3 Kinetika Inaktivasi Bakteri-1 [PDF]

Citation preview

Dr. Apt. Sugiyartono Apt. Fenita Shoviantari, M.Farm.



Kriteria kematian sel bakteri secara umumdisebabkan oleh :



Hilangnya kemampuan sel untuk reproduksi



Pemanasan menyebabkan kerusakan sel bakteri dalam beberapa tingkat



Bakteri yang rusak dapat mengalami recovery bila berada dalam bahan dengan kadar nutrisi tinggi,



Sasaran Sterilan pada Mikroorganisme : 1. Dinding sel 2. Membran sel 3. Bahan seluler (DNA, RNA) 4. Protein



▪ Semua mikroorganisme mempunyai



membran sel yang tersusun atas lipid dan protein dua lapis (lipid bilayers)



EFEK STERILAN PADA MEMBRAN SEL



▪ Struktur lipid bilayer merupakan



molekul dengan bagian polar (bagian yang larut dalam air, hidroflik) ▪ Fungsi membran memfilter benda



yang akan masuk ke dalam sel



▪ Panas Tinggi dan Bahan surfaktan



dapat merusak membran tersebut.



Molekul surfactan



Lipid bilayers



Sitoplasma



Sitoplasma



Cara kerja surfactan pada membran sel. Kerusakan membran sel membuat kebocoran masuk dan ke luar sel.



▪ Protein merupakan kemponen utama



sel.



EFEK STERILAN PADA PROTEIN



▪ Protein berfungsi bila bentuk



konfigurasi tiga dimensi yang normal (konformasi), contohnya adalah enzim. ▪ Denaturasi protein (akibat panas dan



desinfektan) merubah lipatan bentuk sekunder dan tersier protein, sehingga bentuk kumparan atau tekukannya tidak seperti aslinya.



Bentuk dan ukuran mikroorganisme



Ukuran : 0.5 – 5 um



Filter Bakteri : 0,2 um



k = -1/t. lon Nt/No Log N



k’ tergantung :-suhu



-bioburden α



-kelembaban waktu



-kepekaan mo



SURVIVOR CURVE Log N = α + b.t : N = jumlah mo hidup setelah t α intersep Y dan b D = 1/ slope



Tidak semua m.o. kepekaannya sama terhadap panas Contoh : spora sangat resisten



KONSEP STATISTIK DARI STERILISASI



Secara statistika pembunuhan sel mengikuti kinetika order I : Death Rates :



KONSEP STATISTIK DARI STERILISASI



dN/dt = - k. No



Log



𝑁𝑡 𝑁𝑜



=−



Jika D = Maka: Log



𝑁𝑡 𝑁𝑜



=



𝑘.𝑡 2,303



2,303 𝑘 𝑡 − 𝐷



Nt



= Jumlah MO setelah t



No



= Jumlah MO awal



k



= Konstanta Kecepatan Pembinasaan MO



D



= Decimal Reduction Time



Adalah waktu yang diperlukan untuk membinasakan suatu jenis m.o. hidup menjadi sepersepuluh bagiannya (yang terbunuh 90%) D=



2,303 𝑘



D = sensitifitas mikroorganisme terhadap suhu Harga D tergantung dari : - Jenis M.O



- Lingkungan - Suhu



Suatu suspensi mengandung: - Bakteri A : 3x105 cfu ( D=1,5 menit) - Bakteri B : 8x10 6 cfu ( D =0,8 menit) (masing-masing pada suhu 1210 C. Hitunglah waktu yang diperlukan pemanasan pada suhu 1210 C agar diperoleh hasil akhir : bakteri tersisa yang masih hidup = 1/100 cfu.



Sebelum mengerjakan soal, mohon pahami kembali sifat – sifat logaritma



1.



Suatu suspensi mengandung: - Bakteri A : 3x105 cfu ( D121=1,5 menit)



Bakteri A Diketahui: Nt =



= 10-2 cfu



No= 3x105 cfu D121=1,5 menit



- Bakteri B : 8x10 6 cfu ( D121=0,8 menit)



Ditanya : t=?



(masing-masing pada suhu 1210 C.



Jawab : Log



Hitunglah waktu yang diperlukan pemanasan pada suhu 1210 C agar diperoleh hasil akhir : bakteri tersisa yang masih hidup = 1/100 cfu.



1 𝑐𝑓𝑢 100



Log



𝑁𝑡 = 𝑁𝑜 10−2 3𝑥105



−



𝑡 𝐷



=−



t= 1,5 x Log



𝑡 1,5



3 𝑥 105 10−2



t = 7,3 menit



1.



Tentukan nilai D 250 dari suatu mikroorganisme jika ternyata setelah dipanaskan 10 menit pada suhu 2500 , spora yang bertahan hidup tinggal 30 cfu



Diketahui mikroorganisme awal = 5x106 cfu



Bakteri A Diketahui: Nt =30 cfu No= 5x106 cfu t=10 menit Ditanya : D250=? Jawab : Log Log



𝑁𝑡 = 𝑁𝑜 30 5𝑥106



−



𝑡 𝐷 10 𝐷 5𝑥10 30



=−



D= 10 : Log



Satuan Harga D : - Sterilisasi dengan metode pemanasan, satuan harga D adalah waktu : dalam menit pada suhu yang ditentukan , misal D121°C = 2 menit - Sterilisasi dengan metode radiasi ion dosis yang terabsorbsi dalam Kgy - Sterilisasi dengan metode gas : waktu dalam menit



Nilai Z Adalah kenaikan suhu yang dapat menurunkan harga D sampai 1/10



Contoh: Diketahui bahwa C. Botulinum mempunyai D121 = 0,25 menit dan Z = 100 C Bila bakteri tersebut dipanaskan pada suhu 1310 C maka nilai D akan berubah menjadi 0,025 menit.



HARGA F (Equivalent sterlization time at 1210C) Lama pemanasan ( menit ) pada suhu tertentu untuk memperoleh efektivitas pembunuhan m.o. yang sama dengan pemanasan pada suhu 121° C Fo = waktu yang diperlukan untuk proses sterilisasi pada suhu 121 ° C (sebagai pembanding) Harga F0 untuk sterilisasi uap diharapkan = 8 menit 𝐹𝑜



Rumus 1



F=



Rumus 2



F0 = Ft X 10



121 −𝑇 𝐿𝑜𝑔 𝑍



Ft = daya bunuh pada suhu t T = suhu selain 1210 C



z=10



( T– 121 )/z



Sterilisasi sediaan Injeksi obat X pada suhu 1210 C membutuhkan waktu 8 menit Akan tetapi proses sterilisasi tersebut menyebabkan kerusakan bahan obat X Berapa waktu yang dibutuhkan bila suhunya dirubah menjadi 141 0 C



F0 = Ft x 10 ( t – 121 ) / z F0 = F141 x 10 ( 141 – 121 ) / z 8 = F141 x 10 ( 20 ) /10 8 = F141 x 10 2 F141 = 8 / 100 menit = 0,08 menit = 0,08 x 60 detik = 4,8 detik Catatan : Z untuk spora bakteri = 100 – 150 C Z untuk bakteri bukan pembentuk spora = 40 – 60 C Nilai Z biasanya dipilih = 10



DINDING SEL MEMELIHARA INTEGRITAS STRUKTUR MIKROORGANISME



EFEK STERILAN PADA DINDING SEL



▪ Panas tinggi dan beberapa tipe agen



kimia merusak dinding sel dengan menghambat sintesis, mencerna atau merusak permukaan. ▪ Rusak nya dinding sel akan



menyebabkan kandungan sel , seperti Asam Amino, Nukleotida, Asam Nukleat dan sebagainya, keluar dari sel



Level Sterilitas adalah : probabilitas ditemukannya unit yang tidak steril dalam satu populasi produk obat Level Sterilitas tersebut dikenal dengan : Sterility Assurance Level = SAL



SAL = log 10 dari PNSU (Probability of Non Sterile Unit) Jadi, bila PNSU = 10-6 maka SAL = 6 Tujuan akhir sterilisasi = SAL



SAL = 6 atau PNSU=10-6



atau



Nt = 10-6



Dari 1.000.000 unit sediaan, terdapat 1 unit sediaan yang tidak steril. Dasar perhitungan menggunakan data harga D



STERILITY ASSURANCE LEVEL 10-7



)



10-6



Produk yang disterilkan akhir ( na sterilisasi



10-5 10-4 Produk yang diisikan secara aseptis



10-3 10-2 10-1



Laju kontaminasi pada test sterilitas Kepekaan dari 20 sampel test sterilitas



Pencapaian nilai SAL tergantung pada : 1. Populasi mula-mula m.o. (Bioburden) 2. Resistensi terhadap sterilan (Agen Pembunuh) 3. Jangka waktu kontak dengan sterilan selama proses sterilisasi



BIOBURDEN YANG RENDAH MENJAMIN : 1. Peningkatan pencapaian SAL 2. Angka partikel yang rendah 3. Angka Endotoksin yang rendah 4. Waktu sterilisasi yang pendek



Sediaan injeksi mengandung 1012 bakteri Y per ml



Harga D bakteri tersebut pada suhu 1210 C = 1 min Sediaan disterilkan pada suhu 1210 C selama 10 menit Apakah hasil sterilisasi tersebut memenuhi SAL ? Bagaimana hasilnya bila injeksi tersebut mengandung 10 4 bakteri Y pada awal sterilisasi ?



log Nt = - t No



D



Log Nt = - 10 => 10 12



1



Log Nt – Log 10 12 = -10 Log Nt = - 10 + Log 10 12 Log Nt = -10 + 12 Log Nt = 2 Nt = 102



SAL = -2 => tidak menuhi SAL nya



1.Sterilisasi sediaan Injeksi obat X pada suhu 1210 C membutuhkan waktu 8 menit. Akan tetapi proses sterilisasi tersebut menyebabkan kerusakan bahan obat X. Berapa harga nilai Z jika proses sterilisasi dirubah pada suhu 1510C selama 10 detik? 2. Suatu suspensi mengandung 5x105 cfu bakteri dengan harga D121=2,5 menit Hitunglah waktu yang diperlukan pemanasan pada suhu 1210 C agar diperoleh hasil akhir : bakteri tersisa yang masih hidup = 1/100 cfu 3. Suatu suspensi mengandung 2x105 cfu bakteri dengan harga D121=1,5 menit Berapakah jumlah bakteri yang tersisa jika dilakukan sterilisasi selama 5 menit?