TES
JURNAL (KINETIKA PERTUMBUHAN Escherichia
coli )
II) Fase II:
fase pertumbuhan awal (fase permulaan pembiakan)
1.
Apa tujuan
percobaan kali ini ?
- Mahasisiwa mampu mengukur konsentrasi sel dengan metode turbidimetri
- Mahasiswa mampu mengukur konsentrasi substrat
- Mahasiswa mampu menghitung parameter kinetika pertumbuhan Escherichia coli
2.
Apa yang Anda
ketahui mengenai teknik pengukuran konsentrasi sel dengan metode turbidimetri ?
Massa sel dapat diukur secara optis
dengan menentukan jumlah cahaya yang dipancarkan oleh suspensi sel. Teknik ini didasarkan pada kenyataan bahwa partikel
memancarkan cahaya yang jumlahnya proporsional dengan konsentrasi. Ketika
cahaya dilewatkan pada suspensi organisme, terjadi pengurangan jumlah cahaya
yang diteruskan. Penentuan semacam ini biasa digunakan pada spektrofotometri,
dan terbaca sebagai Absorbansi. Absorbansi adalah logaritma dari ratio
intensitas cahaya yang mengenai suspensi (Io) dengan intensitas cahaya yang
diteruskan oleh suspensi (I). Kalibrasi dilakukan dengan mengukur absorbansi
sampel yang diketahui konsentrasinya. Pengukuran biasanya dilakukan pada
panjang gelombang 600-700 nm.
3.
Apa yang Anda
ketahui mengenai fase pertumbuhan bakteri ?
(Waluyo,2004)
Gambar 1.1. Kurva
Pertumbuhan Jasad Renik
I) Fase I: fase adaptasi (fase lag)
Bila jasad renik dipindahkan ke dalam suatu medium,
mula-mula akan mengalami fase adaptasi. Fase in untuk menyesuaikan diri dengan
substrat dan kondisi lingkungan di sekitarnya. Fase in belum terjadi pembelahan
sel karena beberapa enzim mungkin belum disintesis. Jumlah sel pada fase ini
mungkin tetap, tetapi kadang-kadang menurun. Lamanya fase ini bervariasi, dapat
cepat atau lambat tergantung dari kecepatan penyesuaian dengan lingkungan di
sekitarnya.
Setelah
mengalami fase adaptasi, sel mulai membelah dengan kecepatan yang masih rendah karena
baru selesai tahap penyesuaian diri.
III) Fase III : fase pertumbuhan logaritmik (fase eksponensial
atau fase pembiakan cepat)
Setelah mikroba menyesuaikan diri dengan lingkungan,
yakni pada fase adaptasi dan fase permulaan pembiakan, maka sel jasad renik
membelah dengan cepat, dimana pertambahan jumlahnya mengikuti kurva logaritmik.
Pada fase ini kecepatan pertumbuhan sangat dipengaruhi oleh medium tempat
tumbuhnya seperti pH dan kandungan nutrien, suhu dan kelembaban udara. Pada
fase ini sel membutuhkan energi lebih banyak dibandingkan dengan fase lainnya,
selain itu sel paling sensitif terhadap keadaan lingkungan. Bila diinginkan
untuk mengadakan piaraan yang cepat tumbuh, maka bakteri pada fase ini baik
sekali untuk diadakan inokulum.
IV) Fase IV: fase pertumbuhan lambat (fase pembiakan
diperlambat)
Pada fase ini pertumbuhan jasad renik diperlambat, karena
beberapa sebab, misalnya: (1) zat nutrisi di dalam medium sudah sangat
berkurang, (2) adanya zat hasil-hasil metabolisme yang mungkin beracun atau
dapat menghambat pertumbuhan jasad renik. Pada fase ini pertumbuhan sel tidak stabil,
tetapi jumlah populasi masih naik. Hal ini karena jumlah sel yang masih tumbuh
lebih banyak daripada jumlah sel yang mati.
V) Fase V: fase pertumbuhan tetap (statis)
Pada fase ini jumlah populasi sel tetap karena jumlah sel
yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati. Ukuran sel pada fase ini lebih
kecil karena sel tetap membelah meskipun zat nutrisi sudah habis. Karena
kekurangan zat nutrisi, maka kemungkinan sel tersebut mempunyai komposisi
berbeda dengan sel yang tumbuh pada fase logaritma. Pada fase ini sel-sel
menjadi lebih tahan terhadap keadaan ekstrem seperti panas, dingin, radiasi,
dan bahan kimia.
VI) Fase VI: fase menuju kematian dan fase kematian
Pada fase ini sebagian populasi jasad renik mulai
mengalami kematian karena sebab, yakni: (1) nutrien di dalam medium sudah
habis, (2) energi cadangan di dalam sel habis. Jumlah sel yang mati semakin
lama akan semakin banyak, dan kecepatan kematian dipengaruhi kondisi nutrien,
lingkungan dan jenis jasad renik.
4.
Dari
hasil percobaan mengenai perhitungan konsentrasi sel, data apa saja yang Anda
dapatkan ?
Nilai
konsentrasi sel tiap waktu (Xt)
5.
Setelah
mendapat hasil tersebut, perhitungan apa yang Anda lakukan selanjutnya ?
Memasukkan
nilai-nilai dari Xt dan t pada persamaan ln X =
μ . t + ln Xo.
Setelah itu dilakukan regresi linear sehingga didapatkn nilai μ dan Xo.
6.
Apa
sebenarnya yang mau digambarkan oleh persamaan Monod ?
Monod (1949)
menjelaskan tentang hubungan antara konsentrasi substrat pembatas pertumbuhan
yang tersisa dengan laju pertumbuhan spesifik. Turunnya laju pertumbuhan
disebabkan karena adanya penurunan konsentrasi substrat.
Turunnya laju pertumbuhan disebabkan karena adanya
penurunan konsentrasi substrat yang dapat dijelaskan dengan persamaan berikut :
dimana : S =
konsentrasi substrat sisa
Ks = konstanta pemanfaatan substrat, dimana
untuk E. coli pada substrat glukosa Ks
= 2,0-4,0 mg/L(Dwidjoseputro,1994)
Kecepatan pertumbuhan
spesifik maksimum (µm) adalah kecepatan maksimum pertumbuhan yang dapat dicapai
pada saat konsentrasi nutrien pembatas pertumbuhan tidak terbatas. Semakin tinggi
harga µ, semakin cepat kecepatan pertumbuahannya di mana organisme dapat
tumbuh.
Konstanta
Monod (Ks)
adalah konsentrasi dari nutrien pembatas pertumbuhan di mana kecepatan
pertumbuhan spesific adalah setengah dari harga maksimumnya. Ini menunjukkan afinitas yang dimiliki organisme untuk
nutrien.
Harga µm dan
Ks tidak tergantung pada organismenya,
nutrien pembatas pertumbuhan, media fermentasi, dan faktor lingkungan
seperti pH dan temperatur. Harga µm
adalah sekitar 0.01. Harga konstanta Monod biasanya kurang dari 0.1.
7.
Mengapa bakteri
yang akan diukur konsentrasi selnya perlu diinkubasikan terlebih dahulu selama
24 jam ?
Hal ini
bertujuan agar poada saat pengamatan, bakteri diharapkan sudah berada pada fase
eksponensial. Karena untuk mengukur laju pertumbuhan maksimum bakteri hanya
bisa dilakukan pada saat bakteri berada pada fase eksponensial, karena bakteri
akan tumbuh dengan cepat pada fase eksponensial.
8.
Apa alasan
digunakannya bakteri E.coli untuk
dipelajari kinetika pertumbuhannya ?
Pada percobaan ini, dipelajari pertumbuhan
bakteri Escherichia coli dengan
mengamati perubahan konsentrasi sel terhadap waktu. Bakteri yang digunakan
adalah Escherichia coli karena bakteri ini memiliki kecepatan
pertumbuhan yang cukup tinggi. Pada kondisi optimum, E. coli dapat
menggandakan diri dalam waktu 12,5 menit, sementara sebagian besar bakteri
memiliki waktu penggandaan sekitar 20 menit.
9.
Apa kelemahan
metode turbidimetri dalam menentukan konsentrasi sel ?
Kelemahan
metode turbidimetri adalah semua sel yang terdapat pada sampel ikut terukur,
baik sel yang hidup maupun sel yang mati.
10.
Mengapa setiap
setelah dilakukan sampling, sampel
harus dimasukkan ke dalam ice bath ?
Fungsi dari ice bath adalah menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli, karena bakteri Escherichia coli merupakan bakteri mesofil, maka pada temperatur
ruang (± 29oC) bakteri ini dapat tumbuh. Apabila tabung reaksi ini
tidak dimasukkan ke dalam ice bath
maka pertumbuhan bakteri akan terus terjadi sehingga pengukuran konsentrasi sel
menjadi tidak akurat.
11.
Bagaimana
perkiraan hasil percobaan kali ini ?
Dalam percobaan pertama dimana yang
dilakukan adalah membandingkan pertumbuhan Escherichia
coli dengan perlakuan yang menggunakan aerasi dan tanpa aerasi. Bakteri Escherichia coli yang merupakan bakteri
yang anaerob fakultatif (organisme yang dapat tumbuh dengan ada atau tanpa
oksigen, tetapi pertumbuhannya akan lebih baik lagi apabila ada oksigen) akan
tumbuh dengan lebih baik pada kondisi diaerasi. Hal ini disebabkan karena
dengan adanya proses aerasi maka suplai oksigen untuk bakteri Escherichia coli menjadi bertambah
banyak. Oleh karena itu, laju pertumbuhan dalam keadaan aerasi akan lebih baik
daripada non-aerasi.
Percobaan kedua yang dilakukan adalah
membandingkan pertumbuhan Escherichia coli
yang diinkubasikan pada suhu 26°C, 30°C dan 50°C. Escherichia
coli adalah salah satu bakteri mesophil sehingga ia tumbuh baik pada suhu
dengan kisaran suhu 25°C-37°C. Dari hasil laju pertumbuhan spesifik tersebut
dapat diketahui bahwa bakteri Escherichia
coli mampu tumbuh lebih baik pada suhu 500C. Sedangkan, dari
literatur diketahui bahwa bakteri Escherichia coli hidup optimum pada suhu 25°C-37°C karena bakteri Escherichia coli merupakan bakteri
mesofil. Kesalahan ini mungkin disebabkan karena penyimpanan dalam ice bath yang terlalu lama saat menunggu
untuk diuji dengan spektrofotometer, sehingga bakteri tersebut mampu tumbuh
kembali saat suhu menurun dari 500C dalam ice bath.
12.
Langkah Kerja
Pengaruh Aerasi Terhadap Pertumbuhan Escherichia coli
1.
Diisi
ke dalam 2 buah erlenmeyer 250 mL masing-masing 100 mL media Nutrient Broth.
2.
Disterilisasi media
dalam autoclave pada suhu 121°C dan tekanan 15 psi.
3.
Diinokulasikan
dalam masing-masing erlenmeyer suatu biakan murni Escherichia coli dari agar miring.
4.
Diinkunbasikan
semua erlenmeyer di dalam inkubator pada suhu 300C selama 16 jam.
5.
Setelah
diinkubasi selama 16 jam, dimasukkan sebuah erlenmeyer ke dalam shaker untuk
dilakukan pengocokan pada suhu ruang dan diletakkan erlenmeyer yang lain pada
suhu ruang tanpa dilakukan pengocokan.
6.
Dilakukan
sampling setiap 20 menit dengan memipet secara aseptik sebanyak 6 mL kemudian
dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan didinginkan di dalam ice bath.
7.
Dipipet
sampel ke dalam kuvet lalu dimasukkan ke dalam spektrofotometer untuk
pengukuran konsentrasi sel.
Pengaruh Temperatur Terhadap Pertumbuhan Escherichia
Coli
1.
Diisi
ke dalam 2 buah erlenmeyer 250 mL masing-masing 100 mL media.
2.
Disterilisasi media
dalam autoclave pada suhu 121°C dan tekanan 15 psi.
3.
Diinokulasikan
dalam masing-masing erlenmeyer suatu biakan murni Escherichia coli dari agar miring.
4.
Diinkunbasikan
semua erlenmeyer di dalam inkubator pada suhu 300C selama 16 jam.
5.
Setelah
diinkubasi selama 16 jam, dimasukkan sebuah erlenmeyer ke dalam inkubator
bersuhu 20°C dan diletakkan
erlenmeyer yang lain pada inkubator bersuhu 50°C.
6.
Dilakukan
sampling setiap 20 menit dengan memipet secara aseptik sebanyak 6 mL kemudian
dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan didinginkan di dalam ice bath.
7.
Dipipet
sampel ke dalam kuvet lalu dimasukkan ke dalam spektrofotometer untuk
pengukuran konsentrasi sel.
0 comment:
Post a Comment