MEDIA PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

Media pertumbuhan :

a.       Pengertian dan Fungsi media

b.      Nama-nama media

c.       Bahan-bahan media pertumbuhan

1.Sumber nutrisi atau zat makanan

Sumber karbon

Sumber hidrogen

Sumber nitrogen

Sumber oksigen

Sumber fosfat

Sumber unsur sekelumit (trace element)

2.Komposisi media pertumbuhan

Agar

Peptone

Meat / plant extract

Faktor tumbuh

Komponen selektif

Komponen diferensial

pH buffer

d.      Macam-macam media pertumbuhan

1.Berdasarkan sifat fisik

Solid media

Liquid media

Semisolid media

2.Berdasarkan kandungan bahan

Media sintetik

Media non sintetik

Media semi sintetik

3.Berdasarkan tujuan

e.       Hal-hal penting dalam pembuatan media

Bahan baku air

Penimbangan media pertumbuhan

Konsentrasi agar dan proses pelarutan agar

Ketebalan agar dan luas cawan yang digunakan

Pengaturan pH

Proses sterilisasi

Pencairan kembali media agar

Penuangan media ke dalam cawan atau tabung

Pemyimpanan media jadi

Perlakuan untuk media kultivasi anaerob

f.       Penanganan commercial dehydrated media.

g.      Ilustrasi pembuatan media

h.      Referensi 

Media pertumbuhan :

a.      Pengertian dan fungsi media

Medium (jamak : media) pertumbuhan adalah suatu bahan yang terdiri dari campuran zat-zat makanan (nutrisi) yang diperlukan mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Mikroorganisme memanfaatkan nutrisi yang disediakan dari media berupa molekul-molekul yang selanjutnya dirakit untuk menyusun komponen sel dan memperbanyak diri sehingga sel-sel tersebut dapat dimanfaatkan. Dengan adanya media pertumbuhan dapat dilakukan isolasi mikroorganisme menjadi kultur tunggal dan juga memanipulasi mikroorganisme yang didapatkan untuk kepentingan tertentu. Sedangkan menurut Andrews et al. (2004:4) kultur media adalah substansi dengan kadar tertentu dalam bentuk cair, setengah padat atau padat yang mengandung bahan alami dan atau buatan untuk mendukung perkembangbiakan mikroorganisme.

b.      Nama-nama media

Media pertumbuhan memiliki banyak nama yang umumnya mengacu kepada nama asli sesuai literatur. Terdapat juga media dengan komposisi yang sama tetapi memiliki nama yang berbeda karena diproduksi oleh perusahaan yang berbeda. Misalnya Trypticase™ Soy Agar diproduksi oleh BBL (BD Diagnostic Systems), Tryptone Soy Agar diproduksi oleh Oxoid Unipath, dan Tryptic Soy Agar produced diproduksi Difco (BD Diagnostic Systems) yang semuanya memiliki komposisi yang sama. Banyak media juga dikenal sebagai akronim, misalnya TSA adalah singkatan dari Trypticase™ Soy Agar. Jika seseorang memodifikasi komposisi media yang telah ada (memiliki nama asli), maka istilah “modified” diletakkan setelah nama media. Misalnya TSA, modified bukan Modified TSA. Media yang tidak memiliki nama formal umumnya dinamai berdasarkan organisme yang ditargetkan, misalnya Bacillus stearothermophilus Broth (Atlas, 2010:1).

c.       Bahan-bahan media pertumbuhan

1.Sumber nutrisi atau zat makanan

Analisa dari komposisi kandungan unsur sel mikroorganisme menunjukkan lebih dari 95% dari berat kering terdiri dari unsur utama (major elements) yaitu unsur  C, O, H, N, S, P, K, Na, Ca, Mg, dan Fe. Jika suatu jenis mikroorganisme ingin ditumbuhkan dalam cawan petri atau tabung maka harus dipenuhi kebutuhan unsur tersebut dari molekul organik yang terdapat pada media. Komposisi setiap bahan pada media tertentu terhadap mikroorganisme target menggambarkan kondisi nutrisi pada habitat aslinya karena pada keadaan itulah mikroorganisme tersebut optimal tumbuh. Berikut adalah sumber nutrisi media.

Sumber karbon

Molekul organik umumnya mengandung karbon sebagai tulang punggungnya seperti karbohidrat, lemak, protein yang terdapat pada pepton, glukosa, dll. Bahan organik inilah yang menjadi sumber karbon utama untuk mikroorganisme heterotrof yang umum dikultivasi. 

Sumber nitrogen

Sumber nitrogen mencakup asam amino, protein atau senyawa bernitrogen lain yang terkandung pada peptone, meat extract, atau tryptose. Sejumlah mikroba juga dapat menggunakan sumber N anorganik seperti urea.

Sumber oksigen

Untuk mikroorganisme heterotrof yang dikulturkan pada cawan, sebagian besar oksigen didapatkan langsung dari udara sedangkan mikroorganisme yang dikultur pada media cair sumber oksigen berasal dari oksigen yang terlarut air. Oleh karena itu aerasi pada kultur cair dapat meningkatkan pasokan oksigen kepada mikroorganisme.

Sumber fosfat

Sumber fosfat organik seperti beberapa protein, kofaktor atau ATP yang dapat dijumpai pada bahan yeast extract atau pepton. Namun hampir semua mikroorganisme dapat memanfaatkan fosfat anorganik yang ditambahkan langsung pada media seperti potassium phosphate, sodium phosphate dll. (Prescott & Harley, 2002:98).

Sumber unsur sekelumit (mikronutrient/trace element)

Pada lingkup media pada cawan petri, unsur mikronutrien (Zn, Mn, Mo, Ni, Co, Cu dll.) dapat diperoleh dari akuades atau peralatan gelas. Fungsi mikronutrien ini umumnya menjadi bagian dari enzim atau kofaktor untuk menjadi katalis reaksi atau menjaga struktur protein. Oleh karena itu pembuktian kebutuhan unsur mikronutrien sangat sulit dilakukan dalam skala laboratorium karena setiap jenis mikroorganisme membutuhkannya dalam jumlah yang sangat sedikit (Prescott & Harley, 2002:96).

2.Komposisi media pertumbuhan

Formulasi media pertumbuhan prinsipnya hampir sama dengan resep masakan di dapur yang setiap bahan bakunya diatur dengan takaran tertentu. Berikut adalah beberapa bahan-bahan yang umum dipakai dalam pembuatan media pertumbuhan menurut Atlas (2010:1-8).

Agar

Agar adalah bahan yang paling umum digunakan sebagai gelling agent pada media yang terbuat dari ekstrak alga. Agar bukan sebagai sumber nutrisi bagi mikroorganisme namun fungsinya lebih bersifat mekanis yaitu memadatkan media cair sehingga sel tidak larut dalam cairan. Struktur agar terdiri dari D-galactose, 3,6-anhydro-L-galactose, dan D-glucuronic acid. Umumnya agar terbuat dari ganggang merah. Agar cocok menjadi agen pemadat karena setelah dilarutkan pada suhu mendidih dapat didinginkan sampai 40-42°C sebelum memadat dan tidak akan mencair lagi sebelum suhu mencapai 80-90°C. Pencairan dan pemadatan berkali-kali atau sterilisasi yang terlalu lama dapat menurunkan kekuatan agar, terutama pada pH yang asam.

Peptone

Peptone adalah hasil hidrolisis protein yang dibentuk dari proses enzimatik atau digesti asam. Casein banyak digunakan sebagai substrat pembentuk peptone, tetapi beberapa bahan lain seperti soybean meal juga sering digunakan.

Meat / plant extract

Ekstrak dagung dan tumbuhan mengandung asam amino, peptida dengan berat molekul rendah, karbohidrat, vitamin, mineral dan trace metals. Ekstrak jaringan hewan mengandung lebih banyak bahan protein larut air dan glikogen sedangkan ekstrak tumbuhan lebih banyak terdapat karbohidrat di dalamnya.

Faktor tumbuh

Banyak mikroorganisme yang membutuhkan faktor tumbuh spesifik yang harus ada dalam media pertumbuhannya. Beberapa diantaranya adalah vitamin, asam amino, asam lemak dan nutrisi dari darah.

Komponen selektif

Suatu bahan yang berfungsi untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme non target disebut komponen selektif. Komponen selektif dipakai pada media selektif yang berguna untuk mengisolasi bakteri spesifik dari populasi campuran. Bile salts (garam empedu), selenite, tetra-hionate, tellurite, azide, phenylethanol, sodium lauryl sulfate, sodium chloride (konsentrasi tinggi), dan beberapa pewarna (eosin, Crystal Violet, dan Methylene Blue) umumnya dipakai sebagai bahan selektif.  Bahan antimikroba juga dapat digunakan untuk menekan pertumbuhan bakteri tertentu, diantaranya adalah ampicillin, chloramphenicol, colistin, cycloheximide, gentamicin, kanamycin, nalidixic acid, sulfadiazine, dan vancomycin.

Komponen diferensial

Berbeda dengan komponen selektif, komponen diferensial ini tidak menekan pertumbuhan mikroorganisme tertentu namun sebagai bahan untuk memudahkan pembedaan mikroorganisme target dari populasi campurannya (deteksi visual). Bahan diferensial seperti pH indikator akan membuat koloni target berbeda warna karena memproduksi asam. Bahan lainnya berupa pewarna kromogenik yang mampu berubah warna jika suatu reaksi enzim spesifik terjadi.

pH buffer / buffer salts

pH buffer digunakan untuk menjaga pH media selama digunakan untuk tumbuh karena beberapa mikroorganisme akan tumbuh optimal pada kisaran pH yang spesifik.

d.      Macam-macam media pertumbuhan

1.Berdasarkan sifat fisik

Solid media

Medium padat yaitu media yang mengandung agar 15g/L sehingga setelah dingin media menjadi padat. Media padat berguna untuk menjaga sel tidak berpindah tempat sehingga akan mudah dihitung dan dipisahkan jenisnya ketika tumbuh menjadi koloni. Media padat juga menampakkan difusi hasil metabolit bakteri sehingga memudahkan dalam pengujian suatu hasil metabolit.

Liquid media

Medium cair yaitu media yang tidak mengandung agar, contohnya adalah NB (Nutrient Broth), LB (Lactose Broth). Medium cair akan memberi kesempatan bakteri untuk menyebar dan tercampur dengan seluruh nutrisi sehingga lebih cocok untuk mengoptimumkan pertumbuhan mikroba. Dapat juga untuk mengetahui karakter suatu mikroba berdasarkan kebutuhan oksigen.

Semisolid media

Medium setengah padat yaitu media yang mengandung agar 0,3-0,4% sehingga menjadi sedikit kenyal, tidak padat dan tidak begitu cair. Media semi solid dibuat dengan tujuan supaya pertumbuhan mikroba dapat menyebar ke seluruh media tetapi tidak mengalami percampuran sempurna jika tergoyang. Misalnya bakteri yang tumbuh pada media NfB (Nitrogen free Bromthymol Blue) semisolid akan membentuk cincin hijau kebiruan di bawah permukaan media, jika media ini cair maka cincin ini dapat dengan mudah hancur. Semisolid juga bertujuan untuk mencegah/menekan difusi oksigen, misalnya pada media Nitrate Broth, kondisi anaerob atau sedikit oksigen meningkatkan metabolisme nitrat tetapi bakteri ini juga diharuskan tumbuh merata diseluruh media.

2.Berdasarkan kandungan bahan

Media sintetik / media terdefinisi (synthetic media / defined media)

Media sintetik adalah media yang seluruh komposisinya diketahui. Media sintetik digunakan dalam penelitian mengenai uji metabolisme suatu mikroorganisme. Banyak jenis mikroorganisme kemoorganotrof heterotrof dapat tumbuh pada media sintetik dengan glukosa sebagai sumber karbon dan ammonium salt sebagai sumber nitrogen (Prescott et al. 2002:105). Berikut contoh komposisi media sintetik :

BG–11 Medium for Cyanobacteria (g/liter)

-Agar 10.0g

-NaNO₃ 1.5g

-MgSO₄·7H₂O  0.075g K

-H₂PO₄ 0.04g

-CaCl₂·2H₂O  0.036g

-Na₂CO₃ 0.02g

-Citric acid 6.0 mg

-Ferric ammonium citrate 6.0 mg

-EDTA disodium salt 1.0 mg

-Trace metal mix A5  1.0 mL

Media kompleks (complex media)

Media kompleks adalah media yang sebagian komposisinya tidak diketahui dengan pasti. Media kompleks seringkali dibutuhkan karena kebutuhan nutrisi dari beberapa bakteri tidak diketahui sehingga media sintetik tidak dapat dibuat untuk keperluan ini. Seringkali satu jenis media kompleks dapat cukup kaya untuk memenuhi kebutuhan banyak jenis bakteri. media ini dapat mengandung bahan yang tidak diketahui pasti komposisinya seperti peptone, meat extract dan yeast extract. Contoh media kompleks adalah nutrient broth, tryptic soy broth dan MacConkey agar (Prescott et al. 2002:105).

3.Berdasarkan tujuan

Berikut adalah pembagian media berdasarkan tujuan menurut Barrow & Feltham (1993:8-9) :

Media isolasi

Media isolasi adalah media umum yang digunakan untuk mengisolasi suatu mikroba menjadi kultur murni. Biasanya mengandung semua kebutuhan untuk tumbuh, misalnya Blood agar atau Chocolate agar.

Media selektif (selective or inhibitory media)

Berfungsi untuk menumbuhkan mikroba target / yang diinginkan dan menekan pertumbuhan mikroba yang tidak diinginkan (background flora). Umumnya media selektif menseleksi mikroba target berdasarkan kelompok, genus atau spesiesnya, misalnya EMB agar untuk menseleksi E. coli, Baird parker untuk isolasi S. aureus.

Media pengkaya (enrichment media)

Media pengkaya termasuk media selektif namun lebih berfungsi untuk memperbanyak mikroba target sehingga saat dilakukan pengkulturan, mikroba yang tidak diinginkan tidak dalam jumlah besar. Media pengkaya harus dalam bentuk cair dan digunakan di awal tahap analisa.

Media untuk peremajaan kultur (maintenance of cultures)

Media peremajaan kultur seharusnya tidak begitu kaya nutrisi sehingga mempercepat pertumbuhan, misalnya Nutrient agar.  

Media untuk penentuan kebutuhan nutrisi / kemampuan penggunaan substrat.

Media ini berfungsi untuk mendeteksi dan mengidentifikasi kebutuhan suatu substrat dari bakteri (yang tidak diketahui kebutuhan nutrisinya) dengan menghilangkan atau mensubtitusi komponen suatu substrat. Media ini tidak digunakan untuk kebutuhan sehari-hari namun lebih untuk keperluan penelitian. Sebagai contoh sederhananya adalah Koser Citrate untuk mendeteksi penggunaan citrate sebagai sumber karbon tunggal.

Media untuk karakterisasi bakteri

Umumnya mengandung nutrisi yang cukup untuk pertumbuhan dan ditambah substrat yang akan diuji penggunaannya. Reagen atau indikator tertentu dapat juga ditambahkan untuk mengetahui hasil reaksi.

Media skrining (screening media)

Media ini diperuntukkan untuk menggambarkan sekilas reaksi yang diperoleh dari beberapa substrat seperti produksi H₂S pada TSI oleh enterobacteria.

Media uji mikrobiologi untuk vitamin, asam amino dan antibiotik

Media ini memerlukan pengontrolan ketat pada saat preparasinya untuk memastikan kemurniannya. Penggunaan cawan kotor dimungkinkan akan menyediakan nutrisi sehingga hasil uji menjadi rancu. Sedangkan media untuk uji antibiotik tidak begitu membutuhkan kepastian kemurnian media karena nutrisi asing tidak berpengaruh kepada hasil uji.

Media dasar tanpa nutrisi (non-nutrient basal media)

Berfungsi untuk berbagai keperluan pendukung pertumbuhan mikroba seperti pelapisan Chitin agar menggunakan media chitin yang dilarutkan pada Salt agar.