FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI

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).

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.

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 yang

sangat 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,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-negatif 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.