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



oC ................................. 19



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


3.1.1.1 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


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


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



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



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



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



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



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



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.


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.


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.


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.


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


= - 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


Q =

= 14.2

60 = 0,237 mL/detik

46

80 % V = 14.8 mL


Q =

= 14.8

60 = 0,247 mL/detik

90 % V = 15.8 mL


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


= - Kd . t, maka:

Kd = -(0,005) = -0,005

T = 54oC

Perhitungan Kd:

Y = 0,002x - 0,322


= - Kd . t, maka:

Kd = -(0,002) = -0,002

T = 60oC

Perhitungan Kd:

Y = 0,001x - 0,426


= - 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

laporan praktikum bioproses kel 7 kin kem

Documents