Ekologi Mikroorganisme Pengaruh Faktor Abiotik Dan Faktor Tumbuh

  • Published on
    24-Apr-2015

  • View
    173

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<p>Ekologi MikroorganismePengaruh Faktor Abiotik dan Faktor Tumbuh</p> <p>Mikrobiologi Umum Semester Genap 2010/2011 Esti Widowati,S.Si.,M.P5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 1</p> <p>Faktor Fisika</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>2</p> <p>Suhu</p> <p>Daya tahan MO ditentukan oleh tinggi suhu, paparan dalam suhu, pemanasan dalam kondisi kering atau basah, pH dan sifat lain media Suhu minimum adalah suhu paling rendah saat aktivitas fisiologis masih berlangsung dan sebaliknya pada suhu maksimum. Suhu optimum adalah suhu terbaik dan dekat dengan suhu maksimum.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 3</p> <p>Pembagian Mikroorganisme</p> <p>termofil (politermik) : tumbuh baik pada suhu 55-65C. Batas suhu 40-80C dan suhu optimum antara 50-60C. Misalnya Thermus aquaticus, Bacillus caldolyticus dan Bacillus caldotenax. Kelompok mikroorganisme termofilik (stenotermofil)(termofil obligat) yang tumbuh baik pada 60C dan tidak dapat tumbuh pada suhu 30C Euritermofil (termofil fakultatif) yang masih dapat tumbuh pada suhu dibawah 30C. mesofil (mesotermik) : suhu 5-60C dengan suhu optimum 25-40C. Suhu 15-55C dan suhu optimum 25-37C. psikrofil (oligotermik) : batas suhu 0-3C dengan suhu optimum 10-20C. Suhu 0-30C dan suhu optimum 15C. stenotermik : golongan bakteri yang hidup pada kisaran suhu sempit yaitu 30-40C misalnya Gonococcus sp. euritermik : golongan bakteri yang hidup pada kisaran suhu lebar yaitu 8-46C. Misalnya E.coli.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 4</p> <p>Suhu Tinggi</p> <p>Bakteri dipanasi dalam air akan lebih cepat mati daripada dalam buih. Protein dalam kondisi pemanasan basah lebih cepat menggumpal pada suhu yang sama. Pemanasan kering suhu lebih tinggi dan waktu yang lebih lama. Faktor yang mempengaruhi titik kematian thermal : waktu, suhu, kelembapan, bentuk dan jenis spora, usia mikroorganisme, pH dan komposisi media. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan terhadap panas : waktu yang diperlukan untuk membunuh spora akan berkurang dengan naiknya suhu5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 5</p> <p>Setiap kenaikan suhu 10C terjadi peningkatan kecepatan reaksi 2-3 kali lipat. Suhu yang tinggi menyebabkan denaturasi protein sel. Spora bakteri termofil menyulitkan dalam pasteurisasi dan pengawetan makanan. Bakteri psikrofil menyulitkan penyimpanan dalam lemari pendingin. Thermal Death Point (TDT) nilai suhu yang serendah-rendahnya dapat membunuh bakteri yang berada dalam standar medium selama 10 menit pada kondisi tertentu. Thermal Death Rate terjadi karena perbedaan kematian pada suhu berbeda. Bakteri berspora pemanasan diatas titik didih dalam waktu tertentu.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 6</p> <p>Suhu Rendah</p> <p>Bakteri umumnya lebih tahan pada kondisi dingin. Pembekuan tidak berpengaruh terhadap spora (spora mengandung sedikit air) Bakteri mati jika dibekukan dalam air bukan dalam buih. Pembekuan spora pada suhu -16C (es dan garam) lebih efektif daripada pembekuan mendadak dalam udara pada suhu -190C. Pembekuan secara terputus-putus lebih efektif daripada terus-menerus. Kematian sel : perubahan koloidal protoplasma irreversibel, denaturasi atau koagulasi protein sel, aw turun, air mengkristal.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 7</p> <p>Pembekuan (usaha penyimpanan dan pengawetan). Proses ini dapat dilakukan dengan nitrogen cair. Pendinginan secara cepat dari suhu optimal ke 0C dapat menyebabkan kematian (cold shock) karena terjadi perubahan lipid pada membran. Efek letal : denaturasi atau flokulasi protein sel atau enzim rusak Ketahanan sel dipengaruhi faktor internal sel, cara pembekuan, suhu beku, lama pembekuan, kecepatan pencairan, ada tidaknya cryoprotectant atau kombinasi faktor diatas, fase pertumbuhan sel atau fase eksponensial.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 8</p> <p>Pengaruh kebasahan dan kekeringanProses pengeringan dapat membunuh bakteri jika kondisinya pengeringan dengan cahaya terang lebih berefek daripada dalam gelap pengeringan pada suhu tubuh lebih berefek daripada suhu beku pengeringan dalam udara lebih baik karena ada faktor oksidasi daripada dalam kondisi vakum</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>9</p> <p>Kelembapan pada suhu tinggi mempercepat koagulasi protein. Mikroorganisme lebih cepat mati dalam pemanasan dengan media asam atau basa. Partikel senyawa meningkatkan resistensi terhadap panas dan menghalangi penetrasi panas kedalam media. Kelembapan optimum diatas 85% (bakteri) dan dibawah 80% (jamur). Nilai aw bakteri antara 0,9-0,999 sedangkan untuk bakteri halofilik mendekati 0,75. Pengeringan protoplasma menyebabkan aktivitas sel terhenti dan sel rusak karena pengaruh tekanan osmosis.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 10</p> <p>Pengaruh perubahan nilai osmosis </p> <p>Media isotonis terhadap isi sel. Kondisi hipertonis menyebabkan plasmolisis. Perubahan nilai osmosis terjadi perlahan membantu bakteri beradaptasi. Larutan hipertonis menghambat pertumbuhan (Prinsip manisan atau asinan). Mikroorganisme yang beradaptasi dengan konsentrasi gula atau garam tinggi : osmofil. Mikroorganisme yang tahan dalam larutan dengan kandungan garam sampai 30% disebut halodurik. Garam bersifat hidrasi sehingga aw turun.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 11</p> <p>pHBatas pH mikroorganisme adalah antara 6,5-7,5 untuk bakteri, 4,0-4,5 untuk ragi dan rentang pH yang luas untuk kapang dan actinomycetes. Pembagian mikroorganisme berdasarkan rentang pH adalah 1. asidofilik yang dapat tumbuh pada pH 2,0-5,0 2. mesofilik (neutrofilik) yang dapat tumbuh pada pH antara 5,5-8,0 3. alkalifilik yang dapat tumbuh pada pH 8,4-9,5 Sel berusaha memompa proton keluar sehingga sel mengalami kehilangan gradien konsentrasi atau denaturasi karena asam.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 12</p> <p>Pengaruh senyawa toksikLogam </p> <p>Ion-ion logam (Hg, Ag, Cu, Au, Zn, Li dan Pb) Ion logam berat dapat bereaksi dengan gugus senyawa sel. Daya bunuh ini disebut oligodinamik. Misalnya ion Hg2+ yang bergabung dengan gugus sufhidril (-SH) pada enzim akan menghambat aktivitas enzim. Ion Li+ dan Zn2+ akan menghentikan aktivitas enzim karena kation ini bersifat antagonis dengan H+. Hal ini dapat terjadi sebaliknya jika pH ditingkatkan sehingga efek toksisitas enzim dapat dikurangi.</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>13</p> <p>Anion</p> <p>Anion (sulfat, tartrat, klorida, nitrat dan benzoat) Sifat toksik alkali tergantung pada logam penyusunnya. Misalnya konsentrasi OH yang sama pada larutan Ba(OH)2 lebih toksik daripada pada NaOH karena Ba2+ bersifat lebih toksik daripada Na+. Prinsip ini digunakan dalam pengawetan makanan. Sifat toksik disebabkan oleh molekul asam organik terhadap gugus di dalam sel.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 14</p> <p>Pengaruh cahaya dan arus listrik </p> <p>Cahaya 240-300 nm (gelombang pendek). Bakteri terganggu atau mati. Spora dan virus tahan pada sinar UV. Energi sinar X, dan UV digunakan dalam sterilisasi air dan pengawetan makanan. Faktor yang mempengaruhi resistensi : komposisi kimia dan fisik bahan, suhu, aw dan kondisi sel. Cahaya gelombang panjang punya efek fotodinamik dan biofisik. Radiasi menyebabkan ionisasi komponenen, kematian, mutasi atau penghambatan pertumbuhan sel. Panas atau senyawa yang muncul dalam media seperti ozon dan klor dapat mematikan sel. 5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 15 Arus AC atau DC voltase tinggi mempengaruhi komponen medium.</p> <p>Pengaruh hidrostatik dan mekanik</p> <p>Tekanan 600 atm dapat menghentikan perkembangbiakan. Tekanan 6.000 atm membunuh bakteri. Tekanan 12.000 atm membunuh spora. Pengguncangan media tidak berbahaya kecuali terdapat pecahan kaca, tanah radiolaria atau foraminifera. Pengguncangan 9.000 kali/detik membunuh bakteri Beberapa mikoorganisme dapat hidup dengan tekanan tinggi : barofilik. Tekanan tinggi menyebabkan peningkatan reaksi kimia, pengecilan volume koloid organik dan meningkatkan viskositas cairan serta dissosiasi elektrolit.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 16</p> <p>Pengaruh Tegangan Permukaan </p> <p>Tegangan permukaan mempengaruhi cairan (cairan permukaan seperti membran elastis). Perubahan tegangan dinding sel mempengaruhi perubahan morfologi dan aktivitas fisiologis. Senyawa sabun dan deterjen dapat diadsorbsi oleh permukaan interfasial (permukaan antara udara dan cairan) (Tween 80 dan Triton A20). Bakteri di saluran pencernaan tahan tegangan permukaan relatif tinggi.</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>17</p> <p>Oksigen </p> <p>Golongan aerobik memerlukan oksigen bebas sebagai akseptor tunggal hidrogen terakhir dalam respirasi. Golongan anaerobik menggunakan senyawa organik. Variasi kehidupan mikroorganisme berdasarkan kebutuhan oksigen adalah a. mikroaerofilik : memerlukan oksigen dalam jumlah sangat sedikit b. fakultatif-anaerobik atau fakultatif aerobik : secara terbatas dapat hidup dalam keadaan aerobik maupun anaerobik c. kapnofilik : memerlukan oksigen dalam konsentrasi rendah tetapi karbondioksida dalam konsentrasi tinggi5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 18</p> <p>Faktor Kimia</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>19</p> <p>Zat bakteriostatik atau antiseptik adalah zat yang hanya menghambat pembiakan dan fisiologis bakteri. Zat yang dapat membunuh bakteri adalah zat desinfektan, germisida atau bakterisida. Batas kedua jenis zat tersebut sulit ditentukan tergantung pada konsentrasi dan lamanya paparan zat tersebut.</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>20</p> <p>Faktor yang mempengaruhi daya desinfektan usia bakteri. Bakteri berusia tua lebih tahan kepekatan desinfektan paparan terhadap desinfektan kenaikan suhu yang menambah efek desinfektan pengaruh bahan (susu, plasma darah dan zat lain serupa protein yang dapat melindungi bakteri) Desinfektan perlu memperhatikan faktor pengaruhnya pada kerusakan jaringan, rasa sakit, logam, kestabilan, konsumsi, bau dan warna.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 21</p> <p>Senyawa Desinfektan </p> <p>Garam logam (oligodinamik) : raksa (merkurokrom, metafem atau mertiolat), nitrat perak 2% dan tembaga. Larutan fenol 2-4% (karbol), kresol/kreolin dan Lisol (campuran deterjen dan kresol). Formaldehida (CH2O) 40% dapat membunuh bakteri, virus dan jamur. Alkohol 50-70%. Larutan yodium 2-5% untuk luka kecil. Klor untuk sterilisasi air minum. Warna hijau berlian, hijau malakit, fuschin basa dan kristal ungu.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 22</p> <p>Sabun biasa dan heksaklorofom lebih berefek. Deterjen (bakteriostatik dan bakterisidal terutama untuk bakteri Gram positif). Alkil-dimetil-bensil-ammonium klorida (pencuci alat makan). Antibiotik dalam jumlah sedikit dapat bersifat bakterisidal. Antibiotik spektrum luas efektif untuk bakteri kokus, basil dan spiril misalnya tetrasiklin.Uji paper disc. Kerusakan bakteri karena zat kimia yaitu oksidasi, koagulasi, depresi atau ketegangan permukaan. Hidrolisis dapat disebabkan oleh basa dan asam organik.</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>23</p> <p>Oksidasi</p> <p>Oksidasi dapat disebabkan H2O2, Na2BO4 dan KMnO4 yang mudah melepaskan O2 sehingga dapat menyebabkan oksidasi. Zat ini adalah desinfektan. Hubungan klor langsung dengan sitoplasma dapat menjadi desinfektan.Koagulasi protein protoplasma disebabkan raksa, perak, tembaga, senyawa organik seperti fenol, formaldehida dan etanol. Protein yang menggumpal tersebut mengalami denaturasi seingga tidak berfungsi lagi.</p> <p>Koagulasi5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 24</p> <p>Depresi</p> <p>Depresi disebabkan sabun yang menurunkan tegangan permukaan dan hancurnya sel bakteri. Garam empedu memiliki efek yang sama tetapi bakteri usus lebih tahan. Bakteri Gram negatif lebih tahan.</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>25</p> <p>Faktor Tumbuh</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>26</p> <p>Kebutuhan nutrisi dan faktor biotik</p> <p>Mikroorganisme memerlukan karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral dan penyusun asam nukleat. Pengendalian pH media tumbuh dilakukan dengan buffer. Mikroorganisme dapat memanfaatkan sumber energi dalam bentuk padat (holozoik) sebaliknya holofitik.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 27</p> <p>Mikroorganisme berdasarkan kebutuhan nutrisi fotoautotrof memerlukan cahaya sebagai sumber energi fotoheterotrof menggunakan cahaya sebagai sumber energi dan senyawa organik sebagai sumber karbon utama kemoautotrof menggunakan sumber energi kimiawi dan karbondioksida sebagai sumber karbon utama kemoheterotrof menggunakan sumber energi kimiawi dan bahan organik sebagai sumber karbon utama Mikroorganisme autotrofik memerlukan sumber C dalam bentuk senyawa anorganik seperti karbondioksida atau karbonat Mikroorganisme heterotrofik memerlukan sumber C dalam bentuk senyawa organik. Kelompok heterotrof dapat hidup secara saprofitik atau parasitik.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 28</p> <p>Tipe Kehidupan MikroorganismeSumber Nutrien Sumber Energi Primer Cahaya Disusun dari sumber anorganik Fotolitotrofik Bakteri belerang ungu Bakteri belerang hijau Algae biru-hijau Algae hijau Kemolitotrofik Bakteri belerang Bakteri besi Bakteri hidrogen Bakteri nitrifikasi Autotrofik Diserap dari sumber organik Fotoorganotrofik Bakteri belerang ungu Tipe Kehidupan Fotosintetik</p> <p>Kimia</p> <p>Kemoorganotrofik Bakteri saprofit Bakteri pembusuk Bakteri denitrifikasi Bakteri simbiosa Jamur Heterotrofik</p> <p>Kemosintetik</p> <p>5/2/2013</p> <p>S1-THP Mikroumum 2010/2011</p> <p>29</p> <p>Sumber Nutrisi </p> <p>Air (pelarut, alat pengangkut dan sumber oksigen untuk bahan organik sel dan respirasi). Sumber energi (senyawa organik dan anorganik yang dapat dioksidasi serta cahaya matahari). Sumber karbon (karbohidrat, asam dan garam organik dan polialkohol). Sumber akseptor elektron. Penangkap elektron dalam oksidasi yaitu oksigen, senyawa organik, nitrat, nitrit, N2O, sulfat, karbondioksida dan Fe3+5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 30</p> <p>Sumber mineral Komponen mineral utama adalah nitrogen fosfor, karbon, oksigen dan hidrogen selain itu adalah K, Ca, Mg, Na, S, Cl sedangkan Fe, Mn, Co, Ca, Bo, Za, Mo dan Al. Unsur mineral berperan sebagai pengatur tekanan osmosis, kadar ion hidrogen, permeabilitas dan tekanan oksidasireduksi media. Faktor pertumbuhan : vitamin dan asam amino. Sumber nitrogen : ammonium, nitrat, asam amino dan protein. Beberapa jenis mikroorganisme dapat memfiksasi N2 bebas dari udara.5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 31</p> <p>Tugas Ekologi MO</p> <p>Tuliskan 1 contoh aplikasi dan mekanisme senyawa bakterisidal atau bakteriostatik fenol, antibiotik, formaldehida, alkohol dan sulfonamida. (kapan senyawa tersebut bersifat bakterisidal dan bakteriostatik). (Pilih 1) Tuliskan 1 contoh mekanisme kematian sel karena pendinginan/pembekuan, pengasinan, pemanisan dan pengasaman (Pilih 1). Tugas perorangan Sumber dapat dari artikel, jurnal, skripsi/thesis. Tugas dapat diketik atau tidak. Tidak perlu dijilid. Rapi. Dapat disertai gambar atau tabel. Tidak boleh sama persis dengan yang lain (Copy Paste). Dikumpul via email esti_widowati@yahoo.com5/2/2013 S1-THP Mikroumum 2010/2011 32</p>