BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Bakteri Bakteri adalah sebuah kelompok mikroorganisme bersel tunggal dengan konfigurasi selular prokariotik (tidak memiliki selubung inti). Bakteri tidak memiliki membran inti. DNA pada bakteri berbentuk sirkuler, panjang dan biasa disebut nukleoid (Harniza, 2009). Bakteri bereproduksi dengan cara sederhana, yaitu dengan pembelahan biner. Sebagian besar hidup bebas dan mengandung informasi genetic dan memiliki system biosintetik dan penghasil energi yang penting untuk pertumbuhan dan reproduksinya. Bakteri memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 1 5 µm. Bakteri dapat diklasifikasikan dengan berbagai cara, salah satu klasifikasi yang paling sering digunakan adalah dengan menggunakan pewarnaan gram. Pewarnaan gram adalah prosedur mikrobiologi dasar untuk mendeteksi dan mengidentifikasi bakteri. Secara mikroskopis bakteri memiliki bentuk batang dan bulat (coccus) (Haribi, 2008). B. Pertumbuhan Bakteri Pertumbuhan adalah pertambahan teratur semua komponen suatu organisme. Pertambahan ukuran yang diakibatkan oleh bertambahnya air atau karena deposit lipid bukan merupakan pertumbuhan sejati. Multiplikasi sel adalah konsekuensi pertumbuhan. Pada organisme bersel 5

2 6 satu, multiplikasi menghasilkan pertambahan jumlah organisme yang membentuk populasi atau kultur (Waluyo, 2007). Pertumbuhan mikroorganisme lebih ditunjukkan dengan peningkatan jumlah mikroorganisme dan bukan peningkatan ukuran sel individu. Pada dasarnya ada dua macam tipe pertumbuhan, yaitu pembelahan inti tanpa diikuti pembelahan sel sehingga dihasilkan peningkatan ukuran sel dan pembelahan inti yang diikuti dengan pembelahan sel sehingga dihasilkan peningkatan jumlah sel serta pembesaran ukuran sel diikuti pembelahan membentuk dua sel yang kurang lebih berukuran sama. Ciri khas reproduksi bakteri adalah pembelahan biner (binary fussion), dimana dari satu sel bakteri dapat dihasilkan dua sel anakan yang sama besar. Bila sel tunggal bakteri bereproduksi dengan pembelahan biner, maka populasi bakteri bertambah secara geometric : n Interval waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi menjadi berjumlah dua kali lipat dikenal sebagai waktu generasi. Tidak semua spesies bakteri memiliki waktu generasi berkisar 1-3 jam. Waktu generasi sangat tergantung pada cukup tidaknya nutrisi dalam media pertumbuhan serta sesuai tidaknya kondisi fisik yang mendukung partumbuhan.

3 7 C. Metode Cawan Tuang (Pour Plate) Metode cawan tuang adalah sebuah metode atau cara untuk memperoleh koloni murni dari populasi campuran mikroba ialah dengan mengencerkan spesimen dalam medium agar yang telah disterilkan dan dicairkan kemudian didinginkan 50 C yang kemudian dituang ke cawan. Karena kadar sel-sel mikroba di dalam spesimen pada umumnya tidak diketahui sebelumnya, maka pengenceran perlu dilakukan beberapa tahap sehingga sekurang- kurangnya satu di antara cawan-cawan tersebut mengandung koloni-koloni terpisah di atas permukaan ataupun di dalam agar (Salmah, 2004). Metode cawan tuang juga digunakan dalam pengujian suatu zat atau senyawa yang diduga dapat membunuh bakteri. D. Media Kultur Bakteri Susunan dan kadar nutrisi suatu medium untuk pertumbuhan mikroba harus seimbang agar mikroba dapat tumbuh optimal. Hal ini perlu dikemukakan mengingat banyak senyawa yang menjadi zat penghambat atau racun bagi mikroba jika kadarnya terlalu tinggi (misalnya garam dari asam lemak, gula, dan sebagainya). Banyak alga yang sangat peka terhadap fosfat anorganik. Di samping itu dalam medium yang terlalu pekat aktivitas metabolisme dan pertumbuhan mikroba dapat terganggu. Perubahan faktor lingkungan menyebabkan aktivitas fisiologi mikroba dapat terganggu, bahkan mikroba dapat mati (Haribi, 2008). Dalam media kultur bakteri harus mengandung air, semua jasad hidup memerlukan suatu sumber energi dalam bentuk donor H yaitu

4 8 berupa substrat yang dapat dioksidasi. Air merupakan komponen utama di dalam sel bakteri dan medium. Fungsi air sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi, pelarut dan alat pengangkut dalam metabolisme (Haribi, 2008). Kedua, media harus mengandung sumber energi, ada beberapa macam sumber energi untuk bakteri, yaitu senyawa senyawa organik dan senyawa senyawa anorganik yang dapat dioksidasi serta sinar matahari (Waluyo, 2007). Ketiga, sumber karbon ada yang berbentuk senyawa organik (karbohidrat, asam asam organik, garam garam organik, poli alkohol, dll) dan senyawa anorganik (karbonat) atau CO 2 sebagai sumber karbon utama.keempat, sumber aseptor elektron. Aseptor elektron adalah suatu agen pengoksidasi. Pada bakteri yang dapat berfungsi sebagai aseptor elektron adalah O 2, senyawa senyawa organik, NO - 3, NO - 2, N 2 O, SO 2-4, CO 2-, dan Fe 3+ (Haribi, 2008). Kelima, sumber mineral penting. Mineral merupakan bagian penting dari sel, unsur utama penyusun sel adalah karbon, oksigen, hidrogen dan fosfor, dan unsur mineral lain yang diperlukan bakteri K, Ca, Mg, Na, S, Cl. Fe, Mn, Co, Cu, Bo, Zn, Mo, Al adalah mineral yang dibutuhkan bakteri dalam jumlah sedikit (Waluyo, 2007). Mineral juga berfungsi sebagai pengatur tekanan osmosis, kadar ion hidrogen, permeabilitas, potensial oksidasi reduksi suatu media. Keenam, faktor tumbuh (Growth factor), yang digolongkan dalam factor tumbuh adalah senyawa senyawa organik yang sangat diperlukan bagi pertumbuhan dan senyawa ini tidak dapat disintesa dari sumber karbon sederhana. Senyawa senyawa ini hanya diperlukan dalam

5 9 jumlah sedikit. Ketujuh, sumber nitrogen. Bakteri dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk ammonium, nitrat, asam amino, protein. Jenis senyawa nitrogen yang digunakan tergantung pada jenis bakterinya. Beberapa mikrobia dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas N 2 (Haribi, 2008). Menurut Haribi (2008), adapun macam-macam medium pertumbuhan yang digunakan untuk kultur mikroba berdasarkan bentuk adalah : 1. Media Cair (Liquid Media), yaitu media yang berbentuk cair seperti Nutrient Broth (NB), Brain Heart Infusion (BHI), Alkali Pepton Water (APW), dll. 2. Semi Solid Media. Media ini digunakan untuk uji motilitas, karena teksturnya yang setengah padat akan memudahkan pergerakan bakteri. Media ini dibuat di tabung dengan posisi tegak. 3. Media Padat, yaitu media yang berbentuk padat, media ini dapat berbentuk media organic, contohnya Blood Agar Plate (BAP), Mac Conkey (MC), Salmonella Shigella Agar (SSA), Nutrien Agar (NA), dll. E. Media Padat Media padat sangat bermanfaat untuk isolasi kultur murni, perhitungan mikroba, dan seleksi galur yang diinginkan. Media padat berisi substansi yang memadat ketika didinginkan pada suhu kamar.

6 10 Substansi pemadat yang sering digunakan tersebut adalah agar agar (Ita, 2009). Media padat yang dikembangkan awalnya berupa media cair dengan gelatin, tetapi media gelatin ini akan mencair pada suhu pertumbuhan, akhirnya dikembangkan media padat dari agar agar. Media agar merupakan substrat yang sangat baik untuk memisahkan mikroorganisme, sehingga masing masing jenisnya tumbuh terpisah. Digunakannya media padat ini memungkinkan mikroorganisme tumbuh dengan agak berjauhan dan setiap selnya membentuk koloni atau masa sel yang dapat dilihat oleh mata (Rahma, 2009). Media padat digunakan untuk mengamati penampilan koloni (morfologi koloni) dan mengisolasi biakan murni. Prinsip utama menginokulasikan bakteri pada media padat adalah menumbuhkan bakteri tersebut dan mengamati karakteristik morfologisnya. F. Agar agar Dalam Media Agar adalah senyawa poligalaktosa yang diperoleh dari pengolahan rumput laut jenis agarophyte. Agar merupakan koloid hidrofilik yang bersifat seperti gelatin. Agar adalah polimer dari galaktosa (galaktan) sulfat kompleks yang diekstrak dari beberapa jenis ganggang merah tertentu terutama genus Gracilaria, Gelidium, Pterocladia, Acanthopeltis, dan Ceramium. Fungsi utama agar agar adalah sebagai bahan pemantap, pengemulsi, penstabil, pengisi, penjernih, pembuat gel, dan lain lain.

7 11 Beberapa industry yang memanfaatkan sifat kemampuan membentuk gel dari agar agar adalah industry makanan, farmasi, kosmetik kulit, fotografi, dan sebagai media penumbuh bakteri (Distantina, 2008). Agar merupakan kompleks polisakarida linier yang mempunyai berat molekul dalton, tersusun atas beberapa jenis polisakarida yang terkandung dalam agar antara lain 3,6 anhidro-l-galaktosa, D- galaktopiranosa dan sejumlah kecil gugus metal D-galaktosa (Asadatun, 2004). Agar mengandung agarose yang merupakan polisakarida netral (tidak bermuatan) dan agaropektin yang merupakan polisakarida bermuatan sulfat (Araki, 1966 dalam Rosulva, 2008). Agar adalah karbohidrat dengan berat molekul tinggi yang mengisi dinding sel rumput laut. Agar tergolong kelompok pectin dan merupakan suatu polimer yang tersusun dari monomer galaktosa (Rosulva, 2008), dengan rumus molekul C 6 H 10 O 5 atau (C 6 H 10 O 5 ) n H 2 SO 4, juga mengandung kalsium dan mineral lainnya, di mana kandungan kalsium adalah yang tertinggi dibandingkan dengan mineral lain (Angka dan Suhartono, 2000). Agarosa adalah komponen pembentuk gel yang utama. Sifat gel agar sangat dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi, ph, kandungan gula, dan kandungan ester sulfat. Penurunan ph akan menyebabkan kekuatan gel semakin berkurang. Dengan semakin tinggi kandungan gula akan menyebabkan gel menjadi keras dengan kepadatan tekstur yang lebih rendah. Gel agar bersifat Thermo reversible. Bila gel agar dipanaskan

8 12 melewati titik cairnya maka gel akan mencair, tetapi bila larutan agar ini dibiarkan menjadi dingin maka akan terbentuk kembali gel agar tersebut (Rosulva, 2008). Agar tidak larut dalam air dingin, tetapi larut dalam air panas. Pada suhu ºC berbentuk gel dan tidak meleleh dibawah suhu 85ºC (Asadatun, 2004). Agar dengan kemurnian tinggi tidak larut pada suhu 25ºC, larut dalam air panas, etanol amida, dan formida. Gel agar bersifat cukup stabil, gel yang dibuat dari agar dengan kekuatan gel yang tinggi dapat memiliki kestabilan yang sama dengan agar kering jika disterilisasi dan disimpan di tempat yang kedap udara. Gel agar lebih stabil dibandingkan gel dari koloid alami lain karena hanya ada sedikit mikroorganisme dan enzim yang dapat mendegradasinya (Asadatun, 2004). Kandungan kimia rumput laut kering dan agar agar dapat dilihat pada tabel 1 (Rosulva, 2008). Tabel 1 Kandungan Bahan Agar-agar Parameter Rumput Laut Kering Agar agar Kalori (kcal) Protein (g) Lemak (g) Total Karbohidrat (g) Serat (g) Abu (g) Kalsium (mg) Fosfor (mg) Besi (mg) Natrium (mg) Kalium (mg) Thiamin (mg) Riboflavin (mg) Niacin (mg) 312 1,3 1,2 83,5 2,7 4, , ,01 0,22 0,2 55 0,2 0,1 15 0,1 0, , ,01 0,04 0,1

9 13 Salah satu fungsi agar agar yaitu peranannya sebagai media kultur bakteri dan jamur. Agar yang dipergunakan untuk pembuatan media kultur terutama kultur bakteri adalah agar murni yang harus memenuhi persyaratan tertentu. Penambahan agar ke dalam media kultur akan berpengaruh terhadap kondisi fisik dan kimia media yang disebabkan oleh sifat fisik dan sifat kimia agar. Agar agar untuk pertumbuhan bakteri diharapkan masih tetap bersifat cair bila didinginkan hingga suhu 42 C dan tetap kuat bila digunakan pada suhu 37 C, yaitu suhu incubator (Winarno, 1990). Media NA dari Merck menggunakan bacto-agar sebagai pemadatnya (Merck), sedang media NA racikan yang digunakan Laboratorium Mikrobiologi Universitas Muhammadiyah Semarang menggunakan agar Swallow Globe putih sebagai pemadatnya. 1. Agar Swallow Globe Agar Swallow Globe adalah jenis agar yang sering dijumpai di pasaran dan banyak dikonsumsi. Agar agar ini mengandung serat dengan kadar tinggi yang diperoleh dari sari rumput laut asli selain serat, agar agar ini juga memiliki kandungan yang beragam. Kandungan tersebut dapat dilihat sebagai berikut (Etiket, Swallow Globe Brand) : Table 2 Kandungan Agar - agar Swallow Globe Bahan Lemak total Total karbohidrat Protein Calcium Iodine Kadar/ gr 0,003 g 0,85 g 0,001 g 7,5 mg 0,02 ug

10 14 2. Bacto Agar Bacto agar merupakan agar yang telah dimurnikan dengan mereduksi kandungan pigmen pigmen pengotor, kandungan garam (NaCl), dan kandungan bahan bahan asing (organic dan anorganik) serendah mungkin sehingga dapat mendukung pertumbuhan mikroba secara umum (Asadatun, 2004). Dalam bidang mikrobiologi, agar bakto digunakan untuk pertumbuhan bakteri, karena agar bakto lebih murni dibandingkan dengan agar agar, sehingga lebih transparan dan sel sel mikroba yang tumbuh dapat dengan mudah dilihat (Waseenar, 2001). Kandungan agar bakto dapat dilihat pada tabel 2 (Fransiska, 2007). Tabel 3 Kandungan dalam Bacto - Agar Parameter Kadar air (%) Kadar abu (%) NaCl (g) Sulfat (%) Kalsium (%) Klorida Kobalt Perak Besi Timbale Magnesium Mangan Nitrat Fosfat Potassium Sodium Sulfat Sulfur Aluminium Zinc Kadar 17,3 3,6 0,05 1,03 0,179 0,021 <0.001 <0,001 0,002 <0,001 0,068 <0,001 <0,005 <0,005 0,121 0,837 1,778 0,841 <0,001 <0,001

11 15 G. Kerangka Teori Pertumbuhan Bakteri Nutrisi Air Sumber Energi Karbon Aseptor Elektron Mineral Faktor Tumbuh Nitrogen Media Kultur Padat NA Stock NA racikan Bacto-agar << Pigmen pengotor, << NaCl, << senyawa organic dan anorganik Agar Swallow Globe >> Senyawa organic dan anorganik 1% 1,25% 1,5% 1,75% 2%

12 16 H. Kerangka Konsep Variabel Independen a. Variasi konsentrasi agar Swallow Globe putih 1. Konsentrasi 1 % 2. Konsentrasi 1,25 % 3. Konsentrasi 1,5 % 4. Konsentrasi 1,75 % 5. Konsentrasi 2 % b. Variasi konsentrasi Bacto - Agar Variabel Dependen Jumlah bakteri yang tumbuh 1. Konsentrasi 1 % 2. Konsentrasi 1,25 % 3. Konsentrasi 1,5 % 4. Konsentrasi 1,75 % 5. Konsentrasi 2 % I. Hipotesa Ada pengaruh variasi konsentrasi pemadat media NA racikan menggunakan swallow Globe putih dan Bacto Agar terhadap jumlah bakteri yang tumbuh