pengelolaan dan pengendalian mikroorganisme...menghilangkan kontaminasi lingkungan cara pengendalian...
TRANSCRIPT
Pengelolaan dan
Pengendalian
Mikroorganisme
Kuliah ke-13 Mikrobiologi AET 1203 P
Cara Pengendalian
Mekanisme pengendalian dapat secara fisik atau kimia
Mungkin kombinasi keduanya
Metode Fisik
Panas lembab
Panas kering
Suhu rendah
Irradiasi
Filtrasi
Pemusnahan secara mekanis
Metode Kimia
Menggunakan berbagai jenis bahan kimia antimikroba.
Bahan kimia bergantung pada keadaan dan tingkat
pengendalian yang diperlukan.
Cara Pengendalian
Prinsip pengendalian Sterilisasi
Pemusnahan seluruh mikroorganisme Barang yang steril harus benar-benar bebas dari mikroba,
endospora dan virus
Dapat dicapai melalui filtrasi, pemanasan, bahan kimia, dan irradiasi
Disinfeksi Memusnahkan kebanyakan patogen
Beberapa mikroba yang hidup masih ada
Disinfektan = digunakan pada objek dan permukaan yang mati
Antiseptik = digunakan pada jaringan hidup
Pasteurisasi Perlakuan panas secara singkat digunakan untuk
mengurangi organisme yang menyebabkan busuknya makanan. Permukaan dapat dipasteurisasi.
Prinsip pengendalian
Dekontaminasi
Perlakuan untuk mengurangi patogen sampai level aman.
Degerming
Mekanisme yang digunakan untuk mengurangi jumlah
mikroba pada suatu daerah.
Khususnya kulit
Sanitasi
Secara tidak langsung mengurangi populasi mikroba
dalam jumlah besar.
Ini bukan cara pengendalian yang spesifik.
Preservasi
Proses yang digunakan untuk menunda kebusukan bahan
yang tidak bertahan lama.
Sering penambahan bahan-bahan penghambat pertumbuhan
Cara Pengendalian
Cara Pengendalian
Pertimbangan situasi
Metode pengendalian
mikroba sangat bervariasi
Bergantung pada situasi
dan tingkat pengendalian
yang diperlukan
Kehidupan sehari-hari
Rumah sakit
Laboratorium
mikrobiologi
Makanan dan fasilitas
produksi makanan
Perlakuan air
Kehidupan sehari-hari
Mencuci dengan sabun dan deterjen mencapai
pengendalian rutin.
Mencuci tangan merupakan langkah paling penting
untuk pengendalian.
Sabun bertindak sebagai bahan pembasah.
Membantu menghilangkan mikroorganisme secara
mekanis
Memusnahkan sejumlah organisme dari lapisan kulit
paling luar.
Mikroorganisme yang normal biasanya tidak
berpengaruh karena menempati lapisan paling
dalam.
Cara Pengendalian
Rumah sakit
Meminimalisasi populasi mikroba sangat penting.
Disebabkan bahaya infeksi nosocomial (infeksi yang
didapat di Rumah Sakit)
Pasien lebih rentan terhadap infeksi
Patogen lebih sering ditemui pada pembangunan rumah
sakit.
Berbagai organisme mengembangkan ketahanan
antimikroba disebabkann konsentrasi antibitiok yang
tinggi.
Peralatan harus disterilisasi untuk menghindari infeksi
ke dalam jaringan yang lebih dalam.
Cara Pengendalian
Laboratorium Mikrobiologi
Menggunakan metode pengendalian yang
akurat
Untuk memusnahkan kontaminasi mikroba
terhadap sampel percobaan dan lingkungan
Teknik aseptik dan media steril digunakan untuk
pertumbuhan
Menghilangkan organisme yang tidak diiinginkan
Bahan yang terkontaminasi diberi perlakuan untuk
dibuang
Menghilangkan kontaminasi lingkungan
Cara Pengendalian
Makanan dan fasilitas makanan
Mempertahankan kualitas makanan; ditingkatkan melalui pencegahan pertumbuhan dan kontaminasi mikroba.
Dicapai melalui pemusnahan organisme secara fisik dan kimia
Perlakuan panas adalah mekanisme yang paling umum dan paling dapat dipercaya.
Irradiasi dibuktikan untuk memperlakukan beberapa makanan.
Bahan kimia mencegah pembusukan.
Cara Pengendalian
Fasilitas perlakuan air (water treatment)
Memastikan air minum aman
Chlorin biasanya digunakan untuk
mendesinfeksi air.
Beberapa organisme tahan terhadap bahan kimia
desinfektan.
Cara Pengendalian
Panas sebagai Pengendalian
Perlakuan panas sangat berguna untuk
pengendalian mikroba
Relatif cepat, dapat dipercaya, aman, dan tidak
mahal.
Panas dapat digunakan untuk sterilisasi dan
desinfeksi.
Metode panas, yaitu:
Panas lembab
Panas kering
Panas sebagai Pengendalian
Panas lembab
Menghancurkan melalui koagulasi protein
secara irreversible
Panas lembab, termasuk:
Pendidihan
Pasteurisasi
Tekanan uap
Pendidihan (100 °C) Menghancurkan banyak mikroorganisme dan virus
Bukan cara yang efektif untuk sterilisasi Tidak menghancurkan endospora
Pasteurisasi Pasteur dikembangkan untuk menghindari pembusukan
anggur (wine)
Tidak mensterilisasi, tetapi secara nyata mengurangi mikroorganisme
Digunakan untuk meningkatkan masa hidup makanan
Kebanyakan caranya menggunakan metode HTST (High Temperature Short Time) Dipanaskan sampai suhu 72°C selama 15 detik
Cara lain: UHT (Ultra High Temperature) Dipanaskan sampai suhu 140°C - 150°C, ditahan beberapa
detik kemudian didinginkan dengan cepat.
Panas sebagai Pengendalian
Panas sebagai Pengendalian
Tekanan uap
Autoclaf digunakan untukmensterilisasi dengan menggunakan tekananan uap
Air dipanaskan uap tekananan meningkat
Cara sterilisasi yang dipilih
Mencapai sterilisasi pada suhu 121°C dan 15 psi dalam 15 menit
Efektif terhadap endospora
Flash autoclaving mensterilisasipada suhu 135°C dan 15psi selama 3 menit
Prions hancur pada suhu 132°C dan 15 psi selama 4,5 jam
Panas kering
Tidak seefektif pemanasan lembab
Sterilisasi membutuhkan waktu yang lebih panjang dan suhu yang lebih tinggi
200°C selama 1,5 jam vs. 121°C selama 15 menit untuk lembab
Teknik insinerasi sterilisasi panas kering
Mengoksidasi sel menjadi debu
Digunakan untuk menghancurkan sampah medis dantubuh binatang
Panas sebagai Pengendalian
Metode Fisik lainnya
Bahan yang sensitif terhadap panas
membutuhkan metode pengendalian mikroba
yang lain, seperti:
Filtrasi
Irradiasi
Perlakuan tekanan tinggi
Metode Fisik lainnya
Filtrasi
Filtrasi membran digunakan untuk menghilangkan mikroba dari cairan dan udara
Filtrasi cairan
Digunakan untuk cairan yang sensitif terhadap panas
Filter membran membiarkan cairan untuk mengalir melalui : Memerangkap mikroba pada
filter
Filter yang dalam memerangkap mikroba menggunakan tenaga listrik
Filtrasi udara
Filter High efficiency
particulate air (HEPA)
menghilangkan hampir
semua mikroba dari udara
Filter memiliki pori-pori
0.3µm untuk
memerangkap
mikrorganisme
Metode Fisik lainnya
Radiasi
Radiasi Elektromagnetik
Energi dilepaskan dari
gelombang
Berdasarkan panjang
gelombang dan frekuensi
Panjang gelombang
yang pendek,
frekuensi yang lebih
tinggi = lebih banyak
energi
Kisaran panjang
gelombang adalah
spektrum electromagnetik
Radiasi dapat berupa ion
atau bukan ion
Radiasi Ion
Radiation able to strip electrons from atoms
Three sources
Gamma radiation
X-rays
Electron accelerators
Causes damage to DNA and potentially to plasma membrane
Used to sterilize heat resistant materials
Medical equipment, surgical supplies, medications
Some endospores can be resistant
Metode Fisik lainnya
Radiasi Ultraviolet
Non-ionizing radiation
Only type to destroy microbes directly
Damages DNA
Causes thymine dimers
Used to destroy microbes in air, drinking water and surfaces
Limitation
Poor penetrating power
Thin films or coverings can limit effect
Metode Fisik lainnya
High pressure processing
Used in pasteurization of commercial foods
Does not use high temperatures
Employs high pressure
Up to 130,000 psi
Destroys microbes by denaturing proteins and
altering cell membrane permeability
Metode Fisik lainnya
Metode Kimia
Chemicals can be used
to disinfect and sterilize
Called germicidal
chemicals
Reacts with vital cell
sites
Proteins
DNA
Cell membrane
Metode Kimia
Potency of chemicals
Formulations generally contain more than one antimicrobial agent
Regulated by
FDA Antiseptics
EPA Disinfectants
Germicidal agents grouped according to potency
Sterilants =
Destroy all microorganisms
High-level disinfectants
Destroys viruses and vegetative cells,
Not endospores
Intermediate-level disinfectants
Kills vegetative cells fungi, most viruses,
Not endospores
Low-level disinfectants
Removes fungi, vegetative bacteria and enveloped viruses
Not mycobacteria, naked viruses or endospores
Selecting appropriate chemical
Points to consider
Toxicity Benefits must be weighed against risk of use
Activity in presence of organic material Many germicides inactivated in presence of organic matter
Compatibility with material being treated Liquids cannot be used on electrical equipment
Residue Residues can be toxic or corrosive
Cost and availability
Storage and stability Concentrated stock relieves some storage issues
Environmental risk Is germicidal agent harmful to environment
Metode Kimia
Classes of chemicals
Germicides represent a number or chemical families
Alcohols
Aldehydes
Biguanides
Ethylene oxide
Halogens
Metals
Ozone
Peroxides
Phenolics
Quaternary ammonium compounds
Metode Kimia
Alcohols
Solutions of 60% - 80% isopropyl or ethyl alcohol kill
vegetative bacteria and fungi
Not effective against endospores and some naked
viruses
Mode of action
Coagulation of proteins and essential enzymes
Damage to lipid membranes
Commonly used as antiseptic and disinfectant
Limitations
Evaporates quickly limiting contact time
May damage material such as rubber and some
plastics
Metode Kimia
Aldehydes
Destroy organisms by inactivating proteins and DNA
2% glutaraldehyde solution most widely used liquid sterilant
Orthophthalaldehyde studied as alternative
Formalin used to kill bacteria and inactivate viruses
Also used for specimen preservation
Formalin is solution made from formaldehyde
Metode Kimia
Biguanides
Most effective member of group is
chlorhexidine
Extensively used in antiseptics
Relative low toxicity
Destroys wide range of organisms
Metode Kimia
Ethylene oxide
Useful gaseous sterilant
Destroys microbes including endospores and viruses
Mode of action
Reacts with proteins
Useful in sterilizing heat or moisture sensitive items
Limitations
Mutagenic and potentially carcinogenic
Metode Kimia
Halogens
Common disinfectants
Mode of action
Oxidizing proteins and other cell components
Includes chlorine and iodine
Chlorine
Destroys all types of organisms and viruses
Used as disinfectant
Caustic to skin and mucous membranes
Chlorine dioxide replacing chlorine in many applications
Iodine
Kills vegetative cells
Not reliable with endospores
Used in tincture or iodophore on skin
Metode Kimia
Metal compounds
Compounds combine with enzymes and
proteins
Interfering with function
High concentrations of many metals toxic to
human tissue
Silver still used as disinfectant
Creams containing silver sulfadiazine used to
prevent secondary infections
Also available on bandages for wound care
Metode Kimia
Ozone
O3
Unstable form of oxygen
Powerful oxidizing agent
Used as alternative to chlorine
As disinfectant for drinking and waste water
Chemicals as Control
Peroxygens
Includes hydrogen peroxide and peracetic acid
Powerful oxidizing agents
Readily biodegradable
Less toxic than ethylene oxide and
glutaraldehyde
Metode Kimia
Hydrogen peroxide Effectiveness depends on surface being treated
Living tissue produce catalase enzyme Breaks down hydrogen peroxide to oxygen and water
More effective on inanimate object
Useful as disinfectant Leaves no residue
Doesn’t damage most materials
Hot solutions used in food industry
Vapor-phase can be used as sterilant
Peracetic acid More potent then hydrogen peroxide
Effective on organic material Can be used on wide range of material
Metode Kimia
Phenolics A.k.a carbolic acid
One of the earliest disinfectants Now has limited use
Active ingredient in Lysol
Mode of action Destroy plasma membrane
Denature proteins
Kills most vegetative cells Can kill mycobacterium at high concentrations
Not reliable on all groups of viruses
Triclosan and hexachlorophene phenols used in soaps and lotions
Metode Kimia
Quaternary ammonium compounds A.k.a Quats
Cationic detergents
Nontoxic Used to disinfect food preparation surfaces
Mode of action Reduces surface tension
Aids in removal of dirt and organic matter
Facilitates mechanical removal of organisms
Positive charge attracts Quats to negative charge of cell surface Reacts with membrane
Destroys vegetative bacteria and enveloped viruses
Not effective on endospores, mycobacteria and naked viruses
Metode Kimia
Pengawetan Produk yang tidak tahan
lama
Chemical preservatives
Some chemical preservatives are used in non-
food items
Food preservatives must be non-toxic to humans
Benzoic acid, propionic acids, nitrate are commonly
used
Nitrate
Inhibits germination of C. botulinum endospores
Pengawetan Produk yang
tidak tahan lama
Low temperature storage
Temperature dependent
most microorganisms do not reproduce in ordinary
refrigerator (0-7ºC)
Freezing
ice crystals can cause irreversible damage to many
microorganisms (kills up to 50% growth)
Freezing stops all growth, but may start to reproduce
again once food is thawed
Reducing water
Salt/sugar
Draw water out of cell
Less available for microorganisms
Drying
Desiccation
Removing water such as milk powder
Pengawetan Produk yang tidak
tahan lama
Salt cured meat
Lyophilization
Freeze drying
Freeze food first
followed by putting in vacuum
Pengawetan Produk yang tidak
tahan lama
Chemical Method
Gas sterilants Ethylene oxide
Antiseptics and
disinfectants
Germicidal chemical
Metode Kimia
Chemical preservatives Numerous chemicals are used as preservatives
Formaldehyde, Quats, and phenols
Weak organic acids often used as food preservatives Benzoic, ascorbic and propionic acids
Used in bread, cheese and juice
Mode of action Alter cell membrane function
Interfere with energy transformation
Nitrates and nitrites used in processed meats Inhibits germination of endospores and growth of
vegetative cells
Have been shown to be potent carcinogen
Metode Kimia
Low temperature storage
Microbial growth is temperature dependent
Low temperatures slow down or stop enzymatic
reactions of mesophiles and thermophiles
Some psychrophiles still able to grow
Freezing means of food preservation
Essentially stops microbial growth
Irreversibly damages cell
Kills up to 50% of microbes
Remaing cells still pose potential threat
Metode Kimia
Reducing water availability
Decreasing water availability accomplished by salting or
drying food
Addition of salt increases environmental solutes
Causes cellular plasmolysis
Numerous bacteria can continue to grow in high salt
environments
Staphylococcus aureus can survive in high salt concentrations
Desiccation or drying is often supplemented by other
methods
Salting
Lyophilization (freeze drying)
Widely used to preserve foods like coffee, milk and meats
Metode Kimia
Faktor yang mempengaruhi
keefektifan pengendali mikroba
Jumlah mikroba
Pengaruh lingkungan
Waktu
Karakteristik mikroba
Microbial death curve
keterbatasan: Karakteristik Microba
Cara kerja agen pengendali mikroba
Merubah permeabilitas membran
Merusak protein
Merusak asam nukleat
Terima Kasih