Proses pertumbuhan sebuah makhluk hidup sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya, termasuk pada bakteri. Paling tidak ada 6 faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri, yaitu nutrisi, suhu, pH, oksigen, tekanan osmosis dan cahaya. Pertumbuhan bakteri sangat dipengaruhi oleh ke 6 faktor lingkungan tersebut. Apabila kondisi lingkungannya tidak sesuai maka bakteri tidak dapat tumbuh dengan baik ketika kita inokulasi.
Perbedaan faktor lingkungan diatas juga dapat mempengaruhi perubahan sifat, morfologi fisik dan fisiologi dari sebuah bakteri. Oleh karena itu, ketika kita ingin membandingkan beberapa bakteri maka kita perlu menyeragamkan ke 6 faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri tersebut. Misalnya saja ketika kita ingin membandingkan berapa jumlah asam laktat dari berbagai strain bakteri asam laktat (BAL) yang kita miliki, kita perlu menumbuhkannya dalam kondisi lingkungan yang sama.
Table of Contents
Nutrien
Nutrien merupakan salah satu faktor terpenting yang bisa mempengaruhi pertumbuhan sebuah bakteri. Nutrien diperlukan oleh semua jasad hidup untuk melakukan seluruh proses kehidupan yang berlangsung, diantaranya untuk pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi. Nutrien merupakan sumber materi dan energi untuk biosintesis komponen sel, transpor nutrien ke dalam sel dan motilitas. Berdasarkan jumlah kebutuhannya, nutrien untuk pertumbuhan bakteri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :
Makronutrien
Makronutrien merupakan komponen nutrien yang dibutuhkan dalam jumlah banyak yang merupakan kebutuhan primer dalam menyusun komponen sel bakteri. Makronutrien yang dibutuhkan oleh bakteri terdiri atas C (Karbon), H (Hidrogen), N (Nitrogen), S (Sulfur) dan P (Fosfor).
Unsur karbon (C) terdapat dalam semua makromolekul penyusun sel, misalnya protein, karbohidrat, asam nukleat dan lipid. Selain sebagai penyusun sel, makromolekul tersebut juga terlibat dalam proses metabolisme. Nitrogen (N) diperlukan untuk mensintesis asam amino, nukleotida dan vitamin. Kebutuhan unsur N dapat dipenuhi dalam berbagai bentuk, misalnya protein atau polipeptida, garam nitrat atau amonium dan bahkan ada bakteri yang dapat mengambil Nitrogen dalam bentuk N2, misalnya Azotobacter.
Oksigen merupakan unsur yang terdapat dalam molekul hayati seperti asam amino, nukleotida, gliserida dan molekul lainnya. Jadi, kebutuhan akan oksigen dipenuhi bersamaan dengan masuknya nutrien lain seperti protein dan lipid. Oksigen dalam bentuk O2, merupakan komponen penting yang dibutuhkan untuk respirasi aerobik. Berdasarkan kebutuhan adanya oksigen bebas (O2), bakteri dapat bersifat aerob, anaerob, anaerob fakultatif dan mikroaerofilik.
Sulfur (S) diperlukan untuk membentuk asam amino metionin dan sistein, serta berbagai koenzim. Bakteri dapat memperoleh sulfur dalam bentuk garam sulfat, hidrogen sulfida, granular sulfur, tiosulfat atau dalam bentuk bahan organik (sistein dan metionin). Fosfor (P) diperlukan untuk pembuatan asam nukleat, fosfolipid dan koenzim. Bakteri dapat mengambil fosfor dalam materi anorganik maupun organik yang ada di sekitarnya. Garam fosfat menjadi yang paling sering digunakan sebagai sumber fosfat, meskipun dapat pula memakai nukleotida.
Mikronutrien
Kebutuhan bakteri akan mikronutrien berada dalam jumlah sedikit tetapi tetap esensial untuk keberlangsungan hidupnya. Mikronutrien yang diperlukan diantaranya vitamin dan mineral. Beberapa mineral yang dibutuhkan oleh bakteri diantaranya adalah Co, K, Mo, Mg, Ca dan Fe. Mineral ini diperlukan untuk aktivitas enzim dan molekul yang lain, misalnya Mg sebagai penyusun klorofil, Co untuk aktivitas enzim nitrogenase dan Fe sebagai komponen sitokrom.
Selain makronutrien dan mikronutrien, air juga merupakan komponen utama dalam menyusun sel bakteri (80%). Air sangat vital artinya bagi kehidupan karena semua aktivitas metabolisme terjadi dalam lingkungan air. Ketersediaan air yang dapat digunakan oleh bakteri sering dinyatakan dengan aktivitas air (aw). Aktivitas air suatu bahan dapat dihitung dengan menentukan nilai kelembaban relatifnya (RH) yang diukur dengan alat bernama isoteniskop.
Suhu
Suhu merupakan salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri. Hal itu dikarenakan suhu dapat mempengaruhi reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuhnya. Ketika berada pada temperatur yang tepat, bakteri dapat tumbuh dan memperbanyak diri dengan cepat. Sebaliknya ketika ia berada di suhu yang jauh dari optimal, maka bakteri tersebut tidak dapat tumbuh dengan baik dan bahkan bisa mengalami kematian.
Berdasarkan temperatur pertumbuhan yang dibutuhkan, bakteri dapat bersifat psikrofilik, mesofilik, termofilik atau hipertermofilik. Bakteri psikrofilik dapat tumbuh baik pada kisaran temperatur 0° – 20° C, mesofilik tumbuh baik pada kisaran temperatur 20° – 45° C, termofilik tumbuh baik pada kisaran 45° – 80° C dan hipertermofilik tumbuh pada kondisi ekstrim panas, yaitu lebih dari 90° C.
pH
Konsentrasi ion hidrogen (pH) dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri, karena nilai pH dapat menentukan aktivitas optimum enzim. Setiap bakteri memiliki kisaran toleransi pH untuk melakukan pertumbuhan secara optimum. Bakteri yang tumbuh baik pada kisaran pH dibawah 5,5 atau pada kondisi asam disebut asidofilik. Bakteri yang tumbuh optimum pada kisaran pH 5,5 – 7,9 disebut netrofilik, sedangkan bakteri yang tumbuh pada pH basa atau kisaran diatas 9,0 disebut bakteri alkalifilik.
Aktivitas bakteri juga dapat menyebabkan perubahan pH pada medium tempat tinggalnya, sehingga tidak sesuai lagi untuk pertumbuhannya. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya perubahan pH akibat aktivitas bakteri maka di dalamnya sebaiknya diberikan buffer. Adanya buffer membuat pH menjadi lebih stabil sehingga pH medium tetap sama ketika ada tambahan sedikit asam atau basa akibat adanya aktivitas bakteri.
Oksigen
Oksigen menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri karena ia menentukan metabolisme yang terjadi padanya. Kebanyakan bakteri mutlak memerlukan oksigen untuk hidupnya (bakteri aerobik). Beberapa lainnya mampu hidup dengan kadar oksigen minimal atau tereduksi dari udara karena kapasitas respirasinya yang terbatas (mikroaerofilik). Banyak juga bakteri aerob yang bersifat fakultatif, artinya pada kondisi tertentu ia masih dapat hidup tanpa adanya oksigen.
Ada juga beberapa bakteri yang justru akan mati ketika terpapar oleh oksigen (anaerob obligat). Ada juga bakteri anaerob yang masih dapat hidup walau terdapat oksigen, walaupun ia tidak menggunakannya untuk respirasi yang disebut sebagai bakteri anaerob aerotoleran. Untuk menumbuhkan bakteri anaerob, diperlukan kondisi khusus supaya tercapai keadaan anaerob, yaitu dengan menggunakan inkubator yang disebut anaerobic jar.
Tekanan Osmosis
Tekanan Osmosis ialah besarnya tekanan minimum yang diperlukan untuk mencegah aliran air menyeberangi membran di dalam larutan. Sebagai contoh, jika larutan 10% sukrosa di dalam kantong membran dialisis diletakkan pada air dalam gelas, molekul air yang ada dalam gelas akan mengalir ke dalam kantong dialisis tersebut. Besarnya tekanan yang diperlukan untuk mencegah alirsan molekul air di dalam gelas ke dalam kantong dialisis merupakan nilai tekanan osmosis larutan sukrosa tersebut.
Berdasarkan tekanan osmosisnya, larutan tempat pertumbuhan bakteri dapat digolongkan atas larutan hipotonis, isotonis dan hipertonis. Bakteri biasanya hidup di lingkungan yang bersifat agak hipotonis, sehingga air akan mengalir dari lingkungan ke dalam sel yang mengakibatkan sel mengembang dan kaku. Adanya dinding sel tebal dan elastis yang dimiliki oleh bakteri dapat mencegah pecahnya sel yang dimilikinya.
Cahaya
Cahaya yang berasal dari sinar matahari atau sumber lainnya dapat juga mempengaruhi pertumbuhannya. Biasanya bakteri lebih menyukai kondisi gelap, dikarenakan adanya sinar justru secara langsung dapat menghambat pertumbuhannya. Bahkan banyak bakteri yang dapat mati apabila terpapar cahaya dalam intensitas dan waktu tertentu. Kita ambil contoh bakteri Bacillus sp, dimana ia akan mati ketika terpapar cahaya lampu UV 38 watt selama 10 hingga 15 menit dengan jarak dibawah 40 cm.
Itulah 6 faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri yang perlu anda perhatikan ketika ingin menumbuhkannya. Ketika anda ingin melakukan isolasi bakteri tertentu, sebaiknya perhatikan ke 6 faktor diatas. Cari tahulah terlebih dahulu bagaimana kondisi lingkungan yang optimal untuk spesies bakteri yang ingin kamu isolasi. Sering terjadi kegagalan isolasi dikarenakan kondisi lingkungan tidak sesuai dengan yang dibutuhkan oleh bakteri yang ingin didapatkan.