STERILISASI (bagian 1)

1.Pengertian sterilisasi

2.Macam-macam sterilisasi          

2.1.Sterilisasi secara fisik 

2.1.1.Pemanasan       

A. Dengan api langsungB. Panas kering

C. Uap air panas

D. Uap air panas bertekanan

2.1.2.Penyinaran/radiasi       

2.2.Sterilisasi secara mekanik (filtrasi)2.3.Sterilisasi secara kimia

1. Pengertian sterilisasiSterilisasi adalah proses atau kegiatan membebaskan suatu bahan atau benda dari semua bentuk

kehidupan (termasuk virus). Semua material sebagai subjek proses ini disebut sebagai bahan yang steril. Istilah steril tidak menggambarkan suatu bahan mutlak steril namun lebih tepatnya hampir tidak terdapat

kehidupan karena steril tidak dapat dipastikan. Ketika sejumlah mikroorganisme terpapar terhadap suatu

perlakuan sterilisasi seperti panas atau sinar UV, mereka tidak akan mati secara langsung spontan melainkan akan mati secara bertahap. Menurut Hogg (2005), secara teoretis dampak sterilisasi terhadap

jumlah mikroorganisme yang homogen yaitu akan mematikannya secara eksponensial dengan kecepatan yang seragam.

(informasi mengenai dampak sterilisasi terhadap kematian mikroorganisme lebih detail dapat dilihat pada Perhitungan Kematian Mikroorganisme Saat Sterilisasi)

Menurut Talaro dan Talaro (2002:321) pembagian jenis mikroorganisme berdasarkan ketahanannya

terhadap proses steril adalah sebagai berikut.

Resistensi tertinggi    endospora bakteri.

Resistensi sedang      cyst protozoa, spora seksual fungi (zygospora), beberapa virus (virus tanpa kapsul lebih resisten dari pada virus berkapsul, virus paling resisten adalah hepatitis B dan poliovirus), beberapa sel vegetatif baketri (sel

paling resisten adalah Mycobacterium tuberculosis, Staphylococcus aureus, dan spesies Pseudomonas).

Resistensi rendah       sebagian besar sel vegetatif  bakteri, hifa atau spora fungi umum, virus, yeast dan tropozoit.

Berikut adalah resistensi relatif endospora bakteri dan sel vegetatif terhadap berbagai metode sterilisasi

metode endospora sel vegetatif Resistensi relatif

uap panas 120oC 80oC 1,5 Xdosis radiasi sinar X 0,4 Mrad 0,1 Mrad 4 XUV 1,5 jam 10 menit 9 Xethylene oxide (sterilisasi dengan gas) 1200 mg/L 700 mg/L 1,7 X

2% glutaraldehyde (cairansporicidal) 3 jam 10 menit 18 XTalaro dan Talaro (2002:321)

2. Macam-macam sterilisasi 

Secara keseluruhan pembagian sterilisasi dapat dilihat pada bagan berikut.

Berikut adalah penjabaran klasifikasi sterilisasi yang umum dipakai di laboratorium mikrobiologi.

2.1. Sterilisasi secara fisik    

2.1.1. Pemanasan           

Dampak pemanasan terhadap kematian mikroorganisme sangat tergantung kepada suhu dan lama waktu

sterilisasi. Panas menyebabkan enzim-enzim berhenti bekerja dan sel dapat kekurangan air. Menurut Barrow dan Feltham (1993:12-13) endospora bakteri lebih tahan panas daripada sel vegetatif, tetapi

semua bentuk endospora tidak memiliki ketahanan yang sama persis terhadap panas. Misalnya

endospora B.subtilis dapat dimatikan dengan pemanasan 100°C dalam waktu pendek, sedangkan

endospora B.stearothermophilus dapat bertahan dalam air mendidih berjam-jam

A. Dengan api langsung

Pemijaran dapat langsung membunuh mikroorganisme (termasuk endospora) yang disterilkan dengan

cara membakar mikroorganisme sehingga cara ini adalah cara paling cepat. Namun kekurangannya

adalah sangat terbatasnya cakupan alat yang disterilisasi menggunakan pemijaran dan ketidakpraktisan

dalam mensterilisasi alat berukuran besar. Alat yang dipakai untuk sterilisasi dengan api yaitu:

Bunsen burner, loop incinerator dan pembakar spirtus

Bunsen burner dan pembakar spirtus digunakan untuk sterilisasi alat inokulasi dengan pembakaran

seperti sterilisasi jarum inokulum atauspreader. Untuk memastikan kesterilannya jarum inokulum dibakar sampai membara dan spreader dapat dicelupkan alkohol lalu dibakar. Bunsen burner berbahan bakar

gas yang disalurkan melalui pipa sedangkan pembakar spirtus berbahan bakar spirtus (methanol). Namun pembakar spirtus lebih mudah ditemukan di banyak laboratorium karena efisien dan portable.

Tersedia juga alat loop incinerator / electric bunsen burner / electric incinerator untuk membakar jarum inokulum. Ujung jarum inokulum dapat dimasukkan ke dalam tabung keramik panas (815oC) selama 6

detik untuk mensterilisasinya.

Pembakar spirtus dapat menciptakan sirkulasi udara dari bawah ke atas melewati api karena proses

pembakaran. Seringkali hal ini dianggap mampu menciptakan lingkungan udara yang aseptis disekitar pembakar spirtus, tetapi jika memang load kontaminasi besar dan banyak gangguan aliran udara maka

hal ini juga tidak sepenuhnya benar. Oleh karena itu sebaiknya tetap menggunakan LAF jika menginginkan kerja pada udara yang steril.

Bunsen burner dapat menimbulkan api dan aliran udara yang besar. Penggunaan pembakar spirtus

atau bunsen burner tidak disarankan dalam protective cabinet. Namun jika terpaksa diperlukan maka api diatur menjadi kecil sehingga tidak mengganggu aliran udara (ISO7128 2007:8).

Gas torch

Gas torch atau pembakar api portabel berbahan bakar gas sangat berguna saat dilakukan  pengambilan

sampel diluar laboratorium. Fungsinya adalah untuk mensterilisasi sample point yang dapat berupa kran, pipa atau yang lainnya sebelum pengambilan sampel dilakukan. Selain itu dapat digunakan untuk

sterilsasi dengan api pada berbagai alat karena gas torch lebih nyaman digenggam dibandingkan

pembakar bunsen atau pembakar spirtus.

B. Panas kering

Mikroorganisme akan mengalami kekeringan jika dipaparkan pada suhu tinggi dan akibatnya sel akan

lisis dan mati. Kekurangan sterilisasi panas kering yaitu masih bertahannya endospora bakteri. Alat yang

dipakai untuk sterilisasi panas kering yaitu:

OvenOven adalah suatu wadah yang mampu menjaga suhu pada 160-170 °C. Umumnya alat-alat yang

disterilisasi dengan oven adalah alat gelas seperti cawan atau pipet ukur dan bukan untuk alat plastik

atau karet. Sterilisasi dapat dilakukan pada suhu 170oC selama 1 jam. Waktu sterilisasi dihitung setelah

oven mencapai suhu yang diinginkan. Oven yang baik memiliki termostat dan termometer atau alat

perekam temperatur, dan juga dilengkapi indikator waktu dan pemprograman waktu. Setelah disterilisasi peralatan gelas sebaiknya didinginkan pada oven untuk mencegah keretakan karena penurunan suhu

mendadak. Untuk pengecekan kinerja oven (verifikasi) dapat dilakukan dengan pengujian kehomogenan

temperatur di seluruh sudut oven pada pemakaian pertama atau setelah adanya perbaikan. Verifikasi ini

dilakukan dengan termometer terkalibrasi (ISO7128 2007:17-18).

Berbeda sedikit dengan peraturan ISO, Collins et al. (2004:46) menyatakan bahwa sterilisasi panas kering dilakukan pada suhu 160oC selama 2 jam atau 180oC selama 30 menit dengan waktu pemanasan

(heating-up) selama 1 jam dan waktu penurunan suhu (cooling down) selama 2 jam.

Oven dan inkubator memiliki perbedaan mendasar yaitu oven dilengkapi dengan lubang pengeluaran uap

air dan umumnya tidak memiliki tutup kaca. Oleh karena itu penggunaan oven sebagai inkubator (walaupun oven dapat menjaga suhu yang diinginkan) akan mempercepat kehilangan air pada media.

Peletakan alat-alat pada oven sebaiknya memperhatikan distribusi panas yang dihasilkan elemen. Disarankan untuk menghindari loading yang terlalu banyak dan penempatan tanpa jeda sehingga mampu

mengurangi penetrasi panas. Semua alat sebaiknya dibungkus dengan bahan yang tidak mudah meleleh terkena panas seperti kertas sampul (kraft paper) bukan dengan plastik.

Microwave ovenMicrowave oven adalah alat yang mampu memanaskan dengan gelombang mikro pada tekanan

atmosfer. Penggunaan alat ini selain untuk sterilisasi peralatan gelas dapat juga untuk memanaskan bahan cair atau mencairkan agar. Distribusi gelombang mikro sebaiknya harus homogen untuk

mencegah adanya area overheating. Pemanasan dengan waktu lebih lama dengan pengaturan power

rating yang rendah atau alat yang dilengkapi pemutar otomatis akan menghasilkan distribusi panas yang

lebih baik. Jangan menggunakan peralatan metal (termasuk tutup yang terbuat dari besi), jika terdapat bahan ini maka dilepaskan terlebih dahulu sebelum disterilisasi. Media yang mengandung bahan tidak

tahan panas sebaiknya jangan dipanaskan menggunakan alat ini kecuali jika telah terverifikasi dan

terbukti dengan baik. Sebaiknya microwave oven tidak untuk sterilisasi media, sterilisasi media tetap

menggunakan autoklaf. Stelah pemanasan menggunakan alat ini disarankan juga untuk didiamkan

selama 5 menit sebelum dikeluarkan (ISO7128 2007:17-18)

C. Uap air panas

Cara uap air panas membunuh mikroorganisme adalah bukan dengan mengeringkannya tetapi dengan

menonaktifkan enzim-enzimnya sehingga metabolisme berhenti bekerja. alat-alat yang menggunakan

cara ini untuk sterilisasi antara lain:

Steamers dan boiling water baths

Steamers dan boiling water baths adalah semua alat yang terdiri dari suatu wadah untuk menampung air

yang memiliki elemen pemanas dan bertutup (closefitting lid). Uap air yang dihasilkan alat ini berada

pada tekanan atmosfer. Boiling waterbath mampu memanaskan air sampai atau hamper mendekati titik

didih dengan atau tanpa menghasilkan uap air. Penggunaan umum alat ini adalah untuk mencairkan media agar atau membuat media tidak tahan panas dan tekanan. Hal yang perlu dipastikan saat

pengoperasiannya adalah penjagaan batas air minimal sesuai manual sehingga menutupi elemen

pemanas (ISO7128 2007:16). Menurut ISO 11133-1 (2009:8) pencairan kembali media agar steril dapat dilakukan pada waterbath suhu 47-50 °C. Media di angkat segera setelah semuanya mencair dan

digunakan tidak melebihi waktu simpan 4 jam.

Steaming (tyndallization) yang dikembangkan oleh John Tyndall adalah istilah untuk cara sterilisasi

dengan uap air panas yang dapat mencapai suhu 100°C pada wadah tanpa tekanan. Sterilisasi

menggunakan uap air panas dapat dilakukan sekali atau tiga kali (tahap) dengan hari yang berlainan

dengan memanaskannya pada 80 °C selama satu jam (Barrow dan Feltham 1993:14). Sedangkan menurut Hogg (2005:341) tindalisasi dilakukan pada suhu 90-100 °C selama 30 menit secara bertahap 3 kali. Selama jeda tahapan media diinkubasi pada 37°C semalam. Pemanasan tiga tahap dimaksudkan

untuk memberi kesempatan endospora untuk berkecambah sehingga akan mati pada tahap pemanasan

selanjutnya.

Pasteurisasi adalah proses yang hampir sama namun lebih tepat digunakan untuk susu dan produk susu. Pasteurisasi tidak membunuh semua mikroba yang terdapat pada susu namun menguranginya sehingga

akan lebih tahan lama disimpan. Bakteri thermoduric memiliki kemungkinan bertahan hidup lebih besar

saat pasteurisasi. Pasteurisasi terdapat dua cara yaitu metode lama (yang dikembangkan oleh Louis Pasteur), dengan memanaskan susu pada 63 C selama 30 menit atau dengan flash pasteurisasi (HTST-

High Temperature Short-Term) yaitu pemanasan cepat pada 72oC selama 15 detik kemudian didinginkan dengan cepat (Prescot  et al. 2002:142).

Berikut merupakan tabel perkiraan ketahanan mikroorganisme terhadap sterilisasi dengan uap air panas.

Organisme Sel vegetatif SporaRagi 5 menit pada 50-60 oC 5 menit pada 70-80 oCKapang 30 menit pada 62 oC 3 menit pada 80 oCBakteri (mesofilik) 10 menit pada 60-70 oC 2 - >800 menit pada 100 oCVirus 30 menit pada 60 oC 0,5-12 menit pada 121 oC

(Prescott et al. 2002:140)

D. Uap air panas bertekanan

Uap air panas bertekanan lebih efisien dan penetratif dalam membunuh mikroorganisme. Tekanan yang

paling efisien yaitu 103 kpa (15 psi) selama 15 menit yang dapat dilakukan oleh autoklaf.

Autoklaf (Autoclave)

Menurut Morello et al. (2003:81) tekanan yang digunakan untuk sterilisasi pada umumnya 15 Psi atau

sekitar 1 atm dan dengan suhu 121oC (250oF). Jadi tekanan yang bekerja ke seluruh permukaan benda

adalah 15 pon tiap inchi2 (15 Psi = 15 pounds per square inch). Lama sterilisasi yang dilakukan adalah 15

menit pada suhu 121oC. Dengan syarat suhu, tekanan dan waktu tersebut maka segala bentuk

mikroorganisme dapat dimatikan.

Autoklaf menggunakan uap air murni (lebih ringan dan lebih panas dari udara) untuk sterilisasi sehingga

udara yang terdapat dalam wadah harus dikeluarkan. Pada saat sumber panas dinyalakan, air dalam autoklaf  lama kelamaan akan mendidih dan uap air yang terbentuk mendesak udara yang mengisi

autoklaf. Setelah semua udara dalam autoklaf diganti dengan uap air, katup uap/udara ditutup sehingga

tekanan udara dalam autoklaf naik. Pada saat tercapai tekanan dan suhu yang sesuai, maka proses

sterilisasi dimulai dan timer mulai menghitung waktu mundur. Setelah proses sterilisasi selesai, sumber

panas dimatikan dan tekanan dibiarkan turun perlahan hingga sama dengan tekanan atmosfer. Autoklaf tidak boleh dibuka sebelum tekanan turun sampai nol. Hal yang sering keliru adalah dengan menutup

semua katup rapat-rapat sebelum udara dalam wadah digantikan oleh uap air.

Adanya udara dalam wadah saat sterilisasi dapat mengakibatkan kurang efisiennya sterilisasi. Autoklaf

hanya dapat mencapai suhu maksimal pada kondisi uap air murni. Grafik berikut menggambarkan penurunan suhu jika terdapat campuran udara pada wadah autoklaf saat sterilisasi. (Hardy, S.P. 2002 Human Microbiology, Taylor and Francis dalam Hogg, 2005:341).

Autoklaf sebaiknya dilengkapi dengan: 1. Paling tidak memiliki satu katup pengaman 2. Alat pengatur

yang mampu menjaga suhu dengan kisaran ± 3 °C dari temperatur yang diinginkan. 3. Probe suhu. 4.

Alat pencatat waktu dan suhu dan 5. Saluran pembuang  (ISO7128 2007:11-12).

Sebagian besar media sangat terpengaruh oleh pemanasan yang berlebihan, tetapi sterilisasi menggunakan autoklaf adalah cara yang paling memuaskan untuk sterilisasi media atau bahan yang

tahan panas lebih dari 100oC. Kombinasi waktu dan tekanan untuk sterilisasi media

umumnya  menggunakan suhu 115 °C (0.69 kg/cm2) selama 20 menit atau 121 °C (1.06 kg/cm2) selama

15 menit. Penetrasi suhu dan tekanan akan semakin menurun pada volume yang besar. Oleh karena itu

jika mensterilisasi cairan melebihi 1L disarankan untuk melebihkan waktu sterilisasi. Wadah seperti tabung, erlenmeyer, botol sebaiknya diberi ruang kosong (head space) antara mulut wadah dengan batas

cairan. Setelah selesai sterilisasi sebaiknya alat dan bahan dibiarkan dingin sampai 80oC di dalam

autoklaf sebelum diangkat (Barrow dan Feltham, 1993:14).

(informasi mengenai sterilisasi media lebih detail dapat dilihat pada BAB 2 Media Pertumbuhan

Mikrobiologi)

Berikut adalah korelasi antara waktu dan temperatur dalam sterilisasi memakai autoklaf

Tekanan (Psi) Temperatur (oC) Waktu (menit)0 100 -10 115,5 15-6015 121,5 12-1520 126,5 5-1230 134 3-5

(Morello et al. 2003:82)

Sedangkan hubungan antara volume dan waktu sterilisasi dapat dilihat pada tabel berikut.

Ukuran wadah volume Waktu sterilisasiTabung reaksi (18x150 mm) 10 ml 15 menitErlenmeyer (125 ml) 95 ml 15 menitErlenmeyer (2000 ml) 1500 ml 30 menitBotol fermentasi (9000 ml) 6750 ml 70 menit

(Tortora et al. 2010:189)

Autoklaf juga digunakan untuk dekontaminasi. Dekontaminasi adalah sterilisasi terhadap semua biakan hasil analisa atau yang telah tumbuh pada media. ISO7128 (2007:29) menyatakan bahwa untuk tujuan ini

proses sterilisasi diperpanjang waktunya menjadi minimal 30 menit pada 121°C. Sedangkan menurut Barrow dan Feltham (1993:13) dekontaminasi dapat dilakukan selama 20 menit pada 121 °C (1.06

kgf/cm2) atau 10 menit pada 126 °C (1.41 kgf/cm2).

Lebih baik dekontaminasi menggunakan autoklaf yang berlainan dengan yang digunakan untuk sterilisasi. Sebaiknya proses penataan dan penyusunan tidak overpacking dan semua tutup harus

dilonggarkan. Setiap selesai dekontaminasi autoklaf harus dibersihkan dari sisa media dan bahan lain

secara menyeluruh.

Collins et al. (2004:46-48) berpendapat bahwa secara umum terdapat dua jenis autoklaf yaitu :1. Pressure cooker autoclave

Alat ini memiliki wadah dan tutup (terbuat dari metal yang dapat disatukan dan dikunci dengan perantara

bahan karet), katup pengeluaran udara/uap air, pengukur tekanan, elemen pemanas (atau api) pada

bagian bawah dan katup pengaman. Perbedaan mendasar antara alat ini dengan autoklaf modern adalah

tidak adanya pengatur otomatis sehingga perhitungan waktu sterilisasi atau pengeluaran udara dilakukan secara manual. Katup pengaman secara permanen diatur pada tekanan yang diinginkan sehingga jika

tekanan melebihi target, maka akan dibuang melewati katup ini.

2. Gravity displacement autoclave

Autoklaf ini dilengkapi dengan pengatur suhu dan tekanan otomatis dan seluruh proses sterilisasi telah

diprogram. Jaket yang terdapat melingkupi seluruh wadah dapat diisi uap air untuk menjaga dan

mendistribusikan panas ke semua permukaan wadah. Uap air memasuki jaket dari pipa suplai uap

bertekanan tinggi. Tekanan uap air ini kemudian dikurangi kedalam kisaran tekanan yang diinginkan.

Setelah melewati jaket uap air bertekanan memasuki wadah autoklaf yang berisi alat dan bahan yang akan disterilisasi. Uap air bertekanan ini memasuki wadah dengan aliran dari atas ke bawah sehingga

menggantikan udara yang ada didalamnya. Udara tergantikan dengan bantuan gravitasi (uap air lebih

ringan dari udara) kemudian dibuang meleati pipa di bagian bawah wadah menuju pipa pembuangan.

Pada pipa ini terdapat alat pengatur uap air yang secara otomatis aka tertutup jika udara telah

dikeluarkan seluruhnya.

Untuk mendeteksi bahwa autoklaf bekerja dengan sempurna dapat digunakan mikroba penguji yang

bersifat thermofilik dan memiliki endospora yaitu Bacillus stearothermophillus, lazimnya mikroba ini

tersedia secara komersial dalam bentuk spore strip. Penggunaan bakteri thermofilik ditujukan untuk

memperbesar kemungkinan resistennya terhadap sterilisasi karena bakteri tersebut mengandung enzim

yang tetap bekerja pada suhu tinggi. Untuk mengujinya spore strip ini dimasukkan dalam autoklaf dan

mengalami proses sterilisasi. Setelah proses selesai lalu ditumbuhkan pada inkubator (56oC) bersamaan

dengan spore strip yang tidak disterilisasi. Jika media tetap bening maka menunjukkan autoklaf telah bekerja dengan baik. Selain memakai biological indikator diatas monitoring autoklaf dapat juga

menggunakan Bowie-Dick autoclave tape, yaitu tape yang dilapisi suatu bahan kimia untuk mendeteksi

penetrasi uap air bertekanan. Perubahan warna terjadi jika sterilisasi berlangsung sesuai target.

Uap air bertekanan yang dipaksakan masuk kedalam botol yang tertutup rapat (tapi terdapat celah kecil dan tekanan masih dapat masuk) dapat menjadi musibah. Pada waktu sterilisasi sudah berlangsung dan

suhu wadah autoklaf turun menjadi 80oC dan tekanan telah turun menjadi sama dengan tekanan

atmosfer, di dalam botol yang tertutup rapat masih memiliki tekanan diatas tekanan luar dan juga suhu

cairan lebih tinggi dari pada suhu wadah autoklaf. Jika botol dipaksakan keluar wadah (tanpa adanya

waktu cooling down) dan terjadi perbedaan tekanan yang signifikan, botol dimungkinkan dapat meledak dan menumpahkan cairan panas ke operator. Sangat disarankan operator memakai sarung tangan dan pelindung muka (full-face visor) demi keamanan.

2.1.2. Penyinaran / radiasi           

Salah satu sterilisasi dengan penyinaran adalah radiasi non ionisasi seperti sinar UV. Sinar UV dapat juga digunakan untuk sterilisasi secara fisik yaitu dengan memaparkan alat atau bahan kepada sinar UV

dengan waktu tertentu. Panjang gelombang yang umum dipakai adalah 260 nm karena pada panjang

gelombang ini mampu merusak komponen asam nukleat yaitu purin dan pirimidin dan juga asam amino aromatik pada protein. Energi yang diabsorbsi merusak ikatan kimia komponen tersebut sehingga tidak

berfungsi secara normal. Salah satu dampaknya adalah terbentuknya thymine dimers yaitu pelekatan sesama timin dalam satu untai DNA yang akan menghambat replikasi DNA. Banyak bakteri mampu

memperbaiki thymine dimers ini dengan menggunakan cara enzyme-mediated photoreactivation.

Penetrasi sinar UV sangat lemah, selembar kertas atau lapisan tipis kaca dapat menghalanginya. Aplikasi praktisnya adalah mensterilisasi permukaan meja kerja atau untuk air pada pengolahan air.

Radiasi untuk sterilisasi lainnya adalah menggunakan sinar gamma (γ) aitu radiasi ionisasi. Sinar γ

memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dan energy yang lebih besar sehingga memberikannya

kekuatan penetrasi yang baik. Efek dari radiasi ionisasi adalah terbentuknya radikal bebas yang sangat

reaktif yang akan merusak struktur makromolekul seperti DNA dan protein. Peralatan bedah seperti syringe danrubber gloves umum disterilisasi menggunakan sinar γ dari isotop cobalt 60 (60 Co).

Radiasi sinar gamma digunakan dimana saat sterilisasi panas dapat menimbulkan efek pada tekstur,

rasa dan penampakan bahan seperti pada buah dan sayur. Sinar γ juga mampu menembus kemasan /

packaging produk. (Hogg, 2005:342-343)

2.2. Sterilisasi secara mekanik (filtrasi)

Prinsip sterilisasi secara mekanik (filtrasi) yaitu menyaring suatu cairan non steril dengan kertas membran

sehingga cairan yang melewatinya akan terbebas mikroba (steril). Pada umumnya bahan yang disterilkan

melalui cara ini adalah bahan yang mengandung senyawa tidak tahan suhu tinggi atau tekanan tinggi seperti serum darah, antibiotik, glukosa dll. Filter apparatus umumnya terdiri dari corong, filter base,

penjepit corong, labu pengumpul, selang, dan pompa vakum. Filter apparatus juga dapat digunakan untuk menghitung mikroorganisme dengan prinsip yang sama dengan sterilisasi filtrasi. Kertas membran

filter memiliki pori-pori yang sangat kecil, lebih kecil dari ukuran bakteri pada umumnya. Diameter pori-

pori dapat berukuran 0,2 um, 0,45 um, 0,65 um dll.

Menurut APHA (1999) kertas membran yang baik adalah yang bebas dari bahan inhibitor atau stimulus pertumbuhan, bebas dari bahan yang mampu menginterfrensi indikator media, tinta skala yang tidak

beracun, berdiameter 47 mm, berpori maksimal 0,45 um, minmal 70 % luas area berpori. Mampu dilewati

dengan flow rate 55 ml/menit/cm2 pada 25 oC, diharapkan tetap mampu menyaring kultur cair

1x103Serratia marcescens. Sedangkan ISO11133-1 (2009:8) menyarankan menggunakan filter berukuran 0,2 µm dan membasuh kertas membran setelah digunakan untuk melarutkan substansi yang

tertinggal pada kertas membran seperti protein dan antibiotik.

2.3. Sterilisasi secara kimia

Sterilisasi secara kimia yaitu memaparkan alat atau bahan yang mengandung mikroba terhadap suatu senyawa kimia sehingga dengan suatu reaksi tertentu dapat membunuh atau menghentikan

pertumbuhan mikroba tersebut tanpa merusak bahan atau alat yang disterilisasi. Selain waktu sterilisasi,

efektivitas suatu senyawa kimia dalam membunuh mikroba dipengaruhi oleh beberapa faktor :

1.jumlah mikroorganisme. Semakin besar jumlah kontaminan maka semakin lama waktu sterilisasi.

2.keadaan populasi mikroorganisme. Seringkali kontaminan yang harus dimusnahkan bukan satu spesies, melainkan campuran bakteri, jamur, spora dan virus sehingga membutuhkan spektrum bahan

antimikroba yang luas.

3.temperatur dan pH dari lingkungan

4.konsentrasi (dosis) senyawa antimikroba.

5.cara senyawa antimikroba dalam membunuh (mode of action).

6.adanya pelarut, senyawa organic lain yang menginterferensi dan inhibitor seperti saliva, darah dan

feces. (Talaro dan Talaro, 2002:323).

Faktor diatas dapat digambarkan pada grafik berikut :

a. pengaruh waktu terhadap kematian mikroorganisme.

b. pengaruh jumah mikroorganisme terhadap kematian mkroorganisme.

c. pengaruh jenis mikroorganisme (spora dan sel vegetatif) terhadap kematian mikroorganisme.d.grafik pengaruh penambahan agen antimikroba, apakah bersifat membunuh atau menghambat.

untuk informasi lebih lanjut mengenai perhitungan kematian mikroorganisme pada saat sterilisasi dapat

dilihat pada link berikut :perhitungan kematian mikroorganisme pada saat sterilisasi

Ulasan sebelumnya menggunakan istilah sterilisasi untuk menyebut kegiatan mematikan

mikroorganisme. Sterilisasi adalah mematikan seluruh (total) mikroorganisme yang hidup pada suatu alat

atau bahan. Namun istilah disinfeksi dapat memberi kesempatan beberapa mikroorganisme

dapat survive. Disinfektan adalah agen kimia yang digunakan untuk mendisinfeksi objek tidak hidup

(inanimate) seperti permukaan benda. Terminologi sanitasi digunakan untuk mendeskripsikan kombinasi

disinfeksi dan pembersihan. Proses perusakan sel yang disebabkan disinfektan dapat berupa koagulasi

atau denaturasi protein karena bereaksi dengan enzim mikroorganisme.

ISO7128 (2007:28) menyarankan menggunakan chlorine-based products, alcohols, quaternary

ammonium compounds sebagai agen dekontaminasi dengan konentrasi yang sesuai dan waktu kontak yang cukup.

Berikut adalah jenis-jenis senyawa kimia yang bersifat disinfektan menurut Hogg (2005:344-347).

Alkohol

Alkohol atau ethanol telah digunakan sebagai disinfektan sejak lebih dari seabad lalu. Alkohol lebih

efisien dalam mematikan mikroorganisme pada konsentrasi dibawah 100%. Dengan adanya air

bercampur alkohol maka denaturasi protein lebih mudah terjadi (seperti halnya uap panas lebih efisien

disbanding panas kering). Konsentrasi yang sering digunakan untuk disinfektan adalah 70%. Selain mendenaturasi protein, alcohol juga dapat melarutkan lemak sehingga berpengaruh terhadap membran sel dan kapsul beberapa jenis virus. Sel vegetatif dan hifa dapat dimatikan dengan alkohol, namun spora

seringkali resisten. Alkohol juga dapat digunakan sebagai pelarut disinfektan lain, seperti iodine yang

dapat meningkatkan efektivitas disinfeksinya.

Halogen.Salah satu jenis halogen adalah klorin. Klorin (Chlorine) efektif sebagai disinfeksi dalam bentuk gas

bebas dan sebagai senyawa pelepas klorin seperti chlorite dan chloramines. Gas klorin (compressed)

umumnya digunakan sebagai disinfektan pada pengolahan air, kolam renang atau untuk keperluan industry.  Bentuk senyawa klorin lainnya adalah Sodium hypochlorite (bleach) yang dapat mengoksidasi

gugus sulphydryl (-SH) dan disulphide (S-S) pada protein. Seperti klotrin, hipoklorit dapat diinaktivasi dengan keberadaan materi organic. Senyawa lain yang lebih stabil yaitu chloramines yang memiliki

keunggulan lebih tahan terhadap bahan organik. chloramines juga lebih tidak beracun dan mampu

melepas klorin secara perlahan sehingga memperpanjang efek bakterisidal disinfektan ini. Jenis halogen lain adalah iodine. Daya kerja iodine adalah bereaksi dengan residu tyrosine pada protein. Efek

disinfeksi iodine dapat ditingkatkan dengan melarutkannya pada ethanol 70% (iodine 1% + ethanol 70%).

Senyawa fenol (Phenolics)

Senyawa fenol memiliki gugus asam karboksilat yang bersifat mematikan dengan daya kerja merusak

protein dan membrane. Salah satu keuntungan menggunakan senyawa fenol adalah tetap aktif walaupun terdapat senyawa organik dan detergen. Disinfektan seperti Dettol,Lysol dan Chlorhexidine adalah

derivatif dari senyawa fenol. Salah satu senyawa fenol bernama Hexachlorophene sangat efektif

membunuh bakteri gram positif seperti staphylococci atau streptococci sehingga digunakan sebagai salah

satubahan pembuatan sabun, deodorant dan shampo.

Surfactants

Molekul surfactans atau surface active agents seperti sabun dan detergen memiliki kemampuan

memposisikan dirinya sendiri sejajar diantara dua lapisan. Dengan sifat ini maka bahan tidak larut air

akan dilingkupi oleh molekul surfactans. Sabun ataupun detergen lebih berguna untuk memfasilitasi

pemindahan kotoran dan mikroorganisme dibandingkan dengan sifat disinfektannya. Pemindahan kotoran dapat terjadi karena bahan tidak larut air seperti sekret minyak pada kulit dan kotoran akan

dilarutkan (emulsifying) pada air sehingga dapat dibasuh dan dibuang. Detergen dapat

berupa anionic (bermuatan negatif), cationic (bermuatan positif) atau non ionic.

Detergen cationicseperti quartenery ammonium compounds (senyawa ammonium kuartener) dapat

melisiskan sel dengan berkombinasi terhadapphospholipids membran sel dan merusaknya.

Ethylene oxide

Pada umumnya pendedahan secara kimia seperti contoh diatas adalah hanya bersifat disinfeksi. Namun

jika menggunakan gas ethylene oxide maka baik sel vegetatif, spora dan virus dapat dimusnahkan

sehingga istilah yang digunakan adalah sterilisasi. Gas ethylene oxideumumnya dipakai untuk sterilisasi

peralatan kedokteran dalam jumlah dan material yang tidak tahan panas seperti plastik. sedangkan pada industri pangan gas ini digunakan sebagai zat antifungi fumigant untuk buah-buahan kering, bawang dan

kacang. Bahan yang akan disterilisasi ditempatkan ke dalam wadah tertutup kemudian diisi gas dengan

udara lembab pada 40-50oC selama beberapa jam. Ethylene oxide sangat mudah terbakar dan

penggunaanya dapat dengan mencampurkan 10% gas ini ke dalam gas lain yang tidak mudah terbakar

seperti karbondioksida. Bahan yang telah disterilisasi menggunakan gas ethylene oxide harus dibasuh dengan udara segar untuk menghilangkan gas ini karena sangat bersifat toksik. Cara kerja gas ethylene oxide membunuh mikroorganisme adalah dengan mendenaturasi protein dengan memindahkan hydrogen

labil seperti pada gugus sulphydryl dengan hydroxyl ethyl radical.

E. Indra Pradhika, 2013.

Referensi :

APHA. 1999. Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater, Membrane Filter Technique For Members Of The Coliform. American Public Health Association, American Water Works

Association, and Water Environment Federation.

Barrow, G.I. and R.K.A. Feltham. 1993. Cowan and Steel’s, Manual for the Identification of Medical Bacteria. New York : Cambridge University Press.

Collins, C.H., P.M. Lyne, J.M. Grange, J.O. Falkinham III. 2004. Collin and

Lyne’s, Microbiological  Methods. 8th Edition. Arnold Publishers, London.

Hogg, Stuart. 2005. Essential Microbiology. John Wiley and Sons, Ltd.

ISO/TS 11133-1 : 2009. Microbiology of food and animal feeding stuffs — Guidelines on preparation and

production of culture media — Part 1: General guidelines on quality assurance for the preparation of

culture media in the laboratory, 2nd edition

Morello, J.A., P.A. Granato, H.E. Mizer, 2003. Laboratory Manual and Workbook in Microbiology,

Application to Patient Care. 7th Edition. Mc Graw Hill Companies.

Talaro, K.P. and Arthur Talaro. 2002. Foundation in Microbiology, 4th Edition. Mc Graw Hill Companies.

Tortora, G.J., B.R. Funke and C.L. Case. 2010. Microbiology an Introduction, 10th edition. Benjamin

Cummings.

ISO 7218:2007(E). Microbiology of food and animal feeding stuffs — General requirements and guidance

for microbiological examinations,3rd  edition.