MAkalah Sarat pertumbuhan mikroorganism

BAB I

PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG

Mikroorganisme dikatakan tumbuh bukan dilihat dari bertambahnya ukuran atau volume dari mikroorganisma tersebut, dan bukanlah sel-selnya yang bertambah besar ataupun bertambah panjang, melainkan pertambahan dari jumlah mikroba-mikrobanya sehingga membentuk suatu koloni ataupun populasi yang terdiri dari beratus-ratus sampai beribu-ribu mikroba.

Populasi mikroorganisma dapat menjadi besar dalam jangka waktu yang relatif singkat dan pertumbuhan mikroorganisma yang tidak dapat dikendalikan, akan dapat menyebabkan penyakit-penyakit yang serius dan juga dapat menyebabkan kerusakan-kerusakan atau pembusukan pada bahan-bahan makanan. Pada organisme multiseluler (banyak sel), yang dimaksud pertumbuhan adalah peningkatan jumlah sel per organisme, dimana ukuran sel juga menjadi lebih besar. Pada organisme uniseluler (bersel satu/tunggal) pertumbuhan adalah penambahan jumlah sel, yang juga berarti pertambahan jumlah organisme yang membentuk populasi atau suatu biakan.

Dalam pertumbuhannya setiap makhluk hidup membutuhkan nutrisi yang mencukupi serta kondisi lingkungan yang mendukung demi proses pertumbuhan tersebut, termasuk mikroorganisma yang memiliki kebutuhan baik itu fisik ataupun kimia untuk proses pertumbuhan atau perkembangbiakan mikroorganisme untuk bertahan hidup agar tidak punah.

Artinya: Dan Kami telah menjadikan untukmudibumi keperluan-kepluan hidup,

dan Kami menciptakan pula mahkluk-mahkluk yang kamu sekali-kali

bukan pemberi rezeki kepadanya.

B.     RUMUSAN MASALAH

1.      Apa saja kebutuhan yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroorganisma?

C.    TUJUAN

1.      Dapat mengetahui kebutuhan yang diperlukan mikroorganisma dalam pertumbuhannya.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    KEBUTUHAN MIKROORGANISME UNTUK PERTUMBUHAN

Flora normal adalah sekumpulan mikroorganisme yang hidup pada kulit dan selaput lendir/mukosa manusia yang sehat maupun sakit. Pertumbuhan flora normal pada bagian tubuh tertentu dipengaruhi oleh suhu, kelembaban, nutrisi dan adanya zat penghambat. Keberadaan flora normal pada bagian tubuh tertentu mempunyai peranan penting dalam pertahanan tubuh karena menghasilkan suatu zat yang menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain. Adanya flora normal pada bagian tubuh tidak selalu menguntungkan, dalam kondisi tertentu flora normal dapat menimbulkan penyakit, misalnya bila terjadi perubahan substrat atau berpindah dari habitat yang semestinya (Jawetz, 2005).

Flora dalam tubuh manusia dapat manetap atau transient. Mikroba yang menetap tersebut dapat dikatakan tidak menyebabkan penyakit dan mungkin menguntungkan bila ia berada pada lokasi yang semestinya dan tanpa adanya keadaan abnormal. Mereka dapat menyebabkan penyakit bila karena keadaan tertentu, berada di tempat yang tidak semestinya, atau bila ada faktor predisposisi (Jawetz, 2005).

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai “Idnetiffikasi Bakteri Flora Normal Mukosa Hidung dan Saliva pada Penambang Emas (Tromol) di Kelurahan Poboya Kecamatan Palu Timur Sulawesi Tengah” di dapatkan kesimpulan sebagai berikut :

1.      Sampel mukosa hidung teridentifikasi bakteri Enterobacter aerogenosa 18.1%, Staphyllococcus aureus 36.4%, Proteus mirabilis 9.1%, Enterobacter agglomerans 27.3%, dan Escherichia coli 9.1%.

2.      Sampel saliva teridentifikasi Lactobacillus sp. 27.27%, Proteus mirabilis 18.19%, Enterobacter agglomerans 9.09%, Enterobacter aerogenosa 9.09%, Escherichia coli 27.27%, Kleibseila 9.09%.

3.      Sampel Kontrol teridentifikasi bakteri Staphylococcus aureus 12.5%, Staphylococcus epidermidis 37.5%, Seeratia liquiefaciens 12.5%, Acinotebacter calcoaceticus 12.5%, Enterobacter agglomerans 12.5%.

Kebutuhan mikroorganisme untuk pertumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan menjadi 2 kategori, yaitu : kebutuhan fisik dan kebutuhan kemis (kimia).

1.      Kebutuhan Fisik

a.      Suhu (temperatur)

Mikroorganisma dapat tumbuh dengan baik pada suhu normal, dan tidak banyak berbeda dengan hewan-hewan yang lebih tinggi tingkatannya. Akan tetapi bakteri tertentu mampu hidup pada suhu yang rendah sekali dan ada juga yang tahan hidup pada suhu yang sangat tinggi, pada suhu tertentu, yang dapat menghambat kehidupan kebanyakan makhluk hidup yang lebih tinggi tingkatannya.

Berdasarkan atas suhu yang paling sesuai untuk pertumbuhan mikroorganisma dapat dibagi menjadi :

1)      Mikroorganisma psikofril, yaitu mikroorganisma yang suka hidup pada suhu yang dingin, dapat tumbuh paling baik pada suhu optimum dibawah 20⁰C. Mikroorganisme yang dinamakan mikroorganisma yang psikrotrof, dan banyak sumber-sumber yang menggunakan istilah ini untuk menjelaskan kemampuan pertumbuhan bakteria pada suhu refrigerator (4⁰C). Sumber lain menggunakan istiklah ini psikrofil untuk kedua tipe organisma yang dapat tumbuh baik pada suhu antara 15 dan 20⁰C, dan yang range suhunya antara 0⁰C dan 30⁰C.

(sumber : http://articleeee.blogspot.co.id/2014/11/diversitas-mikroorganisme-mesofil.html)

2)       Mikroorganisma mesofil, yaitu mikroorganisma yang menyukai suhu yang sedang, hidup pada suhu optimum diantara 20⁰ – 50⁰C. Mikroorganisma ini yang paling umum dijumpai. Organisma-organisma yang sudah dapat menyesuaikan hidupnya didalam tubuh hospes, biasanya suhu optimumnya mendekati suhu tubuh hospesnya. Suhu optimum bakteri patogen, kira-kira 37⁰C. Bakteri yang hidup didalam tubuh manusia, misalnya Escherichia coli, mempunyai optimum 3⁷⁰C, sama dengan suhu tubuh manusia.

(sumber : http://articleeee.blogspot.co.id/2014/11/diversitas-mikroorganisme-mesofil.html)

3)      Mikroorganisma termofil, yaitu mikroorganisma yang menyukai suhu yang tinggi, sering tumbuh pada suhu diatas 40⁰C. Banyak mikroorganisma ini yang memepunyai suhu optimum antara 50 – 60⁰C. Suhu seperti ini dapat juga tercapai didalam tanahyang terkena cahaya matahari dan pada mata air panas. Beberapa dari mikroorganisma ini dapat hidup baik pada suhu 90⁰C yang mendekati titik didih air. Fungi termofilik biasanya mempunyai batas suhu 55-60⁰C, yang ternyata lebih rendah dari suhu optimum bakteri termofilik. Endospora yaang dibentuk oleh bakteri termofilik biasanya tahan terhaadap panas. Contoh bakteri termofilik adalah : Bacillus stearothermophilus, yang dapat tumbuh pada suhu 40⁰C.

 

Gambar : Clostridium thermosacchardrolyticum (sumber : http://nezblank.blogspot.co.id/2014/06/mikroba-termofilik-dan-termodurik.html)

Gambar : Methanococcus janascii (sumber: https://biologibatik1.wordpress.com/2010/10/08/archaebacteria/)

Kebanyakan bakteri-bakteri hanya dapat tumbuh dalam lingkungan yang suhunya dalam “range” suhu terbatas, dan suhu maksimum serta suhu minimum kira-kira 30⁰C. Tiap spesies bakteria, mempunyai suhu minimum, optimum, dan maksimum. Suhu pertumbuhan minimum adalah suhu terendah yang mana mikroorganisma masih dapat hidup dan berkembangbiak. Suhu optimum adalah suhu tertentu dimana mikroorganisma paling baik pertumbuhannya, sedangkan suhu maksimum adalah suhu tertinggi dimana mikroorganisma masih dapat hidup dan berkembangbiak.

b.      Derajat Keasaman (pH)

Umumnya pH optimum merupakan suatu adaptasi jasad hidup terhadap habitat alami. Beberapa mikroorganisma patogen pada manusia, akan tunbuh paling baik pada pH yang mendekati pH darah manusia yang berkisar 7,5. Mikroorganisma lain, misalnya populasi bakteri yang hidup pada permukaan kulit manusia, akan tumbuh paling baik pada pH sekitar 5, yang merupakan pH pada permukaan kulit manusia. Bakteri yang hidup disaluran pencernaan makanan, yang pHnya selalu berubah-ubah, juga akan menyesuaikan hidupnya pada pH lingkungan ini. Kebanyakan bakteri dapat hidup paling  baik pada pH antara 6,5 – 7,5 .

Mikroorganisma-mikoorganisma sendiri sering mengubah pH media pertumbuhannya sebagai hasil kegiatan metabolisma. Streptococus dapat memenfermentasi gula, menghasilkan asam sebagai produk akhir yang merendahkan pH mediumnya sendiri dan akan menghambat pertumbuhannya. Ada juga mikroorganisma yang dapat mereduksi protein atau hasil buangan hewan-hewan, seperti urea, untuk menghasilkan amin dan amonium sehingga dapat menaikkan pH.

c.       Tekanan Osmotik

Mikroorganisma membutuhkan air untuk pertumbuhannya. Apabila suatu sel mikroorganisma berada dalam suatu larutan yang berkonsentrasi lebih besar dari konsentrasi cairan sel, maka air yang terdapat didalam sel akan merembes melalui membran sitoplasma yang kearah larutan yang konsentrasinya lebih tinggi. Tekanan osmotik terjadi pada membran sitoplasma, karena distribusi air dalam kedua larutan tidak sama. Biasanya konsentrasi cairan sel bakteria lebih besar dari konsentrasi medium atau keadaan sekitarnya, sehingga mengakibatkan tekanan turgor pada membran sel karena pergerakan air kedalam sel. Bakteri yang dapat menyesuaikan hidupnya pada lingkungan yang mempunyai konsentrasi larutan garam yang tinggi, disebut bakteri halofilik. Ada juga bakteri yang disebut fakultatif halofilik, tidak membutuhkan konsentrasi larutan garam yang tinggi, akan tetapi maampu hidup atau tahan hidup pada suasana lingkungan yang konsentrasi larutan garamnya tinggi. Halobacterium halobium, dapat hidup pada konsentrasi 33% atau 5 M NaCl. Bakteri yang obligat halofilik,dapat hidup pada konsentrasi lebih dari 15% NaCl, misalnya di danau-danau yang airnya asin. Kepekaan atau sensitifitas mikroorganisma terhadap konsentrasi garam yang berbeda-beda pada spesies-spesies yang berlainan. Mikroorganisma yang membutuhkan lingkungan dengan tekanan osmotis yang tinggi disebut mikroorganisma osmofilik. Contoh mikroorganisma yang bersifat osmofilik adalah sejenis jamur Xeromyces yang mempunyai aw optimum kira-kira 0,9.

2.      Kebutuhan Akan Unsur-Unsur Kimia

Mikroorganisma memerlukan unsur-unsur kimia seperti air, karbon, oksigen, nitrogen, mineral-mineral, dan lain sebagainya, untuk kebutuhan kelangsungan hidupnya.

a.      Air

Air yang terkandung didalam tubuh kebanyakan mikroorganisma kira-kira 90% dari berat tubuhnya. Spora-spora yang bersifat resistan diperkirakan kandungan airnya lebih sedikit. Air berperan sebagai bahan pelarut pada reaksi-reaksi metabolisma diperlukan dalam jumlah tertentu saja, tegantung kepada jenis mikroorganismanya. Air dalam subtrat makanan yang digunakan untuk pertumbuhan mikroorganisma biasanya dinyatakan dengan istilah water activity (aw), yaitu suatu indeks yang menyatakan perbandingan tekanan uap air dari larutan dengan tekanan uap air murni pada suhu yang sama.

Kebanyakan mikroorganisma memerlukan aw diatas 0,90 untuk dapat melangsungkan metabolismanya. Ada juga beberapa mikroorganisma yang dapat hidup pada suasana aw yang rendah, dan mikroorganisma tersebut dikenal sebagai “xerotolerant organism”. setiap mikroorganisma, mempunyai aw optimum, minimum, dan maksimum, untuk pertumbuhannya  dan pada umumnya bakteri membutuhkan air yang lebih banyakdari pada khamir untuk pertumbuhannya. Sebagian besar bakteria dapat tumbuh baik pada aw yang mendekati 1. Ini berarti, bahwa bakteria dapat tumbuh baik dalam konsentrasi garam atau gula yang rendah, kecuali bakteri yang tergolong halofilik. Bakteri tidak dapat hidup lama didalam air, apalagi didalam air suling. Ini berarti, bahwa bakteria dapat tumbuh baik dalam konsentrasi garam atau gula yang rendah, kecuali bakteria yang termasuk golongan halofilik. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi matinya bakteri didalam air, antara lain :

1)      Tidak ada zat makanan beserta garam-garam mineral yang diperlukan bakteri.

2)      Apabila air telah lama terbuka, maka karbondioksida dari udara akan membentuk H₂CO₃ yang dapat menyebabkan rendahnya pH.

3)      Air yang  mengandung garam-garam dan logam-logam berat, tidak baik untuk kehidupan bakteria, karena pH yang tinggi.

b.      Karbon

Selain kebutuhan air, salah satu dari kebutuhan yang paling penting untuk keperluan pertumbuhan mikroorganisma adalah sumber karbon yang diperlukan oleh semua senyawa-senyawa organik yang menyusun tubuh sel-sel hidup. Mikoorganisma yang tergolong kemoheterotrof memperoleh karbon dari sumber energi berupa bahan-bahan organik seperti protein, karbohidrat dan lipid. Golongan mikroorganisma yang kemoheterotrof memperoleh karbon dari karbon dioksida, dan juga mikroorganisma fotoautotrof mendapatkan karbon dari karbondioksida.

c.       Oksigen

Untuk menghasilkan energi, mikroorganisma melakukan respirasi yang merupakan proses-proses reaksi kimia yang merobak molekul-molekul senyawa organik yang berpotensial tinggi, menjadi molekul-molekul senyawa anorganik yang lebih sederhana dengan membebaskan sejumlah energi. Kebutuhan oksigen untuk oksidasi biologis yang terjadi didalam sel mikroorganisma, dapat menggunakan oksigen, atau menggunakan senyawa-senyawa lain, yang tegantung kepada jenis mikroorganismanya. Oksigen tidak dipakai dalam proses sintesis bahan-bahan protoplasma, tetapi berfungsi sebagai akseptor hidrogen atau akseptor elektron. Oksigen yang terdapat dalam senya-senyawa penyusun protoplasma, tidak berasal dari O₂ udara, akan tetapi berasal dari senyawa-senyawa organik yang mengandung atom-atom oksigen dari air.

Berdasarkan atas kebutuhan akan oksigen, mikororganisma dapat dibedakan menjadi 4 golongan, yaitu:

1)      Mikroorganisma yang aerob

Pada mekanisma respirasi, mikroorganisma dapat menggunakan oksigen sebagi akseptor elektron atau akseptor hidrogen. Mikroorganisma yang teramsuk ke dalam golongan ini hanya dapat hidup apabila ada oksigen untuk melangsungkan oksidasi biologis.

Gambar : Mycobacterium tubercolosis

2)      Mikroorganisma yang anaerob

Mikroorganisma ini tidak dapat menggunakan O₂ bebas sebagai akseptor hidrogen, bahkan adanya oksigen dapat menghambat pertumbuhannya karena oksigen dapat bersifat sebagai racun. Jasad-jasad hidup ini dapat hidup dengan melangsungkan fermentasi atau respirasi anaerob, dimana ion-ion anorganik seperti NO₃ dan SO₄ yang berperan sebagai akseptor hidrogen atau akseptor elektron. Mikroorganisma yang anaerob ini, dapat diracuni oleh adanya oksigen, karena jasad ini tidak mempunyai enzim katalase dan super-super dimutase yang diperlukan untuk mengurai senyawa hidrogen peroksida yang bersifat racun dan ion-ion superoksida.

Gambar : bakteri Pnömonileri (sumber : http://hsaidnuraeni.blogspot.co.id/2015/02/apa-pengertian-manfaat-bahaya-bakteri.html)

3)      Mikroorganisma yang fakultatif anaerob

Mikroorganisma ini dapat menyesuaikan hidupnya pada lingkungan yang tidak mengandung oksigen. Apabila oksigen terdapat dalam lingkungan hidupnya, maka jasad ini dapat tumbuh dengan memanfaatkan oksigen tersebut sebagai akseptor elektron akhir. Akan tetapi kalau tidak ada oksigen, jasad ini dapat melangsungkan fermentasi atau  respirsi anaerob.

(sumber:http://makalahkesehatan94.blogspot.co.id/2014/09/perbedaan-bakteri-aerob-dan-anaerob.html)

4)      Mikroorganisma yang mikroaerofil

Mikroorganisma ini tidak dapat hidup dalam suasana yang aerob atau anaerob dengan sempurna, karena oksigen bebas hanya diperlukan dalam jumlah yang sangat sedikit sekali atau hanya kira-kira 20% dalam atmosfir atau kurang dari persentasi oksigen dalam atmosfir. Mikroorganisma mikroaerofil membutuhkan oksigen, tetapi dapat menghambat pertumbuhan maksimal pada pengurangan konsentrasi oksigen dan konsentrasi oksigen yang lebih tinggi dapat bersifat racun. Pada umumnya jasad tersebut mempunyai sistem enzimyang dapat mengurangi pengaruh racun (detoxifying) berbagai bentuk oksigen. Struktur oksigen tunggal (O), dapat bersifat racun bagi jasad hidup. Enzim-enzim peroksida yang terdapat dalam air ludah dan sel-sel yang bersifat fagosit mneghasilkan oksigen singglet yang turut mengambil bagian dalam aktivitas antibakteria.

Gambar : Campylobacter jejuni (sumber : http://www.amazine.co/23022/gejala-pengobatan-infeksi-bakteri-campylobacter-jejuni/)

d.      Karbondioksida

Mikroorganisma yang bersifat autotrof, membutuhkan CO2 dalam jumlah besar karena CO2 merupakan satu-satunya sumber karbon. Pengikatan karrbondioksida ini memerlukanenergi dan sumber elektron. Kunci pengikat CO2 ini terletak pada pemasukan CO2 kedalam ribulose phospat dengan terbentuknya asam pospoglisin. Selanjutnya mengalami reduksi menjadi gliseraldehide phosphate atau dirubah menjadi asam piruvat.

e.       Nitrogen, Sulfur dan Fosfor

Dalam sintesis protein, mikroorganisme membutuhkaan sejumlah nitrogen dan sulfur. Sintesis DNA dan RNA juga membutuhkan nitrogen dan sulfur. Nitrogen, sulfur dan fosfor terdapat dalam sel kira-kira dari berat kering selnya, dimana 15%  dari jumlah ini merupakan nitrogen. Nitrogen diperlukan untuk membentuk asam-asam amino dari protein.

f.        Mineral-mineral

Mineral-mineral utama yang dibutuhkan oleh mikroorganisma adalah : N, P, C, O, dan H. Unsur-unsur lainnya juga dibutuhkan adalah : K, Ca, Mg, Na, S, dan Cl. Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang kecil dan harus ada (trace element) adalah : Fe, Cu, Mo, dan Zn.

g.      Faktor penumbuh (growth factor)

Faktor penumbuh adalah senyawa-senyawa organik yang diperlukan suatu organisma untuk pertumbuhannya dan hanya diperlukan dalam jumlah yang sangat sedikit saja. Senyawa-senyawa organik berfungsi sebagai faktor penumbuh, tidak merupakan zat-zatyang menghasilkan energi bagi mikroorganisma tersebut akan tetapi sangat diperlukan untuk kehidupan yang normal. Contoh : Escherechia coli dapat menghasilkan asam folat, actinomycetes dapat menghasilkan vitamin, dan microcus dapat menghasilkan vitamin B kompleks.

Ada juga mikroorganisma yang tidak dapat mensintesis vitamin untuk kebutuhannya sendiri.ada juga bakteri-bakteri yang memerlukan asam-asm amino yang berperan sebagai faktor penumbuh, misalnya : Clostridium tetani, Salmonella typhi, memerlukan triptofan; Lactobacillus casei, memerlukan asam folat, dan Micrococus aureus, memerlukan asam para amino benzoat, dan lain sebagainya.

BAB III

PENUTUP

SIMPULAN

Berdasarkan materi yang  telah kami uraikan dapat disimpulkan bahwa mikroorganisma mempunyai kebutuhan yang terbagi menjadi 2 macam, yaitu :

a.       Kebutuhan fisik meliputi : suhu (temperatur), derajad keasaman (pH), dan tekanan osmotik.

b.      Kebutuhan akan unsur-unsur kimia meliputi : air, karbon, oksigen, karbondioksida, nitorgen, sulfur, dan fosfor, serta mineral-mineral daan faktor penumbuh.

DAFTAR PUSTAKA

Amazine. Gejala pengobatan infeksi bakteri camplylocbacter jejuni.

(online) http://www.amazine.co/23022/gejala-pengobatan-infeksi-bakteri-campylobacter-jejuni/. diakses pada tanggal 1 november 2015 pukul 10.00 wib.

Articleeee. 2014. Diversitas Mikroorganism Mesofil. (online)

http://articleeee.blogspot.co.id/2014/11/diversitas-mikroorganisme-mesofil.html. diakses pada tanggal 1 november 2015 pukul 15.03 wib.

            Biologibatik. 2010. Archaebacteria. (online)

https://biologibatik1.wordpress.com/2010/10/08/archaebacteria/. Diakses pada tanggal 1 november pukul 19.49 wib.

Makalahkesehatan. 2014. Perbedaan bakteri aerob dan anaerob. (online)

http://makalahkesehatan94.blogspot.co.id/2014/09/perbedaan-bakteri-aerob-dan-anaerob.html. diakses pada tanggal 11.12 wib.

Nezblank. 2014. Mikroba Termofilik Dan Termorudik. (online)

http://nezblank.blogspot.co.id/2014/06/mikroba-termofilik-dan-termodurik.html. diakses pada tanggal 1 november 2015 pukul 19.30 wib.

            Subandi. 2012. Mikrobiologi. Bandung : Remaja Rosdakarya.

            Tarigan,Jeneng. 1988. Pengantar Mikrobiologi. Jakarta : Colombus.