BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Mikroorganisme
yang ada di alam ini mempunyai morfologi, struktur dan sifat-sifat yang khas,
begitu pula dengan bakteri. Bakteri yang hidup hampir tidak berwarna dan
kontras dengan air, dimana sel-sel bakteri tersebut disuspensikan. Salah satu
cara untuk mengamati bentuk sel bakteri sehingga mudah untuk diidentifikasi
ialah dengan metode pengecatan atau pewarnaan. Hal tersebut juga berfungsi
untuk mengetahui sifat fisiologisnya, yaitu mengetahui reaksi dinding sel bakteri
melalui serangkaian pengecatan (Hastowo, 2002).
Mikroorganisme sulit dilihat dengan mikroskop cahaya,
karena tidak mengadsorpsi ataupun membiaskan cahaya. Alasan inilah yang
menyebabkan zat warna digunakan untuk mewarnai mikroorganisme ataupun latar belakangnya.
Zat warna mengadsorpsi dan membiaskan cahaya sehingga kontras mikroorganisme
disekelilingya ditingkatkan. Penggunaan zat warna memungkinkan pengamatan
struktur sel seperti spora dan bahan infeksi yang mengandung zat pati dan
granula fosfat. Pewarnaan yang digunakan untuk melihat salah satu struktur sel
disebut pewarnaan khusus. Sedangkan pewarnaan yang digunakan untuk memilahkan
mikroorganisme disebut pewarnaan diferensial yang memilahkan bakteri menjadi
kelompok gram positif dan gram negatif. Pewarnaan diferensial lainnya ialah
pewarnaan Ziehl Neelsen yang
memilihkan bakterinya menjadi kelompok-kelompok tahan asam dan tidak tahan asam
(Dwidjoseputro,
1994).
Pewarnaan
Gram atau metode Gram adalah salah satu teknik pewarnaan yang
paling penting dan luas yang digunakan untuk mengidentifikasi bakteri. Dalam
proses ini, olesan bakteri yang sudah terfiksasi dikenai larutan-larutan
berikut: zat pewarna kristal violet, larutan yodium, larutan alkohol (bahan
pemucat), dan zat pewarna tandingannya berupa zat warna safranin atau air fuchsin (Hastowo,
2002).
1.2
Tujuan
Adapun
tujuan dilaksanakannya praktikum Pengecatan/Pewarnaan Bakteri ini adalah untuk
mengamati morfologi bakteri, untuk mengamati dan membedakan struktur yang
terdapat dalam sel dan juga untuk membedakan kelompok bakteri berdasarkan
reaksinya terhadap warna yang sekaligus menunjukkan sifat bakteri tersebut,
serta untuk mempelajari pewarnaan spora bakteri.
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1 Pengertian
Pewarnaan Bakteri
Pengenalan bentuk mikroba, kecuali mikroalgae harus dilakukan pewarnaan
terlebih dahulu agar dapat diamati dengan jelas. Tujuan dari pewarnaan adalah
untuk mempermudah pengamatan bentuk sel bakteri, memperluas ukuran jasad,
mengamati struktur dalam dan luar sel bakteri, dan melihat reaksi jasad
terhadap pewarna yang diberikan sehingga sifat fisik atau kimia jasad dapat
diketahui (Hadioetomo, 1991).
Pada umumnya
bakteri bersifat tembus cahaya, hal ini disebabkan karena banyak bakteri yang
tidak mempunyai zat warna (Hastowo, 2002).
Metode
pengecatan pertama kali ditemukan oleh Christian
Gram pada tahun 1884. Dengan metode ini. Bakteri dapat dikelompokkan
menjadi dua yatu, bakteri gram positif dan bakteri gram negatif, yang
didasarkan dari reaksi atau sifat bakteri terhadap cat tersebut. Reaksi atau
sifat bakteri tersebut ditentukan oleh komposisi dinding selnya sehingga
pengecatan gram tidak bisa dilakukan pada mikroorganisme yang tidak mempunyai
dinding sel seperti Mycoplasma sp (Hadioetomo,
1991).
Berhasil
tidaknya suatu pewarnaan sangat ditentukan oleh waktu pemberian warna dan umur
biakan yang diwarnai (umur biakan yang baik adalah 24 jam). Umumnya zat warna
yang digunakan adalah garam-garam yang dibangun oleh ion-ion yang bermuatan
positif dan negatif dimana salah satu ion tersebut berwarna (Hadioetomo. 1991).
2.2
Macam-Macam Pewarnaan Bakteri
Pewarnaan
pada bakteri dibagi menjadi tiga, yaitu :
1.
Pewarnaan Sederhana
Pewarnaan sederhana merupakan teknik pewarnaan yang
paling banyak digunakan. Disebut sederhana karena hanya menggunakan satu jenis
zat warna untuk mewarnai organisme tersebut. Kebanyakan bakteri mudah bereaksi
dengan pewarnaan-pewarnaan sederhana karena sitoplasmanya bersifat basofilik
(suka dengan basa). Zat-zat warna yang digunakan untuk pewarnaan sederhana
umumnya bersifat alkolin. Dengan pewarnaan sederhana dapat mengetahui bentuk
dan rangkaian sel-sel bakteri. Pewarna basa yang biasa digunakan untuk
pewarnaan sederhana ialah metilen biru, kristal violet, dan karbol fuchsin yang mana pewarnaan sederhana
ini dibagi lagi menjadi dua jenis pewarnaan (Dwidjoseputro,
1994).
a.
Pewarnaan Asam
Merupakan pewarnaan yang menggunakan
satu macam zat warna dengan tujuan hanya untuk melihat bentuk sel. Adapun zat
warna yang dipakai dalam pewarnaan positif adalah metilen biru dan air fuchsin (Dwidjoseputro,
1994).
b.
Pewarnaan
Basa
Pewarnaan basa atau negatif merupakan metode pewarnaan
untuk mewarnai bakteri tetapi mewarnai latar belakangnya menjadi hitam gelap.
Pada pewarnaan ini mikroorganisme kelihatan transparan (tembus pandang). Teknik
ini berguna untuk menentukan morfologi dan ukuran sel. Metode ini menggunakan tinta
cina (Dwidjoseputro, 1994).
2.
Pewarnaan Diferensial (Gram)
Pewarnaan gram atau metode gram adalah suatu metode
empiris untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram
positif dan gram negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka.
Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang
mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae. Bakteri gram-negatif
adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode
pewarnaan gram. Bakteri gram positif akan mempertahankan zat warna metil ungu
gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram negatif tidak. Pada
uji pewarnaan gram, suatu pewarna penimbal (counterstain)
ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram negatif menjadi
berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan
kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka (Hastowo,
2002).
Menurut (Hadioetomo, 1991), dalam
pewarnaan gram diperlukan empat reagen yaitu:
a.
Zat warna utama (violet kristal)
b.
Mordan (larutan Iodin) yaitu senyawa
yang digunakan untuk mengintensifkan warna utama. Pencuci/peluntur zat warna
(alkohol/aseton) yaitu solven organic
yang digunakan untuk melunturkan zat warna utama.
c.
Zat warna kedua/cat penutup (safranin)
digunakan untuk mewarnai kembali sel-sel yang telah kehilangan cat utama
setelah perlakuan dengan alkohol.
Bakteri gram negatif memiliki 3 lapisan dinding sel.
Lapisan terluar yaitu lipoposakarida (lipid) kemungkinan tercuci oleh alkohol,
sehingga pada saat diwarnai dengan safranin akan berwarna merah. Bakteri gram
positif memiliki selapis dinding sel berupa peptidoglikan yang tebal. Setelah
pewarnaan dengan kristal violet, pori-pori dinding sel menyempit akibat
dekolorisasi oleh alkohol sehingga dinding sel tetap menahan warna biru (Hadioetomo,
1991).
Sel bakteri gram positif mungkin akan tampak merah
jika waktu dekolorisasi terlalu lama. Sedangkan bakteri gram negatif akan
tampak ungu bila waktu dekolorisasi terlalu pendek (Hadioetomo,
1991).
Pewarnaan Ziehl
Neelsen. Larutan karbol fuchsin
0,3% dituang pada seluruh permukaan sediaan, kemudian dipanaskan diatas nyala
api sampai keluar asap tetapi tidak sampai mendidih atau kering selama 5 menit.
Sediaan kemudian dibiarkan dingin selama 5-7 menit lalu kelebihan zat warna
dibuang dan dicuci dengan air yang mengalir perlahan. Setelah itu larutan asam
alkohol 3% (hydrochloric acid-ethanol)
dituang pada sediaan dan dibiarkan 2-4 menit kemudian dicuci dengan air
mengalir selama 1-3 menit, kelebihan larutan dibuang. Larutan methylene blue 0,1% dituang sampai
menutup seluruh permukaan, dibiarkan 1 menit lalu larutan dibuang dan dicuci
dengan air mengalir (Zaraswati, 2004).
3. Pewarnaan Khusus
Pewarnaan khusus merupakan metode pewarnaan untuk
mewarnai struktur khusus atau tertentu dari bakteri seperti bagian spora,
kapsul, flagel dsb. Contoh pewarnaan khusus: Pewarnaan Endospora anggota dari
genus Clostridium, Desulfomaculatum, dan Bacillus adalah bakteri
yang memproduksi endospora dalam siklus hidupnya. Endospora merupakan bentuk
dorman dari sel vegetatif, sehingga metabolismenya bersifat inaktif dan mampu
bertahan dalam tekanan fisik dan kimia seperti panas, kering, dingin, radiasi,
dan bahan kimia. Tujuan dilakukannya pewarnaan endospora adalah membedakan
endospora dengan sel vegetatif, sehingga pembedaannya tampak jelas. Endospora
tetap dapat dilihat di bawah mikroskop meskipun tanpa pewarnaan dan tampak
sebagai bulatan transparan. Namun jika dengan pewarnaan sederhana, endospora
sulit dibedakan dengan badan inklusi (Hastowo, 2002).
a. Pewarnaan Kapsul
Pewarnaan ini menggunakan larutan kristal violet
panas, lalu larutan tembaga sulfat sebagai pembilasan menghasilkan warna biru
pucat pada kapsul, karena jika pembilasan dengan air dapat melarutkan kapsul.
Garam tembaga juga memberi warna pada latar belakang yang berwana biru gelap (Hastowo,
2002).
b.
Pewarnaan Spora
Dinding spora relatif tidak permeable, namun zat warna bisa menembusnya dengan cara memanaskan preparat
(Hastowo, 2002).
c.
Pewarnaan Flagel
Pewarnaan flagel dengan memberi suspensi koloid garam
asam tanat yang tidak stabil, sehingga terbentuk presipitat tebal pada dinding
sel dan flagel (Hastowo, 2002).
d.
Pewarnaan Nukleoid
Pewarnaan nukleoid menggunakan pewarna fuchsin yang
khusus untuk DNA (Hastowo, 2002).
BAB
III
METODOLOGI
PRAKTIKUM
3.1
Waktu dan Tempat
Praktikum
Mikrobiologi dengan judul Pengecatan/Pewarnaan Bakteri dilaksanakan pada hari
Senin, tanggal 9 Desember 2013 pada pukul 13.20 WIB hingga selesai. Praktikum
ini bertempat di Laboratorium Biologi Institut Agama Islam Negeri (IAIN) Raden
Fatah Palembang.
3.2
Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat
yang digunakan yaitu:
1.
Object
Glass
2.
Tisu
3.
Jarum Ose
4.
Mikroskop
5.
Bunsen
6.
Nampan
7.
Rak dari Kawat
8.
Penaras Air
3.2.2 Bahan
Bahan
yang digunakan yaitu:
1.
Akuades
2.
Metilen
Blue
3.
Gentian
Violet
4.
Larutan Iodium
5.
Alkohol 96%
6.
Larutan Safranin
7.
Bakteri yang akan diuji
3.3.
Cara Kerja
3.3.1
Pewarnaan
sederhana
a.
Pewarnaan
sederhana positif
1)
Bersihkan object glass dengan kapas.
2)
Jika perlu tuliskan
kode atau nama bakteri pada sudut object
glass.
3)
Bila menggunakan biakan
cair pindahkan setetes biakan dengan pipet tetes atau dapat juga dipindahkan
dengan jarum inokulum. Jangan lupa biakan dikocok terlebih dahulu. Jika
digunakan biakan padat, maka biakan dipindahkan dengan jarum inokulum, satu
ulasan saja kemudian diberi aquades dan disebarkan supaya sel merata.
4)
Keringkan ulasan
tersebut sambil memfiksasinya dengan api bunsen (lewatkan pada api 2-3 kali).
5)
Setelah benar-benar
kering dan tersebar selanjutnya ditetesi dengan pewarna (dapat digunakan methylen blue, safranin, crystal violet) dan
tunggu kurang lebih 30 detik.
6)
Cuci dengan aquades
kemudian keringkan dengan kertas tisu.
7)
Periksa dengan
mikroskop (perbesaran 100 x 10).
b.
Pewarnaan
sederhana negatif
1) Ambil
dua object glass, teteskan nigrosin atau tinta cina diujung kanan
salah satu object glass.
2) Biakan
diambil lalu diulaskan atau diteteskan dalam tetesan nitrogen tadi, lalu
dicampurkan.
3) Tempelkan
sisi object glass yang lain kemudian
gesekkan kesamping kiri.
4) Biarkan
preparat mengering diudara, jangan difiksasi atau dipanaskan diatas api.
3.3.2
Pewarnaan
gram
Cara
kerja
|
Hasil
atau dampak
|
Buat
preparat ulas (smear) yang telah
difiksasi dari bakteri gram positif misal Bacillus
subtilis dan gram negatif misal Escherichia coli.
|
Sel
bakteri tertempel pada permukaan kaca (object
glass).
|
Teteskan
kristal violet sebagai pewarna utama pada kedua preparat, usahakan semua
ulasan terwarnai dan tunggu selama lebih kurang 1 menit.
|
Kristal
ungu akan mewarnai seluruh permukaan bakteri gram positif dan gram negatif.
|
Cuci
dengan aquades mengalir.
|
|
Teteskan
mordan (lugol’s iodin) lalu tunggu
kurang lebih 1 menit.
|
Adanya
lugol’s iodin menyebabkan adanya
ikatan CV dengan iodin yang akan meningkatkan afinitas pengikatan
zat warna oleh bakteri. Pada gram positif
dapat terbentuk CV iodin ribonukleat pada dinding sel.
|
Cuci
dengan aquades mengalir.
|
|
Beri
larutan pemucat (alkohol 96%/aseton) setetes demi setetes sehingga etanol
yang jatuh berwarna jernih. Jangan sampai terlalu banyak (overdecolorize)
|
Penetesan
etanol absolut menyebabkan terbentuknya pori-pori pada gram negatif yang
memiliki banyak lapisan lemak (lipid larut dalam etanol), sehingga CV-iodine akan lepas dari permukaan sel
gram negatif, sedangkan pada gram positif CV-iodin tetap menempel pada dinding sel, sel gram negatif menjadi
bening.
|
Cuci
dengan aquades mengalir.
|
|
Teteskan
counterstain (safranin) dan tunggu
selama kurang lebih 45 detik.
|
Safranin
akan mewarnai sel gram negatif menjadi berwarna merah, sedangkan gram positif
tidak terpengaruh. Counterstain hanya
berfungsi sebagai pengontras saja.
|
Cuci
dengan aquades mengalir.
|
|
Keringkan
preparat dengan kertas tisu yang ditempelkan disisi ulasan (jangan sampai
merusak ulasan) lalu biarkan mengering diudara.
|
|
3.3.3
Pewarnaan
Spora
a.
Sediakan object glass yang bersih, lalu fiksasi.
b.
Teteskan setetes aquades
steril diatas kaca object glass
tersebut.
c.
Ambil bakteri yang akan
diuji dengan menggunakan jarum ose (inokulasi), lalu letakkan diatas tetesan
aquades itu, ratakan pelan-pelan.
d.
Ambil object glass yang lainnya yang bersih,
lalu letakkan diatas object glass
sediaan tersebut sehingga membentuk sudut 450.
e.
Geser object glass, sehingga sediaan menjadi
tipis dan merata, biarkan hingga kering
f.
Fiksasi dengan cara
melewatkan sediaan diatas nyala api bunsen dengan cepat.
g.
Teteskan larutan hijau
metalik diatas apusan bakteri tersebut, lalu panskan diatas uap air mendidih
selama 5 menit. Jagalah jangan sampai apusan mengering, jika mengering
tambahkan kembali larutan hijau metalik.
h.
Cuci dengan air
mengalir.
i.
Teteskan dengan larutan
safranin pada apusan sehingga seluruh apusan tertutup biarkan selama 1-2 menit.
j.
Cuci dengan air
mengalir, lalu keringkan dengan menggunakan kertas hisap atau tisu.
k.
Amati dengan menggunakan
mikroskop dengan minyak imersi. Sel vegetatif akan berwarna merah muda dan
spora akan berwarna hijau.
l.
Gambar sel dengan
sporanya.
BAB
IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Bentuk
|
Warna
|
Gambar
|
Batang/Basil
|
Ungu
|
Bacillus
subtilis
(Gram Positif)
|
Bulat
|
Merah Muda
|
Serratia
marcescens
(Gram Negatif)
|
4.2 Pembahasan
Pewarnaan gram merupakan pewarnaan yang digunakan
untuk mengelompokan bakteri gram positif dan gram negatif. Bakteri gram positif
akan mempertahankan zat warna kristal violet dan akan tampak berwarna ungu tua
di bawah mikroskop. Adapun bakteri gram negatif akan kehilangan zat warna kristal
violet setelah dicuci dengan alkohol, dan sewaktu diberi zat pewarna air fuchsin atau safranin akan tampak
berwarna merah. Perbedaan zat warna ini disebabkan oleh perbedaan dalam
struktur kimiawi dinding selnya. Pewarna yang digunakan dalam pewarnaan gram
antara lain: kristal violet, alkohol, safranin, dan iodin (Lay, 1994).
Fuchsin
carbon, merupakan campuran fuchsin fenol dan dasar yang digunakan dalam prosedur pewarnaan
bakteri. Hal ini umumnya digunakan dalam pewarnaan mikrobateria karena memiliki
ketertarikan untuk asam mycolic yang
ditemukan di dinding sel mikroba, carbol
fuchsin juga digunakan sebagai antiseptik tropikal (Lay, 1994).
Crystal violet atau
ungu gentian digunakan sebagai histologis noda dalam metode gram klasifikasi
bakteri. Crystal violet memiliki
sifat sifat anti bakteri, jamur dan obat cacing, dan sebelumnya penting sebagai
antiseptik topikal (Pelczar, 1986).
Nigrosin adalah campuran dari pewarna sintesis hitam
yang dibuat dengan memanaskan campuran nitrobenzena, anilin, dan hidroklorida.
Industri utamanya adalah sebagai pewarna untuk lak, pernis, dan tinta penanda
pena. Didalam biologi, nigrosin digunakan untuk pewarnaan negatif bakteri.
Bentuk dan organisme yang terlihat sebagai warna bebas menguraikan terhadap
latar belakang gelap. Keuntungan dari menggunakan metode ini daripada noda
positif biasa seperti fuchsin,
metilen blue, atau carbol, ialah bahwa fiksasi sebelumnya
oleh panas atau alkohol tidak diperlukan sehingga organisme terlihat. Selain
itu pewarnaan negatif dengan nigrosin dapat mengungkapkan beberapa
mikroorganisme yang tidak dapat diwarnai dengan metode biasa (Lay, 1994).
Lugol’s
yodium, juga dikenal sebagai solusi lugol, merupakan solusi
dari iodium dan iodida dalam air. Larutan iodium lugol digunakan sebagai
antiseptik dan desinfektan, dan untuk desinfikasi darurat air minum, dan
sebagai reagen untuk deteksi pasti di dalam laboratorium, pewarnaan dan tes
medis (Dwidjoseputro, 1994).
Safranin dalah noda biologis yang digunakan dalam
histologi dan sitologi. Safranin digunakan sebagai conterstain dalam beberapa protokol pewarnaan. Persiapan safranin
komersial sering mengandung campuran dari kedua jenis. Safranin juga digunakan
sebagai indikator redok dalam kimia analitik (Dwidjoseputro, 1994).
Fiksasi adalah suatu metode persiapan untuk menyiapkan
suatu sampel agar tampak realistik dengan menggunakan grutaldehid dengan proses
pembakaran. Fiksasi bertujuan untuk mematikan bakteri dan melekatkan sel
bakteri pada objek glass tanpa merusak struktur selnya (Lay, 1994).
Pada praktikum kali ini para praktikan
menggunakan larutan pewarnaan yang telah jadi, namun tetap harus diketahui
bagaimana cara pembuatan larutan pewarnaan secara manual. Untuk larutan kristal
violet sebanyak 100 gram, dibutuhkan alkohol
sebanyak 20 ml, amonium oksalat 0,8 gram, dan aquades 80 ml yang
kemudian harus di homogenkan menggunakan hot plate. Lalu untuk larutan lugol
komposisinya yaitu iodium sebanyak 3 gram, kalium iodin 0,6 gram, dan aquades
100 ml, yang kemudian juga dihomogenkan terlebih dahulu mnggunakan hot plate.
Larutan ketiga yaitu aseton alkohol yang merupakan campuran dari aseton
sebanyak 30% dan alkohol sebanyak 70%, campuran larutan ini tidak perlu di homogen
kan menggunakan hot plate, karena mereka sudah sama-sama homogen. Larutan yang
terakhir yaitu safranin, untuk larutan ini digunakan safranin serbuk sebanyak
0,5 gram, etanol 10 ml, dan aquades 100 ml, yang selanjutnya di homogenkan
menggunakan hot plate.
Pada praktkum di dapati hasil bahwa pada
pewarnaan bakteri Bacillus subtilis
dengan pengamatan mikroskop pada perbesaran 4x10 bentuk bakterinya
basil/batang, lalu warna yang tetap menempel adalah warna ungu, sehingga
diketahui bahwa Bacillus subtilis merupakan
gram positif. Sedangkan pada bakteri Serratia
marcescens yang diamati dengan mikroskop pada perbesaran 4x10 juga, bakteri
berbentuk bulat/kokus dan tetap mempertahankan warna merah muda, yang berarti Serratia marcescens merupakan gram
negatif.
Hal ini diperkuat
oleh (Pelczar, 1986). Beberapa perbedaan sifat yang dapat dijumpai antara
bakteri gram positif dan bakteri gram negatif yaitu bakteri gram-positif
adalah bakteri
yang mempertahankan zat warna metil ungu
sewaktu proses pewarnaan gram. Bakteri jenis ini akan berwarna
biru atau ungu dibawah mikroskop, sedangkan bakteri gram-negatif akan berwarna merah atau merah muda. Perbedaan
klasifikasi antara kedua jenis bakteri ini terutama didasarkan
pada perbedaan struktur dinding sel bakteri.
Menurut
(Lay, 1994). Bakteri gram-negatif tidak mempertahankan zat warna metil ungu
pada metode pewarnaan gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan warna ungu gelap setelah dicuci
dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif
tidak. Pada uji pewarnaan gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil
ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau
merah muda.