TEKNIK STERILISASI

disusun untuk memenuhi salah satu tugas Bioproses pada Semester III Progam Studi D4 Teknik Kimia Produksi Bersih

Dosen pebimbing:Unung Leo Anggraeni, ST., MT.

OlehKelompok 1Kelompok 2

Ambrianto Ghenatya (131424003)Caesaria Rizky K (131424007)

Anindya Dwi Kusuma M (131424004)Diah Nurul Sayekti (131424008)

Annisa Novita N (131424005)

Kelompok 3Kelompok 4

Fauzy Kurnia S (13142410)Ken Putri Kinanti SP (131424013)

Habibah Akmal (131424011)Luthfiyah Sinatrya (131424014)

Hesti Diana Wahyuni (131424012)Nabila Vidiaty N (131424015)

JURUSAN TEKNIK KIMIAPROGRAM STUDI D4 TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2014

Teknik sterilisasiSterilisasi adalah proses atau kegiatan menghancuran atau memusnahkan semua mikro-organisme termasuk spora, dari sebuah benda atau lingkungan. Hal ini biasanya dilakukan dengan pemanasan atau penyaringan tetapi bahan kimia atau radiasi juga dapat digunakan. Yang dimaksud sterilisasi dalam mikrobiologi adalah suatu proses untuk mematikan semua organisme yang terdapat pada atau di dalam suatu benda (Singleton dan Sainsbury, 2006). Menurut Irianto (2002) sterilisasi adalah membebaskan tiap benda atau substansi dari semua kehidupan dalam bentuk apapun. Sterilisasi dilakukan bertujuan mendapatkan keadaan steril. Mikroorganisme dapat dimatikan dengan panas (kalor), gas-gas seperti formalsehide, etilenoksida atau betapriolakton oleh bermacam-macam larutan kimia; oleh sinar lembayung ultra atau sinar gama. Proses untuk menghancurkan semua bentuk kehidupan juga disebut sterilisasi oleh Pelozar (1988). Suatu benda yang steril, dipandang dari sudut mikrobiologi, artinya bebas dari mikroorganisme hidup. Suatu benda atau substansi hanya dapat steril atau tidak sreril tidak akan mungkin setengah steril atau hampir steril.Menurut Irianto (2002), sterilisasi dilakukan dalam 4 tahap, yaitu:1. Pembersihan sebelum sterilisasi2. Pembungkusan3. Proses sterilisasi4. Penyimpanan yang aseptik.

Jenis-jenis sterilisasi berdasarkan cara sterilisasi dapat dibedakan atas :1. Sterilisasi secara fisik2. Sterilisasi secara kimia3. Sterilisasi secara mekanik4. Sterilisasi secara gas mikroksida5. Sterilisasi dengan saringan membrane

Teknik sterilisasi yang umum dilakukan dapat berupa :A. Sterilisasi secara fisik (pemanasan, penggunaan sinar gelombang pendek). PemanasanAir dan uap adalah media panas yang baik. Dalam waktu relatif singkat, alat yang akan disterilkan akan mencapai suhu yang diinginkan. Udara adalah penyalur panas yang kurang baik. Oleh karena itu, untuk mecapai suhu yang diinginkan akan membutuhkan waktu yang cukup lama.Cara pemanasan dibagi menjadi 2, yaitu :a. Pemanasan kering, yaitu proses pemanasan yang tidak menggunakan air.Contoh : Membakar, Menggunakan udara panas ( oven )Cara ini untuk membunuh mikroba hanya memakai udara panas kering yang tinggi. Sterilisasi panas kering dibedakan atas : Panas membaraDengan jalan menaruh benda yang akan di sterilkan dalam nyala api bunsen sampai merah membara. Alat yang disterilkan yaitu sengkelit, jarum, ujung pinset dan ujung gunting. Melidah apikanDengan melewatkan benda dalam api bunsen, namun tidak sampai menyala terbakar. Alat yang disterilkan yaitu scalpel, kaca benda, mulut tabung dan mulut botol. Udara keringOven merupakan ciri umum yang dimaksud. Alat ini terbuat dari kotak logam, udara yang terddapat di dalamnya mendapat udara panas melalui panas dari nyala listrik. Alat yang disterilkan yaitu tabung reaksi, cawan petri, pipet, scalpel dari logam, gunting dan botol. Pemanasan satu jam dengann temperatur 160 oC dianggap cukup.b. Pemanasan basah, yaitu proses pemanasan dengan menggunakan air.Contoh : Merebus, Uap air panas, Uap air panas bertekananDengan udara panas, dipergunakan alat bejana/ruang panas (oven dengan temperatur 170o 180oC dan waktu yang digunakan adalah 2 jam yang umumnya untuk peralatan gelas).Yang dimaksud panas basah adalah pemansan menggunakan air atau uap air. Uap air adalah media penyalur panas yang terbaik dan terkuat daya penetrasinya. Panas basah mematikan mikroba. Oleh karena koagulasi dan denaturasi enzim dan protein protoplasma mikroba. Untuk mematikan spora diperlukan panas basah selama 15 menit pada suhu 121 oC. Sterilisasi panas basah dapat dibedakan atas tiga golongan yaitu: Panas basah 100 oCSterilisasi dengan cara ini hasilnya mutlak steril, sehingga biasa dipergunakan di rumah sakit dan laboratorium besar. Cara ini menggunakan tangki yang diisi dengan uap air yang disebut autoclave. Alat yang disterilkan adalah alat dari kaca, kain kasa, media pembenihan, cairan injeksi, dan bahan makanan.

Faktorfaktor yang mempengaruhi sterilisasi pemanasan: 1. jenis pemanasan, kering atau basah 2. suhu dan waktu 3. jumlah organisme yang ada 4. apakah organisme tersebut memiliki kemampuan untuk membuat spora 5. jenis bahan yang mengandung organisme yang harus dibunuh (Gupte, 1990)

Penyinaran ( Radiasi )Penggunaan sinar gelombang pendek yang dapat dilakukan selama senyawa kimia yang akan disterilkan tidak akan berubah atau terurai akibat temperatur atau tekanan tinggiBeberapa sinar yang biasa digunakan dalam proses sterilisasi :a. Sinar Ultra Violet ( UV )Sinar ini mempunyai daya bakterisid yang tinggi sehingga biasa digunakan untuk mensterilkan ruangan. sinar UV ini memotong DNA mikroorganisme sehingga ekspresi DNA tidak terjadi. keterbatasannya sterilisasi cara ini hanya bisa bekerja pada permukaan, tidak bisa menembuh bahan padat. Contoh : Kamar bedah, Ruang pengisian obat dalam ampul dan flakon di industry farmasi, Ruang penanaman bakteri dalam mediab. Sinar Gama Sinar ini mempunyai daya penetrasi yang lebih besar dari sinar X digunakan untuk mensterilkan material tebal. Contoh : Bungkusan alat-alat kedokteran, Paket makananc. Sinar KatodaSinar ini digunakan untuk menghapus hama pada suhu kamar terhadap barang-barang yang telah dibungkusd. Radiasi pengion adalah metode sterilisasi yang menggunakan sinar gamma untuk merusak DNA mikroorganisme, kelebihannya bisa menembus zat padat.

A.1. Sterilisasi dengan pemanasan a). Pemijaran (dengan api langsung)Membakar alat pada api secara langsung, contoh alat : jarum inokulum, pinset, batang L, dll

b). Panas keringSterilisasi dengan oven suhu 180oC selama 1 jam. Sterilisasi panas kering cocok untuk alat yang terbuat dari kaca misalnya erlenmeyer, tabung reaksi dll. c). Uap air panasKonsep ini mirip dengan mengukus. Bahan yang mengandung air lebih tepat menggungakan metode ini supaya tidak terjadi dehidrasi. Misalnya susu yang disterilkan dengan suhu tinggi akan mengalami koagulasi dan bahan yang berpati disterilkan pada suhu bertekanan pada kondisi pH asam akan terhidrolisis. d). Uap air panas bertekananMenggunakan autoklaf. Autoklaf adalah alat untuk memsterilkan berbagai macam alat & bahan yang menggunakan tekanan 15 psi (2 atm) dan suhu 121oC. Suhu dan tekanan tinggi yang diberikan kepada alat dan media yang disterilisasi memberikan kekuatan yang lebih besar untuk membunuh sel dibanding dengan udara panas. Biasanya untuk mesterilkan media digunakan suhu 121oC dan tekanan 15 lb/in2 (SI = 103,4 Kpa) selama 15 menit. Alasan digunakan suhu 121oC atau 249,8oF adalah karena air mendidih pada suhu tersebut jika digunakan tekanan 15 psi. Untuk tekanan 0 psi pada ketinggian di permukaan laut (sea level) air mendidih pada suhu 100oC, sedangkan untuk autoklaf yang diletakkan di ketinggian sama, menggunakan tekanan 15 psi maka air akan memdididh pada suhu 121oC. Ingat kejadian ini hanya berlaku untuk sea level, jika dilaboratorium terletak pada ketinggian tertentu, maka pengaturan tekanan perlu disetting ulang. Misalnya autoklaf diletakkan pada ketinggian 2700 kaki dpl, maka tekanan dinaikkan menjadi 20 psi supaya tercapai suhu 121oC untuk mendidihkan air. Semua bentuk kehidupan akan mati jika dididihkan pada suhu 121oC dan tekanan 15 psi selama 15 menit. Pada saat sumber panas dinyalakan, air dalam autoklaf lama kelamaan akan mendidih dan uap air yang terbentuk mendesak udara yang mengisi autoklaf. Setelah semua udara dalam autoklaf diganti dengan uap air, katup uap/udara ditutup sehingga tekanan udara dalam autoklaf naik. Pada saat tercapai tekanan dan suhu yang sesuai., maka proses sterilisasi dimulai dan timermulai menghitung waktu mundur. Setelah proses sterilisasi selesai, sumber panas dimatikan dan tekanan dibiarkan turun perlahan hingga mencapai 0 psi. Autoklaf tidak boleh dibuka sebelum tekanan mencapai 0 psi. Beberapa media atau bahan yang tidak disterilkan dengan autoklaf adalah : Bahan tidak tahan panas seperti serum, vitamin, antibiotik, dan enzim. Pelarut organik, seperti fenol. Buffer dengan kandungan detergen, seperti SDSUntuk mencegah terjadinya presipitasi, pencoklatan (media menjadi coklat) dan hancurnya substrat dapat dilakukan pencegahan sbb : Glukosa disterilkan terpisah dengan asam amino (peptone) atau senyawa fosfat. Senyawa fosfat disterilkan terpisah dengan asam amino (peptone) atau senyawa garam mineral lain. Senyawa garam mineral disterilkan terpisah dengan agar. Media yang memiliki pH > 7,5 jangan disterilkan dengan autoklaf.Jangan mensterilisasi larutan agar dengan pH < 6,0. Sangat penting bagi kita untuk memverifikasi bahwa autoklaf bekerja dengan sempurna. Umumnya beberapa cara untuk memastikan atau memverifikasi autoklaf bekerja dengan baik, diantaranya antara lain:1).Indicator tape for sterilization

yaitu tape (isolasi) yang mengandung bahan kimia tertentu yang akan berubah warna apabila dilakukan sterilisasi dan hanya digunakan untuk satu kali pemakaian. Cara penggunannya sangat mudah cukup menempelkan tape indicator pada Erlenmeyer atau botol yang berisi media atau bahan yang akan disterilkan di autoklaf, setelah proses sterilisasi selesai jika autoklaf yang kita gunakan bekerja dengan baik maka tape tersebut akan berubah warna dan sebaliknya jika sterilisasi tidak berjalan dengan baik maka tape tidak akan berubah warna.2). Sterikon bioindikator

yaitu indikator serilisasi yang menggunakan bakteri/mikroba bersifat termofilik sebagai penguji sterilisasi, yang ditempatkan dalam ampul . mikroba yang digunakan biasanya Bacillus stearothermophillus(bakteri yang optimal hidup pada suhu 60oC). prinsipnya jika sterilisasi berjalan dengan baik maka bakteri pada bioindikator akan mati, tetapi jika tidak bakteri akan tetap hidup dan akan terjadi perubahan warna pada bioindikator. cara penggunanya cukup masukan ampul sterikon bioindikator kedalam autoklaf yang akan kita verifikasi kemudaian setelah proses sterilisasi selesai inkubasi bioindikator tersebuk pada suhu 60oC selama 24 jam kemudian amati jika tidak terjadi perubahan warna artinaya autoklaf bekerja dengan baik atau steril, namun jika terjadi perubahan warna menjadi kuning berarti autoklaf tidak bekerja dengan baik atau sterilisasi tidak tercapai.

B. Sterilisasi secara kimiaYaitu sterilisasi dengan menggunakan bahan kimia. Misalnya dengan penggunaan disinfektan, larutan alkohol, larutan formalin. Biasanya menggunakan senyawa disinfektan. Disinfektan adalah suatu bahan kimia yang dpat membunuh sel-sel vegetative dari jasad renik. Prosesenya disebut disinfeksi.Zat-zat kimia yang bersifat disinfeksi :1) Fenol dan derivatnya sebagai desinfektan maupun antiseptic2) Alkohol, contoh : etanol 50-70 %3) Halogen beserta gugusnya, contoh : iodin ( menginfeksi kulit sebelum pembedahan), hypoklorit( sanitasi alat-alat rumah tangga )4) Logam berat, contoh : merkurochrom,mertiolat (antiseptic ), perak nitrat ( tetes mata pencegah penyakit mata pada bayi )5) Detergen6) Aldehid, contoh : formalin7) Gas sterilisator, digunakan untuk bahan atau alat yang tidak dapat disterilkan dengan panas tinggi atau dengan zat kimia cair. Pada proses ini material di sterilkan dengan gas etilen oksida pada suhu kamar. Kelebihan gas tersebut adalah daya sterilisasi dan penetrasinya besar. Namun, kekurangannya adalah bersifat toksik dan mudah meledak.

C. Sterilisasi secara mekanik Digunakan untuk beberapa bahan yang akibat pemanasan tinggi atau tekanan tinggi akan mengalami perubahan, misalnya adalah dengan saringan/filter. Sistem kerja filter, seperti pada saringan lain adalah melakukan seleksi terhadap partikel-partikel yang lewat (dalam hal ini adalah mikroba) (Pelczardan Chan,2007:421).Sterilisasi dengan penyaringan (filtrasi) yaitu teknik sterilisasi dengan menggunakan suatu saringan yang berpori sangat kecil (0.22 mikron atau 0.45 mikron) Cairan yang akan disterilisasi dilewatkan ke suatu saringan (ditekan dengan gaya sentrifugasi atau pompa vakum) sehingga mikroba tertahan pada saringan tersebut. Sterilisasi dengan penyaringan dilakukan untuk mensterilisasi cairan yang mudah rusak jika terkena panas, atau mudah menguap (volatile) dan bahan yang tidak tahan panas, misalnya larutan enzim dan antibiotik. Virus tidak akan tersaring dengan metode ini.

Sterilisasi dengan penyaringan dapat dilakukan dengan berbagai cara antaralain: a) Non-disposable filtration apparatus

Disedot dengan pompa vakum Volume 20-1000 ml

b). Disposable filter cup unit

Disedot dengan pompa vakum Volume 15-1000 ml

c). Disposable filtration unit dengan botol penyimpan

d). Syringe filters

Ditekan seperti jarum suntik Volume 1-20 ml

e). Spin filters

Menurut Fardiaz (1992), sterilisasi adalah suatu proses untuk membunuh semua jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di dalam suatu medium tidak ada lagi jasad renik yang dapat berkembang biak. Sterilisasai adalah tahap awal yang penting dari proses pengujian mikrobiologi. Ada 5 metode umum sterilisasi yaitu :1. Sterilisasi uap (panas lembap)2. Sterilisasi panas kering3. Sterilisasi dengan penyaringan4. Sterilisasi gas5. Sterilisasi dengan radiasiMetode yang paling umum digunakan untuk sterilisasi alat dan bahan pengujian mikrobiologi adalah metode sterilisasi uap (panas lembap) dan metode sterilisasi panas kering.1. Sterilisasi UapSterilisasi uap dilakukan dengan autoklaf menggunakan uap air dalam tekanan sebagai pensterilnya. Bila ada kelembapan (uap air) bakteri akan terkoagulasi dan dirusak pada temperature yang lebih rendah dibandingkan bila tidak ada kelembapan. Mekanisme penghancuran bakteri oleh uap air panas adalah karena terjadinya denaturasi dan koagulasi beberapa protein esensial dari organism tersebut.Autoklaf adalah alat untuk mensterilkan berbagai macam alat dan bahan yang menggunakan tekanan 15 psi (2 atm) dan suhu 121 0C. Cara kerja autoklaf yaitu suhu dan tekanan tinggi yang diberikan kepada alat dan media yang disterilisasi memberikan kekuatan yang lebih besar untuk membunuh sel dibanding dengan udara panas. Biasanya untuk mesterilkan media digunakan suhu 1210C dan tekanan 15 lb/in2 (SI = 103,4 Kpa) selama 15 menit. Alasan digunakan suhu 1210C atau 249,8 0F adalah karena air mendidih pada suhu tersebut jika digunakan tekanan 15 psi. Untuk tekanan 0 psi pada ketinggian di permukaan laut (sea level) air mendidih pada suhu 1000C, sedangkan untuk autoklaf yang diletakkan diketinggian sama, menggunakan tekanan 15 psi maka air akan memdididh pada suhu 1210C. Kejadian ini hanya berlaku untuk sea level, jika dilaboratorium terletak pada ketinggian tertentu, maka pengaturan tekanan perlu disetting ulang. Misalnya autoklaf diletakkan pada ketinggian 2700 kaki dpl, maka tekanan dinaikkan menjadi 20 psi supaya tercapai suhu 1210C untuk mendidihkan air. Semua bentuk kehidupan akan mati jika dididihkan pada suhu 1210C dantekanan 15 psi selama 15 menit. Pada saat sumber panas dinyalakan, air dalam autoklaf lama-kelamaan akan mendidih dan uap air yang terbentuk mendesak udarayang mengisi autoklaf. Setelah semua udara dalam autoklaf diganti dengan uap air, katup uap/udara ditutup sehingga tekanan udara dalam autoklaf naik. Pada saat tercapai tekanan dan suhu yang sesuai, maka proses sterilisasi dimulai dan timer mulai menghitung waktu mundur. Setelah proses sterilisasi selesai, sumber panas dimatikan dan tekanan dibiarkan turun perlahan hingga mencapai 0 psi. Autoklaf tidak boleh dibuka sebelum tekanan mencapai 0 psi.

Gambar 2.1 Prinsip Kerja AutoklafUntuk mendeteksi bahwa autoklaf bekerja dengan sempurna dapat digunakan mikroba pengguji yang bersifat termofilik dan memiliki endospora yaitu Bacillus stearothermophillus, lazimnya mikroba ini tersedia secara komersial dalam bentuk spore strip. Kertas spore strip ini dimasukkan dalam autoklaf dan disterilkan. Setelah proses sterilisai lalu ditumbuhkan pada media. Jika media tetap bening maka menunjukkan autoklaf telah bekerja dengan baik.2. Sterilisasi Panas KeringSterilisasi panas kering biasanya dilakukan dengan menggunakan oven pensteril. Karena panas kering kurang efektif untuk membunuh mikroba dibandingkan dengan uap air panas maka metode ini memerlukan temperatur yang lebih tinggi dan waktu yang lebih panjang. Sterilisasi panas kering biasanya ditetapkan pada temperature 160-170 oC dengan waktu 1-2 jam. Sterilisasi panas kering umumnya digunakan untuk senyawa-senyawa yang tidak efektif untuk disterilkan dengan uap air panas, karena sifatnya yang tidak dapat ditembus atau tidak tahan dengan uap air. Senyawa-senyawa tersebut meliputi minyak lemak, gliserin (berbagai jenis minyak), dan serbuk yang tidak stabil dengan uap air. Metode ini juga efektif untuk mensterilkan alat-alat gelas dan bedah. Karena suhunya sterilisasi yang tinggi sterilisasi panas kering tidak dapat digunakan untuk alat-alat gelas yang membutuhkan keakuratan (contoh: alat ukur) dan penutup karet atau plastik.3. Sterilisasi dengan penyaringanSterilisasi dengan penyaringan dilakukan untuk mensterilisasi cairan yang mudah rusak jika terkena panas atu mudah menguap (volatile). Cairan yang disterilisasi dilewatkan ke suatu saringan (ditekan dengan gaya sentrifugasi atau pompa vakum) yang berpori dengan diameter yang cukup kecil untuk menyaring bakteri. Virus tidak akan tersaring dengan metode ini.4. Sterilisasi gasSterilisasi gas digunakan dalam pemaparan gas atau uap untuk membunuh mikroorganisme dan sporanya. Meskipun gas dengan cepat berpenetrasi ke dalam pori danserbuk padat. Sterilisasi adalah fenomena permukaan dan mikroorganisme yang terkristal akan dibunuh. Sterilisasi gas biasanya digunakan untuk bahan yang tidak bisa difiltrasi, tidak tahan panas dan tidak tahan radiasi atau cahaya.5. Sterilisasi dengan radiasiRadiasi sinar gama atau partikel elektron dapat digunakan untuk mensterilkan jaringan yang telah diawetkan maupun jaringan segar. Untuk jaringan yang dikeringkan secara liofilisasi, sterilisasi radiasi dilakukan pada temperatur kamar (proses dingin) dan tidak mengubah struktur jaringan, tidak meninggalkan residu dan sangat efektif untuk membunuh mikroba dan virus sampai batas tertentu. Sterilisasi jaringan beku dilakukan pada suhu -40 derajat Celsius. Teknologi ini sangat aman untuk diaplikasikan pada jaringan biologi.