Menilik Keanekaragaman dan Potensi Mikroorganisme Termofilik di Indonesia

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi keanekaragaman hayati. (Sumber: thegorbalsla.com)

Indonesia adalah salah satu negara megabiodiversitas, sekaligus salah satu negara dengan aktivitas tektonik yang tinggi dan jumlah gunung berapi terbesar. Kedua faktor tersebut berimplikasi pada tingginya keanekaragaman hayati berupa mikroorganisme termofilik yang mampu bertahan hidup di suhu tinggi (di atas 50oC) dalam berbagai ekosistem unik di Indonesia seperti mata air panas dan lapangan geotermal. Mikroorganisme termofilik tersebut memiliki potensi sebagai penghasil enzim-enzim termostabil, yang mampu bekerja secara aktif di suhu tinggi dan memiliki peranan yang sangat penting di berbagai bidang industri.

Berbagai proses industri seperti penguraian limbah agrikultur menjadi gula sederhana, pemutihan kertas, dan pembersihan kain di industri tekstil akan meningkat efisiensinya jika dilakukan pada suhu tinggi. Proses-proses tersebut umumnya membutuhkan berbagai bahan kimia berbahaya seperti asam dan senyawa oksidatif yang memiliki efek negative pada kesehatan dan lingkungan. Enzim termostabil dapat digunakan sebagai alternatif yang lebih aman dan ramah lingkungan bagi proses-proses tersebut.

Selain itu, mikroorganisme termofilik dapat menjadi alternatif sebagai dalam proses fermentasi berbagai bahan kimia bernilai tinggi seperti protein rekombinan, biofuel, dan biopolimer. Mikroorganisme yang umum digunakan saat ini seperti Escherichia coli, Corynebacterium glutamicum, dan Saccharomyces cerevisiae, walaupun mampu tumbuh secara cepat dengan sumber nutrisi yang murah, namun rentan terhadap kontaminasi karena hanya mampu hidup di yang disukai berbagai mikroorganisme (pH 5-7, suhu 30-370C).

Penggunaan mikroorganisme termofilik memungkinkan proses fermentasi dilakukan pada suhu tinggi, yang tidak hanya meminimalisir kontaminasi, sekaligus menghemat energi dan waktu yang sedianya dibutuhkan untuk proses sterilsisasi, namun juga dapat meningkatkan efisiensi dari proses fermentasi tersebut.

Dalam 10 tahun terakhir, telah banyak dilaporkan hasil ekplorasi mikroorganisme termofilik di Indonesia. Mayoritas penelitian-penelitian tersebut dilakukan di sumber air panas di pulau Jawa, ditambah dengan beberapa lokasi di Pulau Sumatera dan satu lokasi di Sulawesi. Di antara lokasi-lokasi tersebut, Kawah Hujan B di Kamojang, Jawa Barat, Tanjung Sakti di Sumatera Selatan, dan Danau Linow di Sulawesi Utara, bahkan mampu mendukung kehidupan dari mikroorganisme hipertermofilik karena memiliki suhu di atas 80oC.

Dalam penelitian-penelitian tersebut, isolasi mikroorganisme termofilik dilakukan dengan metode kultur dan non-kultur untuk mengisolasi mikroorganisme termofilik. Metode kultur adalah metode yang mudah dilakukan dengan biaya yang relatif rendah, namun memiliki keterbatasan di mana hanya sebagian kecil mikroorganisme termofilik dari sampel yang dapat diisolasi. Dengan menggunakan metode ini, hanya anggota dari famili Paenibacillaceae dan Bacillaceae yaitu genus Bacillus, Paenibacillus, Anoxybacillus, dan Geobacillus yang berhasil diisolasi. Sementara penggunaan metode non-kultur dengan pendekatan biologi molekuler berhasil mengkonfirmasi keberadaan genus lain seperti Ralstonia, Delftia, dan Thermus.

Mikroorganisme-mikroorganisme yang berhasil diisolasi tersebut beberapa di antaranya mampu menghasilkan enzim termostabil yang dapat dimanfaatkan untuk bioindustri. Contoh-contohnya antara lain, isolat Bacillus dari Lampung dilaporkan mampu menghasilkan enzim agarase termostabil yang dapat dimanfaatkan untuk ekstraksi senyawa-senyawa berharga seperti vitamin, karotenoid, dan asam lemak dari alga. Sementara itu isolat Bacillus lainnya dari Sumatera Barat mampu menghasilkan enzim mannase yang dapat dimanfaatkan dalam penguraian limbah lignoselulosa untuk menghasilkan bioethanol maupun pakan ternak.

Untuk area Jawa Timur sendiri, salah satu ekosistem yang paling banyak dieksplorasi adalah sumber air panas Cangar di Taman Hutan Raden Soerjo, Batu. Dari sumber air panas ini telah diisolasi dua strain Bacillus licheniformis yang masing-masing mampu menghasilkan enzim amilase dan kitinase termostabil. Kedua enzim tersebut memiliki peranan penting terutama dalam industri makanan.

Dalam penelitian terkini yang dilakukan oleh penulis, dari sumber air panas Cangar telah berhasil diperoleh Bacillus subtilis subspecies Inaquosorum yang baru pertama kali dilaporkan diisolasi di Indonesia. Isolat bakteri yang kemudian dinamakan CGR-1 tersebut mampu hidup pada suhu 60oC dan memiliki berbagai potensi yang dapat dimanfaatkan dalam bioindustri. CGR-1 mampu menghasilkan enzim selulase, amilase, dan beta-glukosidase pada suhu 50oC.

Ketiga enzim tersebut terutama dapat dimanfaatkan untuk produksi gula dan bioethanol dari limbah-limbah agrikultur. Selain itu, isolat CGR-1 juga mampu menghasilkan biosurfaktan yang merupakan alternatif yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan dibandingkan surfaktan sintetik yang umumnya digunakan dalam industri makanan, farmasi, bioremediasi dan ekstraksi minyak bumi. (*)

Penulis: Almando Geraldi

Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di  http://www.envirobiotechjournals.com/article_abstract.php?aid=9690&iid=276&jid=3  , http://www.envirobiotechjournals.com/article_abstract.php?aid=9734&iid=277&jid=4 , https://www.researchgate.net/publication/334120520_Bioprospecting_thermostable_enzymes-producing_thermophiles_from_Indonesia , https://www.researchgate.net/publication/336252112_BIOPROSPECTING_OF_CELLULOLYTIC_AND_BIOSURFACTANT-_PRODUCING_BACTERIA_FOR_ORGANIC_WASTE_TREATMENT

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave Reply

Close Menu