CFU dan MPN adalah satuan yang asal perhitungannya terpisah walaupun menggambarkan tujuan yang sama yaitu memperkirakan jumlah sel yang sebenarnya. Kedua satuan ini tidak berhubungan langsung. Artinya adalah tidak selalu x CFU/mL adalah x MPN/mL walaupun data antara CFU/mL dan MPN/mL menunjukkan korelasi positif.

1. Perbandingan antara MPN dan CFU

Berikut adalah beberapa hasil perbandingan antara metode hitungan cawan (spread/pour plate pada media agar selektif atau membran filtrasi) dan metode fermentasi tabung berseri/MPN yang diambil dari beberapa publikasi penelitian sebelumnya.

Hildebrandt dan Schott (2001) melaporkan bahwa metode MPN menghasilkan data positif Listeria spp. dan L.monocytgenes lebih banyak dibandingkan dengan metode hitungan cawan sehingga dapat disimpulkan bahwa MPN lebih sensitif dibanding CFU dalam uji Listeria. Namun metode hitungan cawan lebih dipilih digunakan secara rutin karena memiliki produktivitas yang sedikit lebih baik dan variasi hasil lebih kecil. meskipun begitu metode MPN dapat dipilih untuk studi epidemiologi karena memiliki detection limit (LOD) yang jauh lebih rendah dibanding hitungan cawan yaitu sekitar 66 % dari batas deteksi hitungan cawan (hal. 453).

Paulsen et al. (2008) menyatakan bahwa metode MPN (terotomatisasi) menghasilkan data rata-rata lebih rendah dibandingkan hitungan cawan dengan metode yang bersumber dari ISO dan hitungan cawan dengan petrifilm untuk menghitung kelompok Enterobacteiaceae. Jadi dapat disimpulkan bahwa metode hitungan cawan lebih banyak mendeteksi Enterobacteiaceae (lebih sensitif) daripada MPN (hal. 376). Cho et al. (2010) menyebutkan bahwa hasil perhitungan E. coli dalam menentukan kualitas air menggunakan metode MPN menghasilkan konsentrasi lebih besar dibanding hitungan cawan. Namun berbeda dengan perhitungan Enterococci yang menghasilkan metode MPN lebih rendah daripada hitungan cawan (hal. 846).

Kodaka et al. (2006) telah membuktikan bahwa metode hitungan cawan dengan penanaman pada dry rehydratable film media (Compact Dry) tidak memiliki variasi/perbedaan yang signifikan jika dibandingkan dengan metode MPN yang bersumber dari AOAC untuk menguji bakteri Coliform pada daging mentah (hal. 115). Curiale et al. (1991) menyatakan bahwa metode penanaman pada dry rehydratable film mempunyai tingkat reprodusibilitas dan repeatabilitas yang sama atau lebih baik jika dibandingkan dengan metode MPN yang bersumber dari AOAC untuk menghitung Coliform dan E.coli. Penelitian ini dilakukan pada berbagai sampel pangan yang diuji oleh 14 laboratorium dalam rangka studi kolaboratif untuk mengadopsi metode ini menjadi metode resmi AOAC (hal. 635).

Prosedur MPN mempunyai tingkat keberagaman (variable) data lebih besar dibandingkan dengan hitungan cawan menggunakan membran filtrasi untuk menganalisis jumlah Coliform sehingga metode MPN menghasilkan jumlah rata-rata Coliform lebih besar daripada metode hitungan cawan. Keberagaman tersebut tidak ditentukan oleh kesalahan analis (human error) tetapi lebih dipengaruhi oleh dasar perhitungan metode MPN yaitu probabilitas (Gronewold dan Wolpert, 2010, hal. 3327).

Pada analisis perhitungan bakteri rumen didapatkan data rata-rata jumlah bakteri rumen (pemfermentasi xylane, starch dan pectin) cenderung sama antara metode CFU maupun MPN. Namun metode hitungan cawan memberikan variabel yang lebih kecil yaitu antara 4-5 kali dari metode MPN sehingga nilai CFU memberikan presisi data yang lebih baik (Kajikawa et al., 1990, hal. 810).

Wohlsen et al. (2006) telah melakukan perbandingan berbagai metode resmi untuk mengevaluasi setiap metodenya. Metode-metode yang diuji adalah spread dan pour plate (standard plate count), filtrasi membran, MPN, dan petrifilm untuk menghitung E. coli dan Coliform lain. Dari studi tersebut dihasilkan metode yang paling baik dan konsisten adalah metode pour plate dan metode petrifilm. Metode lainnya mengindikasikan tingginya keberagaman data antar perulangan dan rendahnya recovery (hal. 350).

Beberapa literatur diatas menyebutkan hitungan cawan (CFU) menghasilkan data yang lebih presisi (Kajikawa et al., 1990, hal. 810; Wohlsen et al., 2006, hal. 350; Gronewold dan Wolpert, 2010, hal. 3327). Kemungkinan kurangnya presisi pada MPN ini disebabkan oleh terkumpulnya hasil pada tabel MPN dengan pembulatan (dua angka signifikan) yang cukup besar dibandingkan perhitungan koloni. Variabilitas data metode MPN yang lebih besar dapat diperparah jika kehomogenan sampel tidak diperhatikan dengan baik (sel target masih menggerombol dalam partikel besar sampel) atau adanya tabung positif palsu.

Grafik 1. Metode MPN memiliki keberagaman data yang lebih besar dan hasil rata-rata yang lebih tinggi dibanding CFU sehingga menjadikan presisi metode MPN lebih rendah. Grafik sebelah kiri adalah data hasil metode MPN (MPN/100 mL) yang dibandingkan dengan data jumlah mikroorganisme target yang sebenarnya sedangkan grafik sebelah kanan adalah untuk metode filtrasi membran (CFU/100 mL). Diadaptasi dari “Modeling the relationship between most probable number (MPN) and colony-forming unit (CFU) estimates of fecal Coliform concentration”, oleh Gronewold dan Wolpert, 2008, hal. 3329.

2. Perbedaan antara MPN dan CFU

Perbedaan antara CFU dan MPN dapat diringkas pada tabel berikut.

Tabel 1. Ringkasan perbedaan MPN dan hitungan cawan (CFU). Diambil dari dokumentasi pribadi.

3. Pengubahan satuan MPN ke CFU

Apakah nilai MPN dapat diubah menjadi CFU? Cukup sulit untuk menjawab pertanyaan tersebut karena terbatasnya sumber. Berikut adalah penjelasan yang diperoleh dari beberapa referensi.

Cho et al. (2010) telah mempelajari dan mengevaluasi mengenai korelasi metode MPN (colilert dan enterolert) dan CFU (mE agar dan mTEC agar) untuk analisis E.coli dan Enterococci yang diukur pada setiap musim yang berbeda dengan membuat persamaan regresi linier. Hasil uji perhitungan kemudian dianalisis dan dikelompokkan berdasarkan musim pengambilan sampel. Bentuk persamaan dasar tersebut adalah MPN_estimates = a + b x CFU_estimates, atau bentuk persamaan lainnya yaitu MPN_estimates = a + CFU^b_estimates dimana a dan b adalah koefisien regresi. Hasil pengolahan data menunjukkan bahwa MPN dan CFU mempunyai korelasi positif dengan nilai a dan b berbeda-beda di setiap musimnya. Begitu pula dengan nilai r² masing-masing persamaan di setiap musimnya. Namun studi ini tidak menjelaskan mengenai suatu rumus universal untuk mengubah satuan MPN ke CFU (hal. 846).

Pada metode AOAC 983.25 (2005) untuk uji total Coliform, Fecal Coliform dan E. coli pada sampel pangan menggunakan metode filtrasi membran (Hydrophobic Grid Membrane Filter) disebutkan bahwa hasil akhir jumlah transek membran filter yang ditumbuhi koloni target dapat diubah menjadi MPN dengan rumus MPN = {N log_e [N/(N-x)]}, dimana N adalah jumah total transek (kotak) pada membran filter dan x adalah jumlah transek yang terdapat koloni bakteri target (transek positif) (hal. 40). Cara ini mengindikasikan bahwa dari sebaran koloni pada transek kecil membran yang seharusnya dinyatakan sebagai CFU/mL dapat diubah ke MPN/mL karena satu kotak berisi koloni tersebut dianggap sebagai satu well atau tabung yang positif. Namun rumus ini hanya telah tervalidasi untuk metode HGMF sesuai rujukan referensi tersebut dan penyebaran koloni pada HGMF akan dibatasi oleh garis hidrofobik (berbeda dengan umumnya). Selain itu terdapat juga rumus yang sama dengan diatas dan dilengkapi tabel pengkonversinya pada apendiks C untuk metode penghitungan Coliform menggunakan metode HGMF (MFHPB-17) yang diterbitkan badan kesehatan dan pangan kanada (Health Product and Food Branch, Canada).

3M (2004) merilis tabel dan rumus konversi untuk data yang diperoleh menggunakan petrifilm EC plate dalam analisis E.coli dan Coliform. Disebutkan bahwa satuan MPN dapat diubah ke CFU atau sebaliknya dengan rumus (log CFU)= 0,37 + 0,9x (log MPN). Namun rumus ini juga tidak dapat merepresentasikan semua keadaan dan jenis sampel, dan diperlukan verifikasi lebih lanjut untuk aplikasi yang lebih spesifik. Rumus ini diperoleh saat studi prekolaboratif AOAC dengan menggunakan sampel pangan. Sedangkan metode penggunaan petrifilm (CFU) ini sendiri telah tervalidasi oleh AOAC (AOAC, OM 991.14) yang digunakan sebagai rujukan pengenalan metode dalam rumus tersebut. Namun pengarang tidak mencantumkan rumus konversi ini dalam metode resmi AOAC 991.14 yang telah diterbitkan, begitu pula dengan jurnal sumber metode tersebut (J.AOAC vol.74, hal. 635). Jadi rumus konversi diatas tidak valid jika digunakan untuk semua sampel dan semua kondisi.

Jadi disarankan untuk tidak mengubah satuan dari CFU ke MPN jika tidak menemukan metode baku yang mengatur mengenai perubahan itu dengan suatu rumus yang telah tervalidasi. Jika memang antara CFU dan MPN dapat diubah dengan hasil yang pasti, maka akan dapat ditemukan rumus pengkonversinya dengan mudah di referensi metode resmi internasional. Baik MPN atau CFU sebaiknya diperoleh secara terpisah sesuai metodenya masing-masing, dan setiap metode memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.

Indra Pradhika, 2018

Referensi :

3M. (2004). 3M™ petrifilm E. coli count plate results from most probable number (MPN) results conversion table. Diperoleh dari: http://www.microlabscr.com/resources/MPN+to+PEC+Conversion+Table+Dec03.pdf.

AOAC OM 17.3.04 991.14. Coliform and Escherichia coli count in food, dry rehydratable film (Petrifilm^TM E.coli/Coliform Count Plate ^TM and Petrifilm^TM Coliform Count Plate ^TM) methods, AOAC Official Method of Analysis Microbiological Methods. (2005).

AOAC OM 17.3.08. 983.25. Total coliform, fecal coliform and Escherichia coli in foods, Hydrophobic grid membrane filter method, AOAC Official Method of Analysis Microbiological Methods (2005).

Cho, K. H., Han, D., Park, Y., Lee, S.W., Cha, S. M., Kang, J. H., & Kim, J. H. (2010). Evaluation of the relationship between two different methods for enumeration fecal indicator bacteria: colony-forming unit and most probable number. J. Env. Sci. (China) Vol. 22, Iss. 6, 846-850. doi: 10.1016/S1001-0742(09)60187-X

Curiale, M. S., Sons, T., McAllister, J. S., Halsey B., Fox, T. L. (1990). Dry rehydratable film for enumeration of total aerobic bacteria in foods: collaborative study. J.AOAC Intl. 73 (2), 242-248.

Hildebrandt, G. & Schott, W. (2001). Comparison of direct colony count methods and the MPN-method for quantitative detection of listeria in model and field conditions. Berliner und Münchener tierärztliche Wochenschrift 114 (11-12), 453-64. Abstrak diperoleh dari: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11766274

Kajikawa, H., Nagasaki, Y., & Abe, A. (1990). Comparison between colony counting method and most probable number method in enumeration of rumen bacteria fermenting specific substrates. Jpn. Journal Zootech. Sci Vol.61(9), 810-814. Diperoleh dari: https://www.jstage.jst.go.jp/article/chikusan1924/61/9/61_9_810/_article

Kodaka, H, Teramura, H., Nirazuka, T. & Mizuochi, S. (2006). Comparison of the compact dry CF with the most probable number method (AOAC Official Method 966.24) for enumeration of Coliform bacteria in raw meats. J AOAC Intl 89(1), 115-126. Abstrak diperoleh dari: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16512236

Wohlsen, T., Bates, J., Vesey, G., Robinson, W. A., & Katouli, M. (2006). Evaluation of the methods for enumerating coliform bacteria from water samples using precise reference standards. J. compilation 2006 The Society for App Microbiol, Letters in App Microbiol 42, 350–356. doi: 10.1111/j.1472-765X.2006.01854.x