padat, dimana kesempatan

untuk mendapatkan nutrisi lebih tinggi

b. SubstratSubstrat yang sangat disukai bakteri biofilm ialah substrat yang lembab.

Permukaan padat memiliki beberapakarakteristik yang penting bagi prosespelekatan.

Perluasan koloni mikrobasebanding dengan peningkatankekasaran permukaan.

c. Arus perairanSel berperilaku seperti partikel pada suatu perairan sehingga pelekatan sel

bakteri pada substrat tergantung dari arus. Pelekatan sel sangat tergantung pada

motilitas bakteri ketika kecepatan arus rendah, sebaliknya ketika kecepatan arus

meningkat maka bakteri dapat bergerak dengan bantuan arus laut sehingga dapat

meningkatkan kemampuan bakteri untuk melekat pada substrat.

2. Faktor Genetika. Gen pengkode fungsi motilitas

Gen pengkode fungsi motilitas berperan dalam pembentukan flagelayang

mempengaruhi pelekatan mikroba.

b. AdhesiAdhesi bakteri terjadi karenanutrien pada lingkungan perairan cenderung

terkonsentrasi di sekitar permukaan padat.

Ketebalan biofilm dapat bervariasi tetapi biasanya berkisar antara 500 100

mikron. Saat ketebalan biofilm meningkat, beberapa potongan biofilm dapat terlepas

dikarenakan populasinya sudah terlalu banyak, memungkinkan terbentuknya kolonibaru yang terpisah dari koloni biofilm yang sudah ada. Adapun faktor yang mengontrol

perkembangan, komposisi dan struktur biofilm adalah sebagai berikut:

1. Kondisi permukaan substratum(misal kekasaran dan kondisi hidrofobik)2. Kondisi permukaan mikroorganisme3. Kondisi fisika-kimia sebagian besar air (temperatur, pH, salinitas, ion, bahan

organik)


8/17

4. Konsentrasi bahan organik yang tersedia sebagai substrat, biasa terukur sebagaiAssimilable Organic Carbon (AOC), Biodegradable Dissolved Organic Carbon

(BDOC) atauBiochemical Oxygen Demand

5. Morfologi mikroorganisme (misal filament)6. Aktivitas fisiologikal mikroorganisme7. Lisis organisme biofilm8. Konsumsi oleh protozoa9. Aktivitas invertebrate10.Formasi gelembung gas pada zona anoksik dan anaerobic (N2dan CH4)11.Erosi dan sloughing12.Usia biofilm13.Kondisi hidrolisis (laju aliran, gaya geser)14.Keberadaan zat antimikroorganisme.

Pada praktikum dilakukan pengamatan terhadap keanekaragaman bakteri

pembentuk biofilm yang berasal dari substrat organik dan anorganik. Substrat organik

yang digunakan, yaitu daun teratai, dahan tanaman (ranting tanaman) dan cangkang

bekicot, sedangkan substrat anorganik yang digunakan, yaitu batu kali, batu kolam dan

lantai atau dinding kamar mandi. Biofilm diambil dari permukaan substrat padat

tersebut dengan cara dikerik di dalam larutan garam fisiologis yang sebelumnya telah

dilakukan perendaman selama 5 menit di dalam larutan tersebut. Fungsi dari

perendaman di dalam garam fisiologis adalah agar biofilm yang menempel pada

substrat dapat mudah dilepaskan ketika dikerik, selain itu larutan garam fisiologis juga

berfungsi sebagai pengencer dan menjaga tekanan tetap stabil atau dalam keadaan

isotonis. Keadaan isotonis tersebut diperlukan agar keadaan atau konsentrasi di dalam

sel bakteri biofilm dan di lingkungan (garam fisiologis) sama/seimbang, sehingga tidakterjadi lisis maupun pengkerutan (shrinking) sel.

Setelah dilakukan pengerikan pada subsrat, larutan garam fisiologis yang telah

mengandung bakteri biofilm dinokulasikan ke dalam medium TSA dengan tiga jenis

konsentrasi, yaitu 1x, 0,1x dan 0,01x masing-masing sebanyak 0,1 ml. TSA (Tripticase

Soy Agar) merupakan medium yang mendukung dan memberi nutrisi pada mikrobia

untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Komposisi medium TSA sendiri terdiri dari

NaCl, soybean meal, soytone, pepton, akuades dan lain-lain. Perbedaan konsentrasi


9/17

pada medium TSA dimaksudkan untuk melihat seberapa banyak keragaman bakteri

yang tumbuh pada berbagai macam konsentrasi medium. Penggunaan TSA pada

berbagai konsentrasi diharapkan dapat mempengaruhi jumlah dan keragaman bakteri

yang tumbuh.

Setelah diinkubasi, maka dapat diamati pertumbuhan bakteri biofilm yang

berasal dari substrat organik maupun anorganik pada masing-masing medium TSA yang

memiliki konsentrasi berbeda. Hasil yang didapat adalah tumbuh beraneka ragam

bakteri dengan bentuk, warna dan ukuran yang beragam (Tabel 1 dan 2).

Sampel UlanganTSA 1X TSA 0,1X TSA 0,01X

Ragam koloni koloni Ragam koloni koloni Ragam koloni koloni

Daun

Teratai

1 Circular, kuning Irreguler, kuning Ireguler Orange Circular, Kuning Opaque Iregular, putih

TMTC TMTC TMTC 29 1 TMTC

Filamen, putihCircular, putihIrreguler, putih

8 TMTC TMTC

Circular, bening Irreguler,

bening

Semua

TMTC

2 Circular, kuning

Irreguler, kuning

Orange, putih

Semua

TMTC Circular, putih Irreguler, putih Filamen, putih

TMTC TMT 4

CircularIrreguler SemuaTMTC

3 Circular, kuning

Irreguler, kuning

Irreguler, Orange

SemuaTMTC

Circular, putih Irreguler, putih Filamen, putih

TMTC TMTC 13

Circular, beningIrreguler,

bening

Irreguler, putih

TMTC TMTC

3Dahan

Tanaman

1 Circular, orange

Irreguler, kuning

Irreguler, cream

Circular, putih

keruh

Circular, bening

37 27 96 TMTC TMTC

Irreguler,kuning

Irreguler, bening Rhizoid, putih

27 TMTC

7

Irreguler,bening

TMTC

2 Circular, orange

Circular, bening

Irreguler, putih

keruh

Irreguler, putih

57 91 TMTC 50

Irreguler, putih Irreguler, putih

bening

Circular, putihkeruh

18 TMTC TMTC

Irreguler,bening

TMTC

3 Circular, orange Irreguler, orange Circular, kuning Circular, putih

keruh

Irreguler, putihkeruh

Circular, putih

36 5

26

Spreader

11

Irreguler, orangeIrreguler, putih

keruh

Circular, putihIrreguler, putihCircular, orange

4 15

42 18 15

Irreguler,bening

TMTC


10/17

TMTCCangkang

Bekicot

1 Circular, kuning Irreguler,

kuning

Filamen, kuning Rhizoid, kuning,

Irreguler, coklat

Circular, putih Semua

mengkilat

Semua

TMTC Circular, putih Irreguler, putih Filamen, putih Circular, pink Semua tidak

mengkilat

Semua

Spreader Circular, putih Irreguler, putih Filamen, putih Irreguler, pink Semua tidak

mengkilat

Semua

Spreader

2 Circular, kuning Irreguler,

kuning

Filamen, coklat Circular, putih Circular, coklat Irreguler, coklat Filamen, kuning Rhizoid, kuning Semua

mengkilat

Semua

spreader Circular, putih Irreguler, putih Filamen, putih Circular, pink Irreguler, pink Semua tidak

mengkilat

Semua

Spreader Circular, pink Irreguler, pink Filamen, putih Irreguler, putih Circular, putih

Semua

Spreader

3 Circular, putih Irreguler, putih Filamen, putih Rhizoid, putih Circular, kuning Irreguler,

kuning

Filamen, kuning Rhizoid, kuning Semua

mengkilat

Semua

spreader Circular putih Irreguler, putih Filamen, putih Circular, Pink Semua tidak

mengkilat

Semua

spreader Irreguler, putih Circular, pink Circular, putih Filamen, putih Irreguler, pink Semua tidak

mengkilat

Semua

spreader

Tabel 1.Perbandingan Biofilm Dalam berbagai jenis substrat 10rganic dan konsentrasi medium TSA

(Trypticase Soy Agar)

Berdasarkan hasil pertumbuhan bakteri biofilm pada substrat organik (tabel 1), maka

jenis substrat yang paling banyak dan beragam bakterinya adalah pada substrat

cangkang bekicot. Bentuk, warna dan jumlah bakteri yang beragam dari bakteri pada

cangkang bekicot adalah dikarenakan bekicot hidup bebas di air atau mobilitas

(gerakan) dan aktivitas lebih banyak, sehingga jenis bakteri yang dapat melekat pada

cangkang bekicot lebih beragam tidak hanya berasal dari satu tempat. Selain itu, kondisi

permukaan atau tingkat kekasaran (hidrofobik ) cangkang bekicot lebih baik sehingga

bakteri mudah menempel. Hal lain yang mungkin berpengaruh seperti yang telah

disebutkan sebelumnya, yaitu konsentrasi dan kandungan bahan organik yang tersedia

sebagai substrat, biasa terukur sebagai Assimilable Organic Carbon (AOC),

Biodegradable Dissolved Organic Carbon(BDOC) atauBiochemical Oxygen Demand.


11/17

Hal tersebut menunjukkan bahwa kandungan atau komposisi bahan organik tersebut

pada cangkang bekicot lebih banyak dari bahan organik lain yang digunakan seperti

daun teratai dan dahan tanaman. Setelah cangkang bekicot, substrat kedua yang

mengandung banyak bakteri biofilm adalah dahan tanaman dan terakhir daun teratai.

Sampel UlanganTSA 1X TSA 0,1X TSA 0,01X

Ragam koloni koloni Ragam koloni koloni Ragam koloni koloni

Batu Kali 1 Circular,kuning

Circular,kuning keruh

SemuaSpreader

Filamen,putih

Circular,putih

Circular,kuning

Circular,putih keruh

1Spreader6Spreader

Circular,putih

Circular,bening

SemuaSpreader

2 Circular,kuning

Circular, putihCircular,

kuning keruh

SemuaSpreder

Irreguler,putih

Filamen,putih

Circular,putih

Circular,kuning

Spreader1Spreader26

Circular,putih

Irreguler,putih

Circular,bening

Spreader

1Spreade

r

3 Circular,kuning tua

Circular,bening

Spreader8

Filamen,putih

Irreguler,putihCircular,

putih

Circular,kuning

Spreader24Spreader10

Circular,bening

Circular,putih

Semua

Spreader

BatuKolam

1 Circular, putihIrreguler, putihFilamen, putihCircular,

kuning

Circular,orange

Irreguler,bening

SemuaTMTC

Circular,putih

Irreguler,putih

Filamen,putih

Irreguler,bening

Circular,kuning

SemuaTMTC

Circular,putih

Irreguler,putih

Irreguler,bening

Circular,kuning

Filamen,putih

12TMTCTMTCTMTC1

2 Circular, putihIrreguler, putihFilamen, putihCircular,

kuning

Circular,orange

SemuaTMTC

Circular,putih

Irreguler,putih

Filamen,putih

Irreguler,

SemuaTMTC

Circular,putih

Irreguler,putih

Irreguler,bening

Circular,

7 TMTC TMTC TMTC


12/17

Irreguler,bening

bening

Circular,kuning

kuning

Rhizoid,putih

23 Circular, putih

Irreguler, putihFilamen, putihCircular,

kuning

Circular,orange

Irregular,bening

Semua

TMTC

Irreguler,putih

Irreguler,putih

Filamen,putih

Irreguler,bening

Circular,kuning

Semua

TMTC

Circular,putih

Irreguler,putih

Irreguler,bening

Circular,kuning

Filamen,putih

4TMTCTMTCTMTC1

PlastikKamarMandi

1 Circular, putih TMTC Circular,putih

TMTC Circular,putih

TMTC

2 Irreguler, putih TMTC Irreguler,putih

TMTC Irreguler,putih

TMTC

3 Circular,kuning

TMTC Tidak tumbuh - Tidak tumbuh TMTCTabel 2.Perbandingan Biofilm Dalam berbagai jenis substrat anorganik dan konsentrasi medium TSA

(Trypticase Soy Agar)\

Selain menggunakan substrat organik juga digunakan substrat anorganik tempat

asal pertumbuhan biofilm. Jika dibandingkan dengan substrat organik substrat

anoorganik memang memiliki tingkat keanekaragaman jumlah dan jenis bakteri yang

lebih rendah. Hal tersebut dapat dilihat pada pertumbuhan koloni pada medium TSA

berbagai konsentrasi (Tabel 2). Faktor yang menyebabkan hal tersebut adalah karena

pada substrat anorganik aktivitas rendah atau tidak dapat bergerak karena bukan

mahkluk hidup, selain itu tingkat kekasaran (hidrofobik) yang cenderung lebih besar

dibanding pada substrat organik. Pada substrat anorganik juga tidak ada kandungan

kompleks organik seperti pada substrat organik, sehingga pertumbuhan bakteri

dimungkinkan lebih lambat. Untuk perbandingan antar sampel anorganik,

keanekaragaman jenis dan jumlah bakteri biofilm paling banyak adalah pada batu

kolam, kemudian yang kedua batu kali dan yang terendah adalah pada plastik kamar

mandi.

Pertumbuhan biofilm bergantung pada substansi matriks bahan atau substrat

yang digunakan. Matriks bahan yang digunakan ini akan menyediakan aseptor elektron

bagi mikroba untuk proses oksidasi dalam upaya menghasilkan energi. Selain itu,

pembentukan biofilm ini bergantung pada keragaman/variasi jenis mikroba yang

tumbuh. Biofilm dapat dibentuk dari satu jenis mikroba saja, namun secara alami

hampir semua jenis biofilm terdiri dari campuran berbagai jenis mikroba.


13/17

Semakin beragam mikroba yang tumbuh, maka biofilm yang terbentuk akan

semakin cepat dan kompetitif. Bagi bakteri yang bersifat aerob akan tumbuh di bagian

luar, sedangkan bakteri yang bisa tumbuh secara anaerob akan berada di lapisan bagian

dalam. Semakin beragam bakteri, maka interaksi antara bakteri semakin kompleks.

Demikian halnya jenis mikroba yang lain.

Adapun dalam hal nutrisi yang diberikan untuk pertumbuhan bakteri pada

laboratorium berupa medium TSA pada konsentrasi yang berbeda juga memberikan

dampak dalam hal jumlah dan jenis bakteri yang tumbuh. Konsentrasi medium TSA 1x

merupakan kondisi paling baik untuk pertumbuhan bakteri karena kandungan bahan di

dalamnya lebih banyak dibanding pada konsentrasi 0,1x dan 0,01x. Hal tersebut juga

berdampak pada pertumbuhan bakteri serta keanekaragamannya lebih banyak

dibandingkan pada konsentrasi TSA lain. Semakin besar pengenceran kandungan di

dalam medium semakin rendah, sehingga jumlah bakteri yang tumbuh juga semakin

sedikit.

Biofilm sangat penting artinya bagi mikroba itu sendiri yaitu sebagai sistem

proteksi terhadap lingkungan fisik yang ekstrim misalnya kekurangan nutrien,

perubahan pH, suhu, dan kekeringan juga terhadap senyawa kimia yang merugikan

seperti antibiotik, deterjen, desinfektan, dan agen anti biofouling . Bila lingkungan

berubah menjadi ekstrim, pertumbuhan sel-sel dalam biofilm akan bertahan pada fase

stationer. Matriks biofilm berfungsi sebagai; (1)protektan bagi populasi; (2)

memfasilitasi komunikasi antar sel melalui sinyal biokimia, serta (3) membantu

distribusi nutrien dan sinyal kimia seperti yang ditemukan pada beberapa biofilm pada

saluran air.

Selain berpengaruh pada hidup bakteri itu sendiri, biofilm juga dapat

mempengaruhi lingkungan yang mempunyai dampak positif dan dampak negatif.Diantara dampak positif dari adanya biofilm, yaitu sebagai sumber agen bioaktif baru

karena pada saat terorganisasi dalam biofilm, mikroba menghasilkan substansi yang

sangat efektif yang tidak dapat diproduksi sendiri secara individu. Oleh sebab itu,

banyak peneliti yang mengatakan bahwa biofilm dapat dijadikan sebagai dasar

pengembangan obat parasiticidal baru. Di bidang pencemaran lingkungan, biofilm

memegang peranan yang sangat penting. Misalnya, membantu mengeliminasi

petroleum oil yang mengkontaminasi laut, khususnya berkat


14/17

kemampuan hydrocarbonoclastic bacteria(HCB) melalui mekanisme aktivitas

degradasi hidrokarbon.

Kemampuan kolonisasi mikroba pembentuk biofilm juga telah memberikan

dampak buruk juga diberbagai bidang. Beberapa masalah yang ditimbulkan oleh

pembentukan biofilm antara lain:

1) Kerusakan pada peralatan.

2) Kontaminasi pangan, produk farmasi, dan medis.

3) Kehilangan energi dan tidak efisiennya transfer energi.

4) Infeksi medis dan penyakit pada tumbuhan.

5) Resistensi antibiotik.

Kehadiran biofilm juga dapat menyebabkan masalah yang potensial terhadap industry

makanan. Kekhawatiran terjadi bila bakteri patogen melekat pada alat pemroses

makanan. Kalau biofilm tidak dibersihkan, organisme yang melekat dalam

perkembangannya dapat terlepas dari permukaan dan mengkontaminasi produk sebelum

produksi. Masalah yang ditimbulkan oleh adanya kontaminasi ini adalah terjadinya

pembusukan makanan yang akan memperpendek masa simpan (shelf-life) maupun

penyebaran penyakit melalui makanan (foodborne desease).

V. KESIMPULAN1. Jumlah bakteri biofilm pada permukaan substrat organik lebih banyak dibandingkan

dengan permukaan substrat anorganik karena karena pada substrat anorganik

aktivitas rendah atau tidak dapat bergerak karena bukan mahkluk hidup, selain itu

tingkat kekasaran (hidrofobik) yang cenderung lebih besar dibanding pada substrat

organik. Pada substrat anorganik juga tidak ada kandungan kompleks organikseperti pada substrat organik, sehingga pertumbuhan bakteri dimungkinkan lebih

lambat.

2. Konsentrasi medium mempengaruhi pertumbuhan mikrobia karena semakin rendahkonsentrasi maka kandungan nutrisi di dalamnya semakin sedikit yang berdampak

pada jumlah mikrobia yang tumbuh juga semakin sedikit.


15/17

DAFTAR PUSTAKA

Davey, M. E. and G. A. O'Toole. 2000. Microbial Biofilms: from ecology to moleculer

genetics. Microbiology and Molecular Biology Review 64(4) : 847-867.

Leasure, S. M. H., C. Koid, M. James and J. N. Schultzhaus. 2013. Biofilm formation

by Psychrobacter arcticus and the role of a large adhesin in attachment to

surfaces. Applied and Environmental Microbiology 79(13) : 3967-3973.

Melchior, M. B., H. Vaarkamp and J. F. Gremmels, 2006. Biofilm: Arole in reurrent

mastitis infection. The Vet. Journal 171 : 398407.

Oliveira, M., R. Bexiga, S. F. Nunes, C. Carneiro and L. M. Cavaco, 2006. Biofilm-

forming ability profiling of Staphylococcus aureus and Staphylococcus

epidermidisMastitis Isolate. Vet. Mic. 116: 133

Pribadi, W. 2009. Biofilm dan Keadaan Tumbuhnya. . Diakses

tanggal 2 April 2014

Sari, N. 2007. Penentuan Kandungan Total Karbohidrat Extra Polymeric substances

(EPS) Mikrobia dalam Sedimen Intertidal. Fakultas MIPA, Insitut Teknologi

Surabaya, Surabaya.

Setiawan, V. M., S. Estoepangestie dan S. Koesdarto. 2012. Pembentukan biofilm oleh

Streptococcus uberis terkait dengan infeksi kronis intramammary. JBP 14(3) :

153-157.

Sorroche, F. G., M. B. Spesia, A. Zorreguieta and W. Giordano. 2012. A possitive

correlation between bacterial autoaggregation and biofilm formation in native

Sinorhizobium meliloti isolates from Argentina. Applied and Enironmental

Microbiology 78(12) : 40924101.
http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/biofilm-dan-keadaan-tumbuhnya/http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/biofilm-dan-keadaan-tumbuhnya/http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/biofilm-dan-keadaan-tumbuhnya/http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/biofilm-dan-keadaan-tumbuhnya/


16/17

LAMPIRAN

Gambar 1. Pembentukan koloni bakteri biofilm organik pada medium TSA 0,01x

Gambar 2. Pembentukan koloni bakteri biofilm organik pada medium TSA 0,1x

Gambar 3. Pembentukan koloni bakteri biofilm organik pada medium TSA 1x


17/17

Gambar 4. Pembentukan koloni bakteri biofilm anorganik pada medium TSA 1x, 0,1 x dan 0,01x

Biofilm organik dan anorganik

Documents

Transcript of Biofilm organik dan anorganik