Pendahuluan Biotek.docx

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Bioteknologi adalah bidang penerapan biosains dan teknologi yang menyangkut penerapan praktis organisme hidup atau komponen subsellulernya pada industri jasa dan manufaktur serta pengelolaan lingkungan. Atau dapat pula didefinisikan sebagai teknologi yang menggunakan sistem hayati (proses-proses biologi) untuk mendapatkan barang dan jasa yang berguna bagi kesejahteraan manusia. Bioteknologi memanfaatkan: bakteri, ragi, kapang, alga, sel tumbuhan atau sel hewan yang dibiakkan sebagai konstituen berbagai proses industry. Udang windu (Penaeus monodon fabricus) dan udang galah (Macrobrachium rosenbergii) merupakan salah satu jenis udang yang menarik dan menguntungkan untuk dipelihara. Budidaya udang windu dan udang galah di tambak sangat menggiurkan keuntungannya, tetapi dibalik itu ternyata budidaya udang ini banyak menyimpan permasalahan yang diakibatkan oleh penyakit yang menyerang udang tersebut. Kehadiran jenis bakteri patogen seperti Vibrio sp, Aeromonas sp, Pseudomonas sp akan menyebabkan penyakit pada ikan budidaya, sehingga perlu diantisipasi untuk pencegahannya (Feliatra et al., 2012). Untuk menjaga kualitas terhadap serangan penyakit pada ikan budidaya diperlukan pengendalian dan penanganan terhadap bakteri patogen. Salah satu pengendalian bakteri patogen adalah mempertemukan dengan bakteri antagonisnya. Bakteri antagonis yang digunakan sebagai agen pengendalian hayati dimasukkan dalam istilah probiotik. Probiotik adalah mikroorganisme hidup baik yang secara alamiah terdapat di dalam system pencernaan, atau

mikroorganisme

baik

yang

sengaja

dikembangbiakkan

sebagai

suplemen

makanan/minuman yang apabila dikonsumsi dalam jumlah seimbang akan memberikan

2

dampak positif bagi kesehatan. Prinsip dasar kerja probiotik adalah pemanfaatan kemampuan mikroba dalam meningkatkan penyerapan pada saluran pencernaan ikan (Yulvizar, 2014). Untuk menjaga kualitas terhadap serangan penyakit pada ikan budidaya diperlukan pengendalian dan penanganan terhadap bakteri patogen. Salah satu pengendalian bakteri patogen adalah mempertemukan dengan bakteri antagonisnya. Bakteri antagonis yang digunakan sebagai agen pengendalian hayati dimasukkan dalam istilah probiotik. berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakukan uji antagonisme untuk menentukan apakah bakteri yang telah diisolasi dari saluran pencernaan udang windu dan udang galah sebelumnya dapat menghambat bakteri patogen (Aeromonas sp.) melalui metode difusi agar (metode kertas cakram) dan metode garis. 1.2. Tujuan dan Manfaat Adapun tujuan dari praktikum kali ini adalah untuk mengetahui metode dan prosedur peremajaan Isolat dan pengujian aktivitas antagonistik bakteri probiotik udang windu dan udang galah terhadap bakteri patogen. Sedangkan manfaat praktikum ini adalah mahasiswa dapat mengetahui apa saja penyebab adanya atau tidaknya lingkaran bening pada kertas cakram yang dioleskan dengan pathogen Aeromonas.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bioteknologi Bioteknologi dari asal katanya sendiri, yaitu bio artinya hidup atau organisme hidup dan kata teknologi artinya suatu cara atau teknik. Kata bioteknologi mulai muncul pada tahun 1917 dari seorang ilmuan asal Hungaria yang bernama Karl Ereky untuk menjelaskan penggunaan gula bit hasil fermentasi sebagai pakan ternak babi. Pemberian gula bit dapat meningkatkan produksi ternak babi. Cara ini, disebut bioteknologi karena menggunakan gula bit dari hasil fermentasi. Namun pada saat itu, orang belum tertarik untuk memahami istilah bioteknologi. (Fahruddin, 2015) Baru pada tahun 1961 Carl Goran Heden ahli mikrobiologi menerbitkan jurnal ilmiah Biotechnology and Bioengineering, banyak mempublikasikan hasilhasil penelitiannya dalam jurnal tersebut yaitu mengenai pemenfaatan jazad hidup dalam mengahasilkan berbagai bahan untuk kebutuhan manusia, kemudian muncul definisi bioteknologi yang diartikan sebagai pemanfaatan jazad hidup dalam industri untuk menghasilkan barang dan jasa. (Bioteknologi Lingkungan Fahruddin, 2015) Pada prinsipnya definisi tentang bioteknologi pada umumnya mengkaitkan pada kegiatan mikroba, sistem dan proses biologi, dengan produksi barang dan jasa atau yang mengkaitkan aktivitas biologis dengan proses tehnik dan produksi dalam industri. Untuk lebih ringkasnya bioteknologi adalah ilmu terapan biologi yang melibatkan disiplin ilmu mikrobiologi, biokimia, dan rekayasa genetika untuk menghasilkan produk dan jasa. Organisme yang digunakan dalam bioteknologi paling sering adalah mikroba seperti bakteri, kapang dan yeast (ragi).

4

2.2 Bakteri Probiotik Probiotik merupakan organisme hidup yang mampu memberikan efek yang menguntungkan kesehatan apabila dikonsumsi dalam jumlah yang cukup dengan memperbaiki keseimbangan mikroflora intestinal pada saat masuk dalam saluran pencernaan (Regina, 2016). Salminen et al. (2015) menyatakan bahwa terdapat beberapa kriteria yang harus dipenuhi oleh suatu probiotik, diantaranya adalah: (1) bersifat nonpatogenik dan mewakili mikrobiota normal pada usus inangnya, serta masih aktif pada kondisi asam lambung dan konsentrasi garam empedu yang tinggi dalam usus halus, (2) dapat tumbuh dan bermetabolisme dengan cepat serta terdapat dalam jumlah yang tinggi dalam usus halus, (3) mampu mengkolonisasi beberapa bagian dari saluran usus inangnya, (4) dapat memproduksi asam-asam organik secara efisien dan memiliki sifat antimikroba terhadap bakteri patogen, (5) mudah diproduksi, mampu tumbuh dalam sistem produksi skala besar, dan hidup selama kondisi penyimpanan. Probiotik memiliki efek antimikrobial dan pada bidang akuakultur bertujuan untuk menjaga keseimbangan mikroba dan pengendalian patogen dalam saluran pencernaan. Mikroorganisme pada probiotik bersaing dengan patogen di dalam saluran pencernaan untuk mencegah agar patogen tidak mengambil nutrisi yang diperlukan untuk hidup ikan (Misrianti, 2017). Kehadiran jenis bakteri patogen seperti Vibrio sp., Aeromonas sp., Pseudomonas sp. akan menyebabkan penyakit pada ikan budidaya, sehingga perlu diantisipasi untuk pencegahannya. Salah satu cara yang digunakan adalah menginteraksikan bakteri probiotik dengan pakan yang akan diberikan pada ikan

5

budidaya. Salah satu usaha yang dilakukan adalah untuk menentukan bakteri probiotik yang memiliki kadar antogonis terhadap bakteri patogen. Produk yang dihasilkan adalah toksin yang dihasilkan oleh bakteri probiotik tersebut sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri patogen dapat diganggu maupun tidak mampu sama sekali hidup (Feliatra et al., 2012). 2.3 Bakteri Patogen Mikroorganisme yang tersusun atas satu sel (uniseluler) dan ada yang tersusun atas satu sel menunjukkan karakteristik organisme hidup, yaitu bermetabolisme, berproduksi, berdiferensiasi, melakukan komunikasi, melakukan pergerakan dan berevolusi, namun mikrooganisme berukuran sangat kecil dan hanya dapat diamati dengan menggunakan mikroskop (Solga and Diehl, 2015). Mikroorganisme jenis bakteri yang memiliki arti penting bagi perairan budidaya laut maupun perairan budidaya air tawar, namun disisi lain bakteri juga dapat menyebabkan penyakit yang dapat merugikan dan menjadi indikator pencemar (Sutiknowati & Ruyitno, 2016). Teknologi intensif telah diterapkan pada beberapa tambak udang yang terserang penyakit infeksi yang disebabkan oleh organisme patogen berupa bakteri. Bakteri patogen yang sudah berada dalam perairan akan merugikan biota perairan bila pada kondisi tertentu yang kurang mendukung karena menurunnya kualitas lingkungan serta kualitas pakan. Organisme patogen menimbulkan tingkat patogenitas (virulensi) yang berbeda meskipun pada organisme yang sejenis. Tingkat patogenitas bergantung pada jenis dan ukuran udang yang diserang, serta kondisi lingkungan perairan lokasi serangan. Efek patogenitas akan semakin meningkat karena penerapan tingkat kepadatan yang tinggi, lingkungan

6

buruk dan manajemen pemberian pakan yang tidak tepat dan sesuai terjadi pada tambak udang yang intensif (Suriani, 2016). Sifat patogen diakibatkan karena bakteri yang tidak sesuai dengan faktor lingkungannya. Patogen adalah organisme (umumnya berupa mikroorganisme) yang menyebabkan penyakit pada organisme lain. Bakteri juga sangat erat hubungannya dengan makanan dapat mengakibatkan pembusukan yang tidak diinginkan atau menimbulkan penyakit yang ditularkan melalui makanan atau dapat melangsungkan fermentasi yang menguntungkan. Bakteri patogen memasuki tubuh inang dan selanjutnya bereproduksi dan bereplikasi. Kemampuan bakteri patogen untuk menyebabkan penyakit disebut patogenisitas (Suriani, 2016). 2.4 Aeromonas sp. Aeromonas merupakan bakteri heterotrofik uniseluller, tergolong protista prokariot yang dicirikan dengan tidak adanya membran yang memisahkan inti dengan sitoplasma. Bakteri ini biasanya berukuran 0,7 – 1,8 x 1,0 – 1,5 µm dan bergerak menggunakan sebuah polar flagel. Aeromonas adalah anggota dari famili Aeromonadaceae yang umumnya hidup di air tawar. Aeromonas juga ditemukan di tanah, perairan asin dan juga ditemukan pada air minum yang diklorinasi dan non-klorinasi. Bakteri Aeromonas hydrophila termasuk bakteri Gram negatif, yang sifatnya oksidasi positif dan mampu memfermentasi beberapa jenis gula, seperti glukosa, fruktosa, maltosa dan trehalosa. Bakteri Gram negatif mempunyai lapisan peptidaglikan yang tipis, terdiri atas 1-2 lapis sehingga pori-pori pada dinding sel Gram negatif cukup besar. Permeabilitasnya

yang tinggi

7

memungkinkan terjadi perlepasan kompleks ungu kristal-yodium (UK-Y), sehingga bakteri berwarna merah. Bakteri Gram negatif mempunyai dinding sel yang mengandung lipid, lemak, atau substansi seperti lemak dengan persentase yang lebih tinggi. Dalam proses pewarnaan Gram, pencucian dengan alkohol akan menyebabkan lemak tersebut terekstraksi sehingga bakteri berwarna merah atau merah muda karena menyerap zat warna safranin. 2.5 Uji Antagonisme Uji antagonis merupakan uji yang digunakan membuktikan bahwa mikroorganisme

yang

bersifat

antagonis

dapat

menghambat

aktivitas

mikrooganisme lain yang berada ditempat yang berdekatan. Mikroorganisme yang bersifat antagonis ini memiliki pertumbuhan yang cepat sehingga dapat menutupi mikroorganisme yang berdekatan dengannya.

8

III. METODE PRAKTIKUM 3.1 Waktu dan Tempat Praktikum “Uji Antagonisme Bakteri Probiotik Udang Galah dan Udang Windu Terhadap Bakteri Patogen” dilaksanakan selama tiga hari, 05 – 7 Maret 2019 di Laboratorium Mikrobiologi Laut Jurusan Ilmu Kelautan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Riau. 3.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam praktikum ini ialah cawan petri, tabung reaksi, jarum ose, drigalski, mikropipet, tip, lampu Bunsen, jangka sorong, erlemenyer, kertas label, aluminium foil, tisu dan alat tulis. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah Alkohol, Nutrien Broth (NB), Nutrien Agar (NA), kertas cakram, antibiotik Streptomicyn isolat bakteri probiotik dari pencernaan Udang Windu dan Udang Galah, dan isolat bakteri patogen (Aeromonas sp.). 3.3 Metode Praktikum Metode yang digunakan dalam praktikum uji antagonisme ini adalah metode difusi agar yaitu metode kertas cakram dan metode garis. Metode difusi agar mengacu pada metode menurut Wolf dan Gibbons et al. (1996). Bakteri patogen uji yang telah dimurnikan diambil sebanyak 25 μL dan ditanam kedalam media NA dan diratakan dengan drigalski. Setelah media yang berisi bakteri patogen memadat diberi kertas cakram yang telah ditetesi isolat probiotik 0.5 μL. Selanjutnya diinkubasi pada suhu 28oC selama 18-24 jam. Filtrat yang mengandung substansi bakteri akan melakukan penghambatan terhadap bakteri

9

patogen yang dibuktikan dengan adanya zona bening di sekitar cakram dan diukur diameter zona bening yang terbentuk. Metode garis ialah dengan menggoreskan bakteri patogen pada media NA dengan ose satu hingga dua kali. Kemudian isolat probiotik juga digores sambil melewati/mengenai goresan dari bakteri patogen. Adanya zona bening/clear zone pada batas persinggungan dari kedua isolat menandakan adanya aktivitas penghambatan dari isolat probiotik. 3.4 Prosedur Praktikum Sebelum memulai praktikum alat-alat gelas berupa tabung reaksi, cawan petri, gelas objek dan mikro tip disterilkan dengan sterilisasi panas kering (udara panas) pada oven. Sterilisasi dilakukan pada temperatur 170⁰- 180O C selama 1-2 jam. Jarum ose disterilkan dengan sterilisasi panas kering dalam nyala api bunsen sampai merah membara (Dwyana dan Gobel, 2016). Medium dan alat non-gelas yang digunakan terlebih dahulu disterilkan dengan sterilisasi panas basah yaitu dengan menggunakan autoklaf. Sterilisasi ini dilakukan selama 15 menit dalam temperatur 121OC dan tekanan 2 atm (Lay dan Hastowo, 1992 diacu dalam Anistiawan 2015). Media

yang

digunakan

ialah

Nutrien

Broth

(NB)

untuk

pengayaan/enrichment dan peremajaan. 13 gram NB dilarutkan dalam 1000 ml aquades. Kemudian dipanaskan dan diaduk hingga homogen. Kemudian disterilkan dengan autoklaf 121oC dan tekanan 2 atm selama 15 menit. Untuk penanaman digunakan media NA (Nutrien Agar). 20 gram NA dilarutkan dalam 1000 ml aquades. Kemudian dipanaskan dan diaduk hingga

10

homogen. Kemudian disterilkan dengan autoklaf 121oC dan tekanan 2 atm selama 15 menit. Bakteri pathogen udang windu dan udang galah yang telah dimurnikan diinokulasikan ke dalam media NA dan dihomogenkan menggunakan drigalski. Setelah media yang berisi biakan bakteri pathogen memadat diberi kertas cakram yang telah ditetesi larutan antibiotik Streptomycin sebagai control positif dan kertas cakram yang ditetesi media NB sebagai control negatif, serta kertas cakram yang ditetesi isolate bakteri probiotik udang galah dan udang windu. Selanjutnya diinkubasi pada suhu 280C selama 24 jam. Filtrat yang mengandung substansi antibakteri akan melakukan penghambatan terhadap bakteri pathogen yang dibuktikan dengan adanya zona bening. Kemudian zona bening yang ditemukan pada petridish diukur menggunakan jangka sorong.

11

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Tabel 1. Hasil Pengukuran Clear Zone pada Uji Antagonisme dengan Metode Kertas Cakram Nama Isolat UG1 UG2 UWH1 UWH8

Diameter Clear Zone (Zona Jernih) (mm) Aeromonas sp. 7.25 mm 2.65 mm 6.35 mm 0.35 mm

Tabel 2. Hasil Perbandingan Pengukuran Clear Zone pada Uji Antagonisme dengan Isolat Patogen yang berbeda Nama Isolat

Diameter Clear Zone (Zona Jernih) (mm) UWH1

Aeromonas sp.

6.35 mm

Vibrio sp.

0.05 mm

Pseudomonas sp.

3.65 mm

4.2 Pembahasan Isolat probiotik yang diamati adalah bakteri probiotik yang diisolasi dari udang windu dengan kode UWH1. Pengujian aktivitas antagonistik dengan bakteri patogen Aeromonas sp. menunjukkan adanya daya hambat dari isolat probiotik tersebut. Uji antagonisme dengan metode difusi agar (metode kertas cakram) dinilai cukup berhasil karena terbentuknya clear zone (zona bening) di sekitar kertas cakram yang telah di tetesi isolat UWH1 dengan ukuran diameter 6.35 mm. Namun waktu pengamatan diduga telah melampaui batas waktu maksimal,

12

dibuktikan dari berkurangnya daya hambat isolat probiotik sehingga terbentuk cincin bakteri patogen di dalam zona bening. Waktu optimal untuk melakukan pengamatan ialah kurang dari 24 jam (optimal 18 jam setelah penanaman). Berdasarkan uji antagonisme UWH1 dengan bakteri patogen lain, diameter zona bening terluas terdapat pada bakteri Aeromonas sp yaitu 6.35 mm daripada Vibrio sp. yaitu 0.05 mm dan Pseudomonas sp. 3.65 mm. semakin luas zona bening maka semakin besar suatu bahan dalam menghambat pertumbuhan bakteri. Maka hal ini menunjukkan bahwa bakteri probiotik dari isolat udang windu lebih mampu menghambat pertumbuhan bakteri Aeromonas sp. Dibandingkan

bakteri

lainnya.

Besarnya

zona

bening

yang

terbentuk

menunjukkan kemampuan bakteri probiotik tersebut dalam menghambat pertumbuhan bakteri patogen. Hal ini juga didukung berdasarkan penelitian (Alexander, 2011) bahwa kandidat probiotik yang diisolasi dari udang windu mampu menghasilkan senyawa bakteriosin yang mampu menekan pertumbuhan bakteri pathogen.

13

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan UWH1 sebagai isolat probiotik yang digunakan dalam uji antagonisme terbukti memiliki daya hambat terhadap bakteri patogen Aeromonas sp., terlihat dari ukuran zona bening yang terbentuk yaitu 6.35 mm. Ini mengindikasikan bahwa probiotik yang berasal dari saluran pencernaan udang windu ini dapat menghasilkan substansi-substansi yang dapat menghambat bahkan membunuh bakteri patogen serta mampu berkompetisi dalam hal perebutan tempat dan nutrien sehingga berpotensi menjadi salah satu probiotik yang dapat dikembangkan. 5.2 Saran Sebaiknya dalam melaksanakan praktikum, praktikan harus dalam keadaan steril, cermat dan teliti serta bekerja sesuai prosedur yang telah ditetapkan untuk meminimalisir kontaminasi sehingga data yang didapatkan sesuai dengan yang diharapkan.

14

DAFTAR PUSTAKA Anastiawan. 2015. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Probiotik Yang Berasal dari Usus Itik Pedaging Anas domesticus [skripsi]. Makassar: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin. Dwyana, Z. dan Gobel, R. B. 2016. Mikrobiologi Umum. Makassar: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Hasanuddin. Fahruddin. 2015. Bioteknologi Lingkungan. Bandung: Alfabeta. Feliatra. 2015. Probiotik, Suatu Tinjauan Keilmuan Baru Bagi Pakan Hewan Budidaya. Pasir Pangaraian: UPP-Press. Feliatra, Yuni Fitria dan Nursyirwani. 2012. Antagonis Bakteri Probiotik yang Diisolasi dari Usus dan Lambung Ikan Kerapu Bebek (Cromileptes altivelis) Terhadap Bakteri Patogen. Jurnal Perikanan dan Kelautan 17,1 :16-25. Misrianti, B. 2017. Pengaruh Penambahan Sukrosa pada Pembuatan Whey Kerbau Fermentasi Terhadap Penghambatan Bakteri Patogen. Skripsi. Fakultas Peternakan. Universitas Hasanudin. Makasar. Regina, A. 2016. Karakteristik Probiotik Berbagai Jenis Bakteri Asam Laktat (Bal) Pada Minuman Fermentasi Laktat Sari Buah Nanas. Skripsi. Universitas Lampung. Salminen, S., Wright, AV., Ouwehand, A. 2015. Lactic Acid Bacteria. Marckel Dekker. New York. Solga, S. F. and Diehl, A. M. 2015. Gut Flora-Based Therapy in Liver Disease? The Liver Cares About the Gut. Hepatology. 39:5-10. Suriani. 2016. Uji Cemaran Bakteri Patogen Pada Udang Putih (Litopeanaeus Vannamei) Di Pertambakan Kecamatan Mallusetasi Kabupaten Barru. Skripsi. UIN Alauddin Makasar. Sutiknowati, L.I. dan N. Ruyitno. Studi bakteriologis dan peruntu-kannya terhadap budidaya pada perairan Teluk Klabat, Kepulauan Propinsi Bangka Belitung. Osea-nologi dan Limnologi di Indonesia, 34:101-115 (2016). Yulizar C., Dewiysnti I, dan Defira C N. 2014. Seleksi Bakteri Berpotensi Probiotik Dari Ikan (Cyprinus carpio) Indegenous Jantho Berdasarkan Aktivitas Antibakteri SecaraInVitro. Banda Aceh. Jurnal Teknologi dan Pertanian Indonesia. Vol 6 No 1. Hal 19-24

15

LAMPIRAN

16

Lampiran 1. Alat dan Bahan yang Digunakan Selama Praktikum

Tabung reaksi

Jangka Sorong

Jarum ose

Micro Pipet

Beaker glass

Alkohol

17

Lampu Bunsen

Tisu

Tip Mikro Pipet

Inkubator

Erlenmeyer

Media NA

Petri Disk

Media NB

18

Lampiran 2. Kegiatan Selama Praktikum

Pembuatan Label

Mengambil kertas cakram

Inokulasi isolat ke media NB

Meneteskan sampel

Meratakan Bakteri

Pengukuran zona bening

19