Kurva Sigmoid
Pertumbuhan ialah
penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad. Pertumbuhan
merupakan proses perubahan bentuk yang semula kecil kemudian menjadi besar.
Pertumbuhan menyangkut pertambahan volume dari individu itu sendiri.
Pertumbuhan pada umumnya tergantung pada kondisi bahan makanan dan juga
lingkungan. Apabila kondisi makanan dan lingkungan cocok untuk mikroorganisme
tersebut, maka mikroorganisme akan tumbuh dengan waktu yang relatif singkat dan
sempurna.
Pertumbuhan mikroorganisme yang bersel satu berbeda dengan mikroorganisme yang
bersel banyak (multiseluler). Pada mikroorganisme yang bersel satu (uniseluler)
pertumbuhan ditandai dengan bertambahnya sel tersebut. Setiap sel tunggal
setelah mencapai ukuran tertentu akan membelah menjadi mikroorganisme yang
lengkap, mempunyai bentuk dan
sifat fisiologis yang sama. Pertumbuhan jasad hidup, dapat ditinjau dari dua
segi, yaitu pertumbuhan sei secara individu dan pertumbuhan kelompok sebagai
satu populasi.
Pertumbuhan sel diartikan sebagai adanya penambahan volume serta bagian-bagian
sel lainnya, yang diartikan pula sebagai penambahan kuantiatas isi dan
kandungan didalam selnya. Pertumbuhan populasi merupakan akibat dari adanya
pertumbuhan individu, misal dari satu sel menjadi dua, dari dua menjadi empat
,empat menjadi delapan, dan seterusnya hingga berjumlah banyak.
Pada mikroorganisme, pertumbuhan individu (sel) dapat berubah langsung
menjadi pertumbuhan populasi. Sehingga batas antara pertumbuhan sel sebagai
individu serta satu kesatuan populasi yang kemudian terjadi kadang-kadang
karena terlalu cepat perubahannya, sulit untuk diamati dan dibedakan. Pada
pertumbuhan populasi bakteri misalnya, merupakan penggambaran jumlah sel atau
massa sel yang terjadi pada saat tertentu. Kadang-kadang didapatkan bahwa
konsentrasi sel sesuai dengan jumlah sel perunit volume, sedang kerapatan sel
adalah jumlah materi perunit volume.
Penambahan dan pertumbuhan jumlah sel mikroorganisme pada umumnya dapat
digambarkan dalam bentuk kurva pertumbuhan
Dalam pertumbuhannya setiap
makhluk hidup membutuhkan nutrisi yang mencukupi serta kondisi lingkungan yang
mendukung demi proses pertumbuhan tersebut, termasuk juga bakteri. Pertumbuhan
bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh faktor
ini akan memberikan gambaran yang memperlihatkan peningkatan jumlah sel yang
berbeda dan pada akhirnya memberikan gambaran pula terhadap kurva
pertumbuhannya.
Kebutuhan mikroorganisme
untuk pertumbuhan dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu: kebutuhan fisik
dan kebutuhan kimiawi atau kemis. Aspek-aspek fisik dapat mencakup suhu, pH dan
tekanan osmotik. Sedangkan kebutuhan kemis meliputi air, sumber karbon,
nitrogen oksigen, mineral-mineral dan faktor penumbuh.
Pada organisme multiselular
(banyak sel), yang disebut pertumbuhan adalah peningkatan jumlah sel per
organisme, dimana ukuran sel juga menjadi lebih besar. Pada organisme
uniselular (bersel tunggal) pertumbuhan adalah pertambahan jumlah sel, yang
juga berarti pertambahan jumlah organisme yang membentuk populasi atau suatu
biakan. Pada organisme yang membentuk soenositik (aselular), selama
pertumbuhan ukuran sel menjadi besar, tetapi tidak terjadi pembelahan sel.
Pada mikroorganime,
pertumbuhan individu (sel) dapat berubah langsung menjadi pertumbuhan populasi.
Sehingga batas antara pertumbuhan sel dan pertumbuhan populasi, serta sebagai
satu kesatuan populasi yang kemudian terjadi, kadang-kadang karena terlalu
cepat perubahannya, sulit untuk diamati dan dibedakan.
Pertumbuhan dalam keadaan
kesetimbangan bila terjadi secara teratur pada kondisi konstan, sehingga jumlah
pertambahan komponen kimia juga konstan. Misalnya, pertambahan jumlah massa sel
sebanyak dua kali dalam keadaan kesetimbangan akan mengakibatkan penambahan
jumlah komponen sel seperti air, protein, ARN dan ADN sebanyak dua kali pula.
Dalam meninjau
pertumbuhan mikrobia harus dibedakan antara pertumbuhan masing-masing sel (sel
individu) , pertumbuhan kelompok sel diatas permukaan medium padat dan pertumbuhan
sel dalam medium cair. Kelompok sel-sel hasil pembelahan suatu mikroba diatas
medium padat disebut koloni. Dalam mikrobiologiyang dimaksud dengan
koloni ialah kelompok pertumbuhan diatas medium padat yang berasal
dari perbanyakan satu sel mikroba. Sifat-sifat koloni yang perlu diperhatikan
antara lain:
a.
Ukuran
Ada koloni yang hanya serupa titik ada yang sedang dan ada pula yang
melebar sampai menutup permukaan medium
b. Warna
Kebanyakan koloni bakteri berwarna putih atau kekuningan akan tetapi ada
yang kemerah-merahan , kecoklatan , hijau , ungu dan lain lain
c.
Kilau
Ada koloni yang permukaanya mengkilat dan ada permukaan yang suram.
d. Kenaikan
permukaan
Ada koloni dengan permukaan rata ada pula yang menjulang tebal diatas
permukaan medium.
e.
Bentuk tepiannya
Ada yang tepinya rata , bergelombang, bergerigi dan sebagainya.
Pada kondisi pertumbuhan seimbang ada suatu pertambahan semua komponen
selular secara teratur. Akibatnya, pertumbuhan dapat ditentukan tidak hanya
dengan cara mengukur jumlah sel tetapi juga dengan mengukur jumlah berbagai
komponen selular (RNA, DNA, protein) dan juga produk-produk metabolism
tertentu. Pertumbuhan mikroorganisme dapat diketahui dengan berbagai metode.
PEMBAHASAN
Kurva tumbuh bakteri dibuat untuk menggambarkan
karakteristik pertumbuhan bakteri dalam suatu medium. Kurva sigmoid adalah
suatu kurva yang menunjukkan pertumbuhan bakteri dan berbentuk sigmoid. Pada
skala laboratorium dengan kondisi lingkungan yang baik, pertumbuhan populasi
bakteri dua kali lebih banyak dengan skala yang teratur.
Pertumbuhan ini merupakan deret ukur yang disebut dengan
pertumbuhan eksponensial. Pada dasarnya pertumbuhan eksponensial hanya
merupakan bagian dari siklus hidup bakteri dan tidak memawakili pola normal
pertumbuhan bakteri yang terdapat di alam.
Bila sejumlah sel bakteri dikultur dalam suatu medium dan diamati dalam jangka
waktu tertentu, maka akan diperoleh kurva berbentuk sigmoid.
Kurva tersebut menunjukkan fase-fase
pertumbuhan pada bakteri, yaitu:
- Fase
Permulaan (fase lag/ fase initial) :
Pada fase ini bakteri baru menyesuaikan
diridengan lingkungan baru. Bermacam-macamenzim dan zat perantara dibentuk,
sehingga keadaannya memungkinkan untuk terjadinya pertumbuhan lebih lanjut.
Sel-selnya belum membesar tetapi belum membelah diri
- Fase
Pertumbuhan yang Dipercepat :
Ditandai tidak terjadi penambahan jumlah sel, tetapi
aktivitas metabolisme sedang berlangsung untuk persiapan pembelahan sel. Selain
itu kemungkinan terjadi sintesis enzim, protein, RNA dan penambahan volume atau
massa
- Fase
Pertumbuhan Logarima (eksponensial)
Pada fase ini kecepatan pembelahan
paling tinggi. Jika bakteri dari fase logaritma ini dipindahkan ke medium baru
yang sama susunannyadengan medium semula, maka kecepatan pertumbuhannya akan
tetap, artinyatetap pada fase pertumbuhan logaritma. Dalam fase ini (metabolism
paling pesat) keadaan ini berlangsung terus sampaisalah satu atau beberapa
nutrien habisatau telah terjadipenimbunan hasil metabolism yang bersifat racun
dan menyebabkan trhambatnya pertumbuhan. Bakteri menjdi banyak dan semua sel
membelah, tapi ukuran kecil.
- Fase
pertumbuhan yang mulai terhambat
Setelah memulai fase logaritma,
kecepatan pembelahannya akan mulai berkurang dan jumlah bakteri yang mati
bertambah banyak. Hal ini disebabkan karena makin berkurangnya nutrient dan
mulai terjainya penimbunan racun-racun sebagai hasil kegiatan metabolism karena
perubahan PH dan lain-lain. Dengan penambahan nutrient dan penetralan hasil
yang bersifat racun itu, fase logaritma dapat diperpanjang, artinyafase
pertumbuhan yang mulai terhambat dapat ditunda.
- Fase
stasioner
Adanya penurunan kadar nutrient dan
meningkatnya penimbunan zat-zat racun, menghambat terhadap kecepatan
pembelahan. Selain itu jumlah bakteri yang mati semakinmenungkat. Pada fase ini
jumlah bakteri dari pembelahan sama dengan jumlah bakteri yang mati, sehingga
jumlah bakteri yang hidup akan menjadi konstan. Panjang pendeknya fase
stasioner maksimum ini, sngat tergantug pada kepekaan bakteri dalam menghadapi
factor-faktor langsung dalam mediumnya. Semakin peka bakteri itu, semakin peka
pula fase stasioner maksimumnya.
- Fase
kematian yang dipercepat dan fase kematian logaritma
Kedua fase ini biasanya dinyatakan sebagai suatu fase yang disebut
fase menurun. Pada fas ini, kecepatan kematian meningkat erus menerus sedang
kecepatan kematian menjadi nol. Setelah setelah sampai ke fase kematian
logaritma kecepatan kematian mencapai maksimaldan jumlah selnya mmenurun
menurut deret ukur. Tetapi penurunan jumlah ini hanya akan dapat mencapai
jumlah minimum tertentu. Toritis sejumlah kecil selnya masih akan tetap
bertahan untuk waktu yang sangat lama dalam medium itu
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah
penyediaaan nutrien yang sesuai untuk kultivasi bakteri, faktor fisika, dan
faktor kimia. Meskipun medium yang digunakan amat beragam, namun sebagai
makhluk hidup bakteri mempunyai kebutuhan dasar yang sama, yaitu meliputi air,
karbon, dan mineral.
Perlu disediakan kondisi fisik yang memungkinkan pertumbuhan
optimum. Bakteri tidak hanya amat bervariasi dalam persyaratan nutrisi,
tetapi juga menunjukkan respon yang berbeda terhadap kondisi fisik dalam
lingkungannya. Faktor-faktor fisik yaitu:
1. Suhu
Suhu selain mempengaruhi pertumbuhan, juga mempengaruhi perbanyakan,
dan daya tahan. Suhu setiap jenis bakteri bervariasi. Berdasarkan suhu
pertumbuhan dibedakan menjadi :
·
Mesofil, terdapat pada
tanah, air, dan tubuh vertebrata, suhu pertumbuhan 10-470C. Suhu
pertumbuhan optimum 30-400C.
·
Termofil, ditemukan
pada habitat yang bersuhu tinggi, pembuatan kompos, susu, tanah, dan air laut.
Mampu tumbuh pada suhu 45-500C, dibedakan menjadi psikrodura yang
mampu hidup dibawah 00C dan termodura yang tahan hidup pada suhu
diatas 500C.
2. Tekanan osmosis
Suatu tekanan osmose akan sangat mempengaruhi bakteri jika tekanan
osmose lingkungan lebih besar (hipertonis) sel akan mengalami
plasmolisis. Sebaliknya tekanan osmose lingkungan yang hipotonis akan
menyebabkan sel membengkak dan juga dapat mengakibatkan rusaknya sel.
Olah karena itu dalam mempertahankan hidupnya, sel bakteri harus berada pada
tingkat tekanan osmose yang sesuai, walaupun sel bakteri memiliki daya
adaptasi, perbedaan tekanan osmose dengan lingkugannya tidak boleh terlalu
besar.
3. Kadar air
Air
merupakan komponen utama sel mikroba dan medium. Fungsi air adalah sebagai
sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi. Selain itu air berfungsi
sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam metabolisme. Air merupakan bagian
terbesar dari sel, sebanyak 80-90%, dan bagian lain sebanyak 10-20% terdiri
dari protoplasma, dinding sel, lipida untuk cadangan makanan, polisakarida,
polifosfat, dan senyawa lain.
4. Kadar oksigen
Mikroorganisme memiliki karakteristik sendiri-sendiri di
dalam kebutuhannya akan oksigen. Mikroorganisme dalam hal ini digolongkan
menjadi :
1) Aerobik : hanya dapat tumbuh
apabila ada oksigen bebas.
2) Anaerob : hanya dapat tumbuh
apabila tidak ada oksigen bebas.
3) Anaerob fakultatif : dapat tumbuh
baik dengan atau tanpa oksigen bebas.
4) Mikroaerofilik : dapat tumbuh
apabila ada oksigen dalam jumlah kecil.
Faktor kimia yaitu pH, setiap jenis bakteri mempunyai pH lingkungan
yang optimal (Neutrofil 6.0-8.0), minimal (Asidofil 2.0-5.0), dan maksimal
(Alkalofil, 8.4-9.5) dalam kegiatan fisiologisnya. Kegiatan fisiologis bakteri
berguna dalam mempertahankan kelangsungan hidup dan melakukan proses biokimia
yang berkelanjutan. Dimana proses ini dikatalisi oleh enzim-enzim.
Kemudian adanya zat kimia, dapat berupa desinfektan dan antiseptik,
seperti garam-garam logam, fenol, formaldehid, alkohol, yodium, zat-zat warna,
detergen/sabun, dan antibiotik. Bakteri tumbuh pada pH mendekati netral ( pH
6,5 – 7,5 ). Pada pH dibawah 5,0 dan diatas 8,0 bakteri tidak dapat tumbuh
dengan baik , kecuali bakteri asam asetat ( misalnya : Acetobakter
suboxydans ) yang mampu tumbuh pada pH rendah dan bakteri Vibrio sp
yang dapat tumbuh pada pH tinggi (basa ).
PENUTUP
Kurva
sigmoid menyatakan laju pertumbuhan pada bakteri. Pada skala laboratorium dengan
kondisi lingkungan yang baik, pertumbuhan populasi bakteri dua kali lebih
banyak dengan skala yang teratur. Kurva sigmoid bakteri
terdiri dari enam fase , dimulai dari fase permulaan
(fase lag), fase pertumbuhan yang dipercepat, fase pertumbuhan logarima
(eksponensial), fase pertumbuhan yang mulai terhambat, fase stasioner, fase
kematian yang dipercepat dan fase kematian logaritma.
Pertumbuhan bakteri dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu faktor
fisika, dan faktor kimia. Faktor fisika terdiri dari suhu, tekanan osmosis,
kadar air dan kadar oksigen. Sedangkan faktor kimia meliputi pH, adanya zat
kimia, dapat berupa desinfektan dan antiseptik, seperti garam-garam logam,
fenol, formaldehid, alkohol, yodium, zat-zat warna, detergen/sabun, dan antibiotik.
DAFTAR PUSTAKA
1. Jawetz,
Melnick and Adelberg.1996.Mikrobiologi
Kedokteran. Jakarta: Kedokteran EGC
2. Prof.Dr.
Dwidjoseputro,.1998. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan