All posts by gomsindo

Home

New Picture 1MEKANISME KERJA BAKTERI

1.Bacillus

Bacillus adalah golongan bakteri pengurai bahan organik (heterotrof) dan penghasil senyawa anti mikroba serta hasil metabolisme yang membantu proses penguraian limbah. Cara kerja bakteri bacillus dalam menguraikan limbah organik adalah dengan cara memotong ikatan polisakarida maupun ikatan peptida menjadi senyawa yang lebih sederhana sehingga mudah diuraikan oleh golongan bakteri sejenis yang strain nya berdekatan. Setiap jenis bakteri bacillus bekerja dengan cara spesifik dalam memotong ikatan senyawa organik ini. Limbah pakan mengandung protein dengan kandungan asam amino yang komplek, oleh karena itu diperlukan kompleksitas spesies bakteri yang beragam. Semakin banyak macam/jenis spesies bakteri bacillus yang digunakan maka semakin efektif kerja bakteri tersebut dalam penguraian limbah yang komplek. Dari hasil analisa susunan limbah protein dari pakan mengandung 20 macam asam amino seperti yang tercantum dalam struktur senyawa protein berikut.

New Picture 2Protein tersebut mengandung 20 asam amino dengan berbagai macam jenis ikatan kimia (peptide, beta, gamma, alfa, kovalen, primer, sekunder, tertier, dll) yang harus dipecahkan oleh bakteri pengurai. Oleh karena itu penambahan tiga jenis bakteri bacillus saja kadang tidak cukup memberikan hasil yang diharapkan, karena untuk menguraikan ikatan kimia yang komplek itu diperlukan kerja sinergis beberapa jenis bakteri.

Bakteri bacillus banyak digunakan sebagai probiotik karena kemampuanya dalam menghasilkan senyawa antimikroba yang dapat menghambat perkembangan mikroorganisme lain yang merugikan. Semua jenis golongan bacillus akan menghasilkan senyawa antimikroba ini dalam kondisi tertentu apabila ada senyawa inducer yang mampu menginduksi biosintesis senyawa antimikroba ini dalam sel nya. Seperti halnya tiram dalam memproduksi mutiara harus diinduksi oleh benda asing yang masuk dalam cangkangnya. Begitu juga dengan biosintesis antimikroba ini akan terjadi apabila diinduksi oleh senyawa-senyawa tertentu.

Kandungan senyawa inducer ini terdapat dalam PREBIOTIK yang mengatur alur metabolisme bakteri melaui modifikasi nutrisi yang komplek. Jadi agar probiotik berfungsi maksimal maka harus dilengkapi dengan PREBIOTIK yang mengandung senyawa-senyawa inducer yang menginduksi metabolisme bakteri supaya menghasilkan metabolit-metabolit yang menguntungkan.

Selain senyawa inducer, keberhasilan probiotik juga tergantung dari pH optimum spesies bakteri yang terkandung dalam probiotik tersebut. Masing-masing spesies bakteri tersebut punya karakter spesifik dan dan punya daya kerja pH optimum. Berikut adalah daya kerja pH optimum dari masing-masing bakteri sbb:

Bakteri pH Optimum
Bacillus subtilis 7.3 – 8.1
Bacillus brevis 6.5 – 7.5
Bacillus megaterium 7.0 – 7.5
Bacillus polymixa 6.0 – 7.2
Bacillus amyloliquefaciens 8.2 – 9.7
Bacillus alvei 6.5 – 7.5
Bacillus coagulans 7.5 – 9.0
Bacillus licheniformis 7.3 – 8.8
Bacillus pumilus 8.3 – 9.8

Beberapa produk sediaan bakteri mengandung lebih dari tiga macam bakteri dengan maksud untuk mengantisipasi fluktuasi parameter kimia dilingkungan tersebut. Sehingga semakin beragam kandungan bakteri dalam suatu produk maka semakin besar kemungkinan beberapa spesies dapat bekerja optimum.

  1. Thiobacillus

Thiobacillus adalah bakteri chemototroph yang mampu menguraikan senyawa-senyawa kimia sederhana yang beracun menjadi senyawa-senyawa kimia yang tidak beracun. Thiobacillus berperan penting dalam reaksi penguraian sulfur (H2S). Ada beberapa macam spesies bakteri thiobacillus, diantaranya T. denitrificans, T. thiooxidans, T. novellus dan T. ferooxidans. Masing-masing spesies bakteri punya kerja yang spesifik, beberapa spesies thiobacillus efektif pada pH rendah dan beberapa spesies efektif pada pH tinggi.Selain itu masing-masing spesies punya fungsi tambahan yang spesifik  sbb: Thiobacillus denitrificans berfungsi menetralkan racun H2S dan nitrit melalui reaksi denitrifikasi, Thiobacillus ferrooxidans      dapat mentetralkan racun H2S dan mengoksidasi ion besi yang menghambat respirasi dan pertumbuhan udang, Thiobacillus thiooxidans berfungsi mengoksidasi senyawa sulfur menjadi senyawa yang tidak beracun dan menstabilkan air dan Thiobacillus novellus dapat menetralkan racun H2S dalam lingkungan dasar tambak yang sangat asam pada lahan gambut dan pirit. Bakteri thiobacillus bekerja dengan cara system reaksi oksidasi-reduksi pada senyawa-senyawa sulfur (H2S), sebagaimana tercantum dalam reaksi dibawah ini.

New Picture 3

Senyawa H2S terdapat di tambak sebagai hasil proses dekomposisi bahan organik dan air laut yang banyak mengandung sulfat. Senyawa H2S ini dapat dideteksi dengan jelas pada saat melakukan pengeringan dasar tambak. Dasar tambak yang mengandung banyak sulfur (H2S) akan bewarna hitam dan tercium bau belerang. Kadar senyawa H2S ditambak pembesaran sebaiknya di bawah 0,1 mg/l. Senyawa H2S dapat menyebabkan pertumbuhan terhambat, penurunan daya tahan terhadap penyakit dan meningkatnya kematian udang dan ikan.

Disamping mengkonsumsi H2S, Tiobacillus denitrificans juga menguraikan nitrat (NO3) menjadi nitrogen (N2) yang dilepas ke udara melalui proses denitrifikasi sesuai reaksi berikut:

NO3 à NO2 à NO à N2 (N2 dilepaskan ke udara)

Sehingga dalam kondisi tertentu bakteri ini mampu berkompetisi dengan plankton dalam memperebutkan nitrat, yang berdampak pada reaksi kesetimbangan populasi plankton dan bakteri, sehingga performa air lebih stabil.

  1. Actinobacteria

Actinobacteria adalah bakteri yang bekerja dengan cara memblokir ion phosphate, sehingga ion phosphate tersebut tidak dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme lainnya, dalam hal ini plankton. Actinobacteria berfungsi untuk memblokir ion phosphate dalam air budidaya aquaculture yang sering bermasalah dengan blooming plankton dan serangan plankton merugikan, seperti BGA dan Dinoflagellate. Actinobacteria secara mikrobiologi digolongkan menjadi Polyphosphate-accumulating organisms (PAOs) yang dalam kondisi tertentu  mampu memblokir ion phosphate sehingga ion phosphate tidak dapat digunakan oleh plankton merugikan.Bakteri Actinobacteria di perairan mampu berkompetisi dengan plankton dalam penyerapan phosphate, sehingga akan menjaga keseimbangan populasi bakteri dan plankton dalam perairan. Walaupun secara pengukuran kadar phosphate dalam air tinggi karena pelarutan phosphate dari sumber air, namun dengan introduksi bakteri Actinobacteria secara rutin dapat menjaga kestabilan mikroflora lingkungan tambak. Berikut adalah gambar cara kerja bakteri Actinobacteria :

New Picture 4(Ion Phosphate dalam air) (Senyawa anhidrolyzed polyphosphate)

Ion phosphate dalam air diblokir oleh bacteri Actinobacteria menjadi senyawa phosphate dalam bentuk polyphosphate yang stabil dan tidak dapat digunakan oleh alga merugikan.

SPESIFIKASI BAKTERI

(Non-Patogenic Organisms For Environment and Aquatic Species)

Nama Bakteri Metabolisme, Farmakologi dan Indikasi
Bacillus subtilis Menghasilkan enzim protease untuk menguraikan limbah protein sisa pakan dan kotoran.
Bacillus licheniformis Menghasilkan senyawa yang menghambat perkembangan bakteri merugikan (Vibrio spp.)
Bacillus pumilus Membantu proses nitrifikasi pada proses detoksifikasi ammonia
Bacillus polymixa Menghasilkan senyawa polymixin yang berperan untuk  keseimbangan populasi plankton
Bacillus coagulans Membentuk bio koagulan dan menstabilkan system bioflok dalam perairan tambak
Bacillus cereus Menghasilkan metabolt sekunder cerein yang mampu mencegah blooming plankton Blue Green Algae (BGA) dan Dinoflagellate
Bacillus megaterium Menghasilkan senyawa antibakteri megacin yang menghambat pertumbuhan mikroba pathogen
Bacillus alvei Membentuk biofilm untuk menstabilkan system heterotrof pada kolam budidaya
Bacillus amyloliquefaciens Menghasilkan enzim amylase dan lipase untuk menguraikan sisa karbohidrat dan lemak dari pakan
Bacillus brevis Menghasilkan enzim hidrolitik untuk menghidrolisis neurotoxin Vibrio spp.
Bacillus circulans Menyerap ammonia dan memperlancar siklus penguraian limbah protein dasar lumpur
Bacillus firmus Menghasilkan enzim hidrolitik untuk menghidrolisis racun geosmin dari BGA
Bacillus pumilus Menghasilkan enzim proteolityc peptidase yang memutuskan ikatan peptida selubung virus, sehingga menghambat perkembangan virus
Thiobacillus denitrificans Menetralkan racun H2S dan nitrit melalui reaksi denitrifikasi
Thiobacillus ferrooxidans Mentetralkan racun H2S dan mengoksidasi ion besi yang menghambat respirasi dan pertumbuhan udang
Thiobacillus thiooxidans Mengoksidasi senyawa sulfur menjadi senyawa yang tidak beracun dan menstabilkan air
Thiobacillus novellus Menetralkan racun H2S dalam lingkungan dasar tambak yang sangat asam pada lahan gambut dan pirit
Lactobacillus bulgaricus Menghasilkan  enzim ekstra seluler seperti,endo amilase, mananase, selulase dan α-glaktosidase yang dapat memperbaiki proses pencernaan
Lactobacillus lactis Membantu proses pencernaan, membentuk biofilm PHA, sebagai bioremediasi dan biokontrol terhadap pathogen.
Lactobacillus plantarum Menghasilkan asam laktat dan katalase untuk memperbaiki system pencernaan udang, memperbaiki dasar tambak secara anaerob, mencegah konsumsi oksigen  berlebihan didasar kolam
Lactobacillus casei Membentuk koloni-koloni bakteri menguntungkan pada dinding saluran pencernaan sehingga menghalangi infeksi penyakit
Lactobacillus acidophilus Menghasilkan senyawa asam-asam organic yang mampu menghambat perkembangan bibit penyakit di saluran pencernaan
Lactobacillus rhamnosus Menfermentasi bahan organik didasar tambak secara anaerob, sehingga mengurangi produksi gas-gas beracun dari dasar tambak
Lactobacillus brevis Menghasilkan senyawa-senyawa adjuvant polisakarida yang mampu memicu system kekebalan tubuh udang

TEKNOLOGI BIOFLOK

Aplikasi Teknologi Bioflok

Secara terminology BIO-FLOC berasal dari dua suku kata yaitu “bio” yang berarti biologi atau hidup dan “floc” yang berarti gumpalan. BIO-FLOC adalah flok atau gumpalan-gumpalan kecil yang tersusun dari sekumpulan mikroorganisme hidup yang melayang-layang di air.

Teknologi BIO-FLOC adalah teknologi yang memanfaatkan aktivitas mikroorganisme yang membentuk flok. Aplikasi BFT (Bio Floc Technology) banyak diaplikasikan di system pengolahan air limbah industry dan mulai diterapkan di system pengolahan air media aquakultur.

bioflocBiofloc sendiri tersusun dari beberapa komponen yaitu : exopolisakarida,bakteri pembentuk flok dan bakteri siklus fungsional.Exopolisakarida adalah senyawa polisakarida yang dihasilkan oleh bakteri pembentuk flok. Exopolisakarida ini bersifat seperti “glue”atau “lem” yang menjadi tempat penempelan bakteri menjadi satu kesatuan bioflok. Tidak semua bakteri mampu menghasilkan exopolisakarida ini, hanya bakteri tertentu saja yang mampu menghasilkan exopolisakarida ini. Bakteri penghasil exopolisakarida ini merupakan bakteri pembentuk inti flok, dan disebut sebagai Floc Forming Bacteria (bakteri pembentuk flok). Beberapa bakteri pembentuk floc yang sudah teruji diaplikasikan dilapangan adalah Achromobacter liquefaciens, Arthrobacter globiformis, Agrobacterium tumefaciens, Pseudomonas alcaligenes,Z oogloea ramigera.Bakteri lain dapat ikut membentuk  bio-floc setelah exopolisakarida dibentuk oleh bakteri pembentuk floc sebagai inti flok-nya. Bakteri yang dapat ikut membentuk bio-floc misalnya Bacillus circulans, Bacillus coagulans, Bacillus licheniformis, Bacillus subtillis dll. Bakteri yang ikut membentuk flok ini mempunyai fungsi dalam siklus nutrisi didalam system bioflok. Bakteri ini  disebut sebagai bakteri siklus fungsional, misalnya Bacillus licheniformis yang berperan dalam siklus nitrogen.

New Picture 7New Picture 8
Bioflok terbentuk melalui beberapa tahap yaitu :       + Nutrisi à    Bakteri + Nutrisi      Suspensi sel bakteri

(Pengamatan pembentukan bioflok dengan mikroskop electron)

Bio-floc di alam umumnya terdiri dari 5 jenis bakteri atau lebih, minimal satu atau lebih merupakan bakteri pembentuk flok (penghasil exopolisakarida) dan bakteri yang lain dapat merupakan bakteri siklus fungsional yang berfungsi dalam siklus bioremediasi dan nutrisi. Formasi bioflok ini terbentuk tidak secara tiba-tiba, tapi terbentuk dalam kondisi lingkungan tertentu.Factor yang mempengaruhi system bioflok adalah N/P rasio dan C/N rasio. N/P rasio dan C/N rasio harus diatas 20. Semakin besar N/P rasio dan C/N rasio maka flok yang terbentuk akan semakin baik. Untuk mengatur N/P rasio jalan terbaik adalah memperbesar N atau memperkecil P, untuk memperbesar N dilingkungan tambak tidak mungkin dilakukan karena menambah ammonia dalam tambak akan membahayakan udang, jalan terbaik adalah memperkecil P dengan cara mengikat phosphate. Sedangkan untuk mengatur C/N rasio dilakukan dengan cara memperbesar C dengan penambahan unsure karbon organic, misalnya molasses. Didalam pakan itu sendiri sebenarnya sudah ada unsure C yaitu karbohidrat dan lemak, namun rasionya tidak mencukupi untuk mencapai C/N rasio diatas 20.System bioflok dirancang untuk budidaya di lingkungan yang sulit untuk meminimalkan ganti air dan meminimalkan kontak dengan lingkungan luar. Keunggulan system bioflok ini adalah dapat menghindari masuknya bibit penyakit dari luar, parameter air lebih stabil dan efek kerja bakteri lebih muncul.

New Picture 9
System bioflok dapat meminimalkan ganti air karena dalam bioflok terdapat proses siklus “auto pemurnian air” (self purifier) yang akan merubah sisa pakan dan kotoran, gas beracun seperti ammonia dan nitrit menjadi senyawa yang tidak berbahaya. Dengan meminimalkan ganti air maka peluang masuknya bibit penyakit dari luar dapat diminimalkan. Ganti air biasanya hanya dilakukan untuk mengganti air yang menguap atau perembesan.System bioflok lebih stabil dibandingkan dengan system probiotik biasa dikarenakan bioflok merupakan bakteri yang tidak berdiri sendiri, melainkan berbentuk flok atau kumpulan beberapa bakteri pembentuk flok yang saling bersinergi. Sedangkan system probiotik biasa bakteri yang ada ditambak merupakan sel-sel bakteri yang berdiri sendiri secara terpisah di air, sehingga apabila ada gangguan lingkungan atau gangguan bakteri lain maka bakteri akan cepat kolaps.
New Picture 10
TEKNOLOGI PEMBUATAN PRODUK BAKTERI Prinsip dasar dalam pembuatan produk berbasis bakteri adalah memperbanyak bakteri dalam ruang kultur dan mengemas dalam bentuk produk yang bisa digunakan oleh konsumen tanpa mengurangi kualitas dan kuantitas bakteri.Tahap pertama dalam pembuatan produk bakteri adalah pembibitan/breeding. Semua proses breeding makhluk hidup tergantung terhadap genetik. Genetic bibit yang unggul akan menghasilkan spesies yang unggul pula. Seperti halnya dalam budidaya udang, ada benur-benur tertentu yang dihasilkan dari induk genetik unggul akan menghasilkan udang dengan hasil optimal. Dalam bidang mikrobiologi proses menghasilkan bibit bakteri ini sudah terstandarisasi secara international dan ada lembaga-lembaga tertentu yang mengeluarkan bibit bersertifikat yang bebas bakteriophage, diantaranya ATCC (American Type Culture Collection), JTCC (Japanese Type Culture Collection), dll. Bibit ini disebut F0 (F”nol”). Bibit F0 ini kemudian digunakan oleh industri-industri bioteknologi untuk dikembangkan lagi menjadi turunan pertama, yang disebut F1.Proses memperbanyak bakteri sebagian besar dilakukan dalam cairan yang mengandung nutrisi yang spesifik. Berikut adalah bagan proses pembuatan bakteri.

New Picture a
Tahap pertama dari proses produksi bakteri adalah DNA Maping Master Seed, pekerjaaan ini merupakan perkerjaan standar dalam biotechnology untuk mengklarifikasi bahwa master seed bakteri bibit tersebut benar-benar mengandung DNA yang cocok dan stabil digunakan sebagai bibit dalam pembuatan bakteri. Tahap kedua adalah Culture Stages yang dilakukan hingga tiga tingkat perpangkatan sehingga dihasilkan perpangkatan bakteri yang cukup digunakan sebagai input dalam proses fermentasi untuk memperbanyak sel dalam skala industry. Tahap ketiga adalah proses fermentasi skala besar yang dilengkapi dengan makronutrien dan mikronutrien yang sudah disterilkan, dan pada fermentasi tersebut ditambahkan Growth Factor (factor pertumbuhan) yang memicu sel-sel bakteri membelah diri secara terus-menerus dalam cairan fermentasi tersebut.Cairan hasil fermentasi tersebut 95% adalah air, sisanya adalah nutrisi terlarut dan sel-sel bakteri. Untuk mendapatkan bakteri padat, maka cairan bakteri harus dipisahkan dari air dengan cara mikrofiltrasi, sentrifugasi, spray drying maupun koagulasi. Pengujian cairan bakteri dilapangan bisa dilakukan dengan proses koagulasi dengan larutan tawas alum yang akan mengendapkan sel-sel bakteri dan memisahkannya dengan air. Padatan yang didapat dikeringkan dan ditimbang. Uji ini menggambarkan persentase padatan bakteri dalam air. Perusahaan-perusahaan bioteknologi saat ini lebih memilih mengeluarkan produk dalam bentuk padatan karena efisiensi transportasi dan aplikasi. Selain itu bakteri dalam bentuk padatan lebih stabil, dapat disimpan bertahun-tahun tanpa menurunkan kualitas produk.

Berikut adalah contoh bentuk ketidakstabilan produk bakteri :

1.sel bakteri
1. Sel bakteri mati dan mengendap
New Picture c
2. Cairan bakteri berubah pH dan warna
New Picture d
3.Jerigen Menggelembun

PROBIOTIK DAN LINGKUNGAN TAMBAK

Probiotik adalah produk yang tersusun oleh biakan mikroorganisme hidup yang bersifat menguntungkan dan memberikan dampak bagi peningkatan keseimbangan mikroba pada lingkungan internal maupun eksternal hewan inang. Aplikasi probiotik sebagai penambahan mikroba hidup pada lingkungan memiliki pengaruh menguntungkan bagi inang melalui modifikasi bentuk asosiasi dengan inang atau komunitas mikroba lingkungan hidupnya dan meningkatkan kualitas air.Di antara strategi pengendalian penyakit pada budidaya perikanan yang banyak dilakukan dan memberikan hasil yang baik adalah melalui kontrol biologis, salah satunya adalah dengan aplikasi probiotik. Cara kerja probiotik tergantung dari jenis bakteri yang terkandung dalam probiotik tersebut. Namun pada dasarnya probiotik yang diaplikasikan dengan cara ditaburkan kekolam memiliki tujuan sebagai bahan bioremediasi untuk menguraikan bahan pencemar yang berasal dari sisa pakan dan kotoran.
Untuk dapat bekerja sebagaimana fungsinya, bakteri yang terkandung dalam sediaan probiotik memerlukan kondisi tertentu didalam kolam lingkungannya. Sebelum bakteri tersebut bekerja, bakteri tersebut terlebih dahulu harus mampu hidup dalam lingkungan terbuka, mampu berkembang biak dalam lingkungan tersebut dan melakukan metabolisme untuk menguraikan bahan pencemar. Untuk dapat bekerja optimal bakteri memerlukan kondisi yang memadai untuk melakukan replikasi dan bermetabolisme. Dalam lingkungan terbuka banyak hal dapat mempengaruhi kemampuan hidup dan daya kerja bakteri,misalnya guncangan pH, perubahan salinitas, fluktuasi suhu, dsb. Pada kondisi-kondisi tersebut seringkali aplikasi kultur bakteri saja tidak cukup untuk mempertahankan populasi bakteri menguntungkan dikolam.
Aplikasi bakteri pada lingkungan terbuka lebih banyak tantangan dibandingkan kultur bakteri dalam lingkungan tertutup, karena bakteri harus beradaptasi pada fluktuasi parameter air dan berkompetisi terhadap mikroorganisme merugikan yang ada pada lingkungan tersebut. Untuk meningkatkan kemampuan hidup dan daya kerja bakteri, sangat penting dalam proses aplikasi bakteri disertai dengan aplikasi prebiotik. Prebiotik merupakan senyawa komplek yang tidak dapat dicerna oleh inang maupun oleh mikroorganisme lainnya namun hanya dapat dicerna oleh bakteri probiotik tertentu. Prebiotik umumnya meningkatkan komposisi mikroba yang menguntungkan (serta meningkatkan aktivitasnya) dan mengurangi mikroba yang merugikan dalam lingkungannya.
Selain itu sangat penting untuk memperhatikan C/N rasio dan N/P rasio dalam kolam. C/N rasio dan N/P rasio sangat berperan dalam komposisi mikroflora dalam kolam. C/N rasio akan mempengaruhi komposisi plankton dan bakteri. Apabila C/N rasio dibawah 10 maka populasi plankton lebih dominan dibandingkan populasi bakteri. Sedangkan populasi bakteri akan lebih banyak pada saat C/N rasio diatas 10. Pada konsep budidaya udang system bakteri heterotrof dan system bioflok sering kita temui petambak menambahkan unsur C organic berupa molasses, yang tujuannya adalah menaikan nilai C/N rasio sehingga didapatkan lingkungan yang lebih mendukung untuk kehidupan bakteri.
Sedangkan N/P rasio akan mempengaruhi komposisi jenis plankton yang dominan tumbuh di air kolam. N/P rasio diatas 20 maka lingkungan akan lebih dominan plankton diatome, sedangkan N/P rasio kisaran 10 akan lebih dominan plankton berwarna hijau (chlorella) dan N/P rasio dibawah 10 merupakan lingkungan yang kondusif untuk plankton berpigmen hijau gelap kebiruan (BGA). Untuk mengatur N/P rasio dapat dilakukan dengan cara memperkecil P dengan cara mengikat phosphate dengan senyawa pengikat phosphate Lanthanum atau dengan cara aplikasi bakteri pengikat phosphate (polyphosphate accumulating bacteria). Semakin kecil kadar phosphate maka semakin besar nilai N/P rasio.
Pada budidaya system bioflok diusahakan C/N rasio selalu diatas 10 supaya bakteri dapat lebih mendominasi populasi plankton. Apabila C/N rasio diatas 10 dan dalam lingkungan tambak ada bakteri pembentuk flok, maka system bioflok dapat terbentuk. Bakteri pembentuk flok (floc forming bacteria) secara alami sudah terdapat diperairan yang sehat, sehingga tidak perlu penambahan bakteri dari luar, cukup dengan mengatur C/N rasio saja dan flok dapat terbentuk. Namun apabila lingkungan tambak sudah banyak tercemar residu kimia dan spora bakteri pathogen maka sangat dianjurkan untuk aplikasi bakteri pembentuk flok dari luar sebagai inokulan pada tahap pembentukan flok.

STERILISASI VIRUS DENGAN BAHAN ORGANIK H.P.I. (Hydroxyderricin, Prenyleriodictiol, Isoliquiritigenin) merupakan senyawa organik antibakteri dan antivirus berspektrum luas dan berdaya kerja tinggi yang diaplikasikan dengan kombinasi senyawa oksidator seperti klorin, bromine ataupun peroksida. Senyawa H.P.I. adalah tiga senyawa penting yang mempunyai aktivitas sterilisasi terhadap berbagai macam mikroorganisme, dimana aktivitas tersebut akan meningkat hingga lima kali lipat apabila dikombinasikan dengan senyawa oksidator dengan dosis yang sangat kecil. Sehingga kombinasi H.P.I. dengan bahan oksidator seperti klorin/kaporit akan memaksimalkan proses sterilisasi dan meminimalkan biaya proses sterilisasi.

New Picture e
                  
New Picture f
                      Prenyleriodictiol
New Picture g
                       Isoliquiritigenin

Senyawa aktif H.P.I. (Hydroxyderricin, Prenyleriodictiol, Isoliquiritigenin) bekerja dengan cara berikatan pada enzim DD-transpeptidase yang memperantarai dinding peptidoglikan mikroorganisme, sehingga dengan demikian akan melemahkan dinding sel mikroorganisme tersebut. Hal ini mengakibatkan sitolisis karena ketidakseimbangan tekanan osmosis, serta pengaktifan hidrolase dan autolysins yang mencerna dinding peptidoglikan yang mengakibatkan kematian pada sel-sel mikroorganisme. Efek farmakologi yang didapat adalah menipiskan dinding sel mikroorganisme juga dapat membantu penetrasi senyawa klorin/kaporit kedalam protoplasma sel mikroorganisme, sehingga proses sterilisasi dapat bekerja lebih maksimal.

Penggunaan Senyawa H.P.I. Untuk Inaktivasi Virus

Pada saat proses budidaya udang, infeksi virus dapat terjadi melalui berbagai macam cara. Diantaranya dapat melalui lingkungan, dalam hal ini sumber air berperan penting dalam pencegahan masuknya virus dalam tambak. Virus mempunyai diameter sangat kecil sehingga penyebaranya dapat sangat luas dalam mengkontaminasi lingkungan. Baik itu sumber air yang dari sungai, laut, maupun pengeboran, apabila dalam suatu lingkungan sudah tercemar virus maka virus dapat dengan mudah masuk melalui pori-pori tanah sumber air maupun melalui saringan inlet. Penggunaan H.P.I. dosis tunggal 2 ppm (tanpa kombinasi kaporit) terbukti efektif dapat menginaktivasi virus dalam proses budidaya udang. Aplikasi ini penting dilakukan pada saat proses pengisian air, ganti air, dan saat proses ada pemasukan air dari luar, termasuk pada kolam-kolam dengan rembesan cukup besar, aplikasi H.P.I. penting dilakukan untuk menginaktivasi virus.Virus merupakan organisme subselular yang karena ukurannya sangat kecil, hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Ukurannya lebih kecil daripada bakteri sehingga virus tidak dapat disaring dengan penyaring bakteri. Virus terkecil berdiameter hanya 20 nm, sedangkan virus terbesar sekalipun sukar dilihat dengan mikroskop cahaya. Genom virus dapat berupa DNA ataupun  RNA. Genom virus dapat terdiri dari DNA untai ganda, DNA untai tunggal, RNA untai ganda, atau RNA untai tunggal. Selain itu, asam nukleat genom virus dapat berbentuk linear tunggal atau sirkuler. Jumlah gen virus bervariasi dari empat untuk yang terkecil sampai dengan beberapa ratus untuk yang terbesar.Bahan genetik virus diselubungi oleh suatu lapisan pelindung. Protein yang menjadi lapisan pelindung tersebut disebut kapsid. Bergantung pada tipe virusnya, kapsid bisa berbentuk bulat (sferik), heliks, polihedral, atau bentuk yang lebih kompleks dan terdiri atas protein yang disandikan oleh genom virus. Kapsid terbentuk dari banyak subunit protein yang disebut kapsomer.Senyawa H.P.I. dosis tunggal bekerja dengan cara melisis protein lapisan pelindung virus/kapsid, sehingga virus akan kehilangan kemampuan untuk menginfeksi sel inang dan akhirnya virus akan mati karena proses biosintesis terhenti. Penggunaan senyawa H.P.I. dosis tunggal 2 ppm aman untuk udang dan makhluk hidup aquatic lainnya.

BAKTERIOLOGI TAMBAK UDANG Bakteriologi merupakan bidang ilmu pengetahuan yang khusus mempelajari tentang bakteri, perkembangbiakan bakteri, pemurnian bakteri, inovasi rekayasa metabolisme bakteri dan pemanfaatanya. Aplikasi bakteriologi dalam budidaya udang diantaranya adalah untuk pengolahan air dan lumpur, menguraikan sisa pakan dan kotoran, menghambat pertumbuhan mikroba merugikan, meningkatkan imunitas dan membantu proses pencernaan makanan. Secara alami bakteri dilingkungan tambak sudah ada, namun bakteri yang ada dilingkungan sangat beragam dan pada kenyataanya tidak semua bakteri dapat menguntungkan untuk budidaya udang.Bakteri mempunyai karakter tertentu dan bekerja spesifik. Contohnya bakteri nitrobacter yang bekerja untuk proses nitrifikasi (pengubahan nitrit menjadi nitrat), bakteri polyphosphate accumulating yang bekerja untuk mengikat phosphate, bakteri sulfur yang berperan dalam siklus sulfur dan menetralkan H2S, dan bakteri-bakteri lainnya yang mempunyai peran masing-masing dilingkungan.Keberadaan bakteri-bakeri menguntungkan harus dijaga agar populasinya cukup banyak untuk mengimbangi beban kepadatan tebar pada budidaya dan pencemaran yang ditimbulkannya. Karena pada budidaya udang modern pada dasarnya adalah memanipulasi cara hidup alami udang dengan kepadatan dan beban pakan yang tinggi. Dalam hal kepadatan dan beban pencemaran, hal ini merupakan suatu kondisi yang melebihi kondisi alaminya, sehingga peran teknologi dan inovasi bakteriologi sangat berperan untuk mengimbangi kondisi tersebut. Oleh karena itu, sangat diperlukan bakteri-bakteri dengan varietas unggul yang diproduksi dengan teknologi tinggi dengan proses G.I.S. (Genetic Improvement System).Pada kondisi tertentu dimana bakteri biasa sudah tidak mampu lagi, maka inovasi dalam bidang bakteriologi untuk menghasilkan bakteri-bakteri varietas unggul harus dilakukan.Aplikasi bakteri harus logis dan tepat sasaran. Logis, artinya bakteri yang digunakan harus memenuhi kaidah-kaidah ilmiah bakteriologi. Dan tepat sasaran artinya, pemakaian bakteri harus sesuai kondisi lingkungan dan fungsi dari bakteri tersebut. Penggunaan bakteri yang tidak sesuai kaidah-kaidah bakteriologi dan tidak sesuai dengan kondisi lingkungan yang terjadi, maka yang terjadi adalah fungsi bakteri tidak akan optimal.Syarat bakteri dapat digunakan sebagai probiotik tambak udang adalah sbb:

  • Stabil dalam penyimpanan dan distribusi, produk yang tidak stabil dapat mengubah sifat dan fungsi bakteri.
  • Tidak terkontaminasi oleh bakteri pathogen, adanya kontaminasi menunjukan tingkat hygienitas produk.
  • Tahan asam, sehingga probiotik dapat hidup dan melindungi saluran pencernaan udang yang bersifat asam.
  • Sumber bakteri harus jelas dan ada nomor serial varietas bakteri yang berlaku secara international. Pengambilan bakteri secara acak dari lingkungan dapat mengakibatkan kontaminasi dan membawa bibit penyakit.

Aplikasi bakteri harus tepat sasaran, artinya penggunaan bakteri harus sesuai fungsi dan cara kerja bakteri tersebut. Aplikasi bakteri dilakukan sesuai fase-fase dimana bakteri akan berfungsi optimal, misalnya bakteri denitrifikasi atau bakteri sulfur akan lebih tepat diaplikasikan pada saat fase budidaya menghasilkan nitrat dan H2S. Sehingga biaya dan tenaga kerja yang dikeluarkan untuk pembelian produk dan aplikasi bakteri dapat tepat sasaran.
AIR KOLAM BERKOLOID

Air kolam berkoloid ditandai dengan gejala pada masa awal budidaya warna air hijau, kemudian setelah umur 40 hari warna air menjadi coklat dan berubah menjadi koloid.Dari hasil uji laboratorium, koloid bisa ditimbulkan dari Fe(OH)3 (zat besi hidroksida). Fe(OH)3 ini dapat berasal dari sumber air dan pelarutan dari mineral jenis tanah yang banyak melepaskan zat besi. Pada pH diatas 7,5 ion-ion besi akan bereaksi dengan kesadahan dan salinitas membentuk koloid besi hidroksida. Kontribusi ion besi kemungkinan berasal dari sumber air dan pelarutan dari tanah. Selain ion besi koloid juga bisa terbentuk dari Al3+ dan Mn2+ dengan adanya kesadahan dan alkalinitas yang tinggi, maka zat-zat tersebut akan membentuk senyawa hidroksida sebagai inti koloid.Efeknya terhadap plankton, inti koloid ini akan berdampak sebagai koagulan yang akan mengkoagulasi suspensi sel plankton sehingga plankton akan menggumpal dan fotosintesisnya terganggu yang mengakibatkan plankton drop. Untuk kolam tanah jika kandungan Fe3+, Al3+ dan Mn2+ pada tanah tinggi maka drop plankton akan lebih cepat, sedangkan untuk tanah kolam yang kandungan Fe3+, Al3+ dan Mn2+ tidak terlalu tinggi kemungkinan plankton masih bisa bertahan hingga panen, dikarenakan kontribusi kandungan Fe3+, Al3+ dan Mn2+ hanya berasal dari sumber air saja. Namun perlu diwaspadai kandungan Fe3+, Al3+ dan Mn2+ walau tidak sampai menimbulkan koloid drop plankton, namun dapat mengganggu nafsu makan dan pertumbuhan.Untuk mengurangi kandungan Fe3+, Al3+ dan Mn2+ yang masuk kekolam disarankan air ditampung ditandon dan kandungan Fe3+, Al3+ dan Mn2+ diendapkan dahulu dengan mengubahnya menjadi endapan hidroksida dengan penambahan kaptan. Penambahan zeolit bersama dengan penambahan kaptan tidak disarankan karena pada kondisi kesadahan tinggi, zeolit akan menyerap ion kalsium (Ca2+) sehingga efeknya tidak maksimal. Penambahan zeolit disarankan setelah air masuk kolam. Air yang dimasukan kekolam adalah air lapisan atas yang sudah diendapkan ditandon.Selain mengurangi kandungan logam-logam tersebut (Fe3+, Al3+ dan Mn2+), untuk mengatasi plankton supaya lebih stabil di air disarankan melakukan analisis kandungan Trace Element air kolam. Trace Element ini terdiri dari 60 unsur yang berperan penting dalam mendukung nutrisi populasi bakteri dan plankton. Dengan adanya Trace Element ini populasi plankton akan stabil dan terhindar dari blooming serta drop plankton. Selain itu penggunaan bakteri jenis Metallofill juga bisa menyerap sisa kandungan Fe3+, Al3+ dan Mn2+.

Pemeriksaan Koloid

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh dari sistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan (air). Selain itu contoh koloid yang mudah ditemui adalah koloid lumpur di air, yang memberikan kekeruhan di air.Sifat koloid yang terpenting adalah muatan partikel koloid. Semua partikel koloid memiliki muatan sejenis (positif atau negatif). Dikarenakan muatan yang sejenis, maka terdapat gaya tolak-menolak antar partikel koloid. Hal ini mengakibatkan partikel-partikel koloid tidak dapat bergabung sehingga memberikan kestabilan pada sistem koloid, tetapi secara keseluruhan, sistem koloid bersifat netral karena partikel-partikel koloid bermuatan ini akan menarik ion-ion dengan muatan berlawanan dalam medium pendispersinya.

Sumber Muatan Koloid

Partikel-partikel koloid mendapat muatan listrik melalui beberapa cara, yaitu:

Proses Adsorpsi

Partikel koloid dapat mengadsopsi partikel bermuatan dari fase pendispersinya.  Akibatnya, partikel koloid bermuatan. Jenis muatannya tergantung dari jenis partikel bermuatan yang diserap, apakah berupa kation atau anion.Partikel Fe(OH)3 (bermuatan positif) mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi kation dari medium pendispersinya sehingga bermuatan positif, sedangkan partikel sol As2S3 (bermuatan negatif) mengadsorpsi anion dari medium pendispersinya sehingga bermuatan negatif.Partikel koloid tidak selalu mengadsorpsi ion yang sama tetapi dapat berbeda tergantung jenis ion berlebih (kation atau anion) dari medium pendispersinya. Contohnya, sol AgCl dalam medium pendispersi dengan kation Ag + berlebih akan mengadsorpsi Ag + sehingga bermuatan positif dan sebaliknya, jika anion Cl- berlebih, maka sol AgCl akan mengadsorpsi ion Cl- sehingga bermuatan negatif.

Proses Ionisasi Gugus Permukaan Partikel Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus-gugus yang ada pada permukaan partikel koloid. Contohnya adalah koloid protein dan koloid sabun atau deterjen.

Kestabilan Koloid

Muatan partikel-partikel koloid adalah sejenis sehingga cenderung saling tolak-menolak. Gaya tolak-menolak ini mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan mengendap akibat gaya gravitasi, sehingga muatan koloid berperan besar dalam menjaga kestabilan koloid.

Lapisan Bermuatan Ganda

Permukaan partikel koloid mendapat muatan listrik dengan mengadsorpsi ion dari medium pendispersinya. Lapisan bermuatan listrik ini selanjutnya akan menarik ion-ion dengan muatan berlawanan dari medium pendispersinya. Akibatnya, akan terbentuk 2 lapisan yang disebut lapisan permukaan ganda. Adanya lapisan ini menyebabkan sistem koloid secara keseluruhan bersifat netral.

Metode Analisa Koloid

Oleh karena partikel koloid sol bermuatan listrik, maka partikel ini akan bergerak dalam medan listrik. Pergerakkan partikel koloid dalam medan listrik disebut elektroforesis.Dalam tabung U yang berisi sistem koloid sol yang bermuatan positif, dimasukkan sepasang elektrode dan diberi arus searah dari sumber tegangan. Dapat diketahui bahwa partikel-partikel koloid bermuatan positif tersebut bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan, yaitu elektrode negatif (katode). Apabila sistem koloid tersebut diganti dengan yang bermuatan negatif, maka akan ditemukan bahwa partikel-partikel koloid akan bergerak menuju elektrode positif (anode). Fenomena eletroforesis dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan partikel koloid. Alat yang digunakan untuk menentukan jenis koloid adalah elektroforesis muatan partikel type EC 105.Contoh data hasil pemeriksaan muatan koloid :

Kualitatif Senyawa

Kuantitatif Muatan (nv)

Metode

Fe (OH)3

+0.21

Electroforesis-AAS
Al(OH)3

+0.18

Electroforesis-AAS
Mn (OH)3

+0.15

Electroforesis-AAS
-C=O, -C-OH

-0.06

Electroforesis-IR
Senyawa lain yang tidak terkualitifikasi

-0.02

Electroforesis-IR-MS
Total Muatan

+0.46 (bermuatan positif)

Dari data diatas dapat disimpilkan bahwa koloid yang terbentuk merupakan koloid muatan positif.Mencegah Terbentuknya KoloidSetelah diketahui jenis koloid yang terbentuk, maka dapat dilakukan tindakan untuk mencegah terbentuknya koloid, berdasarkan jenis koloidnya.Partikel-partikel koloid yang bersifat stabil karena memiliki muatan listrik sejenis. Apabila muatan listrik itu hilang , maka partikel koloid tersebut akan bergabung membentuk gumpalan. Proses penggumpalan partikel koloid dan pengendapannya disebut Koagulasi.
Penghilangan muatan listrik pada partikel koloid ini dapat dilakukan dengan cara sbb :


Penambahan partikel lain dengan muatan berlawanan

Sistem partikel koloid bermuatan positif dicampur dengan partikel lain yang bermuatan negatif, kedua partikel tersebut akan saling mengadsorpsi menjadi netral maka akan terbentuk kogulasi. Sumber partikel bermuatan negative yang murah adalah zeolit, sehingga disarankan penambahan zeolit granul ukuran diameter 0.1 – 0.5 cm dengan dosis 20 ton/ha pada saat pertama pengisian air.

Penambahan elektrolit atau meningkatkan kadar garam

Elektrolit atau garam NaCl ditambahkan kedalam sistem koloid maka partikel koloid yang bermuatan negatif akan menarik ion positif dari elektrolit. Partikel koloid yang bermuatan positif akan menarik ion negatif dari elektrolit. Menyebabkan partikel koloid tersebut dikelilingi lapisan kedua yang memiliki muatan berlawanan. Apabila memungkinkan disamping penambahan zeolit granul, dilakukan pula peningkatan salinitas diatas 20 ppt untuk membantu memberikan muatan pada air.

Penggunaan bakteri jenis chemoautotroph

Bakteri chemoautotroph adalah bakteri yang melakukan metabolisme dengan cara reaksi redoks perpindahan muatan electron. Sumber energy bakteri ini bukan karbohidrat, lemak atau protein melainkan senyawa kimia sederhana seperti H2S, NO2 dan NO3. Contoh bakteri ini adalah Thiobacillus denitrificans yang melakukan reaksi reduksi H2S dan reaksi denitrifikasi Nitrit dan Nitrat. Reaksi-reaksi tersebut melibatkan perpindahan electron yang memberikan kesempatan pada partikel-partikel koloid mendapat muatan dan menarik ion positif dari koloid.

PLANKTON DINOFLAGELLATA

Siklus Hidup, Pengaruh Pada Kolam Budidaya dan Pencegahan

Dinoflagellata adalah mikroorganisme yang termasuk golongan alga. Mikroorganisme ini memiliki bentuk yang unik dan terkadang memiliki bentuk yang mirip dengan jenis alga lainnya. Beberapa jenis dinoflagellata memiliki bentuk yang sangat mirip dengan diatome. Dinoflagellata adalah organism bersel tunggal. Ada lebih dari 2000 species dengan ukuran yang bervariasi mulai dari berukuran kecil mendekati ukuran bakteri hingga berukuran besar,misalnya jenis Noctulica yang dapat tumbuh hingga 2 milimeter sehingga cukup jelas dilihat tanpa bantuan mikroskop. Sembilan puluh persen jenis dinoflagellata hidup dilautan, walaupun ada beberapa species yang hidup di air tawar. Sehingga untuk tambak-tambak yang mengambil air laut secara langsung ada resiko serangan plankton jenis ini.Dinoflagellata perlu dihindari dalam budidaya udang dikarenakan plankton jenis ini dapat menghasilkan racun dari senyawa Saxitoxin. Racun ini dalam jumlah besar dapat menyebabkan kelumpuhan udang hingga kematian, dalam jumlah kecil senyawa racun ini dapat mengganggu pertumbuhan dan nafsu makan. Saxitoxin  ditemukan  sebagai  suatu  dihidroklorida  dengan  rumus  molekul C10H12H7O4.2HCL dan bentuk molekulnya sebagai berikut :

New Picture hSebagaimana namanya, mikroorganisme ini memiliki flagel (alat gerak) yang terletak disekeliling sel tubuhnya. Fungsi dari flagel ini adalah sebagai alat gerak dan indera deteksi terhadap kualitas lingkungan. Pada lingkungan yang buruk mikroorganisme ini akan membentuk cytsa. Dinoflagellata memiliki siklus hidup dan aktivitas yang komplek. Beberapa dinoflagellata memakan mikroorganisme lain yang lebih kecil, dan beberapa jenis yang lain dapat berfotosintesis, dan ada beberapa spesies yang dapat melakukan kedua hal tersebut. Siklus hidup dinoflagellata cukup komplek, siklus ini meliputi fase generative, vegetative dan dorman dalam bentuk cystaSiklus hidup tersebut yang menyebabkan plankton jenis ini sulit untuk dibasmi, terutama pada fase cysta, dimana pada fase tersebut dinding sel dinoflagellata menebal terdapat lapisan selulosa hingga bahan-bahan sterilisasi (klorin,kaporit, triklorit, dll.) tidak dapat menembus dinding sel dinoflagellata pada saat dalam bentuk cysta. Pada tahap ini untuk melakukan sterilisasi cysta plankton dapat dilakukan dua tahap, yang pertama adalah penipisan dinding sel dengan menggunakan bahan-bahan yang mampu melisis dinding sel (Hydroxyderricin, Prenyleriodictiol, Isoliquiritigenin) dan yang kedua menggunakan oksidator ((klorin,kaporit, triklorit) setelah dinding sel tersebut tipis sehingga senyawa klorin,kaporit ataupun triklorit dapat dengan mudah menembus dinding sel cysta. Berikut adalah gambar siklus hidup dinoflagellata.

New Picture iPada fase ini (cysta) dinding sel dino sangat tebal sehingga bahan sterilisasi biasa tidak dapat menembus dinding sel tersebut.Senyawa aktif yang dapat bekerja untuk melisis dan menipiskan dinding sel adalah Hydroxyderricin, Prenyleriodictiol dan Isoliquiritigenin. Senyawa aktif ini bekerja dengan cara berikatan pada enzim DD-transpeptidase yang memperantarai dinding peptidoglikan mikroorganisme, sehingga dengan demikian akan melemahkan dinding sel mikroorganisme tersebut. Hal ini mengakibatkan sitolisis karena ketidakseimbangan tekanan osmosis, serta pengaktifan hidrolase dan autolysins yang mencerna dinding peptidoglikan yang mengakibatkan kematian pada sel-sel mikroorganisme. Efek farmakologi yang didapat adalah menipiskan dinding sel mikroorganisme juga dapat membantu penetrasi senyawa klorin/kaporit kedalam protoplasma sel mikroorganisme, sehingga proses sterilisasi dapat bekerja lebih maksimal.