Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme

Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau substansi atau masa zat suatu organisme, misalnya untuk makhluk makro dikatakan tumbuh ketika bertambah tinggi, bertambah besar atau bertambah berat.

Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin besar atau substansi atau masa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak.

Pertumbuhan pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri. Ada dua macam tipe pertumbuhan yaitu pembelahan inti tanpa diikuti pembelahan sel sehingga dihasilkan peningkatan ukuran sel dan pembelahan inti yang diikuti pembelahan sel.

Ciri khas reproduksi bakteri adalah pembelahan biner, dimana dari satu sel bakteri dapat dihasilkan dua sel anakan yang sama besar, maka populasi bakteri bertambah secara geometrik. Interval waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi menjadi dua kali lipat dikenal sebagai waktu generasi.

Mayoritas bakteri memiliki waktu generasi berkisar satu sampai tiga jam, Eshericia coli memiliki waktu generasi yang cukup singkat berkisar 15-20 menit, sedangkan bakteri Mycobacterium tuberculosis memiliki waktu generasi sekitar 20 jam. Waktu generasi ini sangat bergantung pada cukup tidaknya nutrisi di dalam media pertumbuhan, serta kondisi fisik pertumbuhan mikroorganisme.


Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme 

Dibedakan menjadi dua faktor, yaitu faktor fisik dan faktor kimia, termasuk nutrisi dalam media kultur. Faktor fisik meliputi temperatur, pH, tekanan osmotik, dan cahaya, sedangkan faktor kimia meliputi nutrisi dan media pembiakan.

1) Temperatur

Temperatur menentukan aktivitas enzim yang terlibat dalam aktivitas kimia. Peningkatan suhu 10⁰C mampu meningkatkan aktivitas sebesar 2 kali lipat. Pada temperatur yang sangat tinggi akan terjadi denaturasi protein yang tidak dapat kembali (irreversible), sebaliknya pada temperatur yang sangat rendah aktivitas enzim akan berhenti.

Bakteri dapat tumbuh pada berbagai suhu dari mendekati pembekuan sampai mendekati ke titik didih air. Bakteri yang tumbuh paling baik di tengah kisaran ini disebut sebagai mesophiles, yang mencakup semua patogen manusia dan oportunis.

Ada tiga jenis bakteri berdasarkan tingkat toleransinya terhadap suhu lingkungan, yaitu:
  1. Psikrofil, yaitu mikroorganisme yang suka hidup pada suhu dingin, dapat tumbuh paling baik pada suhu optimum di bawah 20⁰C
  2. Mesofil, yaitu mikroorganisme yang dapat hidup secara maksimal pada suhu sedang, mempunyai suhu optimum di antara 20-50⁰C
  3. Termofil, yaitu mikroorganisme yang tumbuh optimal atau suka pada suhu tinggi, mikroorganisme ini sering tumbuh pada suhu di atas 40⁰C. Bakteri jenis ini dapat hidup di tempat-tempat yang panas bahkan di sumber-sumber mata air panas. Bakteri tipe ini pernah ditemukan pada tahun 1967 di yellow stone park, bakteri ini hidup dalam sumber air panas bersuhu 93-94⁰C.

2) pH

Peningkatan dan penurunan konsentrasi ion hidrogen dapat menyebabkan ionisasi gugus dalam protein, amino, dan karboksilat, yang dapat menyebabkan denaturasi protein yang mengganggu pertumbuhan sel.

Mikroorganisme asidofil, tumbuh pada kisaran pH optimal 1,0-5,3, mikroorganisme neutrofil, tumbuh pada kisaran pH optimal 5,5-8,0, mikroorganisme alkalofil, tumbuh pada kisaran pH optimal 8,5-11,5, sedangkan mikroorganisme alkalofil eksterm tumbuh pada kisaran pH optimal > 10.

3) Tekanan osmosis

Osmosis merupakan perpindahan air melewati membran semipermeabel karena ketidakseimbangan material terlarut dalam media. Dalam larutan hipotonik, air akan masuk ke sel mikroorganisme, sedangkan dalam larutan hipertonik, air akan keluar dari dalam sel mikroorganisme, berakibat membran plasma mengkerut dan lepas dari dinding sel (plasmolisis), sel secara metabolik tidak aktif.

Mikroorganisme yang mampu tumbuh pada lingkungan hipertonik dengan kadar natrium tinggi dikenal dengan halofil, contohnya bakteri dalam laut. Mikroorganisme yang mampu tumbuh pada konsentrasi garam yang sangat tinggi ( > 33% NaCl) disebut halofil ekstrem, misalnya Halobacterium halobium.

4) Oksigen

Berdasarkan kebutuhan oksigen, dikenal dengan mikroorganisme aerob dan anaerob.

Mikroorganisme aerob memerlukan oksigen untuk bernapas, sedangkan  mikroorganisme anaerob tidak memerlukan oksigen untuk bernapas, justru adanya oksigen akan menghambat pertumbuhannya.

Mikroorganisme anaerob fakultatif, menggunakan oksigen sebagai pernapasan dan fermentasi sebagai alternatif tetapi dengan laju pertumbuhan rendah. Mikroorganisme mikroaerofilik dapat tumbuh baik dengan oksigen kurang dari 20%.

5) Radiasi

Sumber radiasi di bumi adalah sinar matahari yang mencakup cahaya tampak, radiasi ultraviolet, sinar infra merah, dan gelombang radio. Radiasi yang berbahaya bagi mikroorganisme adalah radiasi pengionisasi, yaitu radiasi dari gelombang panjang yang sangat pendek dan berenergi yang menyebabkan atom kehilangan elektron (ionisasi).

Pada level rendah radiasi pengionisasi dapat mengakibatkan mutasi yang mengarah ke kematian, sedangkan pada radiasi tinggi bersifat lethal.

6) Nutrisi

Nutrisi merupakan substansi yang diperlukan untuk biosintesis dan pembentukan energi. Ada dua jenis nutrisi mikroorganisme, yaitu makroelemen dan mikroelemen.

Makroelemen adalah elemen-elemen nutrisi yang diperlukan dalam jumlah banyak (gram). Makroelemen meliputi karbon (C), oksigen(O), hidrogen (H), nitrogen (N), sulfur (S), pospor (P), kalium (K), magnesium (Mg), kalsium (Ca), dan besi (Fe). C, H, O, N, dan P diperlukan untuk pembentukan karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat. K diperlukan oleh sejumlah enzim untuk mensintesis protei, dan Ca+ berperan dalam resistensi endospora bakteri terhadap panas.

Mikroelemen yaitu elemen-elemen nutrisi yang diperlukan dalam jumlah sedikit (dalam takaran mg hingga ppm), meliputi mangan (Mn), zinc (Zn), kobalt (Co), Nikel (Ni), dan tembaga (Cu). Mikroelemen kadang merupakan bagian enzim atau kofaktor yang membantu katalisis dan membentuk protein.

7) Media kultur

Bahan nutrisi yang digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisme di laboratorium disebut media kultur. Pengetahuan tentang habitat normal mikroorganisme sangat membantu dalam pemilihan media yang cocok untuk pertumbuhan mikroorganisme di laboratorium.

Berdasarkan konsistensinya, media kultur dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu media cair (liquid media), media padat (solid media), dan semisolid.

Menurut kandungan nutrisinya, media kultur dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu:
  • Defined media (synthetic media), merupakan media yang komponen penyusunnya sudah diketahui atau ditentukan.
  • Media komplek, merupakan media yang tersusun dari komponen secara kimia tidak diketahui dan umumnya diperlukan karena kebutuhan nutrisi mikroorganisme tertentu tidak diketahui.
  • Media penyubur (enrichment media). Media penyubur merupakan media yang berguna untuk mempercepat pertumbuhan mikroorganisme tertentu, bila ingin menumbuhkan salah satu mikroorganisme dari kultur campuran.
  • Media selektif, merupakan media yang mendukung pertumbuhan mikroorganisme tertentu (seleksi) dengan menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang lain.
  • Media differensial, digunakan untuk membedakan kelompok mikroorganisme dan dapat digunakan untuk identifikasi, contohnya media agar darah.