Kurva Sigmoid Bakteri

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:

1. 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

2. 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

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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

3.      http://chemicalzone.blogspot.com/2008/06/fase-pertumbuhan-bakteri_18.html (penulis : Rizma Hardian Ashari Kurniawan , diunggah : 18 Juni 2008 , diunduh : 1 November 2012)