Manfaat Bakteri Escherichia coli (E. coli) Dalam Bidang Energi

Escherichia coli, atau biasa disingkat E. coli, adalah salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. Pada umumnya, bakteri yang ditemukan oleh Theodor Escherich ini dapat ditemukan dalam usus besar manusia. Kebanyakan E. Coli tidak berbahaya, tetapi beberapa, seperti E. Coli tipe O157:H7, dapat mengakibatkan keracunan makanan yang serius pada manusia yaitu diare berdarah karena eksotoksin yang dihasilkan bernama verotoksin. Toksin ini bekerja dengan cara menghilangkan satu basa adenin dari unit 28S rRNA, sehingga menghentikan sintesis protein. Sumber bakteri ini contohnya adalah daging yang belum masak, seperti daging hamburger yang belum matang.

E. Coli yang tidak berbahaya dapat menguntungkan manusia dengan memproduksi vitamin K2, atau dengan mencegah baketi lain di dalam usus.

E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika. Biasa digunakan sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. E. coli dipilih karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya. Negara-negara di eropa sekarang sangat mewapadai penyebaran bakteri E.Coli ini, mereka bahkan melarang mengimpor sayuran dari luar.

Klasifikasi ilmiah

Domain: Bacteria

Filum: Proteobacteria

Kelas: Gammaproteobacteria

Ordo: Enterobacteriales

Famili: Enterobacteriaceae

Genus: Escherichia

Spesies: E. coli

Nama binomial

Escherichia coli

Manfaat dalam teknologi energi masa depan

PARA ilmuwan dari University Exeter menemukan bahwa bakteri E.coli mampu memproduksi bahan bakar.

Para peneliti merekayasa genetik bakteri E. coli untuk mengubah gula menjadi minyak yang hampir identik dengan diesel konvensional. Jika jumlah produksi ditingkatkan, bahan bakar sintetis ini bisa menjadi alternatif untuk bahan bakar fosil. Studi ini diterbitkan dalam Prosiding National Academy of Sciences .

Profesor John Love, seorang ahli biologi sintetis dari University of Exeter, mengatakan, daripada membuat bahan bakar pengganti seperti beberapa biofuel, pihaknya telah membuat bahan bakar fosil pengganti. 

"Bahan bakar ini akan menjadi bagian lain dari rantai produksi bahan bakar," ujar John Love. Untuk membuat bahan bakar, para peneliti didanai oleh perusahaan minyak Shell dan Bioteknology and Biological Sciences Research Council.

Bakteri E. coli yang biasanya memakan gula dan kemudian mengubahnya menjadi lemak. Dengan menggunakan biologi sintetik, tim peneliti mengubah mekanisme sel bakteri sehingga gula diubah menjadi molekul bahan bakar sintetis sebagai gantinya. Dengan mengubah gen bakteri, mereka mampu mengubah ‘bug’ menjadi ‘pabrik penghasil bahan bakar’. Namun, E. coli tidak membuat banyak bahan bakar alkana.

Bensin dan solar melepaskan karbon dioksida yang membahayakan kesehatan, biofuel dikatakan netral karbon karena mereka melepaskan banyak CO2 ke atmosfer yang akan diserap oleh tanaman. Profesor Love mengatakan bahwa proses pembuatan bahan bakar bakteri ini akan membutuhkan sekitar 100 liter bakteri untuk menghasilkan satu sendok teh tunggal bahan bakar. “Butuh sekitar tiga sampai lima tahun untuk memastikan apakah bahan bakar dari bakteri E.coli ini layak di lempar ke pasaran," katanya.

CARA PEMBIAKAN BAKTERI EM4

       Produk EM-4 Pertanian merupakan Bakteri fermentasi bahan organik tanah menyuburkan tanaman dan menyehatkan tanah. Terbuat dari hasil seleksi alami mikroorganisme fermentasi dan sintetik di dalam tanah yang dikemas dalam medium cair. EM-4 pertanian dalam kemasan berada dalam kondisi istirahat (dorman). Sewaktu diinokulasikan dengan cara menyemprotkannya ke dalam bahan organic dan tanah atau pada batang tanaman, EM-4 pertanian akan aktif dan memfermentasi bahan organic (sisa-sisa tanaman, pupuk hijau, pupuk kandang, dll) yang terdapat dalam tanah. Hasil fermentasi bahan organic tersebut adalah berupa senyawa organic yang mudah diserap langsung oleh perakaran tanaman misalnya gula, alcohol, asam amino, protein, karbohidrat, vitamin dan senyawa organic lainnya.

   Pemberian bahan organic ke dalam tanah tanpa inokulasi EM-4 Pertanian akan menyebabkan pembusukan bahan organic yang terkadang akan menghasilkan unsur anorganic sehingga akan menghasilkan panas dan gas beracun yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.

       Selain mendekomposisi bahan organic di dalam tanah, EM-4 Pertanian juga merangsang perkembangan mikroorganisme lainnya yang menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman, misalnya bakteri pengikat nitrogen, bakteri pelarut fosfat dan mikoriza. Mikoriza membantu tumbuhan menyerap fosfat di sekilingnya. Ion fosfat dalam tanah yang sulit bergerak menyebabkan tanah kekurangan fosfat. Dengan EM-4 Pertanian hife mikoriza dapat meluas dari misellium dan memindahkan fosfat secara langsung kepada inang dan mikroorganisme yang bersifat antagonis terhadap tanaman. EM-4 Pertanian juga melindungi tanaman dari serangan penyakit karena sifat antagonisnya terhadap pathogen yang dapat menekan jumlah pathogen di dalam tanah atau pada tubuh tanaman.

Manfaat EM-4 Pertanian 

1. Memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah. 
2. Meningkatkan produksi tanaman dan menjaga kestabilan produksi.
3. Memfermentasi dan mendekomposisi bahan organik tanah dengan cepat (Bokashi).
4. Menyediakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman.
5. Meningkatkan keragaman mikroba yang menguntungkan di dalam tanah.

Lankah Dan Metode

A. Alat dan bahan.

1. Bahan.

• Bakteri EM4 200 cc.
• Bekatul  600 g.
• Gula pasir  50 g.
• Terasi  50 g.
• Air  3 L.

     2. Alat dan Sarana.

• Ember. 
• Pengaduk.
• Panci pemasak air.
• Botol penyimpan.
• Saringan.

B. Cara pembiakan.

1. Memanaskan air sebanyak 3 L sampai mendidih.
2. Memasukkan bahan – bahan berupa terasi, bekatul,dan gula pasir lalu diaduk hingga merata.
3. Setelah semua campuran merata, larutan di dinginkan hingga benar-benar dingin.
4. Kemudian bakteri dimasukkan dan diaduk hingga merata. Kemudian larutan di tutup hingga 2 hari.
5. Kemudian pada hari ke-3 dan selanjutnya tutup tempat menyimpan larutan di kendorkan (ditutup tidak terlalu rapat agar udara dapat masuk ke dalam wadah. Kemudai di aduk selama kurang lebih 10 menit.
6. Setelah 3-4 hari bakteri sudah dapat di ambil dengan disaring, kemudian di simpan di dalm botol dengan tutup yang tidak terlalu rapat.
7. Kemudian larutan EM4 tersebut siap digunakan untuk pemupukan.

Manfaat Bacillus thuringiensis (BT)

Bacillus thuringiensis adalah bakteri gram-positif, berbentuk batang, yang tersebar secara luas di berbagai negara. Bakteri ini termasuk patogen fakultatif dan dapat hidup di daun tanaman konifer maupun pada tanah. 

Apabila kondisi lingkungan tidak menguntungkan maka bakteri ini akan membentuk fase sporulasi. Saat sporulasi terjadi, tubuhnya akan terdiri dari protein Cry yang termasuk ke dalam protein kristal kelas endotoksin delta. Apabila serangga memakan toksin tersebut maka serangga tersebut dapat mati. Oleh karena itu, protein atau toksin Cry dapat dimanfaatkan sebagai pestisida alami.

Klasifikasi ilmiah

Kerajaan:     Eubacteria
  Filum:     Firmicutes
    Kelas:     Bacilli
      Ordo:     Bacillales
        Famili:     Bacillaceae
          Genus:     Bacillus
            Spesies:     thuringiensis
Nama binomial
Bacillus thuringiensis
Berliner 1915

Sejarah

B. thuringiensis ditemukan pertama kali pada tahun 1911 sebagai patogen pada ngengat (flour moth) dari Provinsi Thuringia, Jerman. Bakteri ini digunakan sebagai produk insektisida komersial pertama kali pada tahun 1938 di Perancis dan kemudian di Amerika Serikat (1950). Pada tahun 1960-an, produk tersebut telah digantikan dengan galur bakteri yang lebih patogen dan efektif melawan berbagai jenis insekta.

Keberadaan inklusi paraspora dalam B. thuringiensis telah ditemukan sejak tahun 1915, namun komposisi protein penyusunnya baru diketahui pada tahun 1915. Pada tahun 1953, Hannay, mendeteksi struktur kristal pada inklusi paraspora yang mengandung lebih dari satu macam protein kristal insektisida (insecticidal crystal protein, ICP) atau disebut juga delta endotoksin. Berdasarkan komposisi ICP penyusunnya, kristal tersebut dapat membentuk bipimiramida, kuboid, romdoid datar, atau campuran dari beberapa tipe kristal.

Protein atau toksin Cry tersebut akan dilepas bersamaan dengan spora ketika terjadi pemecahan dinding sel. Apabila termakan oleh larva insekta, maka larva akan menjadi inaktif, makan terhenti, muntah, atau kotorannya menjadi berair. Bagian kepala serangga akan tampak terlalu besar dibandingkan ukuran tubuhnya. Selanjutnya, larva menjadi lembek dan mati dalam hitungan hari atau satu minggu. Bakteri tersebut akan menyebabkan isi tubuh insekta menjadi berwarna hitam kecoklatan, merah, atau kuning, ketika membusuk.

Toksin BT

Toksin Cry sebenarnya merupakan protoksin, yang harus diaktifkan terlebih dahulu sebelum memberikan efek negatif. Aktivasi toksin Cry dilakukan oleh protease usus sehingga terbentuk toksin aktif dengan bobot 60 kDA yang disebut delta-endotoksin. Delta-endotoksin ini diketahui terdiri dari tiga domain. Toksin tersebut tidak larut pada kondisi normal sehingga tidak membahayakan manusia, hewan tingkat tinggi, dan sebagian insekta. Namun. pada kondisi pH tinggi (basa) seperti yang ditemui di dalam usus lepidoptera, yaitu di atas 9.5, toksin tersebut akan aktif. Selanjutnya, toksin Cry akan menyebabkan lisis (pemecahan) usus lepidoptera.

B. thuringiensis dapat memproduksi dua jenis toksin, yaitu toksin kristal (Crystal, Cry) dan toksin sitolitik (cytolytic, Cyt). Toksin Cyt dapat memperkuat toksin Cry sehingga banyak digunakan untuk meningkatkan efektivitas dalam mengontrol insekta. Lebih dari 50 gen penyandi toksin Cry telah disekuens dan digunakan sebagai dasar untuk pengelompokkan gen berdasarkan kesamaan sekuens penyusunnya. Tabel di bawah ini merupakan klasifikasi toksin Bt pada tahun 1995.

Manfaat dan Keuntungan BT

Menurut laporan WHO pada tahun 1999, sebanyak 13.000 ton produk B. thuringiensis diproduksi setiap tahunnya melalui teknologi fermentasi aerobik. Sebagian besar produk tersebut yang mengandung ICP dan spora hidup, sedangkan sebagian lainnya mengandung spora yang telah diinaktivasi. Produk B. thuringiensis konvensional hanya dibuat untuk mengatasi hama lepidoptera yang menyerang tanaman pertanian dan perhutanan. Namun, sekarang ini, banyak galur B. thuringiensis yang diproduksi untuk mengatasi golongan koeloptera dan diptera (perantara penyakit yang diakibatkan parasit dan virus). B. thuringiensis komersil juga telah diformulasikan sebagai insektisida untuk dedaunan, tanah, lingkungan perairan, dan fasilitas penyimpanan makanan. Contoh penggunaan B. thuringiensis pada lingkungan perairan adalah mengontrol nyamuk, lalat, dan larva serangga pengganggu lain pada waduk penampung air minum. Setelah diaplikasikan ke suatu ekosistem tertentu, sel vegetatif dan spora akan bertahan pada lingkungan sebagai komponen alami mikroflora dalam hitungan minggu, bulan, atau tahunan dan perlahan-lahan akan berkurang jumlahnya. Namun, ICP secara biologis akan inaktif dalam hitungan jam atau hari.

Aplikasi produk B. thuringiensis dapat menyebabkan pekerja lapangan terpapar secara aerosol ataupun melalui kontak dermal, serta mengkontaminasi makanan dan minuman pada lahan pertanian. Namun, menurut hingga tahun 1999, belum ada laporan yang menunjukkan efek parah dari kontaminasi B. thuringiensis pada manusia, kecuali terjadinya iritasi mata dan kulit. Namun, sel vegetatif B. thuringiensis berpotensi memproduksi racun yang mirip dengan yang dihasilkan oleh Bacillus cereus dan belum diketahui apakah dapat menyebabkan penyakit manusia atau tidak. Penggunaan produk B. thuringiensis juga diketahui menimbulkan resitensi pada sebagian insekta, seperti Plodia interpunctella, Cadra cautella, Leptinotarsa decemlineata, Chrysomela scripta, Spodoptera littoralis, Spodoptera exigua, sehingga penggunaan produk tersebut untuk tujuan pengendalian hama harus lebih diperhatikan.

Bakteri EM4

Produk EM4 Pertanian merupakan Bakteri fermentasi bahan organik tanah menyuburkan tanaman dan menyehatkan tanah. Terbuat dari hasil seleksi alami mikroorganisme fermentasi dan sintetik di dalam tanah yang dikemas dalam medium cair. EM4 pertanian dalam kemasan berada dalam kondisi istirahat (dorman). Sewaktu diinokulasikan dengan cara menyemprotkannya ke dalam bahan organic dan tanah atau pada batang tanaman, EM4 pertanian akan aktif dan memfermentasi bahan organic (sisa-sisa tanaman, pupuk hijau, pupuk kandang, dll) yang terdapat dalam tanah. Hasil fermentasi bahan organic tersebut adalah berupa senyawa organic yang mudah diserap langsung oleh perakaran tanaman misalnya gula, alcohol, asam amino, protein, karbohidrat, vitamin dan senyawa organic lainnya.

Pemberian bahan organic ke dalam tanah tanpa inokulasi EM4 Pertanian akan menyebabkan pembusukan bahan organic yang terkadang akan menghasilkan unsur anorganic sehingga akan menghasilkan panas dan gas beracun yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.

Selain mendekomposisi bahan organic di dalam tanah, EM4 Pertanian juga merangsang perkembangan mikroorganisme lainnya yang menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman, misalnya bakteri pengikat nitrogen, bakteri pelarut fosfat dan mikoriza. Mikoriza membantu tumbuhan menyerap fosfat di sekilingnya. Ion fosfat dalam tanah yang sulit bergerak menyebabkan tanah kekurangan fosfat. Dengan EM4 Pertanian hife mikoriza dapat meluas dari misellium dan memindahkan fosfat secara langsung kepada inang dan mikroorganisme yang bersifat antagonis terhadap tanaman. EM4 Pertanian juga melindungi tanaman dari serangan penyakit karena sifat antagonisnya terhadap pathogen yang dapat menekan jumlah pathogen di dalam tanah atau pada tubuh tanaman.

Manfaat EM4 Pertanian 

• Memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah.
• Meningkatkan produksi tanaman dan menjaga kestabilan produksi.
• Memfermentasi dan mendekomposisi bahan organik tanah dengan cepat (Bokashi).
• Menyediakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman.
• Meningkatkan keragaman mikroba yang menguntungkan di dalam tanah.