PENDAHULUAN
Pertumbuhan didefinisikan sebagai peningkatan seluruh
unsur pokok kimia sel. Hal tersebut merupakan suatu proses yang memerlukan
replikasi seluruh struktur, organel, dan komponen protoplasma seluler dengan
adanya nutrien dalam lingkungan sekelilingnya. Dalam pertumbuhan bakteri, semua
substansi esensial harus tersedia untuk sintesis dan pemeliharaan protoplasma,
dengan sumber energi, dan kondisi lingkungan yang sesuai. Sebagai suatu
kelompok, bakteri merupakan organisme yang sangat “pintar”. Mereka
memperlihatkan kemampuan yang sangat besar dalam menggunakan bahan makanan yang
tersebar, menyusun bahan anorganik menjadi senyawa organik yang sangat
kompleks. Beberapa spesies juga belajar tumbuh pada berbagai relung ekologik
dengan temperatur, keasaman, dan tekanan oksigen yang ekstrim (Wibowo MS,
2012).
Kemampuan bakteri untuk bertahan di bawah keadaan
sekitar yang demikian merupakan perlindungan dari adaptabilitas tinggi dan
refleks kapasitasnya dalam keberhasilan merespon suatu stimulus yang dianggap
asing atau tidak pernah ditemui sebelumnya(Wibowo MS, 2012).
PEMBAHASAN
Faktor-faktor
yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah faktor zat gizi, keasaman makanan
(PH), suhu,waktu, ketersediaan oksigen, dan kelembaban.
1. Faktor
Zat Gizi
Menurut Wibowo MS, (2012) Semua bentuk kehidupan
mempunyai persamaan dalam hal persyaratan nutrisi berupa zat–zat kimiawi yang
diperlukan untuk pertumbuhan dan aktivitas lainnya. Nutrisi bagi pertumbuhan
bakteri, seperti halnya nutrisi untuk organisme lain mempunyai kebutuhan akan
sumber nutrisi, yaitu:
a. Bakteri membutuhkan
sumber energi yang berasal dari energi cahaya (fototrof) dan senyawa kimia(kemotrof).
b. Bakteri membutuhkan sumber
karbon berupa karbon anorganik (karbon dioksida) dan karbon organik (seperti karbohidrat).
c. Bakteri membutuhkan sumber
nitrogen dalam bentuk garam nitrogen anorganik (seperti kalium nitrat) dan
nitrogen organik (berupa protein dan asam amino).
d. Bakteri membutuhkan beberapa
unsur logam (seperti kalium, natrium,magnesium, besi, tembaga dsb).
e. Bakteri membutuhkan air untuk
fungsi – fungsi metabolik dan pertumbuhannya.
Jasad renik heterotrof membutuhkan nutrien untuk
kehidupan dan pertumbuhannya yaitu sebagai sumber karbon, sumber
nitrogen,sumber energi, dan faktor pertumbuhan yaitu mineral dan vitamin.
Nutrien tersebut di butuhkan untuk membentuk energi dan menyusun komponen
komponen sel. Setiap jasad renik bervariasi dalam kebutuhannya akan zat-zat
nutrisi tersebut(Fardiaz S,1992).
Jasad renik yang tumbuh pada makanan umumnya bersifat
heterotrof yaitu yang menggunakan karbohidrat sebagai sumber eneri dan karbon,
walaupun komponen organik lainnya yang mengandung karbon mungkin juga dapat di
gunakan. Kebanyakan organisme heterotrof menggunakan komponen organik yang
mengandung nitrogen sebagai sumber N, tetapi beberapa dapat pula menggunakan
sumber nitrogen anorganik (Fardiaz S,1992).
2. Keasaman
Makanan (pH)
pH medium biakan juga mempengaruhi kecepatan
pertumbuhan, untuk pertumbuhan bakteri juga terdapat rentang pH dan pH optimal.
Pada bakteri patogen pH optimalnya 7,2 – 7,6. Meskipun medium pada awalnya
dikondisikan dengan pH yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tetapi, secara
bertahap besarnya pertumbuhan akan dibatasi oleh produk metabolit yang
dihasilkan mikroorganisme tersebut(Wibowo MS, 2012). Hal itu terutama
dijumpai paa kuman-kuman yang bersifat fermentative yang menghasilkan sejumlah
besar asam-asam organic yang bersifat menghambat.
Bakteri memiliki mekanisme yang sangat efektif untuk
memelihara kontrol regulasi pH sitoplasmanya (pHi). Pada sejumlah bakteri, pH
berbeda dengan 0,1 unit per perubahan pH pada pH eksternal. Hal ini disebabkan
kontrol aktivitas sistem transpor ion yang mempermudah masuknya proton.
Bermacam-macam sistem yang mencerminkan luas rentang nilai pHi diperlihatkan
oleh berbagai bakteri. Asidofil memiliki nilai rentang pHi 6,5 – 7,0; neutrofil
memiliki nilai rentang pHi 7,5 – 8,0, dan alkalofil memiliki nilai rentang pHi
8,4 – 9,0. Mikroorganisme fermentatif memperlihatkan rentang nilai pHi yang
lebih tinggi dibandingkan dengan mikroorganisme yang menggunakan jalur
respirasi. Pada mikroorganisme fermentatif , produksi produk fermentatif yang
bersifat asam dan akumulasinya mengakibatkan gangguan keseimbangan pH dan
pembatasan pertumbuhan. Sejumlah mikroorganisme meningkatkan mekanisme
kompensasi untuk mencegah efek toksik dari akumulasi produk yang bersifat asam
dan berkonsentrasi tinggi tersebut(Wibowo MS, 2012).
Makanan yang mempunyai PH rendah (di bawah 4,5)
biasanya tidak dapat di tumbuhi oleh bakteri tetapi dapat menjadi rusak karena
pertumbuhan khamir dan kapang. Oleh karena itu, makanan yang mempunyai PH
rendah relatif lebih tahan selama penyimpanan di bandinkan dengan makanan yang
memiliki PH netral atau mendekati netral (Fardiaz S,1992).
3. Suhu
Setiap bakteri memiliki temperatur optimal dimana
mereka dapat tumbuh sangat cepat dan memiliki rentang temperatur dimana mereka
dapat tumbuh. Pembelahan sel sangat sensitif terhadap efek kerusakan yang
disebabkan temperatur; betuk yang besar dan aneh dapat diamati pada pertumbuhan
kultur pada temperatur yang lebih tinggi dari temperatur yang mendukung tingkat
pertumbuhan yang sangat cepat(Wibowo MS, 2012).
Menurut Wibowo MS (2012) Berdasarkan rentang
temperatur dimana dapat terjadi pertumbuhan, bakteri dikelompokkan menjadi
tiga:
1.
Psikrofilik, -5oC sampai 30oC, optimum pada 10-20oC;
2.
Mesofilik, 10-45oC, optimum pada 20-40oC;
3.
Termofilik, 25-80oC, optimum pada 50-60oC.
Temperatur optimal biasanya mencerminkan lingkungan
normal mikroorganisme. Jadi, bakteri patogen pada manusia biasanya tumbuh baik
pada temperatur 37oC. Contohnya Mycobacterium leprae
Menurut Fardiaz S,(1992) Suhu di mana suatu makanan
disimpan sangat besar pengaruhnya terhadap jenis jasad renik yang dapat tumbuh
serta kecepatan pertumbuhannya. Beberapa ketentuan mengenai pengaruh suhu
terhadap kecepatan pertumbuhan sel, yaitu;
1. Pertumbuhan jasad renik terjadi
pada suhu dengan kisaran kira-kira 30°C.
2. Kecepatan pertumbuhan jasad
renik meningkat lambat dengan naiknya suhu sampai mencapai kecepatan
pertumbuhan maksimum.
3. Di atas suhu maksimum,
kecepatan pertumbuhan menurun dengan cepat dengan naiknya suhu.
4. Ketersediaan
air
Sel jasad renik memerlukan air untuk hidup dan
berkembang biak. Oleh karena itu, pertumbuhan jasad renik di dalam suatu
makanan sangat di pengaruhi oleh jumlah air yang tersedia. Selain merupakan
bagian terbesar dari komponen sel (70-80%), air juga di butuhkan sebagai
reaktan dalam berbagai reaksi biokimia (Fardiaz S,1992).
Tidak semua air yang terdapat dalam bahan pangan dapat
di gunakan oleh jasad renik. Beberapa kondisi atau keadaan di mana air tidak
dapat di gunakan oleh jasad renik yaitu(Fardiaz S,1992):
1. Adanya solut dan ion dapat
mengikat air dalam larutan,
2. Koloid hidrofilik dapat
mengikat air, sebanyak 3-4% agar dapat menghambat pertumbuhan bakteri dalam
medium.
3. Air dalam bentuk kristal es
tidak dapat di gunakan oleh jasad renik
5. Ketersediaan
oksigen
Kebutuhan oksigen pada bakteri tertentu mencerminkan
mekanisme yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan energinya. Berdasarkan
kebutuhan oksigen tersebut, bakteri dapat dipisahkan menjadi lima kelompok
(Wibowo MS, 2012).:
1.
Anaerob obligat yang tumbuh hanya dalam keadaan tekanan oksigen yangsangat
rendah dan oksigen bersifat toksik.
2.
Anaerob aerotoleran yang tidak terbunuh dengan paparan oksigen.
3.
Anaerob fakultatif, dapat tumbuh dalam keadaan aerob dan anaerob.
4.
Aerob obligat, membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya.
5.
Bakteri mikroaerofilik yang tumbuh baik pada tekanan oksigen rendah, namun tekanan oksigen tinggi dapat menghambat
pertumbuhan.
Bakteri anaerobik atau di sebut anaerob adalah kolompok bakteri yang tidak
dapat tumbuh dengan adanya oksigen. Bakteri anaerobik yang bersifat aerotoleran
dapat tumbuh dengan baik pada permukaan yang mempunyai tekanan oksigen rendah.
Tetapi bakteri yang bersifat anaerobik obligan dapat seera mati jika terkena
oksigen (Fardiaz S,1993)..
Pada anaerob toleran dan obligat, metabolismenya
bersifat fermentatif kuat. Pada anaerob fakultatif, cara metabolisme respirasi
dilakukan jika tersedia oksigen, tetapi tidak terjadi fermentasi. Pada saat
bakteri tumbuh dalam keadaan terdapat udara, terjadi sejumlah reaksi enzimatik
dan mengakibatkan produksi hidrogen peroksida dan radikal superoksida(Wibowo
MS, 2012).
6. Kelembaban
Konsentrasi larutan yang aktif secara osmotik di dalam
sel bakteri, umumnya lebih tinggi dari konsentrasi di luar sel. Sebagian besar
bakteri, kecuali pada Mycoplasma dan bakteri yang mengalami kerusakan dinging selnya,
tidak toleran terhadap perubahan osmotik dan akan mengembangkan sistem transpor
kompleks dan alat pengatur sensor-osmotik untuk memelihara keadaan osmotik
konstat dalam sel (Wibowo MS, 2012).
Membrane-derived Oligosaccharide (MDO), suatu unsur
sel yang terdapat pada E.coli. Pada
E. coli dan bakteri Gram negative lain, terdapat dua bagian cairan yang
berbeda,
sitoplasma yang terdapat pada membran dalam, dan daerah periplasma yang
terdapat di antara membran luar dan membran dalam. Pada saar bakteri ini tumbuh
pada medium dengan osmolaritas rendah maka membran sitoplasma yang sedikit kaku
akan mengembang paling tidak dapat mencegah perubahan osmolaritas daerah
periplasma, sama dengan pada sitoplasma.Pada sel yang tumbuh dalam medium
dengan osmolaritas rendah, MDO merupakan sumber utama anion terfiksasi pada
daerah periplasma dan berperan memelihara tekanan osmotik tinggi dan potensial
membran Donnan pada bagian periplasma. Struktur oligosakarida ini sangat layak
untuk peran pengaturan tersebut. Oligosakarida ini memiliki BM antara 2200-2600
dan bersifat impermeabel terhadap membran luar, suatu komponen penting untuk
fungsi spesifiknya. Oligosakarida ini terdiri dari 8-10 unit glukosa.
Pertumbuhan sel pada medium dengan osmolaritas rendah mensintesis MDO pada
kecepatan maksimum, kecepatan sintesis nampaknya diatur secara genetik untuk
merespon perubahan osmolaritas medium(Wibowo MS, 2012).
PENUTUP
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri
adalah faktor zat gizi, keasaman makanan (PH), suhu,waktu, ketersediaan
oksigen, dan kelembaban. Dalam pertumbuhan bakteri, semua substansi esensial harus
tersedia untuk sintesis dan pemeliharaan protoplasma, dengan sumber energi, dan
kondisi lingkungan yang sesuai.
DAFTAR PUSTAKA
Fardiaz,
S. 1992. Mikrobiologi Pangan jilid
1.PT.Gramedia pustaka utama, jakarta.
Fardiaz,
S. 1993. Analisis Mikrobiologi Pangan. Raja grafindo persada. Jakarta.
Wibowo
MS, 2012. Pertumbuhan dan kontrol bakteri.
Jurnal-Pertumbuhan-bakteri-c070205.PDF.
Staff Pengajar
Bagian Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. Edisi Revisi.
Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran, Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar