Peranan Probiotik Dalam Budidaya
Udang dan Ikan
Peranan bakteri probiotik sebagai kontrol biologis pada sistem budi daya adalah (1). Menekan pertumbuhan bakteri patogen (2.) Mempercepat degradasi bahan organik dan limbah (3). Meningkatkan ketersediaan nutrisi esensial (4). Meningkatkan aktivitas mikroorganisme indigenus yang menguntungkan pada tanaman, misal Mycorriza, Rhizobium dan bakteri pelarut pospat. (5). Memfiksasi nitrogen (6.) Mengurangi pupuk dan pestisida.
Dengan adanya probiotik maka proses degradasi bahan organik pada dasar tambak akan lancar, sehingga menghasilkan zat-zat yang bermanfaat bagi pertumbuhan plankton. Bahan organik yang mengalami mineralisasi oleh jasad pengurai (probiotik) akan diubah menjadi bahan anorganik seperti nitrat dan pospat. Bahan organik ini dapat digunakan secara langsung oleh fitoplankon dalam air untuk kelangsungan hidupnya. Fitoplankton makanan bagi zooplankto, sehingga jumlahnya melimpah. Hal ini menyebabkan perairan tersebut menjadi subur. Zooplankton merupakan pakan alami bagi sebagian besar larva ikan, termasuk larva. Dengan demikian maka ketersediaan pakan alami bagi ikan akan tetap terjaga.
Pemberian probiotik melalui lingkungan (air dan dasar tambak) bertujuan Memperbaiki serta mempertahankan kualitas air dan dasar tambak, mengoksidasi senyawa organic sisa pakan, kotoran udang, plankton dan organisme mati, menurunkan senyawa metabolit beracun (ammonia, nitirt , H2S), mempercepat pembentukan dan kestabilan plankton, menurunkan pertumbuhan bakteri yang merugikan, penyedia pakan alami dalam bentuk flok bakteri dan menumbuhkan bakteri pengurai. Sedangkan pemberian bakteri melalui pakan bertujuan : Menyeimbangkan fungsi usus sehingga mampu menekan bakteri yang merugikan, menghasilkan enzim yang membantu sistem pencernaaan makanan, mengandung protin yang dapat dimanfaatkan oleh ikan dan udang yang memekannya, dan meningkatkan kekebalan tubuh udang dan ikan.
SEKILAS PROBIOTIK
Bakteri probiotik merupakan bakteri yang bersifat antagonis terhadap bakteri pathogen.
Bakteri antagonis dalam perannya sebagai agen pengendalian hayati dengan menghasilkan senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen, kompetisi pemanfaatan senyawa (sumber nutrisi) atau kompetisi tempat menempel (lingkungan hidup), meningkatkan respon imun inang, memperbaiki kualitas air dan dapat memacu perkembangbiakan fitoplankton. Bakteri antagonis yang digunakan sebagai agen pengendalian hayati dimasukkan dalam istilah probiotik.
Berikut ini adalah beberapa jenis bakteri probiotik yang memiliki nilai ekonomis untuk tambak udang & ikan :
A. Bacillus sp
Bacillus sp merupakan bakteri Gram positif, berbentuk batang, dapat tumbuh pada kondisi aerob dan anaerob. Sporanya tahan terhadap panas (suhu tinggi), mampu mendegradasi karbohidrat. Bacillus spp mempunyai sifat:
(1) mampu tumbuh pada suhu lebih dari 50 oC dan suhu kurang dari 5 oC,
(2) mampu bertahan terhadap pasteurisasi,
(3) mampu tumbuh pada konsentrasi garam tinggi (>10%),
(4) mampu menghasilkan spora
dan (5) mempunyai daya proteolitik (degradasi protein) yang tinggi dibandingkan mikroba lainnya.
Bacillus merupakan bakteri aerob obligat atau fakultatif, dan positif terhadap uji enzim katalase.
Beberapa spesies Bacillus menghasilkan enzim ekstraseluler seperti protease, lipase, amilase, dan selulase yang bisa membantu pencernaan dalam tubuh hewan Jenis Bacillus (Bacillus cereus, Bacillus clausii, Bacillus pumilus) termasuk dalam lima produk probiotik komersil terdiri dari spora bakteri yang berpotensi untuk immunostimulan dan aktivitas antimikroba phatogen.
Senyawa antimikrob lain yang dihasilkan oleh Bacillus sp adalah basitrasin, pumulin, laterosporin, gramisidin, dan tirocidin yang efektif melawan bakteri Gram positif serta kolistin dan polimiksin bersifat efektif melawan bakteri Gram negatif. Sedangkan difficidin memiliki pektrum lebar, mikobacilin dan zwittermicin bersifat antijamur.
1. Bacillus subtilisBakteri Bacillus subtilis adalah jenis bakteri yang umum ditemukan di tanah, air, udara dan materi tumbuhan yang terdekomposisi. Termasuk kelompok bakteri gram positif, aerobik, mampu membentuk endospora. B. subtilis memiliki kemampuan memproduksi antibiotik dalam bentuk lipopeptida, salah satunya adalah iturin. Iturin membantu B. subtilis berkompetisi dengan mikroorganisme lain dengan cara membunuh mikroorganisme lain atau menurunkan tingkat pertumbuhannya. Iturin juga memiliki aktifitas fungisida terhadap pathogen. Serta menghasilkan subtilin sebagai antibiotik yang digunakan untuk menekan populasi bakteri pathogen.
Pada beberapa penelitian ditemukan bahwa penambahan B. subtilis perairan dapat meningkatkan kualitas perairan dengan mengurangi konsentrasi CO2 perairan. Penggunaan B. subtilis pada tambak udang menunjukkan bahwa B. subtilis mampu meningkatkan kesintasan larva udang windu / udang vaname dan mencegah dari penyakit vibriosis akibat Vibrio harveyi. Selain itu B. subtilis secara alami bersimbiosis pada saluran pencernaan udang.
B. subtilis memerlukan kondisi optimum untuk tumbuh. Berikut adalah kondisi fisika kimia air optimum bagi bakteri ini : DO : bakteri ini adalah jenis aerob obligat, makin tinggi DO maka makin baik untuk pertumbuhan optimalnya. Minimal ialah pada kisaran 2 mg/L. Suhu : suhu optimal untuk tumbuh bagi B. subtilis adalah antara 25 – 35oC. pH : pH optimal antara 7 – 8
2. Bacillus licheniformisBacillus licheniformis merupakan bakteri gram positif, berbentuk batang dengan panjang berbentuk batang silindris atau elips dan terdapat pada sentral atau parasentral. Suhu maksimum pertumbuhannya adalah 50-55 oC dan suhu minimumnya 15 OC. B. licheniformis merupakan species bakteri yang mampu menghasilkan protease dalam jumlah yang relatif tinggi. Jenis protease yang dihasilkan oleh bakteri ini adalah enzim ekstraselular yang tergolong proteinase serin karena mengandung serin pada sisi aktifnya.
3. Bacillus megateriumBacillus megaterium masuk ke dalam bakteri gram positif penghasil spora dan memiliki sifat aerob obligasi serta memiliki ukuran sel 2 x 4-5 µ (berbentuk batang). Bakteri ini merupakan penghasil utama untuk vitamin B12 dan penicillin. Selain itu, juga dapat memproduksi enzim yang berfungsi untuk sintetik steroid dan stabilitas yang baik. Penicillin merupakan antibiotik alami yang dapat berfungsi untuk menekan pertumbuhan bakteri phatogen seperti bakteri Vibrio.
4. Bacillus pumilusBacillus pumilus bekerja dengan memotong ikatan polisakarida maupun ikatan peptide menjadi senyawa yang lebih sederhana sehingga mudah diuraikan oleh golongan sejenis yang strainnya berdekatan. Bakteri ini banyak digunakan sebagai probiotik karena kemampuannya dalam menghasilkan senyawa antimikroba yang dapat menghambat perkembangan mikroorganisme lain yang merugikan.
B. Lactobacillus sp
Kemampuan metabolism Lactobacillus sp untuk menghasilkan asam laktat dan peroksidase merupakan cara efektif bakteri ini dalam menghambat berbagai macam mikroba pathogen penyebab penyakit. Sehingga bakteri lactobacillus banyak dimanfaatkan sebagai probiotik yang dapat diaplikasikan langsung pada lingkungan maupun sebagai campuran pada pakan.
Salah satu syarat dari suatu probiotik yang baik adalah bahwa bakteri tersebut harus memiliki kemampuan menempel pada dinding saluran cerna , sehingga bakteri tersebut dapat berkoloni dan melakukan fungsinya yang memiliki manfaat bagi ikan dan udang. Usus merupakan organ dengan sistem imun terluas di tubuh udang dan ikan, sel sel yang menyusun usus dilindungi oleh lapisan pelindung mucus yang secara terus menerus mengalamai proses regenerasi. Di permukaan mucus ini terjadi proses penyerapan nutrisi dan menjadi media melekatnya probiotik di dinding usus yang diakibatkan oleh MBP (Mucus Binding Protein).
MBP berperan penting juga dalam sistem meningkatkan daya tahan tubuh terhadap serangan penyakit ( self immune system).
Fungsi utama mikroba Lactobacillus sp adalah :
1. Memperbaiki proses pencernaan.
2. Memproduksi vitamin B6, B12, dan asan folat.
3. Meningkatkan proses pencernaan nutrisi.
4. Meningkatkan sistem kekebalan tubuh.
5. Mencegah penempelan dan infeksi mikroba pathogen.
6. Menyerapsp.
7. Senyawa racun geosemin, nitrit, dan nitrosamine.
C. Thiobacillus sp.
1. Thiobacillus denitrificans
Merupakan bakteri chemotothroph yang mampu menguraikan senyawa-senyawa kimia rantai pendek yang sangat beracun menjadi senyawa senyawa kimia yang tidak beracun. Thiobacillus berperan penting dalam reaksi penguraian sulfur (H2S). Senyawa H2S terdapat di tambak sebagai hasil proses dekomposisi bahan organic 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 berwarna hitam dan tercium bau belerang. Kadar senyawa H2S di tambak pembesaran sebaiknya di bawah 0,1 mg/ltr. Senyawa H2S dapat menyebabkan pertumbuhan terhambat, penurunan terhadap daya tahan penyakit, dan meningkatkan kematian pada udang dan ikan. Thiobacillus denitrificans berfungsi menetralkan racun H2S dan nitrit melalui reaksi denitrifikasi.
2. Thiobacillus ferrooksidansBakteri ini merupakan bakteri kemolitotrof yang mampu memisahkan logam dari bijinya berasal dari hasil oksidasi senyawa anorganik khususnya senyawa besi dan belerang. Oleh karenanya bakteri ini sangat disarankan untuk penanggulangan tambak pirit ( mengandung zat besi berlebihan). Keuntungan dan kerugian penggunaan bakteri Thiobacillus ferrooksidans sb :
A Keuntungan :Thiobacillus ferrooksidans akan mengoksidasi senyawa besi belerang (besi sulfide) di sekelilingnya. Proses ini membebaskan sejumlah energy yang akan digunakan untuk membentuk senyawa yang diperlukan dan menghasilkan senyawa asam sulfat dan besi sulfat.
Thiobacillus ferrooksidans merupakan bakteri kemolitotrof , dimana bakteri kemo dapat amengambil dan mengumpulkan ion-ion logam beracun sehingga bermanfaat untuk memindahkan polutan dari air limbah, Usaha memperbaiki kualitas lahan termasuk dan tanah dan air serta pencemaran dengan menggunakan mikroorganisme disebut bioremediasi.
D. Nitrosomonas dan Nitrobacter
Ada beberapa jenis bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter dan strain banyak di antara spesies-spesies. Sebagian besar informasi ini dapat diterapkan untuk jenis Nitrosomonas dan Nitrobacter pada umumnya, bagaimanapun, strain masing-masing memiliki toleransi tertentu terhadap faktor lingkungan dan preferensi nutrisi yang tidak dimiliki oleh lainnya, sangat terkait erat.
Faktor Fisika-Kimia yang mempengaruhi proses nitrifikasi :
1. DO (Dissolved Oxygen)• Oksigen merupakan gaster larut yang memiliki peranan penting dalam nitrifikasi (min. 1 mg/L)
• Untuk respirasi organisme akuatik dan mikroorganisme aerobik
• Mendegradasi zat sisa organik
• Membantu menyelesaikan jalur metabolisme
• Tinggi rendahnya DO dipengaruhi oleh kelarutan gas, tekanan udara, suhu, konsentrasi materi tersuspensi, kerapatan biomassa, salinitas.
• Kelarutan oksigen berkolerasi terbalik dengan suhu dan salinitas. Semakin tinggi suhu atau salinitas semakin rendah konsentrasi oksigen terlarutnya.
2. Suhu
• Suhu optimum untuk aktivitas bakteri 25 -35 oC
• Proses nitrifikasi terhenti pada saat suhu meningkat hingga 50 oC.
• Bakteri produksi metan akan inaktif bila suhu turun menjadi15 oC; Bakteri autotrof nitrifikasi berhenti berfungsi pada suhu 5 oC; Bakteri kemoheterotrof yang merombak materi berkarbon menjadi dorman apabila suhu air 2 oC.
• Suhu optimum bagi proses nitrifikasi adalah 28 oC
3. pH
• Indikator yang menyatakan konsentrasi hidrogen di dalam medium.
• pH rendah menghambat pertumbuhan organisme nitrifikasi dan mendorong pertumbuhan organisme berfilamen.
• pH optimum bagi bakteri nitrifikasi 7.2-9.0; 7.5-8,6
4. Konsentrasi Substrat (Amonia, nitrit, alkali)
• Besarnya jumlah substrat penghasil energi yang tersedia merupakan salah satu faktor pembatas yang menentukan kinerja biofilter secara umum.
• Semakin besar amonia, nitrit, dan alkali semakin tinggi pula laju nitrifikasi dan semakin tebal pula biofilm yang terbentuk.
5. Nutriment
Semua jenis Nitrosomonas menggunakan amonia (NH3) sebagai sumber energi selama konversi kepada nitrit (NO2). Amonia pertama-tama diubah (terhidrolisis) untuk amina (NH2) senyawa kemudian dioksidasi menjadi nitrit. Proses konversi memungkinkan Nitrosomonas untuk memanfaatkan senyawa amina beberapa sederhana seperti yang dibentuk oleh konversi amonia dengan Penghilang amonia kimia.
6. Warna dan BauSel-sel bakteri nitrifikasi memiliki warna kemerahan (Nitrosomonas) sampai kecoklatan (Nitrobacter