DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2015
EKO ARIF RAHMAWAH
PENGARUH JARAK DAN WAKTU RADIASI SINAR UV
TERHADAP KONTAMINASI BAKTERI
VIBRIO HARVEYI
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Pengaruh Jarak dan Waktu Radiasi Sinar UV terhadap Kontaminasi Bakteri Vibrio harveyi pada Air Tambak Udang” adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
EKO ARIF RAHMAWAN. Pengaruh Jarak dan Waktu Radiasi Sinar UV terhadap Kontaminasi Bakteri Vibrio harveyi pada Air Tambak Udang. Dibimbing oleh MAD YAMIN.
Air sebagai media lingkungan tambak berperan penting dalam kegiatan usaha tani tambak, seperti budidaya udang. Air yang bebas bakteri akan mengurangi resiko serangan penyakit pada udang. Salah satu penyakit yang sering ditemukan pada udang adalah Vibrio harveyi. Teknologi radiasi sinar ultraviolet telah terbukti mampu membunuh bakteri. Peneltian ini bertujuan mengetahui pengaruh variasi jarak dan lama penyinaran. Efektivitas radiasi UV diuji pada jarak lampu 3, 5, 7, dan 9 cm. Variasi waktu yang digunakan antara lain 20, 40, 60, dan 80 detik. Hasil uji menunjukkan persentase mortalitas yang efektif pada jarak lampu 3 cm dan lama penyinaran selama 80 detik sebesar 85%.
Kata kunci: Radiasi ultraviolet, Vibrio harveyi
ABSTRACT
EKO ARIF RAHMAWAN. The Effect of Distance and Time of UV Radiation on Vibrio harveyi Bacteria Contamination in Water Shrimp. Supervised by MAD YAMIN.
Water as a medium pond environment plays an important role in the activities of farm ponds, such as shrimp farming. Bacteria free water will reduce the risk of shrimp disease. One of the most common diseases found in shrimp is Vibrio harveyi. Ultraviolet radiation technology has been proven to kill bacteria. This study aims to determine the effect of variations in the distance and long irradiation. The effectiveness of UV radiation lamps are tested at a distance of 3, 5, 7, and 9 cm. The variation of time spent among others 20, 40, 60, and 80 seconds. The test results showed that the percentage of mortality effective at a distance of 3 cm and longer lamp irradiation for 80 seconds at 85%.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
EKO ARIF RAHMAWAH
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2015
PENGARUH JARAK DAN WAKTU RADIASI SINAR UV
TERHADAP KONTAMINASI BAKTERI
VIBRIO HARVEYI
Judul Skripsi : Pengaruh Jarak dan Waktu Radiasi Sinar UV terhadap Kontaminasi Bakteri Vibrio harveyi pada Air Tambak Udang
Nama : Eko Arif Rahmawan NIM : F14090027
Disetujui oleh
Diketahui oleh
Dr Ir Desrial, M. Eng Ketua Departemen
Tanggal Lulus: Ir. Mad Yamin, M.T
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya dan shalawat serta salam penulis haturkan kepada junjungan Nabi Muhammad shalallahu ‘alaihi wassalam sehingga skripsi yang berjudul “Pengaruh Jarak dan Waktu Radiasi Sinar UV terhadap Kontaminasi Bakteri Vibrio harveyi pada Air Tambak Udang” berhasil diselesaikan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ir. Mad Yamin, M.T selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, nasihat, dan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan skripsi ini dengan sebaik-baiknya.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayahanda Suprapto dan Ibunda Sukartik yang telah membesarkan dan mendidik penulis dengan penuh ketulusan dan kasih sayang. Terima kasih kepada adikku Haris Bayu Aji, nenekku Mbok Supin dan Mbok Iklas, serta seluruh keluarga atas doa, dukungan, dan kasih sayangnya yang tiada putus kepada penulis. Tidak lupa terimakasih kepada teman – teman Pakuwojo (Pasukan Khusus Wong Jowo) yang telah memberikan support selama ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada sahabat – sahabat penulis serta seluruh keluarga besar TEP 46 atas semua dukungannya.
Penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat dan memberikan konstribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Mesin dan Biosistem. Terima kasih.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2
Pengelolaan Kualitas Air Tambak Udang 2
Bakteri Vibrio Pada Tambak Udang 3
Sinar Ultraviolet 3
METODE 5
Waktu dan Lokasi 5
Bahan 5
Alat 5
Prosedur Penelitian 5
HASIL DAN PEMBAHASAN 10
Pengaruh Radiasi Sinar UV Terhadap Bakteri Vibrio harveyi 10 Mortalitas Bakteri Vibrio harveyi Terhadap Radiasi Sinar UV 12
Analisa Varian 13
Skema Penerapan Alat Sterilisasi Tambak Udang 14
SIMPULAN DAN SARAN 15
Simpulan 15
Saran 15
DAFTAR PUSTAKA 15
DAFTAR TABEL
1 Nilai mortalitas bakteri Vibrio harveyi terhadap radiasi sinar UV 13
DAFTAR GAMBAR
1 Pengaruh sinar UV terhadap DNA sel hidup (Alcamo 1984) 4
2 Diagram alir proses penelitian 6
3 Autoclave untuk sterilisasi air laut 6
4 Skematik alat hisap pengambil sampel air 7
5 Skematik tabung dan lampu UV 7
6 Mikroskop untuk melihat dan menghitung bakteri 8 7 Hubungan antara jarak dan waktu penyinaran sinar UV terhadap
jumlah bakteri Vibrio harveyi (ulangan pertama) 10 8 Hubungan antara jarak dan waktu penyinaran sinar UV terhadap
jumlah bakteri Vibrio harveyi (ulangan kedua) 11 9 Hubungan antara jarak dan waktu penyinaran sinar UV terhadap
jumlah bakteri Vibrio harveyi (ulangan ketiga) 12 10 Sketsa alat sterilisasi tambak udang tampak depan 14 11 Sketsa alat sterilisasi tambak udang tampak atas 14
DAFTAR LAMPIRAN
1
Metode analisis bakteri dan kualitas air di laboratorium 17
2 Data hasil penelitian 19
3 Grafik mortalitas hasil penelitian 21
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kegiatan usaha budidaya udang di tambak dihadapkan pada berbagai permasalahan, antara lain timbulnya jenis bakteri penyebab penyakit yang mengancam kelangsungan hidup udang. Salah satu penyebab utama timbulnya penyakit tersebut adalah kegagalan dalam mempertahankan kualitas lingkungan air tambak. Air sebagai media lingkungan tambak berperan penting dalam kegiatan usaha tani tambak, baik dalam segi kuantitas dan kualitas. Keberadaan air yang baik menjamin pertumbuhan maupun perkembangan udang yang dipelihara. Pemakaian obat-obatan dan bahan kimia oleh petani menjadi pilihan utama saat terjadi serangan penyakit yang mendadak, padahal belum menjamin keefektifannya.
Serangan penyakit pada udang, umumnya disebabkan oleh kombinasi infeksi agen virus, bakteri, jamur dan parasit. Vibriosis merupakan salah satu penyakit udang yang dilaporkan menyebabkan kerugian cukup besar dan sangat meresahkan usaha pertambakan udang. Bakteri Vibrio harveyi merupakan patogen penyebab kegagalan pertambakan udang dan penyebarannya hampir di seluruh dunia (Singleton 1992).
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan kualitas air tambak udang. Widigdo (1996) mengembangkan sistem tambak biocrete untuk mengatasi terjadinya perembesan air ke dalam tambak. Lebih lanjut Supangat (2000) dan Indriati (2003) menerapkan sistem resirkulasi air tertutup dengan biofilter, dimana petak-petak biofilter terdiri dari rumput laut, ikan belanak dan kerang hijau. Karyaningsih (2005) mengkaji penerapan sistem sistem sebagai penampung air untuk proses pengendapan, dan Sulaksana (2010) malaporkan mengenai kegiatan budidaya udang tambak intensif yang dilakukan oleh PT Central Pertiwi Bahari yaitu dengan menerapkan sistem pergantian air seminimal mungkin (Less Water Exchange – LWE) yang bertujuan mencegah masuknya sumber infeksi baru ke dalam tambak yang terbawa bersamaan dengan air masuk.
2
Perumusan Masalah
Penyakit udang yang sering menimbulkan masalah pada budidaya yaitu penyakit bakterial yang umumnya disebabkan oleh bakteri Vibrio harveyi. Penggunaan bahan-bahan kimia untuk mengatasi kontaminasi bakteri Vibrio harveyi sudah banyak dilakukan, namun belum ada jenis antibakteri yang efektif untuk mengatasi penyakit tersebut. Masalah lain yang timbul akibat penggunaan antibiotik adalah residu patogen, dampak lingkungan dan residu bagi konsumen. Untuk menghindari masalah tersebut, salah satu alternatif yang dapat dilakukan adalah dengan penggunaan radiasi sinar UV untuk mensterilkan air tambak yang akan digunakan untuk budidaya udang.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menganalisis parameter yang mempengaruhi intensitas penggunaan radiasi sinar UV, yang meliputi, waktu kontak dan jarak sinar ultraviolet untuk keperluan perancangan alat sterilisasi air yang keluar masuk pada sistem tambak.
TINJAUAN PUSTAKA
Pengelolaan Kualitas Air Tambak Udang
Sebagaimana makhluk hidup lainnya, udang membutuhkan lingkungan yang nyaman agar dapat hidup sehat dan tumbuh optimal. Bila lingkungan tersebut tidak memenuhi syarat, udang dapat mengalami stres, mudah terserang penyakit yang akhirnya akan menyebabkan kematian (DKP RI 2005).
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan kualitas air tambak udang. Widigdo (1996) mengembangkan sistem tambak biocrete yaitu penggunaan ijuk, pasir dan semen PC untuk dijadikan pelapis penutup dinding lereng pematang tambak atau saluran pembuangan. Sistem ini mampu mempertahankan kemantapan dinding lereng pematang tambak serta kedap air sehingga perembesan air relatif kecil terjadi.
3
Bakteri Vibrio Pada Air Tambak Udang
Vibrio sp. ditemukan di hampir seluruh habitat, seperti air tawar, air laut dan tanah, merupakan agen penyebab penyakit pada manusia, ikan dan Crustaceae (Singleton 1992). Masuknya Vibrio sp. dalam usaha budidaya udang di tambak dapat berasal dari laut dan benur yang digunakan. Zafraan (1992) menyatakan bahwa induk udang yang berasal dari air laut positif membawa bakteri berpendar sehingga dapat menularkan pada benur (larva) dan akhirnya terbawa masuk ke tambak.
Jenis bakteri Vibrio sp. yang paling umum ditemukan menyerang udang antara lain adalah Vibrio harveyi. Bakteri ini menyerang baik larva udang di pantai pembenihan maupun udang yang dibudidayakan di tambak pembesaran. Larva udang yang terserang bakteri Vibrio harveyi pada kondisi gelap tampak berpendar, sedangkan udang yang dipelihara di tambak seperti ada cahaya jika air tambak ditiup angin (Zafran 1992).
Tingkat patogenitas Vibrio harveyi bercahaya telah diketahui yakni pada tingkat kepadatan 105 CFU/ml air pemeliharaan dapat menyebabkan kematian masal larva udang windu dalam waktu 3 hari (Zafran 1992).
Sinar Ultraviolet
Radiasi sinar ultraviolet adalah radiasi elektromagnetis yang memiliki panjang gelombang antara 100 nm – 400 nm. Sinar ultraviolet digolongkan menjadi beberapa kelompok berdasarkan panjang gelombangnya yaitu UV-A dengan panjang gelombang antara 315 nm – 400 nm secara umum dapat menyebabkan kerusakan kulit pada manusia, UV-B dengan panjang gelombang antara 280 nm dan 315 nm dapat membakar kulit dan akhirnya menimbulkan penyakit kanker, UV-C dengan panjang gelombang antara 200 nm dan 280 nm efektif untuk membuat bakteri dan virus tidak aktif dan UV vakum dengan panjang gelombang antara 100 nm – 200 nm dapat menyerap semua cahaya hanya di dalam ruang hampa (Metcalf dan Eddy 2003).
Pengurangan populasi mikrobilogi dari hasil radiasi ultraviolet berupa kurva sigmoidal, dan sinar ultraviolet untuk membunuh mikrobiologi adalah sinar UV dengan panjang gelombang 400 J/m² atau 254 nm (Sastry 2000). Sinar ultraviolet yang diserap dapat membuat bakteri kehilangan kemampuan untuk bereproduksi. Hal ini berarti bahwa bakteri menjadi tidak aktif sehingga tidak membahayakan. Sinar ultraviolet lampu dalam waktu tertentu akan menjadi dosis yang mematikan bagi bakteri (Metcalf dan Eddy 2003).
4
Pensterilan menggunakan sinar UV merupakan proses fisik di mana terjadi proses transfer energi elektromagnetik dari sumber (lampu) menuju materi selular (protein dan asam nukleat) organisme. Cahaya UV merusak DNA mikroorganisme dengan membentuk dimer timin (Thymine dimmers). Dimer tersebut mencegah mikroorganisme dari transkripsi dan replika DNA yang akhirnya akan menyebabkan kematian sel (Miller et al. 1999). Mekanisme perusakan DNA oleh sinar ultraviolet berdasarkan Alcamo (1984) dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Pengaruh sinar UV terhadap DNA sel hidup (Alcamo 1984) Faktor-faktor yang menentukan dosis yang dibutuhkan untuk mematikan mikroorganisme dalam air dengan ultraviolet adalah intensitas ultraviolet, waktu kontak, dan kualitas air. Intensitas diukur dalam mW/cm2. Dosis ultraviolet adalah intensitas dikalikan dengan waktu kontak dalam sekon (Metcalf dan Eddy 2003).
Tingkat inaktifasi mikroorganisme tergantung pada dosis yang digunakan. Dosis UV adalah perkalian intensitas UV dengan waktu pemaparan seperti pada persamaan (1) berikut (Metcalf dan Eddy 2003):
D = I × t (1) Dimana : D = Dosis UV, mJ/cm² ( m.J/cm² = mWs/cm²)
I = Intensitas UV, m.W/cm² t = Waktu papar, s
Sedangkan untuk mengetahui ketahanan bakteri Vibrio harveyi terhadap radiasi sinar UV digunakan persentase mortalitas. Persentase mortalitas dihitung dengan menggunakan persamaan (2) berikut (Abbott 1925):
P = − × % (2) Dimana P = Persentase Mortalitas
5
METODE
Waktu dan Lokasi
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Siswadhi Supardjo, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian dan Laboratorium Kesehatan Ikan, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Agustus 2013 hingga November 2013 dan dilajutkan pada bulan Januari 2015 hingga Februari 2015.
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:
1. Bahan untuk kultur bakteri: larutan pengencer buffer (larutan fisiologis 0,85%), kontaminan bakteri Vibrio harveyi, akuades
2. Bahan untuk menghitung koloni bakteri: air laut, media agar TSA (tryptic soy agar), akuades, alkohol.
Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain:
1. Alat suntik yang yang telah dirancang untuk pengambilan sampel air. 2. Alat pengambilan sampel air: wadah berbentuk silinder dengan diameter
35 cm, lampu UV 30 Watt dengan panjang gelombang antara 200 nm dan 280 nm, tabung kaca dengan diameter luar 34 mm dan tebal 1.4 mm, kabel, stabilizer, karet penutup tabung kaca, alat jarum suntik (ampul), plastik solid batangan dengan panjang 15 cm, tali.
3. Peralatan pengukur: Stopwatch, penggaris, wadah ukur.
4. Alat untuk menghitung koloni bakteri: autoclave, mikropipet, cawan petri, tabung, mikroskop.
Prosedur Penelitian
6
Gambar 2 Diagram alir proses penelitian
Kontaminasi Air Laut Menggunakan Bakteri Vibrio harveyi (Rusyani 2012)
Air laut disterilkan menggunakan autoclave selama satu jam. Air laut steril ditambahkan kontaminan bakteri Vibrio harveyi yang diperoleh dari Laboratorium Kesehatan Ikan, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, sehingga diperoleh tingkat kepadatan bakteri pada air sekitar 106 cfu/ml seperti pada kondisi di lapangan. Alat sterilisasi autoclave dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Autoclave untuk sterilisasi air laut Mulai
Merancang Alat Uji
Persiapan Alat dan Bahan Penelitian
Pengambilan Sampel Bakteri
Mengukur pengaruh jarak lampu UV terhadah pembunuhan bakteri
Mengukur pengaruh lama penyinaran lampu UV terhadah pembunuhan bakteri
Jarak Optimum Lampu UV Waktu Optimum radiasi
7
Perlakuan
Faktor utama dalam perlakuan yang diberikan dalam penelitian ini adalah faktor jarak dan waktu penyinaran sinar ultraviolet. Sedangkan faktor lingkungan seperti warna dinding dan gerak air tidak diperhitungkan.
Nilai masing-masing perlakuan adalah:
a. Jarak penyinaran yang diuji adalah 3 cm, 5 cm, 7 cm dan 9 cm.
b. Waktu penyinaran yang diuji adalah 20 detik, 40 detik, 60 detik dan 80 detik.
Alat yang digunakan untuk mengambil sampel air adalah alat suntik yang dirangkai dengan jarak 20 cm, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Skematik alat hisap pengambil sampel air
Wadah untuk pengujian menggunakan tabung bening untuk mengurangi pengaruh warna dinding. Diameter tabung sebesar 30 cm sehingga cukup untuk pengambilan sampel dengan jarak 9 cm. Wadah dan lampu UV untuk pengujian dapat dilihat pada Gambar 5.
8
Perhitungan Koloni Bakteri
Perhitungan koloni bakteri dilakukan di Laboratorium Kesehatan Ikan, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan menggunakan mikroskop. Metode yang digunakan untuk menghitung bakteri dapat dilihat pada Lampiran 1. Mikroskop untuk menghitung bakteri dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Mikroskop untuk melihat dan menghitung bakteri
Parameter yang Diukur
Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah jumlah bakteri yang mati setelah mendapatkan perlakuan jarak dan waktu penyinaran sinar ultraviolet. Selanjutnya data jumlah bakteri yang mati dianalisis lebih lanjut untuk mengetahui taraf pengaruh masing-masing perlakuan. Dengan demikian diharapkan dapat diketahui kombinasi perlakuan yang sangat berpengaruh terhadap parameter yang diukur. Untuk menganalisis data diperlukan rancangan percobaan ANOVA yaitu rancangan acak lengkap.
Rancangan Acak Lengkap (Mattjik 2002)
Perlakuan bakteri dengan meliputi jumlah bakteri awal, jarak sinar UV, waktu penyinaran sinar UV, dengan sampel bakteri Vibrio harveyi. Model matematika yang menjelaskan nilai pengamatan dari Rancangan Acak Lengkap adalah sebagai berikut:
Yijk= μ +τi+ βji + εijk ; i = (1,2,3,4) dan j = (1,2,3,4) (3)
Keterangan:
Yijk = Perlakuan dari faktor jarak ke-i, faktor waktu ke-j, dan ulangan ke-k
μ = Rataan umum
τi = Pengaruh faktor jarak ke-i
βji = Pengaruh faktor waktu ke-i
9 Hipotesis statistik jarak yang akan diuji adalah
H0 = τ1 = τ2 =τ3 = τ4 = 0, (tidak ada pengaruh perlakuan dari jarak penyinaran ).
H1 = minimal ada satu τi ≠ 0 (i=1,2,3,4), (minimal ada satu perlakukan jarak yang mempengaruhi jumlah bakteri).
Hipotesis statistik waktu yang akan diuji adalah
H0 = β1 = β2 = β3 = β4 = 0, (tidak ada pengaruh perlakuan dari waktu penyinaran ).
H1 = minimal ada satu βi ≠ 0 (j=1,2,3,4), (minimal ada satu perlakukan waktu yang mempengaruhi jumlah bakteri).
Data yang terkumpul diolah untuk menguji hipotesis statistik dengan prosedur analisis ragam yaitu untuk melihat pengaruh perlakuan terhadap variabel yang diamati dan bila terdapat pengaruh nyata (Steel dan Torrie 1980). Dalam rancangan percobaan ini dilakukan analisis lebih lanjut untuk menganalisis perbedaan pengaruh antar perlakuan menggunakan uji lanjut Duncan. Uji Duncan didasarkan pada sekumpulan nilai beda nyata yang ukurannya semakin besar, tergantung pada jarak di antara pangkat-pangkat dari dua nilai tengah yang dibandingkan. Uji Duncan dapat digunakan untuk menguji perbedaan diantara semua pasangan perlakuan yang mungkin tanpa memperhatikan jumlah perlakuan. Langkah perhitungan uji Duncan sebagai berikut:
a. Mengurutkan nilai tengah perlakuan
b. Menghitung wilayah nyata terpendek untuk wilayah dari berbagai nilai dengan menggunakan formula berikut:
KTG = kuadrat tengah galat r = ulangan
r α;p;dbg = nilai wilayah nyata Duncan
α = taraf nyata
p = peringkat relatif perlakuan tertentu dengan peringkat berikutnya (2,3,…,t)
dbg = derajat bebas galat c. Kriteria pengujian
Membandingkan nilai mutlak selisih kedua rata-rata dan melihat perbedaannya dengan wilayah nyata terpendek dengan kriteria pengujian sebagai berikut:
Jika |� − ��| { > ��
≤ ��
10
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Radiasi Sinar UV Terhadap Bakteri Vibrio harveyi
Vibrio harveyi merupakan bakteri Gram negatif, berbentuk batang lurus dengan panjang 1.4-2.6 µm (Lavilla-Pitogo et al. 1990). Bakteri tersebut memiliki flagela monotrik atau multitrik. Vibrio harveyi tumbuh optimum pada suhu 20-30 °C (Holt dan Krieg 1984). Vibrio harveyi merupakan mikroba normal yang hidup pada lingkungan payau, estuarin dan laut bahkan dalah tubuh udang sendiri. Bakteri tersebut menyerang udang ketika udang mengalami stress (Singleton 1992).
Pengaruh radiasi sinar UV pada pengujian ini menggunakan dua perlakuan yakni kombinasi waktu dan jarak penyinaran. Hasil pengujian menunjukkan jumlah bakteri Vibrio harveyi yang mati cukup signifikan setelah diberi perlakuan penyinaranan dengan sinar UV. Hal tersebut menunjukkan waktu dan jarak penyinaran menggunakan radiasi sinar UV berpengaruh terhadap jumlah bakteri Vibrio harveyi. Hasil penelitian dapat dilihat pada Lampiran 2.
Hasil ulangan pertama menggunakan jumlah bakteri sebesar 2.300.000 CFU/ml. Pengujian bakteri Vibrio harveyi pada perlakuan kedua menggunakan jumlah bakteri 3.160.000 CFU/ml dan pada perlakuan ketiga menggunakan jumlah bakteri sebesar 3.560.000 CFU/ml. Perbedaan jumlah bakteri awal dikarenakan jumlah bakteri yang dihasilkan tidak akan sama meskipun volume kontaminan bakteri yang diencerkan sama.
Jumlah bakteri akhir setelah diberi perlakuan penyinaran sinar UV adalah hasil dari penelitian yang dianalisa. Jumlah bakteri awal dianggap sebagai perlakuan karena ulangan yang dilakukan tidak dapat menentukan jumlah bakteri yang dikontaminasikan dengan tepat sama. Hasil penelitian ulangan pertama disajikan pada Gambar 7.
11 Jumlah bakteri Vibrio harveyi semakin berkurang setelah diberi perlakuan penyinaran sinar UV sesuai metode. Pengaruh waktu penyinaran sinar UV terhadap jumlah bakteri adalah semakin lama penyinaran maka jumlah bakteri akan semakin menurun. Sedangkan pengaruh jarak penyinaran sinar UV terhadap jumlah bakteri adalah semakin dekat penyinaran maka jumlah bakteri akan semakin menurun. Hal tersebut cukup membuktikan hipotesis bahwa sinar UV dapat mereduksi bakteri Vibrio harveyi. Jumlah bakteri terendah pada pengujian pertama sebesar
Jumlah bakteri Vibro harveyi pada ulangan pertama adalah 2.300.000 CFU/ml. Jumlah bakteri terendah setelah diberi perlakuan penyinaran sinar UV adalah 320.000 CFU/ml pada jarak 3 cm dan waktu 80 detik.
Jumlah bakteri Vibro harveyi pada ulangan pertama adalah 3.160.000 CFU/ml. Jumlah bakteri terendah setelah diberi perlakuan penyinaran sinar UV adalah 820.000 CFU/ml pada jarak 3 cm dan waktu 80 detik. Hasil pengujian kedua menunjukkan nilai reduksi yang rendah pada jarak penyinaran 9 cm. Jumlah bakteri pada jarak 9 cm pada waktu penyinaran 20 detik sampai 80 detik tidak berbeda jauh, bahkan pada waktu penyinaran 60 detik jumlah bakteri lebih banyak dari waktu 40 detik. Hal tersebut menunjukkan bahwa bakteri Vibrio harveyi dapat berkembang biak dengan cepat. Hasil penelitian ulangan kedua disajikan pada Gambar 8.
Gambar 8 Hubungan antara jarak dan waktu penyinaran sinar UV terhadap jumlah bakteri Vibrio harveyi (ulangan kedua).
Jumlah bakteri Vibro harveyi pada ulangan ketiga adalah 3.560.000 CFU/ml. Jumlah bakteri terendah setelah diberi perlakuan penyinaran sinar UV adalah 210.000 CFU/ml pada jarak 3 cm dan waktu 80 detik.
12
Gambar 9 Hubungan antara jarak dan waktu penyinaran sinar UV terhadap jumlah bakteri Vibrio harveyi (ulangan ketiga).
Tingkat inaktifasi mikroorganisme tergantung pada dosis yang digunakan. Dosis UV adalah perkalian intensitas UV dengan waktu pemaparan, seperti pada persamaan (1) (metcalf dan Eddy 2003). Dari hasil penelitian menunjukkan semakin dekat jarak radiasi sinar UV akan semakin tinggi jumlah bakteri Vibrio harveyi yang mati. Hal tersebut dikarenakan jarak yang dekat mengakibatkan intensitas radiasi sinar UV (m.W.s/cm²) meningkat, sehingga disis UV (m.W/cm²) juga akan meningkat. Sedangkan pengaruh waktu papar semakin lama waktu penyinaran maka disis UV akan meningkat, sehingga jumlah bakteri yang mati semakin banyak. Hasil penelitian juga menunjukkan semakin lama waktu penyinaran maka semakin banyak jumlah bakteri yang mati.
Mortalitas Bakteri Vibrio harveyi Terhadap Radiasi Sinar UV
Uji mortalitas digunakan untuk melihat ketahanan bakteri Vibrio harveyi terhadap radiasi sinar UV. Uji mortalitas tersebut dapat digunakan sebagai salah satu landasan untuk menentukan jarak dan waktu penyinaran yang optimum untuk mereduksi atau membunuh bakteri Vibrio harveyi. Nilai mortalitas diperoleh dari jumlah bakteri yang mati dibagi dengan jumlah bakteri awal. Grafik mortalitas bakteri Vibrio harveyi terhadap radiasi sinar UV dapat dilihat pada Lampiran 3. Dari hasil penelitian ini belum diperoleh nilai mortalitas yang mencapai 100% atau jumlah bakteri belum tereduksi semua. Namun dari hasil uji mortalitas ini dapat diketahui nilai variabel jarak dan waktu penyinaran yang terbaik untuk mereduksi jumlah bakteri Vibrio harveyi.
13 penyinaran selama 20 detik persentase mortalitas sebesar 13%. Tabel rata-rata mortalitas bakteri Vibrio harveyi terhadap radiasi sinar UV dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Nilai mortalitas bakteri Vibrio harveyi terhadap radiasi sinar UV
Perlakuan Mortalitas (%)
Analisa varian adalah suatu metode analisis statistik yang digunakan untuk menguji perbedaan rata-rata data lebih dari dua kelompok. Hasil analisa varian data penelitian dapat dilihat pada Lampiran 4. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa jarak penyinaran berpengaruh nyata terhadap reduksi bakteri. Demikian juga variabel waktu juga berpengaruh nyata terhadap reduksi bakteri. Namun kombinasi antara jarak dan waktu penyinaran tidak berbeda nyata. Artinya terdapat perbedaan perlakuan jarak dan lama penyinaran yang mengakibatkan perbedaan nyata dalam mempengaruhi reduksi bakteri Vibrio harveyi.
14
Skema Penerapan Alat Sterilisa Tambak Udang
Penerapan penelitian pengaruh jarak dan waktu radiasi sinar UV ini adalah untuk merancang alat yang optimum diterapkan pada tambak udang. Dari hasil penelitian variabel jarak paling optimum untuk mereduksi bakteri Vibrio harveyi adalah jarak 3 cm, sedangkan waktu yang optimum adalah 80 detik.
Nilai jarak 3 cm digunakan digunakan menentukan jarak antar lampu dalam merancang alat. Skema alat sterilisasi tambak udang dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Sketsa alat sterilisasi tambak udang tampak depan Dari Gambar sketsa alat sterilisasi tambak udang tersebut dapat dilihat jarak vertical dan horisontal antar lampu 3.07 cm. Nilai tersebut diperoleh dari jarak diagonal antar lampu 6 cm yang merupakan jarak optimum untuk mereduksi bakteri sesuai hasil penelitian yang telah dilakukan.
Hasil pengujian waktu optimum digunakan untuk menentukan panjang alat dan memperkirakan kebutuhan energi yang diperlukan untuk mensterilkan air tambak udang. Lampu UV yang digunakan memiliki dimensi panjang 100 cm dan diameter 4 cm. Sketsa alat sterilisasi tambak udang tampak atas dapat dilihat pada Gambar 11.
15 Sketsa alat sterilisasi tambak udang memiliki dimensi lebar 21.5 cm, tinggi 21.5 cm, dan panjang 100 cm. Sehingga Volume alat sterilisasi tambak udang tersebut sebesar 46 225 cm3. Dengan dimensi alat tersebut, dan diasumsikan debit aliran 10 liter/detik, diperlukan alat sterilisasi sepanjang 17.3 meter untuk memenuhi waktu kontak optimum selama 80 detik, perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 5.
Daya lampu UV yang digunakan pada penelitian ini adalah 30 W. Sehingga daya yang diperlukan untuk mensterilkan air tambak persatuan luas tambak dapat dihitung. Untuk mensterilkan tambak udang dengan dengan luas 100 m2 dan kedalaman 1 meter diperlukan daya listrik sebesar 127.5 kwh, perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 5.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Radiasi sinar UV dapat digunakan sebagai antimikroba untuk mereduksi bakteri Vibrio harveyi. Jarak dan waktu optimum untuk mereduksi bakteri Vibrio harveyi adalah 3 cm dan 80 detik. Nilai mortalitas pada jarak 3 cm dan waktu 80 detik rata-rata sebesar 85%.
Saran
Perlu penelitian serupa dengan waktu penyinaran yang lebih lama untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan agar bakteri Vibrio harveyi tereduksi semua. Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk mengetahui bagaimana proses kematian bakteri Vibrio harveyi.
DAFTAR PUSTAKA
Alcamo IE. 1984. Fundamental of Microbiology. Sidney (AU). Addison-Wesley Publishing Ontario.
Angelica G. 2004. Efek Radiasi Ultraviolet (30, 45 dan 60 Menit dengan Jarak 20 cm) Terhadap Patogenitas Virus White Spot Pada Udang Windu (Penaeaus monodon, Fabr.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Ariyadi S. 1995. Pengaruh Pemanasan dan Radiasi Ultraviolet Terhadap Monodon Baculovirus, Virus Pathogen Udang Windu (Penaeaus monodon, Fabr.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Collins CH, Patricia ML, Grange JM. 1995. Collins and Lyne’s Microbiological Methods Seventh Edition. Great Britain (GB). CRC Pr
16
Indriati Y. 2003. Pertumbuhan Udang Windu pada Tambak Intensif Menggunakan Biofilter di Balai Pengembangan Budidaya Air Payau, Japara, Jawa Tengah [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Karyaningsih S, Lelana IYB, Simoen S. 2005. Evaluasi inovasi teknologi budaya udang yang ramah lingkungan: kasus wilayah pesisir Kecamatan Tayu, Kabupaten Pati. Jurnal Manusia dan Lingkungan. XII(2):80-87.
Lavilla-Pitogo CR, Baticados MCL, Cruz-Lacierda ER, de la Pena LD. 1990. Occurence of luminous bacterial disease of Penaeus monodon larvae in the Philippines. J. Aquaculture. 9(1):1-14.
Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Bogor (ID). IPB Pr.
Metcalf, Eddy. 2003. Wastewater Engineering Treatment and Reuse. New York (US): McGraw-Hill.
Miller RW, Jeffrey D, Mitchell, Elasri M. 1999. Bacterial responses to ultraviolet light. Am. Soc. Microbiol. 65(8):534-541.
Sastry SK, Datta AK, Worobo RW. 2000. Ultravolet Light. Jurnal of Food Science – Supplement. 90-92
Seniwati. 1994. Desinfeksi Media Air Pada Pembenihan Udang Windu (Penaeaus monodon, Fabr.) Dengan Menggunakan Sinar Ultraviolet [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Singleton P. 1992. Introduction to Bacteria: for Student of Biology, Biotechnology and Medicine. New York (US): John Wiley and Sons Chichster.
Sulaksana RN. 2010. Menejemen Kualitas Air Tambak Intensif Melalui Pendekatan Oksigen Terlarut [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Supangat A. 2000. Sistem Biofilter Untuk Meningkatkan Kualitas Air Tambak Udang. JTM-FIKTM-ITB. VII(3):133-138
[DKP] Departemen Kelautan dan Perikanan. 2005. Direktorat Jenderal Perikanan Budidaya. Jakarta (ID): DKP RI.
Widigdo B, Praptokardiyo K. 1996. Sistem tamba biocrete penunjang usaha pertambakan udang yang ramah lingkungan [Ulasan Ilmiah]. Jurnal Ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia. IV(1):93-104.
Widodo DS. 2002. Uji Patogenitas Penyebab White Spot Syndrome Virus (WSSV) pada Udang Windu dengan Lama Waktu Perendaman 30, 60 dan 90 Menit Pada Konsentrasi 100 μg/ml dan 200 μg/ml [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. IV(1):93-104
17 Lampiran 1 Metode analisis bakteri dan kualitas air di laboratorium
Kultur bakteri
1. Memasukkan air contoh ke dalam larutan pengencer buffer (larutan fisiologis 0,85%), jumlah pengencer seperti pada tabel di bawah ini,
No. Tabung 1 2 3 4 5
Pengenceran (ml : ml) 1 : 10 1 : 100 1 : 1 000 1 : 10 000 1 : 100 000 Volume Asli (ml) 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 Fluid/ml (CFU) (101) (102) (103) (104) (105)
Sumber: Collins et al. (1995)
2. Setiap tabung larutan pengencer berisi 9 ml,
3. Setiap tabung larutan pengencer disterilisasi dengan autoclave.
4. Setelah larutan pengencer steril, air contoh diambil dengan menggunakan mikropipet sebanyak 1 ml ke dalam larutan pengencer pertama.
5. Dari larutan pengencer pertama diambil dengan menggunakan mikropipet sebanyak 1 ml ke dalam pengencer kedua dan seterusnya sampai dengan larutan pengencer kelima.
6. Pada saat pemindahan air contoh dari tabung pertama ke tabung yang kedua dan seterusnya, mikropipet harus diganti agar tidak terjadi kontaminasi antara tabung yang satu dengan yang lainnya.
7. Larutan pengencer kelima diambil dengan menggunakan mikropipet sebanyak 0,1 ml lalu diteteskan pada media TSA yang telah disiapkan pada cawan petri. 8. Cawan petri kemudian diberi label dan diinkubasi pada suhu 36,5 °C selama
24-48 jam.
Langkah-langkah penanaman bakteri pada media TSA disajikan pada Gambar di bawah ini.
18
Perhitungan koloni bakteri
Perhitungan jumlah koloni bakteri dilakukan setelah akhir masa inkubasi (24 jam). Bakteri terpisah dalam koloni-koloni, satu koloni dapat berisi satu jenis saja atau terdiri dari ratusan bahkan ribuan bakteri (Collins, et.al. 1995). Setiap koloni yang tumbuh dibentuk oleh satu unit. Satu unit koloni bakteri ini dinyatakan dalam satuan colony-forming units (CFU).
Standar perhitungan bakteri dilakukan berdasarkan Standard Plate Count (SPC). Menurut Collins, et.al. (1995), jumlah yang biasanya diperoleh pada perhitungan koloni bakteri dengan menggunakan penghitung koloni sederhana antara 30 sampai 300 koloni. Alat penghitung koloni yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin penghitung koloni Quebec. Cawan petri diletakkan pada permukaaan alat hitung, lalu tandai bagian cawan petri yang ditumbuhi oleh koloni bakteri dengan spidol. Sensor dari mesin Quebec secara otomatis akan membaca koloni yang telah ditandai. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam colony-forming units (CFU)/ml atau sebagai viable count/ml. Jika koloni dalam cawan petri lebih dari 300 koloni maka perhitungan dapat menggunakan pembagian kuadran, misalnya seperempat atau seperdelapan pembagian area perhitungan (Collins, et.al. 1995).
Penentuan bakteri
Penentuan bakteri yaitu dengan menghitung jumlah total koloni bakteri. Total koloni bakteri yang dihitung pada penelitian ini dinyatakan dalam CFU/ml. Total jumlah koloni ditentukan berdasarkan rumus (Collins, et.al. 1995) :
19 Lampiran 2 Data hasil penelitian
20
Lampiran 2 Data hasil penelitian (Lanjutan)
21 Lampiran 3 Grafik mortalitas hasil penelitian
Mortalitas ulangan pertama
Mortalitas ulangan kedua
22
Lampiran 4 Hasil analisa varian dan analisa duncan menggunakan software spss Hasil analisa varian
Source Type III Sum of
Squares Df Mean Square F Sig.
Jarak Hypothesis 3 3,250,000,000,000 17.901 0.045
Error 30 181,600,000,000
Waktu Hypothesis 3 3,627,000,000,000 19.976 0.000
Error 30 181,600,000,000
Jarak *
Waktu Hypothesis 9 51,950,000,000 0.286 0.973
Error 30 181,600,000,000
Ulangan Hypothesis 3 5,338,000,000,000 29.404 0.000
Error 30 181,600,000,000
Analisa duncan pengaruh jarak
Jarak N Subset
1 2 3
3 12 945000
5 12 1320000
7 12 1610000
9 12 2180000
Analis duncan pengaruh waktu
Waktu N Subset
1 2 3
80 12 942000
60 12 1270000 1270000
40 12 1620000
23 Lampiran 5 Perhitungan panjang alat sterilisasi dan kebutuhan daya listrik
Panjang Alat Kecepatan aliran dapat diketahui dengan rumus :
V = D / A Sehingga panjang alat sterilisasi adalah :
L = V x T Waktu yang diperlukan untuk mengisi tambak dengan dimensi luas 100 m2 dan kedalaman 1 meter dapat diketahui dengan rumus :
t = v / D kedalaman 1 meter adalah :
KWH = (Jumlah Daya Lampu / 1 000) X jam Jumlah lampu = 9 lampu X 9 = 81 lampu
Daya Lampu = 81 X 30 Watt = 2 430
24
RIWAYAT HIDUP
Eko Arif Rahmawan lahir di Blitar, 4 September 1990. Anak pertama dua bersaudara dari pasangan Bapak Suprapto dan Ibu Sukartik. Penulis menamatkan SMA pada tahun 2009 dari SMAN 1 Blitar, Jawa Timur dan pada tahun yang sama diterima di Program Studi Teknik Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI, penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapangan di Pabrik Gula Krebet, PT. PG Rajawali I, Malang.
