Biogas dan Digestat: Peranan Mikroba dalam Memproduksi Keduanya

Bakteri dalam filum ini secara keseluruhan memiliki kemampuan hebat untuk mendegradasi berbagai macam makromolekul organik kompleks, yang kemungkinan besar menjelaskan prevalensinya yang tinggi dalam reaktor biogas. Selain itu, beberapa contoh yang termasuk dalam filum lain seperti Acidobacteria, Actinobacteria, Fibrobacteres, Spirochaetes, Thermotogae, Planctomycetes, Synergistetes, Tenericutes, kandidat filum Cloacimonetes, Thermi dan Verrucomicrobia juga telah ditemukan, tetapi biasanya pada tingkat yang relatif lebih rendah.

Meskipun secara keseluruhan beberapa filum mendominasi, tingkat variasi yang tinggi sering terlihat berkaitan dengan varians antara, tetapi juga dalam, filum ini. Keragaman ini didorong oleh komposisi substrat yang digunakan untuk proses biogas dan oleh kondisi operasi yang diterapkan, termasuk parameter yang sangat mengatur seperti waktu retensi, laju pemuatan organik, dan suhu. Tingkat amonia adalah parameter lain yang memiliki dampak kuat pada struktur komunitas mikroba.

Studi terkini juga menunjukkan populasi inti dan pola kemunculan bersama  di dalam dan di antara kelompok yang berbeda dalam digester, yang lagi-lagi bervariasi dengan kondisi substrat dan proses. Dalam Firmicutes, kelas Clostridia, yang mendegradasi selulosa dan protein, dan Bacillus, yang biasanya mendegradasi lemak dan karbohidrat, mendominasi. Kelas Clostridia juga mengandung spesies yang mampu melakukan asetogenesis dan degradasi asam sintrofik. Sintrofik yang diketahui yang termasuk dalam kelas ini meliputi genus Syntophomonas, yang mendegradasi berbagai asam lemak termasuk asam lemak rantai panjang, dan pengoksidasi asetat yang termasuk dalam famili Thermoanaerobacteriaceae dan Clostridiaceae. Firmicutes, khususnya kelas Clostridia, telah terbukti meningkat sebagai respons terhadap peningkatan suhu dan peningkatan kadar amonia yang timbul karena degradasi protein.

Filum Bacteriodetes biasanya didominasi oleh kelas Bacteriodia dan filum ini juga telah terbukti memiliki aktivitas hidrolitik . De Vrieze et al. menyatakan bahwa filum ini muncul dalam digester biogas yang beroperasi dalam kondisi "mudah", yaitu kadar asam lemak volatil yang rendah, kondisi mesofilik, dan konsentrasi amonia dan garam yang rendah. Saran ini sejalan dengan hasil yang dilaporkan oleh Sun et al., yang mengidentifikasi peningkatan filum ini sebagai respons terhadap penambahan jerami dan penurunan sebagai respons terhadap peningkatan suhu dalam reaktor biogas yang mencerna pupuk kandang. Namun, perwakilan Bacteroidetes juga dilaporkan memfermentasi gula menjadi asetat dan propionat.

Selain itu, Proteobacteria sering ditemukan dalam jumlah yang relatif tinggi dalam sistem lapisan lumpur anaerobik aliran atas (UASB) dan filum ini mengandung banyak anggota yang dapat mengubah gula, asam lemak, dan senyawa aromatik seperti benzoat dan etanol. Filum ini mencakup sintrof yang termasuk dalam genus Syntrophus, Pelobacter, Smithella, Syntrophorhabdus, dan Syntrophobacter. Selain itu, gen yang diperlukan untuk degradasi selulosa telah ditemukan pada bakteri yang termasuk dalam filum ini.

Filum kandidat Cloacimonetes telah ditemukan mewakili sebanyak 10% dari komunitas dan klaster yang tidak dikultur ini telah ditemukan di beberapa pengurai anaerobik . Genom salah satu spesies dari filum ini, yaitu 'Candidatus Cloacamonas acidaminovorans', ditemukan dalam sebuah studi metagenomik yang menunjukkan bahwa bakteri tersebut merupakan bakteri sintrofik yang mampu mendegradasi propionat dan asam amino. 

Dalam sebuah studi baru-baru ini, muncul bukti yang menunjukkan bahwa kelompok bakteri ini juga terlibat dalam pencernaan anaerobik selulosa, melalui proses hidrolisis selulosa ekstraseluler dan/atau fermentasi substrat organik yang berasal dari selulosa. Filum Fibrobacter juga mengandung Anggota yang mendegradasi lignoselulosa, sejauh ini hanya diwakili oleh dua spesies yang dibudidayakan.

Termotogae, yang mengandung anggota hipertermofilik, termofilik, dan mesofilik, diketahui mendegradasi karbohidrat dengan produksi hidrogen dan biasanya terlihat dalam jumlah yang lebih banyak di pabrik biogas termofilik.  Perwakilan dari filum ini juga diduga terlibat dalam oksidasi asetat sintrofik (SAO). Filum Chloriflexi telah terbukti mendominasi dalam digester yang beroperasi dengan air limbah kota  sedangkan digester pupuk kandang lebih sering didominasi oleh Firmicutes . Mirip dengan perwakilan dari filum Synergistetes, banyak bakteri yang termasuk dalam Chloriflexi mampu melakukan metabolisme sintrofik yang berhubungan dengan metanogen hidrogenotrofik. Moga bermanfaat***