Pertumbuhan Mikroba

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

N = N0 2n

Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi:

                                        

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