NUTRISI DAN KULTIVASI MIKROBA

Nutrisi (Hara makro dan hara mikro)Faktor tumbuh (growth factor)Sumber energi dan ElektronKondisi lingkungan (fisik dan kimia)APA YANG DIPERLUKAN MAHLUK DIDUP?

T. Simarmata

Nutrisi/Hara ? : Elemen kimia (chemical elements) yang mutlak diperlukan organisme untuk biosintesis komponen sel maupun dan menjalan fungsi sel disebut nutrisi. Mikroba dan tanaman mengambil nutrisi tersebut dalam bentuk ion (anion = bermuatan negatif dan kation = bermuatan positif ) dan molekul sedangkan manusia/hewan mengambil dalam bentuk senyawa organik dan molekul Unsur hara makro (macro elements): jumlah yang relatif besar (% BK) : C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S (NO3-1, NH4+, H2PO4-1, K+, Ca2+, Mg2+, SO4=, O2, CO2 dan H2O)Unsur hara mikro (micro elements atau trace elements): sedikit (ppm atau mg/kg atau g/g): Fe, Zn, Mn, Cl, Cu, B, Mo, Co, Ni (Cl-, Zn2+, Cu2+, Mn2+, Mo6+, Ni2+, B3+, Co+2)

T. Simarmata

PENGELOMPOKAN MIKROBASumber KarbonAutotrof : Karbon diooksida (CO2), CH4 (menggunakan C-1)Heterotof: Menggunakan karbon dari senyawa organikSumber EnergiFototrof : Sinar matahariChemotrof : Senyawa organikElektron (Elektron donor dan elektrok akseptor)Lithtrof : Menggunakan senyawa anorganik sebagai sumber elektron Organotrof : Senyawa organik sebagai elektron donorOksigenAerob obligat: hanya dapat hidup jika terdapat oksigenAnaerob: mikroba yang hidup tanpa oksigenAnaerob fakultatif: dapat hidup dengan maupun tanpa oksigenMikroaerofilik: hidup di lingkungan dengan kadar oksigen yang lebih rendah daripada kadar oksigen di udara.

T. Simarmata

Pengelompokan MIkroba Berdasarkan Oksigen

T. Simarmata

Tabel 1. Kategori nutrisi pada mikroorganisme berdasarkan sumber karbon dan energi)

T. Simarmata

FAKTOR LINGKUNGANSuhuPsikhrofil, mikroba yang tumbuh dengan baik pada suhu di bawah 20oC, dan masih dapat tumbuh pada suhu 0oC. Mikroba ini berkembang di laut dalam, di habitat artik dan antartik serta di lemari es. Mesofil, mikroba yang tumbuh pada suhu 20-40oC. Beberapa bakteri mesofil dapat tumbuh (tetapi tidak optimal) pada suhu tinggi atau suhu yang lebih rendah. Fenomena inilah yang menyebabkan terjadinya keracunan masakan pada makanan di restoran, catering atau makanan yang disimpan di lemari es. Termofil, mikroba ini tumbuh optimum pada suhu di atas 45oC, bahkan ada yang di atas 100 oC (ekstrim). Habitat mikroba termofil meliputi sumber air panas, tanah-tanah tropis, kompos, aliran air panas di dasar laut.

T. Simarmata

T. Simarmata

2. pH (Kemasaman)

Neutrofil, Mikroba yang hidup optimum pada pH netral (6-8), tidak dapat hidup pada pH di bawah 4 dan di atas 9.Contoh: bakteri

Asidofil, Mikroba yang tumbuh optimum pada pH di bawah 5.5. Contoh: fungi, bakteri Thiobacillus yang hidup pada pH 2-3.

Alkalofil, mikroba yang tumbuh optimum pada pH di atas 9, beberapa dapat hidup di atas pH 11.Contoh: Aktinomisetes, mikroba yang tumbuh di habitat danau dan tanah alkalin

T. Simarmata

3).Tekanan Osmotik Tekanan osmotik yang ditimbulkan oleh perbedaan ini dapat memecahkan sel. Beberapa arkhaeobakteri hanya dapat tumbuh pada konsentrasi elektrolit (biasanya NaCl), tinggi, sedikitnya 1.5 M NaCl untuk tumbuh dan 3 - 4 M NaCl untuk pertumbuhan optimal. Bakteri ini disebut bakteri Halofil yang bersifat halotoleran.4). Karbon Dioksida (CO2). Kapnofil adalah mikroba yang memerlukan CO2 dalam konsentrasi yang tinggi. Contoh: Neisseria gonorrhoeae

T. Simarmata

MEDIA KULTUR

KOMPOSISIMedium Kimia (Sintetik): Jenis Dan Konsentrasi Bahan Kimia Terukur Dan Pasti Medium Kompleks: Jenis Dan Konsentrasi Bahan Penyusunnya Tidak Diketahui

MEDIA BERDASARKAN FUNGSI:Media transport: menyimpan suatu spesimen yang akan dibawa ke suatu laboratorium; mengandung penyangga (buffer) dan garam-garam; mikroba tidak bermultiplikasi. Media yang diperkaya (enrichment media): memperbanyak sejumlah besar mikroba yang terdapat di dalam suatu spesimen.Media selektif: untuk mengisolasi dan mengindentifikasi mikroba tertentu dengan mencegah pertumbuhan kontaminan. Media diferensial: membedakan mikroba berdasarkan penampakannya pada medium Kaldu yang diperkaya (enrichment broth): mendukung dan memperkuat pertumbuhan mikroba tertentu dalam bersaing dengan kompetitornya.

T. Simarmata

MEDIA BERDASARKAN KONSISTENSI Media padat yaitu media yang ditambah agar-agar sebanyak 1.5-2.0 % :Penghitungan PopulasiIsolasi/Biakan murniPenampakan Koloni Media cair yang tidak mengandung agar-agar Perbanyakan (produksi inokulan)Perhitungan populasi (MPN)Media semisolid yang mengandung agar-agar sebanyak maksimal 0.5 %Pergerakan Bakteri. Mengapa menggunakan agar-agar?

T. Simarmata

PERTUMBUHAN DAN REPRODUKSI

Pertumbuhan sel: adalah peningkatan massa dan isi sel yang menghasilkan pembelahan sel.

Reproduksi: peningkatan ukuran populasi (Sexual dan asexual)

a. Binnary fission: simetri dan asimetri b. Multiple fission c. Ternary fission d. Budding (kuncup)e. Fragmentasi. f. Pembentukan konidiospora atau sporangiospora.

Doubling time = generation time. Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus sel ( 1-> 2 4 dst)

doubling time yang terkecil kondisi pertumbuhan optimum. E.coli 20 menit, Mycobacterium leprae 2 minggu.

T. Simarmata

T. Simarmata

T. Simarmata

T. Simarmata

Binary FissionFigure 6.11

T. Simarmata

T. Simarmata

Bacterial growth curve lag phase log phase logarithmic phase stationary phase death phase Mathematics of growth Nt = 2nN0 n = t/g g = 0.301t log Nt log N0 Biphasic growth or diauxic growthContinuous culture KURVA PERTUMBUHAN BAKTERI

T. Simarmata

Kurva Pertumbuhan

T. Simarmata

1. Fase lag: Belum terjadi peningkatan jumlah sel Sel beradaptasi dengan lingkungan baru Pertumbuhan tidak berimbang. 2. Fase logSel tumbuh dan membelah pada kecepatan maksimumpertumbuhan berimbangdi akhir fase log: nutrisi esensil habis dan akumulasi senyawa toksik. 3. Fase stasionertidak ada peningkatan populasisel menjadi tua. membentuk endospora dan metabolit sekunder 4. Fase kematianMikroba rusak dan kultur memasuki fase kematian. Lisis atau perubahan morfologi.

T. Simarmata

T. Simarmata

T. Simarmata

Jika 100 sel tumbuh dalam 5 jam menghasilkan 1,720,320 sel:

T. Simarmata

Figure 6.12b

T. Simarmata

Figure 6.13

T. Simarmata

PENGUKURAN PERTUMBUHAN BAKTERI (Langsung dan Tidak Langsung)KuantitatifPopulasiMassa (bobot)Aktivitas (Respirasi, Enzim, substrat, dll)KualitatifKekeruhanPerubahan warnapHdll

T. Simarmata

Direct Measurements of Microbial GrowthPlate Counts: Perform serial dilutions of a sampleFigure 6.15, top portion

T. Simarmata

Direct Measurements of Microbial GrowthFigure 6.19

T. Simarmata

T. Simarmata

T. Simarmata

Direct Measurements of Microbial GrowthDirect Microscopic CountTerdapat 25 kotak = 25 X 14 = 350

T. Simarmata

T. Simarmata

DIRECT MEASUREMENTS OF MICROBIAL GROWTH METODA MPNMultiple tube MPN testCount positive tubes and compare to statistical MPN table.Figure 6.18b

T. Simarmata

T. Simarmata

T. Simarmata

Jika Pengenceran 10-7Populasi = 43 X 107 sel

T. Simarmata

Plate CountInoculate Petri plates from serial dilutionsFigure 6.16

T. Simarmata

Plate CountAfter incubation, count colonies on plates that have 25-250 colonies (CFUs)Figure 6.15

T. Simarmata

T. Simarmata

T. Simarmata

T. Simarmata

Direct Measurements of Microbial GrowthFiltrationFigure 6.17a, b

T. Simarmata

Estimating Bacterial Numbers by Indirect MethodsTurbidityFigure 620

T. Simarmata

T. Simarmata