Pada tulisan kali ini penulis lagi-lagi masih senang ngobrol seputaran potensi bakteri. Tentunya pembaca sekalian sangat mengenal sumber mata air panas bukan? hampir di setiap pulau di Indonesia memiliki kawasan dengan kondisi alami mata air panas.
Sumber mata air panas, satu dari banyak sumber energi alternatif yang tersimpan dalam perut bumi. Energi dari sumber ini tidak akan habis dan selalu dapat terbaharukan. Air panas dari perut bumi terbentuk dari aktivitas antara air dan batuan di bawah permukaan tanah.
Bagaimana panas bumi dapat menjadi produk akhir yang dapat dimanfaatkan sebagai energi listrik ? Nah, kemudian pertanyaan selanjutnya akan seperti itu. Penjelasan singkatnya, air tanah di dalam perut bumi secara fisik menerima kalor suhu tinggi dan keluar ke permukaan tanah dalam bentuk  uap. Uap akan menggerakkan turbin generator listrik. Kemudian, listrik yang ada secara realtime dialirkan dengan transmisi PLN untuk didistribusikan kepada pengguna.
Mengulik potensi Indonesia yang cukup besar ditinjau dari letak pada pertemuan tiga lempeng tektonik menjadikan posisi kita sangat strategis. Dampaknya tentu kelimpahan energi panas bumi yang dapat dieksplorasi.
Per satuan luas energi panas bumi di permukaan, berdasarkan jumlah yang dimiliki negara kita menempati urutan top 5 di dunia. Sedangkan dari variabel tinggi suhu yang dihasilkan, kita ada di urutan kedua dunia. Sekitar 252 lokasi berpotensi memiliki energi geotermal ada di setiap pulau di Indonesia.
Sisi lain dari potensi energi panas bumi akan kita obrolin seperti di bawah ini.
Bakteri toleran panas pada sumber kawasan geotermal
Kondisi geologi alamiah ini merupakan lingkungan natural bagi kelompok mikroorganisme tertentu, termasuk bakteri. Bakteri bersifat kosmopolitan. Kita bisa temukan makhluk ini dimana saja kita berada. Tersebar di titik-titik potensial, termasuk pada kondisi ekstrim seperti kawasan geotermal. Bakteri termofilik sebutan untuk bakteri toleran suhu tinggi.
Bakteri ekstrim hidup dan bertahan, nyaman beraktivitas serta berinteraksi satu dengan lainnya di lingkungan. Bakteri ekstrim ini masuk dalam kelompok Archaebacteria dalam tatanan klasifikasi makhluk hidup. Khasnya, ada reduksi CO2 menjadi gas metana CH4.
Bakteri ekstrim lainnya yang sudah dikenal dapat bersumber dari daerah alkali (alkaliphilic) yang cenderung dengan pH basa seperti lahan gambut. Selain itu ada kondisi bertahan hidup pada suasan ekstrim asam (acidophilic), kadar garam tinggi (halophilic), Â pada tekanan tinggi (piezophilic) dan sebagainya.
Telah banyak peneliti mempelajari keberadaan, aktivitas hidup dan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri ekstrim termofil serta potensi yang diberikan kepada manusia. Salah satunya di bidang industri.
Banyak peneliti menggali keberadaan bakteri toleran panas untuk dipelajari kemampuan dalam menghasilkan enzim. Untuk berbagai keperluan teknologi enzim saat ini semakin berkembang.
Apa itu enzim ya? Hasil samping dari pertumbuhan bakteri disebut enzim. Seberapa besar potensinya bergantung kepada jenis spesies dan kondisi lingkungan yang mendukungnya.
Di Indonesia sendiri penelitian dengan objek temuan bakteri toleran suhu panas ini sudah memiliki histori sejak tahun 1999. Semakin meningkat pada kurun waktu Tahun 2010-2020. Menurut data yang dikumpulkan oleh Leischer dkk. pada Tahun 2020 sebanyak 71 sumber mata air di Indonesia (Sumatera hingga Papua) berpotensi pada keberadaan bakteri termofilik ini. Data ini dihimpun dari artikel terpublikasi dengan pengindeks google sholar, PubMed dan Scopus dengan kata kunci "Indonesia thermophilic bacteria".
Berikut peta sebaran sumber air panas hasil penelitian Leischer dkk.Â
Peta sebaran sumber air panas juga dapat dilihat dengan lebih jelas pada link berikut https://www.google.com/maps/d/viewer?mid=1-Kn7k1BAKfLVNbS_7_-BCdWE-bt_f5xA&ll=-1.2643208798802812%2C118.12673694999998&z=3
Melanjutkan data di atas, penulis merangkun artikel yang terbit pada September 2020 hingga sekarang. Penggunaan kata kunci "Indonesia thermophilic bacteria" dilakukan terhadap artikel terindeks google scholar. Data ini bisa menjadi lebih banyak lagi dengan variasi kata kunci yang berbeda.
Penulis memperoleh data bahwa 14 sumber air panas di tiga pulau (Sumatera, Jawa dan Sulawesi) dipelajari kehadiran bakteri toleran panas serta potensi penghasilan enzim hidrolitiknya.
Hasilnya menarik, 20 jenis bakteri termofilik dengan potensi enzim hidrolitik indeks tinggi teridentifikasi menggunakan prinsip identifikasi konvensional dan molekuler. Identifikasi bakteri merupakan teknik mengenali ciri-ciri sel baik secara bentuk di bawah mikroskop (morfologi) dan respon biokimia sel terhadap bahan kimia yang sengaja diberikan untuk mengenali sel.
Jika pembaca tertarik, penulis telah merangkum artikel ilmiah yang mendasari data dari tahun 2020-2022 (dapat dilihat pada link berikut https://drive.google.com/drive/u/1/folders/1X8w59eSjE6YuYL6W-1XE8JSJSUff0e5FÂ
Bakteri toleran panas dan enzim
Enzim sendiri dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) mengandung arti molekul protein yang kompleks yang dihasilkan oleh sel hidup dan bekerja sebagai katalisator dalam berbagai proses kimia di dalam tubuh makhluk hidup. Keuntungan menggunakan enzim sehingga teknologi ini banyak dilirik yaitu dapat dipakai kembali.
Enzim bakteri dapat diperoleh dengan terlebih dahulu membiakkan bakteri. Setelah itu proses perbanyakan dilakukan untuk mendapatkan massa yang sesuai dengan jumlah enzim yang dibutuhkan.
Penulis mengajak pembaca mendiskusikan kembali temuan pustaka bakteri termofil kawasan geotermal di Indosnesia. Sejak awal ekplorasi bakteri family Bacillaceae selalu ditemukan dalam setiap penelusuran di lapangan. Hal ini disebabkan secara teori kelompok ini paling tahan pada kondisi ekstrim suhu tinggi.
Kemampuan adaptasi Bacillaceae pada suhu tinggi di lingkungan didukung oleh spora yang menyelimuti sel pada lapisan terluar dikenal dengan endospora. Bagian inilah yang mendukung penuh bertahan hidup kelompok ini di kondisi ekstrim. Sedangkan enzim stabil pada suhu tinggi dapat disebabkan karena peningkatan ikatan hidrogen dan salt bridge pada protein penyusun enzim. Selain itu dapat dikarenakan perbedaan jenis asam amino penyusun protein enzim toleran panas dibandingkan dengan bakteri yang tidak tahan suhu tinggi.
Berdasarkan uji in vitro di laboratorium potensi enzim hidrolitik seperti amilase, lipase, protease, selulase dan kitinase dihasilkan dari metabolisme bakteri ekstrim ini. Spesialnya, enzim yang diisolasi dari bakteri toleran panas lebih adaptif terhadap suhu, sehingga pada aplikasinya kerusakan enzim pada suhu tinggi dapat sedikit ditoleransi oleh produk enzim yang dihasilkan.
Aplikasi enzim sendiri dikenal pada berbagai bidang seperti bahan pada pembuatan obat dan kosmetik, pengelohan limbah (bioremediasi dan biodegradasi), pangan, industri dan sebagainya.
Keragaman bakteri di alam memberikan sebuah sudut pandang berbeda kepada kita semua tentang makna hidup, dimana kemampuan bertahan hidup dan selalu menyumbangkan hal baik dan dapat bermanfaat untuk kebaikan masyarakat luas.
Referensi
Lischer, K., Putra, A.B.R.D., Guslianto B.W., Avilla, F., Sitorus, S.G., Nugraha, Y., Sarmoko. 2022. Short Communication : The Emergence and Rise of Indigenous Thermophilic Bacteria Exploration from Hot Spring in Indonesia. Biodiversitas 21(11):5474-5481. DOI: 10.13057/biodiv/d211156
