Dokumen tersebut membahas pengaruh berbagai faktor abiotik dan faktor tumbuh terhadap mikroorganisme, seperti suhu, kelembapan, pH, cahaya, tekanan, oksigen, dan berbagai zat kimia. Faktor-faktor tersebut dapat mempengaruhi pertumbuhan, kelangsungan hidup, dan kematian mikroorganisme.

1. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 1
Ekologi Mikroorganisme
Mikrobiologi Umum
Semester Genap 2012/2013
Esti Widowati,S.Si.,M.P
Pengaruh Faktor Abiotik dan Faktor Tumbuh

2. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 2
Faktor Fisika

3. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 3
Suhu
 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.

4. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 4
 termofil (politermik) : tumbuh baik pada suhu 55-65°C. Batas suhu
40-80°C dan suhu optimum antara 50-60°C. Misalnya Thermus
aquaticus, Bacillus caldolyticus dan Bacillus caldotenax.
Kelompok mikroorganisme termofilik (stenotermofil)(termofil obligat)
yang tumbuh baik pada 60°C dan tidak dapat tumbuh pada suhu 30°C
Euritermofil (termofil fakultatif) yang masih dapat tumbuh pada suhu
dibawah 30°C.
 mesofil (mesotermik) : suhu 5-60°C dengan suhu optimum 25-40°C.
Suhu 15-55°C dan suhu optimum 25-37°C.
 psikrofil (oligotermik) : batas suhu 0-3°C dengan suhu optimum
10-20°C. Suhu 0-30°C dan suhu optimum 15°C.
 stenotermik : golongan bakteri yang hidup pada kisaran suhu sempit
yaitu 30-40°C misalnya Gonococcus sp.
 euritermik : golongan bakteri yang hidup pada kisaran suhu lebar yaitu
8-46°C. Misalnya E.coli.
Pembagian Mikroorganisme

5. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 5
 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 suhu
Suhu Tinggi

6. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 6
 Setiap kenaikan suhu 10°C 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.

7. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 7
 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 -16°C (es dan garam) lebih
efektif daripada pembekuan mendadak dalam udara pada
suhu -190°C.
 Pembekuan secara terputus-putus lebih efektif daripada
terus-menerus.
 Kematian sel : perubahan koloidal protoplasma irreversibel,
denaturasi atau koagulasi protein sel, aw turun, air
mengkristal.
Suhu Rendah

8. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 8
 Pembekuan (usaha penyimpanan dan pengawetan).
Proses ini dapat dilakukan dengan nitrogen cair.
 Pendinginan secara cepat dari suhu optimal ke 0°C 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.

9. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 9
Pengaruh kebasahan dan kekeringan
Proses 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

10. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 10
 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.

11. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 11
Pengaruh perubahan nilai osmosis
 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.

12. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 12
pH
 Batas 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.

13. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 13
Pengaruh senyawa toksik
 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.
Logam

14. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 14
 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.
Anion

15. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 15
Pengaruh cahaya dan arus listrik
 Cahaya 240-300 nm (gelombang pendek). Bakteri terganggu atau mati.
Spora dan virus tahan pada sinar UV.
 Energi sinar X, γ 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.
 Arus AC atau DC voltase tinggi mempengaruhi komponen medium.

16. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 16
Pengaruh hidrostatik dan mekanik
 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.

17. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 17
Pengaruh Tegangan Permukaan
 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.

18. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 18
Oksigen
 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 tinggi

19. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 19
Faktor Kimia

20. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 20
 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.

21. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 21
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.

22. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 22
 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.
Senyawa Desinfektan

23. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 23
 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.

24. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 24
 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.
Oksidasi
Koagulasi

25. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 25
 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.
Depresi

26. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 26
Faktor Tumbuh

27. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 27
Kebutuhan nutrisi dan faktor
biotik
 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.

28. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 28
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.

29. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 29
Tipe Kehidupan Mikroorganisme
Sumber Energi Primer
Sumber Nutrien
Tipe KehidupanDisusun dari sumber
anorganik
Diserap dari sumber
organik
Cahaya Fotolitotrofik
Bakteri belerang
ungu
Bakteri belerang
hijau
Algae biru-hijau
Algae hijau
Fotoorganotrofik
Bakteri belerang
ungu
Fotosintetik
Kimia Kemolitotrofik
Bakteri belerang
Bakteri besi
Bakteri hidrogen
Bakteri nitrifikasi
Kemoorganotrofik
Bakteri saprofit
Bakteri pembusuk
Bakteri denitrifikasi
Bakteri simbiosa
Jamur
Kemosintetik
Autotrofik Heterotrofik

30. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 30
Sumber Nutrisi
 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+

31. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 31
 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 oksidasi-
reduksi media.
 Faktor pertumbuhan : vitamin dan asam amino.
 Sumber nitrogen : ammonium, nitrat, asam amino dan
protein. Beberapa jenis mikroorganisme dapat
memfiksasi N2 bebas dari udara.

32. 07/04/13 S1-THP Mikroumum 2011/2012 32
Tugas Ekologi MO
 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.com