Colony Count / CFU Calculator

1 Introduksi

1.1 Latar Belakang

Plate count (CFU enumeration) adalah metode klasik kuantifikasi populasi mikroba dengan menanam serial dilution sampel ke agar plate dan menghitung Colony Forming Unit (CFU) setelah inkubasi (Andrews, 2002; ISO 4833-1:2013). Walaupun teknologi modern (qPCR, flow cytometry, ATP bioluminescence) memberikan hasil lebih cepat, plate count tetap gold standard regulator (FDA BAM, ISO, AOAC) karena memberi CFU viable (bukan total DNA termasuk yang mati).

Konversi count plate ke CFU per gram (atau per mL) memerlukan: (i) dilution factor dari serial dilution, (ii) plate volume yang diinokulasikan, (iii) counting rule: pakai plate dengan 30–300 koloni (FDA BAM range), atau 15–150 (ISO 4833 strict). Bila dua dilution memenuhi, pakai weighted average ISO 4833.

1.2 Tujuan Modul

Modul Colony Count / CFU Calculator di SQalytics ditujukan untuk:

Menghitung CFU/g (atau CFU/mL) dari multi-dilution plate count.
Menerapkan ISO 4833 weighted average rule bila dua dilution dalam range valid.
Memvalidasi count range (30–300 default, atau custom) dan flag TFTC / TNTC.
Mendukung Miles & Misra drop plate sebagai alternative.
Audiens: mahasiswa S1 mikrobiologi pertama kali plate count, analis QC pangan, dan teknisi laboratorium.

1.3 Posisi di Antara Alternatif

Pilih Colony Count / CFU Calculator untuk konversi count ke CFU/g standar. Untuk kurva pertumbuhan time-course, pakai Microbial Growth Curves. Untuk inaktivasi termal, pakai D-value / Z-value / F-value. Untuk shelf life prediction mikrobial, pakai Predictive Microbiology / Shelf-Life Modeling. Untuk uji statistik perbandingan CFU, lanjut ke Compare Many Groups setelah log-transformation.

2 Metode

2.1 Dasar Teoretis

Standard plate count formula (Andrews, 2002):

$$ \text{CFU/g} = \frac{\sum N}{\sum (n_i \cdot V_i \cdot d_i)} \times \frac{1}{\text{sample weight factor}} $$

Simplified untuk single dilution accepted plate:

$$ \boxed{\, \text{CFU/g} = N \cdot \frac{1}{V_{\text{plated}}} \cdot \frac{1}{d} \,} $$

dengan $N$ count plate, $V_{\text{plated}}$ volume diinokulasikan (mL), dan $d$ dilution factor (mis. $10^{-5}$ → $d = 10^{-5}$).

ISO 4833 weighted average bila dua dilution dalam range valid:

$$ \text{CFU/g} = \frac{\sum N_i}{(n_1 + 0.1 n_2) \cdot V \cdot d_1} $$

dengan $n_1$ jumlah plate dilution rendah (lebih dekat ke sample), $n_2$ jumlah plate dilution tinggi, $d_1$ dilution factor terendah.

Contoh: dilution $10^{-4}$ (2 plate, count 245 + 252) dan $10^{-5}$ (2 plate, count 24 + 26). Dilution $10^{-5}$ di luar range (< 30), jadi pakai $10^{-4}$ saja:

$$ \text{CFU/g} = \frac{245 + 252}{2 \cdot 1 \text{ mL} \cdot 10^{-4}} = \frac{497}{2 \times 10^{-4}} = 2.485 \times 10^6 \text{ CFU/g} $$

Counting range standar:

Source	Range valid	Catatan
FDA BAM	25–250	Loose
ISO 4833-1	15–150	Strict (lebih konservatif)
AOAC	30–300	Most common practice

Miles & Misra drop plate (Miles, Misra, & Irwin, 1938) — alternative untuk low count:

$$ \text{CFU/g} = N_{\text{drop}} \cdot \frac{1}{V_{\text{drop}} \cdot d} $$

dengan $V_{\text{drop}} = 0.02$ mL drop volume. Drop plate efficient untuk screening banyak dilution dengan 1 petri (5–6 drops).

Coefficient of variation (CV) duplicate plates untuk QC: target CV ≤ 25% (FDA BAM).

Log transformation untuk uji statistik (CFU distribusi log-normal):

$$ \log_{10} \text{CFU/g} = \log_{10} N - \log_{10} V - \log_{10} d $$

2.2 Persamaan Inti

Single plate CFU/g: $N / (V \cdot d)$

ISO 4833 weighted: $\sum N_i / [(n_1 + 0.1 n_2) \cdot V \cdot d_1]$

Miles & Misra drop: $N_{\text{drop}} / (V_{\text{drop}} \cdot d)$

Log transformation: $\log_{10} \text{CFU/g} = \log_{10}(N / (V d))$

Acceptable CV duplicate: $\leq 25\%$ (FDA BAM).

2.3 Asumsi & Batas Validitas

Asumsi	Konsekuensi jika dilanggar	Cara cek di SQalytics
Count dalam range valid (15–300)	Bias kuantifikasi	Auto-flag TFTC / TNTC
Replicate plates per dilution $\geq 2$	SD tidak teridentifikasi	Modul flag
Dilution akurat (pipet kalibrasi)	Systematic shift	Catat pipette ID
Plate uniform spread / poured	Counting bias	SOP plating
Incubation $T$, $t$ konstan	Colony size variation	Catat kondisi inkubasi
Distribusi koloni Poisson (independent)	Aggregates underestimate	Visual inspection

3 Cara Kerja

3.1 Step-by-Step di SQalytics

Buka Colony Count / CFU Calculator dari domain Mikrobiologi Pangan.
Pilih plate method: Standard plate (pour/spread) atau Miles & Misra drop.
Pilih counting range: FDA BAM (25–250), ISO 4833 (15–150), AOAC (30–300), atau custom.
Muat tabel: Sample, Dilution_factor (mis. 1e-5), Count_plate_1, Count_plate_2, Volume_plated_mL.
Klik Calculate CFU.
Tinjau hasil:
- Tab Result Table — CFU/g per dilution + flag (valid / TFTC / TNTC).
- Tab ISO 4833 Weighted — bila multi-dilution valid.
- Tab Log Transform — log CFU/g untuk statistik.
- Tab QC Check — CV duplicate per dilution.

3.2 Template Tabel Input + Contoh Data Sintetis

Kolom	Tipe	Wajib	Catatan
`Sample`	category	✓	ID sampel
`Dilution_factor`	numeric	✓	$10^{-5}$ misal
`Count_plate_1`	numeric	✓	Replicate 1
`Count_plate_2`	numeric	✓	Replicate 2
`Volume_plated_mL`	numeric	✓	1.0 default

Contoh data (TPC daging giling fresh, 3 dilution):

Sample	Dilution_factor	Count_plate_1	Count_plate_2	Volume_plated_mL
Daging-A	1e-3	TNTC	TNTC	1.0
Daging-A	1e-4	245	252	1.0
Daging-A	1e-5	24	26	1.0

3.3 Contoh Luaran

Sample	Dilution	Count avg	Valid range?	CFU/g (raw)
Daging-A	1e-3	TNTC	✗ Discard	—
Daging-A	1e-4	248.5	✓ (25–250 FDA BAM)	$2.49 \times 10^6$
Daging-A	1e-5	25.0	✓ (just within)	$2.50 \times 10^6$

ISO 4833 weighted (both dilutions valid):

$$ \text{CFU/g} = \frac{(245 + 252) + (24 + 26)}{(2 + 0.1 \cdot 2) \cdot 1 \cdot 10^{-4}} = \frac{547}{2.2 \times 10^{-4}} = 2.49 \times 10^6 $$

Final report:

Sample	TPC (CFU/g)	log₁₀ CFU/g	QC status
Daging-A	$2.49 \times 10^6$	6.396	✓ Pass (within spec daging segar < 10⁷)

Kesimpulan ringkas: "TPC daging giling fresh = 2.49 × 10⁶ CFU/g (6.40 log CFU/g) dengan ISO 4833 weighted method dari dilution $10^{-4}$ dan $10^{-5}$ keduanya dalam range valid. CV duplicate < 5% (excellent). Status: pass untuk spec daging segar (< 10⁷ CFU/g, ≈ 7 log). Dilution $10^{-3}$ TNTC (discard). Recommendation untuk batch berikutnya: bila ekspektasi count tinggi (> 10⁶), mulai dilution $10^{-4}$ atau $10^{-5}$. Untuk log statistik antar batch, lanjut ke Compare Many Groups dengan log CFU sebagai response."

Colony Count CFU Calculator — serial dilution plate layout dan log CFU bar chart — Gambar 1. Colony Count / CFU Calculator — serial dilution plate count dan konversi ke log CFU/g (data sintetis daging giling, TPC). **(a)** *Layout* serial dilution tiga tingkat ($10^{-3}$, $10^{-4}$, $10^{-5}$): plate $10^{-3}$ TNTC (merah, discard); plate $10^{-4}$ valid range FDA BAM (hijau, $\bar{N}$ = 248.5); plate $10^{-5}$ borderline valid (kuning-hijau, $\bar{N}$ = 25.0); koloni diilustrasikan sebagai titik di plate ikon; annotation count dan flag di bawah tiap plate. **(b)** Hasil log CFU/g per dilution valid + ISO 4833 weighted average: bar merepresentasikan log$_{10}$ CFU/g; garis horizontal menunjukkan batas regulasi daging segar (7 log, FDA/USDA); annotation CV duplicate (< 5%) di atas bar; final weighted result diberi callout khusus dengan navy bbox; ref (Andrews, 2002; ISO 4833-1:2013; Miles et al., 1938).

4 Kesimpulan

4.1 Relevansi Real-World

QC mikrobial pangan release — TPC, coliform, E. coli, yeast/mold.
Storage study shelf life — count per timepoint untuk Microbial Growth Curves.
Susu pasteurisasi monitoring — TPC vs PMO limit (Pasteurized Milk Ordinance).
Water quality — fecal coliform untuk drinking water.
Pharmaceutical bioburden — USP <61> microbial limits.
Cosmetic preservation — challenge test enumeration.

4.2 Where to Go from Here

Microbial Growth Curves — time-course CFU.
D-value / Z-value / F-value — thermal inactivation kinetics.
Predictive Microbiology / Shelf-Life Modeling — extrapolasi shelf life.
Compare Many Groups — uji log CFU antar batch.
ISO 4833-1 + FDA BAM untuk standar metode.

⚙ Troubleshooting Cepat

TNTC di semua dilution. Pengenceran lanjut, mulai $10^{-6}$ atau $10^{-7}$.

TFTC di semua dilution. Konsentrasi lebih tinggi atau spread plate untuk concentrate.

CV duplicate > 25%. Cek pipetting accuracy + uniformitas spread.

Aggregate koloni terlihat. Pakai surfactant (Tween 80) atau vortex lebih lama saat dilution.

r Riwayat Revisi

Tanggal	Revisi	Penulis
2026-05-12	Draft v2 publikasi (KaTeX standard + ISO 4833 weighted + Miles & Misra + APA ISO/FDA BAM/Miles)	Claude
2026-05-12	Konversi MD → HTML (W3 Microbiology batch)	Claude

4 Referensi

Andrews, W. H. (2002). Manual of methods for the microbiological examination of foods. In FDA Bacteriological Analytical Manual (8th ed.). FDA.
International Organization for Standardization. (2013). ISO 4833-1: Microbiology of the food chain — Horizontal method for the enumeration of microorganisms — Part 1: Colony count at 30 °C by the pour plate technique. ISO.
Miles, A. A., Misra, S. S., & Irwin, J. O. (1938). The estimation of the bactericidal power of the blood. Journal of Hygiene, 38(6), 732–749. https://doi.org/10.1017/S002217240001158X
Sutton, S. (2011). Accuracy of plate counts. Journal of Validation Technology, 17(3), 42–46.
Madigan, M. T., Bender, K. S., Buckley, D. H., Sattley, W. M., & Stahl, D. A. (2021). Brock biology of microorganisms (16th ed.). Pearson.