Adakah bakteri pendegradasi plastik?

Saat ini, plastik merupakan salah satu komponen utama pembentuk peradaban modern. Dalam kurun waktu 150 tahun terakhir, hampir semua aspek kehidupan manusia bergantung pada pemakaian plastik, mulai dari bahan pembungkus makanan, peralatan rumah tangga, sampai pada komponen pesawat terbang. Hal ini dikarenakan proses pembuatan plastik yang mudah, harganya yang murah,  dan sifatnya yang mudah dibentuk serta tahan lama. Dari tahun ke tahun, produksi plastik dunia pun terus meningkat. Pada tahun 2013, produksi plastik global adalah sebesar 299 juta ton dan meningkat menjadi 311 juta ton pada tahun berikutnya.

Sebagian besar plastik terbuat dari bahan hasil penyulingan minyak bumi yang memiliki komponen utama atom karbon, contohnya stirena, asam tereftalat dan etilen glikol. Untuk membuat plastik, bahan hasil penyulingan minyak bumi tersebut digabungkan satu sama lain membentuk ikatan rantai panjang yang disebut polimer. Bagian terkecil dari polimer disebut monomer. Contohnya, ketika stirena digabungkan satu sama lain sehingga membentuk ikatan kimia berantai panjang, maka polimer hasil penggabungan ini disebut dengan polistirena. Jadi, stirena adalah monomer dari polistirena.

Polistirena merupakan salah satu jenis plastik yang paling banyak dipakai dengan skala produksi mencapai 14 milyar kilogram per tahunnya. Sebagian besar polistirena digunakan sebagai bahan pembungkus makanan, peralatan rumah tangga, alat-alat elektronik, dll.

Dibalik kehebatannya, plastik memiliki sisi menyeramkan yang mengancam lingkungan. Sifatnya yang tidak mudah didegradasi menyebabkan terjadinya penumpukan sampah plastik di alam. Diperkirakan, dibutuhkan waktu ratusan tahun agar sampah plastik dapat terdegradasi. Lamanya proses ini terjadi karena sebagian besar mikroorganisme yang ada di alam tidak memiliki kemampuan untuk mengurai plastik.

Sampai saat ini, kebanyakan sampah plastik dibuang ke tempat pembuangan sampah dengan sistem dumping dan hanya sebagian kecilnya yang di-recycle. Berdasarkan hasil penelitian, setiap tahunnya, sedikitnya 8 juta ton sampah plastik yang ada di alam bermuara di lautan. Saat ini jumlah total sampah plastik di lautan berkisar lebih dari 150 juta ton. Jika dibuat perbandingan, rasio sampah plastik saat ini yang ada di laut dengan jumlah ikan yang ada adalah sebanyak 1:5. Dalam jangka waktu 35 tahun, rasio ini diperkirakan akan menjadi 1:1.

Permasalahan ini menyebabkan banyak ilmuwan mencari cara agar plastik mudah terurai. Salah satunya adalah dengan mencari organisme yang dapat mendegradasi plastik secara alami.

Tahun lalu, ilmuwan dari Universitas Beihan, China dan Universitas Stanford, USA mempublikasikan hasil penelitiannya di Jurnal Environmental Science and Technology mengenai ulat mealworm (larva kumbang hitam) yang dapat memakan styrofoam (polistireana berbusa yang sering dipakai untuk bahan isolator) (Gambar 1). Larva ini banyak dijual di pasaran sebagai pakan ternak. Pada penelitian ini, 500 ulat mealworm dapat menghabiskan styrofoam sebanyak 5,8 gram dalam waktu satu bulan. Pemberian pakan ini tidak memberikan efek negatif terhadap kemampuan bertahan hidup ulat.

Gambar 1. Ulat Mealworm memakan stryrofoam.

Hasil analisis perut ulat mealworm menunjukkan bahwa kemampuan ulat ini terjadi karena peran bakteri di perut ulat yang dapat mendegradasi polistirena menjadi molekul yang lebih kecil yang kemudian diubah menjadi CO2. Bakteri yang dimaksud adalah Exiguabacterium sp. strain YT2. Pembiakan bakteri ini pada film polistirena menyebabkan perubahan topografi permukaan film, berkurangkan derajat hidrofobisitas, pembentukan gugus karbonil, dan juga berkurangnya berat film. Akan tetapi, penelitian ini tidak menganalisis lebih lanjut gen atau enzim apa yang berfungsi dalam proses degradasi tersebut.

Penelitian terbaru yang dipublikasikan di Jurnal Science pada Maret 2016 melaporkan bakteri baru yang dapat mendegradasi plastik dari jenis poli(etilen tereftalat) (PET). Penelitian ini dilakukan oleh ilmuwan dari Universitas Keio dan Institut Teknologi Kyoto, Jepang. PET adalah poliester termoplastik dengan gugus aromatik ber-rasio tinggi dengan tingkat produksi global sebesar 56 juta ton pada tahun 2013. PET dibentuk dari dua komponen monomernya yaitu asam tereftalat dan etilen glikol.

Dalam penelitian tersebut, para ilmuwan mengumpulkan 250 sampah PET yang berasal dari sedimen tanah, sampah air, dan lumpur aktif dari tempat recycle botol berbahan PET. Mereka menemukan strain bakteri yang diberi nama Ideonella sakaiensis 201-F6 yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi botol plastik berbahan PET dalam waktu 6 minggu pada suhu 30˚C.

Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa terdapat dua enzim yang berperan dalam proses degradasi plastik tersebut, yaitu PETase dan MHETase (Gambar 2). Inkubasi film PET dengan enzim PETase pada suhu 30˚C selama 18 jam menghasilkan senyawa asam mono(2-hidroksietil) terftalat (mono(2-hydroxyethyl) terephtalic acid, MHET) sebagai produk utama dan sebagian kecil asam tereftalat dan asam bis(2-hidroksietil) tereftalat (bis(2-hydroxyethyl TPA, BHET). PETase juga mampu menghidrolisis BHET menjadi MHET. Hidrolisis MHET menjadi asam tereftalat and etilen glikol dilakukan oleh enzim MHETase.

Gambar 2. Proses degradasi PET oleh PETase dan MHETase pada bakteri Ideonella sakaiensis 201-F6. Gambar diadaptasi dari Science, 2016, vol 351, 6278: 1196-1199.
Gambar 2. Proses degradasi PET oleh PETase dan MHETase pada bakteri Ideonella sakaiensis 201-F6. Gambar diadaptasi dari Science, 2016, vol 351, 6278: 1196-1199.

Hasil penelitian ini memberi harapan baru untuk mengeliminasi sampah plastik di lingkungan. Kedepannya, penelitian untuk meningkatkan kemampuan enzim terebut dalam mendegradasi sampah plastik, khususnya PET, sangat menarik untuk dilakukan. Untuk itu, penentuan struktur enzim dan menganalisis mekanisme reaksi penguraianya sangat diperlukan. (kv)

 

Daftar pustaka:

https://en.wikipedia.org/wiki/Plastic
https://en.wikipedia.org/wiki/Polystyrene#cite_note-Ullmann-5
http://www.plasticseurope.org/what-is-plastic/types-of-plastics-11148/polystyrene.aspx
http://www.plasticseurope.org/documents/document/20150227150049-final_plastics_the_facts_2014_2015_260215.pdf
http://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/
http://www.essentialchemicalindustry.org/polymers/polyphenylethene.html
http://www3.weforum.org/docs/WEF_The_New_Plastics_Economy.pdf
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5b02661
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5b02663
http://science.sciencemag.org/content/351/6278/1196

Keni Vidilaseris

Keni Vidilaseris adalah seorang peneliti di Departemen Biokimia, Universitas Helsinki, Finlandia sejak 2014. Ia mendapatkan gelar doktor dalam bidang Biologi molekuler dari Universitas Vienna, Austria pada tahun 2014. Bidang yang ditekuninya adalah penentuan struktur protein dengan menggunakan metoda Sinar-X. Keni adalah founder Pustaka Sains.

3 thoughts on “Adakah bakteri pendegradasi plastik?

  • March 14, 2016 at 8:18 am
    Permalink

    Kalau ada bakteri yang dapat menguraikan bahan dari plastik, tentu akan sangat baik. Tapi disisi lain kita juga harus ekstra hati2 dengan barang2 yang menggunakan bahan baku plastik. Ember dirumah bisa saja tiba2 jadi busuk, onderdil kendaraan yang berbahan baku plastik, juga tanpa kita ketahui bisa tiba2 busuk. Jadi kalaupun nanti ditemukan bakteri semacam itu, tentunya harus ada juga penawarnya. hehehe… harus dibuatkan kandang tersendiri juga kayaknya. Kalau tidak, bisa-bisa alat-alat elektronik yang ada di rumah seperti TV, mesin cuci dll jadi busuk. Biiinguuunggg ya…

    Reply
    • March 14, 2016 at 10:35 am
      Permalink

      Betul. Oleh karena itu, akan lebih baik jika bakteri tersebut dipakai di tempat2 tertentu saja seperti TPS-TPS dengan pencegahan ketat sehingga tidak terpapar ke lingkungan sekitar. Selain itu diperlukan kesadaran dari masyarakat juga untuk tidak membuang sampah (khususnya plastik) sembarangan.

      Reply
  • August 14, 2018 at 1:33 pm
    Permalink

    baru tau saya ada cacing yang makan pelastik
    jika ada berrti akan sanget bagus dong
    tpai di mna kita bisa dapet

    Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

X

Pin It on Pinterest

X