Review Jurnal : Mikroorganisme dalam RAS

Hi peeps!

Review jurnal kali ini berkaitan dengan lingkungan suatu budidaya. Beberapa tenknologi budidaya telah banyak dikembangkan, dan yang akan dibahas disini berkiatan dengan teknologi recirculating aquaculture system/RAS. Secara singkat, RAS memamfaatkan kembali air dengan sistem resirkulasi yang diberikan perlakuan sebelum digunakan kembali.

Aku memilih jurnal ini untuk direview karena berkaitan dengan materi kuliah. Baik jurnal yang direview maupun pembanding menggunakan bahas Inggris. Awalnya, aku mencari jurnal pembanding yang membahas tentang analisis mikroorganisme secara general dalam bahas Indonesia. Namun sangat sulit mendapatkannya. Jurnal pembanding memang berbahas Inggris namun ditulis oleh peneliti Indonesia dan salah satunya adalah dosenku, Bu Yuni dan Pak Kukuh.

Recirculating Aquaculture System
source: Google

Cekidott!

Jurnal yang di review	Microorganisms in recirculating aquaculture systems and their management Eugene Rurangwa, Marc C.J. Verdegem 2014
Judul jurnal pembanding	Actual activity of nitrifying bacteria in culture of mud crab Scylla serrata under recirculating system with various light treatments Yuni P. Hastuti, Kukuh Nirmala, Daniela Merani, Siska Tridesianti 2018
Sinopsis jurnal yang di review	Teknologi akuakultur yang sudah mulai banyak diterapkan adalah sistem resirkulasi akuakultur (Recirculating Aquaculture System/RAS). RAS memiliki banyak keunggulan seperti menggunakan pergantian air yang sedikit, mengurangi limbah budidaya, mencapai produksi yang tinggi, menciptakan kondisi air yang optimal serta meningkatkan biosekuritas. Sistem ini didukung oleh mikroba yang membantu proses kimia dan biologi dalam meresirkulasi air. Mikroorganisme tersebut berkontribusi dalam proses partikel limbah organik maupun anorganik. Setiap mikroorganisme memiliki fungsinya tersendiri. Adapun proses nitrifikasi berperan penting dalam penguraian amoniak sehingga bakteri nitifikasi diperlukan. Selain bakteri pengurai limbah budidaya, ternyata ada juga mikroorganisme yang mengatasi off-flavour (bau tak sedap) pada budidaya. Jurnal ini mengulas pengetahuan terkini tentang mikroorganisme dalam RAS, distribusi relatifnya dalam kompartemen sistem dan perannya dalam kinerja sistem
Metode yang digunakan	Jurnal ini merangkum (review) dari jurnal-jurnal penelitian yang terkait dengan sistem RAS sehingga dapat dikatakan menggunakan metode pengumpulan data sekunder. Banyaknya pustana yang digunakan adalah sebanyak 113 buah.
Hasil	Distribusi mikroba dalam Distribusi numerik Mikroorganisme tidak menyebar merata. Biofilter memiliki 2 tipe yaitu: Biofilter menampung mikroorganisme dengan jumlah tertinggi dibandingkan dengan kompartemen lainnya. Distribusi dan jumlah mikroorganisme Distribusi fungsional Asosiasi mikroorganisme dalam RAS Terdapat dua jenis bakteri yaitu: Proses mikroba lainnya : anammox (mengoksidasi amonium menjadi gas nitrogen) dan denitrifikasi 1. Bakteri autotrofik Proses nitrifikasi Nitrospira sp. adalah pengoksidasi nitrit dominan di pabrik pengolahan air limbah. Bagian oksik biofilm didominasi Nitrosomonas sp. Bakteri anammox ditemukan di lokasi bebas oksigen di dalam biofilter dimana  mengoksidasi amonia dengan nitrit secara anaerob menjadi gas N2.  Di situs anaerobik biofilter, nitrit dan amonium kemudian dikonversi oleh bakteri anammox menjadi gas N2, mengurangi kebutuhan denitrifikasi. Contoh genus bakteri anammox :  Brocadia, Kuenenia dan Scalindua 2. Bakteri heterotrofik Bakteri yang paling banyak terdeteksi di biofilter: Pseudomonas stutzeri, Ruegeria spp. dan Roseobacter spp, genus Roseobacter dan Ruegeria (air pembesaran), filum  Alphaproteobacteria dan Betaproteobacteria (RAS ikan mas) Pada biofilter RAS ikan mas koki : Actinobacteria, Bacilli, Gammaproteobacteria, Planctomycetacia, Sphingobacteria, Hyphomicrobium denitrifs, Rhodovulum euryhalinum dan Nitrospira moscoviensis Bakteri dan nutrisi dalam RAS Biomassa bakteri dalam RAS meningkat seiring jumlah bahan organik terlarut dan tersuspensi hadir. Masuknya bahan organik ke biofilter harus dijaga tetap rendah untuk menjamin kinerja biofilter yang baik. Peralihan ketergantungan nutrisi pada komposisi mikroba C/N dijaga agar tetap rendah sehingga mengurangi serangan penyakit dan pemindahan amonia yang cukup.  Waktu retensi hidraulik (HRT) dan tipe nutrisi juga memengaruhi komposisi komunitas bakteri heterotrofik. Mikroorganisme dan off-flavour dalam RAS 'Bau tanah' dan 'apek' adalah jenis yang paling umum dari bau (off-flavour) dalam produk akuatik dan disebabkan oleh akumulasi geosmin dan 2-methylisoborneol (MIB). Geosmin dan MIB adalah senyawa terpenoid semi-volatil yang diproduksi sebagai metabolit sekunder oleh cyanobacteria bentik dan planktonik (ganggang biru-hijau), beberapa genus jamur, termasuk actinomycetes dan myxobacteria. Penghasil geosmin: genus Sorangium dan Nannocystis (Myxococcales).  Dalam RAS, geosmin tampaknya lebih umum daripada MIB Berikut mikroorganisme penghasil off-flavour: Manajemen off-flavour dalam RAS dan ikan  Untuk mengurangi biaya untuk remediasi, off-flavour dalam sistem dan perikanan harus dideteksi dan dicegah sedini mungkin. Dikabarkan qPCR dapat mendeteksi senyawa tersebut. Metode termasuk oksidasi, degradasi ultrasonik, degradasi yang dimediasi bakteri, filtrasi dan pemisahan membran untuk menghilangkan senyawa tersebut dari air sedikit yang diterapkan dalam RAS.  Peningkatan pertukaran air, pengurangnya pemberian pakan, peningkatan pembuangan padatan, dan lebih banyak biofiltrasi mungkin berkontribusi pada pengurangan off-flavour. 1. Absorpsi dan depurasi ikan Ikan menyerap geosmin dan MIB melalui insang, usus dan kulit. Geosmin dan MIB diangkut melalui darah sebelum deposisi dalam jaringan. Secara umum, penyerapan geosmin lebih cepat daripada penyerapan MIB, sementara ekskresi geosmin lebih lambat.  Puasa ikan sebelum panen tidak cukup. Cara lainnya adalah sistem flow-through biofilm-free depurasi. Keefektifan dari sistem tersebut menunjukan bahwa  beberapa mikroorganisme yang berasosiasi secara biologis berpotensi terlibat dalam produksi off-flavour dan pengambilannya dalam jaringan ikan.  Penggunaan karbon aktif granular untuk menghilangkan geosmin dan MIB dari depurasi air sangat bermanfaat.  Dalam fillet ikan lele, menerapkan proses pergeseran pH asam mengurangi kandungan MIB dan geosmin.  Tingkat serapan dan depurasi dalam jaringan ikan dipengaruhi oleh suhu air, persentase lemak ikan dan konsentrasi awal senyawa off-flavour. Pada suhu yang sama, laju depurasi jauh lebih lambat daripada laju adsorpsi. 2. Penghilangan kimia dan mekanikal Pembersihan yang sering pada heat exchanger dan biofilter dan penghilangan cepat bahan organik membantu mengurangi produksi off-flavour pada populasi actinomycetes di RAS. 3. Proses oksidasi tingkat lanjut Teknik untuk menghilangkan geosmin dan MIB dari air minum, seperti ozonasi, oksidasi tingkat lanjut dan biodegradasi dalam bio-filter, belum diuji secara luas dalam RAS. Di air laut, ozon bereaksi dengan ion bromida (Br) dan klorida (Cl), membentuk oksidan. Oksidan residu total dalam air laut beracun bagi ikan dan kulit kerang dan harus dihilangkan.  Proses oksidasi lanjutan (AOP) menggunakan radikal hidroksil, oksidan yang lebih kuat daripada ozon, efektif dalam menghilangkan geosmin dan MIB dari air minum. AOP masih belum diuji dalam RAS. Kemungkinannya adalah semua mikroorganisme akan terbunuh, menghambat operasi RAS. 4. Perlakuan biologis off-flavours Geosmin dan MIB rentan terhadap degradasi biologis. Candida sp. (ragi), Bacillus subtilis, Enterobacter sp., Pseudomonas sp. dapat mengubah MIB menjadi bentuk yang tidak berbahaya. Genus Pseudomonas sebagai penyebab utama degradasi geosmin dan MIB di reservoir.  Biodegradasi geosmin yang telah diisolasi dalam biofilm diantaranya campuran Sphingopyxis alaskensis, Novosphingobium stygiae dan Pseudomonas veronii.  Rhodococcus sp., Variovorax paradoxus dan Comamonas sp. tumbuh lebih cepat dan menghilangkan lebih banyak geosmin dan MIB dari septic tank yang terhubung ke RAS. Manajemen patogen dalam RAS Karena tingkat pengenceran yang rendah dan pemuatan organik yang tinggi, patogen dapat terakumulasi lebih banyak dalam biofilter RAS daripada dalam sistem single-pass. Perawatan ozon dan UV adalah metode yang paling populer digunakan untuk terus menerus mendisinfeksi air di RAS.  Namun dalam Attramadal et al. (2012a), desinfeksi yang kuat mengganggu kestabilan komunitas mikroba dengan efek negatif terhadap larva ikan kod. Ozonisasi source: Google Ozon menonaktifkan patogen ikan dengan menginduksi perubahan dalam struktur membran sel yang mengarah ke kebocoran protein dan asam nukleat, dan juga oksidasi lipid sementara komponen intraseluler tetap tidak terpengaruh.  Ozon bereaksi dengan ion bromida (Br) dalam air payau dan air laut untuk menghasilkan produk samping yang berbahaya, termasuk asam hipobrom (HOBr), ion hipobromit (OBr) dan bromat (BRO3). Kelimpahan patogen Enterococcus seriolicida, Vibrio (Listonella) anguillarum dan Pasteurella piscicida menurun pada konsentrasi total residual oksidan (TRO) mulai dari 0,04 hingga 0,06 mg/L Iradiasi Ultraviolet UV dalam panjang gelombang antara 200 dan 280 nm, dengan optimal 254 nm, memiliki efek membunuh yang kuat pada mikroorganisme.  UV merusak mikroorganisme dengan mengubah asam nukleat. Desinfeksi yang efektif tergantung pada intensitas iradiasi, dosis, waktu kontak, ukuran partikel dan kepadatan partikel.  Keuntungan utama iradiasi UV adalah tidak meninggalkan residu beracun. Biokontrol mikroba patogenik dalam RAS Sistem resirkulasi akuakultur biasanya digunakan untuk menghasilkan benih ikan dan kerang atau ikan muda. Selama tahap pemberian makan pertama, sebagian besar larva laut memakan organisme hidup (mikroalga, rotifera, artemia, dan copepoda) yang membentuk sumber tambahan penting bahan organik yang mendukung proliferasi bakteri oportunistik dalam kultur. Seringnya pemberian antibiotik dapat menyebabkan resistensi antibiotik.  Mikroba probiotik dapat melepaskan zat kimia yang memiliki efek bakterisidal/bakteriostatik atau mengimbanginya untuk ruang dan nutrisi. Teknologi green water Mikroalga digunakan untuk memberi makan larva kerang dan juga pakan hidup untuk larva ikan.  Kultur air hijau lebih disukai daripada kultur air jernih untuk larvikultur intensif.  Mikroalga dalam tangki 'air hijau' mempengaruhi komposisi mikrobiota usus larva ikan dan meningkatkan pertumbuhan dan kelangsungan hidup. Mikroalga menurunkan kontaminasi bakteri, terutama dari Vibrio. Chlorella menunda pertumbuhan bakteri bercahaya (V. harveyi) dalam waktu 72 jam. Microbially matured water Teknik untuk pemilihan flora bakteri non-oportunistik dalam air yang dapat meningkatkan kinerja larva laut. Aplikasi probiotik Bakteri probiotik dapat dimasukkan dalam RAS melalui air atau makanan. Kemampuan bakteri untuk menjajah usus inang sering dianggap sebagai kriteria seleksi utama untuk probiotik potensial. Probiotik campuran lebih disarankan agar tidak kalah bersaing dalam usus. Beberapa jenis probiotik:  bakteri asam laktat (Lactobacillus dan Carnobacterium), genus Vibrio (V. alginolyticus, V. pelagius), gen Bacillus, atau genus Pseudomonas. Strain Bacillus subtilis dan Roseobacter telah diisolasi dari bio-filter RAS dan strain Roseobacter ditemukan sangat aktif terhadap vibrios dalam fasilitas pembesaran larva turbot
Perbandingan jurnal yang di review dengan jurnal pembanding	Jurnal yang direview dan jurnal pembanding memang secara metode sangat berbeda. Jurnal yang direview menggunakan metode sekunder sepenuhnya dan merangkum fakta yang telah tersajika dalam pustaka yang digunakan. Jurnal pembanding menggunakan metode eksperimental dan mendapatkan data primer. Persamaan keduanya yaitu membahas mikroba yang berperan dalam sistem RAS. Namun jurnal pembanding hanya membuktikan aplikasi penggunaan perlakuan cahaya dalam sistem RAS yang mempengaruhi reaksi nitrifikasi didalamnya. Karena jurnal yang direview berasal dari jurnal berbahas Inggris, cukup sulit menerjemahkan ke bahasa Indonesia yang mudah dipahami. Jurnal pembanding pun berbahasa Inggris namun lebih mudah dipahami karena peneliti berasal dari Indonesia.
Apa yang baru dari jurnal yang di review	Jurnal ini menyatukan dengan baik informasi dan fakta yang telah dilakukan dalam penelitian lampau terkait mikroorganisme dalam RAS. Menurut saya hal baru dalam jurnal ini adalah  menggunakan pustaka begitu banyaknya sehingga pembaca dapat menggunakannya sebagai pemenuhan data sekunder yang kuat. Selain itu, pembahasan dikelompokan dengan pembagian yang rinci.
Bagaimana pendapatmu tentang jurnal yang di review dan jurnal pembanding	Kedua jurnal ini memiliki topik yang sama yaitu analisis mikroorganisme dalam sistem RAS. Pendapat saya dalam jurnal yang di-review adalah sangat dapat dijadikan bahan bacaan awal bagi pembaca yang ingin mengenal topik tersebut. Pembahasn yang disajikan cukup lengkap. Jurnal ini cocok untuk pembaca yang mungkin ingin melakukan penelitian serupa (tentang RAS, mikroorganisme) atau sekedar mencari informasi yang ringkas. Jurnal pembanding menggunakan perlakuan cahaya sebagai aplikasi yang berbeda pada sistem RAS. Jurnal ini unik karena kita dapat menemukan bahwa pengaruh cahaya dapat mempengaruhi aktivitas mikroorganisme nitrifikasi.
Apa yang bisa dilakukan untuk penelitian selanjutnya	Pengelolaan kombinasi bakteri/mikroorganisme dalam RAS yang paling efektif dan efisien sehingga air budidaya terkelola dalam jangka panjang dan off-flavour dapat ditanggulangi Kombinasi antara mikroorgansime dengan perlakuan kualitas air lainnya (suhu, salinitas)

Sekian review kali ini.

Berikut tautan jurnal-jurnal diatas

Jurnal yang di-review

Jurnal pembanding

Terima Kasih