penyiapan kultur starter - universitas brawijaya
TRANSCRIPT
Bioindustri Minggu 6
Oleh : Sri Kumalaningsih, dkk
Penyiapan KulturStarter
Pendahuluan Beberapa faktor yang mempengaruhi
keberhasilan produksi barang dan jasa denganmenggunakan mikroorganisme diantaranyaadalah kultur starter, kondisi lingkungandan media yg digunakan.
Salah satu penentu keberhasilan kultur adalahpenyiapan kultur starter yang baik
Untuk itu perlu dipelajari tentang penyiapankultur dan mikroorganismenya.
Kultur starter (Holzapfel, 2002; Tarmine 1990)
Bahan yang mengandung sejumlahbesar mikroorganisme untukmempercepat proses fermentasi
Medium segar berupa nutrien dgjumlah ttt yang telah diinokulasikandg mikroorganisme pd jumlah tttpula
Mikroorganisme yang dimaksudadalah bakteri, kapang, khamir ataukombinasi diantara ketiga jenismikroorganisme tersebut.
SUMBER MIKROBIA INDUSTRIa. Sumber Alami : dari tanah, air sungai, laut,
tanaman, hewan, limbah, dan kotoran denganmenggunakan metode isolasi
b. Koleksi kultur : dari lembaga tempat menyimpandan memelihara mikro-organisme.
Seleksi Mikroba Industri Tahap pertama adalah isolasi mikroba, sehingga diperoleh
kultur murni (sifat morfologi & fisiologi seragam).
Tahap kedua adalah seleksi sehingga diperoleh galurdengan kinerja terbaik.
Tahap ketiga dilakukan identifikasi dengan menggunakankunci-kunci yang sesuai, sehingga diketahui nama(klasifikasi) mikroba tersebut
Tahap keempat adalah menyimpan mikroba yg telahdiperoleh dgn teknik penyimpanan yg baik, sehinggakemurniannya terpelihara dalam jangka waktu yg panjang.
Kriteria Mikroba IndustriMerupakan galur murni
Sifat genetiknya stabil
Dpt m’hasilkan sel vegetatif, spora atau unit-unit reproduktif lain
Mampu tumbuh dengan cepat setelah diinokulasi
Mampu menghasilkan produk yg diinginkan dalam waktu yg pendek & tdk menghasilkan produk sampingan yg toksik
Mampu melindungi diri dari kontaminasi (pH, suhu, inhibitor)
Dapat disimpan dalam jangka waktu yang panjang
Galur dpt dikembangkan kualitasnya (mutasi), shg produksinyameningkat
Hal yg perlu diperhatikan
saat melakukan seleksi
Sensitivitas
Tidak mahal
Dpt digunakan utk memprediksi hasilnya nanti
Sederhana
Dpt ditingkatkan ke cara lebih modern (otomatisasi)
Fungsi seleksiHarus dihasilkan produk baru yang kompetitif,bermutu tinggi, harga bersaing, tanpa meninggalkankonsep lingkungan
Meningkatkan Konsumsi produk menggunakanmikroorganisme dan enzim untuk pangan dan obat-obatan
Menjawab tantangan peningkatan kapasitas produk
Memenuhi kebutuhan penelitian dasar danpengembangannya
Rekayasa pengolahan harus dilakukan
PENYIAPAN KULTUR
Isolasi kultur : kegiatan pemisahan suatu kultur mikroba dari campuran biakan mikroba di alam sel individu terpisah
Sebelum mengisolasi, harus diketahui mikroba apa yang akan diisolasi dan habitatnya menentukan sampel apa yang akan diambil dari alam dan media apa yang akan digunakan
Sampel biasanya segera dipakai atau disimpan pada suhu dingin (kulkas)
Teknik Isolasi Kultur Murni
Penggoresan (Streak-plate) &
Penyebaran (Spread-plate)
Penuangan (Pour-plate)
Kultur yangDiperkaya
PengenceranBerseri (Serial-
dilution)
Isolasi SelTunggal
TEKNIK ISOLASIa. Teknik Penggoresan (Streak-plate) dan
Penyebaran (Spread-plate)
Menggunakan agar cawan
Untuk bakteri paling sesuai
Teknik ini merupakan prosedur rutin untuk isolasi bakteri & menggunakan peralatan yang sederhana.
Kelemahan : hanya sejumlah kecil contoh yang dapat digunakan/disebarkan pada media
Dua sel dapat bergabung manjadi membentuk satu koloni, contoh : bakteri yang menghasilkan lendir & yang tidak pencegahan dengan menambahkan deterjen
Penggoresan dilakukan berulang, sehingga
Diperoleh kultur murni
1 sel 1 koloni
Pengenceran berseri dg larutan garam
fisiologis (0,85 %)
Penggoresan (jarum Ose) atau penyebaran (batang
gelas) pada media agar , sehingga koloni tumbuh
menyebar
Sampel
Teknik Penggoresan (Streak-plate) dan Penyebaran
(Spread-plate)
Goresan T
Goresan
Kuadran
Teknik Penggoresan (Streak-plate) dan Penyebaran
(Spread-plate)
b. Teknik Penuangan (Pour-plate)
Metode Penuangan Pengamatan dapat dilakukan secara kualitatif (morfologi) & kuantitatif (jumlah sel mikroba)
Teknik penggoresan/penyebaran dan penuangan ini lebih efektif dengan menggunakan media selektif/ diferensial atau dengan perlakuan khusus sebelum penanaman pada agar cawan
Contoh : Isolasi bakteri pembentuk spora contoh dipanaskan terlebih dulu s.d 850C 5 menit
Lanjutan...
Media Selektif :
a. Media dg NaCl 7,5 % unt mengisolasiStaphylococcus dari faeces
b. Media BGLBB (Brilliant Green Lactose Bile Broth) : Salmonellae
Media Diferensial :
Media agar EMB (eosin-methylene blue agar) terbentuk koloni berbeda & mudah dikenali
Misal : E. coli : hijau kehitaman/hijau metalik
Aerobacter aerogenes : tengah ungu tua/coklat, tepi ungu muda
Teknik Penuangan (Pour-plate)
Sampel +/- 1 g)
A
B
C
Suspensi
Bakteri
1 loop
Agar cair
PengenceranPenuangan
Dibiarkan mengeras
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. .
. .
. .
Diperiksa
Koloni terisolasi
Media agar miring
Tahap I Tahap II Tahap III
A
B
C
Inkubasi
c. Teknik Kultur yang Diperkaya
Untuk mengisolasi bakteri yang mempunyai sifat fisiologis yang khusus (jumlah kecil & tumbuh lambat)
Prinsip : menggunakan komposisi media dan kondisi inkubasi tertentu, sehingga yang tumbuh hanya bakteri tertentu
Cara:1 2 3 4
(+) (-)
Media cair dgn substrat khusus
Contoh : bakteri tanah : α-conidendrin
Verifikasi
d. Teknik Pengenceran Berseri (Serial dilution)
Digunakan jika mikroba dlm kultur campuran terdapat dalam jumlah lebih besar dari pada mikroba lain.
Contoh : S. lactis dalam susu asam
Dengan tingkat pengenceran tinggi, sampel hanya mengandung 1 galur mikroba
Perlu dicek kemurnian kultur
e. Tenik Isolasi Sel Tunggal
Menggunakan alat Mikromanipulator yangdigabung dengan mikroskop untuk mengambilsuatu sel mikroba tunggal dari preparat tetes
Dengan Mikromanipulator, operator dapatmengontrol gerakan mikropipet di bawah lensaobyek, sehingga dapat diambil sel tunggal kedalam tabung dan selanjutnya dipindahkan kemedia yang sesuai
Lebih cepat, namun kelemahannya : alat mahal &operator harus trampil
TEKNIK IDENTIFIKASI
1. Morfologis
• Pengamatan ukuran, bentuk dan susunan sel, adanya flagela, kapsulatau spora dengan bantuan mikroskop, baik dengan pewarnaanmaupun tidak.
2. Nutrisional
• Penentuan senyawa kimia dan kondisi fisik khusus (suhu, cahaya, gas) yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroba
3. Kultural
• Penentuan tampilan pertumbuhan pada berbagai macam media,baikcair maupun padat (bentuk koloni, permukaan koloni, tepi koloni, warna dll
4. Susunan Kimiawi
• Penentuan susunan kimiawi berbagai komponen sel (dinding sel, nukleus, membran dll)
Contoh 1. Karakteristik Morfologis
Aspergillus E. coli
Streptomyces Penicillium
Contoh 2. Karakteristik Kultural
Lanjutan...
5. Metabolik
• Identifikasi & pengukuran perubahan kimiawi yang dilakukan mikroba (kemampuan mikroba untuk mengubah karbohidrat menjadi asam organik; gula menjadi asam dan gas dll)
• Contoh : E. coli dapat memfermentasi laktosa, sedangkan Salmonella typhitidak dapat
6. Susunan antigen
• Penelaahan sifat antigen – antibodi yang khas
• Antigen : substansi (sel mikroba) yang menstimulasi produksi antibodi saatdiinjeksikan ke hewan
7. Patogenik
• Penentuan potensi suatu mikroba untuk menimbulkan penyakit
8. Genetik
• Kajian berdasarkan untaian DNA mikroba menggunakan DNA Probe
PEMELIHARAAN DAN PENGAWETAN
Tujuan : menjaga sampai periode tertentu mikroba tetap
dalam kondisi hidup (viable), mencegah terjadinyaperubahan genetik & tidak terkontaminasi harusmampu melestarikan karakteristik spesies mikrobaselama diawetkan
Cara :1. Pemindahan Secara Periodik2. Pelapisan kultur dengan minyak mineral3. Liofilisasi4. Penyimpanan pada suhu sangat rendah5. Penyimpanan pada tanah steril
PEMELIHARAAN DAN PENGAWETAN
a. Pemindahan Secara Periodik
• Kultur mikroba secara periodik dipindahkan ke media baru/segar
• Komposisi media & suhu serta interval waktu pemindahan harustepat tetap mempertahankan kultur awal
b. Pelapisan Kultur dgn Minyak Mineral
• Permukaan agar miring dilapisi dengan minyak mineral steril (+/-0,5 inci)
• Keuntungan : dapat memindahkan sebagian mikroba di bawahminyak mineral dg jarum Ose, lalu diinokulasi ke media segardengan tetap mempertahankan kultur awal
c. Penyimpanan pada Tanah Steril
• Diterapkan untuk penyimpanan spora
d. Liofilisasi
• Pengeringan beku (freeze-drying)
• Merupakan cara paling efektif untuk mengawetkan kulturbakteri (dapat tetap hidup & tidak berubah lebih dari 20 th)
• Keuntungan : Tahan lama, Kemungkinan perubahan kecil , Wadah penyimpanan kecil
e. Penyimpanan pada Suhu Sangat Rendah
• Menggunakan nitrogen cair (sekitar -1760C)
• Sel dibekukan dengan diberi pelindung (gliserol ataudimetil sulfoksida)
• Contoh beku disimpan dalam lemari pendingin nitrogen cair
• Cocok untuk kapang
• Kelebihan : hampir sama dgn liofilisasi & kultur yg tidakdapat diawetkan dengan liofilisasi, dapat dengan cara ini