1.16k likes | 2.97k Views
PERTUMBUHAN BAKTERI. Dr. Ni’matuzahroh FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2010. 3. Inoculation Method. Streaking phase. Streaking. S. aureus. E. coli. Rhodotorula. Pertumbuhan. Secara individu artinya :
E N D
PERTUMBUHAN BAKTERI Dr. Ni’matuzahroh FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2010
3. Inoculation Method Streaking phase Streaking S. aureus E. coli Rhodotorula
Pertumbuhan • Secara individu artinya : • suatu pertambahan bagian-bagian sel dan atau unsur-unsur kimia dari bagian-bagian sel tersebut. Adanya pertumbuhan sel ditandai oleh pertambahan ukuran dan pembelahan sel • Secara populasi artinya : • pertumbuhan bakteri merupakan akibat dari pertumbuhan sel secara individu. Pertumbuhan populasi ditunjukkan dengan pertambahan jumlah sel dan/massa sel yang tumbuh
Pengukuran kuantitatif pertumbuhan • Pertumbuhan mengacu pada perubahan perubahan dalam populasi total dan bukannya pada perubahan dalam suatu individu organisme daja • Pada kondisi pertumbuhan seimbang ada suatu pertambahan semua komponen selular secara teratur • Pertumbuhan dapat ditentukan tidak hanya dengan mengukur jumlah sel tetapi juga dengan • Mengukur jumlah berbagai komponen seluler (RNA, DNA, protein) • Mengukur produk-produk metabolisme tertentu
Pertumbuhan sel bakteri : • 1 Sel - 2 sel - 4 sel • Hal yang terjadi selama siklus sel adalah • Pertambahan ukuran yang merupakan perluasan dinding sel dan membran sel • Pembentukan sekat • Pembagian DNA ke sel anak • Pembentukan dinding sel dan membran sel yang baru diduga terpusatkan pada bagian ekuatorial sel dan diawali dengan adanya mesosom yang juga menjadi tempat perlekatan DNA pada membran sel
MESOSOM • Lanjutan membran sitoplasma ke arah dalam /invaginasi ,membran sel kedalam sitoplasma • Fungsi : sintetis dinding sel dan pembelahan • Dijumpai bermula pada titik tempat membran mulai invaginasi sebelum terjadinya pembelahan • Melekat pada nukleus
Model pertumbuhan bakteri HELMSTETTER - COOPER • Kecepatan pertumbuhan rendah /lambat • Waktu generasi > waktu replikasi DNA
Kecepatan pertumbuhan tinggi/cepat • Waktu generasi lebih pendek < dibandingkan dengan waktu replikasi DNA
Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri • Nutrisi • Sumber energi • Air • Temperatur • pH • Kadar O2 • Cahaya • Salinitas • Tekanan
Ph minimum,optimum, dan maksimum untuk pertumbuhan beberapa spesies bakteri
Pengukuran pertumbuhan • Jumlah sel • Pengamatan mikroskopis (haemositometer) • Penghitungan cawan (TPC) • Massa sel • Langsung - kekeruhan (spektrofotometer) - berat kering sel (mg/l, g.l) • Tidak langsung - komponen sel - pengubahan nutrien - pembentukan produk - ATP yang dibutuhkan - viskositas
Kultivasi Mikroba 1. Enumeration of CFU and growth curve of bacteria Result : Growth curve
Pertumbuhan Populasi Bakteri • Hubungan antara jumlah sel dengan waktu pertumbuhan dapat dinyatakan dalam Kurva Pertumbuhan • Kurva pertumbuhan bakteri pada umumnya dibagi dalam enam fase • Fase lag • Fase eksponensial • Fase pertumbuhan maksimum/stasioner • Fase kematian
Four phase in growth curve : • Bacteria start to reproduce acclimatize to the new environment. • Reproduction proceeds logarithmically. • Bacteria growth constantly • (growth=dying) • Cell gradually die 2. Generation time Time (minutes) # bacteria 0 20 40 60 80 100 120 180 240 300 360 420 1 2 4 8 16 32 64 512 4096 32768 262144 2000000
Menurut Buchanan (1918) Kurva pertumbuhan bakteri dibagi dalam 7 : • Initial Stationary Phase (a) jumlah bakteri tetap konstan • Lag Phase or Phase of Positive Growth Acceleration (ab) kecepatan multiplikasi meningkat dengan waktu • Logarithmic Growth Phase (bc) kecepatan multiplikasi tetap konstan waktu generasi tetap • Phase of Negative Growth Acceleration (cd) kecepatan multiplikasi menurun rata-rata waktu generasi meningkat organisme meningkat dalam jumlah tetapi kecepatan lebih lambat dari pada phase logaritma
Menurut Buchanan (1918) Kurva pertumbuhan bakteri dibagi dalam 7 : 5) Maximum Stationary Phase (de) jumlah organisme hidup tetap konstan rata-rata kematian sama dengan rata-rata peningkatan 6) Phase of Accelerated Death (ef) jumlah berkurang dengan kecepatan yang meningkat 7) Logaritmic Death Phase (fg) kecepatan kematian konstan
MULLER 1895 • Jika bakteri dipindahkan dari kultur lama ke medium baru, waktu generasi dari pertumbuhan bakteri berbeda bergantung umur (kondisi) pre kultur • Contoh : • Umur 2,5 – 3 jam - waktu generasi 40 menit • Umur 6, 25 jam waktu generasi 80 -85 menit • Umur 14-16 jam waktu generasi 160 menit
Sensitivitas atau resistensi sel bakteri terhadap suatu faktor fisik/kimia, biologis dari lingkungan bergantung pada usia sel bakteri • Sel pada kultur yang lebih muda lebih sensitif terhadap faktor lingkungan • Sel pada kultur tua lebih resisten terhadap faktor lingkungan
FASE LAG • Tidak ada pertambahan populasi • Kecepatan pertumbuhan nol/lebih dari nol tetapi belum mencapai maksimum • Fase adaptasi terhadap lingkungan baru • Sel bakteri memerlukan bahan-bahan penting atau enzim enzim yang perlu disintesis sehingga substransi interselular bertambah • Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya
FASE LOGARITMA / EKSPONENTIAL • Aktivitas metabolik konstan • Fase ini dimulai jika kecepatan pertumbuhan mencapai maksimum • Keadaan pertumbuhan seimbang • Massa dan jumlah sel bertambah secara eksponential dengan laju/ waktu generasi konstan • Biakan dalam keadaan paling homogen dengan sel-sel yang semuanya tumbuh pada kecepatan dan interval yang sama
FASE PERTUMBUHAN STASIONER/SEIMBANG/MAKSIMUM • Fase dengan kecepatan pertumbuhan yang stabil • Beberapa sel mati sedangkan yang lainnya tumbuh dan membelah • Fase maksimum dikarenakan : • Kekurangan nutrien • Akumulasi hasil metabolisme akhir
FASE KEMATIAN • Kecepatan pertumbuhan terus berkurang • Kematian sel bakteri • Sel bakteri yang mati lebih cepat dari pada terbentuknya sel-sel baru
Waktu Generasi : • Waktu yang diperlukan untuk pembelahan sel dari satu sel menjadi dua sel anak dengan sempurna • Kecepatan pertumbuhan: • Jumlah generasi per satuan waktu tertentu
Penentuan kecepatan pertumbuhan dan waktu generasi • Dihitung pada fase logaritma karena sel anakan mempunyai kemampuan tumbuh yang sama dengan sel induknya • Untuk menghitung waktu generasi suatu bakteri diperlukan data ; • Jumlah sel /massa pada awal percobaan • Jumlah sel /massa pada akhir percobaan • Jarak waktu dari awal sampai akhir percobaan
Dalam logaritma biasa ; Log b = n log 2 + log a n = log b – log a = log b/a log 2 0,310 Atau n = 3,32 (log b – log a)
Waktu generasi g = t g = t n 3,32 (log b – log a) g= waktu generasi t = selang waktu antara pengukuran jumlah sel di dalam populasi pada suatu saat dalam fase log (a) dan kemudian pada suatu titik waktu tertentu (b) a = populasi awal b = populasi setelah waktu t log = log 10 3,32 = faktor konversi log 2 – log 10
Waktu generasi dan kecepatan pertumbuhan • Waktu generasi (g) • Waktu yang dibutuhkan oleh suatu populasi untuk bertambah secara teratur menjadi dua kali lipat • Dihitung secara langsung dari grafik kurva pertumbuhan di fase logaritma • GT = t (OD 0,4) – t (OD 0,2) • Secara langsung dengan penghitungan sel (CFU) • g = t log 2 g = t log b – log a 3,3 log (b/a) • Kecepatan pertumbuhan (k) Jumlah generasi per satuan waktu K = n/t n = 3.3 (log b – log a)
Fungsi pengukuran pertumbuhan • Pengukuran kuantitatif pertumbuhan penting antara lain : • Untuk menginterpretasikan berbagai respons pertumbuhan • Contoh : Untuk menilai memadai tidaknya suatu median tertentu untuk menunjang pertumbuhan suatu bakteri
Terima Kasih Atas Perhatiannya