LAPORAN PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI PEMERIKSAAN AIR DENGAN MEMBRAN FILTER Disusun oleh : Thomi Fachrozi 1141420045 Kelompok : 1. Rezky Okfaistella 1141420039 2. Satria Winanda 1141420042 3. Septian Noer Addina 1141420044 4. Umi Suprihatin Fatmala 1141420046 5. Yosephine Inge Oktaviani 1141420048 Program Studi Teknik Kimia Institut Teknologi Indonesia 2016
I. Latar Belakang Air mempunyai peranan penting bagi kehidupan. Kualitas air ditentukan oleh berbagai factor antara lain factor fisik, kimia dan mikrobiologi. Kualitas fisik meliputi warna, bau, rasa dan kekeruhan, sedangkan kualitas kimia meliputi kadar oksigen terlarut dan berbagai senyawa kimia lain seperti nitrit, nitrat dan fosfat. Kualitas mikrobiologi air ditentukan oleh jumlah total bakteri atau Total Plate Count (TPC), kandungan bakteri coliform dan Escherichia coli serta kandungan bakteri pathogen seperti Salmonella, Shigella, dan Vibrio (Ratna, 2013). Air merupakan kebutuhan yang paling dibutuhkan di dalam kehidupan manusia. Air yang ada di alam bukanlah didapat sebagai air murni, melainkan sebagai air yang mengandung bermacam-macam zat, baik yang terlarut ataupun tersuspensi. Jenis dan jumlah zat tersebut tergantung dari kondisi lingkungan sekitar sumbernya. Pemeriksaan air secara mikrobiologi sangat penting dilakukan karena air merupakan substansi yang sangat penting dalam menunjang kehidupan mikroorganisme yang meliputi pemeriksaan secara mikrobiologi baik secara kualitatif maupun kuantitatif dapat dipakai sebagai pengukuran derajat pencemaran (Fardiaz, 2002). Bakteri coliform merupakan golongan mikroorganisme yang lazim digunakan sebagai indikator, dimana bakteri ini dapat menjadi sinyal untuk menentukan suatu sumber air telah terkontaminasi oleh patogen atau tidak. Berdasarkan penelitian, bakteri coliform ini menghasilkan zat etionin yang dapat menyebabkan kanker. Selain itu, bakteri pembusuk ini juga memproduksi bermacam-macam racun seperti indol dan skatol yang dapat menimbulkan penyakit bila jumlahnya berlebih di dalam tubuh. Bakteri coliform dapat digunakan sebagai indikator karena densitasnya berbanding lurus dengan tingkat pencemaran air. Bakteri ini dapat mendeteksi patogen pada air seperti virus, protozoa, dan parasit. Selain itu, bakteri ini juga memiliki daya tahan yang lebih tinggi daripada patogen serta lebih mudah diisolasi dan ditumbuhkan (Adam 2001).
Berdasarkan dari penjelasan yang telah dijelaskan sebelumnya maka praktikum ini penting dilakukan agar mahasiswa mampu mengetahui kualitas air secara mikrobiologis dengan menggunakan metode membrane filter. II. Tujuan 1. Mengetahui kualitas air secara mikrobiologis dengan menggunakan metode membrane filter 2. Menghitung jumlah bakteri pada sampel air secara Total Plate Count III. Tinjauan Pustaka Air merupakan materi esensial di dalam kehidupan. Tidak satu pun makhluk hidup di dunia ini tidak memerlukan atau tidak mengandung air. Salah satu peranan air dalam kehidupan adalah sebagai air minum, keperluan memasak, mencuci, dan lain sebagainya. Sebelum dapat digunakan air harus dalam kondisi yang baik (bersih). Menurut Peraturan Menteri kesehatan Republik Indonesia No. 416/MENKES/PER/IX/1990 ada beberapa persyaratan air bersih sebagai berikut : 1. Persyaratan fisik Kualitas fisik yang harus dipertahankan bukan hanya semata-mata dengan pertimbangan dari segi kesehatan saja akan tetapi juga menyangkut keamanan dan dapat diterima oleh masyarakat pengguna air dan mungkin pula menyangkut segi estetika. 2. Persyaratan kimiawi Kandungan unsur kimia di dalam air harus mempunyai kadar dan tingkat konsentrasi tertentu yang tidak membahayakan kesehatan manusia atau mahluk hidup lainnya, pertumbuhan tanaman, atau tidak membahayakan kesehatan pada penggunaannya dalam industri serta tidak minumbulkan kerusakankerusakan pada instalasi sistem penyediaan air minumnya sendiri. Beberapa unsur tertentu, sebaliknya diperlukan dalam jumlah yang cukup untuk penciptaan suatu kondisi air minum yang dapat mencegah suatu penyakit atau kondisi kualitas yang menguntungkan. 1
Dalam hubungannya dengan masalah kualitas kimiawi tersebut di atas pada dasarnya unsur-unsur kimiawi dapat dibedakan atas 4 golongan: Unsur-unsur yang bersifat racun. Unsur-unsur tertentu yang dapat mengganggu kesehatan. Unsur-unsur yang dapat menimbulkan gangguan pada sistem atau penggunaannya untuk keperluan atau aktivitas manusia. Unsur-unsur yang merupakan indikator pengotoran. 3. Persyaratan bakteriologi Dalam persyaratan ini ditentukan batasan tentang jumlah bakteri pada umumnya dan khususnya bakteri penyebab penyakit (E. coli). Istilah mikroorganisme indikator (bioindikator) yang digunakan dalam analisis air mengacu pada sejenis mikroorganisme yang kehadirannya di dalam air merupakan bukti bahwa air tersebut terpolusi oleh bahan tinja dari manusia atau hewan berdarah panas, artinya terdapat peluang bagi berbagai macam mikroorganisme patogen yang secara berkala terdapat di dalam saluran pencernaan, untuk masuk ke dalam air tersebut (Pelczar & Chan 1988: 873). Walaupun sejumlah besar penyakit tersebut dapat dideteksi, namun pada umumnya, seorang ahli mikrobiologi lingkungan menggunakan mikroorganisme indikator sebagai indeks kontaminasi air oleh patogen. Para peneliti masih mencari indikator yang ideal, yang digunakan untuk mikrobiologi sanitasi. Kriteria yang harus dimiliki oleh mikroorganisme indikator antara lain: 1. Mikroorganisme indikator terdapat dalam air yang terpolusi, tetapi tidak ada pada air yang dapat diminum. 2. Mikroorganisme indikator harus sesuai untuk analisis dari segala jenis air, seperti: air sungai, air tanah, limbah, air keran, dan air laut. 3. Mikroorganisme indikator ada jika patogen enteric juga ada. 4. Mikroorganisme indikator harus memiliki kemampuan hidup yang lebih lama daripada mikroorganisme patogen.
5. Mikroorganisme indikator tidak berbahaya bagi manusia dan tidak menimbulkan suatu patogenisitas. 6. Mikroorganisme indikator memiliki sifat yang seragam dan stabil. 7. Jumlah mikroorganisme indikator lebih banyak daripada patogen, dan tergantung dari tingkat polusi air. 8. Indikator mikroorganisme mudah dideteksi dengan metode pengujian yang sederhana. 9. Prosedur pengujian mikroorganisme indikator memiliki spesifisitas yang besar, dengan kata lain, mikroorganisme-mikroorganisme yang lain tidak memberikan hasil yang positif. Prosedur tersebut memiliki sensitivitas yang tinggi dan dapat mendeteksi mikroorganisme indikator dalam kadar yang rendah. (Prescott dkk. 1999: 876). Tipe bakteri utama yang terdapat dalam air terpolusi adalah bakteri coliform, termasuk di dalamnya bakteri gram negatif yang tidak mempunyai spora berbentuk basil (batang), yang biasanya ditemukan di dalam usus. Bakteri tersebut melakukan fermentasi terhadap laktosa menjadi asam dan gas ketika diinkubasi selama 24--48 jam pada suhu 32 o C. Bakteri yang termasuk ke dalam grup tersebut adalah E. coli dan spesies-spesies dari Enterobacter. Bakteri dengan bentuk bukan coli (non coliform bacteria) yang juga ditemukan pada air tercemar adalah Streptococcus, Proteus, dan Pseudomonas (Alcamo 1984: 755). Coliform, termasuk Escherichia coli, adalah anggota-anggota dari kelompok Enterobacteriaceae. Bakteri coliform terdapat sekitar 10% pada usus manusia dan hewan, serta ditemukan sebagai mikroorganisme indikator yang tersebar luas. Bakteri tersebut kehilangan viabilitasnya pada perairan tawar pada tingkat yang lebih rendah jika dibandingkan dengan bakteri patogen yang hidup di saluran pencernaan. Jika bakteri enteric tersebut tidak ditemukan pada volume air yang spesifik (100 ml), hal itu menunjukkan bahwa air bersifat potable, atau dapat dipakai untuk konsumsi manusia (Prescott dkk. 1999: 876).
Bakteri-bakteri yang termasuk ke dalam kelompok coliform antara lain adalah Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, dan Klebsiella pneumoniae. Ciri-ciri bakteri coliform adalah gram negatif, berbentuk batang, tidak membentuk spora bersifat aerob atau anaerob fakultatif, dan dapat menfermentasi laktosa dengan menghasilkan asam dan gas dalam 48 jam pada suhu 35 o C. Salmonella dan Shigella juga bersifat coliform, tetapi bersifat patogen dan tidak menfermentasi laktosa (Prescott dkk. 1999: 876). Untuk pemeriksaan mikrobiologi air terdapat 4 (empat) metoda yang secara rutin dilakukan dan direkomendasikan sesuai standar. Metoda tersebut adalah : 1. Heterotrophic Plate Count ( HPC ) Heterotrophic Plate Count dikenal di indonesia sebagai pemeriksaan metoda lempeng total. Hitung Jenis Kuman (HJK) atau Total Plate Count (TPC). Analisa ini secara umum biasanya dilakukan dengan teknik pour plate. Hasil koloni yang tumbuh dihitung secara manual atau bisa menggunakan colony counter. Hasil dinyatakan sebagai Colony Forming Units (CFU). Selain di inkubasi pada suhu 35 derajat, bakteri dalam petridish juga dapat diinkubasi pada suhu 20, 30, atau 35-37 derajat celcius menurut kebutuhan. 2. Presence Absence Tujuan metoda ini adalah mendapatkan informasi data kualitatif ada tidaknya sebuah bakteri atau group bakteri dalam sampel. Dalam metoda ini digunakan 100 ml sampel yang disimpan dalam botol media. Kemudian ditambahkan media mikrobiologi cair dengan konsentrasi double strength (sesuai ISO) atau triple strength (sesuai standar method). Penggunaan media mikrobiologi dengan double atau triple strength memcegah sampel larut atau tercampur sehingga menurunkan selektifitasnya.
3. Most Probable Number ( MPN ) atau Multiple Tube Technique Teknik MPN merupakan modifikasi dari metoda presence absence. Sample yang dianalisa dalam satu tempat dalam metoda ini dibagi menjadi beberapa tabung dengan konsentrasi yang bervariasi. Hasil positif dan negatif dari masing masing tabung dapat dihitung sebagai jumlah perkiraan bakteri. Nilai MPN dapat dibaca menggunakan tabel MPN yang bisa didapatkan di standar methods. 4. Membrane Filter Membrane filter merupakan metoda yang lebih mudah dan memberikan hasil yang lebih cepat. Metoda ini sangat baik digunakan untuk sample air minum, tapi agak susah jika digunakan untuk sampel dengan jumlah bakteri yang sangat banyak dan kandungan bakteri non coliform yang tinggi. Membran filter yang digunakan biasanya mempunyai porositas 0,45 mikron dengan diameter sekitar 50 mm. Jenis bahan filter harus dipilih sehingga bakteri tidak terganggu oleh komponen bahan membrane filter tersebut. Keuntungan metode filter membran adalah sampel yang digunakan cukup banyak sehingga dapat memberikan gambaran kualitas air yang benar, hasilnya cepat dan menghemat waktu, perkiraan secara kuantitatif beberapa jenis bakteri dapat dengan cepat diuji, dan filter dapat dipindahkan ke dalam medium yang berbeda. Kerugian metode tersebut adalah air dengan turbiditas tinggi dapat membatasi volume sampel, bakteri dengan populasi yang tinggi dapat menyebabkan pertumbuhan yang berlebihan dan senyawa-senyawa logam dan fenol dapat ikut tersaring dan menghambat pertumbuhan bakteri (Prescott dkk. 1999: 878). Eschericia coli merupakan anggota Coliform yang dapat dibedakan dari bakteri Coliform lain karena kemampuannya memfermentasikan laktosa pada suhu 44 C (pada JPT hal ini dilakukan pada tahap terakhir atau saat uji kelengkapan). Pengidentifikasian dapat dilihat dari pertumbuhan dan reaksi yang memberikan warna berbeda pada media kultur khusus. Saat dikultur pada media EMB, hasil positif E. coli adalah koloni
berwarna hijau metalik. Tidak seperti golongan Coliform pada umumnya, E. coli merupakan bakteri yang berasal dari feses dan kehadirannya efektif mengkonfirmasi adanya kontaminasi fekal pada badan air. IV. Alat dan bahan A. Alat 1. Vakum 2. Cawan petri 3. Bunsen 4. Filter paper 5. Pinset 6. Tabung reaksi 7. Rak tabung 8. Korek B. Bahan 1. Alkohol 70% 2. Endo Agar 3. Sampel air 4. Aquades V. Cara Kerja 1. Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. Area kerja disanitasi dengan alcohol 70%. 2. Membran filter yang steril diletakkan pada filter yang sebelumnya telah disterilkan. 3. Air sampel dituangkan ke filter, disedot dengan pompa vakum sehingga bakteri tersaring pada permukaan membrane filter. 4. Dituangkan aquades steril ke filter, disedot dengan pompa vakum. 5. Dituangkan media endoagar ke dalam cawan petri dengan aseptic. 6. Filter yang berisi bakteri yang tersaring dipindahkan ke medium endoagar tersebut dengan menggunakan pinset. 7. Filter diinkubasi, koloni yang timbul dihitung dengan metode TPC. 8. Dilakukan pengerjaan blanko dengan aquades steril sama seperti pengerjaan sampel.
VI. Data pengamatan VII. Pembahasan Coliform merupakan suatu grup bakteri yang digunakan sebagai indikator adanya polusi kotoran dan kondisi yang tidak baik terhadap air, makanan, susu dan produk-produk susu. Coliform sebagai suatu kelompok dicirikan sebagai bakteri berbentuk batang, gram negatif, tidak membentuk spora, aerobik dan anaerobik fakultatif yang memfermentasi laktosa dengan menghasilkan asam dan gas dalam waktu 48 jam pada suhu 35 o C. Adanya bakteri Coliform di dalam makanan atau minuman menunjukkan kemungkinan adanya mikroba yang bersifat enteropatogenik dan atau toksigenik yang berbahaya bagi kesehatan (Widiyanti, 2004).
Bakteri coliform adalah bakteri indikator keberadaan bakteri patogenik lain dengan kata lain merupakan bakteri indikator sebagai tanda bahwa adanya pencemaran bakteri patogen. Penentuan coliform fecal menjadi indikator pencemaran dikarenakan jumlah koloninya pasti berkorelasi positif dengan keberadaan bakteri patogen. Keuntungan mendeteksi coliform adalah jauh lebih murah, cepat, dan sederhana daripada mendeteksi bakter i patogenik lain. Coliform merupakan suatu grup bakteri yang digunakan sebagai indikator adanya pencemaran dan kondisi sanitasi yang tidak baik terhadap air, makanan, susu dan produk-produk susu. Pada saat perhitungan koloni, apabila jumlah koloni yang di temukan kurang dari standart yang telah di tetapkan, maka suatu sampel bisa di katakan murni (Umbreit, 1960). Bakteri coliform adalah golongan bakteri intestinal, yaitu hidup dalam saluran pencernaan manusia. Bakteri coliform adalah bakteri indicator keberadaan bakteri patogenik lainnya. Lebih tepatnya, sebenarnya bakteri coliform fecal adalah bakteri indicator adanya pencemaran bakteri pathogen. Penentuan coliform fekal menjadi indikator pencemaran dikarenakan jumlah koloninya pasti berkorelasi positif dengan keberadaan bakteri pathogen. Selain itu, mendeteksi coliform jauh lebih murah, cepat dan sederhana daripada mendeteksi bakteri patogenik lain (Lim, 1998). Bakteri coliform merupakan parameter mikrobiologis terpenting bagi kualitas air minum. Kelompok bakteri coliform, antara lain Eschericia coli, Enterrobacter aerogenes, dancitrobacter fruendi. Keberadaan bakteri di dalam air minum itu menunjukkan tingkat sanitasi rendah. Keberadaan bakteri ini juga menunjukkan adanya bakteri pathogen lain misalnya, Shigella, yang menyebabkan diare hingga muntaber (Lim, 1998). Sifat-sifat bakteri coliform adalah: (1) Mampu tumbuh baik pada beberapa jenis substrat dan dapat mempergunakan berbagai jenis karbohidrat dan komponen organik lain sebagai sumber energi dan beberapa komponen nitrogen sederhana sebagai sumber nitrogen (2) Mempunyai sifat dapat mensistesa vitamin (3) Mempunyai interval suhu pertumbuhan antara 10-46,5 o C (4) Mampu menghasilkan asam dan gas gula (5) Dapat menghilangkan rasa pada bahan pangan
(6) Dapat menyebabkan pelendiran Beberapa jenis bakteri selain coliform juga memiliki sifat fermentatif, sehingga diperlukan uji konfirmasi untuk mengetes kembali kebenaran adanya coliform dengan bantuan medium selektif diferensial. Uji kelengkapan kembali meyakinkan hasil tes uji konfirmasi dengan mendeteksi sifat fermentatif dan pengamatan mikroskop terhadap ciri-ciri coliform: berbentuk batang, gram negatif, tidak-berspora. Bakteri Coliform ada 2 jenis : 1. Fekal : berasal dari tinja manusia dan mamalia (misal : Escherichia coli) 2. Nonfekal : berasal dari sumber lain (misal : Enterobacter aerogenes, Klebsiella) Escherichia coli merupakan bakteri yang berasal dari kotoran hewan atau manusia, sedangkan Enterobacter aerogenes biasanya ditemukan pada hewan atau tanam-tanaman yang telah mati (Fardiaz, 1993 ). Jadi, adanya Escherichia coli dalam air minum menunjukkan bahwa air minum itu pernah terkontaminasi feses manusia dan mungkin dapat mengandung patogen usus. Perbedaan bakteri fekal dan non fekal antara lain Escerechia coli merupakan bakteri yang berasal dari kotoran hewan maupun manusia sedang Enterobacter aerogenes biasanya ditemukan pada hewan atau tanaman yang telah mati (Edwards,1987). Perbedaan yang lain, pada Coliform fekal hidup sementara di badan air kurang lebih 48 jam, bakteri ini bisa tumbuh pada suhu 44,5 0 C, pada media EMBA (Eosin Methylen Blue Agar) diameter koloni 0,5-1,5 mm, menghasilkan asam lebih banyak dan dapat menurunkan ph mencapai 5, dan uji warna merah metal menjadi merah. Coliform nonfekal, hidupnya bertahan di badan air hanya timbul maksimal pada suhu 37 0 C, pada media EMBA (Eosin Methylen Blue Agar) diameter koloni lebih besar yaitu 1,0-3,0 mm, ph turun sekitar 6,0, dan uji merah metal berwarna kuning (Faardiaz, 1992). Dalam praktikum mikrobiologi, teknik aseptik merupakan aspek yang sangat diperhatikan. Oleh karena itu, sebelum memulai praktikum, alat dan bahan serta area kerja harus dipastikan steril agar tidak ada kontaminasi pada hasil akhir. Area kerja di sterilkan dengan menggunakan alkohol dan penggunaan pembakar spirtus. Alat dan bahan yang digunakan disterilkan dengan melakukan sterilisasi kering atau sterilisasi
basah sesuai dengan kebutuhan. Selain pada saat persiapan, saat proses praktikum juga harus dilakukan dengan teknik aseptik. Ketika membuka atau menutup tabung reaksi atau cawan petri harus dilewatkan ke pembakar spirtus, dan menggunakan APD yang memadai seperti masker, sarung tangan, dll untuk memperkecil kemungkinan terjadinya kontaminasi. VIII. Kesimpulan Berdasarkan dari hasil praktikum yang telah dilakukan untuk mengetahui kualitas air dengan menggunakan uji mikrobiologi dengan metode membrane filter menunjukkan bahwa sampel air yang didapatkan merupakan sampel air yang tidak layak dikonsumsi karena positif mengandung E.coli yang memberikan warna merah muda pada media endoagar. Pada praktikum ini, tidak diketahui berapa jumlah koloni E.coli yang terkandung dalam sampel. Hal ini dikarenakan sampel maupun blanko terkontaminasi oleh kapang. Kontaminasinya dapat dari berbagai sumber seperti kurang sterilnya peralatan dan area kerja saat pengerjaan maupun ketidak lengkapan APD, seperti sarung tangan dan masker serta tutup kepala yang seharusnya dapat memperkecil kemungkinan kontaminasi. IX. Daftar Pustaka Anonim. 2012. 4 Metoda Pemeriksaan Mikrobiologi Air. http://alatalatlaboratorium.com/blog/mikrobiologi-air. Fenina, Seyla. 2012. Laporan Praktikum Mikrobiologi Pemeriksaan Air. http://dokumen.tips/documents/pemeriksaan-air-55b34a0ce7711.html.