PERANCANGAN GENERATOR ULTRASONIK SEBAGAI … · radiasi gelombang ultrasonic pada frekuensi 40 kHz...

KARYA TULIS ILMIAH

PERANCANGAN GENERATOR ULTRASONIK

SEBAGAI PEMBUNUH BAKTERI

GRAM + DAN GRAM -

Oleh :

Drs. I Made Satriya Wibawa,M.Si

I Ketut Putra,S.Si.,M.Si

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

LEMBAR PENGESAHAN

1. Judul Karya Ilmiah : Perancangan Generator Ultrasonik Sebagai

Pembunuh Bakteri Gram + dan Gram -.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. Ketua

a.Nama lengkap dengan gelar : Drs. I Made Satriya Wibawa, M.Si.

b.Pangkat/Golongan /NIP. : Pembina/ IV a / 196605191992101001

c.Jabatan : Lektor Kepala

d.Fakultas : MIPA

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

3. Jumlah Tim Peneliti : 2 orang

4. Anggota

a.Nama lengkap dengan gelar : I Ketut Putra,S.Si., M.Si

b.Pangkat/Golongan /NIP. : Penata /III c / 197003051998031002

c.Jabatan : Lektor

d.Fakultas : MIPA

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

5. Lokasi Penelitian : Lab. Gelombang dan Optik

Jurusan Fisika FMIPA UNUD

6. Kerjasama

a. Nama Instansi : -

7. Jangka Waktu Penelitian : 4 Bulan

8. Biaya Penelitian : Biaya Sendiri

Mengetahui, Jimbaran,9 November 2015

Dekan FMIPA UNUD Ketua

Drs.Ida Bagus Made Suaskara,M.Si Drs. I Made Satriya Wibawa, M.Si NIP. 196606111997021001 NIP.196605191992101001

i

ABSTRAK

Telah dirancang generator ultrasonik sebagai pembunuh bakteri Gram + dan

Gram - Range frekuensi yang dihasilkan oleh generator ultrasonik ini berkisar antara

50 kHz - 65 kHz. Dari hasil pengamatan selama 10 menit kematian bakteri yang

ditimbulkan akibat radiasi gelombang ultrasonik terhadap variasi jarak dan frekuensi

pada kerapatan 10-8

cfu/ml (coloni forming unit/ml) diperoleh persentase rata-rata

kematian bakteri meningkat apabila jarak radiasi semakin dekat dan frekuensi yang

digunakan semakin tinggi . Pada jarak radiasi 5 cm dengan frekuensi 50 kHz, 55 kHz,

60 kHz dan 65 kHz dapat membunuh bakteri Gram + sebesar 36,5 %, 40,5 %, 43,6 %,

dan 47,2 %,. Pada jarak radiasi 10 cm dengan frekuensi 50 kHz, 55 kHz, 60 kHz dan 65

kHz dapat membunuh bakteri Gram + sebesar 34,3 %, 37,5 %, 40,2 %, dan 43,5

%,.Sedangkan persentase rata-rata kematian bakteri Gram - pada jarak radiasi 5 cm

dengan frekuensi 50 kHz, 55 kHz, 60 kHz dan 65 kHz dapat membunuh bakteri sebesar

50,3 %, 54,2 %, 59,1 %, dan 63,6 %,. Pada jarak radiasi 10 cm dengan frekuensi 50

kHz, 55 kHz, 60 kHz dan 65 kHz dapat membunuh bakteri sebesar 47,7 %, 50,5 %,

54,1 %, dan 57,9 %,. Bakteri Gram + dan Gram - setelah diradiasi dengan gelombang

ultrasonik mengalami kelainan sel yaitu terjadi pengecilan bentuk sel, dinding selnya

pecah dan mengalami lysis (hilangnya cairan di dalam sel).

Kata Kunci : Generator ultrasonik, bakteri Gram + dan Gram -, frekuensi.

ABSTRAC

It has created an ultrasonic generator as a destroyer of E.Coli bacteria.The range

of frequency that produced by this ultrasonic generator is around 40 kHz up to 50 kHz.

From the observation of death of E.Coli bacteria which is impacted by the ultrasonic

wave radiation to the frequency variant used at the closed rank of 10-8

cfu/ml ( coloni

forming unit / ml ) has obtained that the percentage of E.Coli bacteria death everage is

increasing as well as the increasing frequency had been used. At the frequency of 40

kHz able to destroy E.Coli bacteria at the amount of 9,3 %, at the frequency of 42 kHz

able to destroy at the amount of 14,1 %, at the frequency of 45 kHz able to destroy at

the amount of 26,1 %, at the frequency of 48 kHz able to destroy at the amount 29,7 %

and at the frequency of 50 kHz able to destroy at the amount of 38,8 %.By checking the

result ot colouring gram of bacteria, we found that the cell of E.Coli bacteria has

changed after we doing a radiation to that bacteria by using ultrasonic wave , such as ;

the shape of bacteria is getting smaller, partition of the cell is cracked and lysis is

occured on it.

Key words : Ultasonic generator, E.Coli bacteria, frequency.

ii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN.............................................................................. i

ABSTRAK...................................................................................................... ii

DAFTAR ISI................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 1

1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................... 2

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Resistor ................................................................................................... 3

2.2 Kapasitor ........................................................................................... 4

2.3 Dioda ....................................................................................................... 4

2.4 Transistor ................................................................................................. 5

2.5 Multivibrator Astabil ............................................................................... 5

2.6 Transduser Ultrasonik .............................................................................. 6

2.7 Gelombang Ultrasonik ............................................................................. 7

2.8 Bakteri ...................................................................................................... 8

2.8.1 Ciri-ciri Bakteri Gram Positif……………………………………..... 8

2.8.2 Ciri-ciri Bakteri Gram Negatif…………………………………... .. 9

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu ................................................................................. 10

3.2 Alat dan Bahan ........................................................................................ 10

3.3 Prosedur Penelitian ................................................................................. 11

3.4 Analisa Data ........................................................................................... 17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kalibrasi Alat..................................................................................... 18.

4.1.1 Kalibrasi Osciloskop..................................................................... .. 18

4.1.2 Kalibrasi Generator Ultrasonik...................................................... 18

4.2 Hasil Penelitian........................................................................................ 19

iii

4.3 Pembahasan............................................................................................ 26

4.3.1 Generator Ultrasonik...................................................................... 26

4.3.2 Hasil Penelitian.............................................................................. 27

BAB V PENUTUP

5.1.Kesimpulan............................................................................................. 34

DAFTAR PUSTAKA

iv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dalam bidang sains, kini

gelombang ultrasonik dapat diterapkan untuk mengendalikan perkembangan bakteri.

Gelombang ultrasonik yang diradiasikan pada bakteri akan dapat merusak molekul-

molekul protein dan asam nukleat , sehingga bakteri mengalami kematian.

Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya maka didapatkan data sebagai berikut;

Staphylococcus aureus diberi perlakuan radiasi gelombang ultrasonik pada frekuensi 40

kHz dapat membunuh bakteri sebesar 30,1%.[11]

Salmonela sp. yang diberi perlakuan

radiasi gelombang ultrasonic pada frekuensi 40 kHz dapat membunuh bakteri sebesar

42,7%.[11]

E.coli yang diberi perlakuan radiasi gelombang ultrasonik pada frekuensi 50

kHz dapat membunuh bakteri sebesar 38,8 %.[10]

Bakteri berdasarkan strukutr dinding selnya dibedakan menjadi bakteri Gram

positif dan bakteri Gram negatif. Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram

positif anggota familia mikrococcaceae.Bakteri ini umumnya membentuk pigmen

kuning keemasan, berbentuk bulat (kokus) dengan diameter O,5-1,25 um dan sel-selnya

terdapat dalam kelompok seperti buah angur.[7]

Sedangkan salmonela merupakan salah

satu genus dari Enetrobacteriaceae yang bersifat Gram negatif. Bakteri ini berbentuk

batang anaerobik fakultatif dan aerogenik. Salmonela dapat tumbuh pada suhu optimun

35-37oC.

[7]

Berdasarkan hal tersebut di atas maka pada penelitian ini penulis akan merancang

suatu generator ultrasonik dengan frekuensi 50-65 kHz yang dapat digunakan untuk

membunuh bakteri Gram positif dan Gram negatif .

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, dapat dirumuskan

beberapa masalah, yaitu:

1. Bagaimana cara merancang generator ultrasonik yang dapat digunakan untuk

membunuh bakteri Gram positif dan Gram negatif ?

1

2. Berapa persentase kematian bakteri Gram positif dan Gram negatif terhadap

variasi frekuensi yang digunakan?

3. Bagaimanakah bentuk sel bakteri Gram positif dan Gram negatif setelah diberi

perlakuan radiasi gelombang ultrasonik?

1.3 Batasan Masalah

Pembahasan pada penelitian Tugas Akhir ini terbatas pada masalah penggunaan

generator ultrasonik dengan frekuensi 50-65 kHz sebagai pembunuh bakteri dalam

medium cair dengan menggunakan variasi frekuensi.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Dapat merancang generator ultrasonik yang dapat digunakan sebagai pembunuh

bakteri Gram positif dan Gram negatif

2. Dapat mengetahui berapa persen kematian bakteri Gram positif dan Gram

negatif terhadap variasi frekuensi yang digunakan.

3. Dapat mengetahui bentuk sel bakteri Gram positif dan Gram negatif setelah

diberi perlakuan gelombang ultrasonik.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Memperluas wawasan tentang penggunaan dan pemanfaatan gelombang

ultrasonik.

2. Dapat diterapkan terutama untuk membunuh bakteri dalam sterilisasi ruangan

bedah di rumah sakit.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Resistor[2]

a. Pengertian Umum

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengatur

kuat arus yang mengalir dalam suatu rangkaian.Lambang untuk resistor ialah hurf

R. Nilainya dinyatakan dengan cincin-cincin berwarna dalam ohm (Ω). Resistor

dalam rangkaian. yang digunakan dalam elektronika dibagi dalam dua kategori

utama yakni resistor linier dan resistor non linier.

1. Resistor liniear yang bekerja sesuai dengan hukum ohm

2. Resistor non liniear yang biasa dipakai, terdiri dari tiga jenis :

- Fototransistor : peka terhadap panas

- Thermistor : peka terhadap sinar

Gambar 2.1 Simbol Resistor[2]

b. Tanda Warna

Tabel 2.1 Kode warna resistor

Warna Ukuran Toleransi (%)

Hitam 0

Cokelat 1 ± 1

Merah 2 ± 2

Jingga 3

Kuning 4

Hijau 5

Biru 6

Ungu 7

atau

3

Abu 8

Putih 9

Emas - ± 5

Perak - ± 10

Tidak berwarna - ± 20

2.2 Kapasitor[2]

Sebuah kapasitor disebut juga kondensator adalah komponen elektronika yang dapat

menyimpan muatan-muatan listrik dalam waktu tertentu tanpa disertai reaksi kimia,.

Kapasitor dinyatakan dalam ukuran farad (F). 1 farad adalah kemampuan kapasitor

untuk menyimpan muatan listrik 1 coulomb apabila diberi tegangan 1 volt. Kapasitor

memiliki struktur bahan yang berbeda dari komponen yang lain. Kapasitor terbuat dari

plat metal yang dipisahkan oleh bahan dielektrik, seperti keramik, gelam, udara vakum,

dan sebagainya. Beberapa jenis dari kapasitor yaitu:

a. Kapasitor Variabel

b. Kapasitor Elektrolit

c. Kapasitor Non Elektrolit

2.3 Dioda[4]

Dioda terbuat dari komponen semikonduktor yang memiliki dua kaki yaitu anoda

dan katoda. Dimana sifat dari dioda hanya dapat mengalirkan arus dari kaki anoda ke

kaki katoda, anoda dilambangkan dengan anak panah dan katoda dilambangkan dengan

garis seperti ditunjukkan pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Simbol Dioda[4]

Beberapa kegunaan dari dioda adalah sebagai pengaman, penyearah, pembagi daya,

dan pengatur tegangan. Adapun jenis-jenis dari dioda adalah sebagai berikut: Dioda

Zener, Dioda Cahaya (LED), Dioda Photo, Dioda Varaktor, Dioda Schotky, Dioda

Step-Recovery

2.4 Transistor[3]

Transistor merupakan gabungan dari dua kata yaitu: transfer dan resistor. Transfer

artinya perubahan atau pemindahan, dan resistor adalah tahanan atau hambatan

sehingga bisa diartikan perubahan tahanan. Transistor terbuat dari bahan atom

germanium, indium, silikon, dan arsenium. Pada dasarnya transistor merupakan

gabungan tiga lapis dua jenis bahan semikonduktor tipe p dan tipe n, yaitu pnp dan npn.

Gambar 2.3 Simbol Transistor[3]

Perbedaan antara jenis transistor jenis pnp dengan jenis npn adalah aliran arusnya.

Transistor jenis pnp, kolektor dan emitter merupakan bahan semikonduktor tipe p dan

lapisan diantaranya merupakan bahan semikonduktor tipe n. transistor jenis npn,

kolektor dan emitter merupakan bahan semikonduktor tipe n dan lapisan diantaranya

merupakan bahan semikonduktor tipe p.

2.5 Multivibrator Astabil[5]

Multivibrator astabil biasa disebut multivibrator kerja-bebas, karena tidak

memerlukan sinyal masukan untuk mendapatkan suatu keluaran. Multivibrator ini

mempunyai dua keadaan yaitu keadaan rendah atau keadaan tinggi, namun tidak stabil

pada salah satu diantaranya. Dapat dikatakan bahwa multivibrator akan berada pada

salah satu keadaannya selama sesaat dan kemudian berpindah kembali kekeadaan

semula. Multivibrator ini menghasilkan deretan gelombang persegi yang kontinyu pada

keluarannya. Salah satu contoh multivibrator astabil adalah IC 555.

(b

)

n

p

p

(b

)

(e)

n

n

p

(c) (c)

a. pnp b. npn

(e)

Gambar 2.4 Bentuk Fisik IC 555[5]

IC 555 mempunyai dua fungsi yaitu sebagai multivibrator astabil dan multivibrator

monostabil. IC 555 di dalamnya memuat dua pembanding, dua transistor, tiga tahanan

yang sama, sebuah flip-flop, dan sebuah tingkat keluaran. Bentuk fisik dari IC 555

ditunjukkan pada gambar 2.1 yang terdiri dari dua paket kemasan, yaitu TO 99 dan DIP.

IC ini memiliki delapan kaki. Pada gambar 2.1 menunjukkan bahwa kaki 1 sebagai

ground, kaki 2 sebagai pemicu, kaki 3 sebagai keluaran, kaki 4 sebagai reset, kaki 5

sebagai tegangan pengendali, kaki 6 sebagai ambang, kaki 7 sebagai pengosongan, dan

kaki 8 sebagai Vcc.

2.6 Transduser Ultrasonik[1]

Pada sistem elektronik, gelombang ultrasonik biasanya dibangkitkan oleh suatu alat

yang disebut sebagai transduser. Transduser ultrasonik ini biasanya terbuat dari bahan

piezoelektrik. Bahan piezoelektrik merupakan kapasitor dengan dielektrik tertentu,

sehingga apabila mendapat tegangan listrik, maka akan timbul tekanan pada kedua

dindingnya. Sebaliknya apabila mendapat tekanan, maka pada kedua dinding akan

timbul muatan listrik. Sifat bahan piezoelektrik ini diilustrasikan pada gambar 2.5.

Transduser ultrasonik akan bekerja sebagai pemancar apabila bahan piezoelektrik diberi

tegangan. Sebaliknya tranduser ultrasonik bekerja sebagai penerima apabila bahan

piezoelektrik mendapat tekanan.

Gambar 2.5 Sifat Bahan Piezoelektrik[1]

2.7 Gelombang Ultrasonik[1]

Frekuensi bunyi yang melebihi 20 kHz dikategorikan sebagai gelombang ultrasonik.

Pada daerah frekuensi tersebut sudah tidak mampu didengar oleh telinga manusia. Ada

yang menyatakan bahwa bunyi sepi/ tenang dinyatakan sebagai frekuensi ultrasonik,

pernyataan ini tidak dapat dipakai karena tidak ada dasarnya. Karakteristik gelombang

ultrasonik yang melalui medium mengakibatkan partikel bergetar dan berlangsung

sepanjang arah penjalaran gelombang secara longitudinal, sehingga menyebabkan

partikel medium membentuk rapatan dan regangan. Proses kontinyu yang menyebabkan

terjadinya rapatan dan regangan di dalam suatu medium disebabkan oleh getaran

partikel secara periodik selama gelombang ultrasonik melaluinya.

Dalam perambatannya, gelombang ultrasonik juga mengalami berbagai peristiwa

yaitu: pemantulan, pembiasan, penyebaran dan hamburan. Terjadinya peristiwa

pemantulan dan pembiasan dikarenakan gelombang ultrasonik merambat dari satu

medium ke medium yang lain. Jenis gelombang yang mungkin terjadi tergantung pada

jenis medium yang dilaluinya. Dalam zat padat kemungkinan terjadi gelombang

longitudinal dan gelombang transversal, sedangkan di dalam zat cair hanya gelombang

longitudinal yang mungkin terjadi dan pada permukaan bebas (ruang hampa) tidak

mungkin terjadi baik gelombang longitudinal maupun gelombang transversal.

Tekanan

Tekanan

Perbedaan

Tegangan

+

-

2.8 Bakteri

Nama bakteri berasal dari kata „bakterion‟ (bahasa yunani) yang berarti tongkat atau

batang. Sekarang nama tersebut dipakai untuk menyebut sekelompok mikroorganisme

yang bersel satu, berkembangbiak dengan membelah diri, berukuran kecil sehingga

dapat dilihat dengan menggunakan miskroskop.[6]

Berdasarkan struktur dindig sel

bakteri dapat digolongkan menjadi dua, bakteri Gram positif dan Gram negatif. Dinding

sel sendiri berfungsi memberikan bentuk tertentu pada bakteri, untuk mengatur keluar

masuknya zat kimia, serta memegang peranan dalam pembelahan sel.[8]

2.8.1 Ciri-ciri bakteri Gram positif [9]

Bakteri gram + memiliki struktur dinding sel tebal 15-80 nm, berlapis

tunggal.

Komposisi dinding sel kandungan lipid 4%, peptidoglikan ada sebagai

lapisan tunggal merupakan komponen utama lebih dari 50% berat kering

pada beberapa sel, ada asam tekoat

Kerentanan terhadap penisilin lebih rentan.

Pertumbuhan dihambat dengan nyata oleh zat-zat warna dasar misal ungu

violet. Persyaratan nutrisi relatif rumit pada spesies

Resistensi terhadap gangguan fisik lebih resisten.

Salah satu contoh bakteri gram + adalah Staphylococus aureus. Nama bakteri

ini berasal dari kata “ Staphele” yang berarti kumpulan dari angur, dan kata

“aureus” dalam bahasa latin yang berarti emas. Nama tersebut diberikan

berdasarkan bentuk sel-sel bakteri tersebut jika dilihat dibawah mikroskop, dan

warna keemasan yang terbentuk jika bakteri tersebut ditumbuhkan pada permukaan

suatu Agar. Staphylococus aureus termasuk dalam familia mikrococcaceae, bakteri

ini umumnya membentuk pigmen kuning keemasan, memproduksi koagulase, dan

dapat mempermentasi glukosa dan mannitol dengan memproduksi asam dalam

keadaan anaerobik. Bakteri ini bersifat anaerobik sangat lambat.[7]

Sel bakteri berbentuk bulat (kokus) berukuran diameter 0,5 – 1,5 um, tidak

membentuk spora, katalase positif, dan biasanya sel-selnya terdapat dalam

kelompok seperti buah anggur.Akan tetapi , juga mungkin terdapat secara terpisah

(tunggal), membentuk pasangan atau dalam jumlah 4 sel (tetrad). Suhu optimun

untuk pertumbuhannya 35-37oC. Staphylococus aureus hidup sebagai sapropit di

dalam saluran-saluran lendir dari tubuh manusia dan hewan seperti hidung, mulut,

dan tenggorokan, dan dapat dikeluarkan pada waktu batuk atau bersin.Bakteri ini

juga dapat pada permukaan kulit, kelenjar keringat, dan saluran usus. Staphylococus

aureus dapat menyebabkan bermacam-macam infeksi seperti jerawat dan bisul pada

manusia.[7]

2.8.2 Ciri-ciri bakteri Gram negatif [9]

Sruktur dinding bakteri Gram negatif tipis 10-15 nm,berlapis 3 (multi),

Komposisi dinding sel kandungn lipid 22%, peptidoglikan ada didalam

lapisan kaku sebelah dalam, jumlahnya sedikit merupakan 10% berat

kering,tidak ada asam tekoat‟ Kurang rentan terhadap penisillin,

pertumbuhan tidak dihambat oleh zat-zat warna dasar misal ungu violet.

Kurang resisten terhadap gangguan fisik

Salah satu contoh bakteri gram negatif adalah bakteri Salmonela. yang

merupakan salah satu genus dari Enetrobacteriaceae, berbentuk batang , anaerob

fakultatif dan aerogenik. Biasanya bersifat motile dan mempunyai flagella

peritrikus. Kebanyakan strain bersifat aerogenik, dapat menggunakan sitrat sebagai

sumber karbon. Bakteri ini dapat tumbuh pada suhu antar 5 – 47oC, dengan suhu

optimun 35 – 37OC dan hidup secara anaerobik fakultatif, meragi glukosa dan

manosa, tetapi tidak meragikan laktosa dan sukrosa, membentuk asam tetapi tidak

membentuk gas. Salmonela adalah bakteri yang dapat menyebabkan gastrointesimal

(gangguan perut ), dan demam tifus pada manusia.[7]

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Tempat penelitian dilakukan di dua laboratorium yang berbeda, yaitu laboratorium

Gelombang dan Optik Jurusan Fisika dan laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi

FMIPA Universitas Udayana.

3.2 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini terbagi menjadi dua yaitu:

a. Alat yang digunakan pada perancangan generator ultrasonik adalah:

1. Transduser pemancar ultrasonik.

2. Function generator

3. Osiloskop.

4. Multimeter.

5. Solder.

6. PCB.

7. Kabel.

8. Timah.

b. Alat yang digunakan pada persiapan sampel bakteri Gram + dan Gram - adalah:

1. Cawan petri.

2. Tabung reaksi.

3. Pipet ukur 1 ml.

4. Rak tabung reaksi.

5. Stopwatch.

6. Pengaduk.

7. Kompor listrik.

8. Autoclaf.

9. Jarum (oose)

10. Inkubator.

10

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Nutrient Agar (oxoid).

2. Nutrient Broth (oxoid).

3. Alkohol 96 %.

4. Aguades.

5. Kapas.

6. Tisu.

7. Aluminium foil.

8. Pewarna Gram.

Komponen Generator Ultrasonik.

1. IC 555 1 buah

2. Resistor 1,8 kΩ 1 buah

3. Resistor 15 kΩ 1 buah

4. Resistor 1 kΩ 1 buah

5. Resistor 220 Ω 2 buah

6. Kapasitor 680 pF 1 buah

7. Kapasitor 0,01 μF 1 buah

8. Kapasitor 1 μF 1 buah

9. Trimpot 10 kΩ 1 buah

10. Transistor 2SC9014 1 buah

11. Transistor BC559 1 buah

12. Dioda 1N4148 2 buah

13. Saklar ON/OFF 1 buah

14. catu daya 9 volt 1 buah

15. Transmitter ultrasonik 1 buah

3.3 Prosedur Penelitian

Prosedur dalam penelitian ini dibagi menjadi lima tahap, yaitu:

1. Perancangan Generator Ultrasonik.

2. Persiapan perlakuan sampel.

3. Perlakuan sampel.

4. Pengambilan data.

5. Pewarnaan bakteri.

a. Perancangan Generator Ultrasonik

Rangkaian ini tersusun dari transduser ultrasonik yang diberi gelombang

kotak dengan frekuensi berkisar 50-65 kHz. Gelombang kotak tersebut

dihasilkan oleh rangkaian multivibrator astabil dengan menggunakan IC 555.

Rancangan generator ultrasonik disusun berdasarkan skema rangkaian di

bawah ini.

VR

R19V

DC

C2C1

R2

S1

D1

T1

T2

D2

R4

Transmitter

Ultrasonik

R5

7

4

3

8

1 5

6

2

R3

IC 555

Gambar 3.1 Gambar Rangkaian[10]

b. Diagram Blok

Diagram blok rangkaian ditunjukkan oleh gambar 3.2.

Gambar 3.2 Diagram Blok

Power

Supply

Multivibrat

or Astabil Op-Amp Transmitter

Ultasonik

c. Cara Kerja Alat

Ketika power supply sebagai pembangkit tenaga dihidupkan, maka

multivibrator astabil akan bekerja menghasilkan suatu deretan gelombang

persegi. Karena gelombang yang dihasilkan oleh multivibrator astabil ini

masih sangat lemah, maka dibutuhkan suatu penguat operasional untuk

menghasilkan gelombang keluaran yang besar.

d. Persiapan Perlakuan Sampel

Langkah-langkah persiapan meliputi sterilisasi alat dan bahan, pembuatan media,

peremajaan bakteri, dan membuat suspensi bakteri Gram positif dan Gram negatif.

Sterilisasi alat dan bahan.

Sterilisasi dilakukan menggunakan autoclaf pada suhu 1210 C dan tekanan 2 atm

(atmosfir) yang bertujuan untuk membunuh semua mikroorganisme yang terdapat

pada semua bahan dan alat yang akan dipakai dalam penelitian. Hal ini untuk

menghindari terkontaminasi dengan mikroorganisme lain.

a. Pembuatan media

Langkah pembuatan media sebagai berikut:

1. Nutrient Agar ditimbang sesuai dengan keperluan kemudian dimasukkan

ke dalam beaker glass untuk dilarutkan dengan aquades. Adapun ketentuan

pengenceran media adalah 23 g/l, ini berarti tiap 5,75 g Nutrient Agar

dilarutkan ke dalam 250 ml aquades.

2. Larutan dipanaskan dengan kompor listrik sambil diaduk-aduk, setelah

mendidih diangkat kemudian ditutup dengan kapas dan dibungkus

aluminium foil, selanjutnya disterilisasi dengan autoclaf.

3. Langkah selanjutnya media diambil dan dibiarkan hingga suhunya turun

sampai sekitar ± 500 C, media telah siap digunakan.

b. Peremajaan bakteri bakteri Gram positif dan Gram negatif

Untuk mendapatkan bakteri Gram positif dan Gram negatif usia muda

dilakukan cara peremajaan sebagai berikut:

1. Menimbang Nutrient Broth sesuai dengan keperluan kemudian dilarutkan

dengan aquades sesuai dengan aturan.

2. Larutan dipanaskan sambil diaduk-aduk sampai mendidih kemudian

diangkat. Media yang sudah mendidih dituangkan kedalam beberapa

tabung reaksi dan suhunya dibiarkan turun. Setelah suhunya turun, tabung

reaksi ditutup dengan kapas dan selanjutnya dibungkus dengan plastik

untuk disterilisasi di autoclaf.

3. Setelah steril dan dingin, dimasukkan 1 ose kultur murni bakteri. Gram

positif dan Gram negatif selanjutnya diinkubasi selama 24 jam dan siap

digunakan.

c. Pembuatan suspensi bakteri Gram positif dan Gram negatif

Menyiapkan 8 tabung reaksi yang telah berisi aquades steril masing-masing 9

ml. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan konsentrasi tertentu yang mana jumlah

koloni nantinya memenuhi syarat hitung statistik. Konsentrasi yang digunakan

dalam penelitian ini adalah 10-8

.

Diagram alir pengambilan data ditunjukkan oleh gambar berikut.

Gambar 3.5 Diagram Alir Pengambilan Data

Bakteri Gram positif dan Gram negatif dari hasil peremajaan yang berumur

sekitar 24 jam diambil 1 ml secara aseptik. Kemudian dimasukkan ke dalam

tabung reaksi yang berisi aquades steril 9 ml, tabung reaksi ini dikocok-kocok

supaya bakteri merata (homogen). Kemudian dari tabung reaksi ini dipipet

sebanyak 1 ml untuk dimasukkan kedalam tabung kedua yang berisi aquades 9 ml

dan seterusnya sampai tabung ke delapan. Selanjutnya suspensi dari tabung ke

delapan ini dipipet sebanyak 1 ml untuk dimasukkan ke dalam cawan petri yang

nantinya akan diradiasi dengan gelombang ultrasonik.

e. Perlakuan Sampel

Langkah-langkah dalam perlakuan sampel adalah sebagai berikut:

1. Sampel yang telah disiapkan di atas kemudian diberikan perlakuan radiasi

gelombang ultrasonik dengan berbagai macam variasi frekuensi.

2. Suspensi dengan konsentrasi 10-8

dari tabung reaksi yang telah dituang ke

dalam cawan petri secara aseptik, masing-masing diradiasi dengan gelombang

ultrasonik dengan variasi frekuensi antara 50 kHz sampai dengan 65 kHz pada

jarak 5 cm dan 10 cm dari transmitter ultrasonik selama 10 menit.

3. Percobaan ini diulangi sebanyak 3 kali.

f. Pengambilan Data

Untuk mengetahui persentase kematian dari bakteri Gram positif dan Gram

negatif maka, bakteri Gram positif dan Gram negatif sebelum dan sesudah

diradiasi masing-masing dituangi media Nutrient Agar yang bersuhu ± 500

C.

Setelah padat, diinkubasi selama 2x24 jam dengan posisi terbalik. Selanjutnya

jumlah koloni bakteri Gram positif dan Gram negatif yang tumbuh dihitung.

Persentase kematian bakteri Gram positif dan Gram negatif dihitung dengan

menggunakan rumus:

%100xY

AP ................................ (3.1)

Dengan:

P = Persen kematian bakteri bakteri Gram positif dan Gram negatif

A = Selisih antara jumlah koloni sebelum dan sesudah radiasi.

Y = Jumlah koloni sebelum radiasi.

g. Pewarnaan Bakteri Gram positif dan Gram negatif

Bakteri Gram positif dan Gram negatif diwarnai menggunakan metode

pewarnaan Gram. Pewarnaan Gram merupakan pewarnaan yang sangat umum

dalam bidang bakteriologi.

Langkah-langkah pewarnaan Gram adalah sebagai berikut:

1. Menyiapkan alat dan bahan yang meliputi, sampel bakteri sebelum dan

sesudah diradiasi, larutan kristal violet, larutan garam iodine, alkohol 95 %,

larutan safranin, dan kaca objek.

2. Buat apusan bakteri pada kaca objek yang kering dan bersih.

3. Fiksasi (keringkan) di atas nyala api bunsen atau di udara.

4. Warnai dengan larutan kristal violet selama 1-1,5 menit.

5. Cuci dengan air suling.

6. Tetesi dengan larutan garam iodine, dan biarkan selama 1 menit.

7. Cuci dengan larutan alkohol 95 % sampai warnanya terhapus, biasanya selama

30 detik.

8. Cuci dengan air.

9. Warnai dengan safranin atau karbol fuhsin selama 5-15 menit.

10. Cuci dengan air, buang kelebihan air dengan menggunakan kertas hisap, tanpa

menggosok sediaan.

11. Keringkan di udara atau di atas nyala api bunsen.

12. Amati di bawah mikroskop dengan pembesaran 100x (pakai minyak emersi)

3.4 Analisa Data

Dari data yang diperoleh selanjutnya akan ditentukan:

a. Nilai rata-rata bakteri. Bakteri Gram positif dan Gram negatif yang terpengaruh

untuk tiap frekuensi adalah:

n

XX

i ...........................(3.2)

Dengan: X = Nilai rata-rata pengamatan.

Xi = Hasil pengamatan.

n = Jumlah sampel.

b. Menentukan standar deviasi dengan rumus:

)1(

)(2

nn

XXS

i

...........................(3.3)

Dengan: S = Standar deviasi.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kalibrasi Alat

4.1.1 Kalibrasi Osiloskop

Osiloskop yang akan digunakan untuk pembacaan frekuensi harus

dikalibrasi supaya data yang ditampilkan tepat dan akurat. Osiloskop dikalibrasi

dengan menggunakan function generator yang hasilnya ditunjukkan oleh gambar

4.1.

Keterangan:

Volt/Div = 5 Volt/Div

Time/Div = 10 μs/Div

T (Periode) = 25 μs

f (Frekuensi) = 40 kHz

Gambar 4.1 Tampilan Hasil Kalibrasi Osiloskop

4.1.2 Kalibrasi Generator Ultrasonik

Kalibrasi generator ultrasonik bertujuan untuk mendapatkan besarnya

frekuensi yang akan digunakan dalam penelitian yaitu 50 Khz, 55 Khz, 60 Khz,

dan 65 Khz Setelah mendapatkan frekuensi yang diinginkan, maka generator

ultrasonik telah siap digunakan untuk membunuh bakteri Gram + dan Gram -.

Gambar 4.2 Kalibrasi Generator Ultrasonik.

18

4.2 Hasil Penelitian

Dari hasil penelitian didapatkan beberapa data pengamatan yang dapat dilihat pada

tabel berikut:

Tabel 4.1 Hasil pengamatan kematian bakteri Gram + akibat radiasi gelombang

ultrasonik terhadap variasi frekuensi pada kerapatan 10-8

cfu/ml pada jarak radiasi 5 cm

Pengulangan Frekuensi

(kHz)

Y

(cfu/ml)

Y‟

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

% Kematian

Bak. Gram+

% Rata-

rata

1

50

123 78 45

45,3

36,6

36,5 2 130 86 44 33,8

3 120 73 47 39,2

1

55

122 74 48

48,6

39,3

40,5 2 118 68 50 42,3

3 120 72 48 40

1

60

128 70 58

55,6

45,3

43,6 2 130 75 55 42,3

3 125 71 54 43,2

1

65

145 76 69

64,7

47,6

47,2 2 130 70 60 46,1

3 135 70 65 48,1

Tabel 4.2 Hasil pengamatan kematian bakteri Gram + akibat radiasi gelombang


cfu/ml jarak radiasi 10cm


(kHz)

Y

(cfu/ml)

Y‟

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

% Kematian

Bak. Gram+

% Rata-

rata

1

50

119 80 39

42,6

32,7

34,3 2 123 80 43 34,9

3 130 84 46 35,3

1

55

128 80 48

46,3

37,5

37,5 2 120 76 44 36,6

3 122 75 47 38,5

1

60

128 75 53

52,6

41,4

40,2 2 135 83 52 38,5

3 130 77 53 40,7

1

65

150 83 67

65

44,6

43,5 2 145 83 62 42,7

3 152 86 66 43,4

Tabel 4.3 Hasil pengamatan kematian bakteri Gram - akibat radiasi gelombang


cfu/ml pada jarak radiasi 5 cm


(kHz)

Y

(cfu/ml)

Y‟

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

% Kematian

Bak. Gram+

% Rata-

rata

1

50

92 47 45

49,3

48,9

50,3 2 100 51 49 49

3 102 48 54 52,9

1

55

124 55 69

62,3

55,6

54,2 2 100 47 53 53

3 120 55 65 54,1

1

60

152 59 93

87,6

61,2

59,1 2 145 59 85 58,6

3 148 63 85 57,4

1

65

155 57 98

96,3

63,2

63,6 2 150 55 95 63,3

3 149 53 96 64,4

Tabel 4.4 Hasil pengamatan kematian bakteri Gram - akibat radiasi gelombang


cfu/ml jarak radiasi 10 cm


(kHz)

Y

(cfu/ml)

Y‟

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

X

(cfu/ml)

% Kematian

Bak. Gram+

% Rata-

rata

1

50

105 55 50

47,6

47,6

47,7 2 92 49 43 46,7

3 102 52 50 49

1

55

120 59 61

61

50,8

50,5 2 124 60 64 51,6

3 118 60 58 49,2

1

60

144 67 77

80,3

53,4

54,1 2 152 69 83 54,6

3 149 68 81 54,3

1

65

155 65 90

90,6

58

57,9 2 149 67 88 56,7

3 158 64 94 59,4

Keterangan:

Y = Bakteri Gram + sebelum radiasi

X = Kematian bakteri Gram +

Y‟ = Bakteri Gram + sesudah radiasi

X = Rata-rata kematian bakteri Gram +

Untuk standar deviasi dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan 3.3

seperti ditunjukkan oleh tabel bawah ini.

Tabel 4.5 Hasil perhitungan standar deviasi gram + jarak radiasi 5 cm


(kHz) X (cfu/ml) X (cfu/ml) ∑ (Xi - X )2 S2

1

50

45

45,3 4,67 0,778 2 44

3 47

1

55

48

48,6 2,68 0,447 2 50

3 48

1

60

58

55,6 8,68 1,47 2 55

3 54

1

65

69

64,7 40,67 6,778 2 60

3 65

Tabel 4.6 Hasil perhitungan standar deviasi gram + jarak radiasi 10 cm



1

50

39

42,6 24,68 4,113 2 43

3 46

1

55

48

46,3 8,67 1,445 2 44

3 47

1

60

53

52,6 0,68 0,113 2 52

3 53

1

65

67

65 14 2,333 2 62

3 66

Tabel 4.7 Hasil perhitungan standar deviasi gram - jarak radiasi 5 cm



1

50

45

49,3 40,67 6,778 2 49

3 54

1

55

69

62,3 138,67 23,116 2 53

3 65

1

60

93

87,6 42,68 7,113 2 85

3 85

1

65

98

96,3 4,67 0,778 2 95

3 96

Tabel 4.8 Hasil perhitungan standar deviasi Gram - jarak radiasi 10 cm



1

50

50

47,6 32,68 5,447 2 43

3 50

1

55

61

61 18 3 2 64

3 58

1

60

77

80,3 18,67 3,116 2 83

3 81

1

65

90

90,6 18,68 3,113 2 88

3 94

Keterangan:

X dan X = Kematian dan rata- rata kematian bakteri E.coli.

∑ (Xi - X )2 = Jumlah kuadrat (kematian – rata-rata kematian) bakteri E.coli.

S = Standar deviasi.

(a) Gambar 4.3 (b).

(a). Koloni Bakteri Gram + (kerapatan 10-8

) Yang Tidak Diradiasi

Dengan Gelombang Ultrasonik.

(b). Koloni Bakteri Gram + (Kerapatan 10-8

) Yang Telah Diradiasi

Dengan Gelombang Ultrasonik Dengan Frekuensi 50 kHz.

Pada gambar 4.3 (a) dapat dilihat bahwa pada sampel bakteri Gram + yang tidak

diradiasi dengan gelombang ultrasonik jumlah populasi (koloni) bakteri yang tumbuh

dalam media sangat banyak yaitu sebanyak 123 cfu/ml. Sedangkan pada gambar 4.3(b).

untuk yang diberi perlakuan gelombang ultrasonik pada frekuensi 50 kHz jumlah koloni

bakteri Gram + yang tumbuh pada media terlihat lebih sedikit yaitu sebanyak 45 cfu/ml

(a) Gambar 4.4 (b).

(a). Koloni Bakteri Gram - (kerapatan 10-8

) Yang Tidak Diradiasi

Dengan Gelombang Ultrasonik.

(b). Koloni Bakteri Gram - (Kerapatan 10-8

) Yang Telah Diradiasi

Dengan Gelombang Ultrasonik Dengan Frekuensi 50 kHz.

Pada gambar 4.4 (a) dapat dilihat bahwa pada sampel bakteri Gram - yang tidak

diradiasi dengan gelombang ultrasonik jumlah populasi (koloni) bakteri yang tumbuh

dalam media sangat banyak yaitu sebanyak 102 cfu/ml. Sedangkan pada gambar 4.4

(b). Untuk yang diberi perlakuan gelombang ultrasonik pada frekuensi 50 kHz jumlah

23

koloni bakteri Gram + yang tumbuh pada media terlihat lebih sedikit yaitu sebanyak 54

cfu/ml

Gambar 4.5 Bakteri Gram + Yang Tidak Diradiasi (pembesaran 100,10x)

Dengan Pewarnaan Gram

Pada gambar 4.5 dengan pengamatan menggunakan mikroskop, pembesaran

100,10x dan dengan pewarnaan Gram bakteri dapat dilihat bahwa sel bakteri Gram +

yang tidak diberi perlakuan radiasi gelombang ultrasonik sel normalnya berbentuk bulat

dengan cairan didalam selnya yang masih utuh dan berwarna pekat.

Gambar 4.6 Bakteri Gram – yang tidak diradiasi (pembesaran 100x)

Dengan pewarnaan gram



yang tidak diberi perlakuan radiasi gelombang ultrasonik sel normalnya berbentuk

batang dengan cairan didalam selnya yang masih utuh dan berwarna pekat.

Gambar 4.7

Gram + Yang Diradiasi (pembesaran 100,10x)

Dengan Pewarnaan Gram

(a).Sel Gram + Mengecil, (b). Sel Gram + Mengalami Lysis



yang diberi perlakuan radiasi gelombang ultrasonik pada frekuensi 50 kHz dengan

waktu 10 menit dan jarak 10 cm ukuran selnya mengecil dan dinding selnya pecah yang

menyebabkan cairan di dalam selnya hilang (lysis).

( b )

( a )

Gambar 4.8

Bakteri Gram – Yang Telah Diradiasi Gelombang Ultrasonik

Dengan Waktu 10 menit dan Frekuensi 50 kHz

(pembesaran 100,10x) Dengan Pewarnaan Gram.

(a).Sel Gram + Mengecil, (b). Sel Gram + Mengalami Lysis


100,10x dan dengan pewarnaan Gram bakteri dapat dilihat bahwa sel bakteri Gram -

yang diberi perlakuan radiasi gelombang ultrasonik pada frekuensi 50 kHz dengan

waktu 10 menit dan jarak 10 cm ukuran selnya mengecil dan dinding selnya pecah yang

menyebabkan cairan di dalam selnya hilang (lysis).

4.3 Pembahasan

4.3.1 Generator Ultrasonik

IC 555 bekerja sebagai multivibrator astabil dan menghasilkan gelombang

kotak. Tegangan 9V memicu kerja IC 555. Frekuensi osilasi yang dihasilkan oleh

rangkaian multivibrator astabil dapat diperoleh dari RA (VR+R1), RB (R2), dan C1.

Generator ultrasonik ini bekerja pada range frekuensi antara 50 kHz sampai 65

kHz. Dari hasil kalibrasi diperoleh frekuensi yang digunakan dalam penelitian ini

adalah 50kHz, 55 kHz, 60kHz, dan 65 kHz.

( b )

( a )

4.3.2 Hasil Penelitian

Dari hasil pengamatan kematian bakteri Gram + akibat radiasi gelombang

ultrasonik pada jarak 5 cm terhadap variasi frekuensi dengan kerapatan 10-8

cfu/ml (tabel 4.1) didapatkan persentase kematian bakteri Gram + pada frekuensi

50 kHz adalah 36,5 %, pada frekuensi 55 kHz adalah 40,5 %, pada frekuensi 60

kHz adalah 43,6 %, dan pada frekuensi 65 kHz adalah 47,2 %.. Pada tabel tersebut

juga didapatkan rata-rata kematian bakteri Gram + pada frekuensi 50 kHz

berjumlah 45,3 cfu/ml, frekuensi 55 kHz berjumlah 48,6 cfu/ml, frekuensi 60 kHz

berjumlah 55,6 cfu/ml, dan frekuensi 65 kHz berjumlah 64,7 cfu/ml

Grafik hubungan rata-rata kematian bakteri Gram + pada jarak 5 cm terhadap

variasi frekuensi yang digunakan dapat ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.

Grafik Persentase Rata-rata Kematian Bakteri

Gram + Jarak Radiasi 5 cm

36.540.5

43.647.2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

50 55 60 65

Frekuensi (kHz)

Rat

a-ra

ta K

emat

ian

(%

)

Gambar 4.9 Grafik Persentase Rata-rata Kematian Bakteri Gram + Pada Jarak 5 cm

terhadap variasi frekuensi

Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram +

Jarak Radiasi 5 cm

45.348.6

55.6

64.7

0

10

20

30

40

50

60

70

50 55 60 65

Frekuensi (kHz)

Rat

a-ra

ta k

emat

ian

(cfu

/ml)

Gambar 4.10 Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram + Pada Jarak 5 cm terhadap

variasi frekuensi

Dari hasil pengamatan kematian bakteri Gram + akibat radiasi gelombang


cfu/ml (tabel 4.1) didapatkan persentase kematian bakteri Gram + pada frekuensi


kHz adalah 40,2 %, dan pada frekuensi 65 kHz adalah 43,5 %, Pada tabel tersebut

juga didapatkan rata-rata kematian bakteri Gram + pada frekuensi 50 kHz


berjumlah 52,6 cfu/ml, dan frekuensi 65 kHz berjumlah 65 cfu/ml.

Grafik hubungan rata-rata kematian bakteri Gram + pada jarak 10 cm

terhadap variasi frekuensi yang digunakan dapat ditunjukkan oleh gambar di

bawah ini.


Gram + jarak radiasi 10 cm

34.337.5

40.243.5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

50 55 60 65

Frekuensi (kHz)

Rat

a-ra

ta k

emat

ian

(%

)

Gambar 4.11 Grafik Persentase Rata-rata Kematian Bakteri Gram + Pada Jarak 10 cm


Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram +

jarak radiasi 10 cm

42.6 46.352.6

65

0

10

20

30

40

50

60

70

50 55 60 65

Frekuensi (kHz)

Rata

-rata

Kem

ati

an

(cfu

/ml)

Gambar 4.12 Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram + Pada Jarak 5 cm terhadap

variasi frekuensi

Dari hasil pengamatan kematian bakteri Gram - akibat radiasi gelombang


cfu/ml (tabel 4.1) didapatkan persentase kematian bakteri Gram - pada frekuensi



juga didapatkan rata-rata kematian bakteri Gram - pada frekuensi 50 kHz



Grafik hubungan rata-rata kematian bakteri Gram - pada jarak 5 cm terhadap



Gram - Jarak Radiasi 5 cm

50.354.2

59.163.6

0

10

20

30

40

50

60

70

50 55 60 65

Frekuensi (kHz)

Rat

a-ra

ta k

emat

ian

(%)

Gambar 4.13 Grafik Persentase Rata-rata Kematian Bakteri Gram - Pada Jarak 5 cm


-

Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram -

Jarak radiasi 5 cm

49.362.3

87.696.3

0

20

40

60

80

100

120

50 55 65 70

Frekuensi (kHz)

Rata

-rata

kem

ati

an

(cfu

/ml)

Gambar 4.14 Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram – Pada Jarak 5 cm terhadap

variasi frekuensi

Dari hasil pengamatan kematian bakteri Gram - akibat radiasi gelombang


cfu/ml (tabel 4.1) didapatkan persentase kematian bakteri Gram - pada frekuensi



juga didapatkan rata-rata kematian bakteri Gram - pada frekuensi 50 kHz

berjumlah 47,6 cfu/ml, frekuensi 55 kHz berjumlah 61 cfu/ml, frekuensi 60 kHz


Grafik hubungan rata-rata kematian bakteri Gram - pada jarak 10 cm terhadap


Grafik Persentase Rata-rata Kematian Bakteri Gram -

Jarak Radiasi 10 cm

47.7 50.554.1

57.9

0

10

20

30

40

50

60

70

50 55 60 65

Frekuensi (kHz)

Rata

-rata

Kem

ati

an

(%

)

Gambar 4.15 Grafik Persentase Rata-rata Kematian Bakteri Gram – Pada Jarak 10 cm


Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram -

Jarak Radiasi 10 cm

47.6

61

80.3

90.6

0

20

40

60

80

100

50 55 60 65

Frekuensi (kHz)

Rata

-rata

Kem

ati

an

(cfu

/ml)

Gambar 4.16 Grafik Rata-rata Kematian Bakteri Gram - Pada Jarak 10 cm terhadap

variasi frekuensi

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa persentase rata-rata kematian bakteri

Gram + dan Gram - meningkat sebanding dengan kenaikan frekuensi. Demikian

halnya dengan rata-rata kematian bakteri Gram +, semakin besar frekuensi yang

digunakan maka semakin besar pula rata-rata kematian bakteri yang ditimbulkan.

Pengaruh jarak radiasi gelombang ultrasonik ke sampel, semakin dekat jarak

radiasi maka tingkat persentase kematian bakteri semakin meningkat. Hal ini

disebabkan intensitas yang diterima oleh sampel cukup tinggi. Intensitas bunyi

yang diterima oleh sampel sebanding dengan energi bunyi yang diterima oleh

sampel, jadi semakin tinggi frekuensi bunyi yang digunakan maka semakin tinggi

pula energi bunyi yang diterima oleh sampel tersebut.

Dengan tingginya energi bunyi, maka persentase kematian bakteri Gram + dan

Gram - juga semakin besar. Hal ini menyebabkan efek energi gelombang

ultrasonik pada bakteri tersebut semakin kuat. Efek energi tersebut kemungkinan

dapat berupa getaran (vibrasi) atau stess mekanik yang kuat pada sel bakteri Gram

+ dan Gram - sehingga menyebabkan terjadinya koagulasi (penggumpalan)

protein dan merusak asam nukleat bakteri tersebut. Adanya kerusakan pada sel

bakteri ini akan mengakibatkan bakteri mati. Dari hasil pengamatan jumlah koloni

bakteri yang tumbuh pada media dan hasil pewarnaan Gram bakteri terlihat bahwa

ada perbedaan yang signifikan antara bakteri yang diberi perlakuan radiasi

gelombang ultrasonik dengan bakteri yang tidak diberi perlakuan radiasi. Dari

hasil pewarnaan Gram, bakteri Gram + dan Gram - yang telah diradiasi dengan

gelombang ultrasonik menunjukkan bahwa pada sel bakteri memperlihatkan

adanya kelainan bentuk sel yaitu terjadi penyusutan bentuk sel, dinding selnya

pecah dan mengalami lysis (hilangnya cairan di dalam sel) .

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pengamatan yang dilakukan dapat diambil beberapa

kesimpulan yaitu:

1. Telah dirancang generator ultrasonik yang dapat digunakan sebagai pembunuh

bakteri bakteri Gram + dan bakteri Gram – yang mempunyai range frekuensi

berkisar antara 50 kHz – 65 kHz.

2. Dari hasil pengamatan kematian bakteri Gram + yang ditimbulkan akibat radiasi

gelombang ultrasonik dengan variasi jarak dan variasi frekuensi yang digunakan

selama 10 menit pada kerapatan 10-8

cfu/ml diperoleh persentase rata-rata

kematian bakteri Gram + yang ditimbulkan meningkat sebanding dengan

kenaikan frekuensi yang digunakan. Pada jarak radiasi 5 cm frekuensi 50 kHz

dapat membunuh bakteri Gram + sebesar 36,5 %, pada frekuensi 55 kHz dapat

membunuh bakteri sebesar 40,5 %, pada frekuensi 60 kHz dapat membunuh

bakteri sebesar 43,6 %, dan pada frekuensi 65 kHz dapat membunuh bakteri

sebesar 47,2 %,. Pada jarak radiasi 10 cm frekuensi 50 kHz dapat membunuh

bakteri Gram + sebesar 34,3 %, pada frekuensi 55 kHz dapat membunuh bakteri

sebesar 37,5 %, pada frekuensi 60 kHz dapat membunuh bakteri sebesar 40,2

%, dan pada frekuensi 65 kHz dapat membunuh bakteri sebesar 43,5 %,.

3. Dari hasil pengamatan kematian bakteri Gram - yang ditimbulkan akibat radiasi

gelombang ultrasonik dengan variasi jarak dan variasi frekuensi yang digunakan

selama 10 menit pada kerapatan 10-8

cfu/ml diperoleh persentase rata-rata

kematian bakteri Gram - yang ditimbulkan meningkat sebanding dengan

kenaikan frekuensi yang digunakan. Pada jarak radiasi 5 cm frekuensi 50 kHz

dapat membunuh bakteri Gram - sebesar 50,3 %, pada frekuensi 55 kHz dapat

membunuh bakteri sebesar 54,2 %, pada frekuensi 60 kHz dapat membunuh

bakteri sebesar 59,1 %, dan pada frekuensi 65 kHz dapat membunuh bakteri

sebesar 63,6 %,. Pada jarak radiasi 10 cm frekuensi 50 kHz dapat membunuh

bakteri Gram - sebesar 47,7 %, pada frekuensi 55 kHz dapat membunuh bakteri

34

sebesar 50,5 %, pada frekuensi 60 kHz dapat membunuh bakteri sebesar 54,1

%, dan pada frekuensi 65 kHz dapat membunuh bakteri sebesar 57,9 %,.

4. Gram + dan bakteri gram - setelah diradiasi dengan gelombang ultrasonik

mengalami kelainan sel yaitu terjadi pengecilan bentuk sel, dinding selnya pecah

dan mengalami lysis (hilangnya cairan di dalam sel).

DAFTAR PUSTAKA

1. Blocher Richard, Dasar Elektronika, Penerbit ANDI, Yogyakarta, 2003.

2. Coughlin, R.F., dan Driscoll, F.F., Penguat Operasional dan Rangkaian

Terpadu Linier, Erlangga, 1992.

3. Dwijdjoseputro, Dasar-Dasar Mikrobiologi, Penerbit Djambatan,1998.

4. Dewi K., Pengaruh Gelombang Ultrasonik Terhadap Pertumbuhan Bakteri

Staphylococcus aureus dan Salmonella sp., Jurusan Biologi FMIPA, Universitas

Udayana, 2004.

5. Gabriel J.F, Fisika Lingkingan, Hipokrates, Jakarta , 2001.

6. Irmanjaya, Perancangan Generator Ultrasonik Sebagai Pembunuh Bakteri

E.coli, Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Udayana, 2007.

7. Kawuri R., Bahan Ajar Mikrobiologi, Lab Mikrobiologi Jurusan Biologi

FMIPA, Universitas Udayana.

8. Supardi Imam, Mikrobiologi Dalam Pengolahan Dan Keamanan Pangan,

Penerbit Alumni, Bandung, 1999.

9. Waluyo Lud, Mikrobiologi Umum, Penerbit Universitas Muhammadiyah,

Malang, 2004.

10. Woollard Barry, Elektronika Praktis, PT Pradnya Paramita, 2003.

11. Zamidra Zam Efvy, Transistor, Penerbit INDAH, Jakarta, 2004.

28

36

PERANCANGAN GENERATOR ULTRASONIK SEBAGAI … · radiasi gelombang ultrasonic pada frekuensi 40 kHz...

Documents

Transcript of PERANCANGAN GENERATOR ULTRASONIK SEBAGAI … · radiasi gelombang ultrasonic pada frekuensi 40 kHz...