1

BAB 1

BAKTERI

1.1 Pendahuluan

Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas

dibandingkan mahluk hidup yang lain. Bakteri memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat

hingga lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim. Bakteri ada yang menguntungkan tetapi ada

pula yang merugikan. Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup

yang lain. Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki

klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).

Gambar 1. Bakteri

1.2 Ciri-ciri Bakteri

Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu :

1. Organisme multiselluler

2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )

3. Umumnya tidak memiliki klorofil

2

4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12  s/d ratusan mikron umumnya

memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.

5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam

6. Hidup bebas atau parasit

7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut

dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan

8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung

peptidoglikan.

3

BAB II

PERTUMBUHAN DAN PEMBIAKAN BAKTERI

2.1 Pembiakan Bakteri

Pembiakan moikroorganisme dapat terjadi secara seksual dan aseksual. Bakteri

umumnya melakukan reproduksi/berkembangbiak secara aseksual (Vegetatif = tak kawin)

dengan membelah diri. Pembiakan aseksual terjadi dengan pembelahan biner yaitu satu sel

induk membelah menjadi 2 sel anak kemudian masing-masing sel anak membentuk 2 sel

anak lagi dan seterusnya.

Gambar 2. Pembelahan sel bakteri

Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan

bakteri lainnya. Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi

DNA. Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara  yaitu:

1. Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu

sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.

2. Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke  sel bakteri lainnnya

dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).

4

3. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui

kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang

berdekatan.Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.

2.2 Pertumbuhan Bakteri

Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu

organisme, misalnya kita makhluk makro ini dikatakan tumbuh ketika bertambah tinggi,

bertambah besar atau bertambah berat. Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan

sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin

besar atau subtansi atau masssa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak, pertumbuhan

pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri.

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

Istilah pertumbuhan bakteri lebih mengacu kepada pertambahan jumlah sel bukan

mengacu kepada perkembangan individu organisme sel. Bakteri memiliki kemampuan untuk

menggandakan diri secara eksponensial dikarenakan sistem reproduksinya adalah pembelahan

biner melintang, dimana tiap sel membelah diri menjadi dua sel.

Bakteri merupakan organisme kosmopolit yang dapat kita jumpai di berbagai tempat

dengan berbagai kondisi di alam ini. Mulai dari padang pasir yang panas, sampai kutub utara

yang beku kita masih dapat menjumpai bakteri. Namun bakteri juga memiliki batasan suhu

tertentu dia bisa tetap bertahan hidup, ada tiga jenis bakteri berdasarkan tingkat toleransinya

terhadap suhu lingkungannya:

2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri

A. Faktor alam

5

1. Temparatur

Umumnya batas daerah temperatur bagi kehidupan mikroorganisme terletak antara 0-90oC.

Temperatur minimum adalah suhu paling rendah dimana kegiatan mikroorganisme masih dapat

berlangsung. Temperatur maksimum adalah temperatur tertinggi yang masih dapat digunakan

untuk aktifitas mikroorganisme, tetapi pada tingkatan kegiatan fisiologis paling minimal. Sedang

temparatur yang paling baik bagi aktivitas hidup disebut temperatur optimum.

Berdasarkan pada daerah aktivitas temperatur, mikroorganisme dapat dibagi menjadi tiga

golongan utama yaitu:

Tabel 1. Suhu Pertumbuhan Mikroorganisme

Golongan Minimum Optimum Maksimum

Psychrophil 0oC 10o-15oC 30oC

Mesophil 15o-25oC 25o-37oC 40o-55oC

Thermophil 24o-45oC 50o-60oC 60o-90oC

               

Bakteri-bakteri patogen pada manusia termasuk bakteri Mesophil. Suhu optimumnya

sama dengan suhu tubuh manusia ( 37oC ). Titik kematian termal suatu jenis mikroorganisme

ialah nilai temparatur yang dapat mematikan jenis tersebut didalam waktu 10 menit pada kondisi

tertentu. Sedang waktu kematian termal adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu

jenis mikroorganisme pada suatu temperatur yang tetap. Kedua istilah tersebut mempunyai arti

yang penting di dalam praktek, terutama di dalam industri pengawetan bahan makanan dan obat-

obatan.

2. Cahaya

Sebagian besar bakteri adalah chemotrophe, karena itu pertumbuhannya tidak tergantung

pada cahaya matahari. Pada beberapa spesies, cahaya matahari dapat membunuhnya karena

pengaruh sinar ultraviolet.

6

3. Kelembaban

Air sangat penting untuk kehidupan bakteri terutama karena bakteri hanya dapat

mengambil makanan dari luar dalam bentuk larutan (holophytis). Semua bakteri tumbuh baik

pada media yang basah dan udara yang lembab. Dan tidak dapat tumbuh pada media yang

kering. Mikroorganisme mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk

pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi diatas 85%, sedang untuk

jamur dan aktinomiset diperlukan kelembaban yang rendah dibawah 80%. Kadar air bebas

didalam larutan merupakan nilai perbandingan antar tekanan uap air larutan dengan tekanan uap

air murni, atau 1 / 100 dari kelembaban relatif. Nilai kadar air bebas didalam larutan untuk

bakteri pada umumnya terletak diantara 0,90 sampai 0,999 sedang untuk bakteri halofilik

mendekati 0,75. Banyak mikroorganisme yang tahan hidup didalam keadaan kering untuk waktu

yang lama seperti dalam bentuk spora, konidia, arthrospora, kamidiospora dan kista. Seperti

halnya dalam pembekuaan, proses pengeringan protoplasma, menyebabkan kegiatan

metabolisme terhenti. Pengeringan secara perlahan menyebabkan kerusakan sel akibat pengaruh

tekanan osmosa dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut.

4. pH

pH sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroorganisme. Umumnya asam

mempunyai pengaruh buruk terhadap pertumbuhan bakteri. Lebih baik hidup dalam suasana

netral ( pH 7,0 ) atau sedikit basa ( pH 7,2-7,4), tetapi pada umumnya dapat hidup pada pH 6,6 –

7,5. Bakteri-bakteri yang patogen pada manusia tumbuh baik pada pH 6,8-7,4, yaitu sama

dengan pH darah. Batas pH untuk pertumbuhan jasad merupakan suatu gambaran dari batas pH

bagi kegiatan enzim. Untuk itu jasad dikenal nilai pH minimum, optimum, dan maksimum.

Bakteri memerlukan nilai pH antara 6,5-7,5, ragi antara 4,0-4,5, sedang jamur dan aktinomiset

tertentu mempunyai daerah pH yang luas. Atas dasar daerah-daerah pH bagi kehidupan

mikroorganisme dibedakan adanya tiga golongan besar, yaitu:

a. Mikroorganisme yang asidofilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 2,0-5,0

7

b. Mikroorganisme yang mesofilik yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH 5,5-8,0

c. Mikroorganisme yang alkalifilik, yaitu jasad yang dapat tumbuh pada pH antara 8,4-9,5.

5. O2 dari udara

Untuk melangsungkan hidupnya, makhluk hidup membutuhkan O2 yang diambil dari udara

melalui pernafasan. Fungsi O2 ini sudah jelas yaitu untuk pembakaran zat-zat jaringan, sehingga

dihasilkan panas dan tenaga. Hidup dalam lingkungan yang mengandung O2 dalam jumlah yang

normal disebut hidup secara aerob. Organisme yang tidak hidup dalam lingkungan yang

mengandung O2 bebas disebut organisme anaerob. Berdasarkan responnya terhadap O2 bebas,

maka bakteri dibagi dalam tiga golongan yaitu :

a. Bakteri aerob ( obligate aerob ) Yaitu bakteri yang hanya hidup dalam lingkungan yang

mengandung O2 bebas. Misalnya : Vibroiro cholera, Corynebacterium diphtheriea

b. Bakteri anaerob ( obligate anaerob ) Yaitu bakteri yang hanya dapat hidup di dalam

lingkungan yang tidak mengandung oksigen bebas. Misal: Clostridium tetani,Treptonema

pallida.

c. Fakultatif aerob Yaitu bakteri yang hidup di dalam lingkungan yang mengandung

oksigen bebas maupun tidak. Misal : Salmonella typhi, Neisseria mengitidis. Bakteri-

bakteri fakultatif aerob pada umumnya lebih baik tumbuh pada pada lingkungan yang

sedikit mengandung oksigen bebas. Karena itu lebih tepat bila dinamakan bakteri

microaerophil.

6. Tekanan osmotik

Air keluar masuk sel bakteri melalui proses osmosis, karena perbedaan tekanan osmotik

antara cairan yang ada di dalam dengan sel yang ada di luar bakteri.Protoplasma selalu

mengandung zat yang terlarut di dalamnya, karena itu tekanan osmotiknya selalu tinggi dari air

murni. Bila bakteri dimasukkan dalam aquades, maka air akan masuk ke dalam sel bakteri. Hal

ini menyebabkan bakteri menggembung, mungkin pecah dan mati. Peristiwa ini disebut

Plasmoptysis. Sebaliknya bila bakteri dimasukkan ke dalam cairan hipertonis akan menyebabkan

plasma dari dinding sel dan kematian bakteri. Peristiwa ini disebut Plasmolisa.

8

Pada umumnya larutan hipertonis menghambat pertumbuhan, karena dapat menyebabkan

plasmolisa. Tekanan osmosa tinggi banyak digunakan di dalam praktek untuk pengawetan

bahan-bahan makanan, seperti pengawetan ikan dengan penambahan garam, untuk pengawetan

buah-buahan dengan penambahan gula. Beberapa mikroorganisme dapat menyesuaikan diri

terhadap kadar garam atau kadar gula yang tinggi, antara lain ragi yang osmofil (dapat tumbuh

pada kadar garam tinggi), bahkan beberapa mikroorganisme dapat tahan di dalam substrat

dengan kadar garam sampai 30%, golongan ini bersifat halodurik.

B. Faktor kimia

Mengubah permeabilitas membran sitoplasma sehingga lalu lintas zat-zat yang keluar masuk

sel mikroorganisme menjadi kacau. Oksidasi,beberapa oksidator kuat dapat mengoksidasi unsur

sel tertentu sehingga fungsi unsur terganggu. Misal, mengoksidasi suatu enzim.

Terjadinya ikatan kimia, ion-ion logam tertentu dapat megikatkan diri pada beberapa enzim.

Sehigga fungsi enzim terganngu. Memblokir beberapa reaksi kimia,misal preparat zulfat

memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroorganisme. Hidrolisa, asam atau basa kuat dapat

menghidrolisakan struktur sel hingga hancur. Mengubah sifat koloidal protoplasma sehingga

menggumpal dan selnya mati. Faktor zat kimia yang mempengaruhi pertumbuhan:

a. Logam-logam berat                  

b. Klor dan senyawa klor

c. Fenol dan senyawa-senyawa sejenis      

d. Zulfonomida

e. Alkohol

f. Detergen

g. Aldehit

h. Zat pewarna

i. Yodium 

j. Peroksida

9

2.4 Media Biak dan Persyaratan bagi Pertumbuhan

Sejumlah besar mikroorganisme yang tidak banyak tuntutan, misalnya banyak

pseudomonad dalam tanah dan air, dan juga Escherechia coli tumbuh subur dalam larutan biak

sesuai susunannya. Selain susunan pertumbuhannya banyak mikroorganisme masih memerlukan

unsur-unsur lain yakni unsur pelengkap, vitamin-vitamin dan unsur senyawa tanbahan lain.

Sesuatu larutan biak yang dapat dibuat dari senyawa-senyawa kimia tertentu, disebut media biak

sintetik. Harus diusahakan agar untuk setiap mikroorganisme dapat ditetapkan kebutuhan bahan

makanan minuman dan mengembangkan medium minimum yang tidak mengandung lebih

banyak komponen daripada yang diperlukan untuk pertumbuhan. Jenis-jenis yang mempunyai

tuntutan tinggi memerlukan sejumlah besar zat pelengkap. Untuk Leuconostoc mesenteroides

telah mengembangkan suatu medium sintetik yang mengandung lebih dari 40 komponen.

Media biak kompleks. Untuk banyak mikroorganisme bertuntutan tinggi belum dikenal benar

bahan-bahan makanan yang diperlukan. Orang membiakkannya dalam larutan biak yang

mengandung ekstrak ragi, otolisat ragi, pepton atau ekstrak daging. Untuk beberapa kelompok

organisme lazim juga digunakan: rempah-rempah, dekok rumput kering, sari buah prem, sari

wortel, santan dan untuk cendawan koprofil juga sari perasan tahi kuda. Mengingat biaya,

larutan-larutan biak tidak dibentuk dari senyawa-senyawa murni tetapi lebih disukai untuk

menggunakan zat-zat kompleks, seperti air dadih, melase, air rendaman jagung atau ekstrak

kedele, yang sebagai produk sisa tersedia dengan harga murah. Media biak seperti ini disebut

media biak kompleks.

Media biak padat. untuk membuat biak padat pada larutan biak cair ditambahkan bahan

pemadat yang memberi konsistensi seperti selai pada larutan air. Hanya untuk keperluan tertentu

masih digunakan gelatin, karena sudah mencair pada suhu 26-30o C dan banyak mikroorganisme

mampu mencairkan gelatin. Bahan pemadat yang hampir ideal adalah agar. Agar adalah

polisakarida dengan susunan kompleks dan terajut kuat berasal dari ganggan laut. Agar hanya

dipengaruhi oleh sejumlah kecil bakteri. Bila diperlukan media biak padat tanpa komponen-

komponen organik, maka dipakai silikagel sebagai bahan pemadat.

10

Pembiakan mikroba dalam laboratorium memerlukan medium yang berisi zat hara serta

lingkungan pertumbuhan yang sesuai dengan mikroorganisme. Zat hara digunakan oleh

mikroorganisme untuk pertumbuhan, sintesis sel, keperluan energi dalam metabolisme, dan

pergerakkan. Lazimnya, medium biakan berisi air, sumber energi, zat hara sebagai sumber

karbon, nitrogen, sulfur, fosfat, oksigen, hidrogen serta unsur-unsur sekelumit (trace elements).

Media terbagi menjadi 2 golongan besar, yakni:

a. Media hidup

Media hidup umumnya dipakai dalam laboratorium virologi untuk pembiakan berbagai

virus, sedangkan dalam bakteriologi hanya beberapa jenis kuman tertentu saja dan terutama

hewan percobaan. Contoh media hidup antara lain: hewan percobaan (termasuk manusia), telur

berembrio, biakan jaringan, dan sel-sel biakan bakteri tertentu untuk bakteriofaga.

b. Media mati

1. Berdasarkan konsistensinya

Media padat, terbagi media agar miring, agar deep, misalnya: agar buylon, agar endo,

agar ss, dan sebagainya.

Media setengah padat: agar buylon setengah padat (buylon=kaldu).

Media cair : air buylon, air pepton, deret gula-gula.

Media padat diperoleh dengan menambahkan agar. Agar berasal dari ganggang

digunakan sebagai bahan pemadat karena tidak diuraikan oleh mikroba, dan membeku pada suhu

di atas 45o C. Media setengah padat digunakan untuk melihat gerak kuman secara mikroskopik.

2. Berdasarkan komposisi atau susunan bahannya

Media sintetis

Yakni media yang mempunyai kadungan dan isi bahan yang telah diketahui secara

terperinci. Media sintetik sering digunakan untuk mempelajari sifat faal dan genetika

mikroorganisme. Senyawa anorganik dan organik ditambahkan dalam media sintetik harus

11

murni, sehingga harganya mahal. Contoh: cairan Hanks, Locke, Thyrode, Eagle. Dalam

(laboratorium virologi).

Media non-sintetis

Merupakan media yang mengandung bahan-bahan yang tidak diketahui secara pasti baik

kadar maupun susunannya. Contohnya: ekstrak daging, pepton, ekstrak ragi, kaldu daging.

Seringkali dalam media ini ditambahkan darah, serum, vitamin, asam amino, atau nukleosida.

Media semi-sintetis

Misalnya, cairan Hanks yang ditambahkan serum (laboratorium virologi).

Berdasar sifat fisiologik dan biologik kuman untuk tujuan isolasi

(a) Media persemaian (nutrient media), yaitu media yang sangat kaya akan zat makanan dan

mempunyai susunan bahan sedemikian rupa sehingga hanya menyuburkan satu jenis kuman

yang dicari saja. Contoh: perbenihan Kauffmann untuk persemaian Salmonella typhi.

(b)Media eksklusif adalah media yang hanya memungkinkan tumbuhnya satu jenis kuman saja,

sedangkan yang lainnya dihambat atau dimatikan. Contoh: perbenihan Dieudoune atau air pepton

alkalis yang mempunyai pH yang tinggi sehingga kuman lain tidak dapat tumbuh, kecuali Vibrio.

(c) Media selekti/ elektif yakni media yang mempunyai susunan bahan sedemikian rupa

sehingga kuman tertentu dapat tumbuh tetapi dengan masing-masing koloni yang sangat khas.

Contoh: agar endo, untuk kuman golongan coli (coliform) akan berwarna merah, sedangkan

Salmonella koloninya tidak berwarna.

2.5 Teknik Memindahkan Biakan

Ada 2 teknik memindahkan biakan yaitu teknik inokulasi dan teknik isolasi

a. Teknik inokulasi mikroorganisme

12

Teknik inokulasi merupakan suatu pekerjaan memindahkan bakteri dari medium yang

lama ke medium yang baru dengan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. Dengan demikian akan

diperoleh biakan mikroorganisme yang dapat digunakan untuk pembelajaran mikrobiologi. Pada

praktikum ini akan dilakukan teknik inokulasi biakan mikroorganisme pada medium steril untuk

mempelajari mikrobiologi dengan satu kultur murni saja.

Ada beberapa metode yang digunakan untuk mengisolasi biakan murni mikroorganisme yaitu

1. Metode gores

Teknik ini lebih menguntungkan jika ditinjau dari sudut ekonomi dan waktu, tetapi

memerlukan ketrampilan-ketrampilan yang diperoleh dengan latihan. Penggoresan yang

sempurna akan menghasilkan koloni yang terpisah. Inokulum digoreskan di permukaan media

agar nutrien dalam cawaan petri dengan jarum pindah (lup inokulasi). Di antara garis-garis

goresan akan terdapat sel-sel yang cukup terpisah sehingga dapat tumbuh menjadi koloni.

Cara penggarisan dilakukan pada medium pembiakan padat bentuk lempeng. Bila

dilakukan dengan baik teknik inilah yang paling praktis. Dalam pengerjaannya terkadang

berbeda pada masing-masing laboratorium tapi tujuannya sama yaiitu untuk membuat goresan

sebanyak mungkin pada lempeng medium pembiakan. Ada beberapa teknik dalam metode gores

yakni:

1. Goresan T

2. Goresan kuadran

3. Goresan Radian

4. Goresan Sinambun

13

2. Metode tebar

Setetes inokolum diletakan dalam sebuah medium agar nutrien dalam cawan petridish

dan dengan menggunakan batang kaca yang bengkok dan steril. Inokulasi itu disebarkan dalam

medium batang yang sama dapat digunakan dapat menginokulasikan pinggan kedua untuk dapat

menjamin penyebaran bakteri yang merata dengan baik. Pada beberapa pinggan akan muncul

koloni koloni yang terpisah-pisah.

3 Metode tuang

Isolasi menggunakan media cair dengan cara pengenceran. Dasar melakukan

pengenceran adalah penurunan jumlah mikroorganisme sehingga pada suatu saat hanya

ditemukan satu sel di dalam tabung.

4 Metode tusuk

Metode tusuk yaitu dengan dengan cara meneteskan atau menusukan ujung jarum ose

yang didalamnya terdapat inokolum, kemudian dimasukkan ke dalam media.

b. Teknik Isolasi mikroorganisme

Beratus-ratus spesies mikroba dapat menghuni berbagai macam bagian tubuh kita, misal:

mulut, saluran pencernaan, kulit, dll. Sekali bersin dapat menyebarkan beribu-ribu

mikroorganisme. Satu gram kotoran manusia/hewan dapat mengandung jutaan bakteri. Udara,

air, tanah, juga dihuni oleh sekumpulan mikroorganisme.

Populasi mikroorganisme tersebut pada umumnya terdapat dalam populasi campuran.

Amat jarang mikroorganisme tersebut dijumpai sebagai satu spesies tunggal. Di sisi lain, untuk

mencirikan dan mengidentifikasikan suatu spesies mikroorganisme tertentu, yang pertama harus

dilakukan adalah memisahkannya dari organisme lain, hingga diperoleh biakan murni. Biakan

murni adalah biakan yang sel-selnya berasal dari pembelahan satu sel tunggal.

Proses pemisahan/pemurnian dari mikroorganisme lain perlu dilakukan karena semua

pekerjaan mikrobiologis, misalnya telaah dan identifikasi mikroorganisme, memerlukan suatu

14

populasi yang hanya terdiri dari satu macam mikroorganisme saja. Teknik tersebut dikenal

dengan Isolasai Mikroba. Terdapat berbagai cara mengisolasi mikroba, yaitu: 1) isolasi pada agar

cawan, 2) isolasi pada medium cair, dan 3) Isolasi sel tunggal

1. Isolasi pada agar cawan

Prinsip pada metode isolasi pada agar cawan adalah mengencerkan mikroorganisme

sehingga diperoleh individu spesies yang dapat dipisahkan dari organisme lainnya. Setiap koloni

yang terpisah yang tampak pada cawan tersebut setelah inkubasi berasal dari satu sel tunggal.

Terdapat beberapa cara dalam metode isolasi pada agar cawan, yaitu: Metode gores kuadran, dan

metode agar cawan tuang. Metode gores kuadran, Bila metode ini dilakukan dengan baik akan

menghasilkan terisolasinya mikroorganisme, dimana setiap koloni berasal dari satu sel. Metode

agar tuang, Berbeda dengan metode gores kuadran, cawan tuang menggunakan medium agar

yang dicairkan dan didinginkan (50oC), yang kemudian dicawankan. Pengenceran tetap perlu

dilakukan sehingga pada cawan yang terakhir mengandung koloni-koloni yang terpisah di atas

permukaan/di dalam cawan.

2. Isolasi pada medium cair

Metode isolasi pada medium cair dilakukan bila mikroorganisme tidak dapat tumbuh

pada agar cawan (medium padat), tetapi hanya dapat tumbuh pada kultur cair. Metode ini juga

perlu dilakukan pengenceran dengan beberapa serial pengenceran. Semakin tinggi pengenceran

peluang untuk mendapatkan satu sel semakin besar.

15

3 Isolasi sel tunggal

Metode isolasi sel tunggal dilakukan untuk mengisolasi sel mikroorganisme berukuran

besar yang tidak dapat diisolasi dengan metode agar cawan/medium cair. Sel mikroorganisme

dilihat dengan menggunakan perbesaran sekitar 100 kali. Kemudian sel tersebut dipisahkan

dengan menggunakan pipet kapiler yang sangat halus ataupun micromanipulator, yang dilakukan

secara aseptis.

Isolasi Mikroba

Setelah diperoleh biakan murni (koloni yang berasal dari sel tunggal), mikroorganisme

tersebut siap dilakukan telaah dan identifikasi,dan kemudian ditumbuhkan sesuaitujuan.

Pertumbuhan pada mikroorganisme diartikan sebagai penambahan jumlah atau total

massa sel yang melebihi inokulum asalnya. Telah dijelaskan pada bahasan sebelumnya, bahwa

sistem reproduksi bakteri adalah dengan cara pembelahan biner melintang, satu sel membelah

diri menjadi 2 sel anakan yang identik dan terpisah. Selang waktu yang dibutuhkan bagi sel

untuk membelah diri menjadi dua kali lipat disebut sebagai waktu generasi. Waktu generasi pada

setiap bakteri tidak sama, ada yang hanya memerlukan 20 menit bahkan ada yang memerlukan

sampai berjam-jam atau berhari-hari.

Bila bakteri diinokulasikan ke dalam medium baru, pembiakan tidak segera terjadi tetapi

ada periode penyesuaian pada lingkungan yang dikenal dengan pertumbuhan. Kemudian akan

memperbanyak diri (replikasi) dengan laju yang konstan, sehingga akan diperoleh kurva

pertumbuhan.

2.6 Pewarnaan

Pada umumnya sel bakteri bersifat tembus cahaya kecuali micro alga dan beberapa

bakteri tertentu yang sangat terbatas. Pewarnaaan di bagi menjadi 4 yaitu :

a. Pewarnaan bakteri hidup

b. Pewarnaan bakteri mati

16

c. Pewarnaan sederhana : metilen biru, safranin, gentianungu bertujuan untuk melihat bentuk

morfologi bakteri

d. Pewarnaan diferensial :

Pewarnaan gram dengan Kristal violet dan safranin, alcohol 96%

- Gram positif berwarna ungu setelah pewarnaan

- Bakteri Gram negatif berwarna merah (dari warna safranin)

Pewarnaan asam dan basa

- Pewarnaan asam : eosin, fuchsin, fuchsin asam, merah congo

- Pewarnaan basa : metilena biru, safranin

Sistem bakteri memiliki beberapa tujuan yaitu :

Mempermudah memperlihatkan bentuk jasat baik bakteri, kapang dan khamir

Memperjelas ukuran dan bentuknya

Melihat struktur luar jika memungkinkan juga struktur dalam

Melihat reaksi jasat terhadap pewarna

Faktor yang dapat membantu pada pewarnaan adalah Fiksasi yang dilakukan sebelum

zat warna digunakan yang bertujunan untuk ;

Melekatkan sel pada gelas objek

Membunuh mikroba karena sel dalam keadaan mati lebih mudah di warnai

Melepaskan granular protein menjadi gugus reaktif NaH3+ yang akan bereaksi dengan gugus

OH- dari zat – zat warna.

Mencegah terjadinya otolisis sel adalah proses pecahnya sel karena adanya enzim

Merubah daya ikat zat warna

2.6.1 Peluntur Warna

Bertujuan untuk menghilangkan warna pada sel sehingga akan terlihat / tampak secara

kontras. Beberapa jenis zat peluntur warna yang sudah umum dipergunakan antara lain ;

17

Peluntur zat warna asam seperti asam nitrat, asam klorida, asam sulfat, dan campuran

diantara ketiga zat tadi dengan alcohol

Peluntur zat warna basa seperti kalium hidroksida, natrium hidroksida, sabun, dan garam-

garam basa

Peluntur zat warna lemah seperti air, alcohol, minyak cengkeh, aseton dan bleserin

Garam dari logam-logam berat contohnya perak ntrat, tembaga sulfat, Cu, Ag

Garam-garam dari logam ringan contohnya natrium karbonat dan magnesium sulfat

Sesuai dengan jenisnya pewarnaan terhadap bakteri ada 2 kelompok besar yaitu ;

Pewarnaan tunggal Pewarnaan sederhana yaitu cara pewarnaan yang hanya menggunakan

satu jenis zat warna contohnya pewarnaan positif)

Pewarnaan bertingkat yaitu cara pewarnaan dengan menggunakan beberapa zat warna

secara bertahap)

2.7 Struktur Bakteri

Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:

1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri) Meliputi : dinding sel, membran

plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan.

2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu) Meliputi kapsul, flagelum, pilus,

fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.

18

Struktur dasar bakteri :

1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan

peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan

bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).

2.  Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan

fosfolipid dan protein.

3. Sitoplasma adalah cairan sel.

4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.

5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.

19

Struktur tambahan bakteri :

1. Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila

lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan

lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.

2. Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari

dinding sel.

3. Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding

sel,  pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan

tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur

sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.

20

3. Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung

pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat

pada bakteri yang melakukan fotosintesis.

4. Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis.

5. Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan

terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri.

Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora

yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan,

radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan

endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru.

2.8 Bentuk Bakteri

Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral (spirilia)

serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil. Berbagai macam bentuk

bakteri :

1. Bakteri Kokus :

21

 

a. Monokokus yaitu berupa sel bakteri kokus tunggal

b. Diplokokus yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan

c. Tetrakokus yaitu empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.

d. Sarkina yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus

e. Streptokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.

f. Stapilokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah    anggur

2. Bakteri Basil :

 

a. Monobasil yaitu berupa sel bakteri basil tunggal

b. Diplobasil yaitu berupa dua sel bakteri basil berdempetan

c. Streptobasil yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai

  

22

3. Bakteri Spirilia :

 

.

a. Spiral yaitu bentuk sel bergelombang

b. Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup

c. Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma

2.8.1 Alat Gerak Bakteri

Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk

batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum memungkinkan bakteri bergerak

menuju kondisi lingkungan yang menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang

merugikan bagi kehidupannya. Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan

letak yang berbeda-beda pula yaitu

1. Monotrik : bila hanya berjumlah satu

2. Lofotrik   : bila banyak flagellum disatu sisi

3. Amfitrik  : bila banyak flagellum dikedua ujung

4. Peritrik    : bila tersebar diseluruh permukaan sel bakteri

23

2.9 Laju Pertumbuhan Bakteri

Istilah pertumbuhan bakteri lebih mengacu kepada pertambahan jumlah sel bukan

mengacu kepada perkembangan individu organisme sel. Bakteri memiliki kemampuan untuk

menggandakan diri secara eksponensial dikarenakan sistem reproduksinya adalah pembelahan

biner melintang, dimana tidap sel membelah diri menjadi dua sel. Selang waktiu yang

dibutuhkan sel untuk membelah diri disebut dengan waktu generasi.

Tiap spesies bakteri memiliki waktu generasi yang berbeda-beda, seperti Escherichia coli,

bakteri umum yang dijumpai di saluran pencernaan dan di tempat lain, memiliki waktu generasi

15-20 menit. Hal ini artinya bakteri E. coli dalam waktu 15-20 menit mampu menggandakan

selnya menjadi dua kali lipat. Misalnya pada suatu tempat terdapat satu sel bakteri E. coli, maka

ilustrasinya dapat berlangsung sebagai berikut

Tabel 2. Contoh Pembelahan biner Bakteri tiap 15 menit

0’ 15’ 30’ 45’ 60’ 75’ 90’ 105’ 120’ 135’

1 sel 2 sel 4 sel 8 sel 16 sel 32 sel 64 sel 128 sel 256 sel 512 sel

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Hal ini menunjukkan hubungan antara pertambahan sel dengan waktu adalah berbentuk

geometrik eksponensial dengan rumus 2n. Jadi, bakteri E. coli dalam waktu 10 jam berkembang

dari satu sel menjadi 1,09×1012 sel atau lebih dari 1 triliun sel.

24

2.9.1 Fase-Fase Pertumbuhan Mikroorganisme

Secara umum fase-fase pertumbuhan mikroorganisme adalah sebagai berikut.

1. Fase lag (fase masa persiapan, fase adaptasi, adaptation phase)

Pada fase ini laju pertumbuhan belum memperlihatkan pertumbuhan ekponensial, tetapi

dalam tahap masa persiapan. Hal ini tergantung dari kondisi permulaan, apabila mikroorganisme

yang ditanami pada substrat atau medium yang sesuai, maka pertumbuhan akan terjadi. Namun

sebaliknya apabila diinokulasikan mikroorganisme yang sudah tua meskipun makanannya cocok,

maka pertumbuhannya mikroorganisme ini membutuhkan masa persiapan atau fase lag. Waktu

yang diperlukan pada fase ini digunakan untuk mensintesa enzim. Sehingga mencapai konsentrasi

yang cukup untuk melaksanakan pertumbuhan ekponensial. Fase ini berlangsung beberapa jam

hingga beberapa hari, tergantung dari jenis mikroorganisme serta lingkungan yang hidup.

Selama fase ini perubahan bentuk dan pertumbuhan jumlah individu tidak secara nyata terlihat.

Karena fase ini dapat juga dinamakan sebagai fase adaptasi (penyesuaian) ataupun fase-

pengaturan jasad untuk suatu aktivitas didalam lingkungan yang mungkin baru. Sehingga grafik

selama fase ini umumnya mendatar.

2. Fase tumbuh dipercepat (fase logaritme, fase eksponensial, logaritma phase)

Pada setiap akhir persiapan sel mikroorganisme akan membelah diri.masa ini disebut

masa pertumbuhan, yang setiap selnya tidak sama dalam waktu masa persiapan.Sehingga secara

berangsur-angsur kenaikan jumlah populasi sel mikroorganisme ini mencapai masa akhir fase

pertumbuhan mikroorganisme. Setelah setiap individu menyesuaikan diri dengan lingkungan

baru selama fase lag, maka mulailah mengadakan perubahan bentuk dan meningkatkan jumlah

individu sel sehingga kurva meningkat dengan tajam (menanjak). Peningkatan ini harus

diimbangi dengan banyak faktor, antara lain: Faktor biologis, yaitu bentuk dan sifat jasad

terhadap lingkungan yang ada, serta assosiasi kehidupan di antara jasad yang ada kalau jumlah

jenis lebih dari sebuah. Faktor non-biologis, antara lain kandungan sumber nutrien di dalam

25

media, temperatur, kadar oksigen, cahaya, dan lain sebagainya. Kalau faktor-faktor di atas

optimal, maka peningkatan kurva akan nampak tajam seperti gambar. Pada fase ini pertumbuhan

secara teratur telah tercapai. Maka pertumbuhan secara ekponensial akan tercapai. Pada fase ini

menunjukkan kemampuan mikroorganisme berkembang biak secara maksimal. Setiap sel

mempunyai kemampuan hidup dan berkembang biak secara tepat. Fase pengurangan

pertumbuhan akan terlihat berupa keadaan puncak dari fase logaritmik sebelum mencapai fase

stasioner, dimana penambahan jumlah individu mulai berkurang atau menurun yang di sebabkan

oleh banyak faktor, antara lain berkurangnya sumber nutrien di dalam media tercapainya jumlah

kejenuhan pertumbuhan jasad. Fase tumbuh reda akan terlihat dimana fase logaritma mencapai

puncaknya, maka zat-zat makanan yang diproduksi oleh setiap sel mikroorganisme akan

mengakibatkan pertumbuhan mikroorganisme, sehingga pada masa pertumbuhan ini reda atau

dikatakan sebagai fase tumbuh reda.

3. Fase stasioner

Pengurangan sumber nutrien serta faktor –faktor yang terkandung di dalam jasadnya

sendiri, maka sampailah puncak aktivitas pertumbuhan kepada titik yang tidak bisa dilampaui

lagi, sehingga selama fase ini, gambaran grafik seakan mendatar. Populasi jasad hidup di dalam

keadaan yang maksimal stasioner yang konstan (fase dimana jumlah bakteri yang berkembang

biak sama dengan jumlah bakteri yang mengalami kematian).

4. Fase kematian

fase dimana jumlah bakteri yang mati semakin banyak, melebihi jumlah bakteri yang

berkembang biak. Fase kematian ditandai dengan cepat merananya koloni dan jumlah bakteri

yang mati senantiasa bertambah. Keadaan ini dapat berlangsung beberapa minggu bergantung

pada spesies dan keadaan medium serta faktor-faktor lingkungan. Kalau keadaan ini dibiarkan

terus menerus, besar kemungkinan bakteri tidak dapat dihidupkan kembali dalam medium baru.

Cara menghitung jumlah bakteri untuk membuat grafik pertumbuhan, yaitu dengan metode

penuangan, penghitungan dengan mikroskop dengan menggunakan haemocytometer, dan dengan

menggunakan turbidometer.

26

Gambar 3. Fasa pertumbuhan bakteri

Gambar 4 : Kurva Pertumbuhan Bakteri

2.9.2 Metode Pengukuran Pertumbuhan

27

Dalam pertumbuhannya bakteri memiliki suhu optimum dimana pada suhu tersebut

pertumbuhan bakteri menjadi maksimal. Dengan membuat grafik pertumbuhan suatu

mikroorganisme, maka dapat dilihat bahwa suhu optimum biasanya dekat puncak range suhu. Di

atas suhu ini kecepatan tumbuh mikroorganisme akan berkurang.

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengukur jumlah jasad renik

1. Perhitungan jumlah sel

hitungan mikroskopik

hitungan cawan

MPN(most probable number)

2. Perhitungan masa sel secara langsung

Cara volumetrik

Cara grafimetrik

Turbidimetri (kekeruhan)

3. Perhitungan massa sel secara tidak langsung

Analisis komponen sel (protein, ADN, dan ATP)

Analisis produk katabolisme (metabolik primer dan sekunder)

Analisis konsumsi nutrien (karbon, nitrogen, dan oksigen)

2.9.3 Peranan Bakteri

Dalam kehidupan manusia bakteri mempunyai peranan yang menguntungkan maupun

yang merugikan.

Bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut :

1. Pembusukan (penguraian sisa-sisa mahluk hidup contohnya Escherichia colie).

2. Pembuatan makanan dan minuman hasil fermentasi contohnya Acetobacter pada

pembuatan asam cuka, Lactobacillus bulgaricus pada pembuatan yoghurt, Acetobacter

28

xylinum pada pembuatan nata de coco dan Lactobacillus casei pada pembuatan keju

yoghurt.

3. Berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen yaitu Rhizobium

leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan dan

Azotobacter chlorococcum.

4. Penyubur tanah contohnya Nitrosococcus dan Nitrosomonas yang berperan dalam proses

nitrifikasi menghasilkan ion nitrat yang dibutuhkan tanaman.

5. Penghasil antibiotik contohnya adalah Bacillus polymyxa (penghasil antibiotik polimiksin

B untuk pengobatan infeksi bakteri gram negatif, Bacillus subtilis penghasil antibioti

untuk pengobatan infeksi bakteri gram positif,Streptomyces griseus penghasil antibiotik

streptomisin untuk pengobatan bakteri gram negatif termasuk bakteri penyebab TBC dan

Streptomyces rimosus penghasil antibiotik terasiklin untuk berbagai bakteri.

6. Pembuatan zat kimia misalnya aseton dan butanol oleh Clostridium acetobutylicum

7. Berperan dalam proses pembusukan sampah dan kotoran hewan sehinggga menghasilkan

energi alternatif metana berupa biogas. Contohnya methanobacterium

8. Penelitian rekayasa genetika dalam berbagai bidang.sebagai contoh dalam bidang

kedokteran dihasilkan obat-obatan dan produk kimia bermanfaat yang disintesis oleh

bakteri, misalnya enzim, vitamin dan hormon.

Bakteri yang merugikan sebagai berikut :

1. Pembusukan makanan contohnya Clostridium botulinum

2. Penyebab penyakit pada manusia contohnya Mycobacterium tuberculosis ( penyebab

penyakit TBC ), Vibrio cholerae ( penyebab kolera atau muntaber ), Clostridium tetani

(penyebab penyakit tetanus ) dan Mycobacterium leprae (penyebab penyakit lepra )

3. Penyebab penyakit pada hewan contohnya Bacilluc antrachis (penyebab penyakit antraks

pada sapi )

4. Penyebab penyakit pada tanaman budidaya contohnya Pseudomonas solanacearum

(penyebab penyakit pada tanaman tomat, lombok, terung dan tembakau) serta

Agrobacterium tumafaciens (penyebab tumor pada tumbuhan)

DAFTAR PUSTAKA

29

Dwidjoseputro ,D, 1984 .Mikrobiologi Dasar. Jakarta ; Jembatan.

http://chemicalzone.blogspot.com/2008/06/fase-pertumbuhan-bakteri_18.html

http://duniaveteriner.com/2010/04/faktor-penyebab-pertumbuhan-mikroorganisme-pada-bahan-

makanan/print

http://firebiology07.wordpress.com/2009/10/13/pertumbuhan-mikroba/

http://idkf.bogor.net/yuesbi/e-DU.KU/edukasi.net/ Biologi/Bakteri/materi07.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri

Sastramiharja ,I. 1993 Peran Mikrobiologi Seminar Bioteknologi.Bandung

Schlegel, Hans G. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi keenam. UGM Press: Yogyakarta.

Winarni, D. 1997. Diktat Teknik Fermentasi. Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS :

Surabaya

Waluyo, lud. 2004. Mikrobiologi umum. Umm press. Malang