Pengaruh pH dan Suhu pada Pertumbuhan Bakteri

Tiap-tiap makhluk hidup itu keselamatannya sangat tergantung kepada keadaan sekitarnya, terlebih-lebih mikro organisme. Makhluk makhluk halus ini tidak dapat menguasai faktor-faktor luar sepenuhnya, sehingga hidupnya sama sekali tergantung kepada keadaan sekelilingnya. Satu-satunya jalan untuk menyelamatkan diri ialah dengan menyesuaikan diri (adaptasi) kepada pengaruh faktor-faktor luar. Penyesuaian diri dapat terjadi secara cepat serta bersifat sementara waktu, akan tetapi

dapat pula perubahan itu bersifat permanen sehingga mempengaruhi bentuk morfologi serta sifat-sifat fisiologi yang turun menurun. Kehidupan bakteri tidak hanya di pengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan akan tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Adapun faktor-faktor lingkungan dapat di bagi atas faktor-faktor biotik dan faktor-faktor abiotik.

·           Faktor-faktor biotik terdiri atas mahluk-mahluk hidup.

·           Faktor-faktor abiotik terdiri dari faktor-faktor alam (fisika) dan faktor faktor kimia. Di antara faktor-faktor yang perlu di perhatikan ialah suhu, pH, tekanan osmose, pengeringan, sinar gelombang pendek, tegangan muka dan daya oligodinamik.

A.  SUHU

Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu pertumbuhan dibagi menjadi suhu minimum, suhu optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup. Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba.

Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi:

1.    Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-30 0C dengan suhu optimum sekitar 15 0C.

2.    Mesofil adalah kelompok mikroba pada umumnya, mempunyai suhu minimum 15⁰C suhu optimum 25-37⁰C dan suhu maksimum 45-55⁰C.

3.    Termofil adalah mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi. Mikroba ini mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga titik didihnya tinggi. Selain itu dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak terdenaturasi pada suhu tinggi. Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi. Kelompok ini mempunyai suhu minimum 40⁰C, optimum pada suhu 55-60⁰C dan suhu maksimum untuk pertumbuhannya 75⁰C. Untuk mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30⁰C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60⁰C, dikelompokkan kedalam mikroba termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30⁰C, dimasukkan kelompok mikroba termofil fakultatif.

Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50⁰C (termotoleran). Contoh bakteri termotoleran adalah Methylococcus capsulatus. Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium,Sulfolobus, dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur. Bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi (Gallionella) termasuk bakteri psikrofil.

Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi.

1.      Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat memetikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu.

2.      Waktu kematian thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian thermal ialah waktu, suhu, kelembaban, spora, umur mikroba, pH dan komposisi medium.

Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan metabolisme. Akibat-akibatnya adalah:

1.      Cold shock , adalah penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik.

2.      Pembekuan (freezing), adalah rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler.

3.      Lyofilisasi , adalah proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat. Proses ini dapat digunakan untuk mengawetkan mikroba karena air protoplasma langsung diuapkan tanpa melalui fase cair (sublimasi).

Tabel 2. Waktu kematian thermal (TDT/ thermal death time) untuk beberapa jenis bakteri

Nama mikroba	Waktu (menit)	Suhu ( oC)
Escherichia coli	20-30	57
Staphylococcus aureus	19	60
Spora Bacilus subtilis	20-50	100
Spora Clostridium botulinum	100-330	100

B.  pH

Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Setiap mikrobia mempunyai pH minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhanya. Beberapa bakteri dapat hidup pada pH tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus.

pH optimum pertumbuhan bagi kebanyakan bakteri antara 6,5 dan 7,5. Namun beberapa spesies dapat tumbuh dalam keaadaan sangat masam atau sangat alkalin, bila bakteri di kuitivasi di dalam suatu medium yang mula-mula disesuaikan pHnya misal 7 maka mungkin pH ini akan berubah sebagai akibat adanya senyawa-senyawa asam atau basa yang dihasilkan selama pertumbuhannya. Pergesaran pH ini dapat sedemikian besar sehingga mengahambat pertumbuhan seterusnya organisme itu. Pergeseran pH dapat dapat dicegah dengan menggunakan larutan penyangga dalam medium, larutan penyangga adalah senyawa atau pasangan senyawa yang dapat menahan perubahan pH.

Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhandidominasi oleh bakteri.

Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu

1.      Mikroba asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada ph 2,0-5,0.

2.      Mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada ph 5,5-8,0.

3.      Mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5.

Contoh pH minimum, optimum, dan maksimum untuk beberapa jenis bakteri adalah sebagai berikut:

Contoh Bakteri Gram Negatif

1.             Bakteri E. coli dapat hidup pada pH minimum 4, Ph maksimum 9. Untuk suhu, minimum 2⁰C dan tidak dapat hidup pada suhu di atas 50⁰C

2.             Bakteri Salmonella typhi hanya dapat tumbuh pada pH minimum 3,5 dan pH optimumnya adalah 6-8. Bakteri Salmonella typhi tidak dapat hidup pada suhu di bawah 15⁰C dan di atas 41⁰C. Suhu optimum pertumbuhan bakteri Salmonella typhi adalah 37,5⁰C.

Contoh Bakteri Gram Positif

Bakteri S. aureus, tidak dapat hidup pada pH dibawah 4, pH maksimum pertumbuhan bakteri ini adalah 9,8. Bakteri S.aureus dapat hidup pada suhu 1⁰C, namun tidak dapat hidup pada suhu di atas 45,4⁰C.