Indonesia memiliki berbagai ekosistem unik termasuk ekosistem gumuk pasir (sand dune) yang terletak di Pantai Parangkusumo, Daerah Istimewa Yogyakarta. Gumuk pasir adalah bioma yang didominasi oleh batu dan pasir dengan vegetasi yang sangat jarang. Berdasarkan lokasinya, terdapat 2 tipe gumuk pasir yaitu gumuk pasir gurun dan gurun pasir pesisir. Struktur gumuk pasir pun berbeda-beda tergantung pada iklim di mana bioma tersebut berada. Gumuk pasir berbentuk parabolik dan membusut ditemui di daerah beriklim basah, sedangkan gumuk pasir berbentuk bulan sabit (tipe barchan) ditemui di daerah beriklim kering atau semi-kering. Gumuk Pasir Parangkusumo merupakan gumuk pasir yang unik karena merupakan gumuk pasir dengan tipe barchan yang ditemui di iklim tropis basah, yang merupakan satu-satunya di dunia.
Gumuk pasir Parangkusumo terletak di Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta dan memilik luas zona inti sebesar 62 ha. Suhu pasir di Gumuk Pasir Parangkusumo dapat mencapai lebih dari 40oC. Hal tersebut menyebabkan Gumuk Pasir Parangkusumo menjadi bioma di mana mikroorganisme termofilik atau termotoleran yang mampu bertahan hidup di suhu tinggi dapat diisolasi. Mikroorganisme-mikroorganisme tersebut dapat menghasilkan enzim dan senyawa kimia lain yang bermanfaat bagi dunia industri. Eksplorasi bakteri bermanfaat dari Gumuk Pasir Parangkusumo dilakukan pada bulan Maret 2021 oleh tim dari Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Dari ekplorasi tersebut berhasil diperoleh isolat-isolat bakteri potensial. Di antara isolat yang diperoleh adalah lima spesies bakteri dari genus Bacillus.
Isolat Bakteri dari Gumuk Pasir Parangkusumo
Lima spesies bakteri yang diperoleh dari Gumuk Pasir Parangkusumo teridentifikasi sebagai Bacillus velezensis, B. aryabhattai, B. spizizenii, B. subtilis, dan B. megaterium melalui sekuensing gen 16S rRNA. Menariknya ini adalah pertama kalinya B. aryabhattai diisolasi dari Indonesia. Pada studi-studi sebelumnya, B. aryabhattai diisolasi dari atmosfer bagian atas di India dan tanah di Korea Selatan dan Spanyol.
Bakteri-bakteri tersebut dilaporkan mampu menghasilkan senyawa-senyawa kimia berharga antara lain, antimikroba, biosurfaktan dan enzim-enzim industri. Contohnya B. velezensis diketahui sebagai penghasil biosurfaktan yang dapat juga berfungsi sebagai antimikroba, Iturin, Fengicin, dan Surfaktin, serta enzim selulase dan protease, Sementara itu, B. aryabhattai juga dapat menghasilkan biosurfaktan dengan aktivitas antimikroba seperti Iturin, Surfaktin, dan Fengicin, serta antibiotik Bacitracin. Dalam penelitian ini akan dieksplorasi potensi kelima isolat bakteri tersebut sebagai penghasil senyawa antibakteri.
Aktivitas Antibakteri dari Kelima Isolat Bakteri
Kelima isolat bakteri yang diperoleh ditumbuhkan pada media Luria-Bertani broth selama 48 jam untuk menghasilkan senyawa antibakteri kasar (crude) yang kemudian diujikan pada 4 bakteri patogen oportunis Gram negatif yaitu Escherichia coli dan Pseudomonas aeruginosa, serta Gram positif yaitu Bacillus cereus, dan Staphylococcus aureus. Dapat diamati bahwa kelima isolat bakteri dari Gumuk Pasir Parangkusumo menghasilkan senyawa antibakteri kasar dengan spektrum aktivitas yang bervariasi. B. velezensis dan B. subtilis menghasilkan senyawa antibakteri yang efektif menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif, sementara B. aryabhattai dan B. megaterium menghambat bakteri Gram negatif. Senyawa antimikroba yang mampu menghambat bakteri Gram negatif dan positif dihasilkan oleh B. spizizenii. Penghambatan terbesar berturut-turut ditunjukkan oleh senyawa antimikroba kasar yang dihasilkan oleh B. subtilis terhadap B. cereus (zona hambat sebesar 10,9 mm), B. velezensis terhadap B. cereus (9.7 mm), dan B. aryabhattai terhadap P. aeruginosa (9.3 mm).
Aktivitas antimikroba dari kelima bakteri tersebut dapat ditingkatkan lebih lanjut di masa depan, antara lain melalui optimasi komposisi media serta waktu dan suhu inkubasi. Selain itu, senyawa antibakteri tunggal yang bernilai ekonomi tinggi juga dapat dimurnikan dari ekstrak antimikroba kasar yang dihasilkan. Contoh dari senyawa antimikroba tunggal tersebut adalah surfaktin, yang tidak hanya merupakan antibakteri spektrum luas, namun juga merupakan agen emulsifikasi yang dapat digunakan di industri pangan, kosmetik, dan farmasi. Penelitian ini merupakan penelitian pertama terkait eksplorasi bakteri yang mampu menghasilkan senyawa antimikroba dari Gumuk Pasir Parangkusumo. Penelitian ini diharapkan dapat mendorong eksplorasi lebih lanjut dari mikroorganisme bermanfaat dari Gumuk Pasir Parangkusumo.
Penulis: Almando Geraldi, S.Si., Ph.D.
Judul: Screening of antibacterial activities of Bacillus spp. isolated from the Parangkusumo coastal sand dunes, Indonesia
Link : https://bio-integration.org/10-15212-bioi-2022-0005/
Informasi yang lebih mendetail dari tulisan ini dapat dilihat di: https://doi.org/10.15212/bioi-2022-0005
