Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba

Read Also

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan jasad renik yang bersifat heterotrof adalah tersedianya nutrien, air, suhu, pH, oksigen dan potensial oksidasi reduksi, adanya zat-zat penghambat dan adanya jasad renik yang lain.

A.    Nutrien

Jasad renik heterotrof membutuhkan nutrien untuk kehidupan dan pertumbuhannya, yakni sebagai: (1) sumber karbon, (2) sumber nitrogen, (3) sumber energi, (4) factor pertumbuhan yaitu mineral dan vitamin. Nutrien tersebut dibutuhkan untuk membentuk energi dan menyusun komponen-komponen sel. Setiap jasad renik bervariasi dalam kebutuhannya akan zat-zat nutrisi tersebut.

B.     Tersedianya air

Pertumbuhan jasad renik di dalam suatu bahan sangat dipengaruhi oleh jumlah air yang tersedia. Tidak semua air yang tersedia dapat digunakan oleh jasad renik. Beberapa keadaan di mana air tidak dapat digunakan oleh jasad renik adalah: (1) adanya solut dan ion yang dapat mengikat air di dalam larutan, misalnya adanya gula dan garam, (2) koloid hidrofilik (gel), sebanyak 3-4% dapat menghambat pertumbuhan mikroba dalam medium, (3) air dalam bentuk kristal es (hidrasi) juga tidak dapat digunakan oleh jasad renik.

Air adalah penting untuk pertumbuhan dan metabolisme dari semua sel. Bila air ini dikurangi atau dihilangkan, aktivitas seluler akan menurun.

Contoh: pengambilan air dari sel dengan cara pengeringan atau mengubah bentuk dari air tersebut (dari bentuk cair menjadi padat), mengurangi ketersediaan air bagi sel-sel tersebut (termasuk sel-sel mikroba) untuk aktivitas metabolic.

Terdapat dua jenis bentuk air yaitu air bebas dan air terikat. Air terikat adalah air yang terdapat dalam jaringan serta bersifat penting bagi seluruh proses fisiologis dalam sel tersebut. Air bebas adalah air yang terdapat pada dan sekitar jaringan serta dapat dihilangkan dari sel-sel tanpa mempengaruhi secara serius proses-proses penting tersebut.

Air bebas inilah yang penting bagi kelangsungan hidup dan aktivitas mikroba. Oleh karena itu, melalui pengambilan air bebas, tingkat aktivitas mikrobiawi dapat dikendalikan.

Jumlah air yang tersedia bagi mikroba inilah yang disebut sebagai aktivitas air (a_w).

Air murni memiliki suatu aktivitas air 1,0.  Bakteri memerlukan lebih banyak air daripada khamir, khamir memerlukan air lebih banyak daripada jamur untuk melakukan aktivitas metabolisnya.

Hampir semua aktivitas mikroba terhambat di bawah a_w 0,6. Kebanyakan jamur terhambat dibawah a_w 0,7  sedangkan khamir dibawah a_w 0,8 serta kebanyakan bakteri dibawah a_w 0,9.

Secara alami terdapat kekecualian serta beberapa spesies dari mikroba dapat berada aktif di luar kisaran tersebut.

Contoh yang dapat menggambarkan aktivitas air dan aksi mikroba adalah

*    A_w 1,0 terdapat pada pangan yang sangat mudah rusak

* A_w 0,95  Pseudomonas, Bacillus, Clostridium perfringens serta beberapa khamir terhambat, terdapat pangan dengan sukrosa 40% atau 7% garam.

* A_w 0,90  Batas rendah untuk pertumbuhan bakteri Salmonella, Vibrio parahaemolyticus, Clostridium botulinum, Lactobacillus dan beberapa khamir dan jamur terhambat, pangan dengan 55% sukrosa, 12% garam.

* A_w 0,80  Batas rendah untuk kebanyakan aktivitas enzim serta pertumbuhan dari banyak jamur, Staphylococcus aureus terhambat, terdapat pada sirup buah-buahan.

Aktivitas air dari bahan pangan tersebut dapat diubah dengan cara mengatur jumlah air bebas yang tersedia.

Terdapat beberapa cara untuk mencapainya yaitu pengeringan untuk mengambil air, pembekuan untuk mengubah keadaan air dari cair menjadi padat, meningkatkan atau menurunkan konsentrasi zat terlarut (solut) dengan cara penambahan garam atau gula atau senyawa hidrofilik (garam dan gula merupakan dua zat aditif umum yang digunakan untuk pengawetan makanan).

Penambahan garam dan gula pada suatu pangan akan mengikat air bebas, akibatnya a_w tersebut menurun. Sebaliknya, penurunan konsentrasi tersebut akan menaikkan jumlah air bebas dan juga a_w.

Manipulasi dari aw tersebut dengan cara seperti ini dapat digunakan untuk menopang pertumbuhan mikroba yang dikehendaki serta menghambat pertumbuhan mikroba pengganggu/perusak.

C.  Nilai pH

            Nilai pH medium sangat berpengaruh pada jenis mikroba yang tumbuh. Jasad renik pada umumnya dapat tumbuh pada kisaran pH 3 – 6. kebanyakan bakteri mempunyai pH optimum, yakni pH dimana pertumbuhannya optimum, sekitar pH 6,5 – 7,5. pada pH di bawah 5 dan di atas 8,5 bakteri tidak dapat tumbuh dengan baik, kecuali bakteri asam asetat (Acetobacter suboxydans) dan bakteri yang mengoksidasi sulfur. Sebaliknya khamis menyukai pH 4 – 5  dan dapat tumbuh pada kisaran pH 2,5 – 8,5. Oleh karena itu, khamir tumbuh pada pH rendah dimana pertumbuhan bakteri terhambat. Kapang mempunyai pH optimum 5,7, tetapi seperti halnya khamir, kapang masih dapat hidup pada pH 3,0 – 8,5.

D. Suhu

Masing-masing jasad renik mempunyai suhu optimum, minimum dan maksimum untuk pertumbuhannya. Hal ini disebabkan di bawah suhu minimum dan di atas suhu maksimum, aktivitas enzim akan berhenti, bahkan pada suhu yang terlalu akan terjadi denaturasi enzim.

Jasad renik dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok berdasarkan atas kemampuannya untuk dapat memulai pertumbuhan pada kisaran suhu tertentu. Penggolongan tersebut yaitu: a). psikrofil, b). mesofil, c). termofil.

Tabel 3 Kisaran Suhu untuk Pertumbuhan Jasad Renik

Kelompok mikroba	Suhu Pertumbuhan (oC)
	Minimum	Optimum	Maksimum
Psikrofil Mesofil Termofil	0 –5 10 – 20 25 – 45	5 – 15 20 – 40 45 – 60	15 – 20 40 – 45 60 – 80

Kapang dan khamir pada umumnya tergolong mesofil. Karena itu, dapat tumbuh dengan baik pada makanan yang disimpan pada suhu kamar, bahkan pada beberapa mikroba dapat tumbuh pada suhu pendinginan. Makanan yang disimpan dalam lemari es masih mungkin ditumbuhi oleh jasad renik yang tergolong psikrofil, sedangkan makanan yang disimpan dalam keadaan panas, mungkin masih dapat ditumbuhi oleh mikroba termofil.

E. Tersedianya Oksigen

Konsentrasi oksigen di alam mempengaruhi jenis mikroba yang dapat tumbuh. Jasad renik dapat dibedakan menjadi 4 kelompok berdasarkan kebutuhannya akan oksigen untuk pertumbuhannya, yaitu jasad renik bersifat aerob, anaerob, anaerob fakultatif dan mikroaerofil. Kapang dan khamir pada umumnya bersifat aerob, sedangkan bakteri dapat bersifat aerob atau anaerob.

F. Komponen Antimikroba

Komponen antimikroba dalam suatu bahan dapat menghambat pertumbuhan jasad renik. Komponen antimikroba biasa terdapat secara alami pada bahan pangan, misalnya laktenin dan factor antikoliform di dalam susu, dan lisosim dalam putih telur. Beberapa komponen antimikroba kadang-kadang ditambahkan pada makanan secara sengaja, misalnya asam benzoat di dalam sari buah, asam propionat dalam roti, asam sorbat dalam keju.

6.2 Perkembangan (perkembangbiakan, reproduksi)

Perkembang biakan mikroorganisme dapat terjadi secara seksual dan aseksual. Yang paling banyak terjadi adalah perkemban biakan aseksual. Pembiakan aseksual terjadi dengan pembelahan biner, yakni satu sel induk membelah menjadi dua sel anak. Kemudian masing-masing sel anak membentuk dua sel sel anak lagi dan seterusnya. Selain pembelahan biner (binary fission) ada pembelahan ganda (multiple fission), dan perkuncupan (budding).