BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ikan Gurame (Osphronemous gouramy) - Pengendalian Biofilm Edwardsiella tarda Pada Permukaan Sisik Ikan dan Plastik PVC dengan Senyawa Antimikroba yang Dihasilkan oleh Bakteri Asam Laktat (BAL)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ikan Gurame (Osphronemous gouramy)
Berdasarkan kebiasaan makanannya, ikan gurame (Osphronemous gouramy) adalah ikan omnivora yang bertendensi herbivora. Oleh karena itu, di alam ikan gurame dapat mengkonsumsi sumber pakan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Disamping itu untuk memenuhi kebutuhan proteinnya ikan gurame juga dapat memanfaatkan detritus yang berasal dari dasar perairan. Detritus banyak mengadung jasad renik dan mikroorganisme yang ikut berperan dalam menyumbangkan enzim pencernaan eksogen untuk mendegradasi nutrien pakan yang dikonsumsi oleh ikan. Jasad renik dan mikroorganisme tersebut juga merupakan sumber nutrien tambahan bagi ikan. Mikroflora adalah mikroorganisme yang secara alamiah menghuni saluran pencernaan makhluk hidup. Mikroflora terdiri atas berbagai mikrob dalam jumlah besar, dengan aktivitas dan kapasitas metabolik yang sangat beragam, serta yang dapat memberi pengaruh positif maupun negatif pada fungsi fisiologis saluran pencernaan (Alamsyah et al., 2009). Oleh karena itu dapat dipastikan bahwa pada saluran pencernaan ikan gurame terdapat probiotik seperti BAL.
Gurame (Osphronemous gouramy) merupakan jenis ikan konsumsi air tawar yang secara fisik dikenali dari bentuk badan yang pipih lebar, bagian punggung berwarna merah sawo dan bagian perut berwarna kekuningan/keperakan. Ikan gurame merupakan keluarga Anabantidae, keturunan Helostoma dan ordo
Labyrinthici . Ikan gurame berasal dari perairan daerah Sunda (Jawa Barat,
Indonesia), dan menyebar ke Negara Malaysia, Thailand, dan Australia.Pertumbuhan ikan gurame agak lambat dibanding ikan air tawar jenis lain (Anonim, 2006). Ikan gurame merupakan salah satu ikan air tawar yang bernilai ekonomis tinggi di Indonesia khususnya di Jawa Barat. Ikan gurame (Osphronemus gouramy) merupakan salah satu diantara ikan tawar yang memiliki kandungan gizi yang kandungan gizinya tinggi, ikan gurame mudah dipelihara karena bersifat pemakan apa saja, dapat berkembang biak secara alami, dan dapat hidup di air tergenang, serta harganya relativ mahal (Jangkaru 2002 dalam Sudirja, 2007).
Ikan gurame Osphronemous gouramy sebagai komoditas ikan air tawar memiliki alat pernapasan tambahan berupa labirin yang mulai terbentuk pada umur 18–24 hari sehingga dapat bertahan hidup pada perairan yang kurang oksigen karena mampu mengambil oksigen dari udara bebas (Standar Nasional Indonesia (SNI): 01-6485.2-2000).
2.2 Bakteri Edwardsiella tarda
Bakteri E. tarda merupakan bakteri Gram-negatif yang berbentuk batang bengkok, dengan ukuran 1 x 2-3 µm, bersifat Gram negatif bergerak dengan bantuan flagella, tidak membentuk spora atau kapsul dan bersifat fakultatif anaerob. Bakteri ini dapat dijumpai di lingkungan air tawar dan air laut, dengan suhu optimal
o o
bagi pertumbuhannya sekitar 35
C, sedangkan pada suhu dibawah 10 C atau
o
diatas 45 C tidak dapat tumbuh (Mohanty and Sahoo, 2007). Lesi patologis anatomis E. tarda adalah warna tubuh pucat, dan apabila ikan terserang bakteri ini akan tampak pendarahan organ visceral, infeksi ringan yang ditandai dengan luka kecil, sementara jika infeksi akut luka akan bernanah berisi gas dan berbau busuk (Firma et al. 2012).
Bakteri E. tarda tidak memproduksi endotoksin seperti pada umumnya bakteri Gram negatif, tetapi menghasilkan dua eksotoksin yang dapat menyebabkan lesi. E. tarda merupakan tipe bakterium enterik dan dapat bertahan didalam air dan lumpur sehingga air dan lumpur yang sudah bebas dari ikan yang sakit dapat menjadi karier dan menyebabkan timbulnya kembali penyakit. E. tarda telah diisolasi 75% dari sampel air kolam, 64% pada sampel lumpur kolam, dan 100% dari kodok, kura-kura dan ikan kolam. Hal ini menunjukkan bahwa E. tarda merupakan mikroflora pada kolam ikan dan adanya bakteri tersebut membuat potensi penyakit ikan tetap ada (Narwiyani, 2010).
Edwardsilosis merupakan salah satu penyakit yang sangat banyak menyerang ikan. Penyakit ini sudah diteliti sejak 40 tahun yang lalu dan terjadi kemampuannya hidup sebagai sel planktonik dan sel biofilm (Mohanty and Sahoo, 2007). Pada penelitian sebelumnya E. tarda dapat dikendalikan dengan antibiotik seperti aminoglycosides, cephalosporins, penicillins, imipenem, aztreonam, ciprofloxacin, sulphamethoxazole, nitrofurantoin dan antibiotik betalactamase- inhibitor agents (Clark et al., 1991).
2.3 Biofilm
Biofilm merupakan kumpulan dari sel-sel mikrobial yang melekat pada secara ireversibel pada suatu permukaan dan terbungkus dalam matriks
Extracellular polymeric Subtances (EPS) yang dihasilkannya sendiri serta
memperlihatkan adanya perubahan fenotip seperti perubahan tingkat pertumbuhan dan perubahan transkripsi gen dari sel planktonik atau sel bebasnya. EPS berfungsi sebagai penghubung antar permukaan sel dan menjadi inisiasi pada pembentukan biofilm. Faktor-faktor yang mempengaruhi perlekatan sel-sel bakteri dalam pembentukan biofilm adalah efek substratum (permukaan tempat melekatnya), conditioning film, hidrodinamik dari aliran yang melewatinya, karakteristik media cairan, dan keadaan permukaan sel bakteri yang melekat (Gunardi, 2010).
Pembentukan biofilm terjadi secara terstruktur pada permukaan padatan sehingga membentuk lapisan tipis (Prakas, 2003) melalui 3 tahapan proses, yaitu tahap pelekatan bakteri pada permukaan padatan (attachment), kolonisasi, dan tahap pertumbuhan biofilm bakteri (Prakash et al. 2003). Pada tahap pelekatan, bakteri mendekati permukaan melalui gaya elektrostatik maupun gaya fisika. Pada umumnya, ketersediaan nutrisi, suhu air dan laju alir cairan yang memadai serta karakteristik bakteri seperti adanya flagela dan permukaan sel yang terasosiasi dengan poplisakarida atau protein mempercepat proses pelekatan. Setelah itu bakteri berasosiasi satu sama lainnya membentuk mikrokoloni (Sastrawidana dan Sukarta, 2013).
Terbentuknya biofilm adalah sebagai strategi bagi mikroorganisme untuk mempertahankan populasinya karena adanya EPS yang mencegah difusi senyawa- senyawa toksik yang membahayakan serta mengatur pertumbuhan sel (Qureshi et daya tahan terhadap kondisikondisi buruk lebih tinggi jika dibandingkan dengan pertumbuhannya sebagai sel planktonik, oleh sebab itu sel biofilm merupakan sumber kontaminan yang sangat besar terhadap produk pangan (Donlan 2002).
Edwardsiella tarda merupakan bakteri yang mampu membentuk biofilm
pada permukaan padat. Kemampuannya tersebut membuat bakteri ini menjadi bakteri yang sangat patogen terhadap manusia maupun hewan terkhusus ikan. Pada areal perairan, E. tarda mampu membentuk biofilm pada semua permukaan padat termasuk sisik ikan, hal tersebut membuat bakteri E. tarda menjadi salah satu bakteri utama penyebab penyakit pada ikan (Zhang et al., 2008).
2.4 BAL (Bakteri Asam Laktat)
Bakteri Asam Laktat didefenisikan sebagai kelompok bakteri Gram positif, tidak membentuk spora, berbentuk batang atau bulat, katalase dan oksidase negatif serta bersifat aerotoleran anaerob. Kemampuan menggunakan karbohidrat sebagai sumber energi, serta produksi asam laktat sebagai produk tunggal atau produk utama merupakan penciri metabolismenya (Wirawati, 2002). Bakteri asam laktat sering ditemukan secara alamiah dalam bahan pangan. Bakteri ini hidup pasa susu, daging segar, dan sayur-sayuran dalam jumlah yang kecil. Dalam proses fermentasi spontan, bakteri asam laktat sering ditemukan sebagai mikroflora yang dominan dalam menghambat bakteri perusak dan patogen (Situngkir, 2005).
Perkembangan klasifikasi BAL yang terbaru menurut Salminen dan Wright (1998), terdiri atas 16 genera yaitu Aerococcus, Alloiococcus, Dolosigranulum,
Globicatella, Carbobacterium,Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus,
Lactosphera, Leuconostoc,Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus,
Tetragenococcus, Vagococcus dan Weissela. Sedangkan genus Lactobacillus
dibagi lagi menjadi 3 subgenera yaitu Betabacterium, Streptobacterium dan Thermobacterium.
Berdasarkan kemampuannya dalam metabolisme glukosa dan produk akhir yang dihasilkan, BAL dibagi menjadi dua kelompok yaitu homofermentatif dan heterofermentatif. BAL homofermentatif merupakan BAL yang memproduksi asam laktat sebagai produk utama atau satu-satunya produk hasil fermentasi
2 CO dan etanol dari metabolisme heksosa. BAL homofermentatif digunakan dalam
pengawetan makanan karena produksi asam laktat dalam jumlah besar dan mampu menghambat bakteri penyebab kebusukan makanan dan bakteri patogen lainnya. Sedangkan golongan heterofermentatif lebih ditujukan kepada pembentukan flavour dan komponen aroma, seperti asetaldehid dan diasetil (Farida, 2006).
Bakteri asam laktat disebut sebagai probiotik, probiotik adalah mikroorganisme hidup yang mana ketika dikonsumsi dalam jumlah yang cukup memberi manfaat kesehatan terhadap inangnya (FAO/WHO,2001 dalam Velez et al ., 2007).
Kemampuan Bakteri Asam Laktat menghasilkan senyawa antimikroba yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba lainnya menjadikannya sebagai agen pengendali hayati secara biologi yang aman dan ramah lingkungan. Berdasarkan penelitian sebelumnya dilakukan pengujian kemampuan BAL dalam menghambat patogen Streptococcus agalactiae diantaranya Pediococcus pentosaceus . Selanjutnya beberapa spesies BAL yang memiliki aktivitas penghambatan yaitu
Weissella confuse dan spesies dari genus Lactobacillus yaitu L. acidophilus, L.
brevis, L. fermentum, dan L. lactis (Serna et al, 2012 dalam Mayasari, 2013).
Bakteri asam laktat memiliki aktivitas antimikroba karena memproduksi asam organik yaitu asam laktat, asam format dan asam asetat, diasetil, H
2 O 2 ,
CO
2 serta bakteriosin. Senyawa-senyawa lain yang juga diproduksi oleh BAL dalam
jumlah yang lebih kecil dari pada asam laktat dan asetat ialah asam format, asam lemak bebas, ammonia, etanol, H
2 O 2 , diasetil, asetoin, enzim bakteriolitik,
bakteriosin, antibiotik dan beberapa senyawa penghambat lain yang belum ditetapkan atau belum teridentifikasi sama sekali. Akumulasi produk akhir berupa asam akan menyebabkan penurunan pH yang akan menghasilkan penghambatan yang luas terhadap mikroorganisme, termasuk bakteri Gram-positif dan bakteri Gram-negatif. Diasetil dapat menghambat baik mikroba patogen maupun pembusuk dan paling efektif terhadap bakteri Gram-negatif (Nopsagiarti, 2007).