LAPORAN kinetika

download LAPORAN kinetika

of 21

  • date post

    17-Feb-2015
  • Category

    Documents

  • view

    379
  • download

    57

Embed Size (px)

Transcript of LAPORAN kinetika

LAPORANKINETIKA PERTUMBUHAN MIKROBA (BAKTERI Escherichia coli)

DISUSUN OLEH : Kelompok 1 ANNISA NUR AULIANI : 101431003 ANNISSA APRILLIA :101431004 ANALIS KIMIA 2A

TANGGAL LAPORAN

: Kamis, 14 Maret 2012 : Bintang IM

DOSEN PEMBIMBING

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang 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. Pada mikroba jika ditambahkan larutan esensial (nutrient) pada kondisi (suhu dan pH) yang sesuai maka akan terjadi pertumbuhan. Pertumbuhan adalah hasil dari keduanya (replikasi dan perubahan ukuran sel). Mikroorganisme dapat tumbuh pada berbagai kondisi fisik, kimia dan nutrisi. Dalam medium dengan nutrient yang sesuai, mikroorganisme mengekstrak nutrient dari medium dan merubahnya menjadi produk biologi. Sebagian nutrient digunakan produksi energy dan sebahagian untuk biosintesis dan pembentukan produk. Hasil dari pemakaian nutrient adalah bertambah nya biomassa sel terhadap waktu. Mikroba tumbuh dalam suatu spektrum lingkungan fisik dan kimiawi yang sangat luas. Sehingga pertumbuhan dan kegiatan fisiologik lainnya merupakan suatu respon terhadap lingkungan fisiko-kimiawinya. Pertumbuhan mikroba bukan hanya

menggambarkan pertumbuhan sel aktif, tetapi juga kegiatan sel-sel istirahat dan sel mati. Pertumbuhan mikrobial biasanya dicirikan dengan waktu yang dibutuhkan untuk menggandakan massa sel atau jumlah sel. Kinetika pertumbuhan mikroba secara batch

terdiri dari beberapa fasa yang menunjukkan bahwa sel mikroba bervariasi terhadap waktu. Pada umumnya pertumbuhan diukur dengan peningkatan massa, sehingga laju pertumbuhan spesifik, dapat digunakan. Nilai besaran X adalah laju pertumbuhan volumetrik (produktivitas volumetrik) dalam berat/ vol.t. Pertumbuhan suatu mikroba dapat ditinjau dari dua segi, yaitu pertumbuhan sel secara individu dimana adanya penambahan volume sel dan pertumbuhan kelompok sebagai satu populasi dimana merupakan akibat dari adanya pertumbuhan individu , misal dari satu sel menjadi dua, dari dua menjadi empat dst hingga berjumlah banyak. Pada pertumbuhan populasi bakteri misalnya, merupakan penggambaran jumlah atau massa sel yang terjadi pada saat tertentu. Untuk mengkaji pertumbuhan mikroba perlu dilakukan evaluasi populasi mikroba dengan teknik yang sesuai. Salah satu caranya yaitu dengan metode yang dilakukan pada praktikum kali ini yaitu penetapan melalui metode spektrofotometri. 1.2. Tujuan Secara umum mahasiswa diharapkan : Berkompeten dalam mengkaji dan memantau fenomena pertumbuhan mikroba. Secara khusus mahasiswa diharapkan : Ketrampilan dalam pembuatan kultur mikroba, inokulum/starter, teknik aseptik dapat dikuasai dengan benar Ketrampilan untuk melakukan sampling pengukuran populasi sel secara periodik dapat dilakukan dengan benar Ketrampilan dalam melakukan evaluasi populasi mikroba dengan berbagai teknik ( berat kering sel, spektrofotometri, kurva baku ) dapat dilakukan dengan benar Ketrampilan dalam menerapkan hubungan antara jumlah sel (X) dengan waktu (t) dapat dilakukan dengan benar Ketrampilan dalam mengkaji fasa-fasa pertumbuhan mikroba dapat dilakukan dengan benar Ketrampilan dalam mendapatkan nilai laju pertumbuhan spesifik () dengan menggunakan grafik ln X terhadap t dapat dilakukan dengan benar

BAB II DASAR TEORI

Secara umum kinetika pertumbuhan mikroba secara curah (batch) disajikan pada gambar 1, tipe kurva pertumbuhan meliputi lima fase; 1. fase lag 2. fase log (eksponensial) 3. fase perlambatan 4. fase stationer dan 5. fase kematian

Gambar 3.1 Kurva pertumbuhan untuk populasi mikroorganisme secarabatch

Tipe kurva pertumbuhan untuk populasi bakteri

1.

Fase lag Berlangsung lambat setelah mokulasi dan secara periodic sel-sel menyesuaikan dengan

lingkungan yang baru. Pada fase ini terjadi sentesis enzim sel bertambah sangat sedikit tanpa penambahan densitas jumlah sel, oleh karena itu

x = xo = tetap Dimana xo = konsentrasi seluler pada t = 0 Laju pertumbuhan (g/l) sama dengan nol N = dx/dt = 0 Laju pertumbuhan spesifik (Nnet) = nol

Umur dari kultur inokulum berpengaruh kuat terhadap lamanya fase lag. Biasanya periode fase lag bertambah dengan umur inokulum. Umur meminimal kan durasi fase lag. Selsel diadaptasikan dengan kondisi media pertumbuhan selama mokulasi sehingga sel-sel menjadi muda (sel-sel fase eksponensial) dan aktif, jumlah inokulum 5% - 10% volum. Beberapa industri fermentasi skala komersial, biasanya waktu fase lag diperpendek untuk memperoleh produktivitas yang tinggi.

2.

Fase eksponensial (exponential phase). Setelah fase awal selesai, mulai terjadi reproduksi selular, perlahan-lahan makin lama

konsentrasi biomassa meningkat (jumlah sel dan densitas jumlah sel). Dengan demikian laju reproduksi atau pertumbuhan dx/dt dan laju pertumbuhan spesifik meningkat. Pada saat itu laju pertumbuhan atau reproduksi selular mencapai titik maksimum, maka terjadi pertumbuhan secara legaritrik atau eksponensial. Pada fase ini keadaan pertumbuhan adalah mantap. Dengan laju pertumbuhan spesifik (N tetap), komposisi selular tetap, sedangkan komposisi kimiawi media biakan berubah akibat terjadinya sintetis produk dan penggunaan substrat. Selama fase eksponensial. Laju pertumbuhan dx/dt meningkat berbanding dengan x dx/dt = N net x dx/dt = i/x = N net

x = xo pada t =0 ln x/xo = N net t atau x =xo l-N net1 dimana ; x dan xo adalah konsentrasi sel pada waktu t dan t = 0 Pertumbuhan eksponensial dapat disajikan secara grafik semilogaritmik Ln x terhadap waktu. Zd ln2/N net = 0,693/ N net , Zd = waktu penggandaan

Tabel : Waktu penggandaan dan laju pertumbuhan spesifik berbagai mikroorganisme Organisme Bakteri Kahmir Jamur Sel tanaman Zd (jam) 0.3 1.5 3 24 N net (jam -1) 2.3 0,46 0,23 0,0287

3.

Fase Stationer (stationary phase) Permulaan fase stationer adalah pada akhir dari permulaan fase perlambatan (deceleration

phase), dimana laju pertumbuhan spesifik adalah nol (tidak ada devision sel). Selama fase ini sel-sel masih aktif secara metabolic dan menghasilkan metabolit sekunder. Metabolit primer adalah produk yang terkait dengan pertumbuhan (growth related product), sedangkan metabolit sekunder tidak terkait dengan pertumbuhan (non growth related). Tapi beberapa produk metabolit tertentu meningkat selama fase stasioner (c.q antibiotic, beberapa hormone), hal ini disebabkan oleh deregulasi metabolit. Selama fase stasioner, satu atau lebih fenomena mungkin terjadi: 1. Total konsentrasi massa sel konstan, tetapi jumlah sel-sel yang hidup berkurang. 2. Lisis sel terjadi, dan massa sel yang hidup turun drastis. Suatu pertumbuhan fase kedua meningkatkan. 3. Sel-sel tidak dapat tumbuh tetapi metabolism tetap aktip untuk memproduksi metabolit sekunder, metabolit sekunder diproduksi hasil dari deregulasi metabolit.

4.

Fase mati (Death phase) Pada akhir fase stasioner, nutrient sudah berkurang drastic atau terbentuk dan terjadi

akumulasi produk toksik. Pada keadaan tersebut permulaan terjadinya fase mati (death phase), kecepatan fase kematian mengikuti kinetika orde kesatu. dN/dt = k ld N atau N = Ns l-k lt Dimana Ns = konsentrasi sel pada akhir fase stasioner.. Berdasarkan kajian pertumbuhan mikroba tersebut dapat ditentukan beberapa parameter pertumbuhan antara lain kofisien perolehan (randamen). Contoh fermentasi adalah

Yx /x = x xo /so s atau Dimana So S yx/s = konsentrasi awal substrat

\ x/

\s

= konsentrasi substrat tersisa (mendekat nol) = dinyatakan dalam gram bobot kering sel (pergram substrat Yang dikonsumsi)

Selain itu kofisien perolehan (yx / x ) didasarkan pula pada substrat lain atau pembentukan produk dengan defenisi Yx / o2 = \x / \o2 yp / x = \p/ \s

Dalam fermentasi curah (batch) fase akuatik yang mengandung mikroba, substrat dan lain-lain hanya sekali yang dimasukkan ke dalam fermentor, kemudian hasilnya dikeluarkan sekaligus pada akhir proses, oksigen tertimbun dalam fermentasi dalam berbagai bentuk (biomassa, produk fermentasi).

BAB III PERCOBAAN3.1. Bahan dan Alat yang digunakan 3.1.1. Bahan yang digunakan 10 ml air garam steril 50 ml media cair/ kaldu nutrien steril 50 ml inokulum mikroba yang telah diaktifkan selama 24 jam, suhu ruang di dalam shaker incubator 400 ml media cair/ kaldu nutrien steril Satu tabung media agar miring berisi mikroba Kertas grafik

3.1.2. Alat yang digunakan Pipet steril 10ml Erlenmeyer/reaktor 500 ml Erlenmeyer 250 ml Kuvet spektrofotometer Spektrofotometer (spektronik) Spiritus Neraca analitik Shaker incubator Tissue, label

3.2.

Rancangan Percobaan 3.2.1. Pembuatan Inokulum dan Media Pertumbuhan Mikroba

3.3.

Prosedur Kerja Catatan penting : Seluruh tahapan pekerjaan harus dilakukan secara aseptik

3.3.1. Pembuatan inokulum dan media pertumbuhan mikroba 1. Masukkan 10 ml air garam steril kedalam satu buah tabung agar mirin