23.15
hendra.hidayat
Aktivitas Mikroba dipengaruhi faktor-faktor Lingkungan faktor abiotik dan faktor biotik, mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba misalnya beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan dan dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut.
A. Faktor Abiotik
- Suhu
- Kandungan Air (pengeringan)
- Tekanan Osmose
- Ion-ion dan Listrik
a. Suhu Pertumbuhan Mikroba
Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu
suhu minimum: suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup
suhu optimum: suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba
suhu maksimum: suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba
Berdasarkan tingkat suhu dapat dikelompokkan mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil.
Psikrofil: kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-300C dengan suhu optimum sekitar 150C.
Mesofil: kelompok mikroba yang umumnya mempunyai suhu minimum 150C, suhu optimum 25-370C, dan suhu maksimum 45-550C.
Termofil: Kelompok mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi.
- mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga titik didihnya tinggi
- dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak terdenaturasi pada suhu tinggi
- Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi
- Kelompok ini mempunyai suhu minimum 40 0C, optimum pada suhu 55-60 0C dan suhu maksimum untuk pertumbuhannya 75 0C
Mikroba Termofil Fakultatif: mikroba yang dapat tumbuh dibawah suhu 30 0C
Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50 0C (termotoleran).
Contoh bakteri mesofil yang termotoleran (dapat hidup diatas 500C) adalah Methylococcus capsulatus
Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus, dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur
Contoh bakteri psikrofil adalah bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi (Gallionella).
b. Pengaruh Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi:
Titik Kematian Thermal, adalah suhu yang dapat mematikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu
Waktu Kematian Thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Titik Kematian Thermal ialah:
- Waktu
- Kelembaban
- Suhu
- Spora
- Umur mikroba
- pH
- Komposisi medium
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan metabolisme, akibat-akibatnya adalah:
- Cold shock: penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik.
- Pembekuan (freezing): rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler.
- Lyofilisasi: proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat.
Mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, ukurannya :
aw (water activity) atau kelembaban relative.
Mikroba umumnya tumbuh pada aw = 0,6 - 0,998
Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir, Saccharomyces rouxii
Aspergillus glaucus dan jamur benang dapat tumbuh pada aw 0,8
Bakteri umumnya memerlukan aw = 0,90 - 0,999 atau lebih dari 0,98, kecuali bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75
Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora, konidia, atau dapat membentuk kista.
3. Tekanan Osmosis
Tekanan osmosis sangat erat hubungannya dengan kandungan air
Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma.
Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah.
Berdasarkan tekanan osmosis yang diperlukan mikroba dapat dikelompokkan menjadi:
- Mikroba Osmofil: tumbuh pada kadar gula tinggi, contoh beberapa jenis khamir, mampu tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94)
- Mikroba Halodurik: tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi (30 %)
- Mikroba Halofil: dapat tumbuh pada kadar garam yang tinggi, contoh: bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium
a. Kadar Ion Hidrogen (pH)
Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7), kecuali jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah.
Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri
Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:
- Mikroba Asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0 - 5,0
- Mikroba Mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5 - 8,0
- Mikroba Alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4 - 9,5
Buffer merupakan campuran garam monobasik dan dibasik, contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan pH diatas 7,2. Cara kerja buffer adalah garam dibasik akan mengabsorbsi ion H+ dan garam monobasik akan bereaksi dengan ion OH-.
Untuk menumbuhkan mikroba pada media, memerlukan pH yang konstan, terutama pada mikroba yang dapat menghasilkan asam oleh karena itu buffer diperlukan untuk mempertahankan pH pada kisaran tertentu yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroba.
c. Ion-ion lain
Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracuni (toksis) karena mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar rendah.
Ion-ion lain seperti ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat dapat mengurangi pertumbuhan mikroba tertentu dan sering digunakan dalam pengawetan makanan, senyawa lain misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbat.
d. Listrik
Bila aliran listrik diberikan pada medium tumbuh mikroba akan menyebabkan:
- Terjadinya elektrolisis pada medium pertumbuhan
- Menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba, sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis
- Menyebabkan terjadinya shock karena tekanan hidrolik listrik, kematian mikroba akibat shock terutama disebabkan oleh oksidasi
- Adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbentuknya ion logam dari elektroda juga menyebabkan kematian mikroba
Bila mikroba menerima paparan radiasi tertentu:
- Menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma
- Merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis
- Cahaya mempunyai pengaruh germisida
- Sinar X (0,005-1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950 Ao), dan sinar radiasi lainnya dapat membunuh mikroba
- Apabila tingkat iradiasi yang diterima sel mikroba rendah, maka dapat menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba
- Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai membran yang elastis.
- Perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma, akibatnya mempengaruhi pertumbuhan dan morfologi mikroba.
- Zat-zat seperti sabun, deterjen, dan zat-zat pembasah (surfaktan) dapat mengurangi tegangan muka cairan/larutan.
- Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi
- Umumnya tekanan 1 - 400 atm tidak mempengaruhi atau hanya sedikit mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba, tekanan hidrostatik yang lebih tinggi akan menghambat atau menghentikan pertumbuhan, karena dapat menghambat sintesis RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangi aktivitas berbagai macam enzim
- Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi protein, tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran), dan yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (mikroba barofilik), umumnya mikroba laut adalah barofilik atau barotoleran, contoh: bakteri Spirillum
Getaran mekanik dapat merusak dinding sel dan membran sel mikroba, dipakai untuk memperoleh ekstrak sel mikroba dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif atau dengan cara pembekuan kemudian dicairkan berulang kali atau dengan getaran suara 100-10.000 kali/detik juga dapat digunakan untuk memecah sel mikroba.
B. Faktor Biotik
- Interaksi dalam satu populasi mikroba
- Interaksi antar populasi mikroba
Antar jasad dalam satu populasi atau antarpopulasi jasad yang satu dengan yang lain saling berinteraksi.
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi Positif
- Meningkatkan kecepatan pertumbuhan dan kepadatan populasi
- Disebut juga kooperasi, contoh: pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni
- Menurunkan kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi, misal: populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas
- Disebut juga kompetisi, contoh: interkasi jamur Fusarium dan Verticillium menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracuni.
- Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi
- Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain
Nama Interaksi | Pengaruh Interaksi | |
Populasi A | Populasi B | |
Netralisme Komensalisme Sinergiisme (protokooperasi) Mutualisime (simbiosis) Kompetisi Amensalisme (antagonism) Predasi Parasitisme | 0 0 + + + - + + | 0 + + + - - - - |
Keterangan: (0) tidak berpengaruh, (+) pengaruh positif, (-) pengaruh negatif | ||
a. Netralisme
Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi dan terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat
Netralisme terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista). Contoh: interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autocthonous (indigenous)
b. Komensalisme
Hubungan terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contoh: Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein digunakan oleh Legionella pneumophila. Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobik Methanobacterium.
c. Sinergisme
Menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat
Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme yang sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami.
d. Mutualisme (Simbiosis)
Asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan
Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi tidak dapat digantikan oleh spesies lain yang mirip. Contoh: bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan.
e. Kompetisi
Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian yang ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya
Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien/makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contoh: antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia.
f. Amensalisme (Antagonisme)
Asosiasi antar spesies yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun
Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain, misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contoh: bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain.
g. Parasitisme
Terjadi antara dua populasi, satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host/inang)
Terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik, ukuran parasit biasanya lebih kecil dari Inangnya dan memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contoh: Jamur Trichoderma sp. Memparasit jamur Agaricus sp.
h. Predasi
Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey)
Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey, dan peristiwanya berlangsung cepat
Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey).
LOMPAT KE BAHASAN LAINNYA:
0 komentar:
Posting Komentar