PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai pertambahan secara teratur semua

komponen di dalam sel hidup. Pertumbuhan menyangkut pertambahan volume dari individu

itu sendiri. Pertumbuhan pada umumnya tergantung pada kondisi bahan makanan dan juga

lingkungan. Apabila kondisi makanan dan lingkungan cocok untuk mikroorganisme tersebut,

maka mikroorganisme akan tumbuh dengan waktu yang relatif singkat dan sempurna.

Pertumbuhan mikroorganisme yang bersel satu berbeda dengan mikroorganisme yang

bersel banyak (multiseluler). Pada mikroorganisme yang bersel satu (uniseluler) pertumbuhan

ditandai dengan bertambahnya sel tersebut. Setiap sel tunggal setelah mencapai ukuran

tertentu akan membelah menjadi mikroorganisme yang lengkap, mempunyai bentuk dan

sifat fisiologis yang sama. Pertumbuhan jasad hidup, dapat ditinjau dari dua segi, yaitu

pertumbuhan sel secara individu dan pertumbuhan kelompok sebagai satu populasi.

Pertumbuhan sel diartikan sebagai adanya penambahan volume serta bagian-bagian sel

lainnya, yang diartikan pula sebagai penambahan kuantiatas isi dan kandungan didalam

selnya. Pertumbuhan populasi merupakan akibat dari adanya pertumbuhan individu, misal

dari satu sel menjadi dua, dari dua menjadi empat ,empat menjadi delapan, dan seterusnya

hingga berjumlah banyak.

Pada mikroorganisme, pertumbuhan individu (sel) dapat berubah langsung menjadi

pertumbuhan populasi. Sehingga batas antara pertumbuhan sel sebagai individu serta satu

kesatuan populasi yang kemudian terjadi kadang-kadang karena terlalu cepat perubahannya,

sulit untuk diamati dan dibedakan. Pada pertumbuhan populasi bakteri misalnya, merupakan

penggambaran jumlah sel atau massa sel yang terjadi pada saat tertentu.Kadang-kadang

didapatkan bahwa konsentrasi sel sesuai dengan jumlah sel perunit volume,sedang kerapatan

sel adalah jumlah materi per unit volume.

Ada beberepa tahap pertumbuhan yaitu :

1. Tahap ancang-ancang yang mencakup interval waktu antara saat penanaman dan saat

tercapainya kecepatan pembelahan maksimum, lamanya tahap ancang-ancang ini

terutama tergantung dari biak wal, umur bahan yang ditanam dan juga dari sifat

larutan biak.

2. Tahap eksponensial; Pada tahap pertumbuhan eksponensial terciri oleh kecepatan

pembelahan maksimum yang konstan kecepatan pembelahan diri sepanjang tahap ini

bersifat spesifik untuk tiap jenis bakteri dan tergantung lingkungan.

3. Tahap stationer; Tahap ini dimulai kalau sel-sel sudah tidak tumbuh lagi. Kecepatan

pertumbuhan tergantung dari kadar substrat, menurunnya kecepatan pertumbuhan

sudah terjadi ketika kadar subtrat berkurang sebelum subtrat habis terpakai. Massa

bakteri yang dicapai pada tahap stationer dinamakan hasil atau keuntungan.

4. Tahap kematian; Pada tahap kematian dan sebab-sebab kematian sel bakteri dalam

larutan biak normal masih kurang diteliti. Ada kemungkinan bahwa sel-sel

dihancurkan oleh pengaruh enzim asal sel sendiri (otolisis).

Dalam pertumbuhan bakteri ini terdapat prosedur yang menjadi dasar biak

sinambung yang dilakukan dalam kemostat dan turbidostat.

a) Pertumbuhan Dalam Kemostat

Kemostat terdiri dari bejana biak yang dimasuki larutan biak dari bejana

persediaan dengan kecepatan aliran tetap. Diusahakan dalam bejana biak

terdapat pemasokan O2 secara optimum dan supaya selekas mungkin terjadi

distribusi merata dari nutrien yang dialirkan masuk sebagai larutan biak.

Kecepatan pertambahan dinyatakan sebagai μx = dx/dt dan kerapatan bakteri

meningkat dengan x = x0 e μ/t. Biak dalam kemostat dikendalikan subtrat.

Stabilitas sistem ini berlandaskan keterbatasan kecepatan tumbuh oleh

konsentrasi subtrat yang diperlukan pertumbuhan (donor H, sumber N,

Sumber S, atau sumber P).

b) Pertumbuhan Dalam Turbidostat

Sistem ini didasarkan pada kerapatan bakteri tertentu atau kekeruhan tertentu

yang dipertahankan konstan. Ada perbedaan mendasar antara biak statik klasik

dengan biak sinambung dalam kemostat biak static harus dilihat sebagai

sistem tertutup (boleh disamakan dengan organisme sial, tahap stationer dan

tahap kematian. Kalau pada biak sinambung merupakan sistem terbuka yang

mengupayakan keseimbangan aliran untuk organisme selalu terdapat kondisi

lingkungan yang sama.Dalam pertumbuhan sinkron akan terjadi sinkronisasi

pembelahan sel. Hal ini dimaksudkan agar proses metabolisme siklus

pembelahan bakteri dapat dipelajari disperlukan suspensi sel yang mengalami

pembelahan sel dalam waktu sama yaitu sinkron. Sinkronisasi populasi sel

dapat dicapai dengan berbagai tindakan buatan antara lain dengan merubah

suhu rangsangan cahaya, pembatasan nutrien atau menyaring untuk

memperoleh sel-sel yang sama ukurannya. Sinkronisasi pertumbuhan ini juga

dimaksudkan untuk menyediakan stater dengan usia yang sama.

1. FASE-FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

Secara umum fase-fase pertumbuhan mikroorganisme adalah sebagai berikut:

a. Fase lag (fase masa persiapan, fase adaptasi, adaptation phase). Pada fase ini laju

pertumbuhan belum memperlihatkan pertumbuhan ekponensial, tetapi dalam

tahap masa persiapan. Hal ini tergantung dari kondisi permulaan, apabila

mikroorganisme yang ditanamkan pada substrat atau medium yang sesuai, maka

pertumbuhan akan terjadi. Namun sebaliknya apabila diinokulasikan

mikroorganisme yang sudah tua meskipun makanannya cocok, maka pertumbuhan

mikroorganisme ini membutuhkan masa persiapan atau fase lag. Waktu yang

diperlukan pada fase ini digunakan untuk mensintesa enzim. Sehingga mencapai

konsentrasi yang cukup untuk melaksanakan pertumbuhan ekponensial. Fase ini

berlangsung beberapa jam hingga beberapa hari, tergantung dari jenis

mikroorganisme serta lingkungan yang hidup.Selama fase ini perubahan bentuk

dan pertumbuhan jumlah individu tidak secara nyata terlihat. Karena fase ini dapat

juga dinamakan sebagai fase adaptasi (penyesuaian) ataupun fase-pengaturan

jasad untuk suatu aktivitas didalam lingkungan yang mungkin baru.

b. Fase tumbuh dipercepat (fase logaritme, fase eksponensial, logaritma phase)

Pada setiap akhir persiapan sel mikroorganisme akan membelah diri.masa ini

disebut masa pertumbuhan, yang setiap selnya tidak sama dalam waktu masa

persiapan.Sehingga secara berangsur-angsur kenaikan jumlah populasi sel

mikroorganisme ini mencapai masa akhir fase pertumbuhan

mikroorganisme.Setelah setiap individu menyesuaikan diri dengan lingkungan

baru selama fase lag, maka mulailah mengadakan perubahan bentuk dan

meningkatkan jumlah individu sel sehingga kurva meningkat dengan tajam

(menanjak)

2. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI

Faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi mikroba dibagi atas faktor-faktor

abiotik dan faktor-faktor biotik.

a) Faktor abiotik

1) Faktor-faktor alam, terdiri atas :

- Pengaruh temperatur

Temperatur merupakan salah satu faktor yang penting di dalam kehidupan.

Beberapa jenis mikroba dapat hidup pada daerah yang bertemperatur yang luas ,

sedangkan jenis yang lainnya pada daerah yang terbatas. Pada umumnya batas

daerah temperatur bagi kehidupan mikroba terletak antara 0 0C sampai 90 0C dan

kita kenal adanya temperatur minimum, optimum, dan maksimum. Daya tahan

mikroba terhadap temperatur tidak sama untuk tiap-tiap species

- Pengaruh kebasahan dan kekeringan

Mikroba mempunyai nilai kelembaban optimum. Bakteri sebenarnya

adalah makhluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di air. Tanah

yang cukup basah sangat baik untuk kehidupan bakteri. Tetapi banyak bakteri

mati, jika udara kering. Keadaan kering menyebabkan proses pengeringan

protoplasma yang berakibat berhentinya metabolisme.

Mikroorganisme mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya

untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi diatas

85%, sedang untuk jamur dan aktinomiset diperlukan kelembaban yang rendah

dibawah 80%. Kadar air bebas didalam larutan merupakan nilai perbandingan

antar tekanan uap air larutan dengan tekanan uap air murni, atau 1 / 100 dari

kelembaban relatif. Nilai kadar air bebas didalam larutan untuk bakteri pada

umumnya terletak diantara 0,90 sampai 0,999 sedang untuk bakteri halofilik

mendekati 0,75. Banyak mikroorganisme yang tahan hidup didalam keadaan

kering untuk waktu yang lama seperti dalam bentuk spora, konidia, arthrospora,

kamidiospora dan kista. Seperti halnya dalam pembekuaan, proses pengeringan

protoplasma, menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti. Pengeringan secara

perlahan menyebabkan kerusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosa dan

pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.

- Pengaruh perubahan nilai osmotik

Air keluar masuk sel bakteri melalui proses osmosis, karena perbedaan

tekanan osmotik antara cairan yang ada di dalam dengan sel yang ada di luar

bakteri.Protoplasma selalu mengandung zat yang terlarut di dalamnya, karena itu

tekanan osmotiknya selalu tinggi dari air murni. Bila bakteri dimasukkan dalam

aquades, maka air akan masuk ke dalam sel bakteri. Hal ini menyebabkan bakteri

menggembung, mungkin pecah dan mati. Peristiwa ini disebut

Plasmoptysis.Sebaliknya bila bakteri dimasukkan ke dalam cairan hipertonis akan

menyebabkan plasma dari dinding sel dan kematian bakteri. Peristiwa ini disebut

Plasmolisa.

Pada umumnya larutan hipertonis menghambat pertumbuhan, karena dapat

menyebabkan plasmolisa. Tekanan osmosis tinggi banyak digunakan di dalam

praktek untuk pengawetan bahan-bahan makanan, seperti pengawetan ikan dengan

penambahan garam, untuk pengawetan buah-buahan dengan penambahan gula.

Beberapa mikroorganisme dapat menyesuaikan diri terhadap kadar garam atau

kadar gula yang tinggi, antara lain ragi yang osmofil (dapat tumbuh pada kadar

garam tinggi), bahkan beberapa mikroorganisme dapat tahan di dalam substrat

dengan kadar garam sampai 30%,golongan ini bersifat halodurik.Medium yang

paling cocok bagi kehidupan mikroba adalah medium yang isotonik terhadap isi

sel mikroba.

- Pengaruh sinar

Pada umumnya mikroorganisme rusak akibat cahaya, terutama pada

mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik. Sinar dengan gelombang

pendek akan berpengaruh buruk terhadap mikroba. Sedangkan sinar dengan

gelombang panjang mempunyai daya fotodinamik dan daya biosfik.

- Keasaman (pH)

Umumnya asam mempunyai pengaruh buruk terhadap pertumbuhan

bakteri. Kebanyakan bakteri lebih baik hidup dalam suasana netral (pH 7,0) atau

sedikit basa (pH 7,2 - 7,4), tetapi pada umumnya dapat hidup pada pH 6,5 –

7,5.Bakteri-bakteri yang pathogen pada manusia tumbuh baik pada pH 6,8 – 7,4

yaitu sama dengan pH darah.

Batas pH untuk pertumbuhan jasad merupakan suatu gambaran dari

batas pH bagi kegiatan enzim. Untuk itu jasad dikenal nilai pH minimum,

optimum, dan maksimum. Bakteri memerlukan nilai pH antara 6,5-7,5, ragi antara

4,0-4,5, sedang jamur dan aktinomiset tertentu mempunyai daerah pH yang luas.

Atas dasar daerah-daerah pH bagi kehidupan mikroorganisme dibedakan adanya

tiga golongan besar,yaitu:

a. Mikroorganisme yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH

antara 2,0-5,0

b. Mikroorganisme yang mesofilik (Neutrofilik), yaitu jasad yang dapat tumbuh

pada pH antara 5,5-8,0

c. Mikroorganisme yang alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH

antara 8,4-9,5.

- Pengaruh O2 dari udara

Untuk melangsungkan hidupnya, makhluk hidup membutuhkan O2 yang

diambil dari udara melalui pernafasan. Fungsi O2 ini sudah jelas yaitu untuk

pembakaran zat-zat jaringan, sehingga dihasilkan panas dan tenaga. Hidup dalam

lingkungan yang mengandung O2 dalam jumlah yang normal disebut hidup secara

aerob. Organisme yang tidak hidup dalam lingkungan yang mengandung O2 bebas

disebut organisme anaerob. Berdasarkan responnya terhadap O2 bebas, maka bakteri

dibagi dalam tiga golongan yaitu :

a. Bakteri aerob ( obligate aerob )

Yaitu bakteri yang hanya hidup dalam lingkungan yang mengandung O2

bebas. Misalnya : Vibroiro cholera, Corynebacterium diphtheriea.

b. Bakteri anaerob ( obligate anaerob )

Yaitu bakteri yang hanya dapat hidup di dalam lingkungan yang tidak

mengandung oksigen bebas. Misal: Clostridium tetani,Treptonema pallida.

c. Fakultatif aerob

Yaitu bakteri yang hidup di dalam lingkungan yang mengandung oksigen

bebas maupun tidak. Misal : Salmonella typhi, Neisseria mengitidis. Bakteri-bakteri

fakultatif aerob pada umumnya lebih baik tumbuh pada pada lingkungan yang sedikit

mengandung oksigen bebas. Karena itu lebih tepat bila dinamakan bakteri

microaerophil.

2) Faktor-faktor kimia

Di alam jarang mikroorganisme yang mati akibat terkena zat-zat kimia. Zat-

zat yang hanya menghambat pembiakan mikroorganisme dengan tiada

membunuhnya dinamakan zat antiseptik dan desinfektan. Antiseptik dan

desinfektan merupakan zat yang sama tetapi berbeda dalam cara

penggunannya. Pengaruh penggunaan desinfektan dan antiseptik terhadap

mikroba adalah sebagai berikut:

a. Mengubah permeabilitas membran cytoplasma sehingga lalu lintas zat-zat

yang keluar masuk sel mikroba menjadi kacau.

b. Oksidasi. Beberapa oksidator kuat dapat mengoksidasi unsur sel tertentu

sehingga fungsi unsur itu terganggu, misalnya mengoksidasi suatu enzym.

c. Terjadinya ikatan kimia ion-ion logam tertentu dapat mengikatkan diri pada

beberapa enzym sehingga fungsi enzym itu terganggu.

d. Memblokir beberapa reaksi kimia. Misalnya preparat sulfa memblokir syntesa

folic acid di dalam sel mikroba.

e. Hydrolysa asam atau basa kuat dapat menghydrolisakan struktur sel sehingga

hancur.

f. Mengubah sifat colloidal protoplasma sehingga menggumpal dan selnya mati.

b) Faktor biotik

Di alam bebas banyak mikroba dari berbagai genus maupun dari berbagai

species hidup berkumpul di dalam suatu medium yang sama. Tidak mudah meneliti

pengaruh atau hubungan hidup antar species, namun pengaruh timbal balik niscya

ada. Hal ini karena pada suatu species yang mencerna zat makanan menimbulkan

perubahan kimia dalam komposisi substrat. Pengaruh kemungkinan baik, buruk,

mungkin juga pengaruh tersebut tidak memiliki efek sama sekali. Hubungan antar

species termasuk pada mikroba dapat dibedakan yaitu, netralisme, kompetisi,

antagonisme, komensalisme, mutualisme, sinergisme, parasitisme, predatorisme, dan

sintropisme.Suhu adalah faktor terpenting yang mempengaruhi perumbuhan

mikroorganisme dan kelangsungan hidupnya. Suhu yang rendah umumnya

memperlambat metabolisme seluler, sedangkan suhu yang lebih tinggi meningkatkan

taraf kegiatan sel. Tetapi tiap organisme memiliki batas suhu terendah dan batas suhu

tertinggi, serta suhu optimum bagi organisme tersebut.pH juga mempengaruhi

pertumbuhan bakteri, kebanyakan bakteri yang patogen mempunyai suhu pH

optimum 7,2 – 7,6.

Meskipun suatu pembenihan pada suatu permulaannya baik pada suatu

bakteri, tetapi pertumbuhan bakteri selanjutnya juga akan terbatas karena produk

metabolisme bakteri itu sendiri. Hal utama yang dijumpai pada bakteri yang sifat

fermentasinya akan menghasilkan sejumlah besar asam-asam organik yang bersifat

menghambat. Pengaruh logam berat terhadap pertumbuhan bakteri adalah dimana ion-

ion dari beberapa logam berat dalam konsentrasi yang rendah berdaya meracuni

bakteri. Daya ini dapat dilihat apabila sekeping tembaga kemudian dituang ke dalam

medium NB yang sebelumnya telah diinokulasikan dengan bakteri, dimana setelah 48

jam akan terlihat pertumbuhan bakteri yang tidak merata, zona dimana titik-titik

koloni tidak tumbuh disebut dengan zona oligodinamik atau zona bening.

Bakteri merupakan organisme kosmopolit yang dapat kita jumpai di berbagai

tempat dengan berbagai kondisi di alam ini. Mulai dari padang pasir yang panas,

sampai kutub utara yang beku kita masih dapat menjumpai bakteri. Namun bakteri

juga memiliki batasan suhu tertentu dia bisa tetap bertahan hidup, ada tiga jenis

bakteri berdasarkan tingkat toleransinya terhadap suhu lingkungannya:

1. Mikroorganisme psikrofil yaitu mikroorganisme yang suka hidup pada suhu yang

dingin, dapat tumbuh paling baik pada suhu optimum dibawah 200C.

2. Mikroorganisme mesofil, yaitu mikroorganisme yang dapat hidup secara

maksimal pada suhu yang sedang, mempunyai suhu optimum di antara 200C

sampai 500C

3. Mikroorganisme termofil, yaitu mikroorganisme yang tumbuh optimal atau suka

pada suhu yang tinggi, mikroorganisme ini sering tumbuh pada suhu diatas

400C,bakteri jenis ini dapat hidup di tempat-tempat yang panas bahkan di sumber-

sumber mata air panas bakteri tipe ini dapat ditemukan, pada tahun 1967 di yellow

stone park ditemukan bakteri yang hidup dalam sumber air panas bersuhu 93-

940C[6].

Berdasarkan suhu optimum untuk pertumbuhan maka dapat dikelompokan

menjadi 3 yaitu : 1. psikrofilik (0-2000C), 2. mesofilik Mesofilik (20-3000C), 3.

termofilik (50-10000C). Suhu merupakan faktor lingkungan yang sangat menentukan

kehidupan mikroorganisme, pengaruh suhu berhubungan dengan aktivitas enzim.

Suhu rendah menyebabkan aktiivtas enzim menurun dan jika suhu terlalu tinggi dapat

mendenaturasi protein enzim.Pengaruh temperatur pada bakteri tidak sama bagi tiap-

tiap species. Ada species yang mati setelah mengalami pemanasan beberapa menit di

dalam cairan medium pada temperatur 600C, sebaliknya bakteri yang berbentuk spora

sperti genus Basillus dan Clostridium tetap dapat hidup setelah dipanasi dengan uap

1000C atau lebih selam kira-kira setengah jam. Untuk sterilisasi, maka syarat untuk

membunuh setiap species bakteri adalah pemanasan selama 15 menit dengan

temperatur 1210C di dalam otoklaf.

Pertumbuhan mikroba dalam suatu medium mengalami fase-fase yang

berbeda, yang berturut-turut disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner

dan fase kematian. Pada fase kematian eksponensial tidak diamati pada kondisi umum

pertumbuhan kultur bakteri, kecuali bila kematian dipercepat dengan penambahan zat

kimia toksik, panas atau radiasi. Dalam pertumbuhannya setiap makhluk hidup

membutuhkan nutrisi yang mencukupi serta kondisi lingkungan yang mendukung

demi proses pertumbuhan tersebut, termasuk juga bakteri. Pertumbuhan bakteri pada

umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh faktor ini akan

memberikan gambaran yang memperlihatkan peningkatan jumlah sel yang

berbedadan pada akhirnya memberikan gambaran pula terhadap kurva

pertumbuhannya.

DAFTAR PUSTAKA

1.  Agus Krisno Budiyanto.2010.Pertumbuhan mikroorganisme. https://zaifbio.wordpress.com/2010/11/08/pertumbuhan-mikroorganisme/.diakses pada tanggal 04-10-2015

2.3. Rudy.2011. pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan

mikroorganisme.http://rudy-messenger.blogspot.com/2011/12/pengaruh-lingkungan-terhadap.html.Diakses pada tanggal 04-10-20115

4. Sari Revki.2012. Pengaruh Lingkungan Terhadap Pertumbuhan Mikroorganisme.http://rv-reskisari.blogspot.com/2012/06/pengaruh-lingkungan-terhadap.html.Diakses pada tanggal 04-10-2015.