PERCOBAAN 17

KURVA TUMBUH BAKTERI

I. TUJUAN

1. Mengetahui dinamika pertumbuhan populasi suatu kultur bakteri

2. Membuat kurva pertumbuhan dan menentukan waktu generasi

kultur bakteri

3. Menentukan secara kuantitatif jumlah sel yang hidup/jumlah total

sel pada kultur mikroba

II. PRISIP PERCOBAAN

Mempelajari pertumbuhan populasi bakteri dapat dilakukan dengan

cara menginokulasikan sel hidup pada media kadlsu steril kemudian kultur

diinkubasi pada suhu, pH, dan kondisi gas optimum. Dalam kondisi

tersebut, sel akan melakukan distribusi dengan cepat dan dinamika

pertumbuhan mikroba dapat digambarkan dalam bentuk kurva

pertumbuhan populasi dengan memplot penambahan jumlah sel versus

waktu inkubasi. Kurva tersebut menggambarkan fase siklus pertumbuhan

dan memfasilitasi perhitungan jumlah sel.

III. TEORI DASAR

Pertumbuhan pada mikroorganisme diartikan sebagai penambahan

jumlah atau total massa sel yang melebihi inokulum asalnya. 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. Pertumbuhan mikroba dalam

suatu medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut

disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase

kematian.

Untuk mempelajari kurva petumbuhan populasi bakteri didapatkan

dengan melakukan inokulasi sel hidup pada media kaldu steril dimana

kemudian kultur diinkubasi pada pH, temperatur, dan kondisi gas yang

optimum. Dalam kondisi optimum tersebut, sel akan melakukan

reproduksi dengan sangat cepat dan dinamika pertumbuhan mikroba dapat

digambarkan dalam grafik kurva pertumbuhan populasi, yang dibuat

dengan memplot penambahan jumlah sel versus waktu inokulasi. Kurva

yang dibuat juga dapat digunakan untuk menggambar fase siklus

pertumbuhan. Selain itu juga dapat memfasilitasi penghitungan jumlah sel

dan laju pertumbuhan organism tertentu di bawah kondisi standar yang

dinyatakan dengan waktu generasi, waktu yang dibutuhkan populasi

mikroba untuk memperbanyak jumlahnya dua kali lipat.

Pertumbuhan sel bakteri biasanya mengikuti suatu pola

pertumbuhan tertentu berupa kurva pertumbuhan. Kurva tersebut adalah

sebagai berikut:

1. Fase Lag

Setelah inokulasi, terjadi peningkatan ukuran sel, mulai

pada waktu sel tidak atau sedikit mengalami pembelahan. Fase ini,

ditandai dengan peningkatan komponen makromolekul, aktivitas

metabolik, dan kerentanan terhadap zat kimia dan faktor fisik. Fase

lag merupakan suatu periode penyesuaian yang sangat penting

Gambar 3.1. Kurva Pertumbuhan Populasi

untuk penambahan metabolit pada kelompok sel, menuju tingkat

yang setaraf dengan sintesis sel maksimum.

2. Fase Log/Pertumbuhan Eksponensial

Pada fase eksponensial atau logaritmik, sel berada dalam

keadaan pertumbuhan yang seimbang. Selama fase ini, masa dan

volume sel meningkat oleh faktor yang sama dalam arti rata-rata

komposisi sel dan konsentrasi relatif metabolit tetap konstan.

Selama periode ini pertumbuhan seimbang, kecepatan peningkatan

dapat diekspresikan dengan fungsi eksponensial alami. Sel

membelah dengan kecepatan konstan yang ditentukan oleh sifat

intrinsic bakteri dan kondisi lingkungan. Dalam hal ini terdapat

keragaman kecepatan pertumban berbagai mikroorganisme. Waktu

lipat dua untuk E. coli dalam kultur kaldu pada suhu 37oC, sekitar

20 menit, sedangkan waktu lipat dua minimal sel mamalia sekitar

10 jam pada temperatur yang sama.

3. Fase Stasioner

Pada saat digunakan kondisi biakan rutin, akumulasi

produk limbah, kekurangan nutrien, perubahan pH, dan faktor lain

yang tidak diketahui akan mendesak dan mengganggu biakan,

mengakibatkan penurunan kecepatan pertumbuhan. Selama fase

ini, jumlah sel yang hidup tetap konstan untuk periode yang

berbeda, bergantung pada bakteri, tetapi akhirnya menuju periode

penurunan populasi. Dalam beberapa kasus, sel yang terdapat

dalam suatu biakan yang populasi selnya tidak tumbuh dapat

memanjang, membengkak secara abnormal, atau mengalami

penyimpangan, suatu manifestasi pertumbuhan yang tidak

seimbang.

4. Fase Kematian

Pada saat medium kehabisan nutrien maka populasi bakteri

akan menurun jumlahnya, Pada saat ini jumlah sel yang mati lebih

banyak daripada sel yang hidup. Untuk mendapatkan kurva seperti

gambar di atas, dilakukan pengukuran populasi bakteri dalam

Erlenmeyer yang dikocok, dalam interval waktu inkubasi. Dan

sesuai dengan sesi praktikum, maka mungkun hanya fase log dan

lag yang dapat diamati. Kurva kemudian di plot pada kertas

semilog dengan dua nilai pengukuran pertumbuhan. Metode

langsung menghitung sel hidup pada satu seri pengenceran dari

sampel yang diambil setiap 30 menit. Metode tidak langsung

dengan melakukan pengukuran kekeruhan spektrofotometer setiap

30 menit, untuk indeks peningkatan massa sel.

Pengukuran kuantitatif pupolasi mikroorganisme seringkali amat

diperlukan di dalam berbagai macam penelaahan mikrobiologis. Pada

hakikatnya terdapat dua macam pengukuran yang paling umum, yaitu

pengukuran jumlah sel dan pengukuran massa sel. Pertumbuhan sel juga

dapat ditentukan dengan mengukur jumlah kehadiran beberapa konstituen

penting sel seperti RNA, DNA atau protein, atau juga produk metabolit

seperti asam organik. Setiap metode mempunyai keuntungan dan

kelemahan yang berbeda-beda, karena itu kadang seorang ahli

menggunakan gabungan dari beberapa metode untuk mendapatkan

pengukuran kuantitatif. Secara mendasar, penghitungan mikroorganisme

secara kuantitatif dapat dilakukan baik secara langsung maupun tidak

langsung.

Waktu generasi juga dapat dihitung baik dengan metode langsung

ataupun tidak langsung menggunakan data kurva pertumbuhan. Metode

tidak langsung dengan menggunakan ekstrapolasi sederhana dari fase log.

Pilih dua titik pada skala optical density, seperti 0.2 dan 0.4, yang

menggambarkan penggandaan turbiditas (kekeruhan). Dengan

menggunakan penggaris, ekstrapolasi dilakukan dengan menggambar garis

antara setiap optical density yang ditentukan dengan garis ordinat dan

kurva tumbuh. Kemudian tarik garis lagi dari titik akhir terakhir tersebut

ke arah absis.

Waktu generasi dapat ditentukan dengan :

Waktu generasi = t(OD 0,4) t(OD 0,2)

= 90 menit-60 menit= 30 menit

Sementara bila dengan metode langsung menggunakan log jumlah sel pada

kurva tumbuh dengan rumus sebagai berikut :

Waktu generasi =

Dimana :

t = waktu dalam jam atau menit antara b dan B

B = jumlah suatu bekteri pada suatu titik selama fase log

b = jumlah suatu bekteri pada suatu titik selama fase log

Spektrofotometer merupakan sebuah alat yang digunakan untuk

mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang

gelombang tertentu pada suatu obyek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet.

Sebagian dari cahaya tersebut akan diserap dan sisanya akan

dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan akan sebanding

dengan konsentrasi larutan di dalam kuvet.

Gambar 3.3. Alat Spektrofotometer

Gambar 3.2. Metode Tidak Langsung untuk Menntukan Waktu Generasi

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Absorbansi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kuarsahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kuvet&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konsentrasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kuvet&action=edit&redlink=1

IV. ALAT DAN BAHAN

Alat:

Inkubator

Sprektrofotometer

Pembakar Bunsen

Colony counter

24 cawan petri steril

Pipet steril 1 ml & 10 ml

shaker

Bahan:

Kultur biakan Escherechia coli (berumur 10-12 jam). Pertumbuhan

dihentikan di tengah fase log dengan menaruh pada water bath

berisi es

Per kelompok: 100 ml kaldu nutrisi dalam erlenmeyer 250 ml, 18

botol berisi akuades steril 99 ml, dan 4 botol berisi 100 ml medium

agar nutrisi.

V. HASIL DAN PENGAMATAN

No. WAKTU HASIL PENGAMATAN KETERANGAN

1 t = 0

menit

10-4

; 1 ml

Bakteri : Eschericia coli

Kondisi : 37oC

Medium : Agar nutrisi dalam cawan

petri

Waktu inkubasi: 24 jam

Sumber : Kelompok 03 (Kamis)

Tanggal : 20 Maret 2015

Keterangan :

Dari pengenceran sebanyak

10-4

diambil 1 ml bakteri. Setelah

diinokulasi dengan metode pour plate

dan diinkubasi selama 24 jam pada

suhu37oC, terlihat bintik putih

sebanyak lebih dari 300 koloni.

2 t = 0

menit

10-5

; 0.1 ml

Bakteri : Eschericia coli

Kondisi : 37oC

Medium : Agar nutrisi dalam cawan

petri

Waktu inkubasi: 24 jam

Sumber : Kelompok 03 (Kamis)

Tanggal Pengamatan : 20 Maret 2015

Keterangan:

Dari pengenceran sebanyak 10-4

diambil 0,1 ml bakteri. Setelah

diinokulasi dengan metode pour plate

dan diinkubasi selama 24 jam pada

suhu37oC, terlihat bintik putih

sebanyak 173 koloni

3 t = 0

menit

10-6

; 1 ml

Bakteri : Eschericia coli

Tanggal Pengamatan : 20 Maret 2015

Sumber :Kelompok 2 (Kamis)

Inkubasi : 37 oC selama 24 jam

Kondisi : kaldu pengenceran 10-6

Media : NA

Keterangan :

Terlihat bintik bintik sangat kecil

yang diduga sebagai koloni bakteri

sejumlah 49 koloni.

4 t = 0

menit

10-7

; 0.1 ml

Bakteri : Eschericia coli

Inkubasi: 37oC 24 jam

Medium: Agar nutrisi dalam cawan

petri

Sumber: Kelompok 03

Tanggal pengamatan: 20 Maret 2015

Keterangan: Dari pengenceran

sebanyak 10-6

diambil 0,1 ml bakteri.

Setelah diinokulasi dengan metode

pour plate dan diinkubasi selama 24

jam pada suhu 37oC, terlihat bintik

putih sebanyak 2 koloni.

No. WAKTU HASIL PENGAMATAN KETERANGAN

1 t = 30

menit

10-4

; 1 ml

Bakteri: E. coli

Media :

Agar nutrisi pada cawan petri

Metode :

Pour plate

Waktu Inkubasi: 24 jam

Tanggal Pengamatan: 20 Maret

2015

Pengamatan :

Setelah diinkubasi selama 24 jam,

didapatkan jumlah koloni sebanyak

192

Sumber :

Kelompok 4 Shift Kamis

2 t = 30

menit

10-5

; 0.1 ml

Bakteri: E. coli

Media :

Agar nutrisi pada cawan petri

Metode :

Pour plate

Waktu Inkubasi: 24 jam

Tanggal Pengamatan: 20 Maret

2015

Pengamatan :

Setelah diinkubasi selama 24 jam,

didapatkan jumlah koloni sebanyak

134

Sumber :

Kelompok 4 Shift Kamis

3 t = 30

menit

10-6

; 1 ml Bakteri: E. coli

Media :

Agar nutrisi pada cawan petri

Metode :

Pour plate

Waktu Inkubasi: 24 jam

Tanggal Pengamatan: 20 Maret

2015

Pengamatan :

Setelah diinkubasi selama 24 jam,

didapatkan jumlah koloni sebanyak

109

Sumber :

Kelompok 4 Shift Kamis

4 t = 30

menit

10-7

; 0.1 ml

Bakteri: E. coli

Media :

Agar nutrisi pada cawan petri

Metode :

Pour plate

Waktu Inkubasi: 24 jam

Tanggal Pengamatan: 20 Maret

2015

Pengamatan :

Setelah diinkubasi selama 24 jam,

didapatkan jumlah koloni sebanyak 7

Sumber :

Kelompok 4 Shift Kamis

No. WAKTU HASIL PENGAMATAN KETERANGAN

1 t = 60

menit

10-4

; 1 ml

Percobaan: 17

Spesimen: E.coli

Kondisi: Dengan konsentrasi 10-

4, diambil sampel 1 ml

Medium: agar nutrisi yang

dicairkan

Gambar hari ke 1

Tanggal: 20 Maret 2015

Sumber: Kelompok 08 Shift

KamisKeterangan: terdapat bintik

bintik putih. Jumlah koloni

terhitung lebih dari 300.

2 t = 60

menit

10-5

; 0.1 ml

Percobaan: 17

Spesimen: E.coli

Kondisi: Dengan konsentrasi 10-4

,

diambil sampel 0.1 ml sehingga

konsentrasi menjadi 10-5

Medium: agar nutrisi yang

dicairkan

Gambar hari ke 1

Tanggal: 20 Maret 2015

Sumber: Kelompok 08-Shift

Kamis

Keterangan: terdapat bintik bintik

putih. Jumlah koloni terhitung 2

3 t = 60

menit

10-6

; 1 ml

Media :

Agar nutrisi pada cawan petri

Kondisi diencerkan: 106 kali

Waktu Inkubasi : 24 jam

Metode :

Pour plate

Pengamatan :

terdapat 4 koloni kecl berbentuk

bulat Sumber :

Kelompok 9 Shift Kamis

4 t = 60

menit

10-7

; 0.1 ml

Media :

Agar nutrisi pada cawan petri

Kondisi diencerkan: 107 kali

Metode :

Waktu Inkubasi : 24 jam

Pour plate

Pengamatan :

terdapat 4 koloni besar dan 40

koloni kecil Sumber :

Kelompok 9 Shift Kamis