1. EFEKTIVITAS ULTRAVIOLET DALAM MEREDUKSI BAKTERI PATOGEN DI
DALAM MEDIA AIR BUDIDAYA1
THE EFFECTIVITY OF ULTRAVIOLET IN REDUCING BACTERIA
PATHOGEN AT AQUACULTURE MEDIA
Nana S.S. Udi Putra,2 Muh. Syaichudin2, Suarni,3, Hasmawati3, M. Syahrir3
ABSTRACT
Perekayasaan ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan sinar ultraviolet
dalam menginaktifkan bakteri pada beberapa kecepatan aliran air media budidaya
(1.67 L/dt, 1.25 Lt/dt, 1 L/dt, dan 0.78 L/dt). Hasil identifikasi bakteri awal menunjukkan
bahwa sumber air media budidaya mengandung jenis bakteri Vibrio sp, Flexybacter
sp, dan jenis lainnya, dengan komposisi berturut-turut 8.7 X 101(0.02%), 1 X 105
(23.25%), 3.3 X 105 (76.73%). Dari kondisi awal tersebut jumlah bakteri pada
kecepatan tertinggi (1.67 L/dt) dapat direduksi hingga lebih dari 85% (jenis Flexybacter
dan jenis bakteri lainnya) dan semakin mendekati 100% pada kecepatan terendah
(0.78 L/dt). Menunjukkan bahwa semakin lambat kecepatan aliran air media semakin
tinggi jumlah bakteri yang dapat diinaktifasi. Jenis bakteri Vibrio sp memperlihatkan
sebagai bakteri yang paling rentan terhadap sinar UV karena mampu secara total
diinaktifasi pada kecepatan 1.67 L/dt sekalipun. Secara keseluruhan total bakteri bisa
diinaktifkan hingga di atas 70% pada kecepatan terendah dan hasil ini menunjukkan
bahwa sinar ultraviolet efektif dalam mereduksi bakteri patogen di dalam air media
budidaya.
Kata kunci : Ultraviolet, Vibrio sp, Felxybacter sp, Bakteri
ABSTRACT
This engineering was aimed to know the effectivenes of UV in inactivating
bacteria at various flow rates of aquaculture media (1.67 L/s, 1.25 Lt/s, 1 L/s, dan 0.78
L/s). The result of initial identification was known that the aquaculture media source
contained Vibrio sp, Flexybacter sp, and others with composition density 8.7 X
101(0.02%), 1 X 105 (23.25%), 3.3 X 105 (76.73%) resfectivelly. More than 85% of
Flexybacter sp and other species were inactivated by UV on the higher flow rate of
aquaculture media (1.67 L/s) and almost 100% on lower flow rate (0.78 L/s). It’s
showed that interaction period between UV light and bacterias play an inportant role in
effectivines of inactivating bacteria. The low flow rate tends to increase the
effectivines of inactivation bacteria. Species of Vibrio sp is the most reactive species.
More than 70% of total bacteria could be inactivated through UV application on higher
flow rate (1.67 L/s) and this result showed.
Key words : Ultraviolet, Vibrio sp, Flexybacter sp, Bacteria.
1
Makalah disampaikan pada ekspos hasil-hasil perekayasaan BBAP Takalar Desember 2006
2
Calon Perekayasa BBAP Takalar
3
Calon Litkayasa BBAP Takalar

2. I. PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Air adalah media penting dalam kegiatan budidaya perikanan, air
menjadi kebutuhan mutlak bagi kehidupan biota air. Sehingga dalam kegiatan
budidaya tersebut kualitas air selalu menjadi perhatian utama, karena
kelangsungan kehidupan hewan budidaya sangat bergantung pada kualitas air
medianya. Kualitas air yang baik akan mendukung pertumbuhan hewan
budidaya sesuai dengan yang diharapkan
Perhatian utama banyak pihak hanya tertuju pada komponen kualitas air
aspek kimia dan fisika air, sedangkan sisi biologi air kurang mendapat
perhatian pengelola dalam pengelolaan media air dalam kegiatan budidaya
terutama budidaya pembenihan. Reduksi bakteri patogen telah banyak
dilakukan pada sumber air budidaya dengan menggunakan kaporit. Akan tetapi
cara ini hanya bisa dilakukan pada sistem ganti air (flow through system) yang
dilakukan tiap waktu secara terus menerus.
Teknologi dalam pengelolaan kualitas air media budidaya sudah
berkembang. Pemanfaatan filter mekanik dan filter biologi dan sistem
resirkulasi media air budidaya telah memperlihatkan hasil yang signifikan
dalam stabilisasi kualitas air seperti aspek kimia dan fisika pada kurun waktu
tertentu. Akan tetapi, semakin lama kemampuan sistem menjadi berkurang dan
akan mengundang kehadiran mikroba patogen yang merugikan. Pemanfaatan
disinfektan banyak dilakukan untuk mereduksi kehadiran bakteri pada media
budidaya seperti penggunaan klorin, monoklorin, klorin oksida, sinar ultraviolet,
ozon, dan campuran oksidan (Lechevallier dan Kwok-Keung Au, 2004). Akan
tetapi, pada saat ini teknik yang sangat diminati adalah penggunaan sinar
ultraviolet terutama untuk kepentingan penyediaan air minum.
Bakteri phatogen menjadi momok yang sangat menghantui para petani
penyedia benih karena bisa berdampak pada tingginya mortalitas benih.
Sejumlah jenis bakteri yang berbahaya bagi kehidupan ikan budidaya sudah
ditemukan pada sumber air budidaya. Bahkan hasil monitoring laboratorium
kesehatan ikan BBAP Takalar mengidentifikasi bahwa bakteri-bakteri disekitar
lokasi budidaya telah resisten terhadap obat antibiotik pada dosis tertentu,
sehingga perlu dosis yang lebih tinggi untuk mematikannya. Hal ini disebabkan
oleh penggunaan obat antibiotik dalam sistem budidaya sebagai salah satu
cara penanggulangan penyakit ikan. Sehingga adanya pemanfaatan teknologi
alternatif yang baik dan aman serta bisa digunakan pada kegiatan penyediaan
air media maupun pengelolaan media budidaya yang sedang berjalan menjadi
harapan baru. Pemanfaatan sinar ultraviolet telah terbukti mampu mereduksi
mikroba-mikroba patogen tertentu, akan tetapi pemanfaatan ultraviolet dalam
mereduksi bakteri patogen media budidaya ikan dan udang belum dilakukan.

3. I.2. Tujuan
Kegiatan ini ditujukan untuk mengetahui kemampuan cahaya ultraviolet
pada beberapa kecepatan aliran air dalam mereduksi bakteri patogen di media
budidaya.
I.3. Sasaran
Diperoleh informasi kemampuan cahaya ultraviolet dalam mereduksi
bakteri patogen media budidaya ikan dan udang.
II. METODA
II.1. Waktu dan Tempat
Kegiatan perekayasaan dilakukan pada bulan Juli 2006, dengan tempat
kegiatan uji perekayasaan di Laboratorium Basah dan analisa bakteri patogen
dilakukan di Laboratorium Kesehatan Ikan dan Udang BBAP Takalar.
II.2. Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan dalam uji perekayasaan adalah satu set
lampu ultraviolet modifikasi BBAP Takalar, yang terdiri atas 2 lampu ultraviolet
36 watt disusun seri yang dilengkapi panel. Diameter tabung pipa VPC 2.5
inch. Alat pendukung lain adalah pompa air, kran pengatur kecepatan arus,
stopwacth, ember penampung air, tabung reaksi, petridisk, mikroskop, media
agar dan air media budidaya.
.
II.3. Prosedur Kerja
Pada tahap awal dilakukan pengukuran kecepatan arus air pada 4 posisi
kran air yang berbeda, dengan 3 kali pengulangan sehinga diperoleh
kecepatan arus rata-rata. Setelah diperoleh 4 kecepatan arus air yang berbeda
kemudian dilanjutkan dengan proses uji coba yang dilakukan pengulangan tiga
kali pada tiap kecepatan, sehingga seluruhnya adalah 15 unit sampel termasuk
kontrol. Sampel yang di ambil adalah sampel air media awal (sebelum disinari
cahaya ultraviolet) sebanyak 3 sampel, dan sampel air setelah pencahayaan
pada tiap kecepatan arus yang berbeda sebanyak 12 sampel. Pengambilan
sampel menggunakan tabung reaksi steril yang kemudian dilanjutkan pada
proses pembiakan jenis bakteri patogen, yakni jenis Vibrio sp, Flexybakter sp,
dan Pseudomonas sp, dan total bakteri di Laboratorium Kesehatan Ikan dan
Udang BBAP Takalar.

4. III. TINJAUAN PUSTAKA
III.1.Bakteri Patogen
Patogen adalah agen biologi yang penyebabkan munculnya penyakit
atau infeksi penyakit (Pillay, 1990). Patogen bisa meliputi virus, protozoa,
bakteri, jamur, atau crustacea parasit. Sehinga bakteri patogen adalah bakteri
yang infeksi suatu penyakit. Secara umum lingkungan perairan selalu memiliki
potensi terdapatnya patogen, apalagi kondisi lingkungan perairan mendukung
untuk munculnya patogen. Seperti bakteri mempunyai rang kondisi lingkungan
yang lebar seperti suhu, pH, kandungan garam yang tinggi (Post, 1987).
Bakteri akan mampu bertahan pada kondisi lingkungan yang buruk dalam
bentuk flagela atau kapsul dan akan muncul dan aktif kembali ketika kondisi
lingkungan mendukung. Bakteri patogen bersifat saprifit dan menyerang ikan
ketika ikan dalam kondisi yang tidak fit atau seimbang, defisiensi nutrisi (Post,
1987).
Bakteri yang dikenali bisa menjadi patogen bagi hewan air budidaya
adalah berasal dari genus Vibrio, flexibacter, Pseudomonas, Edwardsiella,
Yersinia, Pasteurella, Aeromonas, Alteromonas, Flurobacterium, Clostridium,
Reibacterium, Streptococus, Mycobacterium, dan Nocardia (Roberts, 1989).
Beberapa genus diantaranya seperti, Vibrio, flexibacter, Pseudomonas dan
Aeromonas banyak ditemukan di perairan pantai Takalar.
III.2.Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet (UV) adalah sinar yang berada pada rang panjang
gelombang antara 40 – 400 nm. Sinar UV ini dibedakan menjadi UV-A, UV-B,
UV-C atau UV vakum. Sinar UV yang effektif menginaktifasi mikroorganisma
adalah sinar UV-B dan UV-C dengan panjang gelombang antara 200-310 nm
dengan sinar UV effektif ada pada panjang gelombang 265 nm (Lechevallier
dan Kwok-Keung Au, 2004). Lampu yang ada saat ini yang banyak digunakan
efektif pada panjang gelombang 254 nm. Sinar UV effective dalam
meninaktifasi mikroorganisma seperti bakteri, virus dan protozoa Lechevallier
dan Kwok-Keung Au, 2004).
Thymine yang ada di dalam DNA dan RNA sangat reaktive terhadap
sinar ultraviolet dan dalam bentuk dimer (thyamine-thyamine double bond)
proses transkripsi dan duplikasinya terganggu dan menjadi kacau, sehingga
mikroorganisma menjadi steril (Lechevallier dan Kwok-Keung Au, 2004). Akan
tetapi, thymine dalam bentuk dimer masih memungkinkan kembali normal
seperti semula, sehinga perlu dosis yang tingi untuk menginaktifkan secara
permanen.

5. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil identifikasi awal kandungan bakteri pada sumber air budidaya
(kontrol) yang berasal dari penampungan memperlihatkan adanya perbedaan
jumlah kepadatan. Bakteri yang diidentifikasi adalah Vibrio sp, Felxybacter,
Pseudomonas, bakteri jenis lainnya dan total bakteri dengan kepadatan rata-
rata berturut-turut adalah, 8.7 X 101(0.02%), 1 X 105 (23.25%), 0 (0,00%), 3.3
X 105 (76.73%) dan 4.3 X 105 CFU/ml. Kepadatan bakteri jenis Vibrio sp pada
sumber air budidaya sangat kecil dan bahkan jenis Pseudomonas sp tidak
ditemukan. Sebaliknya jenis Flexybacter sp. banyak ditemukan. Padahal 2 jenis
bakteri ini sudah umum banyak diketahui sebagai faktor penyebab kegagalan
budidaya dantaranya banyak menyerang ikan jenis kerapu. Akan tetapi jumlah
itu tidak memperlihatkan kondisi sumber air budidaya masih baik, tapi justru
sebaliknya menunjukkan bahwa perairan sebagai sumber air budidaya tidak
lagi aman untuk dijadikan sumber air budidaya. Bahkan hasil monitoring lab
kesehatan ikan menunjukkan bahwa bakteri-bakteri disekitar lokasi budidaya
telah resisten terhadap obat antibiotik pada dosis tertentu. Dari data tersebut
juga diperoleh informasi lebih dari 76% jumlah bakteri tidak teridentifikasi
jenisnya.
Hasil uji coba pemanfaatan sinar UV memperlihatkan hasil yang
menakjubkan dimana tingkat reduksi kepadatan bakteri yang teridentifikasi
mencapai lebih dari 70% pada kecepatan air tertinggi (1.67 L/dt), bahkan untuk
jenis Vibrio sp tidak ditemukan lagi, karena kepadatan awal hanya 87 CFU/ml.
Tapi kepadatan bakteri tidak satu-satunya acuan akan kemampuan UV, akan
tetapi sesungguhnya adalah karena setiap bakteri atau mikroba mempunyai
ketahanan yang berbeda pada cahaya UV. Daya bunuh atau ketahanan bakteri
sangat tergantung pada intensitas cahaya UV dan lamanya interaksi antara
sinar UV dan bakteri yang digambarkan oleh kecepatan aliran alir medianya.
Sehingga nampak pada intensitas cahaya UV yang sama akan tetapi karena
aliran air yang berbeda menghasilkan perbedaan jumlah kematian bakteri
(Gambar 1). Semakin lambat aliran air tingkat kematian bakteri cenderung
meningkat.
Proses yang terjadi dalam pembunuhan mikroba atau inaktifasi mikroba
adalah karena kelompok protein thyamine sebagai penyusun DNA dan RNA
sangat reaktif terhadap sinar UV. Sinar UV mengacaukan proses transkirpsi
dan duplikasi asam nukleat sehingga mikroorganisma tersebut menjadi steril
dan tidak aktif (LeChevallier and Kwok-Keung Au, 2004). Pada dosis rendah
maka RNA dan DNA bisa tidak aktif, namun bisa kembali aktif bila terjadi
photoreaktifasi pada kondisi ada cahaya dan atau aktifasi gelap pada kondisi
tidak ada cahaya. Sehingga untuk menjaga agar tidak kembali aktif perlu dosis
yang tepat.

6. 500,000
450,000
Jumlah Bakteri (CFU/ml)
400,000
350,000
300,000
250,000
200,000
150,000
100,000
50,000
-
Total B Vibrio Flexybacter Pseudomonas Bakteri lainnya
Jenis Bakteri
Kontrol 1.67 L/dt 1.25 L/dt 1 L/dt 0.78 L/dt
Gambar 1. Grafik Jumlah bakeri hidup pada air media budidaya sebelum dan
sesudah ditreatmen UV.
Jenis bakteri Vibrio sp dapat diinaktifkan pada kecepatan aliran air
media 1.67 L/dt, menunjukkan bahwa jenis bakteri ini paling rentan terhadap
cahaya UV disusul oleh jenis flexybacter. Sedangkan bakteri jenis Flexybacter
hanya 85.58% yang mampu diinaktifasi pada kecepatan yang sama, namun
hampir 100% bakteri dapat diinaktifasi pada kecepatan aliran air media 0.78 L/
det. Ini menunjukkan bahwa jenis bakteri flexybakter secara keseluruhan
berpeluang dapat diinaktifasi bila kecepatan aliran air kurang dari 0.789 L/det
atau dosis cahaya UV ditingkatkan. Begitu juga halnya dengan jenis bakteri
lainnya. Secara keseluruhan bakteri yang ada di sumber air media akan dapat
diinaktifasi dengan memperlambat aliran air media (memperlama interaksi
cahaya dan bakteri) atau dengan meningkatkan dosis cahaya.
Kemampuan UV dalam inaktifasi bakteri sangat luar biasa. Hasil uji coba
ini menunjukkan bahwa lebih dari 70% bakteri (lihat total bakteri) dapat
diinaktifasi dengan intensitas cahaya dan kecepatan aliran air media tertinggi
1.67 L/dt dan mencapai hampir 100 % pada kecepatan terendah (0.78 L/dt).
Semakin lambat aliran air semakin tinggi kemampuan sinar UV menginaktifasi
bakteri. Hubungan antara kecepatan aliran air dengan jumlah (lihat Gambar 2).
Ada hal yang menarik dari hasil uji coba ini yakni kemampuan daya
bunuh UV terhadap jenis bakteri yang terdeteksi banyak seperti jenis
flexybacter, jenis bakteri lain dan total bakteri memperlihatkan model yang
sama yakni model polynominal, kecuali untuk jenis Vibrio sp dan
Pseudomonas sp.

7. Bakteri lainnya
Total Bakteri
Inaktifasi bakteri (%)(%)
inaktifasi bakteri (%)t))
a b
100 100
80 80
60 y = -5.3615x 4 + 70.785x 3 - 334.51x 2 + 60 y = -6.3155x 4 + 80.015x 3 - 358.72x 2 +
40 674.05x - 404.96 40 681.95x - 396.93
20 R2 = 1 20 R2 = 1
0 0
Kontrol 1.67 1.25 1 0.78 Kontrol 1.67 1.25 1 0.78
Kecepatan arus (L/s) Kecepatan arus (L/s)
Vibrio sp
Flexybacter
Inaktifasi bakteri (%) (%)
Inaktifasi bakteri (%)(%)
c 100
d
100
80
80
60 60 y = -4.1667x 4 + 58.333x 3 - 295.83x 2 + 641.67x -
y = -5.1206x + 67.563x - 320.04x + 649.57x
4 3 2
40 400
40
- 391.97 20 R2 = 1
20
R2 = 1
0 0
Kontrol 1.67 1.25 1 0.78 Kontrol 1.67 1.25 1 0.78
Kecepatan arus (L/s) Kecepatan arus (L/s)
Gambar 2. Hubungan antara kecepatan arus air dengan prosentase inaktifasi
bakteri (a) Total bakteri, (b) Jenis bakteri lainnya, (c) Flexybacter,
dan (d) Vibrio sp.
V. KESIMPULAN
Hasil uji coba dapat disimpulkan bahwa sinar UV cukup efektif untuk
menginaktifkan bakteri pathogen. Jumlah bakteri pada kecepatan tertinggi (1.67
L/dt) dapat direduksi hingga lebih dari 85% (jenis Flexybacter dan jenis bakteri lainnya)
dan semakin mendekati 100% pada kecepatan terendah (0.78 L/dt). Lebih dari 70%
dari total bakteri dapat diinaktifasi pada kecepatan aliran air media 1.76 L/dt
(kecepatan tertinggi) dan hampir 100% pada kecepatan 0.78 L/dt (kecepatan
terendah). Menunjukkan bahwa semakin lambat kecepatan aliran air media
semakin tinggi jumlah bakteri yang dapat diinaktifasi. Jenis bakteri Vibrio sp
adalah jenis bakteri yang paling rentan terhadap sinar UV. Untuk dapat
menginaktifasikan seluruh jenis bakteri masih perlu menambah waktu interaksi
sinar UV dengan bakteri dengan menurunkan kecepatan aliran air hingga
kurang dari 0.78 L/dt.

8. VI. PUSTAKA
Jager, J.H. 1967. Introduction to Research in UV Photobiology. Englewood
Cliffs, NJ, Prentice Hall, Inc.
LeChevallier Mark K and Kwok-Keung Au. 2004. Water Treatment and
Pathogen Control : Process Efficiency in Achieving Safe Drinking
Water. World Health Organization’ and IWA Publishing. London
Pillay T.V.R. 1990. Aquculture: Principles and Practices. Fishing News Book.
London.
Post, George. 1987. Textbook of Fish Health. Revised and expanded Edition.
T.F.H. Publications Inc. USA.
Roberts, Ronald, J. 1989. Fish Pathology. 2nd Edition. Bailliere Tindall. London.