5 pertumbuhan sel

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 1/37

PERTUMBUHAN

SELDR MAYA SARAH, ST, MT

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 2/37

KINETIKA PERTUMBUHAN SEL

Pertumbuhan sel dapat dipandang sebagaisuatu rangkaian reaksi kimia yangmengendalikan sintesis penyusunan biomassayang diperoleh pada akhir kultur secaraglobal.

Pertumbuhan sel pada dasarnya merupakansuatu proses biokimia kompleks yang sangatmenakjubkan yang berlangsung karena

adanya akitivitas ribuan enzim (E)menggunakan ribuan produk biokimiaintermedit (X) dalam ribuan reaksi (r)

Berlaku hukum kekekalan massa

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 3/37

Apa itu SUBSTRAT?

Substrat (S) sumber karbon !. Seringdisebut sebagai media atau medium

karena merupakan tempat hidupnyamikroorganisme. "isebut juga sebagaimakanan mikroorganisme karenamikroorganisme meman#aatkan !yang ada untuk pertumbuhan$respirasi dan pembentukan produk#ermentasi

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 4/37

Apa itu Biomassa?

%erupakan massa sel yang terbentukselama pertumbuhan sel.

&umus Biomassa'mum C5H7NO2

ang (*+*)$ biomassa khamir C6H

16O

3N

,umphrey (*-)$ biomassa bakteri  C

4,42

H7,3

O1,19

N0,86

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 5/37

Apa itu produkmetao!ik?

Produk metabolik (P) adalah produkantara atau produk akhir yang

terbentuk selama proses konvesibiokimia.

Produk metabolit dapat berupa  enzim$ produk #ermentasi$ !/0 dan,0/

(proses aerobik) dan !,1 dan !/0(proses

anaerobik)

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 6/37

Persamaa" reaksipertumu#a"

jenis substrat (S)  sustrat   se!  2 produkmetao!ik 

  sumber ! biomassa !/0$ ,0/$ enzim  ,$ /$ 3$ P$4   produk #ermentasi

5 jenis substrat

aS 2 a0S0 2 6. biomassa 2 bP 2 b0P026 

a$ b koe7sien reaksi$0$.. jlh S atau P

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 7/37

$t# Reaksi u"tuk SistemAeroik 

a!s/t,u3v 2 b/0 2 c3,12  !8,9/y3z 

2

d!/0 2 e,0/

3eraca ! as : 82d3eraca , au 2 1c : 9 2 0e3eraca / at 2 0b : y 2 0d 2 e3eraca 3 av 2 c : z

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 8/37

Pertumu#a" se! dapater!a"%su"% de"%a" &ara'

() Pertumu#a" *a"% seima"%+Ba!a"&ed %rot#-

.) Pertumu#a" de"%a"

sustrat*a"% teratas +Limiti"%

%rot#

sustrate-

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 9/37

Pertumu#a" *a"%seima"%

+Ba!a"&ed %rot#-"e7nisi

Pertumbuhan pada #aseeksponensial dimana semuakebutuhan terpenuhi

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 10/37

Pertumu#a" *a"%seima"%Sel berkembang biak dari 01 sel dst dan

semua kebutuhan terpenuhi.Pertumbuhan sel dapat diamati berdasarkan   a. ;umlah sel (3)

  b. 4onsentrasi sel (9) (g<ml)Pertumbuhan sel dari ke 0 disebut generasi

dan seterusnya. ;umlah generasi dirumuskan

" / t0td

  n: jumlah generasi

  t : 8aktu pertumbuhan

  td : doubling time

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 11/37

Huu"%a" 1um!a# se! da"%e"erasi

 ;umlahgenerasi

 ;umlah sel

= 0

0 1

> 1 -

? >0

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 12/37

Kur2aPertumu#a" +(-

aktu(detik)

 ;umlahsel

=

0

0 1

>

1 -

? >0

!ulture

doubling time

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 13/37

Kur2a pertumu#a" +.-

aktu yang dibutuhkan untukpeningkatan populasi dari satu

generasi (nA) ke generasi berikutnya(n) adalah tetap dalam kondisi yangtetap.  a. n:  t<t

d

 : $ t : td

  b. n:>

 t<td : >$ t : >td

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 14/37

Kur2a pertumu#a" +3-

'ntuk memudahkan penarikankesimpulan$ maka dilakukan

linearisasi kurva pertumbuhan. "aripers ()

Bila pers (>) diplot dalam bentuk

gra7k$ akan diperoleh

!"

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 15/37

ln 3

ln 3=

!"

S!ope / k 

tntercept

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 16/37

$Y$LI$AL 4R56THPR5$ESS

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 17/37

Huu"%a" !a1u pertumu#a"da" ko"se"trasi se! +(-

Bila laju pertumbuhan adalah r9 dan r9 

C 9= maka dapat dirumuskan

  666666.(1)  atau   6666666...(?)  dimana

r9 laju pertumbuhan

  µ  laju pertumbuhan spesi7k  9= konsentrasi sel

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 18/37

Huu"%a" !a1u pertumu#a"da" ko"se"trasi se! +.-

Dpabila dinyatakan dalam bentukkonsentrasi sel$ berlaku

inearisasi pers (-)

!"

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 19/37

 9

9=

!"

S!ope /

tntercept

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 20/37

Huu"%a" !a1u pertumu#a"da" ko"se"trasi se! +3-

ingkungan yang menyediakansumber ! maksimum akan

menghasilkan pertumbuhan yangoptimum. ,al ini menunjukkan lajupertumbuhan spesi7k (µ) mencapainilai maksimum (µ

ma9

)

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 21/37

td da" ma7 eerapa

mikroor%a"isme

Mikro8

or%a"is

me

td +1am-  ma7 +1am8

(-

Bakteri =$> 0$>K#amir $? =$1-Kapa"% > =$0>Se!

ta"ama"

01 =$=0+

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 22/37

  Pertumu#a" de"%a"

sustrat*a"% teratas+Limiti"% %rot# sustrate-

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 23/37

Pertumu#a" de"%a" sustratteratas

"e7nisiPertumbuhan dimana jumlah substrat

yang dibutuhkan mikroorganismedalam mediumnya terbatas(mengalami penurunan) akibat dipakaipada tahap pertumbuhanmikroorganisme sebelumnya.

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 24/37

Pe!opor teori' M5N5D

 Feori %onod didasarkan padapertumbuhan bakteri E.coli. Feori

%onod didasarkan pada teori %ichaelisG %enten (*>) untuk reaksienzimatis

S 2 E ES E 2 P

Pers. %ichaelis G %enten

S : substrat

E : enzimP : produk

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 25/37

Teori M5N5D +(-

r9 : #(S$9)

aju pertumbuhan sel dipengaruhi

oleh konsentrasi S dan konsentrasi 9 #ungsi S H 9

r9 C 9

=

 dimana µ : #(S)

Dpabila konsentrasi substrat terbatas $ sedangkan µ : #(S)

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 26/37

Teori M5N5D +.-

Sehingga

 99999+:- PERS) M5N5D Dima"a'

' !a1u pertumu#a" spesi;k+m%0!- ma7' !a1u pertumu#a" spesi;k ma7

+m%0!-

K s ' ko"sta"ta saturasi +saat / <

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 27/37

Ap!ikasi Teori M5N5D

Banyak digunakan untukmenentukan kinetika proses

#ermentasi.Penentuan parameter0 seperti ,

ma7, dan K s dapat dilakukan

berdasarkan dataAdata laboratoriumseperti data konsentrasi sel dan8aktu pengamatan.

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 28/37

Metode B!a&kma", Ha!da"e =$urtis

Penentuan parameter kinetikapertumbuhan sel dari percobaan

skala lab dengan parameter S$ 9 dant. Fahapan Buat tabel data percobaan$

tabel data olahan$ hitung nilai µ daripersamaan

 plot nilai µ AvsA S.

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 29/37

Tae! Data Per&oaa"

Ru

"

6aktu, t

+satua"

aktu-

Ko"s)

Sustrat, S

+m%0!-

Ko"s)

Se!, 7

+m%0!-

( t S 9

. t0 S0 90

3 t> S> 9>

) . . .

) . . .

) . . .

" tn Sn 9n

Serkura"%

>

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 30/37

Pe"%o!a#a" Data

4arena laju pertumbuhan merupakanselisih peningkatan sel persatuan8aktu$ maka

Sementara itu nilai rata0

µ dihitung dari pers

! d ! #

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 31/37

Tae! data *a"% te!a#dio!a#

Ru" t 7  

(=. It(=. I9(=. (=.   µ(=.

.=3 It.=3 I9.=3 .=3   µ.=3

3=@ It3=@ I93=@ 3=@   µ3=@

) . . . . .

"=+"

(-

It"=+"

(-

I9"=+"(

-

"=+"(-   µ 

"=+"(-

Ru" t 7  

(=. It(=. I9(=.   µ(=.

.=3 It.=3 I9.=3   µ.=3

3=@ It3=@ I93=@   µ3=@

) . . . . .

"=+"

(-

It"=+"

(-

I9"=+"(

-

µ 

"=+"(-

4 ;k d B! k

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 32/37

4ra;k metode B!a&kma"dkk 

ma7

 /<

ma7

K s SC

+m%0!-

5rde "o!

5rde (

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 33/37

Kesimpu!a" #asi! K s 

4 s J S

 4 s dapat diabaikan terhadap S  Pers %onod menjadi 66reaksi orde nol4 s  S  &eaksi orde nol hingga reaksi

orde 4 s 5 S  S dapat diabaikan terhadap 4 s 

Pers %onod menjadi

 66reaksi orde   dimana 4 adalah suatu konstanta

Kesu!ita"

+.- M t d Li

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 34/37

+.- Metode Li"eea2erda" Burk 

Sering disebut K"ouble&eciprocal Dpproach

Persamaan %onod dilinearisasidengan cara membalikpembilang dan penyebut

 Fujuannya agar memperolehhubungan antara µ dan Ssehingga dapat diperoleh 4 s dan

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 35/37

Li"earisasi

"ari Pers. %onod  

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 36/37

Pers) Li"ier

Lra7k AvsA digambarkan dengan sebagai slope dan sebagai intercept

7/25/2019 5 Pertumbuhan Sel

http://slidepdf.com/reader/full/5-pertumbuhan-sel 37/37

4ra;k