pdf_nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba.pdf

BUKU AJAR MIKROBIOLOGI Berbasis Sains Teknologi Masyarakat (STM)
Disusun Oleh: Nita Ella Demelia, S.Pd

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM i
Puji dan syukur dilimpahkan kepada Tuhan Yang Maha Esa dan salawat serta salam
untuk Rasulullah Saw. Alhamdulillah buku ajar yang berjudul “Mikrobiologi Berbasis Sains
Teknologi Masyarakat (STM)” akhirnya dapat penulis selesaikan. Penulis menyusun buku
ajar ini dengan berpatokan pada Kerangka Kualifikasi Nasional Indonesia (KKNI) dengan
harapan buku ajar ini bisa membantu mahasiswa di perguruan tinggi mencapai kompetensi
lulusan yang sesuai. Buku ajar mikrobiologi yang dibuat pada materi nutrisi, pertumbuhan
dan fisiologi mikroba. Buku ajar ini bukan sekedar memberikan informasi terkait
mikrobiologi saja, tetapi penulis berusaha memasukkan unsur permasalahan nyata yang
terjadi di lingkungan masyarakat. Penyajian materi dengan pendekatan STM bertujuan untuk
menimbulkan motivasi mahasiswa membaca tentang mikrobiologi. Hal ini diarahkan dengan
mengkemukakan kasus konstekstual sehingga jelas bentuk penerapannya.
Demi kualitas bahan ajar, penulis menerima kritik dan saran dari pembaca untuk
perbaikan edisi revisi bahan ajar berikutnya.
Padang, Januari 2019
Penulis
KATA PENGANTAR

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM ii
KOMPONEN BAHAN AJAR
Sampul buku,
menggambarkan
materi yang ada
di bahan ajar ini.
1) Pendahuluan:
Inisiasi/Apersepsi/Eksplorasi terhadap
mahasiswa

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM iii
3) Aplikasi konsep dalam kehidupan:
Penyelesaian masalah dan Pemantapan
Konsep
2) Pengembangan konsep

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM iv
4) Penilaian (Berupa soal)

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM v
Memberikan pengetahuan berupa proses dengan memberikan printscreen video
Memberikan pengetahuan tentang manfaat dari mempelajari mikrobiologi
Memberikan pengetahuan mahasiswa untuk dapat mengemban kemampuan berfikir dan
bertindak mahasiswa dengan masalah-masalah perkembangan riset mikrobiologi.
Memberikan pengetahuan bahwa suatu masalah harus dilihat dari berbagai sudut pandang
untuk mencapai penyelesaianya.
Memberikan pengetahuan sehingga menimbulkan ide bagi mahasiswa untuk melakukan
penelitian terkait.
TUJUAN PENULISAN BUKU AJAR

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM vi
PETUNJUK UNTUK DOSEN
Mempersiapkan mahasiswa untuk memulai perkuliahan.
Menjelaskan teknis pelaksanaan perkuliahan menggunakan buku ajar mikrobiologi kepada
mahasiswa.
Menyampaikan Capaian Pembelajaran/Learning outcomes dan indikator yang akan dicapai.
Membantu/mengklarifikasi pertanyaan atau salah konsep yang ditemui mahasiswa selama
perkuliahan.
Membimbing mahasiswa mengisi lembar refleksi dan menjawab evaluasi di akhir tiap
pertemuan.
Melaksanakan penilaian hasil belajar.
PETUNJUK UNTUK MAHASISWA
Bacalah setiap petunjuk penggunaan bahan ajar ini!
Lakukanlah kegiatan pembelajaran secara berkelompok!
Baca dan pahamilah indikator Capaian Pembelajaran/Learning Outcomes yang terdapat
pada halaman awal tiap bab.
Pahamilah hasil jurnal penelitian yang mendukung pemahaman tentang materi
mikrobiologi pada tulisan berwarna biru.
Kerjakanlah latihan-latihan yang terdapat pada lembaran evaluasi.
Apabila Anda mengalami kesulitan dalam bekerja, mintalah bantuan kepada dosen.
Petunjuk Penggunaan Buku Ajar

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM vii
Kata Pengantar i
Komponen Bahan Ajar ii
Tujuan Penulisan Bahan ajar v
Petunjuk Penggunaan Bahan ajar vi
Daftar Isi vii
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel ix
BAB 1 NUTRISI MIKROBA 1
Kebutuhan C, H, O, N, S, P dan Tipe Nutrisi Mikroorganisme 2
Faktor Pertumbuhan 6
Cara Pengambilan Nutrien dari Lingkungan 8
Medium Pertumbuhan ………………………………………………………….. 15
Isolasi untuk Biakan Murni …………………………………………………….. 20
Ringkasan 23
Evaluasi 24
DAFTAR ISI

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM viii
Bakteri Fotorotrof 5
Difusi Pasif dan Difusi Terfasilitasi 9
Model Difusi yang di fasilitasi 10
Fungsi Pengangkut ABC 11
Transport Aktif Menggunakan Proton dan Gradient Sodium 13
Translokasi Group 15
Media yang di biakkan 19
Teknik Spread-plate 21
Teknik Streak-plate 21
Teknik Pour-plate 22
DAFTAR GAMBAR

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM ix
Sumber Karbon, Energi dan Elektron 4
Jenis Media 16
Contoh Media yang digunakan 17
Beberapa Media Kompleks Umum 18
DAFTAR TABEL

Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM 1
Capaian Pembelajaran (Learning Outcomes):
Setelah mempelajari materi ini, mahasiswa diharapkan untuk:
1. Mahasiswa mampu menjelaskan tipe nutrisi mikroba.
2. Mahasiswa mampu menjelaskan cara pengambilan nutrien dari lingkungan
3. Mahasiswa mampu menjelaskan macam-macam medium pertumbuhan
mikroba.
Indikator:
Setelah mempelajari materi ini, mahasiswa diharapkan untuk:
Mahasiswa mampu menjelaskan tipe nutrisi mikroorganisme.
Mahasiswa mampu menjelaskan cara pengambilan nutrien dari lingkungan
Mahasiswa mampu menjelaskan medium pertumbuhan mikroba
Mahasiswa mampu menjelaskan macam-macam medium mikroba.
Untuk keperluan hidupnya, mikroorganisme membutuhkan bahan
makanan (organik dan anorganik) yang diambil dari lingkungannya. . Bahan
makanan tersebut bisa berasal dari unsur” karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen,
sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Bahan makanan
tersebut dinamakan nutrien. Bahan makanan ini diperlukan untuk sintesis bahan
sel dan untuk mendapatkan energi. Nutrien adalah substansi organik dan
anorganik yang dalam larutan melintasi membrane sitoplasma. Agar dapat
mendapatkan nutrien dari makanan, sel harus mencerna makanan itu, yaitu
mengubah molekul-molekul protein, karbohidrat dan lipida yang kompleks dan
besar menjadi molekul yang sederhana dan kecil yang segera melarut sehingga
dapat memasuki sel. Proses mengasimilasikan makanan itulah yang disebut
nutrisi.
Sel mikroba secara struktural kompleks dan menjalankan banyak fungsi.
Untuk membangun komponen seluler baru dan kerja seluler, organisme harus
memiliki persediaan bahan baku atau nutrisi dan sumber energi. Nutrisi adalah
zat yang digunakan dalam biosintesis dan pelepasan energi dan diperlukan
untuk pertumbuhan mikroba. Dalam bab ini kami menjelaskan kebutuhan nutrisi
mikroorganisme, bagaimana mereka diperoleh, dan budidaya mikroorganisme
tersebut.
NUTRISI MIKROBA
BAB
1

Nutrisi Mikroba

Pengertian Nutrisi
Nutrisi adalah substansi organik yang dibutuhkan organisme untuk
fungsi normal dari sistem tubuh dan pertumbuhan. Nutrisi didapatkan dari
makanan dan cairan yang selanjutnya diasimilasi oleh tubuh. Untuk
keperluan hidupnya, semua makhluk hidup memerlukan bahan makanan.
Bahan makanan ini diperlukan untuk sintesis bahan sel dan untuk
mendapatkan energi. Demikian juga dengan mikroorganisme, untuk
kehidupannya membutuhkan bahan-bahan organik dan anorganik dari
lingkungannya. Bahan-bahan tersebut disebut dengan nutrient (zat gizi),
sedang proses penyerapanya disebut proses nutrisi.
Nutrient memiliki peran utama antara lain adalah sebagai sumber
energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor elektron dalam reaksi
bioenergetik (reaksi yang menghasilkan energi). Oleh karena itu bahan
makanan yang diperlukan oleh mikroba terdiri dari “air, sumber energi,
sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor
pertumbuhan, dan nitrogen“. Selain itu, secara umum nutrient dalam
media pembenihan harus mengandung seluruh elemen yang penting
untuk sintesis biologik oranisme baru.
Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplai
nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur
dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor,
zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan atau kekurangan
sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba
hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian,
Nutrisi Mikroba
Nutrisi bagi mikroba adalah Sebuah Esensi Dasar untuk Kehidupan Mikroba

Tabel 1. Elemen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme
Elemen Proporsi sel prokariotik
Berat Kering Fungsi Karbon
50% Komponen struktural
dasar senyawa organik
Oksigen 20% Kompnen dari
banyak senyawa organik dan
senyawa anorganik; O2 adalah
akseptor elektron terakhir
dalam respirasi aerob Nitrogen
14% Unsur asam amino dan
nukleotida Hidrogen 8% Unsur-
unsur senyawa anorganik;
elektron atom hidrogen
digunakan dalam reaksi
redoks. Fosfor 3% Sebagai
konstituen fosfat (PO42-) dari
asam nukleat, fosfolipid, dan
beberapa koenzim dan ATP
Sodium 1% Kation digunakan
untuk menjaga keseimbangan
listrik sel Sulfur 1% Konstituen
asam amino sistein dan
metionin; ikatan disulfida
penting untuk struktur tersier
protein Kalium 1% Kation
anorganik yang terlibat dalam
menjaga keseimbangan listrik
di dalam sel; kofaktor untuk
beberapa enzim, termasuk
beberapa yang terlibat dalam
sintesis protein. Klorin 0,5%
Anion anorganik utama terlibat
dalam menjaga keseimbangan
listrik sel Magnesium 0,5%
Komponen klorofil; kofaktor
untuk beberapa enzim Kalsium
0,5% Sebagian bertanggung
jawab atas resistansi
endospora bakteri; kofaktor
untuk beberapa enzim;
konstituen dari beberapa
dinding sel alga dan kulit
protozoa. Besi 0,25%
Konstituen sitokrom dalam
Sumber: Bauman, 2004
Nutrisi Mikroba

B. Tipe-tipe Nutrisi Mikroba 1. Makronutrien Mayoritas komponen seluler adalah karbon,
oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor dan elemen ini merupakan penyusun utama membran, protein,
asam nukleat dan struktur seluler lainnya. Elemen ini diperlukan paling banyak oleh mikroba untuk
menyusun komponen selulernya. Oleh karena itu disebut makronutrien (Tabel 2). Tabel 2. Unsur
Makronutrien Karbon Organisme dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok besar berdasarkan
sumber karbonnya. Organisme yang memanfaatkan sumber karbon anorganik (yaitu karbon dioksida)
sebagai satu-satunya sumber karbon mereka disebut autotrof. Dinamakan demikian karena mereka
memberi makan diri mereka sendiri, lebih tepatnya autotrof membuat senyawa organik dari CO2 dan
oleh karena itu mereka tidak perlu senyawa organik dari organisme lain untuk memperoleh karbon.
Elemen Bentuk yang biasa
disediakan Terjadinya dalam
sistem biologi Karbon (C) CO2,
senyawa organik Komponen
semua molekul organik, CO2
Hidrogen (H) H2O, senyawa
organik Komponen molekul
biologis, H + dilepaskan oleh
asam Oksigen (O) O2, H2O,
senyawa organik Komponen
molekul biologis; diperlukan
untuk metabolisme aerob
Nitrogen (N) NH3, NO 3−, N2,
senyawa N organik Komponen
protein, asam nukleat Sulfur (S)
H2S, SO42−, senyawa S
organik Komponen protein;
sumber energi untuk beberapa
bakteri Fosfor (P) PO43−
Ditemukan dalam asam nukleat,
ATP, fosfolipid Kalium (K) Dalam
solusi sebagai K + Ion
intraseluler
Sumber: Hogg, 2005
Nutrisi Mikroba

Sebaliknya, organisme heterotrof mengkatabolisasi molekul organik tereduksi (seperti protein,
karbohidrat, asam amino, dan asam lemak) yang mereka peroleh dari organisme lain. Organisme
juga dapat dikategorikan menurut bahan kimia atau cahaya yang dipakainya sebagai sumber energi
untuk proses seluler seperti anabolisme, transportasi intraseluler dan motilitas. Organisme yang
memperoleh energi dari reaksi redoks yang melibatkan bahan kimia anorganik dan organik disebut
kemotrof. Sedangkan organisme yang menggunakan cahaya matahari sebagai sumber energinya
disebut Fototrof. Berdasarkan karbon dan sumber energi maka sebagian besar organisme
dapat dikategorikan ke dalam satu dari empat kelompok dasar: photoautotroph, chemoautotrophs.
Photoheterotrophs dan chemoheterotrophs (Tabel 3). Tumbuhan, beberapa protozoa dan alga adalah
photoautotrophs dan hewan, jamur dan protozoa lainnya adalah chemoheterotrophs. Tabel 3. 4
Kelompok Dasar Organisme berdasarkan Karbon dan Sumber Energi
Sumber Energi
Cahaya Senyawa Kimia
Sumber carbon Karbon
dioksida Fotoautotrof
Tumbuhan, ganggang,
dan cyanobacteria
menggunakan H20
untuk mengurangi CO2,
menghasilkan 02
sebagai produk
sampingan. Bakteri
sulfur ungu tidak
menggunakan H20 atau
menghasilkan O2
Kemoautotrof Hidrogen,
sulfur dan bakteri
nitrifikasi. Senyawa
organik Fotoheterotrof
Bakteri nonsulfur hijau
dan bakteri nonsulfur
ungu Kemoheterotrof
Respirasi Aerobik:
sebagian besar hewan,
jamur, dan protozoa.
Respirasi Anaerob:
beberapa hewan,
Sumber: Bauman, 2004
Nutrisi Mikroba
Buku Ajar Mikrobiologi Berbasis STM
6

(b)
(c)
Sumber: Prescott, 2008
Gambar 1. Bakteri fototrof. Bakteri fototrof memegang peranan penting
dalam ekosistem perairan karena bisa menyebabkan bloom. (a).
Cyanobacteria dan ganggang mekar (bloom) di kolam eutrofik,
(b) bakteri belerang ungu tumbuh di rawa, (c ) bakteri belerang
ungu di laguna limbah.
Nutrisi Mikroba
7

Berdasarkan jurnal dari Advinda Linda (2018) dengan judul “Pengaruh Sumber Karbon
terhadap Produksi Sidefor dari Bakteri Pseudomonad Fluoresen” dengan hasil penelitian bahwa
dengan hasil penambahan sumber karbon yang berbeda pada media tumbuh pseudomonad
fluoresen mempengaruhi tingkat produksi siderofor isolat PfCas3 dan PfLAHp2. Terdapat interaksi
antara sumber karbon yang diberikan terhadap produksi siderofor dari isolat PfCas3 dan PfLAHp2.
Untuk lebih jelasnya, silahkan dibaca jurnal tersebut di link berikut ini: 2. Hidrogen Digunakan
oleh beberapa spesies bakteri sebagaisumber energi (misalnya hydrogemonas). Organisme ini dapat
tumbuh dalam larutan yang seluruhnya mengandung mineral dengan menggunakan CO2 dari udara
sebagai sumber karbon dan mengoksidasi H2 menjadi H20 sebagai sumber energi.
Nutrisi Mikroba
http://ejournal.unp.ac.id/index.php/bioscience/article/view/10406
Berpikir Kritis Bakteri Filamen Beggiota memperoleh Karbon dari karbon dioksida dan
electron serta energi dari hydrogen sulfide. Apa klasifikasi nutrisinya? Tidak semua
organisme mudah diklasifikasikan. Misalnya, Euglena granulate biasanya menggunakan
energi cahaya dan mendapatkan karbonnya dari karbon dioksida. Namun, ketika
dibiakkan pada media yang cocok dalam gelap, mikroba ini menggunakan energi dan
karbon hanya dari senyawa organik. Apa klasifikasi nutrisi Euglena?
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr9500601
8

3. Oksigen Peranannya sangat penting terutama pada mekanisme memperoleh energi pada sel
dan mempunyai hubungan terhadap kehidupan sel. Sumber dan pemakaian oksigen berbeda pada
setiap species. Kelompok organisme sehubungan dengan penggunaan oksigen molekuler. a) Obligat
Aerob Membutuhkan oksigen yang sangat banyak sebagai akseptor akhir dalam oksidasi biologis
atau respirasi aerob. b) Obligat Anaerob Mikroorganisme yang termasuk kelompok ini tidak
membutuhkan oksigen bebas, bahkan jika kontak dengan oksigen akan mengakibatkan
penghambatan atau mematikan organisme tersebut. c) Fakultatif Anaerob Dapat menggunakan
oksigen sebagai akseptor electron dan sebagai gantinya diambil oksigen dari garam-garam seperti
NaNO3 , Na2SO4 atau karbonat. d) Mikroaerofil Organisme dalam golongan ini mati atau
terhambat pertumbuhannya oleh tegangan oksigen penuh. Pertumbuhan terbaiknya pada konsentrasi
oksigen terbatas. e) Anaerob aerotolerant Anaerob aerotolerant tidak menggunakan metabolisme
aerob, tetapi mereka menoleransi oksigen dengan memiliki beberapa enzim yang mendetoksifikasi
bentuk beracun oksigen (Gambar 2). Species Oksigen reaktif selama interaksi awal mikroorganisme
tumbuhan Untuk lebih jelasnya silahkan dilihat pada jurnal dengan link berikut ini. Nitrogen
Semua organisme yang hidup memerlukan nitrogen. Tumbuhan menggunakan nitrogen dalam
bentuk garam nitrogen anorganik seperti kalium nitrat (KNO3), sedangkan hewan membutuhkan
senyawa nitrogen organik seperti protein dan produk-produk hasil peruraiannya yaitu peptida dan
asam-asam amino tertentu.
Nutrisi Mikroba
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1744-7909.2010.00933.x
9

Gambar 2. Penggunaan Oksigen Molekuler oleh Mikroorganisme (rumus kimia) 4. Nitrogen
Unsur penting lainnya adalah nitrogen, yang terkandung dalam banyak senyawa organik, termasuk
gugus amina dari asam amino dan sebagai bagian dari basa nukleotida. Nitrogen membentuk sekitar
14% dari berat kering sel mikroba. Semua organisme yang hidup memerlukan nitrogen.
Tumbuhan menggunakan nitrogen dalam bentuk garam nitrogen anorganik seperti kalium nitrat
(KNO3), sedangkan hewan membutuhkan senyawa nitrogen organik seperti protein dan produk-
produk hasil peruraiannya yaitu peptida dan asam-asam amino tertentu.
Konsentrasi
Oksigen Tinggi
Penutup
Longgar
Rendah
a
b
c
d
Aerob Obligat: Tidak dapat bertahan hidup di bawah kedalaman oksigen yang menembus
medium
Anaerob Obligat: Tidak dapat mentolerir oksigen
anaerob fakultatif: dapat tumbuh dengan atau tanpa oksigen, tetapi kemampuan mereka
untuk menggunakan jalur pernapasan aerobik meningkatkan pertumbuhan mereka di dekat
permukaan
aerotolerant aerob: dapat tumbuh sama baiknya dengan atau tanpa oksigen:
pertumbuhannya relatif merata di seluruh medium
https://sci-hub.tw/10.1126/science.218.4570.371
Nutrisi Mikroba
10

Nitrogen juga diperlukan oleh semua mikroba untuk sintesis protein asam nukleat dan senyawa-
senyawa lain yang mengandung nitrogen. Sejumlah nitrogen sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan,
karena nitrogen tersebut terkandung di dalam protein dan asam nukleat. Nitrogen juga dapat
berperan dalam prosen pengomposan. Berdasarkan jurnal oleh Fatin Nur dengan judul “Composting
Of Mixed Yard and Food Wastes With Effective Microbe” menunjukkan bahwa Penggunaan mikroba
efektif (EM) yang parameternya meliputi nitrogen, fosfor dan kalium akan mempercepat proses
pengomposan tersebut. Untuk lebih jelasnya, silahkan kalian baca jurnal tersebut pada link berikut: 5.
Fosfor Fosfat (PO43- ) dibutuhkan sebagai komponen ATP, asam nukleat dan sejumlah koenzim
seperti NAD, NADP dan flavin. Selain itu, banyak metabolit, lipid (fosfolipid, lipid A) , komponen
dinding sel, beberapa polisakarida kapsul dan beberapa protein adaga bergugus fosfat. Fosfat selalu
diasimilasi sebagai fosfat anoraganik bebas (Pi ). Diketahui juga bahwa Fosfor adalah nutrisi
langka di banyak ekosistem tropis, namun bagaimana komunitas mikroba tanah mengatasi defisiensi
fosfor yang membatasi pertumbuhan pada tingkat gen dan protein masih belum diketahui.
Nutrisi Mikroba
https://jurnalteknologi.utm.my/index.php/jurnalteknologi/article/view/2196
https://www.nature.com/articles/s41559-017-0463-5
3

2. Mikronutrien Mikronutrien adalah unsur yang diperlukan oleh mikroba dalam jumlah yang relatif
sedikit. Unsur-unsur yang termasuk mikronutrien dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 4. Unsur
Mikronutrien Unsur-unsur di atas adalah beberapa yang diperlukan untuk kelangsungan aktifitas sel
yang efisien. Aktivitas sel tersebut, diantaranya adalah pengaturan penyerapan hara, pengaturan
aktivitas enzim, dan transfortasi electron selama biooksidasi. 4on-ion ini termasuk unsure hara mikro
yang diperlukan dalam jumlah sedikit saja. Unsur-unsur ini berasal dari garam-garam. 3. Faktor
Pertumbuhan (Growth factors). Faktor tumbuh ialah senyawa organik yang sangat diperlukan untuk
pertumbuhan (sebagai prekursor, atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat disintesis
dari sumber karbon yang sederhana. Faktor tumbuh sering juga disebut zat tumbuh dan hanya
diperlukan dalam jumlah sangat sedikit. Berdasarkan struktur dan fungsinya dalam metabolisme,
faktor tumbuh digolongkan menjadi asam amino, sebagai penyusun protein; base purin dan pirimidin,
sebagai penyusun asam nukleat; dan vitamin sebagai gugus prostetis atau bagian aktif dari enzim
(Tabel 5).
Elemen Bentuk yang biasa
disediakan Terjadinya dalam
system biologi Tembaga (Cu)
Dalam larutan seperti Cu +, Cu
2+ Koenzim; penghambat
pertumbuhan mikroba Mangan
(Mn) Dalam Larutan sebagai
Mn2 + Koenzim Kobal (Co)
Dalam Larutan sebagai Co2 +
Vitamin B12 Seng (Zn) Dalam
Larutan sebagai Zn2 +
Koenzim; penghambat
pertumbuhan mikroba
Molybdenum (Mo) Dalam
Larutan sebagai Mo2 +
Koenzim Nikel (Ni Dalam
Larutan seperti Ni2 + Koenzim
Sumber: Hogg, 2005
Nutrisi Mikroba

Tabel 5. Faktor Pertumbuhan Mikroba. Banyak mikroorganisme yang tidak dapat
mensintesis senyawa organik tertentu yang diperlukan untuk pertumbuhan dan oleh karena itu harus
diberikan bersama dalam medium pertumbuhannya. Tiga kelompok utama seperti: asam amino,
purin, dan pirimidin (diperlukan untuk sintesis asam nukleat) dan vitamin. Senyawa organik esensial
yang tidak dapat disintesis organisme dikenal sebagai faktor pertumbuhan organik; mereka harus
diperoleh langsung dari lingkungan. Satu kelompok faktor pertumbuhan organik untuk manusia
adalah vitamin. Sebagian besar vitamin berfungsi sebagai koenzim, kofaktor organik yang dibutuhkan
oleh enzim tertentu untuk berfungsi. Banyak bakteri dapat mensintesis semua vitamin mereka sendiri
dan tidak bergantung pada sumber luar. Namun, beberapa bakteri kekurangan enzim yang
dibutuhkan untuk sintesis vitamin tertentu, dan bagi mereka vitamin tersebut merupakan faktor
pertumbuhan organik. Faktor pertumbuhan organik lain yang dibutuhkan oleh beberapa bakteri
adalah asam amino, purin, dan pirimidin
Nutrisi Mikroba
Growth Factor Fungsi Asam Amino Komponen
protein Asam p-Aminobenzoic Prekursor asam
folat, terlibat dalam sintesis asam nukleat Niacin
(Asam Nikotinat) Prekursor NAD + dan NADP +
Purin dan Pirimidin Komponen asam nukleat
Pyridoxine (vitamin B6) Sintesis asam amino
Riboflavin (vitamin B2) Prekursor FAD
Sumber: Hogg, 2005
Sebuah kofaktor adalah komponen
nonprotein dari suatu enzim
(seringkali ion logam) yang penting
untuk fungsi normalnya

4. Trace Element (Elemen Lainnya) Mikroba membutuhkan sejumlah kecil unsur mineral lainnya,
seperti besi, tembaga, molibdenum, dan seng; ini disebut sebagai elemen jejak. Kebanyakan sangat
penting untuk fungsi enzim tertentu, biasanya sebagai kofaktor. Meskipun unsur-unsur ini kadang-
kadang ditambahkan ke media laboratorium, mereka biasanya diasumsikan secara alami hadir dalam
air keran dan komponen media lainnya. Bahkan sebagian besar air suling mengandung jumlah yang
memadai, tetapi air keran kadang-kadang ditentukan untuk memastikan bahwa mineral ini akan hadir
di media kultur. Berdasarkan Jurnal oleh Advinda, Linda (2018) dengan judul “ The Addition of
Several Mineral Sources on Growing Media of Fluorescent Pseudomonad for the Biosynthesis of
Hydrogen Cyanide ” menyatakan bahwa Penambahan Beberapa Sumber Mineral pada Media
Tumbuh Fluorescent Pseudomonad untuk Biosintesis Hidrogen Sianida”. Untuk lebih jelasnya,
silahkan dibaca pada jurnal dengan link berikut ini:
Nutrisi Mikroba
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/335/1/012016/meta
https://www.youtube.com/watch?v=H0qPVxRCI5o
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1552526016326619
Berpikir Kritis Mengingat bahwa Haemophilus ducreyi adalah patogen kemoheterotrofik
yang membutuhkan heme sebagai faktor pertumbuhan. Simpulkan bagaimana bakteri ini
memfosforilasi sebagian besar ADP-nya untuk membentuk ATP. Pertahankan jawaban
Anda.

Langkah pertama dalam penggunaan nutrisi adalah penyerapan nutrisi
yang dibutuhkan oleh sel mikroba. Peyerapan nutrisi ini harus melalui
mekanisme yang sesifik agar nutrisi yang diperlukan dapat diperoleh oleh
mikroba tersebut. Mikroorganisme sering hidup di habitat yang kurang
tersediannya nutrisi, mereka harus dapat mengangkut nutrisi dari larutan encer
ke dalam sel terhadap gradien konsentrasi. Jadi, molekul nutrisi harus melewati
membran plasma selektif permeabel yang mencegah jalan bebas sebagian
besar zat sehingga mikroorganisme harus memanfaatkan beberapa mekanisme
transportasi yang berbeda. Cara pengambilan nutrien dari lingkungan antara
lain difusi yang difasilitasi, transportasi aktif, dan translokasi kelompok.
Mikroorganisme eukariotik tidak menggunakan translokasi kelompok tetapi
mengambil nutrisi dengan proses endositosis.
A
.
D
i
f
u
s
i
P
a
s
i
f
B
e
b
e
r
a
p
a
C. Cara Pengambilan Nutrien dari Lingkungan
Nutrisi Mikroba

Perhatikan bahwa tingkat difusi turun atau mencapai dataran tinggi di
atas nilai gradien spesifik karena pembawa jenuh yaitu, protein pembawa
mengikat dan mengangkut molekul terlarut sebanyak mungkin. Kurva yang
dihasilkan menyerupai kurva enzim-substrat dan berbeda dari respons linear
yang terlihat dengan difusi pasif. Protein pembawa juga menyerupai enzim
dalam spesifisitasnya untuk zat yang diangkut; setiap pembawa selektif dan
hanya akan mengangkut zat terlarut yang terkait erat. Meskipun protein
pembawa terlibat, difusi yang difasilitasi benar-benar difusi. Gradien konsentrasi
yang menjangkau membran mendorong pergerakan molekul, dan tidak
diperlukan input energi metabolik. Gradien dapat dipertahankan dengan
mengubah nutrisi yang diangkut ke senyawa lain. Setelah nutrisi berada di
dalam sel eukariotik, gradien dapat dipertahankan dengan memindahkan nutrisi
ke kompartemen membran lainnya. Beberapa perme terkait dengan keluarga
Protein Intrinsik Utama (MIP). MIP memfasilitasi difusi molekul polar kecil.
Mereka diamati di hampir semua organisme. Dua saluran MIP yang paling luas
pada bakteri adalah aquaporin yang mengangkut air. MIP penting lainnya adalah
fasilitator gliserol, yang membantu difusi gliserol.
Meskipun banyak pekerjaan telah dilakukan pada mekanisme difusi yang
difasilitasi, prosesnya belum dipahami sepenuhnya. Tampaknya kompleks
protein pembawa meliputi membran (gambar 4).
Gambar 3.Difusi Pasif dan Difusi Terfasilitasi. Ketergantungan tingkat
difusi pada ukuran gradient kosentrasi zat terlarut (rasio konsentrasi
ektraseluler dengan konsentrasi intraseluler). Perhatikan efek saturasi
tinggi diatas nilai gradient spesifik ketika pembawa difusi terfasilitasi
berkerja. Efek saturasi ini terlihat setiap kali protein pembawa terlibat
dalam transportasi.
Sumber : Prescott, 2008
Nutrisi Mikroba

Setelah molekul terlarut berikatan dengan luar, pembawa dapat mengubah
konformasi dan melepaskan molekul pada interior sel. Pembawa kemudian
berubah kembali ke bentuk aslinya dan siap untuk mengambil molekul lain. Efek
bersihnya adalah bahwa molekul hidrofilik dapat memasuki sel sebagai respons
terhadap gradien konsentrasinya. Ingatlah bahwa mekanisme ini didorong oleh
gradien konsentrasi dan oleh karena itu dapat dibalik. Jika konsentrasi zat
terlarut lebih besar di dalam sel, itu akan bergerak ke luar. Karena sel
memetabolisme nutrisi pada saat masuk, masuknya disukai. Meskipun gliserol
diangkut oleh difusi yang difasilitasi pada banyak bakteri, difusi yang difasilitasi
tampaknya bukan mekanisme pengambilan yang utama. Ini karena konsentrasi
nutrisi seringkali lebih rendah di luar sel. Difusi yang difasilitasi jauh lebih
menonjol dalam sel eukariotik di mana ia digunakan untuk mengangkut
berbagai gula dan asam amino.
C. Transpor Aktif
Karena difusi yang difasilitasi dapat secara efisien memindahkan molekul
ke interior hanya ketika konsentrasi zat terlarut lebih tinggi di bagian luar sel,
mikroba harus memiliki mekanisme transportasi yang dapat memindahkan zat
terlarut terhadap gradien konsentrasi. Ini penting karena mikroorganisme sering
hidup di habitat yang ditandai dengan sumber nutrisi yang sangat encer.
Mikroba menggunakan dua proses transportasi penting dalam situasi seperti itu:
transportasi aktif dan translokasi kelompok. Keduanya adalah proses yang
bergantung pada energi.
Gambar 4. Model Difusi yang Difasilitasi. Pembawa membran (a) dapat mengubah
konformasi setelah mengikat molekul eksternal dan kemudian melepaskan molekul
pada interior sel. (b) Kemudian kembali ke posisi berorientasi luar dan siap untuk
mengikat molekul terlarut lainnya, molekul akan terus masuk hanya selama
konsentrasi mereka lebih besar di luar.
Nutrisi Mikroba

18
Transpor aktif adalah transpor molekul terlarut ke konsentrasi yang lebih
tinggi, atau terhadap gradien konsentrasi, dengan input energi metabolisme.
Karena transpor aktif melibatkan perme, ini menyerupai difusi yang difasilitasi
dalam beberapa hal. Permeind mengikat zat terlarut tertentu dengan
kekhususan besar untuk molekul yang diangkut. Molekul terlarut yang serupa
dapat bersaing untuk protein pembawa yang sama dalam difusi yang difasilitasi
dan transpor aktif. Transport aktif juga ditandai oleh efek saturasi pembawa
pada konsentrasi zat terlarut tinggi (gambar 3). Namun demikian, transpor aktif
berbeda dari difusi yang difasilitasi dalam penggunaan energi metaboliknya dan
dalam kemampuannya untuk memekatkan zat. Inhibitor metabolik yang
menghambat produksi energi akan menghambat transpor aktif tetapi tidak akan
segera mempengaruhi difusi yang difasilitasi
Pengangkut kaset pengikat ATP (pengangkut ABC) adalah contoh penting
dari sistem transportasi aktif. Mereka diamati di Bakteri, Archaea, dan eucariota.
Biasanya transporter ini terdiri dari dua domain rentang hidrofobik yang terkait
pada permukaan sitoplasmiknya dengan domain pengikat duaATP (gambar 5).
Domain-spanning domain membentuk pori-pori di membran dan domain yang
mengikat -ATP mengikat dan menghidrolisisATP untuk mendorong pengambilan.
Pengangkut ABC menggunakan protein pengikat substrat khusus, yang terletak
di ruang periplasmic bakteri gram negatif atau melekat pada lipid membran
pada permukaan eksternal membran plasma gram positif. Protein pengikat ini
mengikat molekul yang akan diangkut dan kemudian berinteraksi dengan
protein pengangkut membran untuk memindahkan molekul terlarut di dalam
sel. E. coli mengangkut berbagai gula (arabinosa, maltosa, galaktosa, ribosa)
dan asam amino (glutamat, histidin, leusin) melalui mekanisme ini. Mereka juga
dapat memompa antibiotik menggunakan transporter ABC yang resistan
terhadap beberapa obat.
Gambar 5. Fungsi pengangkut ABC
Nutrisi Mikroba

Zat yang memasuki bakteri gram negatif harus melewati membran luar
sebelum transporter ABC dan sistem transportasi aktif lainnya dapat mengambil
tindakan. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mencapai hal ini.
Ketika zat ini kecil, protein porin umum seperti OmpF (outermembraneprotein)
dapat digunakan. Contoh pergerakan molekul kecil melintasi membran luar
disediakan oleh sistem serapan fosfat E. coli. Fosfat anorganik melintasi
membran luar dengan menggunakan saluran protein porin. Kemudian, salah
satu dari dua sistem transportasi memindahkan fosfat melintasi membran
plasma. Sistem mana yang digunakan tergantung pada konsentrasi fosfat.
Sistem PIT berfungsi pada konsentrasi fosfat yang tinggi. Ketika konsentrasi
fosfat rendah, sistem transporter ABC yang disebut PST (transport spesifik-
fosfat) membawa fosfat ke dalam sel, menggunakan protein pengikat
periplasma. Berbeda dengan molekul kecil seperti fosfat, pengangkutan molekul
yang lebih besar, seperti vitamin B12, membutuhkan penggunaan reseptor
membran luar afinitas tinggi khusus yang berfungsi dalam hubungan dengan
transporter spesifik dalam membran plasma.
Gradien proton juga dapat menggerakkan transpor aktif secara tidak
langsung, seringkali melalui pembentukan gradien ion natrium. Sebagai contoh,
sistem transportasi natrium E.coli memompa natrium ke luar sebagai respons
terhadap pergerakan ke dalam proton (gambar 6). Transportasi yang saling
terkait di mana zat-zat yang diangkut bergerak ke arah yang berlawanan disebut
antiport. Gradien natrium yang dihasilkan oleh sistem antiport proton ini
kemudian menggerakkan pengambilan gula dan asam amino. Meskipun tidak
dipahami dengan baik, diperkirakan bahwa ion natrium menempel pada protein
pembawa, menyebabkannya berubah bentuk. Pembawa kemudian mengikat
gula atau asam amino dengan erat dan mengarahkan situs pengikatannya ke
bagian dalam sel. Karena konsentrasi natrium intraseluler yang rendah, ion
natrium terdisosiasi dari pembawa, dan molekul lainnya mengikuti. Protein
pengangkut E. coli membawa gula melibiosa dan asam amino glutamat ketika
natrium secara bersamaan bergerak ke dalam. Sodium symport atau
cotransport juga merupakan proses penting dalam sel eucaryotic di mana ia
digunakan dalam pengambilan gula dan asam amino. Namun, ATP, daripada
kekuatan motif proton, biasanya mendorong transportasi natrium dalam sel
eukariotik.
Untuk lebih jelasnya, silahkan di baca jurnal dengan link berikut:
http://reader.elsevier.com
Nutrisi Mikroba

D. Translokasi Grup
Dalam transpor aktif, molekul terlarut bergerak melintasi membran
tanpa modifikasi. Jenis transportasi lain, yang disebut translokasi
kelompok, secara kimia mengubah molekul ketika dibawa ke dalam sel.
Translokasi kelompok adalah jenis transpor aktif karena energi metabolik
digunakan selama pengambilan molekul. Ini jelas ditunjukkan oleh sistem
translokasi kelompok yang paling terkenal, phosphoenolpyruvate: sugar
phosphotransferase system (PTS), yang diamati pada banyak bakteri. PTS
mengangkut berbagai gula sambil memfosforasinya, menggunakan
fosfoenolpiruvat (PEP) sebagai donor fosfat.
Gambar 6. Transpor Aktif menggunakan
proton dan gradient sodium
Seringkali mikroorganisme memiliki
lebih dari satu sistem transportasi
untuk setiap nutrisi, seperti yang
dapat dilihat dengan E. coli. Bakteri
ini memiliki setidaknya lima sistem
transportasi untuk gula galaktosa,
tiga sistem masing-masing untuk
asam amino glutamat dan leusin,
dan dua kompleks transportasi
kalium. Ketika ada beberapa sistem
transportasi untuk zat yang sama,
sistem tersebut berbeda dalam
sifat-sifat seperti sumber energi
mereka, afinitasnya terhadap zat
terlarut yang diangkut, dan sifat
regulasi mereka. Keragaman ini
memberi mikroba keunggulan
kompetitif tambahan dalam
lingkungan variabel
Nutrisi Mikroba

PEP + gula (luar) → piruvat + gula-fosfat (di dalam)
PEP adalah perantara penting dari jalur biokimia yang digunakan
oleh banyak chemoorganoheterotrophs untuk mengekstraksi energi dari
sumber energi organik. PEP adalah molekul berenergi tinggi yang dapat
digunakan untuk mensintesis ATP, mata uang energi sel. Namun, ketika
digunakan dalam reaksi PTS, energi yang ada dalam PEP digunakan untuk
memberi energi penyerapan daripada sintesis ATP.
Pemindahan fosfat dari PEP ke molekul yang masuk melibatkan
beberapa protein dan merupakan contoh sistem fosforelay. Dalam E. coli
dan Salmonella, PTS terdiri dari dua enzim dan protein stabil panas berat
molekul rendah (HPr). HPr dan enzim I (EI) adalah sitoplasma. Enzim II
(EII) lebih bervariasi dalam struktur dan sering terdiri dari tiga subunit
atau domain. EIIA adalah sitoplasma dan larut. EIIB juga bersifat hidrofilik
dan sering melekat pada EIIC, protein hidrofobik yang tertanam dalam
membran. Aphosphate ditransfer dari PEP ke enzim II dengan bantuan
enzim I dan HPr (gambar 6). Kemudian, molekul gula difosforilasi karena
dibawa melintasi membran oleh enzim II. Enzim II mengangkut hanya
gula spesifik dan bervariasi dengan PTS, sedangkan enzim I dan HPr
adalah umum untuk semua PTS.
PTS tersebar luas di bakteri. Sebagian besar anggota genera
Escherichia, Salmonella, Staphylococcus, serta banyak bakteri anaerob
fakultatif lainnya (bakteri yang tumbuh baik dengan ada atau tidak
adanya O2) memiliki sistem fosfotransferase; beberapa bakteri anaerob
yang diwajibkan (mis., Clostridium) juga memiliki PTS. Namun, sebagian
besar bakteri aerob, kecuali beberapa spesies Bacillus, tampaknya
kekurangan PTS. Banyak karbohidrat yang diangkut oleh PTS. E. coli
mengambil glukosa, fruktosa, manitol, sukrosa, N-asetilglukosamin,
selobiosa, dan karbohidrat lain dengan translokasi kelompok. Selain
perannya dalam transportasi, protein PTS dapat mengikat zat kimia, ke
arah mana bakteri bergerak melalui proses kemotaksis.
Nutrisi Mikroba

Media adalah suatu substansi yang komposisinya terdiri dari nutrisi
tertentu yang diperlukan untuk menumbuhkan dan mempelajari sifat-sifat
bakteri. Komposisi nutrisi media yang komplit mengandung somber karbon,
nitrogen, belerang, fosfat, logam mikro, vitamin, penyubur, NaCl dan air. Kristal
violet, Selain bahan-bahan nutrisi yang disyaratkan bagi pertumbuhan bakteri
ada pula kedalam media tertentu ditambahkan bahan-bahan kimia/ antibiotic
tertentu, dengan maksud untuk menghambat/membunuh bakteri.jamur yang
tak diinginkan, terutama pada waktu isolasi, serta penambahan zat penunjuk
(indikator), untuk mempelajari/mendeteksi misainya fermentasi karbohidrat
yang ada dalam media. Bahan-bahan pengbambat yang biasa dipakai antara
lain :kristal violet, brilian gren, bile sale, natrium selenit, berbagai macam
antibiotic dan anti jamur (fungizon) sedangkan zat penunjuk yang sering dipakai
adalah : fenol red, neutral red dan bromthimol blue. Selain persyaratan nutrisi
dan penambahan bahan penghambat ada pula beberapa kondisi fisik yang
dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri, seperti suhu,keadaan udara dan
derajat keasaman/pH. (Tabel 6)
Gambar 6. Translokasi Grup: Transportasi PTS Bakteri. Dua contoh fosfoenolpiruvat:
sistem gula fosfotransferase (PTS) diilustrasikan. Komponen berikut ini terlibat dalam
sistem: fosfoenolpiruvat (PEP), enzim I (EI), protein heatstable berat molekul rendah
(HPr), dan enzim II (EII) ). Fosfat berenergi tinggi ditransfer dari HPr ke EIIA yang
larut. Eeiia melekat pada EIIB dalam sistem transportasi manitol dan terpisah dari
EIIB dalam sistem glukosa. Dalam kedua kasus tersebut fosfat bergerak dari EIIA ke
EIIB, dan kemudian dipindahkan ke gula selama transportasi melalui membran.
Hubungan lain antara komponen EII adalah mungkin. Misalnya, IIA dan IIB dapat
membentuk protein larut terpisah dari kompleks membran; fosfat masih bergerak
dari IIA ke IIB dan kemudian ke domain membran (s ).
D. Medium Pertumbuhan
Nutrisi Mikroba

Tabel 6. Kondisi Fisik yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri Berdasarkan komposisi kimianya,
media dapat dibedakan menjadi media sintetik yaitu media yang susunan kimianya diketahui dengan
pasti, medium ini biasanya digunakan untuk mempelajari kebutuhan makanan mikroba. Media non
sintetik (kompleks) yaitu media yang susunan kimianya tidak dapat diketahui dengan pasti. Media ini
digunakan untuk menumbuhkan dan mempelajari taksonomi mikroba. Berdasarkan konsistensinya
media dapat dibedakan menjadi : media cair, media padat, dan media padat yang dapat dicairkan.
Nutrisi Mikroba
Kondisi Fisik Tipe Bakteri
Kondisi Biakan/ Inkubasi Suhu
Oksigen pH Cahaya Psikrofil
Mesofil Termofil Obligat
Fakultatif Aerob Anaerob
Fakultatif Anaerob Mikroaerofilik
Bakteri pada hewan atau
tumbuhan Fotosintetik
(Fotoautotrof) 00-300 C 250-
470 C 450-750 C 250-550C O2
bebas mutlak perlu Mati bila
ada O2 bebas Tumbuh baik ada
O2 / tidak Tumbuh baik dengan
sedikit O2 bebas Ph optimum
6,5-7,5 Harus ada sumber
cahaya

Dalam kasus seperti itu, fungsi medium juga akan menentukan komposisinya.
Media kultur dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa parameter: konstituen
kimia dari mana mereka dibuat, sifat fisiknya, dan fungsinya (tabel 6). Jenis
media yang ditentukan oleh parameter ini dijelaskan di sini.
Tabel 7. Jenis Media
Media di mana semua komponen kimia dikenal adalah media sintetis atau
didefinisikan. Ini dapat dalam bentuk cair (kaldu) atau dipadatkan oleh agen
seperti agar, seperti yang dijelaskan dalam bagian berikut. Media yang sudah
didefinisikan lebih sering digunakan sebagai biakan-biakan autotrof polototrofik
seperti cyanobacteria dan prototosintesis fotosintesis. Mereka dapat tumbuh
pada media yang relatif sederhana yang mengandung CO2 sebagai sumber
karbon (sering ditambahkan sebagai natrium karbonat atau bikarbonat), nitrat
atau amonia sebagai sumber nitrogen, sulfat, fosfat, dan berbagai mineral
(tabel 7). Banyak heterotrof chemoorganotrophic juga dapat tumbuh di media
yang didefinisikan dengan glukosa sebagai sumber karbon dan garam amonium
sebagai sumber nitrogen. Tidak semua media yang didefinisikan sesederhana
contoh pada tabel 7 tetapi dapat dibangun dari puluhan komponen. Media yang
didefinisikan digunakan secara luas dalam penelitian, karena sering diinginkan
untuk mengetahui apa yang dimetabolisme oleh mikroorganisme
eksperimental. Media yang mengandung beberapa komposisi bahan kimia yang
tidak diketahui adalah media yang kompleks. Media seperti ini sangat berguna,
karena media kompleks tunggal mungkin cukup kaya untuk memenuhi
kebutuhan nutrisi banyak mikroorganisme yang berbeda. Selain itu, media
kompleks sering diperlukan karena kebutuhan nutrisi mikroorganisme tertentu
tidak diketahui, dan dengan demikian media yang ditentukan tidak dapat
dibangun
Sifat Fisik Komposisi Kimia Jenis Fungsional
Cair Sintetis Mendukung (tujuan
umum)
Semi solid Kompleks Selektif
Padat Diferensial
Jenis Fisik dan Kimia Media Pertumbuhan
Nutrisi Mikroba

Kategori Umum Media Budaya
Mengingat keragaman prokariota, tidak mengherankan bahwa ratusan jenis media berbeda
tersedia. meskipun demikian, beberapa organisme yang secara medis penting dan sebagian besar
yang belum hidup di laboratorium belum berkembang. Tabel 8 merangkum karakteristik contoh media
yang representatif. Tabel 8. Karakteristik media representatif yang digunakan untuk membudidayakan
bakteri
Medium Karakteristik Blood Agar Chocolate Agar
Glucose– Salts Agar MacConkey Agar Medium
kompleks digunakan secara rutin di laboratorium
klinis. diferensial karena koloni organisme
hemolitik dikelilingi oleh zona pembersihan sel
darah merah. tidak selektif Medium kompleks yang
digunakan untuk membiakkan bakteri rewel,
khususnya yang ditemukan dalam spesimen klinis.
Tidak selektif atau diferensial Medium yang
ditentukan secara kimia. digunakan dalam
percobaan laboratorium untuk mempelajari
kebutuhan nutrisi bakteri. tidak selektif atau
diferensial. Media kompleks yang digunakan untuk
mengisolasi batang gram negatif yang biasanya
berada di usus. Selektif karena garam empedu
dan pewarna menghambat organisme Gram-
positif dan kokus gram-negatif. Berbeda karena
indikator pH berubah menjadi merah muda-merah
ketika gula dalam medium, laktosa, difermentasi.
Nutrisi Mikroba

Media yang kompleks Media kompleks mengandung berbagai bahan seperti kaldu daging dan
protein yang dicerna yang diperlukan oleh mikroba. Media jenis ini mudah dibuat. Meskipun jumlah
spesifik setiap bahan dalam medium, Komposisi kimiawi yang tepat dari zat-zat tersebut bisa sangat
bervariasi. Salah satu bahan umum adalah pepton, campuran asam amino dan peptida pendek yang
diproduksi dengan mencerna berbagai protein yang berbeda. Zat lain, seperti ekstrak (komponen
yang larut dalam air dari suatu zat seperti daging sapi tanpa lemak), sering ditambahkan untuk
menyediakan vitamin dan mineral. Kompleks umum, medium-nutrisi-kaldu-terdiri dari pepton dan
ekstrak daging sapi dalam air suling. jika agar ditambahkan, maka hasil nutrien. Untuk lebih jelasnya,
silahkan lihat video di link berikut ini:
Medium Karakteristik Nutrient Agar Thayer–
Martin Agar Media kompleks digunakan untuk
pekerjaan laboratorium rutin. mendukung
pertumbuhan berbagai bakteri yang tidak rewel.
Tidak selektif atau diferensial Media kompleks
yang digunakan untuk mengisolasi spesies
Neisseria, yang rewel. Selektif karena
mengandung antibiotik yang menghambat
sebagian besar organisme kecuali spesies
Neisseria. Bukan diferensial
Sumber : Nester, 2012
https://www.youtube.com/watch?v=LC4BYhOJH5Q
Nutrisi Mikroba

Tabel 9. Beberapa Media Kompleks Umum
Kaldu Nutrisi Jumlah (g / liter)
Peptone (gelatin hidrolisat) 5
Ekstrak daging sapi 3 Tryptic Soy
Broth Tryptone (intisari pankreas
dari casein) 17 Peptone (kecap
kedelai) 3 Glukosa 2.5 Sodium
klorida 5 Dipotassium phosphate
2.5 Agar MacConkey Intisari
pankreas gelatin 17 Intisari
pankreas kasein 1.5 Intisari peptik
jaringan hewan 1.5 Laktosa 10.0
Garam empedu 1.5 Sodium klorida
5.0 Neutral red 0.03 Kristal ungu
0.001 Agar 13.5
Nutrisi Mikroba

Media yang Didefinisikan Secara Kimia Media yang didefinisikan secara kimia terdiri dari jumlah
yang tepat dari bahan kimia murni. jenis media ini umumnya hanya digunakan untuk eksperimen
penelitian tertentu ketika jenis dan jumlah nutrisi harus dikontrol dengan tepat. Media yang
didefinisikan secara kimiawi yang disebut glukosa-Salts Agar mendukung pertumbuhan E.coli dan
hanya mengandung bahan-bahan kimia yang tercantum dalam tabel 10. Sel-sel tumbuh lebih lambat
dalam media ini daripada dalam kaldu nutrisi karena mereka harus mensintesis semua komponen sel
mereka dari glukosa. Resep yang lebih rumit yang mengandung sebanyak 46 bahan yang berbeda
harus digunakan untuk membuat media yang didefinisikan secara kimiawi yang mendukung
pertumbuhan bakteri cepat Neisseria gonorrhoeae (penyebab gonore). Tabel 10. Bahan dalam Dua
Jenis Media yang Mendukung Pertumbuhan E.Coli
Nutrient Broth (Kaldu Nutrisi) Glucose– Salts
Broth (Medium yang ditentukan secara kimia)
Pepton Ekstrak Daging Air Glukosa Dipotassium
fosfat Monopotassium Fosfat Magnesium Sulfat
Ammonium Sulfat Kalsium Klorida Besi Sulfat
Air
https://www.youtube.com/watch?v=q6ovHPJEM0s
Nutrisi Mikroba

Jenis Khusus Media Kultur
Untuk mendeteksi atau mengisolasi suatu spesies dari populasi
campuran, seringkali perlu untuk membuat spesies itu lebih umum atau
jelas. Untuk keperluan ini digunakan media selektif dan diferensial.
Mereka dapat menjadi kompleks atau didefinisikan secara kimia,
tergantung pada kebutuhan ahli mikrobiologi.
1. Media selektif
Media selektif menghambat pertumbuhan spesies tertentu,
membuatnya lebih mudah untuk mengisolasi spesies yang dicari.
Misalnya, Thayer-Martin Agar digunakan untuk mengisolasi Neisseria
gonorrhoeae dari spesimen klinis. Thayer-Martin adalah agar coklat yang
telah ditambahkan tiga atau lebih obat antimikroba. Antimikroba
menghambat jamur, bakteri Gram-positif dan batang gram negatif, tetapi
tidak semua strain N. gonorrhoeae. Karena itu, patogen dapat tumbuh
pada medium dengan sedikit kompetisi (Gambar 8).
Agar MacConkey digunakan untuk mengisolasi. Batang gram negatif
dari berbagai spesimen klinis seperti urin. Selain mengandung pepton dan
nutrisi lain, media ini mencakup dua senyawa penghambat-kristal violet
(pewarna yang menghambat bakteri Gram-positif) dan garam empedu
(senyawa yang menghambat sebagian besar bakteri non-usus.
Gambar 8. Media Selektif
Nutrisi Mikroba
https://www.youtube.com/watch?v=-iH0WA_cWFc

Differensial Media Media diferensial mengandung zat yang diubah mikroba tertentu dengan
cara yang mudah dikenali. Agar darah berbeda karena bakteri yang menghasilkan hemolysin-protein
yang menyebabkan sel darah merah pecah-dikelilingi oleh zona pembersihan yang disebut hemolysis
(gambar 9). (a) Gambar 9. Blood Agar. Media kompleks ini adalah diferensial untuk
hemolisis.media kompleks ini adalah diferensial untuk hemolisis. (a) zona pembersihan menyeluruh di
sekitar koloni yang tumbuh pada agar darah disebut beta hemolisis.B) Zona kliring kehijauan disebut
alfa hemolysis. Karakteristik yang mudah diamati ini penting secara medis karena beberapa
patogen dapat dibedakan berdasarkan jenis hemolisisnya. Sebagai contoh, koloni Streptococcus
pyogenes (penyebab strep throut) menghasilkan zona hemolisis yang jelas yang disebut beta
hemolisis. Ini membuat mereka menonjol dari spesies Streptococcus yang hidup tanpa bahaya di
tenggorokan. Banyak dari ini menunjukkan alfa hemolisis, yang berarti koloni mereka dikelilingi oleh
zona pembukaan parsial kehijauan; streptokokus lain tidak berpengaruh pada sel darah merah.
Koloni
Zona Bersih
(b)
https://www.youtube.com/watch?v=kFQ8RujNT98
https://jcm.asm.org/content/17/1/16.short
Nutrisi Mikroba

Agar MacConkey adalah diferensial dan selektif. Selain bahan-bahannya sudah disebutkan,
mengandung laktosa dan indikator pH. Bakteri yang memfermentasi gula menghasilkan asam, yang
mengubah indikator pH menjadi merah muda. Koloni bakteri yang memfermentasi laktosa berwarna
merah muda pada agar MacConkey, sedangkan koloni bakteri negatif laktosa tidak berwarna
(Gambar 10). Gambar 10. MacConkey Agar. Media kompleks ini adalah diferensial untuk fermentasi
laktosa dan selektif untuk batang Gram-Negatif. Untuk lebih jelasnya, silahkan dilihat pada video di
link berikut ini: Berdasarkan penelitian oleh Kaskar (2018) dengan judul “Evaluasi komparatif kinerja
dan efektivitas biaya HiCrome UTI Agar dalam mendeteksi patogen saluran kemih” menunjukkan
bahwa HiCrome UTI agar menawarkan metode yang sangat baik dan menghemat waktu untuk
identifikasi andal dari sebagian besar uropatogen dan diferensiasi kultur bakteri campuran dalam
lempeng kultur primer dibandingkan dengan sistem kultur konvensional (macConkey Agar dan Blood
Agar). Untuk lebih lengkapnya, silahkan dibaca dilink berikut ini:
https://www.youtube.com/watch?v=lbaow5X-GTE
www.allresearchjournal.com/archives/2018/vol4issue7/PartF/4-7-62-
541.pdf
Nutrisi Mikroba

Penggolongan media berdasarkan Bentuknya Bentuk media ada tiga macam yang dapat
dibedakan dari ada atau tidaknya bahan tambahan berupa bahan pemadat seperti agar-agar atau
gelatin. Bentuk media tersebut adalah: 1. Media Padat Media padat merupakan media yang
mengandung banyak agar atau zat pemadat kurang lebih 15%. Media padat umumnya dipergunakan
untuk bakteri, ragi, jamur, dan kadang-kadang juga mikroalga. Misalnya agar Nutrient (nutrient agar=
NA), agar kentang dekstrosa (Potato dextrose agar = PDA) dan sebagainya. Media padat berupa
media padat datar (di cawan petri), padat miring (di tabung reaksi) maupun padat tegak (di tabung
reaksi). Gambar 11. Medium NA dan PDA a. Nutrient Agar( NA)
b. PDA Nutrien Agar (NA) adalah medium umum untuk uji air. NA juga digunakan untuk
pertumbuhan mayoritas dari mikroorganisme yang tidak selektif, dalam artian mikroorganisme
heterotrof. Media ini merupakan media sederhana yang dibuat dari ekstrak beef, pepton, dan agar. Na
merupakan salah satu media yang umum digunakan dalam prosedur bakteriologi seperti uji biasa dari
air, sewage, produk pangan, untuk membawa stok kultur, untuk pertumbuhan sampel pada uji bakteri,
dan untuk mengisolasi organisme dalam kultur murni.
Sumber : Atlas, 2011
Nutrisi Mikroba

PDA digunakan untuk menumbuhkan atau mengidentifikasi yeast dan kapang. Dapat juga
digunakan untuk enumerasi yeast dan kapang dalam suatu sampel atau produk makanan. PDA cocok
untuk pertumbuhan jamur. PDA mengandung sumber karbohidrat dalam jumlah cukup yaitu terdiri
dari 20% ekstrak kentang dan 2% glukosa sehingga baik untuk pertumbuhan kapang dan khamir
tetapi kurang baik untuk pertumbuhan bakteri. 2. Media Cair Media cair adalah media yang tidak
mengandung agar. Umumya digunakan untuk pertumbuhan mikroalga. Contohnya adalah
NB(Nutrient Broth) dan LB (Lactose Broth) (Gambar 12). Gambar 12. Perbedaan Nutrient Broth dan
Lactose Broth a.Nutrient Broth b. Lactose Broth Nutrient Broth Nutrient
broth merupakan media untuk mikroorganisme yang berbentuk cair. Intinya sama dengan nutrient
agar. B. Lactose Broth Lactose broth digunakan sebagai media untuk mendeteksi kehadiran
koliform dalam air, makanan, dan produk susu, sebagai kaldu pemerkaya (pre-enrichment broth)
untuk Salmonellae dan dalam mempelajari fermentasi laktosa oleh bakteri pada umumnya. Pepton
dan ekstrak beef menyediakan nutrien esensial untuk memetabolisme bakteri. Laktosa menyediakan
sumber karbohidrat yang dapat difermentasi untuk organisme koliform.
B. Media Semi Padat Media semi padat atau semi cair merupakan media yang
mengandung agar kurang dari yang seharusnya kurang lebih 0,3%- 0,4% sehingga media menjadi
kenyal, tidak padat dan tidak begitu cair. Umumnya digunakan untuk pertumbuhan mikroba yang
banyak memerlukan air dan hidup anerobik dan untuk melihat pergerakan mikroba. Kalau
penambahan zat pemadat hanya 50% atau kurang dari yang seharusnya. Ini umumnya diperlukan
untuk pertumbuhan mikroba yang banyak memerlukan kandungan air dan hidup anaerobic atau
"fakultatif"
Nutrisi Mikroba
(a) (b)

3. Media Semi padat (semi solid) Media semi padat dibuat dengan menambahkan agar sebanyak
0,3-0,8% (3-8 g/l) pada media cair, agar yang ditambahkan lebih sedikit dibandingkan dengan agar
untuk media padat. Umumnya digunakan untuk menguji motilitas/pergerakan sel. B. Berdasarkan
Komposisi/ Susunannya Media alami/non sintetis merupakan media yang disusun dari bahan-bahan
alami dimana komposisinya yang tidak dapat diketahui secara pasti dan biasanya langsung diekstrak
dari bahan dasarnya seperti: kentang, tepung, daging, telur, ikan sayur, dsb. Contohnya: Tomato juice
agar (Gambar 13). Gambar 13. Tomato Juice Agar 2. Media semi sintesis merupakan media yang
disusun dari bahan-bahan alami dan bahan-bahan sintesis. Misalnya PDA (Potato Dextrose Agar)
yang mengandung agar, dekstrosa dan ekstrak kentang. 3. Media sintesis, yaitu media yang disusun
dari senyawa kimia yang jenis dan takarannya diketahui secara pasti. Contohnya : Mac Conkey Agar
(Gambar 14). Gambar 14. MacConkey Agar C. Perbedaan Pertumbuhan Media diferensial
memiliki konstituen yang menyebabkan perubahan yang dapat diamati (perubahan warna atau
perubahan pH) dalam medium ketika reaksi kimia tertentu terjadi.
Nutrisi Mikroba

Penemuan Agar sebagai Zat Pemadat dan Isolasi Kultur Murni
Media kultur awal adalah cairan yang membuat isolasi bakteri untuk
mempersiapkan kultur murni. Dalam praktiknya, campuran bakteri
d
i
encerk
a
n berturut-
t
u
r
u
t sampai
h
a
n
y
a satu
o
r
ganism yang ada dalam wadah kultur.
Jika semuanya berjalan dengan baik, bakteri yang diisolasi akan bereproduksi
untuk menghasilkan kultur murni. Pendekatan ini membosankan, memberikan hasil variabel,
dan terganggu oleh masalah kontaminasi. Kemajuan dalam mengisol
a
s
i
bakte
r
i pato
g
en dapa
t
dipah
a
mi
lam
b
at. Pengembangan teknik untuk menumbuhkan mikroorganisme di media padat
dan secara efisien mendapatkan kultur murni adalah karena upaya ahli
bakteriologi Jerman Robert Koch dan rekan-rekannya. Pada tahun 1881 Koch menerbitkan sebuah artikel
yang menggambarkan penggunaan kentang rebus, diiris dengan pisau yang disterilkan dengan api, pada
kultur bakteri. Permukaan irisan kentang steril diinokulasi dengan bakteri dari ujung jarum, dan kemudian
bakteri tercoreng di permukaan sehingga beberapa sel individu akan dipisahkan dari sisanya. Irisan
diinkubasi di bawah guci lonceng untuk mencegah kontaminasi udara, dan sel-sel yang terisolasi
berkembang menjadi koloni murni. Sayangnya banyak bakteri tidak tumbuh dengan baik pada irisan
kentang. Pada waktu yang hampir bersamaan, Frederick Loeffler, rekan Koch,
mengembangkan media pepton ekstrak daging untuk membudidayakan bakteri patogen. Koch
memutuskan untuk mencoba memperkuat media ini. Koch adalah seorang fotografer amatir — ia
adalah orang pertama yang mengambil fotomikrograf bakteri — dan berpengalaman dalam
menyiapkan pelat fotografinya sendiri dari garam perak dan gelatin. Justru pendekatan yang sama
digunakan untuk menyiapkan media yang solid. Dia menyebarkan campuran medium dan gelatin
Loeffler di atas piring kaca, membiarkannya mengeras, dan menginokulasi permukaan dengan cara
yang sama seperti dia menginokulasi kentang irisnya. Media padat baru bekerja dengan baik, tetapi
tidak bisa diinkubasi pada suhu 37 ° C (suhu terbaik untuk kebanyakan bakteri patogen manusia)
karena gelatin akan meleleh. Selanjutnya, beberapa bakteri mencerna gelatin.
Nutrisi Mikroba

untuk kebanyakan bakteri patogen manusia) karena gelatin akan meleleh. Selanjutnya, beberapa
bakteri mencerna gelatin. Sekitar setahun kemudian, pada tahun 1882, agar pertama kali
digunakan sebagai agen pemadat. Itu telah ditemukan oleh pemilik penginapan Jepang, Minora
Tarazaemon. Ceritanya dia membuang sup rumput laut tambahan dan menemukan keesokan
harinya bahwa itu telah mengental selama malam musim dingin. Agar telah digunakan oleh Hindia
Belanda Timur untuk membuat jeli dan selai. Fannie Eilshemius Hesse (lihat gambar 1.7), istri
Walther Hesse New Jerseyborn, salah satu asisten Koch, telah belajar agar-agar dari seorang
kenalan Belanda dan menyarankan penggunaannya ketika dia mendengar kesulitan dengan gelatin.
Media agar-dipadatkan adalah sukses instan dan terus menjadi penting dalam semua bidang
mikrobiologi.
Nutrisi Mikroba

RINGKASAN
Mikroorganisme membutuhkan nutrisi, bahan yang digunakan dalam biosintesis dan
membuat energi tersedia.
1. Persyaratan Nutrisi Umum
a.Unsur makro atau unsur makro (C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg, dan Fe) dibutuhkan dalam
jumlah yang relatif besar.
b. unsur mikro (misalnya Mn, Zn, Co, Mo, Ni, dan Cu) digunakan dalam jumlah yang
sangat kecil.
2 Persyaratan untuk Karbon, Hidrogen, Oksigen, dan Elektron
a. Semua organisme membutuhkan sumber karbon, hidrogen, oksigen, dan elektron.
b. Heterotrof menggunakan molekul organik sebagai sumber karbonnya. Molekul-
molekul ini seringkali memasok hidrogen, oksigen, dan elektron juga. Beberapa
heterotrof juga memperoleh energi dari sumber karbon organiknya.
c. Autotrof menggunakan CO2 sebagai sumber karbon primer atau satu-satunya; mereka
harus mendapatkan hidrogen dan elektron dari sumber lain.
3. Jenis Nutrisi Mikroorganisme
a. Mikroorganisme dapat diklasifikasikan berdasarkan energi dan sumber elektronnya.
Phototroph. menggunakan energi cahaya, dan chemotroph memperoleh energi dari
oksidasi senyawa kimia.
b. Elektron diekstraksi dari zat anorganik tereduksi oleh lithotrophs dan dari senyawa
organik oleh organotrophs
4. Ahli mikrobiologi membiakkan mikroorganisme dengan memindahkan inokulum dari
spesimen klinis atau lingkungan ke dalam media seperti kaldu atau media padat.
mikrorganisme tumbuh menjadi suatu budaya. pada permukaan padat, kultur dilihat
sebagai koloni.
Nutrisi Mikroba

Pilihan Ganda
Manakah dari berikut ini yang dapat tumbuh
dalam cawan petri?
a. Anaerob.
b. Sebuah koloni di permukaan agar-agar
c. Virus pada permukaan agar-agar
d. Barofil
2. Manakah dari berikut ini yang bukan
merupakan faktor pertumbuhan untuk
berbagai mikroba?
a. kolesterol
b. air
c. Vitamin
d. Besi
3. Bentuk oksigen yang paling reaktif adalah…
a. Radikal hidroksil
b. Anion peroksida
c. Radikal superoksida
d. Oksigen tunggal
4. Dalam media yang ditentukan,
a. Komposisi kimia yang tepat dari
medium
b. Agar tersedia untuk nutrisi mikroba
c. Darah yang dimasukkan
d. Bahan kimia organik tidak termasuk
5. Organisme yang dapat ditemukan tumbuh
subur di perairan es digambarkan sebagai…
a. Barofil
b. Termofil
c. Mesofil
d. Psikrofil
B. Jawaban Singkat
1. Apa yang dimaksud dengan nutrisi mikroorganisme?
EVALUASI
Nutrisi Mikroba

C. Critical Thinking 1. Jumlah pelat yang layak digunakan untuk memperkirakan ukuran populasi
ketika kepadatan mikroorganisme tinggi, sedangkan filtrasi membran digunakan ketika kepadatan
rendah. mengapa plat layak dihitung ketika kepadatan tinggi, tetapi tidak ketika kepadatan rendah?
Seorang ahli mikrobiologi menggambarkan suatu organisme sebagai basil kemoheterotrofik,
aerotolerant, mesofilik, fakultatif halofilik. Jelaskan fitur metabolisme dan struktural organisme
tersebut Bakteri Beggiatoa berserabut mendapatkan karbonnya dari karbon dioksida dan elektron
dan energi dari hidrogen sulfida. apa klasifikasi nutrisinya? Tidak semua organisme mudah
diklasifikasikan. misalnya, euglena granulata biasanya menggunakan energi cahaya dan
mendapatkan karbonnya dari karbon dioksida. namun, ketika dibiakkan pada media yang cocok
dalam gelap, mikroba ini menggunakan energi dan karbon hanya dari senyawa organik. apa
klasifikasi nutrisi euglena? 4. Menurut Anda mengapa asam amino, purin, dan pirimidin sering kali
merupakan faktor pertumbuhan, sedangkan glukosa tidak? 5.
Nutrisi Mikroba
NILAI


DAFTAR PUSTAKA
Bauman, W. Robert. 2004. Microbiology. San Francisco: Pearson Education.
Black, Jacquelyn G. 2008. Microbiology Priciples and Explorations. Amerika: John Wiley
& Sons, Ltd.
De Man, J. C., Rogosa, D., & Sharpe, M. E. (1960). A medium for the cultivation of lactoba
cilli. Journal of applied Bacteriology, 23(1), 130-135.
Hogg, Struart. 2005. Essential Microbiology. England: John Wiley & Sons, Ltd.
Leboffe, Michael J dan Burton E. Pierce. 2011. A Photographic Atlas for the Microbiology
Laboratory. Amerika: Morton Publishing.
Pelczar, J. Michael dan E.C.S Chan. 2008. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: UI Press.
Pommervile, Jeffrey C. 2011. Alcamo’s Fundamental of Microbiology, 9th ed, Jones and
Barlett Publisher, Sudbury, Massachusetts.
Tortora, Gerard J., Berdell R. Funke, Christine L. Case. 2010. Microbiology in Introduction.
10th edition USA: Benjamin Cummings, an Imprint of Addison Wesley Longman,
Inc.
Willey, J. M., Sherwood, L.M , Woolverton C.J. 2008. Prescoot Harley dan Klein’s
Microbiology Seventh Edition. Mc. Graw Hill: Singapore

pdf_nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to pdf_nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba.pdf

Similar to pdf_nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba.pdf (20)

More from AgathaHaselvin

More from AgathaHaselvin (20)

pdf_nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba-nutrisi_mikroba.pdf