PENGATURAN PERTUMBUHAN BAKTERI PADA INDUSTRI OBAT-OBATAN

PENGATURAN PERTUMBUHAN BAKTERI PADA INDUSTRI OBAT-OBATAN (FARMASI)

Definisi Bakteri

 Image

Bakteri adalah suatu organisme yang jumlahnya paling banyak dan tersebar luas dibandingkan dengan organisme lainnya di bumi. Bakteri umumnya merupakan organisme uniseluler (bersel tunggal), prokariota/prokariot, tidak mengandung klorofil, serta berukuran mikroskopik (sangat kecil). Bakteri berasal dari kata bahasa latin yaitu bacterium. Bakteri memiliki jumlah spesies mencapai ratusan ribu atau bahkan lebih. Mereka ada di mana-mana mulai dari di tanah, di air, di organisme lain, dan lain-lain juga berada di lingkungan yang ramah maupun yang ekstrim. Dalam tumbuh kembang bakteri baik melalui peningkatan jumlah maupun penambahan jumlah sel sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yakni seperti pH, suhu temperatur, kandungan garam, sumber nutrisi, zat kimia dan zat sisa metabolisme.

Konsep dari Pertumbuhan Bakteri

Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu organisme, Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan sebagai Kemampuan untuk menghasilkan 2 sel dan hidup (Lay dan Hastowo 1992) , dan juga pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin besar atau subtansi atau masssa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak, pertumbuhan pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri.

Pertumbuhan merupakan suatu proses kehidupan yang irreversible artinya tidak dapat dibalik kejadiannya. Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil pertambahan ukuran dan pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan populasi mikroba (Sofa, 2008). Pertumbuhan bakteri tidak lain adalah bertambahnya ukuran/subtansi zat yang ada pada bakteri tersebut.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri

  1. Tingkat keasaman (pH)

Kebanyakan mikroba tumbuh baik pada pH sekitar netral dan pH 4,6 – 7,0 merupakan kondisi optimum untuk pertumbuhan bakteri, sedangkan kapang dan khamir tumbuh pada pH yang lebih rendah.

  1. Suhu

Suhu merupakan salah satu factor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroba.Setiap mikroba mempunyai kisaran suhu dan suhu optimum tertentu untuk pertumbuhannya. Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhan, mikroba dibedakan atas tiga kelompok sebagai berikut:

  1. Psikrofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran suhu pertumbuhan pada suhu0-20o
  2. Mesofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran suhu pertumbuhan 20- 45o C.
  3. Termofil, yaitu mikroba yang suhu pertumbuhannya diatas 45 o C.

Bakteri pathogen umumnya mempunyai suhu optimum pertumbuhan sekitar 37o C, yang juga adalah suhu tubuh manusia. Oleh karena itu suhu tubuh manusia merupakan suhu yang baik untuk pertumbuhan beberapa bakteri pathogen. Mikroba perusak dan pathogen umumnya dapat tumbuh pada kisaran suhu 4–66oC.

  1. Nutrient

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. Kondisi tidak bersih dan higinis pada lingkungan adalah kondisi yang menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba sehingga mikroba dapat tumbuh berkembang di lingkungan seperti ini. Oleh karena itu, prinsip daripada menciptakan lingkungan bersih dan higinis adalah untuk mengeliminir dan meminimalisir sumber nutrisi bagi mikroba agar pertumbuhannya terkendali.

  1. Oksigen

Mikroba mempunyai kebutuhan oksigen yang berbeda-beda untuk pertumbuhannya. Berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, mikroba dibedakan atas 4 kelompok sebagai berikut:

  1. Aerob, yaitu mikroba yang membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya.
  2. Anaerob, yaitu mikroba yang tumbuh tanpa membutuhkan oksigen.
  3. Anaerob fakultatif, yaitu mikroba yang dapat tumbuh dengan atau tanpa adanya oksigen.
  4. Mikroaerofil, yaitu mikroba yang membutuhkan oksigen pada konsentrasi yang lebih rendah daripada konsentrasi oksigen yang normal di udara.

Pertumbuhan dan Reproduksi pada Bakteri

Pertumbuhan pada bakteri diiringi dengan reproduksinya yakni pembelahan sel. Pada umumnya bakteri hanya mengenal satu macam pembiakan saja, yaitu pembiakan secara aseksual atau vegetatif. Pelaksanaan pembiakan yaitu dengan pembelahan diri atau division, umumnya adalah pembelahan biner (dari satu sel menjadi 2 sel anak), yang berlangsung dengan interval yang teratur dengan penambahan atau kelipatan secara eksponensi.

Pembelahan diri dapat dibagi atas 3 fase, yaitu :

  1. Fase pertama, dimana sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus pada arah memanjang.
  2. Sekat tersebut diikuti oleh suatu dinding melintang. Dinding melintang ini tidak selalu merupakan penyekat yang sempurna, dimana protoplasma kedua sel baru masih berhubung-hubungan. Hubungan protoplasma itu disebut plasmodesmida.

Fase terakhir, yaitu terpisahnya kedua sel. Ada bakteri yang segera berpisah, yaitu yang satu terlepas sama sekali dari pada yang lain, setelah dinding melintang menyekat secara sempurna.

Grafik Pertumbuhan Koloni

Pada setiap pertumbuhan bakteri dalam suatu medium terdapat fase-fase atau tahapan pertumbuhan, tahapan tersebut antara lain fase lag, eksponensial, stasioner dan kematian:

  1. Fase lag

adalah kondisi dimana bakteri baru saja di inokulasikan atau dibiakan dalam medium. Pada fase ini bakteri belum melakukan pembelahan, tetapi terjadi peningkatan massa volume, sintesis enzim, protein, RNA dan peningkatan aktifitas metabolik. Pada fase tersebut bakteri lebih banyak melakukan adaptasi dengan lingkungan.

  1. Fase eksponensial

Adalah fase dimana bakteri melakukan pembelahan secara biner dengan jumlah kelipatan (eksponensial).Pada fase ini, terjadi lonjakan peningkatan jumlah biomassa sel, sehingga bisa diketahui seberapa besar terjadi pertumbuhan secara optimal dan tingkatan produktifitas biomassa sel.

  1. Fase stasioner

Adalah fase dimana bakteri sudah tidak melakukan pembelahan lagi. Ada 3 penyebab utama yang menyebabkan fase tersebut, yaitu:

  1. Ketidaktersediaan nutrient, penumpukan metabolit penghambat dan produk akhir.

  2. kekurangan ruang gerak. Pada fase stasioner juga disebut “lack of biological space”.

  1. Fase kematian

Keterlanjutan dari fase stasioner adalah fase kematian, dimana akan terjadi pengurangan jumlah sel bakteri yang hidup. Fase kematian ditandai dengan jumlah sel yang mati lebih banyak daripada sel yang hidup karena nutrien semakin menurun (bahkan habis), energi cadangan di dalam sel juga habis dan terkumpulnya produk limbah.

Pengaturan Pertumbuhan Bakteri Secara Umum

  1. Penyesuaian kondisi PH, Suhu, Nutrien

Dalam industri obat-obatan, pengaturan pertumbuhan bakteri sangat di perlukan untuk mengatur tingkat produktivitas bakteri. Karena hal ini dapat memengaruhi kestabilan hasil produksi industri obat-obatan. Adapun teknik yang dapat dilakukan untuk merealisasikannya adalah dengan melakukan pengaturan pH, suhu, serta pemberian nutrien pada bakteri yang di biakkan.

Bakteri pada umumnya akan mengalami pertumbuhan dengan baik ketika berada pada lingkungan dengan kisaran pH 3-6, sedangkan pH optimum dimana terjadinya pertumbuhan maksimum pada bakteri dapat terjadi pada lingkungan dengan kisaran pH sekitar 6,5-7,5 (pH netral).

Jika dilihat dari kondisi ini, kita dapat mengatur pertumbuhan bakteri melalui pengaturan pH pada media pembiakan yang dapat mempengaruhi tingkat populasi bakteri baik untuk menambah maupun menghambat populasi bakteri tersebut. Karena setiap bakteri memiliki kecendurungan untuk tumbuh pada pH-pH tertentu, maka sebelumnya kita harus tahukondisi pH yang sesuai untuk tiap-tiap bakteri.

Langkah-langkah yang dapat dilakukan antara lain:

  1. Melakukan sterilisasi alat-alat pembiakan yang akan digunakan

  2. Melakukan pembiakan bakteri dengan medium, suhu, dan pemberian nutrient yang sama pada tiap-tiap media pembiakan

  3. mengatur pH dengan tingkat yang berbeda-beda pada tiap-tiap media pembiakan

  4. Melihat perkembangan yang terjadi di setiap media biak.

  5. Mengambil media biak yang menggambarkan tingkat populasi tertinggi dan tingkat populasi cenderung sedikit / menurun.

  6. Aplikasikan ke industri pangan.

Selain dengan melakukan pengaturan pH, pengaturan suhu juga berperan penting dalam mengatur pertumbuhan bakteri.Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bakteri memiliki kemampuan beradaptasi pada suhu yang berbeda-beda.Ada bakteri yang tahan terhadap kondisi panas (bakteri termofilik) dan ada pula bakteri yang mampu beradaptasi pada kondisi ekstrim lainnya.

Dalam memproduksi obat-obatan melalui pemanfaatan bakteri perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui suhu optimal bakteri tersebut, sehingga hasil produksi oba-obatan tersebut dapat tercapai sesui dengan yang diinginkan.

Langkah-langkah yang dapat dilakukan antara lain:

    1. Melakukan sterilisasi alat-alat pembiakan yang akan digunakan

    2. Melakukan pembiakan bakteri dengan medium, pH, dan pemberian nutrient yang sama pada tiap-tiap media pembiakan

    3. Mengatur suhu dengan tingkat yang berbeda-beda pada tiap-tiap media pembiakan

    4. Melihat perkembangan yang terjadi di setiap media biak

    5. Mengambil media biak yang menggambarkan tingkat populasi tertinggi dan tingkat populasi cenderung sedikit / menurun

    6. Aplikasikan ke ke dalam industri obat-obatan

pH dan suhu memang menentukan pertumbuhan bakteri, tetapi unsur ke tiga yakni nutrient merupakan unsur terpenting dalam pertumbuhan. Jika kita menambah nutrient di media biak tentunya akan terjadi peningkatan jumlah bakteri. Dan sebaliknya, jika kita mengurangi nutrient pada media biak, maka penurunan jumlah bakteri juga akan terjadi.

Langkah-langkah yang dapat dilakukan antara lain:

  1. Melakukan sterilisasi alat-alat pembiakan yang akan digunakan

  2. Melakukan pembiakan bakteri dengan medium, pH, dan suhu yang sama pada tiap-tiap media pembiakan

  3. mengatur jumlah nutrien dengan tingkat yang berbeda-beda pada tiap-tiap media pembiakan

  4. Melihat perkembangan yang terjadi di setiap media biak

  5. Mengambil media biak yang menggambarkan tingkat populasi tertinggi dan tingkat populasi cenderung sedikit / menurun

  6. Aplikasikan ke dalam industri obat-obatan (farmasi)

  1. Penggunaan media selektif

Media selektif (selective medium) / media penghambat adalah suatu media yang ditambah zat kimia tertentu yang bersifat selektif untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme lain sehingga dapat mengisolasi mikroorganisme tertentu, dalam pengaplikasiannya media selektif digunakan agar didapatkan mikroorganisme yang diinginkan atau yang dibutuhkan si peneliti, misalnya media yang mengandung kristal violet pada kadar tertentu, yang dapat mencegah pertumbuhan bakteri gram positif tanpa mempengaruhi bakteri gram negatif.

Media ini selain mengandung nutrisi juga ditambah suatu zat tertentu sehingga media tersebut dapat menekan pertumbuhan mikroorganisme lain dan merangsang pertumbuhan mikroorganisme yang diinginkan. Dalam bidang industri yang berkaitan erat tentang mikroorganisme, medis selektif ini sangat sering digunakan pengaplikasiannya, karena dari segi finansial,  keefisienan, dan keefektivitasannya sangat berarti bagi mereka. Mari kita uraikan satu persatu. Dari segi finansial, industri dapat menghemat biaya opersional mereka, daripada mereka membeli mikroorganisme yang sangat mahal harganya lebih baik mereka kembangkan sendiri mikroorganisme itu agar dapat dikembangkan.  Dari segi efesienitas, mereka dapat menghemat  waktu pendistribusian produk mereka, dan dapat menekan harga produksi sehingga produk mereka murah dan dapat diterima pasar. Dari segi efektif, mikroorganisme yang dibudidayakan dengan media selektif ini dapat di budidayakan dengan kemauan kita sendiri, artinya industri dapat memproduksi suatu produk yang berguna bagi masyarakat dengan pembudidayaan mikroorganisme mereka dan dari angka gizi mereka dapat bersaing dengan produk lain yang sama jenisnya. Ini adalah pendeskripsian bagaimana pentingnya media selektif dalam dunia industri.

Tidak lengkap apabila dideskripsikan media selektif apabila tidak ada pengaplikasian nyata dari media selektif itu sendiri. Contohnya adalah Luria Bertani medium yang ditambah Amphisilin untuk merangsang E.coli resisten antibotik dan menghambat kontaminan yang peka, Ampiciline Salt broth yang ditambah NaCl 4% untuk membunuh Streptococcus agalactiae yang sangat toleran terhadap garam. Media ini dipakai untuk menyeleksi mikrorganisme sesuai dengan yang diinginkan dan dibutuhkan, jadi hanya satu jenis mikrorganisme saja yang dapat tumbuh dalam media ini atau hanya satu kelompok tertentu saja dalam medium.

Hal – Hal yang Perlu Diperhatikan dalam Membuat Media, yaitu :

  1. Mencuci tangan dan rambut sebelum praktikum.
  2. Menggunakan jas lab dan sarung tangan yang steril.
  3. Sebelum dan sesudah praktikum meja kerja dan tangan disemprotkan alkohol 70%.
  4. Menggunakan alat dan bahan yang sudah disterilkan.
  5. Tidak banyak bercanda dan berbicara saat praktikum berlangsung.
  6. Menggunakan masker.
  7. Bekerja didekat zona steril (pembakar spirtus).

Dengan cara melihat faktor-faktor pertumbuhan bakteri dan menyesuaikan situasi/keinginan industri terhadap pertumbuhannya.

Pengaturan Pertumbuhan Bakteri Pada Industri Obat-Obatan

Pertumbuhan bakteri dan mikroorganisme lainnya dapat dipelajari dengan mengendalikan atau mengatur pertumbuhannya. Pada indusrti, pengendalian ini sangat penting dilakukan, salah satunya pada industri obat-obatan. Tujuan pengendalian ini sendiri adalah untuk mengatur atau mengontrol pertumbuhan bakteri dan mencegah kontaminasi bakteri yang tidak dikehendaki kehadirannya dalam suatu media, serta menyesuaikan dengan permintaan pasar saat itu.

  1. Teknik Turbidostrat

Image

  1. Teknik Chemostrat

 Image

Teknik Chemostrat dan teknik Turbidostrat merupakan teknik yang dilakukan oleh industri, salah satunya industri obat yaitu dalam mengatur kurva pertumbuhan bakteri. Jika pada kurva normal pertumbuhan bakteri terdapat fase lag, fase eksponensial, fase stasioner, dan fase kematian yang berlangsung secara normal atau alami, maka dengan menggunakan teknik ini industri obat tersebut dapat mengatur kurva pertumbuhan bakteri sesuai kebutuhan industri saat itu.

ketika pada kurva normalnya, bakteri pada saat itu akan mengalami fase kematian yang dimana pada fase ini akan terjadi pengurangan jumlah sel bakteri yang hidup. Fase kematian itu sendiri ditandai dengan jumlah sel yang mati lebih banyak daripada sel yang hidup karena nutrien semakin menurun (bahkan habis), energi cadangan di dalam sel juga habis dan terkumpulnya produk limbah. Namun apabila pada saat fase kematian yang seharusnya berlangsung, dan saat itu industri harus mmproduksi bakteri yang akan digunakan dalam jumlah yang banyak karena permintaan pasar pada saat itu meningkat, maka pihak industri akan menyiasati pertumbuhan bakteri sesuai yang diinginkan sehingga kurva pertumbuhan bakteri tersebut disesuaikan dengan keinginan, tentunya dengan manambahkan faktor-faktor yang dapat memicu peningkatan pertumbuhan bakteri tersebut. Begitu juga sebaliknya apabila permintaan pasar saat itu menurun atau normal.

Sebagai Contoh : (Pengembang Biakan Bakteri E. coli)

Image

Bakteri E. Coli, merupakan salah satu jenis bakteri yang dapat digunakan oleh industri obat-obatan untuk disintesis sehingga menghasilkan insulin yang sangat bemanfaat bagi penderita diabetes melitus. Ketika pada suatu keadaan, permintaan pasar sangat tinggi terhadap insulin, maka idustri harus melakukan teknik-teknik yang dapat memicu pertumbuhan E. Coli , sehingga permintaan pasar saat terpenuhi. Dan sebaliknya apabila pada suatu keadaan permintaan pasar sedikit, maka pihak industri juga harus mengatur kurva pertumbuhan bakteri agar sesuai dengan keadaan saat itu. Pada gambar di atas dijelaskan bagaimana teknik dalam pengembang biakan E. Coli, yang dengan salah satu teknik ini industri obat dapat menentukan kurva pertumbuhan bakteri sesuai yng diinginkan.

BAKTERI YANG BERPERAN DALAM PENGHASIL OBAT-OBATAN

    1. Bakteri yang berperan dalam penyembuhan penyakit (khemoterapi pengobatan)

1. Streptomycesaureofasien

ImageMenghasilkan antibiotik caureomisin Antibiotik untuk merangsang pertumbuhan anak hewan2.Streptomyces rimosus

ImageMenghasilkan antibiotik terramycin Antibiotik ini digunakan untuk obat infeksi saluran nafas, paru-paru, saluran kemih, kulit dan mata3.Bacilluspolymya

Imagemenghasilkan antibiotik polymixin Antibiotik ini banyak digunakan untuk obat tetes telinga dan dibatasi penggunaannya4.Bacillus subtilis

ImageMenghasilkan antibiotik basitrasin Antibiotik ini untuk mengobati penyakit meningitis dan luka dikulit. Mempunyai efek samping5.Streptomycesgriceus

ImageMenghasilkan antibiotik streptomisin Antibiotik ini berguna untuk memberantas penyakit TBC Escherichia coli

Imagedapat dibuat/disintesis menjadi insulin Insulin yang dihasilkan sangat berguna bagi penderita penyakit diabetes melitus pada manusia.

Kajian Religius Terkait Pembahasan Materi

Allah menciptakan segala sesuatu yang ada dibumi baik yang bersifat makroskopik dan mikroskopik dengan sempurna. Semua itu dijelaskan dalam ayat-ayat Al-qur’an sebagai berikut:

QS. Al-Furqan ayat 2

yang artinya:

Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.”

Maksud dari ayat tersebut adalah menerangkan bahwa Allah lah pemilik dari segela sesuatu yang ada di bumi, dan segala sesuatu itu telah ditentukan batasan-batasannya dengan sangat detail dan seadil-adilnya.

QS. Al-Ankabut ayat 60

yang artinya:

“Dan berapa banyak binatang yang tidak (dapat) membawa (mengurus) rezkinya sendiri.Allah-lah yang memberi rezki kepadanya dan kepadamu dan Dia Maha Mendengar lagi Maha Mengetahui.”

Maksud dari ayat diatas dalah menerangkan bahwa Allah yang mengurusi serta mengatur segala sesuatu (termasuk rezeki) baik benda mati maupun benda hidup, karena sesungguhnya Allah maha mendengar lagi maha mengetahui.

QS. Al-Hijr ayat 20 yang  artinya :

yang artinya :

“Dan Kami telah menjadikan untukmu di bumi keperluan-keperluan hidup, dan (Kami menciptakan pula) makhluk-makhluk yang kamu sekali-kali bukan pemberi rezki kepadanya.”

DAFTAR PUSTAKA

Budiyanto, MAK. 2010. Hand Out-9: Mikrobiologi Pangan, Industri, dan Kedokteran.Malang.

Budiyanto, MAK,2001. Peranan Mikroorganisme dalam Kehidupan Kita. Universitas Muhammadiyah Malang: UMM Press.

Jawet, dkk.2010. Mikrobiologi Kedokteran. Jakarta: Penerbit Salemba Medica.

Waluyo,Lud.2005. MikrobiologiUmum. Malang: Penerbit UMM Press.

Iqbal.2008. Peran Mikroorganisme dalam Kehidupan. http://iqbalali.com/

Anonymous. 2009. Mikrobiologi kedokteran. http :// www. scribd. com/ doc/ 14548369 /MIKROBIOLOGI – KEDOKTERAN. Diakses 2 November 2011

Anonymous. 2010. Bateriologi Kedokteran. http:// www. scribd. Com /doc /6223613 / bakteriologi – kedokteran. Diakses 2 November 2011

Anonymous. 2010. Macam Virus Penyebab Penyakit. http :// id.shvoong. com / medicine – and – health /1799308- Macam-virus- penyebab-penyakit . Diakses 2 November 2011

Anonymous. 2009. Manfat Antibiotik . http://www.anneahira.com/manfaat-antibiotik.html. Diakses 2 November 2011

Budiyanto MAK, 2002. Mikrobiologi Terapan. UMM Press: Malang.

T. Pratiwi. Sylvia. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Erlangga : jogya katarta

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: