I. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Perkembangan yang sangat pesat dalam bidang rekayasa elektronika baik secara perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software) telah memberi andil besar untuk pengembangan penelitian ilmiah di bidang lain. Salah satunya ialah pengembangan penelitian mengenai bioteknologi dan rekayasa biologi (bio-engineering).
Escherichia coli merupakan bakteri yang mudah ditemukan dalam keseharian kita. Seperti layaknya mikroorganisme lainnya, tumbuh kembang bakteri Escherichia coli tidak terlepas dari faktor lingkungan di sekitarnya (seperti suhu, radiasi gelombang elektromagnetik, tekanan, kadar pH, dan sebagainya) baik secara langsung maupun tidak langsung. Salah satu yang menarik ialah penelitian mengenai efek gelombang bunyi terhadap pertumbuhan (viabilitas) bakteri.
Penelitian tentang pengaruh gelombang bunyi terhadap pertumbuhan bakteri telah banyak dilakukan dalam jangkah (range) ultrasonik.
2
Penelitian yang pernah dilakukan pada susu segar membuktikan bahwa terjadi reduksi pertumbuhan mikroba pada sampel susu yang diberi perlakuan ultrasonikasi dibandingkan dengan sampel kontrol.[1][2] Namun, untuk jangkah audiosonik (20 Hz sampai 20 kHz) masih jarang dilakukan. Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan di Universitas Indonesia (UI), bunyi audiosonik yang dihasilkan menggunakan suatu divais yang disebut sonikator dengan metode kontak langsung antara sumber bunyi (sonicator probe) dengan media cair yang berisi suspensi bakteri. Hasilnya ialah terjadi penurunan viabilitas dari Escherichia coli pada frekuensi bunyi 7 kHz.[3]
Perlakuan dengan menggunakan sonikator (metode kontak langsung) dirasa kurang memuaskan jika tidak dilengkapi dengan metode tak kontak langsung. Mengingat bunyi di lingkungan bebas (keadaan non-lab) yang mungkin memengaruhi viabilitas bakteri banyak terjadi secara tak kontak langsung. Penelitian semacam ini pernah dilakukan di Universitas Malaysia Sabah (UMS) yang dirilis jurnalnya pada Maret 2009. Hasil yang didapat ialah terjadi kenaikan pertumbuhan koloni E. coli pada frekuensi bunyi 5 kHz.[4]
Kedua metode yang berbeda ini kemudian diadaptasi dan dimodifikasi pada beberapa parameternya. Dalam bidang rekayasa (engineering) diwujudkan
perangkat-perangkat
pembangkit
frekuensi
pengolahan sinyal. Karena itu penelitian ini dilakukan.
maupun
3
1.2.
Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah membuat ulang (remake) bilik akustik (acoustic chamber) seperti yang pernah dipakai pada penelitian terdahulu di Universitas Malaysia Sabah (UMS). Dengan penambahan software dan hardware penunjang yang dapat lebih memudahkan pengoperasian sinyal dan penghitungan daya bunyinya.
1.3.
Manfaat Penelitian Manfaat yang didapat dari penelitian ini adalah : 1. Sebagai kontribusi di bidang ilmiah mengenai hubungan antara pajanan gelombang mekanik dengan jangkah frekuensi audiosonik terhadap mikroorganisme. 2. Sebagai sumber acuan baru dan bahan pertimbangan ilmiah baik dari bidang fisika, biologi, maupun medis apabila ingin melakukan penelitian serupa. 3. Sebagai pilot project penelitian mengenai pengaruh bunyi audiosonik terhadap organisme hidup di lingkungan Universitas Lampung. 4. Memotivasi mahasiswa maupun peneliti lain yang mempunyai dasar keilmuan di bidang rekayasa (engineering) untuk melakukan penelitian sejenis.
4
1.4.
Rumusan Masalah Perumusan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Bagaimana memodifikasi bentuk gelombang bunyi menggunakan software. 2. Bagaimana
membangkitkan
gelombang
bunyi
dengan
piranti
elektronika. 3. Bagaimana cara memberikan pajanan gelombang bunyi ke sampel mikroorganisme. 4. Bagaimana mengetahui adanya perubahan yang berarti pada viabilitas mikroorganisme sebagai bukti langsung adanya pengaruh frekuensi bunyi audiosonik pada mikroorganisme.
1.5.
Batasan Masalah Batasan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Spektrum gelombang bunyi yang digunakan ialah pada jangkah (range) audiosonik, yaitu dari 1 kHz sampai 10 kHz. 2. Besar amplitudo bunyi yang dibangkitkan berada pada skala datar (flat-scale) untuk semua spektrum (1 kHz sampai 10 kHz). 3. Mikroorganisme yang digunakan ialah Escherichia coli. 4. Parameter ukur yang dipakai ialah nilai frekuensi (Hz), intensitas (dB), lamanya pancaran (durasi), serta jumlah sel mikroorganisme (sel/ml). 5. Hanya menggunakan gelombang sinus.
5
1.6.
Riwayat Penelitian Berikut ini ialah riwayat penelitian serupa yang pernah dilaksanakan di beberapa universitas yang dapat dijadikan acuan dalam penelitian ini :
Tabel 1.1 Riwayat Penelitian
No.
1.7.
Nama - NPM
Tahun
Judul Perancangan Dan Realisasi Alat Reduksi Total Mikroba Dalam Susu Segar Menggunakan Gelombang Ultrasonik Berbasis Mikrokontroller ATMEL 89C52 Efek Frekuensi Suara Dalam Rentang Audiosonik Secara Berseling Terhadap Viabilitas Escherichia coli. Pengaruh Durasi Frekuensi Suara Dalam Rentang Audiosonik Secara Berseling Terhadap Viabilitas Escherichia coli. Experimental Invetigation on The Effects of Audible Sounds to The Growth of Escherichia coli.
1.
Hutria Indah Sari 0015031007
2006
2.
Naldo Sofian 0806451473
2011
3.
Angela Marcellina 0806451284
2011
4.
Joanna Cho Lee Ying; Jedol Dayou; Chong Kim Phin.
2009
Perguruan Tinggi Universitas Lampung
Universitas Indonesia
Universitas Indonesia
Universitas Malaysia Sabah
Hipotesis Pemberian pajanan frekuensi bunyi pada jangkah audiosonik yang diadaptasi dan dimodifikasi dari metode pada penelitian di Universitas Malaysia Sabah (UMS) diduga dapat memudahkan peneliti dalam pengoperasian dan melakukan perhitungan daya bunyi yang dipancarkan pada sampel mikroba.
6
1.8
Sistematika Penulisan Sistematika penulisan penelitian ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Berisikan tentang latar belakang, tujuan, manfaat penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, riwayat penelitian, hipotesis, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Berisikan tentang literatur mengenai fenomena bunyi dari sudut pandang fisika, penguat daya audio, bakteri Escherichia coli, faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan Escherichia coli, dan rangkuman dari beberapa penelitian terdahulu yang sejenis. BAB III METODE PENELITIAN Berisikan tentang prosedur penggunaan perangkat lunak (software) yang dipakai saat penelitian, perancangan sistem elektronik, perancangan bilik akustik, prosedur sterilisasi, pembuatan biakan murni Escherichia coli, prosedur sonikasi, cara penghitungan koloni bakteri, dan peremajaan kembali sampel bakteri Escherichia coli. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Berisikan tentang data pengujian catu daya, data pengujian tanggapan penguat daya audio terhadap bentuk-bentuk sinyal, data hasil sonikasi, dan hasil perbandingan data penelitian ini dengan penelitian terdahulu. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisikan tentang kesimpulan dari hasil pembahasan data dan saran tentang penelitian ini agar lebih baik lagi untuk penelitian selanjutnya.
