A. Definisi Pertumbuhan Populasi
Pertumbuhan merupakan penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad. Pada jasad bersel tunggal (uniseluler) pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu sedangkan pada jasad bersel banyak (multiseluler) pembelahan sel tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya. Pertumbuhan dapat meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel). Pada bakteri perbanyakan diri terjadi dengan cara pembalahan biner, yaitu dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru. Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi. Selain waktu generasi dikenal pula Doubling Time atau waktu penggandaan, yaitu Waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah atau massa sel semula. Doubling Time pada setiap mikroba tidak sama antara berbagai mikrobia. Hal ini tergantung kecepatan pertumbuhan mikroba itu sendiri. Kecepatan pertumbuhan adalah perubahan jumlah atau massa sel per unit waktu.
B. Penghitungan Waktu Generasi
Dari hasil pembelahan sel secara biner:
1 sel menjadi 2 sel
2 sel menjadi 4 sel à 21 menjadi 22 atau 2 x 2
4 sel menjadi 8 sel à 22 menjadi 23 atau 2 x 2 x 2
|
Keterangan:
N= jumlah sel akhir
N0= jumlah sel awal
n= jumlah generasi
Waktu Generasi = t/n
Keterangan:
t = waktu pertumbuhan eksponensial
n= jumlah generasi
Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi:
log N = log N0 + n log 2
log N – log N0 = n log 2
log N – log N0 log N – log N0
N = = log 2 0,301
Contoh: N = 108, N0 = 5x107, t = 2
Dengan rumus dalam bentuk logaritma:
log 108 – log (5x 107) 8 – 7,6
N = = = 1 0,301 0,301
Jadi, Waktu Generasi = t/n = 2/1 = 2 jam
C. Pengukuran Pertumbuhan
Pertumbuhan diukur dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel. Jumlah sel melalui pengamatan mikroskopis dihitung dari jumlah sel total (keseluruhan) dengan tidak membedakan sel hidup atau mati (viable count), metode ini disebut metode counting chamber dengan pengambilan sampel kering (slide) dan sampel cairan.
D. Pertumbuhan Populasi Mikroba
Untuk mengetahui pertumbuhan mikrobia dilakukan dengan cara membiakan mikrobia. Dimana terdapat dua sistem pembiakan mikrobia, yaitu:
1. Biakan Sistem Tertutup (Batch Culture) merupakan Pengamatan jumlah sel dalam waktu yang cukup lama akan memberikan gambaran berdasarkan kurva pertumbuhan. Pada kurva pertumbuhan terdapat beberapa fase pertumbuhan, yaitu Fase Permulaan, Fase Pertumbuhan yang dipercepat, Fase Pertumbuhan logaritma (eksponensial), Fase Pertumbuhan yang mulai dihambat, Fase Stasioner maksimum, Fase Kematian dipercepat, dan Fase Kematian logaritma.
2. Biakan Sistem Terbuka (Continuous Culture), pada sistem ini sel dipertahankan terus menerus pada fase pertumbuhan eksponensial atau logaritma. Ukuran populasi dan kecepatan pertumbuhan dapat diatur pada nilai konstan menggunakan khemostat. Untuk mengatur proses di dalam khemostat, diatur kecepatan aliran medium dan kadar substrat (nutrien pembatas). Sebagai nutrien pembatas dapat menggunakan sumber C (karbon), sumber N, atau faktor tumbuh. Ada aliran keluar untuk mempertahankan volume biakan dalam khemostat sehingga tetap konstan (misal V ml), jika aliran masuk ke dalam tabung biakan adalah W ml/jam, maka kecepatan pengenceran kultur (Dilution rate) adalah:
D = W/V per jam
Populasi sel dalam tabung biakan dipengaruhi oleh peningkatan populasi sebagai hasil pertumbuhan dan pengenceran kadar sel akibat penambahan medium baru dan pelimpahan aliran keluar tabung biakan. Kecepatan pertumbuhannya dirumuskan sebagai berikut:
dX/dt = µ X – DX = (µ - D) X
Pada keadaan mantap (steady state):
maka µ = D, sehingga dX/dt = 0
