Mekanisme Kerja Bakteri

Bacillus

Bacillus adalah golongan bakteri pengurai bahan organik (heterotrof) dan penghasil senyawa antimikroba 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.

Protein 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.

Baca juga: Membuat Probiotik Alami untuk Ikan Lele

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:

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.

Baca juga: Penggunaan Probiotik dalam Budidaya Udang

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.

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.

Baca juga: Probiotik Meningkatkan Kualitas Air Tambak

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 :

(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.

—

Artikel ini pertama kali dipublikasikan oleh Takeshu. Ketepatan informasi dan efektivitas metode budidaya yang terdapat di dalamnya di luar tanggung jawab Minapoli.