Download - Laporan Praktikum Bioproses Kel 7 Kin Kem
-
LAPORAN PRAKTIKUM BIOPROSES
KINETIKA KEMATIAN MIKROBA DAN TEKNIK STERILISASI
SECARA BATCH DAN KONTINYU
Dosen Pembimbinng: Ayu Ratna Permanasari, S.T., M.T.
Kelompok / Kelas : 7 / 2A
Nama : 1. Ardi Herdiana NIM. 131411003
2. Hidniati Shafira NIM. 131411010
3. Imtihani Fauziah NIM. 131411011
4. Nurisyaban Aziezah NIM. 131411021
Tanggal Praktikum : 29 Oktober & 12 November 2014
Tanggal Pengumpulan Laporan : 27 November 2014
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
TAHUN 2014
-
i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... i
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. iii
DAFTAR GRAFIK ............................................................................................................ iv
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................... v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 Tujuan Percobaan ........................................................................................ 1
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Sterilisasi ...................................................................................................... 2
2.2 Kinetika Kematian Mikroba ........................................................................ 4
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Kinetika Kematian Mikroba dan Teknik Sterilisasi Media Secara Batch
3.1.1.1 Alat yang digunakan ............................................................. 8
3.1.1.2 Bahan yang digunakan ........................................................... 8
3.1.2 Kinetika Kematian Mikroba dan Teknik Sterilisasi Media Secara
Kontinyu
3.1.2.1 Alat yang digunakan .............................................................. 9
3.1.2.2 Bahan yang digunakan ........................................................... 9
3.2. Prosedur Kerja
3.2.1 Metoda Batch ....................................................................................... 10
3.2.2 Metoda Kontinyu ................................................................................ 11
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan
4.1.1 Sterilisasi batch ................................................................................. 13
4.1.2 Sterilisasi Kontinyu .......................................................................... 14
4.2 Pengolahan Data
4.2.1 Sterilisasi batch ................................................................................. 15
4.2.2 Sterilisasi kontinyu ........................................................................... 17
-
ii
4.3. Pembahasan
4.3.1 Ardi Herdiana .................................................................................. 21
4.3.2 Hidniati Safira .................................................................................. 27
4.3.3 Imtihani Fauziyah ............................................................................ 31
4.3.4 Nurisyaban Aziezah ....................................................................... 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 40
5.2 Saran ............................................................................................................ 41
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 42
LAMPIRAN ...................................................................................................................... 43
-
iii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Ketahanan Relatif Berbagai Mikroba Terhadap Panas Batch ........................... 6
Tabel 2.2. Pengaruh Suhu Dan Waktu Sterilisasi Terhadap Kematian Spora ................... 6
Tabel 3.1 Alat yang digunakan dalam metoda batch ...................................................... 8
Tabel 3.2 Bahan yang digunakan dalam metoda batch .................................................. 8
Tabel 3.3 Alat yang digunakan dalam metoda kontinyu ................................................. 9
Tabel 3.4 Bahan yang digunakan dalam metoda kontinyu ............................................. 9
Tabel 4.1 Sampel Sebelum Pemanasan ........................................................................... 13
Tabel 4.2 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Batch .................................... 13
Tabel 4.3 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Batch .................................... 13
Tabel 4.4 Sampel Sebelum Pemanasan ......................................................................... 14
Tabel 4.5 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Kontinyu ............................. 14
Tabel 4.6 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Kontinyu ............................. 14
Tabel 4.7 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati Pada Sterilisasi Kontinyu ............................. 15
Tabel 4.8 Hasil perhitungan Ln ..................................................................................... 15
Tabel 4.9 Kd, ln Kd, dan 1/T untuk Sterilisasi Batch ..................................................... 16
Tabel 4.10 Hasil perhitungan Q dan ............................................................................... 17
Tabel 4.11 Hasil perhitungan Ln
................................................................................. 18
Tabel 4.12 % Skala Pompa,Ln
dan (waktu) untuk T = 50
oC ................................. 18
Tabel 4.13 % Skala Pompa,Ln
dan (waktu) untuk T = 55
oC ................................. 19
Tabel 4.14 % Skala Pompa,Ln
dan (waktu) untuk T = 60
oC ................................. 19
Tabel 4.15 Kd, Ln Kd, dan 1/T untuk Sterilisasi Kontinyu .............................................. 20
-
iv
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Ln
terhadap t (waktu) untuk variasi suhu berbeda ................................ 16
Grafik 4.2 Ln Kd terhadap 1/T untuk Sterilisasi Batch ............................................... 17
Grafik 4.3 Ln
0 terhadap (waktu tinggal) .............................................................. 19
Grafik 4.4 ln Kd terhadap 1/T untuk Sterilisasi Kontinyu .......................................... 20
-
v
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN PERHITUNGAN ....................................................................................... 43
LAMPIRAN GAMBAR .................................................................................................. 50
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sterilisasi merupakan proses penting yang harus dilalui sebelum bekerja dengan
mikroorganisma. Sterilisasi dilakukan pada semua alat dan bahan yang akan digunakan
dalam percobaan, baik peralatan laboratorium maupun medium pertumbuhan mikroba.
Melalui sterilisasi, seluruh mikroba pathogen dapat mati, sehingga tidak sempat
berkembang biak.
Sterilisasi didefinisikan sebagai suatu usaha mengeliminasi semua kehidupan
mikroba yang ada pada bahan/ produk yang dikehendaki. Proses sterilisasi yang kurang
tepat hanya akan menghasilkan steril sebagian (partial sterility) yang berarti masih
terdapat mikroba yang dapat tumbuh dan berkembang setelah proses sterilisasi
dilakukan.
Proses sterilisasi dapat dilakukan dengan menggunakan proses fisik atau dengan
menggunakan bahan kimia, seperti NaCl 9%, KNO3 10%, HgCl2 0,1%, HCl 1,1%.
Proses fisik sterilisasi dilakukan dengan metode pemanasan dan tanpa pemanasan.
Metode dengan pemanasan meliputi pemanasan kering dan pemanasan basah dengan
menggunakan uap air.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Menguasai teknik sterilisasi media dengan menggunakan panas pada proses batch
dan kontinyu
2. Memahami pengaruh variasi laju alir pada proses sterilisasi kontinyu
3. Memahami pengaruh temperatur terhadap kematian mikroba pada proses sterilisasi
batch
4. Menentukan nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), desimal reduction time
atau destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi
batch dan kontinyu.
-
2
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sterilisasi
Sterilisasi merupakan upaya untuk meminimalisasi gangguan mikroorganisme
dengan cara menghilangkan seluruhnya (bakteri, jamur, parasit, virus, termasuk
bakteri endospora). Sterilisasi menjadi hal yang sangat penting dalam berbagai proses
bioteknologi, salah satunya dalam proses fermentasi. Meskipun proses fermentasi
melibatkan mikroorganisme, namun seringkali kehadiran mikroorganisme lain
(kontaminan) tetap mengganggu. Hal ini karena:
1. Medium akan menumbuhkan semua mikroba yang ada (mikroba target dan
kontaminan) sehingga produk yang dihasilkan menjadi sangat beragam. Tentu saja
hal ini sangat merugikan karena selain mengurangi produktivitas juga menyulitkan
dalam proses isolasi.
2. Jika proses fermentasi dilanjutkan dalam keadaan banyak kontaminan, maka
kemungkinan produk yang dihasilkan oleh kontaminan menjadi lebih dominan dan
mendesak produk mikroba target hingga dapat menghilangkannya.
3. Kontaminasi pada produk akhir dapat menurunkan kualitas produk, bahkan
mungkin dapat membahayakan manusia
4. Kontaminan dapat merusak produk yang diinginkan
5. Kontaminasi dari suatu fermentasi bakteri dengan phage dapat me-lisis kultur.
Untuk menghindari halhal tersebut di atas, langkah antisipasi yang dapat dilakukan
antara lain dengan:
a. Penggunaan inokulum murni dalam fermentasi
b. Sterilisasi medium: merupakan proses yang bertujuan untuk menghilangkan semua
jenis makhluk hidup yang ada dalam media, dilakukan sebelum inokulasi kultur.
c. Sterilisasi ruang fermenter: Penghilangan semua bentuk makhluk hidup dari ruang
fermentor, termasuk udara secara kontinyu
d. Sterilisasi semua bahan yang digunakan dalam keseluruhan proses fermentasi
e. Penjagaan kondisi aseptis selama fermentasi
Fermentasi dapat dilakukan baik secara fisika, kimia, maupun radiasi. Sterilisasi
secara fisika dapat dilakukan dengan membunuh mikroba atau sekadar mencegah
-
3
mikroba masuk ke sistem kita. Sterilisasi fisik dengan membunuh mikroba dapat
dilakukan dengan penggunaan panas, freezing (pembekuan), penggunaan garam
berkonsentrasi tinggi, dll. Sementara sterilisasi fisik tanpa membunuh mikroba dapat
dilakukan dengan filtrasi. Filtrasi merupakan upaya untuk meminimalisasi kontaminasi
mikroorganisme dengan cara menyaring sesuatu dengan filter berukuran tertentu
sehingga sebagian mikroba tidak dapat melewatinya. Cara ini tidak membunuh mikroba
yang ada, hanya meminimalisasi agar mikroba tidak terbawa.
Namun, dalam proses fermentasi, cara sterilisasi fisik yang paling mungkin
dilakukan adalah dengan filtrasi dan penggunaan panas, baik panas basah maupun
panas kering. Sterilisasi panas basah seringkali digunakan untuk sterilisasi media dan
bahanbahan lainnya sementara panas kering untuk sterilisasi alatalat. Faktorfaktor
yang mempengaruhi sterilisasi panas antara lain:
Jenis dan jumlah kontaminan yang hendak dihilangkan
Morfologi mikroorganisme
Komposisi media fermentasi
pH
Ukuran partikel tersuspensi
Temperatur yang digunakan
Durasi proses sterilisasi
Keberadaan air
Sterilisasi panas dapat dilakukan secara batch maupun kontinyu.
a. Sterilisasi Batch
Sterilisasi sistem batch dapat dilakukan dengan cara menginjeksikan uap
panas ke dalam mantel fermentor atau coil yang terdapat pada bagian dalam
fermentor. Cara ini disebut metode tidak langsung. Atau dengan cara
menghilangkan uap panas langsung ke dalam larutan medium (metode langsung).
Metode langsung membutuhkan uap panas murni, yaitu bebas dari bahan kimia
tambahan seperti senyawa antikarat yang panyak digunakan dalam proses produksi
uap. Di samping itu, metode langsung akan mengakibatkan bertambahnya volume
cairan media dalam fermentor karena adanya kondensasi uap yang digunakan.
-
4
b. Sterilisasi Kontinyu
Site mini memberikan keuntungan berupa minimalnya kemungkinan
kerusakan medium tetapi mengkinsumsi banyak energi. Temperatur yang
dibutuhkan untuk sterilisasi sistem ini adalah 140oC dengan waktu hanya 30 hingga
120 detik. Alat yang digunakan dapat berupa continues plate heat exchange dan
continues injection flash cooler. Kelebihan continues injection flash cooler antara
lain:
Dapat digunakan untuk media yang mengandung bahan padat tersuspensi
Biaya lebih murah
Mudah dibersihkan
Pemanasan dan pendinginan lebih cepat
Penggunaan uap lebih efisien
Adapun Kekurangannya antara lain:
Dapat terbentuk buih saat pemanasan dan pendinginan
Adanya kontak langsung antara media dan uap panas yang murni, yaitu bebas
dari bahan anti karat.
2.2 Kinetika Kematian Mikroba
Proses panas secara komersial umumnya didesain untuk menginaktifkan
mikroorganisme yang ada pada makanan yang dapat mengancam kesehatan manusia
dan mengurangi jumlah mikroorganisme pembusuk ke tingkat yang rendah, sehingga
peluang terjadinya kebusukan sangat rendah. Dalam desain proses thermal, ada dua hal
yang harus diketahui, yaitu karakteristik ketahanan panas mikroba dan profil pindah
panas dari medium pemanas ke dalam bahan pada titik terdinginnya. Karakteristik
ketahanan panas dinyatakan dengan nilai D dan nilai Z. Untuk mencapai level
pengurangan jumlah mikroba yang diinginkan, maka ditentukan siklus logaritma
pengurangan mikroba. Kemudian dihitung nilai sterilitasnya pada suhu tertentu (Fo).
Nilai Fo ini ditentukan sebelum proses thermal berlangsung. Nilai Fo dapat dihitung
pada suhu standar atau pada suhu tertentu, dimana untuk menghitungnya perlu
diketahui nilai D dan nilai Z (Kusnandar, 2008).
-
5
Nilai D menyatakan ketahahanan panas mikroba atau sensitifitas mikroba oleh
suhu pemanasan. Nilai D didefinisikan sebagai waktu dalam menit pada suhu tertentu
yang diperlukan untuk menurunkan jumlah spora atau sel vegetatif tertentu sebesar
90% atau satu logaritmik. Setiap mikroba memiliki nilai D pada suhu tertentu. Semakin
besar nilai D suatu mikroba pada suatu suhu tertentu, maka semakin tinggi ketahahan
panas mikroba tersebut pada suhu yang tertentu. Nilai D umumnya dinyatakan pada
suhu standar. Untuk bakteri mesofilik atau termofilik umumnya menggunakan suhu
standar 121oC, sedangkan untuk sel vegetatif, khamir, atau kapang umumnya
menggunakan suhu yang lebih rendah (80-100C). Nilai D pada suhu standar ini sering
dituliskan dengan nilai Do (Anonim, 2009).
Faktor-faktor yang mempengaruhi efektifitas proses thermal pencapaian
kecukupan proses panas sangat dipengaruhi oleh banyak faktor. Oleh karena itu, faktor-
faktor yang mempengaruhi proses termal harus dikontrol dengan baik dan
dikendalikan. Berdasarkan persyaratan pendaftaran ke FDA, terdapat faktor-faktor
kritis yang dapat mempengaruhi proses pemanasan dan sterilisasi, yang dapat berbeda
antara satu produk dengan produk lainnya. Di antara faktor-faktor kritis yang perlu
diidentifikasi pengaruhnya adalah: (a) karakteristik bahan yang dikalengkan (pH
keseimbangan, metode pengasaman, konsistensi/viskositas dari bahan, bentu/ukuran
bahan, aktivitas air, persen padatan, rasio padatan/ cairan, perubahan formula, ukuran
partikel, jenis pengental, jenis pengawet yang ditambahkan, dan sebagainya), kemasan
(jenis dan dimensi, metode pengisian bahan ke dalam kemasan), (b) proses dalam retort
(jenis retort, jenis media pemanas, posisi wadah dalam retort, tumpukan wadah,
pengaturan kaleng, kemungkinan terjadinya nesting (Anonim c, 2008).
Jenis dan spesies mikroba berpengaruh terhadap perlakuan panas pada proses
sterilisasi. Tabel 2.1 menunjukan ketahanan relative beberapa jenis mikroba terhadap
panas yang tinggi. Mikroba yang membentuk spora lebih tahan terhadap pemanasan
basah yang paling tinggi jika dibandingkan dengan beberapa jenis mikroba yang lain.
Siklus sterilisasi dapat dirancang berdasarkan pemusnahan spora bakteri, sehingga
mikroba jenis lain akan mati secar bersamaan. Suhu yang semakin tinggi pada proses
sterilisasi maka waktu yang dibutuhkan untuk mematikan spora akan semakin
berkurang.
-
6
Tabel 2.1 Ketahanan Relatif Berbagai Mikroba Terhadap Panas Batch
Jenis Mikroba Ketahanan Relatif Terhadap
Panas
Bakteri vegetative dan khamir 1
Virus dan bakteriofage 1-5
Spora kapang 2-10
Spora bakteri 3 x 106
Sumber : J.H (ed), 1988, Chemical Engineers Hand Book
Tabel 2.2. Pengaruh Suhu Dan Waktu Sterilisasi Terhadap Kematian Spora
Suhu Sterilisasi (oC)
Waktu yang Diperlukan untuk Mematikan
Spora (menit)
116 30
118 18
121 12
125 8
132 2
138 0,8
Sumber : J.H (ed), 1988, Chemical Engineers Hand Book
Pengaruh waktu sterilisasi terhadap jumlah spora yang bertahan menunjukan
karakteristik yang berbeda-beda. Karakteristik mikroba atau termofilik pada awal
proses sterilisasi mengalami peningkatan populasi spora kemudian dengan
bertambahnya waktu sterilisasi spora yang hidup semakin berkurang. Panas yang
diberikan pada awal proses justru akan meningkatkan populasi mikroba termofil dan
setelah temperature pemanasan mencapai temperatur yang mengakibatkan kematian
mikroba (lethal temperature), maka secara perlahan jumlah mikroba yang hidup
berkurang.
Bailey & Ollis, (1986) menyatakan bahwa kematian jumlah mikroba oleh
pemanasan dapat mengikuti persamaan linear orde -1.
Persamaannya :
= .(2.1)
-
7
N = jumlah mikroba
T = waktu pemanasan
Kd = konstanta laju kematian mikroba
Integrasi persamaan 2.1 menjadi :
0= .(2.2)
N0 = jumlah mikroba sebelum pemanasan pada t = 0
Nt = jumlah mikroba setelah pemanasan periode t
Logaritma normal persamaan 2.2 memberikan korelasi linear terhadap waktu,
0= .(2.3)
N0 sering disebut level kontaminasi (jumlah mikroba sebelum pemanasan
kontaminasi mikroba sebelum disterilisasi ) dan Nt adalah level sterilisasi.
Dalam proses sterilisasi dikenal istilah decimal reduction time atau destruction
value (D) yang didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan dalam menit pada suhu
tertentu untuk mengurangi jumlah sel vegetative atau spora sehingga mikroba yang
bertahan berkurang menjadi 1/10, sehingga persamaan 2.2 dapat dituliskan :
0= .(2.4)
=ln 10
.(2.5)
Nilai konstanta laju kematian mikroba (kd) bergantung pada temperatur,
mengikuti persamaan Arhenius:
= 0
.(2.6)
ln = ln 0
1
.(2.7)
Apabila nilai ln kd dialurkan terhadap 1/T maka akan diperoleh sebuah garis
lurus gradient Ed/R/
-
8
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Kinetika Kematian Mikroba dan Teknik Sterilisasi Media Secara Batch
3.1.1.1 Alat yang Digunakan
Tabel 3.1 Alat yang digunakan dalam metoda batch
Alat Spesifikasi Jumlah
Beker Glass 1000 mL 2 buah
Hot Plate - 1 buah
Tabung reaksi steril - 13 buah
Mikroskop - 1 buah
Termometer 200oC 1 buah
Kaca Preparat + cover glass - 5 buah
Pembakar Spiritus - 1 buah
Pipet Tetes - 5 buah
Pipet ukur steril 10 mL 3 buah
3.1.1.2 Bahan yang Digunakan
Tabel 3.2 Bahan yang digunakan dalam metoda batch
Bahan Jumlah
Fermipan spatula
Methylen Blue secukupnya
Alkohol secukupnya
Es untuk pendingin Secukupnya
Media fermentasi GYEA
- Yeast extract
- Pepton
- Sukrosa
3,5 gram
7 gram
14 gram
-
9
3.1.2 Kinetika Kematian Mikroba dan Teknik Sterilisasi Media Secara Kontinyu
3.2.1.1 Alat yang Digunakan
Tabel 3.4 Alat yang digunakan dalam metoda kontinu
Alat Spesifikasi Jumlah
Beker Glass 1000 mL 1 buah
Hot Plate - 1 buah
Tabung reaksi steril - 13 buah
Mikroskup - 1 buah
Kaca Preparat + cover glass - 5 buah
Pembakar Spiritus - 1 buah
Pipet Tetes - 5 buah
Coil Tembaga - 1 buah
Pompa Peristaltic - 1 buah
Magnet Stirer - 1 buah
Water Bath - 1 bbuah
3.2.1.2 Bahan yang Digunakan
Tabel 3.4 Bahan yang digunakan dalam metoda kontinu
Bahan Jumlah
Fermipan spatula
Methylen Blue secukupnya
Alkohol secukupnya
Es untuk pendingin secukupnya
Media fermentasi GYEA
- Yeast extract
- Pepton
- Sukrosa
3,5 gram
7 gram
14 gram
-
10
3.1 Prosedur Kerja
3.2.1 Kinetika Kematian Mikroba dan Teknik Sterilisasi Media Secara Batch
Methylen blue
Methylen blue
Memanaskan 500 mL air
T= T1
Memindahkan biakan dalam media cair ke dalam 5
tabung reaksi masing-masing 10 mL
Meneteskan sampel biakan dalam kaca preparat
Mengamati jumlah sel hidup dan sel mati (duplo)
Memanaskan 4 tabung yang berisi biakan selama t1
Memasukkan 4 tabung ke dalam beker glass berisi es
Meneteskan sampel biakan dalam kaca preparat
Mengamati jumlah sel hidup dan sel mati (duplo)
Mengulangi langkah ke-5 untuk waktu t2, t3, dan t4
Mengulangi langkah ke-2 untuk temperatur T2 dan T3
-
11
3.2.2 Kinetika Kematian Mikroba dan Teknik Sterilisasi Media Secara Kontinu
3.2.2.1 Kalibrasi Laju Alir
3.2.2.2 Penentuan Volume Pipa Coil
Menyusun rangkaian alat
Melakukan kalibrasi
Mengatur Skala pompa pada nilai %
Menampung cairan
Melakukan pengamatan secara duplo
Mengulangi langkah diatas untuk skala yang lain
Mengukur diameter coil
Mengukur panjang coil yang terendam air penangas
Menghitung volume coil yang terendam (V pipa)
-
12
3.2.2.3 Proses Sterilisasi Continuous
Memanaskan water bath
T= T1
Mengatur laju alir (q1) biakan dalam media cair
Menampung media pada aliran keluaran
Mengamati jumlah sel hidup dan sel mati yang keluar
Mengulangi proses sterilisasi pada suhu T2 dan T3
-
13
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan
4.3.1 Sterilisasi Batch
Tabel 4.1 Sampel Sebelum Pemanasan
Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total (N0)
Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi
86 0.6099 55 0.3901 141
81 0.5956 55 0.4044 136
T1 : 44 C
Tabel 4.2 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Batch
No t
(menit)
Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total
(N0) Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi
1 5 33 0.7174 13 0.2826 46
31 0.6888 14 0.3112 45
2 10 28 0.4516 34 0.544 62
25 0.4386 32 0.5614 57
3 15 25 0.3846 40 0.6154 65
21 0.3621 37 0.6379 58
4 20 23 0.3538 42 0.6462 65
20 0.3030 46 0.6970 66
T2 : 50 C
Tabel 4.3 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Batch
No t-Menit Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total
(N0) Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi
1 5 19 0.3167 41 0.6833 60
20 0.3390 39 0.6610 59
2 10 20 0.3636 35 0.6364 55
-
14
20 0.3348 38 0.6652 58
3 15 18 0.2903 44 0.7097 62
17 0.2931 41 0.7069 58
4 20 11 0.2157 40 0.7843 51
11 0.2200 39 0.7800 50
4.3.2 Sterilisasi Kontinyu
Tabel 4.4 Sampel Sebelum Pemanasan
Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total (N0)
Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi
21 0.4565 25 0.5435 46
T1 = 48oC
Tabel 4.5 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Kontinyu
No Skala
Pompa
Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total
(N0) Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi
1 60 103 0.572 77 0.428 180
2 70 112 0.619 69 0.381 181
3 80 117 0.640 66 0.360 183
4 90 95 0.651 51 0.349 146
T2 = 54oC
Tabel 4.6 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati pada Sterilisasi Kontinyu
No Skala
Pompa
Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total
(N0) Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi
1 60 71 0.568 54 0,.432 125
2 70 85 0.578 62 0.422 147
3 80 73 0.593 50 0.407 123
4 90 77 0.592 53 0.408 130
-
15
T3 = 60oC
Tabel 4.7 Jumlah Sel Hidup dan Sel Mati Pada Sterilisasi Kontinyu
No Skala
Pompa
Sel Hidup (Nt) Sel Mati Jumlah Sel Total
(N0) Jumlah Fraksi Jumlah Fraksi
1 60 74 0.544 62 0.456 136
2 70 84 0.550 69 0.450 153
3 80 74 0.503 73 0.497 147
4 90 88 0.587 62 0.413 150
4.2 Pengolahan Data
4.3.1 Sterilisasi Batch
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Ln
T (oC) t (menit) Ln
Rata-rata (Ln
)
44 5 -0.3321 -0.3525
-0.3728
10 -0.7950 -0.8096
-0.8241
15 -0.9555 -0.9857
-1.0158
20 -1.0390 -1.1165
-1.1940
50 5 -1.1498 -1.1158
-1.0818
10 -1.0117 -1.0530
-1.0942
15 -1.2368 -1.2320
-1.2272
20 -1.5338 -1.3805
-1.2272
-
16
Grafik 4.1 Ln
terhadap t (waktu) untuk variasi suhu berbeda
Tabel 4.9 Kd, ln Kd, dan 1/T untuk Sterilisasi Batch
T (oC)
(
oC) Kd
(
= )
Ln Kd D
(
)
44 0,0227 0.049 -3.0159 46.9915
50 0.0200 0.019 -3.9633 121.1887
y = -0.0494x - 0.1991 R = 0.912
y = -0.0195x - 0.952 R = 0.761 -1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0 5 10 15 20 25
T (44 C)
T (50 C)
Linear (T (44 C))
Linear (T (50 C))
-
17
Grafik 4.2 ln Kd terhadap 1/T untuk Sterilisasi Batch
Perhitungan Ed:
Y = 350.8x-10.98
Berdasarkan persamaan :
ln = ln 0
1
Maka,
= 350.8
Ed = 350.8 x 0,082
Ed = 28.7656
4.3.2 Sterilisasi Kontinyu
Tabel 4.10 Hasil perhitungan Q dan
No Skala
Pompa (%)
Volume
(ml)
Waktu
(detik)
Q (ml/detik)
Q =
(detik)
=
1 60 12.8 60 0.213 123.113
2 70 14.2 60 0.237 110.646
3 80 14.8 60 0.247 106,166
4 90 15.8 60 0.263 99.707
y = 350.89x - 10.981 R = 1
-4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.0195 0.02 0.0205 0.021 0.0215 0.022 0.0225 0.023
Ln Kd
Linear (Ln Kd)Ln K
d
1/T
-
18
Volume Pipa Spiral
Spesifikasi pipa spiral:
Banyaknya lilitan : 26 lilitan
Diameter : 0.3 cm
T antenna 1 : 6.3 cm
T antenna 2 : 4.7 cm
Volume pipa spiral : 27 mL
Vterendam, = 26.223 mL
Perhitungan ln
untuk variasi suhu berbeda:
Tabel 4.11 Hasil perhitungan Ln
T (oC)
Skala pompa
(%) Ln
48 60 -0.558
70 -0.480
80 -0.446
90 -0.430
54 60 -0.566
70 -0.548
80 -0.522
90 -0.524
60 60 -0.609
70 -0.600
80 -0.686
90 -0.533
Tabel 4.12 % Skala Pompa,Ln
dan (waktu) untuk T = 50
oC
No Skala Pompa (%) Ln Nt/No (detik)
1 60 -0.558 123.113
2 70 -0.480 110.646
3 80 -0.446 106,166
4 90 -0.430 99.707
-
19
Tabel 4.13 % Skala Pompa,Ln
dan (waktu) untuk T = 55
oC
No % Skala Pompa Ln Nt/No (Waktu Tinggal) detik
1 60 -0.566 123.113
2 70 -0.548 110.646
3 80 -0.522 106,166
4 90 -0.524 99.707
Tabel 4.14 % Skala Pompa,Ln
dan (waktu) untuk T = 60
oC
No % Skala Pompa Ln Nt/No (Waktu Tinggal) detik
1 80 -0.609 123.113
2 85 -0.600 110.646
3 90 -0.686 106,166
4 95 -0.533 99.707
Grafik 4.3 Ln
0 terhadap (waktu tinggal)
y = -0,005x + 0,123 R = 0,992 (48oC)
y = -0,002x - 0,322 R = 0,869 (54oC)
y = -0,001x - 0,426 R = 0,067 (60oC) -0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
90 100 110 120 130 140
Ln N
t/N
o
(waktu tinggal)
48
54
60
Linear (48)
Linear (54)
Linear (60)
-
20
Tabel 4.15 Kd, Ln Kd, dan 1/T untuk Sterilisasi Kontinyu
T
(oC)
Kd
(
= )
Ln Kd 1/T
D
(
)
48 0.005 5.298 0.021 460.517
54 0.002 6.215 0.019 1151.293
60 0.001 6.908 0.017 2302.585
Grafik 4.4 ln Kd terhadap 1/T untuk Sterilisasi Kontinyu
Perhitungan Ed:
Y = 402.5 x 13.78
Berdasarkan persamaan :
ln = ln 0
1
Maka,
= -402.5
Ed = 402.5x 0,082
Ed = 33.005
y = 402,5ln(x) - 13,78 R = 0,993
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0.015 0.017 0.019 0.021 0.023
ln K
d
1/T
ln Kd
Linear (ln Kd)
-
21
4.3 Pembahasan
4.3.1 Ardi Herdiana (131411003)
Sterilisasi didefinisikan sebagai suatu usaha mengeliminasi semua
kehidupan mikroba yang ada pada bahan/produk yang dikehendaki. Sterilisasi
merupakan salah satu proses penting yang dilakukan sebelum bekerja dengan
mikroorganisma. Sterilisasi dilakukan pada semua alat dan bahan yang akan
digunakan dalam proses, baik peralatan laboratorium maupun medium
pertumbuhan mikroba. Melalui sterilisasi, seluruh mikroba pathogen dapat mati,
sehingga tidak sempat berkembang biak. Pengeleminasian mikroba ini
dilakukan untuk mengurangi tingkat kontaminasi dari mikroorganisme asing
yang tidak diharapkan. Ketika kontaminasi dari suatu proses dapat dikurangi
maka proses dan produk yang dihasilkan akan lebih optimal. Proses sterilisasi
yang kurang tepat hanya akan menghasilkan steril sebagian (partial sterility)
yang berarti masih terdapat mikroba yang dapat tumbuh dan berkembang
setelah proses sterilisasi dilakukan. Proses sterilisasi dapat dilakukan dengan
menggunakan proses fisik dengan menggunakan atau dengan menggunakan
bahan kimia, seperti NaCl 9%, KNO3 10%, HgCl2 0,1%, HCl 1,1%.
Sterilisasi dilakukan hingga jumlah mikroorganisme berkurang hingga
tersisa satu per sepuluh dari jumlah mikroorganisme awal. Tingkat sterilisasi
dipengaruhi oleh beberapa faktor. Beberapa factor yang mempegaruhi sterilisasi
adalah jumlah mikroba, jenis mikroba, lingkungan dan waktu kontak. Semakin
banyak jumlah mikroba maka waktu sterilisasi yang dibutuhkan akan semakin
lama. Sterilisasi mikroba vegetatif akan lebih mudah dibandingkan dengan
sterilisasi endospora, karena dalam bentuk endospora mikroba memiliki daya
tahan yang lebih kuat dibandi ngkan dalam bentuk sel vegetatif. Faktor
lingkungan ialah adanya senyawa organic yang mengurangi kemampuan
sterilisasi seperti adanya senyawa organik yang menghambat efisensi sterilisasi.
Waktu kontak sangat berpengaruh ada tingkat sterilisasi.
Sterilisasi merupakan salah satu faktor utama dalam fermentasi. Sterilisasi
bertujuan agar tidak terjadi kontaminasi, di mana mikroorganisme yang tidak
diinginkan tumbuh dan mengganggu proses fermentasi. Media fermentasi yang
mengandung gula, garam fosfat, ammonium, trace metals, vitamin, dan lain-
lain. Secara umum ada dua cara sterilisasi cairan yaitu dengan panas dan
-
22
disaring (filtrasi). Sterilasi dengan panas dilakukan di dalam autoclave, di mana
steam tekanan tinggi diinjeksikan ke dalam chamber untuk mencapai temperatur
121 derajat C dan tekanan tinggi (sekitar 15 psig). Durasinya bervariasi, namun
umumnya diinginkan cairan dipertahankan pada 121 derajat C selama minimal
15 menit. Jika termasuk waktu untuk heating dan cooling steps, total waktu
berkisar 1-2 jam tergantung volume cairan yang disterilisasi. Terkadang
temperatur bisa diset pada 134 derajat C (untuk medis).
Pada praktikum kali ini menentukan kematian mikroba pada sterilisasi
dengan pemanasan secara batch dan kontinyu pada media yang sama dengan
variasi berbeda. Pada sterilisasi batch dilakukan variasi pada waktu tinggal dan
suhu yang berbeda. Sementara pada sterilisasi secara kontinyu dilakukan variasi
pada efisiensi pompa dan suhu yang berbeda.
Dengan volume yang sama 4 tabung yang berisi media disterilisasi dengan
pemanasan pada waterbacth. Tabung pertama waktu tinggalnya selama 5 menit
dan untuk tabung selanjutnya memiliki selisih waktu tinggal 5 menit untuk
tabungnya. Tabung reaksi dipanaskan pada waterbacth. Jumlah sel total pada
media sterilisasi adalah 141 dan 136 diambil rata-rata dari kedua sampel duplo
itu adalah 138 sel dengan fraksi sel hiup adalah 0,6 dan 0,4 untuk fraksi sel
matinya. 5 tabung pertama dilakukan sterilisasi pada suhu 44C. Tabung ke-1
dilakukan sterilisasi selama 5 menit, hasil perhitungan dalam mikroskop jumlah
sel mati secara duplo adalah 13 dan 14 dan jumlah sel hidupnya adalah 33 dan
31 dengan fraksi sel hidup dan sel matinya adalah 0,7 dan 0,3. Dari data tersebut
dilihat dari jumlah sel totalnya menurun. Sementara fraksi sel yang mati jauh
lebih besar dibandingkan media yang belum dilakukan sterilisasi. Bila
dibandingkan dengan fraksi sel mati pada media sebelum sterilisasi kenaikannya
adalah -0,1. Jumlah fraksi sel mati dibandingkan dengan sampel sebelum
sterilisasi menurun, hal ini dapat diakibatkan oleh adanya pertumbuhan dari
bakteri termofilik.
Pada tabung ke-2 diakukan sterlisasi selama 10 menit, didapatkan
perrhitungan dua kali dengan hasil 28 dan 25 sel yang hidup, sementara sel yang
matinya 34 dan 32 dengan fraksi sel hidup dan sel mati adalah 0,45 dan 0,55.
Selisih fraksi sel yang mati bila dibandingkan dengan media sebelum sterilisasi
adalah 0,15. Dari selisih antara tabung ke-1 dan tabung ke-2, dapat diambil
-
23
praduga bahwa sel termofilik akan berkembang pada rentang waktu 5 menit dan
pada rentang waktu 10 menit mikroba termofilik telah mengalami penurunan
pertumbuhan dilihat dari fraksi sel yang mati meningkat.
Jumlah sel fraksi sel yang hidup dari dua kali perhitungan pada tabung ke-
3 dengan waktu sterilisasi selama 15 menit adalah 25 dan 21 sementara jumlah
sel mati adalah 40 dan 37. Fraksi dari sel hidup dengan sel mati adalah 0,37 dan
0,63. Fraksi sel yang mati lebih besar dibandingka dengan fraksi sel yang mati
ada tabung ke-2, dari data tersebut dapat diambi azas praduga bahwa
pengurangan/pengeleminasian mikroba mulai berjalan efektif.
Tabung ke-4 dilakukan sterilisasi selama 20 menit didapatkan 2 data yang
berbeda cukup jauh fraksi sel hidup adala 0,35 dan 0,30. Namun bila
dibandingkan dengan data sebelumnya fraksi sel hidup semakin menurun dan
sel yang mati semaki meningkat. Selisih fraksi sel yang mati dengan t0 diatas
0,24. Selisih fraksi sel mati sampel pada pengungukuran pertama adalah 0,24
dan untuk pengukuran kedua adalah 0,29.
Pada percobaan sterilisasi batch yang kedua dilakukan dengan suhu
sterilisasi 50C. untuk tabung ke-1 waktu sterilisasi adalah 5 menit. Dari 2 hasil
pengukuran didapatan jumlah sel yang hidup adalah 19 dan 20 dengan fraksi
0,33 sedangkan jumlah sel yang mati adalah 0,67 dengan jumlah sel mati
adalah 41 dan 39. Selisih fraksi sel mati dibandingkan dengan t0 adalah 0,27.
Jumlah sel yang mati lebih banyak dibandingkan dari media sebelum sterilisasi.
Untuk tabung ke-2 dengan waktu sterilisasi kedua didapatkan jumlah sel yang
hidup adalah 20 secara duplo dan jumlah sel yang mati adalah 35 dan 36 dengan
fraksi sel hidup adalah 0,36 dan 0,33 sedangkan fraksi sel mati adalah 0,64 dan
0,67. Untuk tabung ke-3 jumlah sel hidup adalah 18 dan 17 sedangkan sel mati
adalah 44 dan 41 dengan fraksi dari sel hidup adalah 0,29 dan 0,71. Pada
sterilisasi selama 20 menit didapatkan fraksi sel ang hidup adalah 0,22 dan
fraksi sel mati adalah 0,78. Dari data tersebut fraksi sel yang mati semakin lama
waktu sterilisasi fraksi sel mati semakin turun ini dapat diambil azas praduga
jika bakteri termofilik tidak mengalami pertumbuhan yang signifikan pada suhu
50C.
Setelah diplotkan antara Ln
terhadap waktu didapatkan nilai Kd dari
sterilisasi pada suhu 44C adalah 0,049 Dan nilai Kd untuk sterilisasi pada suhu
-
24
50C adalah 0,019 Dari hasi tersebut maka dapat ditentukan waktu yang
dibutuhkan untuk mendapatkan tingkat sterilisasi mikroba akhir 1/10 dari
mikroba awal adalah 46,99 menit untuk suhu sterilisasi 44 C dan 121,19 menit
untuk sterilisasi dengan suhu 50 C. Nilai Kd pada suhu 44C lebih kecil karena
mikroba termofilik belum mencapai suhu optimum untuk pertumbuhannya.
Konstanta Arhenius didapatkan setelah memplotkan ln nilai dari Ln Kd
terhadap Ed/R didapatkan nilai Ed adalah 28,76.
Pada sterilisasi kontinyu dilakukan dengan 3 variasi suhu suhu dan 4
variasi % skala pompa pada setiap variasi suhu. Setiap satu kali run sampel
diambil pada volume media setelah mencapai satu siklus. Pengambilan sampel
dilakukan setelah mencapai volume satu siklus dilakukan karena media yang
keluar sebelum satu siklus berada/tertahan dalam pipa selama pengaturan suhu
atau % skala pompa. Karna tertahan dalam pipa maka waktu steriisasi media
lebih lama dibandingkan waktu dtinggal dari run pada setinggan % skala
pompa dan tidak dapat mewakili kondisi operasi yang sedang dijalankan.
Suhu sterilisasi yang digunakan pada praktikum kali ini adalah 48 C, 54
C dan 90 C sedangkan variasi % skala pompa yang digunakan pada setiap
suhunya adalah 60, 70, 80 dan 90. Dari hasil kalibrasi pada setiap variasi %
skala pompa yang dilakukan dengan waktu aliran selama 60 detik didapatkan
data sebagai berikut:
No Skala Pompa
(%)
Volume (ml) Q (ml/detik)
Q =
(detik)
=
1 60 12.8 0.213 123.113
2 70 14.2 0.237 110.646
3 80 14.8 0.247 106,166
4 90 15.8 0.263 99.707
Pada suhu sterilisasi 48C dengan % skala pompanya 60 adalah jumlah sel
hidup 103 dan jumlah sel mati adalah 77 sel dengan fraksi sel hidup 0,57 dan
fraksi sel mati adalah 0,43. Seangkan pada t0 sel hidup adalah 21 dan jumlah sel
mati adalah 25 dengan fraksi sel hidup adalah 0,46 dan fraksi sel mati adalah
0,54. Dari data tersebut dapat diambil kebolehjadian bahwa mikroba termofilik
mengalami pertumbuhan yang signifikan sehingga jumlah mikroba yang hidup
-
25
pada media setelah sterilisasi lebih banyak dibandingkan dengan mikro yang
hidup pada t0 .
Pada % skala pompa 70 didapatkan jumlah mikroba yang hidup adalah
112 dengan fraksi 0,62 dan jumlah sel mati adalah 69 dengan fraksi 0,38.
Jumlah mikroba yang hidup lebih banyak dibandingkan denga jumlah mikroba
yang hidup pada persen skala pompa 60 karena waktu tinggal pada %skala
pompa 60 persen lebih lama. Semakin persen skala pompa besar maka akan
semakin sebentar waktu tinggal media pada proses sterilisasi. Hal ini terbukti
dari hasil perhitungan jumlah mikroba yang disterilkan pada suhu yang sama
dengan % skala pompa 80 dan 90. Dari % skala pompa 80% didapatkan jumlah
sel yang hidup adalah 73 dan jumlah sel mati adalah 51 dengan fraksi sel hidup
adalajh 0,65 dan fraksi sel mati adalah 0,36. Fraksi sel hidup lebih besar
dibandingkan dengan fraksi sel hidup pada % skala pompa 70 dan 60.
Sedangkan pada persen skala pompa 90 didapatkan hasil 95 sel hidp dan 51 sel
mati dengan fraksi sel hidup adalah 0,65 dan fraksi sel matinya adalah 0,35 dari
fraksi dapat dilihat bahwa jumlah sel mati masi lebih sedikit dibandingkan
persen skala pompa 80, 70 dan 60. Karena waktu tinggal pada % skala pompa
90 hanya 99,7 detik, namun dilihat dari jumlah sel keseluruhan pada % skala
pompa 90 jumlahnya sel totalnya 146, lebih sedikit dibandingkan persen skala
yang lain (80,70 dan 60) yang jumlah sel totalnya mencapai 180. Hal ini berarti
pada suhu 48 C dengan waktu tinggal 99,7 detik pertumbuan bakteri termofilik
lebih kecil dibandingkan pertumbuhan pada waktu tinggal 106 detik.
Sterilisasi kontinyu yang kedua dilakukan pada suhu 54 C dengan persen
skala pompa 60 didapatkan jumlah sel hidup adalah 71 dengan fraksi 0,57 dan
jumlah sel mati adalah 54 dengan jumlah fraksi 0,43. Untuk sterilisasi dengan
persen skala pompa 70 didapatkan jumlah sel yang hidup adalah 85 dengan
fraksi 0,58 dan jumlah sel mati adalah 62 dengan fraksi 0,42. Untuk skala
pompa 80 didapatkan jumlah sel yang hidup adalah 73 dan sel yang mati adalah
123 dengan fraksi sel hidup adalah 0,59 dan fraksi se mati adalah 0,41,
sedangkan pada persen skala pompa 90 didapatkan jumlah sel yang hidup
adalah 77 dengan fraksi 0,59 dan jumlah sel mati adalah 0,41. Dari jumlah sel
totl didapatkan data yang kurang bagus dimana terjadi penurunan pada persen
skala pompa 80 dengan waktu tinggal 106, 2 detik dari 130 sel pada persen
-
26
skala pompa 60 dengan waktu tinggal 99,7 detik menjadi 123 sel dan kembali
terjadi kenaikan yang cukup besar pada persen skala pompa 70 dengan waktu
tinggal selama 110,6 detik menjadi 147 sel, setelah itu pada persen skala pompa
60 kembali turun menjadi 125. Hal ini bias disebabkan karena sebagia miroba
terendapkan (tidak homogeny) pada salah satu tabung sampel.
Sterilisasi media secara kontinyu pada suhu 60 C dengan persen skala
pompa 60 didapatkan jumlah sel yang hidup adalah 74 dan jumlah sel yang mati
adalah 62 dengan fraksi sel yang hidup adalah 0,54 dan fraksi sel yang mati
adalah 0,46. Pada persen skala pompa 70 didapatkan jumlah sel yang hidup
adalah 84 dan jumlah sel yang mati adalah 69 dengan fraksi dari sel mati adalah
0,45. Sedangkan untuk persen skala pompa 80 jumlah sel hidup adalah 74
dengan fraksi 0,503 dan jumlah sel mati adalah 73sel. Sementara untuk persen
skala pompa 90 didapatkan fraksi sel hidup adalah 0.59 dan sel mati fraksinya
adalah 0,41. Dari hasil ini ada beberapa kemungkinan yang terjadi diantaranya
sampel tidak homogen sehingga mikroba yang terukur tidak mewakili data yang
sebenarnya.
Dari hasil percobaan didapatkan hasil bahwa nilai dari decimal reduction
time adalah:
T (oC) Kd
(
= )
D
(
)
48 0.005 460.517
54 0.002 1151.293
60 0.001 2302.585
Seharusnya semakin tinggi suhu sterilisasi yang dipakai maka waktu yang
dibutuhkan semakin sedikit. Namun dari hasil diatas waktu yang dibutuhkan
malah semakin besar, hal ini dapat terjadi karena pada 60 C mikroba termofilik
berkembang lebih optimum dibandingkan dengan suhu 54 C dan 48 C
sehingga pada suhu 60 C jumlah mkro yang tumbuh lebih banyak
dibandingkan pada suhu 48 C dan 54 C. setelah diplotkan Ln Kd tehadap 1
didapatkan nilai Ed adalah 33,005.
-
27
4.3.2 Hidniati Shafira (131411010)
Kinetika kematian suatu mikroorganisme dapat dilakukan dengan cara
sterilisasi. Sterilisasi merupakan suatu cara untuk mengeliminasi semua
kehidupan mikroba yang ada pada suatu bahan atau produk yang dikehendaki.
Sterilisasi dilakukan pada semua alat dan bahan yang akan digunakan dalam
proses, baik peralatan laboratorium maupun medium pertumbuhan mikroba.
Melalui sterilisasi, seluruh mikroba pathogen dapat mati, sehingga tidak sempat
berkembang biak. Pengeleminasian mikroba ini dilakukan untuk mengurangi
tingkat kontaminasi dari mikroorganisme asing yang tidak diharapkan. Pada
percobaan kali ini dilakukan sterilisasi dengan proses fisik yaitu dengan
pemanasan yang dilakukan selama 3 minggu. Sterilisasi dengan pemanasan
tersebut dibagi menjadi dua, yaitu sterilisasi batch dan sterilisasi kontinyu.
Praktikum sterilisasi ini diantaranya bertujuan menguasai teknik sterilisasi
media dengan menggunakan panas pada proses batch dan kontinyu, memahami
pengaruh temperature dan laju alir terhadap kematian mikroba dan menentukan
nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), Desimal reduction time atau
destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi.
Pada minggu pertama yaitu awal pembicaraan praktikum, media
dipersiapkan sebagai inokulum untuk pertumbuhan mikroorganisme fermipan
(ragi). Media yang digunakan adalah Media GYEA (Glycerol Yeast Extract
Agar), media dibuat sebanyak 1400 mL dengan komposisi yeast extract 7 gram,
pepton 14 gram, sukrosa 28 gram, dan 1400 mL aquadest, dalam proses
pembuatan media, media dibuat dalam kondisi aseptis dan disterilkan ke dalam
autoclave selama 1 jam, setelah itu media di dinginkan hingga suhu media sama
dengan suhu ruang dan di masukkan ke dalam showcase.
Pada minggu ke-dua dan sehari sebelum praktikum, inokulum dikeluarkan
dari showcase dan didiamkan hingga suhu inokulum sama dengan suhu kamar.
Setelah itu dilakukan penanaman fermipan seujung spatula ke dalam inokulum
dalam kondisi aseptis. Selanjutnya, inokulum di inkubasikan dalam shaker
incubator selama 24 jam pada suhu 37C. Pada hari praktikum inokulum
dikeluarkan dari shaker incubator. Praktikum yang dilakukan adalah strilisasi
batch, jadi yang dilakukan pertama kali adalah inokulum dipipet ke dalam 13
-
28
tabung reaksi masing-masing sebanyak 10 mL. Sisa inokulum yang tidak
dipipet akan digunakan untuk praktikum sterilisasi kontinyu. Tabung pertama
digunakan sebagai sampel untuk pengamatan jumlah sel hidup dan sel mati
mikroba sebelum pemanasan (To) melalui mikroskop secara duplo. Sampel
biakan diteteskan dalam kaca preparat dan ditambahkan methylen blue. Sel
hidup dan sel mati pada mikroskop akan terlihat pada mikroskop dimana sel
hidup akan tampak berwarna bening dan sel mati akan tampak berwarna gelap.
Hal ini karena sel yang hidup masih memiliki dinding sel utuh yang bersifat
selektif permeable, sedangkan dinding sel mati telah rusak sehingga zat warna
dapat masuk ke dalam sel. Penghitungan jumlah sel hidup dan sel mati
dilakukan secara manual dan pengamatan dilakukan duplo hingga triplo untuk
keakuratan data yang diperoleh. Selanjutnya ke-duabelas tabung lainnya
disterilisasi secara batch dengan 3 variasi suhu dan 4 variasi waktu yang
dilakukan secara bertahap. Untuk suhu pertama, suhu waterbath di set pada
440C dan masing-masing tabung di panaskan selama 5 menit untuk T1,
kemudian tabung dimasukkan ke dalam baskom yang berisi air es sebagai
shock thermal atau untuk menidurkan mikroorganisme sehingga waktu
pendinginan tidak terlalu lama.Tabung yang telah dingin kemudian diamati
jumlah sel hidup dan sel mati menggunakan mikroskop dengan cara yang sama
seperti pengamatan untuk sampel sebelum pemanasan. Tahap tersebut diulangi
untuk suhu temperatur pemanasan T2 = 50C
Berdasarkan tabel data pengamatan, semakin tinggi suhu yang di gunakan
dan semakin lama waktu yang digunakan maka semakin banyak mikroba
yang mati, dan terdapat faktor lain yang mempengaruhi sterilisasi yaitu
kepadatan muatan, volume cairan, dan ukuran wadah yang dipakai. Namun,
berdasarkan data percobaan, data yang diperoleh kurang akurat. Hal ini
disebabkan karena beberapa faktor, diantaranya adanya pengotor yang ditemui
pada mikroskop, penanganan yang kurang aseptis sehingga menyebabkan
kontaminasi dengan mikroba di udara, pemanasan yang tinggi dengan waktu
yang cukup lama, dan penanaman mikroba tidak tepat karena belum terinkubasi
secara menyeluruh serta faktor ketelitian saat menghitung jumlah sel. Kematian
jumlah mikroba oleh pemanasan dapat dihitung dengan membuat grafik
0
-
29
terhadap waktu pemanasan (t) sehingga akan diperoleh nilai k sebagai slope-nya
melalui persamaan regresi linear. . Berdasarkan grafik, diperoleh nilai Kd, yakni
:
Tabel 4.10 Nilai Konstanta Laju Kematian Mikroba (kd)
T (oC)
(
oC) Kd
(
= )
Ln Kd D
(
)
44 0,0227 0.049 -3.0159 46.9915
50 0.0200 0.019 -3.9633 121.1887
Setelah diperoleh nilai kd, dapat dihitung dengan nilai Ed dengan
membuat grafik ln kd terhadap 1/T (lihat pada grafik 4.10) sehingga berdasarkan
hasil perhitungan dari grafik diperoleh nilai Ed, yakni 28.7656 kJ energy yang
dilepaskan karena kematian mikroba.
Pada minggu ke-3, dilakukan pembuatan media dan inokulasi untuk
modul kinetikan kematian mikroba dan sterilisasi media secara continuous.
Media yang digunakan adalah Media GYEA (Glycerol Yeast Extract Agar),
media dibuat sebanyak 1400 mL dengan komposisi yeast extract 7 gram, pepton
14 gram, sukrosa 28 gram, dan 1400 mL aquadest, dalam proses pembuatan
media, media dibuat dalam kondisi aseptis dan disterilkan ke dalam autoclave
selama 1 jam, setelah itu media di dinginkan hingga suhu media sama dengan
suhu ruang dan di masukkan ke dalam showcase.
Pada minggu ke-tiga dan sehari sebelum praktikum, inokulum
dikeluarkan dari showcase dan didiamkan hingga suhu inokulum sama dengan
suhu kamar. Setelah itu dilakukan penanaman fermipan seujung spatula ke
dalam inokulum dalam kondisi aseptis. Selanjutnya, inokulum di inkubasikan
dalam shaker incubator selama 24 jam pada suhu 37C. Pada hari praktikum
inokulum dikeluarkan dari shaker incubator. Alat yang akan digunakan harus
dikalibrasi terlebih dahulu. Pertama alat dirangkai, kemudian kalibrasi skala
pompa peristaltik terhadap nilai laju alir media, atur skala pompa pada 60%,
-
30
nyalakan pompa dan tampung cairan yang di pompa lalu amati volum cairan
yang tertampung selama 60 s, dan ulangi langkah ini untuk skala pompa 70%,
80% dan 90%. Setelah itu,tampung cairan untuk satu siklus. Setelah itu
dilakukan penentuan volume pipa coil dengan memasukkan air ke pipa coil
sampai penuh, lalu tumpahkan air yang ada di dalam pipa coil. Ukur pipa coil
yang tidak terendam air dengan menggunakan penggaris untuk mengukur
diameter dan tinggi pipa. Kemudian panaskan water bath pada temperatur T1 =
48C, lalu di tampung media pada aliran keluaran dalam tabung reaksi steril
setelah melewati waktu tinggal. Setelah itu, didinginkan di dalam baskom yang
berisi air es untuk thermal shock atau mempercepat proses pendinginan .Amati
jumlah sel hidup dan sel mati dengan menggunakan mikroskup. Langkah
tersebut diulangi untuk proses sterilisasi pada temperatur T2 = 54C dan T3 =
60C.
Kemudian dilakukan pengolahan data, yaitu untuk memperoleh waktu
tinggal (), dilakukan perhitungan dari data kalibrasi tersebut dan dibuat grafik
0 terhadap waktu tinggal () sehingga diperoleh nilai kd sebagai slope dari
persamaan regresi linear. Nilai kd untuk variasi suhu pada sterilisasi kontinyu
adalah sebagai berikut:
T (oC) Kd (
) Ln Kd 1/T
D
(
)
48 -0.005 -5.298 0.021 -460.517
54 -0.002 -6.215 0.019 -1151.293
60 -0.001 -6.908 0.017 -2302.585
Berdasarkan tabel diatas dapat disimpulkan bahwa nilai Decimal
Reduction Time (D) berbanding terbalik dengan suhu (semakin tinggi suhu
semakin kecil nilai Decimal ReductionTime).
Setelah diperoleh nilai kd, dibuat grafik ln kd terhadap 1/T dan
diperoleh slope dari persamaan regresi linear, sehingga berdasarkan hasil
perhitungan dari grafik diperoleh nilai Ed, yakni 33.005.
-
31
4.3.3 Imtihani Fauziah (131411011)
Pada percobaan kali ini praktikan melakukan dua kali percobaan yakni
kinetika kematian mikroba dan teknik sterilisasi media secara batch terlebih
dahulu dan dilanjutkan dengan teknik sterilisasi media secara continuous yang
apabila diakumulatifkan seluruh judul praktikumnya dilakukan selama 3
minggu. Praktikum sterilisasi ini bertujuan agar praktikan menguasai teknik
sterilisasi media dengan menggunakan panas pada proses batch dan kontinyu,
memahami pengaruh temperatur dan laju alir terhadap kematian mikroba dan
menentukan nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), decimal reduction time
atau destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi.
Pada awal pertemuan setelah dilakukannya pembicaraan awal praktikum,
praktikan melakukan persiapan dimulai dari pembuatan media pertumbuhan
atau inokulum bagi mikroba jenis fermipan (GYEA) atau ragi, sebanyak 700
mL dengan komposisi media yakni yeast ekstrak 3.5 gram, pepton 7 gram,
sukrosa (gula pasir) 14 gram, dan 700 mL aquadest kemudian media dibuat
dalam kondisi aceptic (dekat labu spirtus yang menyala) dan disterilkan ke
dalam autoclave selama 1 jam, selanjutnya media disimpan di dalam showcase
untuk menjaga media dari kontaminan.
Pada minggu kedua, sehari sebelum praktikum inokulum dikeluarkan
dari showcase dan dibiarkan hingga suhu kamar, kemudian dilakukan
penanaman (inokulasi) fermipan seujung spatula ke dalam inokulum dalam
kondisi aceptic, selanjutnya inokulum diinkubasi dalam incubator shaker
selama 1 hari pada suhu 370C.
Pada hari praktikum inokulum dikeluarkan dari incubator shaker, dan
dipipet ke dalam 13 tabung reaksi masing-masing sebanyak 10 mL. Tabung
pertama digunakan sebagai sampel untuk pengamatan jumlah sel hidup dan mati
mikroba sebelum pemanasan/sebelum sterilisasi dibawah lensa mikroskop
dengan bantuan penambahan zat warna methylene blue yang akan mewarnai sel
mati dengan warna ungu gelap karena dinding sel mikroba yang mati telah rusak
sehingga selnya terwarnai dan sel hidup tampak berwarna bening karena sel
yang hidup masih memiliki dinding sel utuh yang bersifat selektif permeable.
Penghitungan jumlah sel hidup dan sel mati dilakukan manual dan
dilakukan secara duplo agar didapatkan data yang lebih akurat. Selanjutnya ke-
-
32
dua belas tabung lainnya dibagi untuk sterilisasi batch dengan variasi suhu
seharusnya berjumlah 3 dan 4 variasi waktu, namun karena kejadian gangguan
teknis yang disebabkan oleh matinya listrik maka variasi percobaan yang
dilakukan hanya 2 variasi suhu pada 4 variasi waktu. Tahap untuk suhu pertama
yaitu suhu waterbath diset pada 440C dan 4 tabung pertama dipanaskan selama
t1 (5 menit) untuk tabung 1, t2 (10 menit) untuk tabung 2, t3 (15 menit) untuk
tabung 3, dan t4 (20 menit) untuk tabung 4 kemudian setelah dilakukan
pemanasan tabung dimasukkan kedalam baskom berisi es dengan tujuan untuk
shock thermal dimana mikroba tidak mengalami proses kematian lagi. Keempat
tabung yang telah dingin kemudian diamati jumlah sel hidup dan mati melalui
mikroskop dengan cara yang sama seperti pengamatan untuk sampel sebelum
pemanasan. Tahap diulangi untuk suhu ke-dua (50oC) dengan variasi waktu
yang sama seperti pada suhu pertama.
Dari hasil percobaan akan didapatkan nilai No dan Nt (nilai ln Nt
No) yang
dialurkan pada waktu sterilisasinya akan menghasilkan garis lurus dengan slope
yang merupakan nilai Kd atau konstanta kematian mikroba. Nilai Kd yang
didapatkan pada percobaan kali ini adalah : Pada Suhu 40oC harga Kd = 0.049
dan pada suhu 50oC harga Kd= 0.019.
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai kd bergantung pada
suhu sterilisasinya. Berdasarkan persamaan arhenius yaitu ln =
ln 0
1
dimana semakin besar suhu maka nilai kd akan semakin kecil.
Untuk menghitung jumlah energi yang terlibat, nilai ln Kd yang diperoleh
dialurkan terhadap 1
T maka akan didapatkan garis dengan slope yang merupakan
nilai Ed
R. Dari percobaan tersebut, energi yang terlibat dalam proses sterilisasi
batch ini adalah sebesar 28.77 Joule.
Metoda continuous dilakukan pada minggu ketiga didua hari sebelum
praktikum percobaan. Pembuatan media sebagai inokulum dilakukan dengan
media yang digunakan sama seperti pada percobaan metoda batch yaitu media
GYEA atau ragi sebanyak 700 mL yang dibuat dalam kondisi aceptic dan
disterilisasi di dalam autoclave selama satu hari. Sehari sebelum praktikum,
inokulum dikeluarkan dari showcase dan dibiarkan hingga suhu kamar,
kemudian dilakukan penanaman (inokulasi) fermipan seujung spatula ke dalam
-
33
inokulum dalam kondisi aceptic, selanjutnya inokulum diinkubasi dalam
incubator shaker selama satu hari pada suhu 370C.
Pada hari praktikum inokulum dikeluarkan dari incubator shaker dan
dipipet ke dalam tabung reaksi untuk uji sebelum pemanasan beberapa mL.
Tabung pertama digunakan sebagai sampel untuk pengamatan jumlah sel hidup
dan mati mikroba sebelum pemanasan/sebelum sterilisasi dibawah lensa
mikroskop dengan bantuan penambahan zat warna methylene blue yang akan
mewarnai sel mati dengan warna ungu gelap karena dinding sel mikroba yang
mati telah rusak sehingga selnya terwarnai dan sel hidup tampak berwarna
bening karena sel yang hidup masih memiliki dinding sel utuh yang bersifat
selektif permeable.
Penghitungan jumlah sel hidup dan sel mati dilakukan manual dan
dilakukan secara duplo agar didapatkan data yang lebih akurat. Alat sterilisasi
continuous dirangkai dengan melengkapi reactor berisi media dengan magnet
stirrer dan selang yang menyambung dengan pompa peristaltic, masuk ke coil
dan keluaran. Media yang akan disterilisasi masuk dan keluar coil secara
continue selama proses sterilisasi berlangsung sehingga perlu dilakukan
kalibrasi pompa untuk mengetahui laju alir media dalam pompa. Skala pompa
yang digunakan yakni 60%, 70%, 80%, dan 90% dimana semakin cepat skala
pompa maka semakin cepat pula laju alir media dalam coil, hal ini
mempengaruhi waktu tinggal media dalam masing varian suhu sterilisasinya.
Kalibrasi alat (menggunakan aquadest) selanjutnya dilakukan untuk setiap
variasi laju alir. Laju alir di pasang pada 99 rpm, air aquadest dikeluarkan
beberapa mL untuk pembilasan selang dan pipa coil, kemudian air ditampung
untuk setiap 60 detik, secara bertahap diulang untuk semua variasi laju alir.
Setelah didapatkan laju alir hasil kalibrasi dan beberapa data hasil
penyesuaian, aquadest diganti dengan media dimana media dialirkan secara
bertahap pada coil untuk 3 variasi suhu sterilisasi yakni 480C, 54
0C, dan 60
0C.
Tahap untuk suhu pertama adalah melakukan setting suhu waterbath pada 480C
dan setelah tercapainya kondisi suhu maka skala pompa diset pada 60%
kemudian media dibiarkan mengalir dari keluaran hingga tertampung 50 mL
agar media yang selanjutnya tertampung merupakan keluaran pada skala pompa
60%. Tabung reaksi disiapkan untuk menampung media dalam kondisi aceptic
-
34
hingga media tertampung 7 mL, kemudian setelah dilakukan pemanasan
tabung dimasukkan kedalam baskom berisi es dengan tujuan untuk shock
thermal dimana mikroba tidak mengalami proses kematian lagi. Secara bertahap
langkah diulangi untuk variasi skala pompa selanjutnya dimana pada setiap
pergantian skala pompa media dibiarkan tertampung sebanyak 50 mL sebelum
di tampung dalam tabung reaksi sebagai sampel. Keempat tabung yang telah
dingin kemudian diamati jumlah sel hidup dan mati melalui mikroskop dengan
cara yang sama seperti pengamatan untuk sampel sebelumnya. Tahapan diulangi
untuk 2 variasi suhu selanjutnya.
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai kd bergantung pada
suhu sterilisasinya. Berdasarkan persamaan arhenius yaitu ln =
ln 0
1
dimana semakin besar suhu maka nilai kd akan semakin kecil.
Untuk menghitung jumlah energi yang terlibat, nilai ln Kd yang diperoleh
dialurkan terhadap 1
T maka akan didapatkan garis dengan slope yang merupakan
nilai Ed
R. Dari percobaan tersebut, energi yang terlibat dalam proses sterilisasi
batch ini adalah sebesar 28.77 Joule.
Waktu tinggal biakan di dalam pipa dihitung dengan menggunakan
persamaan Q =
kemudian setelah memperoleh waktu tinggal (), dibuat grafik
0 terhadap waktu tinggal () sehingga diperoleh nilai kd sebagai slope-nya.
Nilai Kd yang didapatkan pada percobaan kali ini adalah : Pada Suhu 48oC
harga Kd = -0.005, pada suhu 54oC harga Kd= -0.002. dan pada suhu 60
oC harga
Kd= -0.001.
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai kd bergantung pada
suhu sterilisasinya dimana semakin besar suhu maka nilai kd akan semakin
kecil, tetapi nilai kd hasil percobaan semakin besar. Ketidaksesuaian tersebut
dapat diakibatkan oleh berbagai factor diantaranya, pada saat persiapan
praktikum yaitu kurang sterilnya peralatan, kurang aceptic saat perpindahan
media dari satu tempat ke tempat lain yang dapat menyebabkan terjadinya
kontaminasi media, kesalahan paralaks saat pengamatan jumlah sel hidup dan
mati mikroba, dan kurang tepatnya pengambilan bidang pandang mikroskop
-
35
Untuk menghitung jumlah energi yang terlibat, nilai ln Kd yang
diperoleh dialurkan terhadap 1
T maka akan didapatkan garis dengan slope yang
merupakan nilai Ed
R. Dari percobaan tersebut, energi yang terlibat dalam proses
sterilisasi batch ini adalah sebesar 33.01 Joule.
4.3.4 Nurisyaban Aziezah (131411021)
Pada praktikum kali ini praktikan melakukan praktikum Kinetika
kematian dan teknik sterilisasi media secara batch dan continuous. Praktikum
ini dilakukan agar praktikan menguasai teknik sterilisasi media dengan
menggunakan panas pada proses batch dan continuous, memahami pengaruh
temperatur terhadap kematian mikroba, memahami pengaruh variasi laju alir
dan temperatur pada proses sterilisasi continuous, menentukan nilai konstanta
laju kematian mikroba (kd), decimal reduction time atau destruction value (D),
dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi batch dan continuous.
Praktikum kali ini dilaksanakan selama 4 minggu dengan minggu pertama
yaitu praktikum kinetika kematian mikroba dan teknik sterilisasi media secara
batch. Hal yang pertama dilakukan pada minggu pertama adalah membuat
media cair yaitu larutan sukrosa sebanyak 700 mL yang dilakukan secara
aseptis. Larutan sukrosa terbuat dari yeast extract, pepton dan sukrosa dengan
komposisi masing-masing adalah 3,5 gram; 7 gram; dan 14 gram. Media cair
tersebut disterilisasi agar mikroba-mikroba yang terdapat didalam media
tersebut mati sehingga media tersebut steril dan dapat digunakan untuk
pembuatan inokulum. Lalu media cair tersebut dimasukkan ke dalam lemari
pendingin agar media tidak terkontaminasi oleh mikroba-mikroba yang ada di
udara.
Pada minggu kedua (sehari sebelum praktikum), media tersebut
dikeluarkan dari lemari pendingin dan dibiarkan hingga temperature media
sama dengan suhu ruangan. Lalu dilakukan penanaman ragi dengan cara
memasukkan fermipan ke dalam media tersebut sebanyak ujung spatula dalam
keadaan aseptis. Inokulum tersebut lalu dimasukkan ke dalam incubator shaker
-
36
pada kondisi suhu 37oC selama 24 jam agar ragi yang terdapat dalam media
tersebut menyebar secara menyeluruh dan menjadi homogen. Pada hari
praktikum, media tersebut dikeluarkan dari incubator shaker dan di pipet
kedalam 13 tabung reaksi dengan masing-masing tabung reaksi sebanyak 10
mL. Sampel pada tabung pertama sebelum proses pemanasan diteteskan ke
dalam kaca preparat dan ditambahkan methylen blue sebagai zat warna.
Selanjutnya diamati di bawah mikroskop secara duplo untuk mengetahui jumlah
sel hidup dan sel mati. Sel yang mati akan menyerap warna methylen blue
sehingga ketika diamati sel mati akan berwarna dan sel hidup tidak berwarna.
Selanjutnya dilakukan pemanasan 12 tabung dengan tiga variasi suhu yang
berbeda yaitu T1= 44oC dan T2= 50
oC. 4 tabung pertama dipanaskan dengan
suhu pemanasan yaitu T1 dengan variasi waktu pemanasan yang berbeda yaitu
t1= 5 menit, t2= 10 menit, t3= 15 menit, dan t4= 20 menit. Setelah itu, tabung
tersebut dimasukkan ke dalam beker yang berisi es sebagai shock thermal agar
waktu pendinginan tidak terlalu lama. Lalu sampel dari setiap tabung diteteskan
ke dalam kaca preparat dan ditambahkan methylen blue sebagai zat warna.
Selanjutnya diamati di bawah mikroskop secara duplo untuk mengetahui jumlah
sel hidup dan sel mati. Langkah praktikum diatas diulangi untuk suhu
pemanasan T2.
Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa jumlah sel hidup sebelum
pemanasan adalah 86 dan sel mati sebelum pemanasan adalah 55. Seharusnya
jumlah sel mati sebelum pemanasan lebih sedikit daripada jumlah sel mati
setelah pemanasan karena tidak ada kondisi operasi yang digunakan sehingga
sel yang hidup banyak. Akan tetapi, selama praktikum jumlah sel mati dan sel
hidup sebelum pemanasan lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah sel mati
dan sel hidup setelah pemanasan. Hal ini dapat terjadi karena kurangnya
ketelitian saat melihat dibawah mikroskop dan masih adanya alkohol yang
tertinggal dialat praktikum saat pengambilan sampel sehingga dapat mematikan
sel hidup.
Pada metoda batch, temperatur yang digunakan akan mempengaruhi
kematian mikroba. Semakin lama waktu yang digunakan untuk sterilisasi akan
menyebabkan bertambahnya jumlah sel yang mati karena pemanasan mikroba
-
37
lebih lama. Pada hasil pengamatan jumlah sel yang mati pada suhu tertentu naik
turun, hal ini terjadi karena kurangnya ketelitian saat menghitung jumlah sel.
Dari hasil pengolahan data yang dilakukan, nilai Konstanta laju kematian
mikroba (Kd) dan reduction value (D) yang didapatkan adalah sebagai berikut:
semakin tinggi suhu reaksi maka semakin kecil nilai Konstanta laju
kematian mikroba (Kd) yang diperoleh dan semakin besar reduction value (D)
yang didapatkan. Seharusnya semakin tinggi suhunya maka semakin kecil
decimal reduction time atau reduction value (D). Nilai konstanta Arhenius (Ed)
yang didapatkan adalah 28,7656.
Pada minggu ketiga dilakukan pembuatan media cair yaitu larutan sukrosa
sebanyak 700 mL yang dilakukan secara aseptis. Larutan sukrosa terbuat dari
yeast extract, pepton dan sukrosa dengan komposisi masing-masing adalah 3,5
gram; 7 gram; dan 14 gram. Media cair tersebut disterilisasi sehingga dapat
digunakan untuk pembuatan inokulum. Lalu media cair tersebut dimasukkan ke
dalam lemari pendingin agar media tidak terkontaminasi oleh mikroba-mikroba
yang ada di udara.
Pada minggu keempat (sehari sebelum praktikum), media tersebut
dikeluarkan dari lemari pendingin dan dibiarkan hingga temperature media
sama dengan suhu ruangan. Lalu dilakukan penanaman ragi dengan cara
memasukkan fermipan ke dalam media tersebut sebanyak ujung spatula dalam
keadaan aseptis. Inokulum tersebut lalu dimasukkan ke dalam incubator shaker
pada kondisi suhu 37oC selama 24 jam agar ragi yang terdapat dalam media
tersebut menyebar secara menyeluruh dan inokulum menjadi homogen.
T (oC) Kd (
)
(
)
D
44 0.0227 46.9915
50 0.0200 121.1887
-
38
Pada hari praktikum, hal yang pertama dilakukan adalah merangkai alat.
Setelah itu dilakukan penentuan volume pipa coil dengan cara mengukur
diameter coil tembaga dan mengukur panjang coil tembaga yang terendam air
penangas menggunakan. Dari data tersebut dapat diketahui volume coil yang
terendam yang dijadikan sebagai volume pipa. Selanjutnya dilakukan kalibrasi
laju alir menggunakan air dengan cara mengatur skala pompa pada nilai 70%,
lalu pompa peristaltik tersebut dinyalakan sehingga air tersedot kedalam selang
dan melewati coil tembaga. Air yang keluar ditampung dan diamati berapa ml
air yang tertampung selam 60 detik. Proses kalibrasi dilakukan secara duplo
agar memperoleh hasil yang akurat. Setelah proses kalibrasi selesai, air tersebut
diganti dengan media tersebut. Sampel pertama sebelum proses pemanasan
diteteskan ke dalam kaca preparat dan ditambahkan methylen blue sebagai zat
warna. Selanjutnya diamati di bawah mikroskop secara duplo untuk mengetahui
jumlah sel hidup dan sel mati. Sel yang mati akan menyerap warna methylen
blue sehingga ketika diamati sel mati akan berwarna dan sel hidup tidak
berwarna. Setelah itu dilakukan pemanasan water bath hingga mencapai
temperatur T1, lalu media yang keluar dari aliran keluaran ditampung dalam
tabung reaksi steril setelah melewati waktu tinggal. Setelah itu, tabung tersebut
dimasukkan ke dalam beker yang berisi es sebagai shock thermal agar waktu
pendinginan tidak terlalu lama. Lalu sampel dari setiap tabung diteteskan ke
dalam kaca preparat dan ditambahkan methylen blue sebagai zat warna.
Selanjutnya diamati di bawah mikroskop secara duplo untuk mengetahui jumlah
sel hidup dan sel mati. Langkah praktikum diatas diulangi untuk suhu
pemanasan T2 dan T3
Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa jumlah sel hidup sebelum
pemanasan adalah 21 dan sel mati sebelum pemanasan adalah 25. Secara
teoritis, jumlah sel mati sebelum pemanasan lebih sedikit daripada jumlah sel
mati setelah pemanasan karena tidak ada kondisi operasi yang digunakan
sehingga sel yang hidup banyak. Akan tetapi, selama praktikum jumlah sel mati
sebelum pemanasan lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah sel mati setelah
pemanasan. Hal ini dapat terjadi karena kurangnya ketelitian saat melihat
dibawah mikroskop dan masih adanya alkohol yang tertinggal dialat praktikum
saat pengambilan sampel sehingga dapat mematikan sel hidup.
-
39
Pada metoda kontinyu, skala pompa yang digunakan akan mempengaruhi
waktu tinggal mikroba. Semakin besar skala pompa yang digunakan akan
menyebabkan waktu tinggal mikroba semakin kecil (cepat) karena pompa
semakin cepat memompa media sehingga media yang melewati coil semakin
cepat. Skala pompa dan waktu tinggal akan mempengaruhi jumlah sel yang
mati. Secara teoritis, semakin cepat waktu tinggal mikroba pada suhu tertentu
maka semakin sedikit sel yang mati karena cepatnya media melewati coil
sehingga pemanasan yang dilakukan hanya sebentar. Pada hasil pengamatan
jumlah sel yang mati pada suhu tertentu naik turun, hal ini terjadi karena
kurangnya ketelitian saat menghitung jumlah sel.
Dari hasil pengolahan data yang dilakukan, nilai Konstanta laju kematian
mikroba (Kd) dan reduction value (D) yang didapatkan adalah sebagai berikut:
T (oC) Kd (
= )
D
(
)
48 0.005 460.517
54 0.002 1151.293
60 0.001 2302.585
semakin tinggi suhu reaksi maka semakin kecil nilai Konstanta laju
kematian mikroba (Kd) yang diperoleh dan semakin besar reduction value (D)
yang didapatkan. Seharusnya semakin tinggi suhunya maka semakin kecil
decimal reduction time atau reduction value (D). Konstanta Arhenius yang
diperoleh dari praktikum ini adalah 33,005.
-
40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil percobaan, pengaruh laju alir bersifat fluktuatif. Padahal
seharusnya semakin besar laju alirnya, maka waktu tinggalnya akan semakin
singkat, yang berakibat sterilisasi akan berjalan lebih singkat.
2. Berdasarkan hasil percobaan, pengaruh suhu berbanding lurus dengan nilai
Desimal reduction time (D). Padahal seharusnya, semakin tinggi suhunya, maka
nilai decimal reduction time-nya semakin kecil.
3. nilai konstanta laju kematian mikroba (Kd), desimal reduction time atau
destruction value (D), dan konstanta Arhenius (Ed) pada proses sterilisasi batch
dan kontinyu.
Hasil perhitungan proses sterilisasi batch :
T (oC) Kd (
)
D
(
)
44 0.0227 46.9915
50 0.0200 121.1887
Nilai konstanta Arhenius : 28.7656
Hasil perhitungan proses sterilisasi kontinyu :
T (oC) Kd (
)
D
(
)
48 0.005 460.517
54 0.002 1151.293
60 0.001 2302.585
Nilai konstanta Arhenius : 33.005
-
41
5.2 Saran
1. Penanaman fermipan pada media tidak perlu terlalu banyak, agar memudahkan
pengamatan.
2. Proses pencampuran sampel dari kelompok yang praktikum batch dan kontinyu
untuk digunakan oleh kelompok kontinyu sebaiknya dilakukan di awal.
3. Lebih memerhatikan lagi suhu tabung pada saat menjelang pengujian di
mikroskop, jangan sampai suhunya masih terlalu dingin.
4. Pengamatan di mikroskop harus lebih menyeluruh, jangan sampai langsung
menghitung ketika mendapat jumlah bakteri yang sedikit.coba cari ke daerah yang
lain terlebih dahulu.
-
42
DAFTAR PUSTAKA
Kurniasih, Hafizah.2011. Praktikum Mikrobiologi. Yogyakarta : Tanpa keterangan
Materi kuliah Teknologi Fermentasi Dr. Pudjono., S.U., Apt, Prof. Retno S. Sudibyo., M.Sc.,
Apt., dan Prof. Dr. Wahyono., S.U., Apt.
Materi Kuliah Mikrobiologi Farmasi Dr. rer. nat. Yossy Bayu Murti., Apt.
http://putrarajawali76.blogspot.com/2012/11/sterilisasi-kontinyu.html
http://putrarajawali76.blogspot.com/2012/11/sterilisasi-kontinyu.html
-
43
LAMPIRAN PERHITUNGAN
A. Sterilisasi Batch
1. Perhitungan ln
untuk variasi suhu berbeda
T1 = 44 C
t1 = 5 menit --- > Ln
:
Ln 33
46 = - 0.3321
Ln 31
45 = - 0.3272
t2 = 10 menit --- > Ln
:
Ln 28
62 = - 0.3321
Ln 25
57 = - 0.3272
t3 = 15 menit --- > Ln
:
Ln 25
65 = - 0.3321
Ln 21
58 = - 0.3272
t4 = 20 menit --- > Ln
:
Ln 23
65 = - 0.3321
Ln 20
66 = - 0.3272
Rata-rata : -0.3525
Rata-rata : -0.8096
Rata-rata : -0.9857
Rata-rata : -1.1165
-
44
T= 50 C
t1 = 5 menit --- > Ln
:
Ln 19
60 = - 0.3321
Ln 20
59 = - 0.3272
t2 = 10 menit --- > Ln
:
Ln 20
55 = - 0.3321
Ln 20
58 = - 0.3272
t3 = 15 menit --- > Ln
:
Ln 18
62 = - 0.3321
Ln 17
58 = - 0.3272
t4 = 20 menit --- > Ln
:
Ln 11
51 = - 0.3321
Ln 11
50 = - 0.3272
Keterangan : Nt = rata-rata hidup
N0= rata-rata hidup + rata-rata mati
2. Perhitungan Kd untuk variasi suhu berbeda
T1 = 44 oC
Perhitungan Kd:
Y = ax + b
Y = -0.049x-0.199
Berdasarkan persamaan Ln
= - Kd . t , maka:
Rata-rata : -1.1158
Rata-rata : -1.0530
Rata-rata : -1.2320
Rata-rata : -1.3805
-
45
Kd = -(-0.049) = 0.049
T2 = 50 oC
Perhitungan Kd:
Y = ax + b
Y = -0.019x 0.952
Berdasarkan persamaan Ln
= - Kd . t , maka:
Kd = -(-0.019) = 0.019
3. Perhitungan D untuk variasi suhu berbeda
T1 = 44 C
=
=
,
D = 46.9915
T2 = 50 C
=
=
.
D = 121.1887
b. Sterilisasi Kontinyu
1. Perhitungan Q (saat kalibrasi)
60 % V = 12.8 mL
t = 1 menit = 60 detik
Q =
= 12.8
60 = 0,213 mL/detik
70 % V = 14.2 mL
t = 1 menit = 60 detik
Q =
= 14.2
60 = 0,237 mL/detik
-
46
80 % V = 14.8 mL
t = 1 menit = 60 detik
Q =
= 14.8
60 = 0,247 mL/detik
90 % V = 15.8 mL
t = 1 menit = 60 detik
Q =
= 15.8
60 = 0,263 mL/detik
2. Perhitungan Volume Pipa Spiral
Spesifikasi pipa spiral:
Banyaknya lilitan : 22 lilitan
Diameter : 0,3 cm
T antenna 1 : 6,3 cm
T antenna 2 : 4,7 cm
Volume pipa spiral : 27 mL
V tabung = 27 mL = 27 x 10-3
dm3
Dtababung = 0,3 cm = 0,03 dm
Rtabung = 0,015 dm
Vantena1 = r2t = 3,14 x (0,015)
2 dm x 0,63 mm
= 0,000445 dm3 = 0,000445 L = 0,445 mL
Vantenna2 = r2t = 3,14 x (0,015)
2 x 0,47 mm
= 0,000332 = 0,000332 = 0,332 mL
Vterendam, = Vtotal Vantena1 Vantena 2
Vterendam, = 27 mL 0,445 mL 0,332 mL
Vterendam, = 26.223 mL
-
47
3. Perhitungan Waktu Tinggal ()
=
1 =
=
26.223
0.213 = 123.113 detik
2 =
=
26.223
0.237 = 110.646 detik
3 =
=
26,223
0.247 = 106.166 detik
4 =
=
26,223
0.263 = 99.707 detik
4. Perhitungan ln
untuk variasi suhu berbeda
T1 = 48 oC
1--- >Ln
= Ln
(99+106)/2
(80+74)/2 + (99+106)/2 = -0.558
2 --- >Ln
= Ln
(112+111)/2
(66+71)/2+ (112+111)/2 = -0.480
3 --- >Ln
= Ln
(113+120)/2
(60+72)/2+ (113+120)/2 = -0,446
4 --- >Ln
= Ln
(130+60)/2
(50+51)/2+ (130+60)/2= -0.430
T2 = 54oC
1--- >Ln
= Ln
(72+69)
(55+52) + (72+69) = -0.566
2 --- >Ln
= Ln
(82+87)/2
(51+72)/2+ (82+87)/2 = -0.548
3 --- >Ln
= Ln
(73+72)/2
(50+49)/2+ (73+72)/2 = -0.522
4 --- >Ln
= Ln
(78+76)/2
(49+56)/2+ (78+76)/2= -0.524
T3 = 60oC
1--- >Ln
= Ln
(74+74)/2
(69+64)/2 + (74+74)/2 = -0.609
2 --- >Ln
= Ln
(90+78)/2
(83+55)/2+ (90+78)/2 = -0,600
-
48
3 --- >Ln
= Ln
(73+74)/2
(59+59)/2+ (73+74)/2 = -0,686
4 --- >Ln
= Ln
(95+80)/2
(61+62)/2+ (95+80)/2= -0.533
5. Perhitungan Kd untuk variasi suhu berbeda
T = 48oC
Perhitungan Kd:
Y = 0,005x + 0,123
Berdasarkan persamaan Ln
= - Kd . t, maka:
Kd = -(0,005) = -0,005
T = 54oC
Perhitungan Kd:
Y = 0,002x - 0,322
Berdasarkan persamaan Ln
= - Kd . t, maka:
Kd = -(0,002) = -0,002
T = 60oC
Perhitungan Kd:
Y = 0,001x - 0,426
Berdasarkan persamaan Ln
= - Kd . t, maka:
Kd = -(0,001) = -0,001
6. Perhitungan D untuk variasi suhu berbeda
T1 = 48 C
=
=
.
D = -460.517
T2 = 54 C
-
49
=
=
.
D = -1151.293
T2 = 60C
=
=
.
D = -2302.585
-
50
LAMPIRAN GAMBAR
1
Rangkaian alat kinetika kematian
secara kontinyu
2
Proses pemanasan dalam metoda
batch
3
Pengambilan sampel dalam metoda
kontinyu
4
Proses shock thermal
-
51
5
Pengamatan sel hidup dan sel mati di
bawah mikroskop