Di dalam MFC, banyak sekali bakteri yang bekerja sebagai agen bioremediasi, ini disebut sebagai konsorsium. Tak cuma satu atau dua jenis bakteri saja, tetapi banyak. Salah satu dari bakteri tersebut adalah Geobacter metallireducens.
Spesifikasi bakteri
Geobacter metallireducens adalah golongan bakteri dari Genus Geobacter yang unik karena dapat memproduksi fili-mirip filamen yang berfungsi sebagai kabel nano untuk mentransfer elektron dari luar sel kepada akseptor elektron yang tak larut seperti mineral besi dan yang paling mungkin kepada elektroda. Filamen ini lebarnya hanya 3-5 nanometer (10 000 kali lebih tipis daripada rambut manusia) dan panjangnya bisa mencapai 20 mikrometer (10 kali panjang selnya). Selain itu, bakteri ini juga dapat mengeluarkan flagel yang berfungsi sama sepert fili tersebut. Padahal biasanya flagel dan fili merupakan alat gerak, tetapi tidak bagi bakteri ini, karena bakteri ini bersifat imotil atau tidak bergerak.
Formasi fili dan flagel ini bisa muncul jika bakteri tumbuh dalam lingkungan yang kaya akan oksida besi dan mangan, dan bentuk ini merupakan suatu bentuk adaptasi kemotaktik. Sehingga bakteri akan mentransfer elektron, terutama ketika terjadi proses bioremediasi air tanah yang terkontaminasi oksida-oksida tersebut.
Para penelitinya mengatakan bahwa, sebelumnya, bakteri golongan Geobacter tak pernah berenang atu bergerak dalam larutan, akan tetapi ketika dia berada dalam larutan yang mengandung logam tak larut, bakteri ini dengan leluasa bergerak. Para peneliti menyebut bakteri ini bergerak melalui rel yang menunjuk ke arah logam tak larut itu berada. Sehingga ketika proses bioremediasi itu terjadi, limbah yang tercemar dapat dimurnikan dari pencemarnya, karena pencemarnya bisa diekstraksi dari sifat ketaklarutannya itu.
Bakteri golongan Geobacter bersifat anaerob, artinya dia tidak membutuhkan oksigen bebas dalam berespirasi, itu sebabnya bakteri ini banyak dijumpai pada sedimen-sedimen yang ada di dasar danau, laut, ataupun sungai. Kemudian bakteri ini juga bersifat termofilik yang hidup di tempat bersuhu tinggi.
Geobacter pertama
Spesies Geobacter pertama yang diisolasi didapat dari sungai Potomac, di daerah dekat Washington DC, Amerika Serikat di tahun 1987. Spesies ini kemudian disebut sebagai Geobacter metallireducens. Spesies ini juga adalah spesies bakteri pertama yang ditemukan yang dapat mengoksidasi komponen organik seperti beberapa jenis asam lemak rantai pendek, alkohol, komponen aromatik seperti toluen, dan fenol menjadi karbondioksida dengan oksida besi sebagai akseptor elektron. Dengan kata lain, Geobacter metallireducens mendapat energi dengan menggunakan oksida besi (mineral seperti karat), mangan, uranium atau logam lain, seperti halnya manusia menggunakan oksigen.
Peran Geobacter
Spesies-spesies bakteri dari genus geobacter mempunyai peran yang sangat besar di dalam fenomena geologis, terutama di dalam transformasi bumi yang moderen seperti sekarang ini, seperti akumulasi besi dalam pembentukan magnetit. Spesies ini juga berperan dalam restorasi lingkungan, misalnya dalam merombak kontaminan minyak bumi yang mencemari air tanah dengan komponen-komponen yang berbahaya. Kemudian juga mendegradasi air yang tercemar logam berat ataupun radioaktif yang sangat toksik dan berbahaya menjadi air bersih. Keunggulannya yang lain, spesies Geobacter juga dapat dipercepat kemampuan mendegradasi polutannya sehingga lingkungan akan cepat pulih dari kerusakan tersebut.
Apalagi sekarang ini bakteri Geobacter metallireducens dapat dilibatkan dalam produksi bahan bakar hidrogen yang ramah lingkungan. Dalam hal ini bakteri berperan sebagai agen fermentasi air limbah yang mampu mentransfer elektron dalam, MFC, Microbial fuel cell sehingga selain dihasilkan gas hidrogen didapat juga produk air bersih.
Spesies Geobacter juga telah mengalami identifikasi genomik dengan komputer sehingga bakteri ini dapat dikondisikan sesuai dengan kebutuhan tertentu, dimana lingkungan dan faktor fisik penunjang hidupnya dapat dioptimasi dan diaklimatisasi.
Dalam MFC, bakteri Geobacter metallireducens dan bakteri-bakteri lainnya berperan sebagai biokatalis yang dapat membentuk biofilm pada permukaan elektroda, dan menggunakannya sebagai bagian dari sistem respirasinya. Ini artinya elektron akan melalui anoda tanpa menggunakan mediator apapun baik mediator alami ataupun buatan. Di dalam MFC, bakteri dapat memfermentasi substrat limbah menjadi hidrogen yang 4 kali lebih banyak daripada fuel cell biasa yang tanpa bakteri dan air bersih. Dan kita tahu hidrogen saat ini sudah menjadi sumber energi atau bahan bakar untuk beberapa alat yang ramah lingkungan karena tidak menghasilkan emisi yang berbahaya dan tidak mencemari lingkungan.
Penelitian tentang bakteri ini terus berlanjut, karena dari hari kehari bakteri ini semakin menunjukan sifat yang semakin tak terduga dari sebelumnya. Belum lagi keingintahuan para peneliti tentang gen-gen yang berperan dalam proses-proses yang dilakukan bakteri ini. Kita tunggu saja.**
oleh Rudi Haryanto
dimuat di Harian Pikiran Rakyat Juli 2006
Good ,,
ReplyDeleteBisa di buat sebagai penilitian gan ,,