FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROBA

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROBA

Kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dan tetap hidup merupakan suatu hal yang penting untuk diketahui. Pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba sangat penting di dalam mengendalikan mikroba. Berikut ini faktor-faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba :

a) Suplai Nutrisi

Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.

Kondisi tidak bersih dan higinis pada lingkungan adalah kondisi yang menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba sehingga mikroba dapat tumbuh berkembang di lingkungan seperti ini. Oleh karena itu, prinsip daripada menciptakan lingkungan bersih dan higinis adalah untuk mengeliminir dan meminimalisir sumber nutrisi bagi mikroba agar pertumbuhannya terkendali.

b) Suhu / Temperatur

Suhu merupakan salah satu faktor penting di dalam mempengaruhi dan pertumbuhan mikroorganisme. Suhu dapat mempengaruhi mikroba dalam dua cara yang berlawanan :

1)        Apabila suhu naik maka kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat.

2)        Sebaliknya apabila suhu turun, maka kecepatan metabolisme akan menurun dan pertumbuhan diperlambat.

3)        Apabila suhu naik atau turun secara drastis, tingkat pertumbuhan akan terhenti, kompenen sel menjadi tidak aktif dan rusak, sehingga sel-sel menjadi mati.
Berdasarkan hal di atas, maka suhu yang berkaitan dengan pertumbuhan mikroorganisme digolongkan menjadi tiga, yaitu :

1)             Suhu minimum yaitu suhu yang apabila berada di bawahnya maka pertumbuhan terhenti.

2)             Suhu optimum yaitu suhu dimana pertumbuhan berlangsung paling cepat dan optimum. (Disebut juga suhu inkubasi)

3)             Suhu maksimum yaitu suhu yang apabila berada di atasnya maka pertumbuhan tidak terjadi.

Sehubungan dengan penggolongan suhu di atas, maka mikroba digolongkan menjadi :
Tabel 1 : Penggolongan bakteri menurut suhu

Kelompok	Suhu Minimum	Suhu Optimum	Suhu Maksimum
Psikrofil	- 15o C.	10o C.	20o C.
Psikrotrof	- 1o C.	25o C.	35o C.
Mesofil	5 – 10o C.	30 – 37o C.	40o C.
Thermofil	40o C.	45 – 55o C.	60 – 80o C.
Thermotrof	15o C.	42 – 46o C.	50o C.

Berdasarkan ketahanan panas, mikroba dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu :
1)    Peka terhadap panas, apabila semua sel rusak apabila dipanaskan pada suhu 60^oC selama 10-20 menit.
2)    Tahan terhadap panas, apabila dibutuhkan suhu 100^oC selama 10 menit untuk mematikan sel.
3)    Thermodurik, dimana dibutuhkan suhu lebih dari 60^oC selama 10-20 menit tapi kurang dari 100^oC selama 10 menit untuk mematikan sel.
c)- Keasaman atau Kebasaan (pH)
Setiap organisme memiliki kisaran pH masing-masing dan memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Kebanyakan mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran ph 8,0 – 8,0 dan nilai pH di luar kisaran 2,0 sampai 10,0 biasanya bersifat merusak.
d)- Ketersediaan Oksigen
Mikroorganisme memiliki karakteristik sendiri-sendiri di dalam kebutuhannya akan oksigen. Mikroorganisme dalam hal ini digolongkan menjadi :
1)    Aerobik : hanya dapat tumbuh apabila ada oksigen bebas.
2)    Anaerob : hanya dapat tumbuh apabila tidak ada oksigen bebas.
3)    Anaerob fakultatif : dapat tumbuh baik dengan atau tanpa oksigen bebas.
4)    Mikroaerofilik : dapat tumbuh apabila ada oksigen dalam jumlah kecil.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KETAHANAN PANAS MIKROBA

Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan panas mikroba antara lain ialah waktu, temperatur, kelembaban, bentuk dan jenis spora, umur mikrroba, pH dan komposisi medium. Contoh waktu kematian thermal (TDT/ thermal death time) untuk beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut :

Nama mikroba	Waktu (menit)	Suhu (0C)
Escherichia coli	20-30	57
Staphylococcus aureus	19	60
Spora Bacilus subtilis	20-50	100
Spora Clostridium botulinum	100-330	100

 

a.    Kelembaban dan Pangaruh Kebasahan serta Kekeringan

          Mikroba mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi di atas 85%, sedangkan untuk jamur di perlukan kelembaban yang rendah dibawah 80%. Banyak mikroba yang tahan hidup di dalam keadaan kering untuk waktu yang lama, seperti dalam bentuk spora, konidia, artospora, klamidospora dan kista.

Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur dengan parameter a_w (water activity) atau kelembaban relatif. Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6. bakteri umumnya memerlukan a_w 0,90- 0,999. Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada a_w terendah (0,6) misalnya khamir Saccharomyces rouxii. Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada a_w 0,8. Bakteri umumnya memerlukan a_w atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi bakteri halofil hanya memerlukan a_w 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista.  Tabel berikut ini memuat daftar a_w yang oleh beberapa Jenis bakteri dan jamur :

Nilai aw	Bakteri	Jamur
1,00	Caulobacter Spirillum	-
0,90	Lactobacilus Bacillus	Fusarium Mucor
0,85	Staphylococcus	Debaromyces
0,80	-	Penicillium
0,75	Halobacterium	Aspergillus
0,60	-	Xeromyces

                      

Bakteri sebenarnya mahluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di dalam air. Hanya di dalam air yang tertutup mereka tak dapat hidup subur, hal ini di sebabkan karena kurangnya udara bagi mereka. Tanah yang cukup basah baiklah bagi kehidupan bakteri. Banyak bakteri menemui ajalnya, jika kena udara kering. Meningococcus, yaitu bakteri yang menyebabkan meningitis, itu mati dalam waktu kurang daripada satu jam, jika digesekkan di atas kaca obyek. Sebaliknya,spora-spora bakteri dapat bertahan beberapa tahun dalam keadaan kering.

Pada proses pengeringan, air akan menguap dari protoplasma. Sehingga kegiatan metabolisme berhenti. Pengeringan dapat juga merusak protoplasma dan mematikan sel. Tetapi ada mikrobia yang dapat tahan dalam keadaan kering, misalnya mikrobia yang membentuk spora dan dalam bentuk kista. Adapun syarat-syarat yang menentukan matinya bakteri karena kekeringan itu ialah bakteri yang ada dalam medium susu, gula, daging kering dapat bertahan lebih lama dari pada di dalam gesekan pada kaca obyek. Demikian pula efek kekeringan kurang terasa, apabila bakteri berada di dalam sputum ataupun di dalam agar-agar yang kering.

Pengeringan di dalam terang itu pengaruhnya lebih buruk daripada pengeringan di dalam gelap. Pengeringan pada suhu tubuh (37°C) atau suhu kamar (+ 26 °C) lebih buruk daripada pengeringan pada suhu titik-beku. Pengeringan di dalam udara efeknya lebih buruk daripada pengeringan di dalam vakum ataupun di dalam tempat yang berisi nitrogen. Oksidasi agaknya merupakan factor maut.

b.    Pengaruh perubahan nilai Osmotik

Tekanan osmose sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah.

Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi:

1. Mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi.

2. Mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi.

3. Mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30 %.

Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan terhadap ion Natrium.

c.    Kadar Ion Hidrogen (pH)

Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada pH tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri. Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu:

a. Mikroba asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0-5,0,

b. Mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0.

c. Mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5. Contoh pH minimum, optimum, dan maksimum untuk beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut :

Nama mikroba	pH
	minimum	optimum	maksimum
Escherichia coli Proteus vulgaris Enterobacter aerogenes Pseudomonas aeruginosa Clostridium sporogenes Nitrosomonas spp Nitrobacter spp Thiobacillus Thiooxidans Lactobacillus acidophilus	4,4 4,4 4,4 5,6 5,0-5,8 7,0-7,6 6,6 1,0 4,0-4,6	6,0-7,0 6,0-7,0 6,0-7,0 6,6-7,0 6,0-7,6 8,0-8,8 7,6-8,6 2,0-2,8 5,8-6,6	9,0 8,4 9,0 8,0 8,5-9,0 9,4 10,0 4,0-6,0 6,8