Mikroorganisme Pendegradasi Polistirena (Plastik)

Mikroorganisme Pendegradasi Polistirena (Plastik)

Gambar: bakteri pedegradasi steroform Pseudomonas sp.

Sumber:4.bp.blogspot.com

Polistirena dan produk turunan polistirena lainnya merupakan komoditas plastik yang secara ekstensif digunakan untuk pengemasan dan banyak aplikasi lainnya. Palstik hasil sintesis bersifat non-biodegradable di lingkungan alaminya disebabkan oleh kompleksitas strukturnya, bobot molekular tinggi dan hidrofobik (Schlemmer et al., 2009; Rahmat et al., 2009). Polistirena merupakan plastik yang bersifat kaku (rigid) dimana biasanya secara umum digunakan sebagai bahan pengemas (Khaksar dan Khansari, 2009).

Mikroorganisme memainkan peran kunci dalam proses biodegradasi dilingkungan (Gu, 2003). Enam isolat bakteri telah diisolasi dari tanah yang tertimbun sejumlah besar lapisan (film) dari polistirena menunjukan kaitan erat dan pertumbuhan pada polistirena sebagai sumber karbon tunggalnya. Enzim ekstraselular mikroorganisme ini memainkan peran kunci dalam proses biodegradasi suatu polimer. Enzim ini mengubah polimer rantai panjang menjadi bentuk yang lebih sederhana dan selanjutnya menjadi molekul yang lebih kecil sehingga mudah untuk diabsorbsi dan dimetabolisme didalam mikroorganisme dengan bantuan enzim-enzim intraselular. Tumpukan polimer ditanah digunakan sebagai bidang uji untuk studi biodegradasi dikarenakan mirip dengan kondisi lingkungan alaminya (Eubeler et al., 2009).

Scanning electron microscopy (SEM) pada lapisan permukaan film polistirena yang digunakan pada proses isolasi menunjukan adanya pertumbuhan mikroba yang ekstensif. Konsorsium pertumbuhan mikroba dapat dilihat dengan mata telanjang pada film polistirena dengan ketidak hadiran sumber karbon lainnya. Bakteri hasil isolasi diidentifikasi berdasarkan urutan 16S RNA ribosomal. Strain bakteri yang diisolasi adalah Microbacterium sp. NA23, Paenibacillus urinalis NA26, Bacillus sp. NB6 dan Pseudomonas aeruginosa NB26. Squen ini kemudian dirujuk ke NCBI gen bank dan diperoleh nomer aksesinya. Bakteri ini tumbuh dan berikatan kuat pada film polistirena untuk periode waktu yang lama tanpa sumber karbon lainnya mengindikasikan bahwa bakteri tanah yang terisolasi mampu membentuk koloni dan menggunakan polistirena sebagai sumber karbon tunggal. Kemampuan mikroba untuk membentuk koloni pada permukaan polimer merupakan tahap pertama untuk proses biodegradasi (Yabannavar dan Bartha, 1993).

Populasi mikroba dipengaruhi oleh bahan-bahan di lingkungan sekitarnya. Mikroba tanah ini yang mampu menggunakan senyawa karbon yang terkandung didalam polimer akan melimpah jumlahnya sementara yang tidak bisa menggunakanya tidak akan mampu bertahan. Mikroba-mikroba ini memiliki beragam jalur degradasi polimer sejalan dengan keanekaragaman mikroorganisme yang memetabolisme hidrokarbon aromatik. Sifat fisik dan kimia alami pada proses pembusukan pada beragam material merupakan karakteristik utama biodegradasi. Oraganisme seperti ini disebut biodeteriogen yang memiliki kemampuan saprotrofik dengan menggunakan substrat untuk keberlanjutan pertumbuhan dan reproduksinya (Pinzari et al., 2006).

Skrening awal untuk kemampuan biodegradasi ini menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) pada perubahan kimia permukaannya dan analisis produk biodegradasi dengan menggunakan High Pressure Liquid Chromatography (HPLC). Spektroskopi FTIR digunakan untuk analisis teknik pada banyak studi biodegradasi (Kiatkamjornwong et al., 1999; Klrbas et al., 1999; Arboleda et al., 2004; Drimal et al., 2007). Polimer sintesis terutama poliolefin terbuat dari hanya atom karbon dan hidrogen yang pada umumnya kurang dapat di degrdasi mikroba. Sifat inert ini mungkin disebabkan sedikitnya total ikatan karbon–oksigen (C=O, C-OR, C-OH), yang merupakan tempat degradasi enzim mikroba (Motta et al., 2007).

Polistirena secara struktural terdiri dari rantai alifatik dengan cincin aromatik melekat pada setiap atom karbon lainya. Stirena adalah monomer dari polistirena dan dibiodegradasi oleh bakteri dan fungi (Mooney et al., 2006). Biodegradasi intermediet stirena digunakan sebgai standar untuk analisis HPLC. Rntai panjang polimer dipecah menjadi molekul yang lebih kecil oleh enzim ekstraselular yang kemudian diabsorbsi untuk metabolisme selanjutnya didalam sel. Biodegradasi polimer biasanya dimulai dengan proses oksidasi. Oksidase dan peroksidase mengoksidasi substrat yang cocok untuk karbonil, alkohol atau kelompok aldehid. Peroksidase mereduksi oksigen terlarut menjadi peroksida. Lakkase mereduksi oksigen menjadi air dan mengoksidasi fenol dan substrat non-fenol dengan pembentukan quinon atau radikal fenoksi dan radikal kation (Moen dan Hammel, 1994; Rabinovich et al., 2004).

Deteksi senyawa metabolit pada lingkungan ekstraselular mengindekasikan bahwa bakteri NA26, NB6, NB26 mampu untuk mengekstrak karbon dari molekul komplek polistirena tetapi proses ini sngat lambat dan menyebabkan perubahan kimia yang tidak signifikan. Strain yang dikembangkan secara teknik molekular munkin dapat digunakan untuk meningkatkan potensi biodegradasi pada bakteri isolat.

wahju hidayat/Departement of Biology-UNS

5 Comments to “Mikroorganisme Pendegradasi Polistirena (Plastik)”

  1. boleh minta referensinya tidak..,

  2. assalamu’alaikum saya bisa minta file metodologi penelitiannya tidak ?
    sangat membutuhkannya, terimakasih.

  3. minta referensinya dong..

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: