FAKTOR LINGKUNGAN YANG MEMPEGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI

FAKTOR-FAKTOR LINGKUNGAN YANG MEMPEGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI

Disusun oleh:

Bagas Prasodjo                      ( A.102.08.008)

Erise Purnamawati               (A.102.08.025)

Ichfana Sholeichah               (A.102.08.032)

Akademi Analis Kesehatan Nasional Surakarta

2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu organisme, misalnya kita makhluk makro ini 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 subtansi atau masssa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak, pertumbuhan pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri.

Pertumbuhan merupakan suatu proses kehidupan yang irreversible artinya tidak dapat dibalik kejadiannya. Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil pertambahan ukuran dan pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan populasi mikroba (Sofa, 2008). Dalam pertumbuhannya mikroorganisme membutuhkan kondisi lingkungan yang dapat mendukung proses perkembangbiakkannnya, maka dibutuhkan faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan pembuatan makalah ini selain untuk melengkapi tugas mikrobiologi, juga agar pembaca dapat memahami dan mengetahui bagaimana factor-faktor lingkunagan mempengaruhi pertumbuhan mikrobe.

BAB II

PEMBAHASAN

Faktor-faktor lingkungan  yang mempngaruhi pertumbuhan bakteri

2.1. Faktor abiotik

 1. Pengaruh Temperatur

Temperatur merupakan salah satu faktor yang penting di dalam kehidupan. Beberapa jenis mikrobe dapat hidup pada daerah temperatur yang luas sedang jenis lainnya pada daerah yang terbatas. Pada umumnya batas daerah temperatur bagi kehidupan mikrobe terletak antara 0°C-90°C, dan kita kenal ada temperatur. minimum, optimum, dan maksimum. Temperatur minimum adalah nilai paling rendah dimana kegiatan mikroba dapat berlangsung. Temperatur maksimum adalah temperatur tertinggi yang masih dapat digunakan untuk aktivitas mikroba,tetapi pada tingkatan kegiatan fisiologi yang paling minimal. Sedangkan temperatur yang paling baik bagi kegiatan hidup dinamakan temperatur optimum.

Daya tahan terhadap temperatur itu tidak sama bagi tiap-tiap spesies. Ada spesies yang mati setelah mengalami pemanasan beberapa menit, sebaliknya ada suatu bakteri yang tetap hidup setelah dipanasi dengan uap 100 ºC atau lebih selama kira-kira 2,5 jam misalnya terjadi pada bakteri yang membentuk spora misalnya Bacillus.

Untuk menentukan temparatur maut bagi mikrobe, ada beberapa pedoman seperti berikut ini:

·   Temperatur maut/Titik Kematian Termal {Thermal Death Point) adalah temperatur serendah-rendahnya yang dapat membunuh mikrobe yang berada di medium standar selama 10 menit pada kondisi tertentu.

·  Laju Kematian Termal {Thermal Death Rate) adalah kecepatan kematian mikrobe akibat pemberian temperatur. Hal ini karena bahwa tidak semua spesies mati bersama-sama pada suatu temperatur tertentu.

·  Waktu Kematian Termal (Thermal Death Time) merupakan waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu jenis mikrobe pada suatu temperatur yang tetap.

Berdasarkan pada daerah aktivitas temperatur, mikrobe dapat dibagi menjadi tiga golongan utama, yaitu:

·    Mikrobe psikrofil/ karyofil (oligotermik), yakni golongan mikrobe yang dapat tumbuh pada 0 - 30°C, dengan temparatur optimum 10 -15°C. Kebanyakan dari golongan ini tumbuh ditempat-tempat dingin, baik di daratan maupun di lautan

·     Mikrobe mesofil (mesotermik), adalah golongan mikroba yang dapat hidup dengan baik temperatur 5 - 60°C, sedang temperatur optimumnya 25 - 40°C. Umumnya mikroba mesotermik hidup dalam alat pencernaan.

·    Mikrobe termofil (palitermik), yaitu golongan mikroba yang tumbuh ada temperatur 40 - 80 °C, dan temperatur optimumnya 55 -65°C Golongan mikrobe ini terutama terdapat di sumber-sumber air panas dan tempat-tempat lain yang bertemperatur tinggi.

Perlu diketahui bahwa bakteri yang dipelihara dipelihara di bawah temperatur minimum atau sedikit di atas temperatur maksimum itu tidak segera mati, melainkan  berada dalam keadaan “tidur” ( dormancy ).

2. Pengaruh Kebasahan dan Kekeringan

Mikrobe mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi di atas 85%. Kadar air bebas di dalam larutan (a_w) merupakan nilai perbandingan antara tekanan uap air larutan dengan tekanan uap air murni, atau 1/100 dari kelembaban relatif. Nilai a_w untuk bakteri pada umumnya terletak di antara 0,90 - 0,99, sedangkan bakteri halofilik mendekati 0,75.

Keadaaan kekeringan menyebabkan proses pengeringan protoplasma, yang berakibat berhentinya kegiatan metabolisme. Pengeringan secara perlahan-lahan menyebabakan perusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosis dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.

Adapun syarat-syarat yang menentukan matinya bakteri karena kekeringan antara lain adalah:

• Pengeringan dalam keadaan terang pengaruhnya lebih buruk daripada   dalam gelap.

• Pengeringan pada suhu tubuh (37°C) atau temperatur kamar (± 26°C) lebih jelek   daripada pengeringan pada temperatur titik beku

•  Pengeringan pada udara efeknya lebih buruk daripada di dalam vakum atau di tempat  yang berisi nitrogen.

• Bakteri yang dalam medium susu, gula, daging kering dapat bertahan lebih lama daripada pada gesekan pada kaca obyek.

3. Nutrien

     Penyediaan bahan makanan bagi pertumbuhan suatu organisme dinamakan nutrisi. Mikroba terdiri dari bermacam-macam jenis yang masing-masing berbeda dalam sifat-sifat fisiologisnya, karena itu kebutuhan makanan (nutrisi) tiap-tiap golongan atau jenis mikroba juga berbeda-beda.Ada bakteri yang dapat hidup dari zat anorganik saja , tetapi ada pula bakteri yang tidak dapat hidup jika tidak ada zat organik.Kebanyakan bakteri membutuhkan zat organik seperti garam-garam yang mengandung Na,K,Ca,Mg,Fe,Cl,S dan P , kecuali zat diatas bakteri memerlukan juga sumber makanan yang mengandung C,H,O,N yang dapat berfungsi sebagai penyusun protoplasma.

Unsurt-unsur C,H,O,N tersebut dapat diambil dalam bentuk elemen-elemen oleh beberapa spesies, tetapi beberapa spesies yang lain hanya dapat mengambil unsur-unsur tersebut dalam bentuk senyawa organik, seperti karbohidrat,protein,lemak dan sebagainya.Banyak bakteri yang masih memerlukan zat-zat tambahan ,seperti : Mn,Mo,vitamin-vitamin, beberapa macam asam amino , asam lemak , sel-sel darah merah ,hematin, pirimidin,nukleotida dan kadang-kadang asam cuka.

4. Pengaruh Perubahan Nilai Osmotik

     Pada umumnya larutan hipertonik menghambat pertumbuhan mikrobe karena dapat menyebabkan plasmolisis. Medium yang paling cocok bagi kehidupan mikrobe adalah medium yang isotonik terhadap isi sel mikrobe. Larutan garam atau larutan gula yang agak pekat mudah menyebabkan plasmolisis. Sebaliknya, mikrobe yang ditempatkan di air suling (aquades) akan kemasukan air sehingga dapat menyebabkan pecahnya sel mikrobe tersebut, hal ini dinamakan plasmoptisis. Berdasarkan hal ini, maka pembuatan suspensi bakteri dengan menggunakan air murni tidak dapat digunakan.

Beberapa mikrobe dapat menyesuaikan diri terhadap kadar garam atau kadar gula yang tinggi, misal ragi yang osmofil (dapat tumbuh padaz kadar garam tinggi), bahkan beberapa mikrobe dapat bertahan di dalam substrat dengan kadar garam sampai 30%, golongan ini bersifat haloduri

5. Pengaruh Sinar

Pada umumnya sel mikroorganisme rusak akibat cahaya, terutama pada mikrobe yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik. Sinar dengan gelombang pendek akan berpengaruh buruk terhadap mikrobe. Sedangkan sinar dengan gelombang panjang mempunyai daya fotodinamik dan daya biofisik, misalnya cahaya matahari. Bila energi radiasi diabsorpsi oleh sel mikroorganisme akan menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel.     

Kebanyakan bakteri tidak dapat mengadakan fotosintesis, bahkan setiap radiasi dapat berbahaya bagi kehidupannya. Sinar ultra violet (sinar gelombang pendek) sangat berbahaya terhadap kehidupan bakteri. Sinar X dan sinar radium yang bergelombang lebih pendek dari pada sinar ultra violet juga dapat membunuh mikroba, akan tetapi memerlukan lebih banyak dosis dari pada sinar ultra violet. Sinar yang tampak oleh mata kita, tidak begitu mematikan bakteri.

Aliran listrik tidak berbahaya bagi kehidupan bakteri, tetapi jika ada bakteri yang mati karenanya, hal ini disebabkan oleh panas atau oleh zat-zat yang timbul didalam medium sebagai akibat dari panas arus listrik.

 6.  pH

pH sangat mempengaruhi terhadap kehidupan bakteri. Media yang dipakai untuk  menanam suatu bakteri harus mempunyai pH tertentu. Hal ini berhubungan dengan sifat-sifat bakteri yang mempunyai batas-batas pH untuk pertumbuhannya. Dengan adanya sifat bakteri tersebut timbul pengetian :

·         pH minimum yaitu pH terendah dimana bakteri masih dapat hidup walaupun tidak bekembang biak.

·         pH maksimum yaitu pH tertinggi dimana bakteri masih dapat hidup walaupun tidak berkembang biak .

·         pH optimum yaitu pH sedang tertentu dimana bakteri dapat berkembang biak sebaik-baiknya.  

Nilai pH merupakan faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim, dimana aktivitas enzim ini akan maksimum pada kondisi pH optimum. Nilai pH sel mikroorganisme dipengaruhi oleh pH lingkungan dimana mikroorganisme tersebut hidup. Bebertapa mikroorganisme memiliki mekanisme untuk mempertahankan pH intraselularnya pd pH yang relatif konstan dalam kondisi pH lingkungan yang berfluktuasi dan tambah pada kondisi asam maupun basa. Pada umumnya bakteri hidup pada pH 6,5-7,5 (Benefield dan Randall, 1980)

Menurut Starr (1981), mikroorganisme dapat dikelompokkan berdasarkan rentang pH tempat hidupnya, yaitu:

·        Asidofilik (pH 1,0-5,5)

·        Neutrofilik (pH 5,5-8,5)

·        Alkalifilik (pH 8,5-11,5)

7. Sumber CO₂

        Sumber CO₂ untuk mikroba dapat berbentuk senyawa organik ( karbohidrat, asam-asam organik, garam-garam asam organik, dan lain-lain) dan ada pula yang dapat menggunakan senyawa anorganik ( karbonat-karbonat ) atau CO₂ sebagai sumber karbon utama. Berdasarkan atas kebutuhan karbon, mikroba dapat digolongkan dalam:

·                mikroba ototrof  : mikroba yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa anorganik ( CO₂ dan senyawa-senyawa karbonat )

·                mikroba heterotrof : mikroba yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik.

8. O₂

          Oksigen sangat diperlukan untuk pernafasan suatu mikroba. Oksigen yang diperlukan dalam proses tersebut, ada yang berasal dari udara bebas dan ada pula suatu bakteri untuk pernafasanya tidak memerlukan oksigen dari udara bebas, melainkan dari suatu senyawa. 

Penggolongan bakteri berdasarkan sumber oksigen yang diperlukan dalam proses respirasi. Bakteri itu dikelompokan sebagai berikut :

a. Bakteri aerob, yaitu bakteri yang menggunakan oksigen bebas dalam proses respirasinya. Misal: Nitrosococcus, Nitrosomonas dan Nitrobacter. 

b. Bakteri anaerob, yaitu bakteri yang tidak menggunakan oksigen bebas dalam proses respirasinya. Misal: Streptococcus lactis 

c. Bakteri aerob obligat, yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana mengandung oksigen. Misal: Nitrobacter dan Hydrogenomonas. 

d. Bakteri anaerob obligat, yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana tanpa oksigen. Misal: Clostridium tetani.  Bakteri ini penyebab penyakit tetanus, oleh karena itu orang yang terkena tetanus diberikan udara yang kaya oksigen untuk mempercepat proses penyembuhannya.

e. Bakteri anaerob fakulatif, yaitu bakteri yang dapat hidup dengan atau tanpa oksigen. Misal: Escherichia coli, Salmonella thypose dan Shigella. 

9.  H₂O / Air

            Air merupakan komponen utama dalam sel mikroba dan medium. Fungsi air ialah sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi. Selain itu air berfungsi sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam proses metabolisme.

2.2 FAKTOR-FAKTOR BIOTIK (BIOLOGI)

Hubungan antar spesies, termasuk mikrobe dapat dibedakan sebagai berikut:

1. Netralisme

Hubungan netralisme merupakan hubungan antar spesies yang saling tidak mengganggu. Misalnya saja, mikrobe yang ada di dalam tanah atau di dalam kotoran hewan banyak spesies yang dapat hidup bersama dengan saling tidak merugikan, tetapi juga tidak saling menguntungkan.

2. Kompetisi

Kebutuhan akan zat makanan yang sama dapat menyebabkan terjadinya persaingan antar spesies. Spesies yang dapat menyesuaikan diri paling baik, itulah spesies yang akan mengalami pertumbuhan subur, maka bakteri aerob akan dikalahkan oleh bakteri anaerob fakultatif.

3. Antagonisme

Antagonisme menyatakan hubungan yang berlawanan, dapat dikatakan sebagai hubungan yang asosial. Spesies yang satu menghasilkan sesuatu yang meracuni spesies yang lain, sehingga pertumbuhan spesies yang terakhir sangat terganggu. Zat yang dihasiIkan oleh spesies yang pertama mungkin berupa suatu ekskret, sisa makanan dan yang jelas bahwa zat itu "menentang" kehidupan yang lain. Zat penentang tersebut dinamakan antibiotika. Oleh karena kejadian inilah Alexander Fleming pada tahun 1929 menemukan antibiotika penisilin.

Beberapa bentuk dari antagonisme misalnya antara Strepto: lactis dan Bacillus substilis atau Proteus vuigaris. Jika ketiga spesies ditumbuhkan pada suatu medium, maka pertumbuhan Bacillus c Proteus akan segera tercekik karena adanya asam susu yang dihasilkan Streptococcus lactis,

4. Komensalisme

Asosiasi jenis ini terjadi biia dua spesies hidup bersama, kemudian spesies yang satu mendapatkan keuntungan, sedangkan spesies yang lain tidak dirugikan olehnya, maka hubungan hidup antara kedua spesies itu disebut komensalisme (metabiosis). Spesies yang beruntung disebut komensal, sedangkan spesies yang member keuntungan disebut inang (hospes).

5. Mutualisme

Mutuaiisme merupakan suatu bentuk simbiosis antara dua spesies, dimana masing-masing yang bersekutu mendapatkan keuntungan. Jika terpisah, masing-masing tidak atau kurang dapat bertahan diri. Seringkali simbiosis dipakai untuk menyatakan bentuk hubungan antara dua spesies yang mutualistik, tetapi sekarang orang lebih banyak menggunakan istilah mutualisme. Simbiosis artinya hidup bersama. Anggota asosiasi ini disebut simbion.

6. Sinergisme

Sinergisme adalah asosiasi (hubungan hidup) antara kedua spesies, bila mengadakan kegiatan tidak saling menganggu, akan tetapi kegiatan masing-masing justru merupakan urut-urutan yang saling menguntungkan. Misalnya, ragi untuk membuat tape terdiri atas kumpulan spesies Aspergillus, Saccharomyces, Candida, Hansenula, dan Acetobacter. Masing-masing spesies mempunyai kegiatan-kegiatan sendiri, sehingga amilum berubah menjadi gula, dan gula menjadi bermacam-macam asam organik, alkohol, dan Iain-Iain. Asosiasi komensalisme dan sinergisme tidak ada perbedaan yang tegas.

7. Parasitisme

Parasitisme merupakan suatu bentuk asosiasi di antara dua spesies, dimana satu pihak dirugikan dan pihak yang lain diuntungkan. Spesies pertama disebut dengan inang (hospes/pejamu/induk semang), sedangkan spesies yang mengambil keuntungan dinamakan parasit. Hubungan ini misalnya, antara virus (bakteriofage) dengan bakteri. Virus tidak dapat hidup di luar bakteri atau sel hidup lainnya. Sebaliknya bakteri atau sel lainnya yang menjadi hospes akan mati karenanya.

8. Predatorisme

Hubungan antara Amoeba dengan bakteri disebut predatorisme. Amoeba merupakan pemangsa (predator), sedangkan bakteri merupakan mangsa. Kematian mangsa berarti kehidupan pemangsa Berbeda dengan parasitisme adalah dalam hal ukuran besar kecilnya saja; parasit lebih kecil daripada hospes, sedangkan predator lebih besar daripada organisme yang dimangsa. Seperti parasit, tidak dapat hidup tanpa hospes, maka predator pun tidak dapat hidup tanpa mangsa.

9. Sintropisme

Sintropisme merupakan kegiatan bersama antara berbagai jasad renik terhadap suatu nutrisi. Proses ini penting untuk peruraian bahan organik tanah dan di dalam proses pengolahan air buangan. Misalnya, sintropisme antara mikroorganisme A, B, C, D, dan E di dalam penguraian zat X.

                                                       

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dalam pertumbuhannya setiap makhluk hidup membutuhkan nutrisi yang mencukupi serta kondisi lingkungan yang mendukung demi proses pertumbuhan tersebut, termasuk juga bakteri. Pertumbuhan bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Kondisi lingkungan yang mendukung dapat memacu pertumbuhan mikroorganisme. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan mikrobe adalah meliputi temperatur, kebasahan dan kekeringan, nutrien, nilai osmotik, sinar / cahaya, pH, CO_2, O_2, H₂O.

3.2 Saran

Kami selaku penyusun makalah ini menyarankan kepada pembaca agar sebaiknya dapat mengantisipasi pertumbuhan mikroorganisme khususnya yang dapat merugikan manusia dengan melihat faktor-faktor lingkunan yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme.

Daftar Pustaka

Dwidjoseputro, D. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Djambatan : Jakarta

Waluyo, Lud. 2007. Mikrobiologi Umum. UMM Press : Malang

Prayitno.dr.Nur Amaliawati.dr.W Soenarto.1988.Pendidikan Tenaga Analis.Depkes R.I : Malang