4 Teknik Dasar Pewarnaan Sel Bakteri Beserta Penjelasannya

Ilmu mikrobiologi mempelajari seluk-beluk kehidupan makhluk hidup tak kasat mata yang disebut mikroorganisme. Mikroorganisme ada banyak jenisnya, baik dari kelompok bakteri, amoeba, virus, jamur, dan protista. Dengan mempelajari mikroorganisme akan memudahkan dalam mengetahui sifat-sifat, manfaat dan dampak negatif yang ditimbukannya.

Pertama kali yang dilakukan saat mempelajari mikroorganisme adalah dengan mengamati bentuk morfologinya, contohnya adalah morfologi bakteri. Sel bakteri secara alami mempunyai morfologi dan sifat-sifat khas yang menarik untuk dipelajari. Dinding sel bakteri mempunyai warna jernih atau transparan dan hampir sama dengan warna air dilingkungannya. Sehingga apabila diamati dibawah mikroskop cahaya akan sulit dikenali dan dibedakan. Perlu dilakukan pewarnaan sel agar dapat mengamatinya secara jelas. 

{tocify} $title={Daftar isi}

A. Prinsip Pewarnaan Sel Bakteri

Cara yang paling mudah agar bakeri dapat diamati dengan jelas adalah dengan melakukan pewarnaan sel / staining. Pewarnaan sel bakteri dilakukan menggunakan zat warna khusus dari bahan kimia yang mampu mewarnai dinding sel dan bagian-bagiannya. Pewarnaan ini akan meningkatkan nilai kontras antara sel bakteri dengan lingkungan sehingga akan mudah untuk diamati. Dalam praktiknya pewarnaan sel bakteri mempunyai beberapa keuntungan diantaranya adalah:

1. Memudahkan mengamati penampakan morfologi bakteri secara jelas meliputi bentuk dan ukuran sel. Sel bakteri yang berwarna kontras akan menampilkan bentuk sel yang khas seperti bentuk basil / batang, kokus / bulat, spiral, spiroseta, filamen, oval dll.
2. Memudahkan mengidentifikasi bagian-bagian struktural sel bakteri, seperti ada tidaknya rambut halus / fili, ekor cambuk / flagella, endospora dll.
3. Memudahkan dalam mengetahui jenis bakteri melalui sifat-sifat dinding sel. Contohnya bakteri berjenis Gram positif (+), Gram negatif (-), bakteri tahan asam dll.

 

B. Macam-Macam Teknik Pewarnaan Sel Bakteri

Secara umum terdapat 4 teknik dasar dalam melakukan pewarnaan sel bakteri, yaitu berdasarkan jenis zat warna yang digunakan dan tujuan melakukan pewarnaan. Ke empat teknik dasar tersebut adalah teknik pewarnaan sederhana, pewarnaan diferensial, pewarnaan negatif dan pewarnaan struktural

1. Teknik Pewarnaan Sederhana

Sesuai dengan penamaannya, pewarnaan sederhana adalah teknik pewarnaan sel bakteri yang hanya menggunakan satu jenis pewarna atau disebut pewarna tunggal. Tujuan dari melakukan pewarnaan sederhana adalah untuk menggambarkan secara jelas bentuk sel bakteri.

Zat warna yang digunakan dalam pewarnaan sederhana biasanya bersifat basa / alkali. Sifat basa memiliki muatan positif (+) dan akan mudah berikatan dengan dinding sel bakteri yang bermuatan negatif (-). 

Contoh jenis zat warna yang biasa digunakan dalam melakukan teknik pewarnaan sederhana adalah Methylene Blue, Crystal Violet dan Carbol Fuchsin. Sedangkan prosedur pewarnaan sederhana untuk mewarnai sel bakteri dapat dilihat pada artikel berikut ini: https://www.microbeholic.com/2020/10/pewarnaan-sederhana-prinsip-dan-prosedur-pewarnaan.html

2. Teknik Pewarnaan Diferensial

Pewarnaan diferensial atau pewarnaan pembeda adalah teknik pewarnaan sel bakteri yang digunakan untuk membedakan tipe sel bakteri atau bagian-bagian sel lainnya. Zat warna yang digunakan biasanya lebih dari satu jenis dengan sifat yang berbeda. Reagen-reagen khusus juga digunakan untuk  mendukung proses pewarnaan. 

Berdasarkan tujuan penggunaannya, pewarnaan diferensial dibedakan menjadi 3 yaitu pewarnaan Gram, pewarnaan Bakteri Tahan Asam, dan pewarnaan Spora Bakteri. 

a. Pewarnaan Gram

Pewarnaan Gram merupakan teknik pewarnaan yang digunakan untuk membedakan tipe sel bakteri berdasarkan sifat kimiawi dan fisik dinding sel. Metode pewarnaan ini ditemukan pada tahun 1884 oleh seorang ahli mikrobiologi Denmark yang bernama Hans Christian Gram untuk membedakan bakteri Pneumococcus dan Klebsiella pneumoniae. Sehingga nama Gram diabadikan menjadi nama teknik pewarnaan ini.

Dinding sel bakteri mengandung komponen berupa peptidoglikan yang menjadi target pewarnaan. Diantara kelompok bakteri mempunyai perbedaan komposisi peptidoglikan, ada yang tebal dan tipis. Perbedaan ini akan mengelompokkan bakteri menjadi 2 kelompok utama, yaitu kelompok bakteri Gram positif (+) dan Gram negatif (-).

Zat warna yang digunakan pada pewarnaan Gram adalah berupa Crystal Violet dan Safranin. Crystal Violet akan memberi warna ungu pada sel bakteri Gram Prosistif, sedangkan Safranin akan memberi warna merah pada sel bakteri Gram Negatif setelah diamati di bawah mikroskop.

Prosedur pewarnaan Gram untuk membedakan sel bakteri Gram Positif dan Gram Negatif dapat dilihat pada artikel berikut ini: https://www.microbeholic.com/2020/08/pewarnaan-gram-prinsip-dan-prosedur-pewarnaan.html

b. Pewarnaan Bakteri Tahan Asam (Acid-Fast Staining)

Pewarnaan Bakteri Tahan Asam dikembangkan untuk membedakan 2 tipe bakteri Gram positif berdasarkan ada tidaknya struktur asam mikolat dalam dinding sel. Zat warna utama yang digunakan adalah Carbolfuchsin yang bersifat asam. Carbolfuchsin melalui pemanasan akan diserap oleh struktur asam mikolat, dan akan sangat sulit untuk dilunturkan walaupun menggunakan peluntur kuat seperti asam-alkohol. Sehingga teknik ini dinamakan pewarnaan Bakteri Tahan Asam.

Ada 2 perbedaan metode teknik pewarnaan bakteri tahan asam yaitu yang teknik Ziehl-Neelsen dan teknik Kinyoun. Teknik yang sering digunakan adalah Ziehl-Neelson, yang sering digunakan untuk mengkarakterisasi bakteri Mycobacterium tuberculosis penyebab tuberkulosis / TBC.

Prosedur pewarnaan bakteri tahan asam bakteri dapat dilihat pada artikel berikut ini: https://www.microbeholic.com/2022/09/prinsip-dan-prosedur-melakukan-pewarnaan-bakteri-tahan-asam.html

c. Pewarnaan Endospora Bakteri

Endospora adalah bagian struktur pada dinding sel bakteri yang terbentuk pada saat sporulasi. Sporulasi endospora terjadi ketika bakteri berada pada kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Endospora akan melindungi bakteri dari panas yang tinggi, zat kimia berbahaya dan radiasi agar tetap bertahan hidup.

Endospora hanya dimiliki oleh spesies bakteri tertentu, contohnya Bacillus dan Clostridium. Endospora dapat dideteksi menggunakan teknik pewarnaan Endospora. Metode pewarnaan endospora ada beberapa macam, namun yang sering digunakan adalah metode Schaeffer-Fulton. 

Zat warna utama yang digunakan pada pewarnaan endospora adalah  Malachite Green (hijau) yang mampu terpenetrasi kedalam struktur endospora bakteri dan mewarnainya. Zat warna sekunder berupa safranin (merah) juga digunakan untuk memberi warna pembanding pada struktur dinding sel yang tidak membentuk endospora.

Prosedur pewarnaan endospora bakteri dapat dilihat pada artikel berikut ini: https://www.microbeholic.com/2020/10/pewarnaan-endospora-prinsip-dan-prosedur-pewarnaan.html

3. Teknik Pewarnaan Negatif

Pewarnaan negatif adalah teknik pewarnaan sel bakteri yang hanya menggunakan 1 jenis pewarna. Zat warna yang digunakan tidak mewarnai sel bakteri secara langsung, namun untuk mewarnai latar/lingkungan sel. Sel bakteri akan tampak bening transparan dengan latar/lingkungan yang tampak gelap setelah diamati di bawah mikroskop. Hal ini karena zat pewarna yang digunakan bersifat asam sehingga tidak dapat berikatan dengan dinding sel bakteri.

Teknik pewarnaan negatif biasanya digunakan untuk mengetahui bentuk morfologi dan ukuran sel. Teknik ini dapat digunakan untuk mewarnasi sel bakteri yang masih hidup tanpa harus dimatikan terlebih dahulu. Contoh zat pewarna negatif yang sering digunakan adalah Eosin dan Nigrosin atau disebut juga tinta India.

4. Pewarnaan Struktural

Pewarnaan struktural adalah suatu teknik khusus untuk mewarnai bagian-bagian tertentu pada sel bakteri. Contoh pewarnaan struktural adalan pewarnaan flagella bakteri dan kapsul bakteri. 

a. Pewarnaan Flagella Bakteri

Flagella atau buku cambuk adalah alat gerak yang dimiliki oleh beberapa spesies bakteri. Untuk mengamati flagella diperlukan pewarnaan menggunakan zat pewarna khusus falagella, karena flagella bakteri berukuran yang sangat kecil dan tipis untuk diamati secara langsung dengan mikroskop.

Reagen atau zat kimia yang digunakan dalam pewarnaan flagella bakteri adalah berupa zat Mordan seperti Tannic Acid atau juga dapat menggunakan Potassium alum dan zat pewarnanya adalah Pararosaniline atau pewarna Fuchsin dasar.

Prosedur pewarnaan flagela bakteri dapat dilihat pada artikel berikut ini: https://www.microbeholic.com/2022/09/pewarnaan-flagela-bakteri.html 

b. Pewarnaan Kapsul Bakteri

Kapsul adalah suatu struktur yang melindungi sel bakteri dan yeast. Kapsul hanya ditemui pada sel bakteri patogen yang dapat menyebabkan penyakit. Pewarnaan kapsul bakteri digunakan sebagai langkah klinis untu mendiagnosis suatu agensia penyabab penyakit.

Untuk dapat mengamati kapsul sel bakteri diperlukan teknik pewarnaan khusus dan zat pewarna khusus. Kapsul sel bakteri sebenarnya tidak dapat menyerap zat pewarna yang diberikan. Zat pewarna yang digunakan dalam teknik juga sama yaitu Nigrosin atau tinta India. 

Zat pewarna yang digunakan ditujukan hanya untuk mewarnai latar/lingkungan sel. Teknik ini mirip seperti pada pewarnaan negatif, namun bedanya dalam pewarnaan kapsul bakteri tidak perlu dilakuakn fiksasi pemanasan untuk membunuh bakteri.

C. Sumber & Referensi

• Dwidjoseputro. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Djambatan: Jakarta. 
• Madigan, M.T., Martinko, J.M., Bender, K.S., Buckley, D.H and Stahl, D.A. 2015. Brock Biology of Microorganism 14 th edition. Pearson Education, US. 
• Pelczar, M.J dan Chan, E.C.S. 2008. Dasar-Dasar Mikrobiologi. UI Press: Jakarta.

Follow

MicrobeHolic Situs berbagi ilmu Biologi dan Mikrobiologi. Silahkan follow situs ini untuk mendapatkan update terbaru.

Share this post