Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme

Dalam proses Bioteknologi, salah satu hal yang paling penting adalah memahami kurva pertumbuhan mikroorganisme. Apabila dalam waktu-waktu tertentu jumlah sel mikroorganisme (contohnya: bakteri) dihitung dan dibuat grafik hubungan antara waktu dan jumlah sel, maka akan didapatkan kurva pertumbuhannya. Pada dasarnya, kurva pertumbuhan mikroorganisme dibagi menjadi 4 tahap, yaitu Fase Lag (Adaptasi), Fase Eksponensial (Logaritme), Fase Stasioner, dan Fase Kematian. Kurva ini terjadi pada populasi sel dan tidak terjadi pada sel secara individu.
Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme
Gambar: The McGraw-Hill Companies

Jenis-Jenis Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme

Berikut adalah jenis-jenis kurva pertumbuhan mikroorganisme:

1. Fase Lag (Fase Adaptasi)

Populasi mikroba yang diinokulasi ke medium baru, biasanya pertumbuhan dimulai setelah periode waktu tertentu yang disebut fase lag. Fase ini bisa berjalan cepat atau lama tergantung pada kondisi pertumbuhan.

Jika inokulum sel baru dipindahkan ke media yang sama dengan kondisi pertumbuhan yang sama, maka fase lag tidak akan terjadi, jadi dimulai langsung dengan pertumbuhan eksponensial. Jika inokulum dari stok lama meskipun dipindah ke media dengan kondisi yang sama fase lag tetap terjadi.

Hal ini disebabkan karena kemungkinan kultur sel rusak saat penyimpanan dengan waktu yang lama. Adanya pemanasan, radiasi, atau bahan kimia toksik juga sangat mempengaruhi, sehingga sel perlu waktu untuk memperbaiki kerusakan ini.

Fase lag juga terjadi saat pemindahaan kultur sel ke media yang kaya ke media yang miskin nutrisi. Saat di media kaya nutrisi, tersedia enzim untuk proses biosintesis penting. Sehingga saat dipindahkan ke media miskin nutrisi yang tidak tersedia enzim sintesis, maka butuh waktu untuk mensintesis enzim baru.

2. Fase Eksponensial (Fase Log)

Selama fase eksponensial berlangsung, sel menduplikasi diri tergantung dari kemampuan sel dan faktor pertumbuhan. Pada fase inilah metabolit primer (misal enzim, karbohidrat, lipid), dan komponen sel lainnya dihasilkan yang disebut mid-eksponential.

Angka pertumbuhan eksponensial tergantung dari kondisi lingkungan (suhu dan komposisi kultur media) sesuai dengan karakter genetik mikroorganisme tersebut. Secara umum, prokariot tumbuh lebih cepat darai eukariot, sedangkan eukariot kecil lebih cepat tumbuh dari eukariot besar.

3. Fase Stasioner

Pada kultur batch seperti tabung, pertumbuhan eksponensial sangat terbatas. Pertumbuhan sel terbatasi oleh berkurangnya nutrisi penting dan limbah produk terakumulasi sehingga menghambat pertumbuhan. Pada fase ini, tidak ada peningkatan maupun pengurangan jumlah sel. Oleh karena itu, kalau dilihat dari kurva-nya terlihat datar.

Pada beberapa mikroorganisme pertumbuhan lambat terjadi pada fase ini, tertapi tidak terjadi peningkatan jumlah sel. Hal ini dikarenakan beberapa sel tumbuh tetapi sel lainnya mulai mati, keduanya berlangsung seimbang (kecepatan pertumbuhan = kecepatan kematian). Fenomena ini disebut cryptic growth.

Metabolit sekunder juga disintesis pada fase stasioner ini.


4. Fase Kematian

Pada fase ini banyak sel yang mati atau mengalami lisis. Kecepatan kematian lebih tinggi daripada kecepatan pertumbuhan. Sehingga menyebabkan jumlah sel turun. Hal ini dikarenakan konsentrasi nutrien yang sangat rendah (habis) dan konsentrasi produk limbah yang sangat tinggi.

Terima kasih telah membaca artikel Kurva Pertumbuhan Mikroorganisme.

Sumber referensi:
Tri Puspaningsih, Ni Nyoman., Afaf Baktir., dan Sofyan Hadi.2008. Bahan ajar: Bioteknologi. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Airlangga: Surabaya. Hal. 36-37