Uji Mikrobiologis Air

Populasi mikroba di alam sangat besar dan kompleks. Beratus-ratus spesies dari berbagai mikroba biasanya menghuni bermacam-macam tubuh kita, termasuk mulut, saluran pencernaan, dan kulit. Salah satu mikroba tersebut adalah bakteri. Bakteri memiliki tiga macam bentuk yaitu kokus (bulat atau bola), basil (batang), dan spiral (Fardiaz, 1989).

Sifat bakteri ada yang menguntungkan dan ada juga yang merugikan. Dikatakan menguntungkan karena bakteri dapat melakukan proses pembusukan sampah agar tidak menumpuk, sebagai antibiotik, indikator pencemaran, dan sebagainya. Sedangkan dikatakan merugikan karena bakteri dapat menimbulkan penyakit untuk beberapa spesies. Walaupun begitu, mikroba khususnya bakteri sengaja ditumbuhkan pada sebuah medium. Medium yang digunakan adalah medium yang ketersediaan nutrisinya tercukupi seperti air, karbon, energi, mineral, dan faktor tumbuh untuk pertumbuhan mikroorganisme seperti bakteri. Suatu bakteri dikatakan pathogen jika bakteri tersebut telah membentuk suatu koloni. Koloni didapatkan jika berada pada lingkungan buatan, sedangkan jika berada di alam konsentrasi bakteri pathogen menjadi rendah dan sulit untuk dideteksi. Oleh karena itu dilakukan analisis mikrobiologi untuk mengidentifikasi bakteri pathogen.

Uji mikrobiologi air dapat dianalisis berdasarkan organisme penunjuk/ indicator organisme. Syarat organisme indikator antara lain yaitu, terdapat pada air yang tercemar, mempunyai kemampuan bertahan hidup yang lebih besar dari pathogen, terdapat dalam jumlah yang lebih banyak daripada pathogen, dan mudah dideteksi dengan teknik laboratorium yang sederhana. Biasanya yang digunakan sebagai indikator yaitu dari jenis Escherichia coli (E. coli atau coli tinja) dikarenakan terdapat hanya dan selalu terdapat dalam tinja.

Mikrobiologi sebagai indikator kualitas air

Pada pemeriksaan mikrobiologis yang rutin terhadap air untuk menentukan aman / tidaknya untuk diminum, tidaklah cukup bila hanya berdasarkan uji-uji yang digunakan hanya terhadap mikrob patogenik, karena :

1. Kemungkinan besar patogen masuk ke dalam air secara sporadis, tetapi karena tidak dapat bertahan hidup lama, maka mungkin saja tidak terdapat di dalam contoh air yang dikirim ke laboratorium.

2. Bila terdapat dalam jumlahnya amat sedikit, maka besar kemungkinan patogen-patogen tersebut tidak terdeteksi oleh prosedur lab. yang dipakai.

3. Hasil pemeriksaan lab. Baru dapat diketahui setelah 24 jam atau lebih. Apabila ditemukan adanya patogen, sementara itu tentunya telah banyak orang mengkonsumsi air tersebut dan telah terekpos thdp infeksi sblm dpt dilakukan usaha untuk mengatasi situasi tersebut.

Istilah “Mikrob indikator” digunakan dalam analisis air mengacu pada sejenis mikrob yang kehadirannya di dalam air merupakan bukti bahwa air tersebut tercemar oleh tinja manusia atau hewan yang berdarah panas. Artinya terdapat peluang bagi berbagai macam mikrob patogen, yang secara berkala terdapat di dalam saluran pencernaan untuk masuk ke dalam air tsb.

Beberapa ciri penting suatu mikrob indikator ialah :

1. Terdapat dlm air tercemar dan “nothing” dlm air yg tdk tercemar

2. Terdapat dalam air bila ada patogen

3. Jumlah mikrob indikator berkorelasi dengan kadar polusi

4. Memiliki kemampuan bertahan hidup yg lebih besar drpd patogen

5. Memiliki sifat seragam dan mantap

6. Tidak berbahaya bagi manusia dan hewan

7. Terdapat dalam jumlah yang lebih banyak drpd patogen

8. Mudah dideteksi dengan teknik - teknik laboratorium yang sederhana

Mikrob indikator yang ideal adalah Escherichia coli dan kelompok bakteri koli lainnya.

Bakteri Escherichia coli merupakan bakteri gram negatif yang tahan hidup dalam media yang kekurangan zat gizi (Rahayu, 2000). Susunan dinding sel bakteri gram negatif memiliki struktur dinding sel yang lebih kompleks daripada sel bakteri gram positif. Bakteri gram negatif mengandung sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakarida, dan lemak (Schlegel, 1993). Adanya lapisan-lapisan tersebut mempengaruhi aktivitas kerja dari zat antibakteri. Menurut Escherich (1885) dalam Wikipedia (2008), bakteri E. coli ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Filum : Proteobacteria

Kelas : Gamma Proteobacteria

Ordo : Enterobacteriales

Famili : Enterobacteriaceae

Genus : Escherichia

Bakteri E. coli merupakan organisme yang normal terdapat dalam usus manusia sehingga keberadaannya bukan merupakan masalah. Namun, beberapa strain tertentu dari bakteri ini dapat menimbulkan penyakit seperti diare, muntaber, dan gangguan pencernaan lainnya. Hal ini berkaitan dengan kemampuan strain ini dalam membentuk enterotoksin yang berperan dalam mengeluarkan cairan dan elektrolit (Wikipedia, 2008).

Total E. coli terdiri dari :

1. E. coli yang berasal dari tinja (disebut coli tinja) atau disebut juga coli fecal (baru tercemar tinja).

2. Bakteri-bakteri lain selain E. coli (disebut coliform), seperti : Klebsiella sp., Enterobacter freundii, Aerobacter aerogenes. Atau disebut juga coli nonfecal (pernah tercemar tinja).

Standar analisis air untuk mengetahui bahwa air itu berkualitas baik atau tidak ada 3 tahap uji, yaitu :

1. Uji duga (presumptive test)

Uji ini ditujukan untuk mendeteksi mikroorganisme yang dapat memfermentasi laktosa menghasilkan asam dan gas. Mikroorganisme itu kemudian diduga sebagai bakteri coliform.

2. Uji penguat (confirmed test)

Uji ini melanjutkan tahap 1 yaitu dengan membuat piaraan agar tulang dari piaraan laktosa cair pada media agar selektif dan diferensial yaitu Eosin Methylene Blue Agar (EMBA). Koloni E. coli tampak berwarna hijau metalik, dan disebut sebagai koloni tipikal, tipe lain disebut atipikal.

3. Uji lengkap (completed test)

Uji ini dilakukan pembuatan piaraan cair dalam media laktosa dari koloni tipikal pada media EMBA dengan tujuan mendeteksi mikroorganisme yang diduga E. coli untuk memfermentasi laktosa juga diamati morfologinya.

Medium EMBA merupakan medium diferensial , yaitu medium yang dapat memisahkan antar koloni bakteri yang berbeda dan digunakan sebagai media isolasi dan identifikasi. Medium ini digunakan untuk bakteri coliform (bakteri yang sebagian besar terdiri dari bakteri E. coli), yang salah satunya dapat memfermentasi laktosa, dari koloni yang berwarna biru kehitaman menjadi koloni yang berwarna hijau metalik (Marietta, 2008).

Sebelum dilakukan pengujian hal yang perlu diperhatikan ialah teknik sterilisasi. Sterilisasi yaitu proses atau kegiatan membebaskan suatu bahan atau benda dari semua bentuk kehidupan.

Macam-macam sterilisasi

Pada prinsipnya sterilisasi dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu secara mekanik, fisik dan kimiawi.

1. Sterilisai secara mekanik (filtrasi) menggunakan suatu saringan yang berpori sangat kecil (0.22 mikron atau 0.45 mikron) sehingga mikroba tertahan pada saringan tersebut. Proses ini ditujukan untuk sterilisasi bahan yang peka panas, misal nya larutan enzim dan antibiotik.

2. Sterilisasi secara fisik dapat dilakukan dengan pemanasan & penyinaran.

· Pemanasan

a. Pemijaran (dengan api langsung): membakar alat pada api secara langsung, contoh alat : jarum inokulum, pinset, batang L, dll.

b. Panas kering: sterilisasi dengan oven kira-kira 60-1800C. Sterilisasi panas kering cocok untuk alat yang terbuat dari kaca misalnya erlenmeyer, tabung reaksi dll.

c. Uap air panas: konsep ini mirip dengan mengukus. Bahan yang mengandung air lebih tepat menggungakan metode ini supaya tidak terjadi dehidrasi.

d. Uap air panas bertekanan : menggunalkan autoklaf

· Penyinaran dengan UV

Sinar Ultra Violet juga dapat digunakan untuk proses sterilisasi, misalnya untuk membunuh mikroba yang menempel pada permukaan interior Safety Cabinet dengan disinari lampu UV

3. Sterilisaisi secara kimiawi biasanya menggunakan senyawa desinfektan antara lain alkohol.

Sterilisasi dengan penyaringan (filtrasi)

Sterilisasi dengan penyaringan dilakukan untuk mensterilisasi cairan yagn 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.

Sterilisasi dengan penyaringan dapat dilakukan dengan berbagai cara :

· Non-disposable filtration apparatus

- Disedot dengan pompa vakum

- Volume 20-1000 ml

· Disposable filter cup unit

- Disedot dengan pompa vakum

- Volume 15-1000 ml

· Disposable filtration unit dengan botol penyimpan

- Disedot dengan pompa vakum

- Volume 15-1000 ml

· Syringe filters

- Ditekan seperti jarum suntik

- Volume 1-20 ml

· Spin filters

- Ditekan dengan gaya setrifugasi

- Volume kurang dari 1 ml

Cara kerja menggunakan Non-disposable filtration apparatus

· Sterilkan saringan (dapat menggunakan saringan Bekerfeld, Chamberland Zeitz), membran penyaring (kertas saring) dan erlenmeyer penampung.

· Pasang atau rakit alat-alat tersebut secara aseptis (sesuai gambar), lalu isi corong dengan larutan yang akan disterilkan.

· Hubungkan katup erlenmeyer dengan pompa vakum kemudian hidupkan pompa.

· setelah semua larutan melewati membran filter dan tertampung dierlenmeyer, maka larutan dapat dipindahkan kedalam gelas penampung lain yang sudah steril dan tutup dengan kapas atau aluminium foil yang steril.

Kerja Aseptik diantaranya :

1. Sebelum membuka ruangan atau bagian steril di dalam tabung/cawan/erlenmeyer sebaiknya bagian mulut (bagian yang memungkinkan kontaminan masuk) dibakar/dilewatkan api terlebih dahulu.

2. Pinset, batang L, dll dapat disemprot dengan alkohol terlebih dahulu lalu dibakar.

3. Ujung jarum inokulum yang sudah dipijarkan harus ditunggu dingin dahulu atau dapat ditempelkan tutup cawan bagian dalam untuk mempercepat transfer panas yang terjadi.

4. Usahakan bagian alat yang diharapkan dalam kondisi steril didekatkan ke bagian api.

5. Jika kerja di Safety Cabinet tidak perlu memakai pembakar bunsen tetapi jika di luar Safety Cabinet maka semakin banyak sumber api maka semakin terjamin kondisi aseptisnya

Prinsip cara kerja autoklaf

Seperti yang telah dijelaskan sebagian pada bab pengenalan alat, autoklaf adalah alat untuk memsterilkan berbagai macam alat & bahan yang menggunakan tekanan 15 psi (2 atm) dan suhu 1210C. Untuk cara kerja penggunaan autoklaf telah disampaikan di depan. 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 di ketinggian sama, menggunakan tekanan 15 psi maka air akan memdididh pada suhu 1210C. 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 1210C untuk mendidihkan air. Semua bentuk kehidupan akan mati jika dididihkan pada suhu 1210C 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 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.

            Untuk 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.

            Beberapa media atau bahan yang tidak disterilkan dengan autoklaf adalah :

- Bahan tidak tahan panas seperti serum, vitamin, antibiotik, dan enzim

- Paelarut organik, seperti fenol

- Buffer engan kandungan detergen, seperti SDS