ads here

Plastik Bisa diurai Secara Alami Loh! Yuk Kita Bahas

advertise here


Plastik adalah polimer sintetis yang berasal dari minyak fosil dan tahan terhadap biodegradasi. Hampir sekitar 92% dari plastik milik Polyethylene (PE) dan polypropylene (PP). Keduanya sebagian besar digunakan dalam kemasan. Produksi plastik telah meningkat secara eksponensial dalam beberapa tahun terakhir. Biodegradasi PE lambat telah diamati dalam banyak penelitian terdahulu, tentunya dengan kondisi yang sesuai (tidak mengalami degradasi dengan faktor abiotic secara ekstrem).

Solusi inovatif dan ramah lingkungan untuk degradasi plastik sangat dibutuhkan. Kesadaran akan masalah limbah dan dampaknya terhadap lingkungan telah membangkitkan minat baru di bidang polimer yang dapat terdegradasi. Minat terhadap isu-isu lingkungan tumbuh dan terdapat peningkatan tuntutan untuk mengembangkan bahan yang tidak mencemari lingkungan secara signifikan. Biodegradasi diperlukan untuk polimer yang larut dalam air atau tidak, karena kedua jenis plastik tersebut akhirnya memasuki aliran air dan tidak dapat didaur ulang atau dibakar. Amat penting untuk mencari mekanisme degradasi polimer alami dan sintetis berbantu mikroba agar prosesnya lebih eco-sustainable.

Beberapa spesies larva, Galleria mellonella (ngengat lilin), Achroia grisella (ngengat lilin), Tenebrio molitor (ulat hongkong), dan Plodia interpunctella (ngengat india) diketahui mampu mengonsumsi dan mencerna plastik. Ngengat lilin memetabolisme plastik polietilen (PE) menjadi etilena glikol, senyawa yang terurai dengan cepat yang memungkinkan ngengat lilin merusak ikatan kimia. Spesies tersebut memakan wax sarang lebah, dan relung mereka adalah sarang lebah. Ngengat tersebut bertelur di dalam sarang lebah, larvanya tumbuh hingga kepompong dengan memakan lilin lebah (beeswax). Lilin lebah terdiri dari campuran senyawa lipid yang sangat beragam, termasuk alkana, alkena, asam lemak dan ester. Ikatan hidrokarbon yang paling sering adalah CH2 –CH2, seperti pada PE.

Biodegradasi, merupakan metode degradasi yang ramah lingkungan adalah proses di mana bahan organik didekomposisi atau dipecah menjadi senyawa yang lebih sederhana, termasuk CO2 dan H2O oleh mikroba. Proses biodegradasi dapat dibagi menjadi empat tahap: (a) sel tumbuh dengan kuat di permukaan bahan plastik dan menghasilkan kelompok hidrofilik; (B) hidrokarbon rantai panjang (pada plastik) dioksidasi atau dihidrolisis menjadi rantai pendek oleh enzim yang diproduksi oleh populasi mikroba dan ikatan agregat baru terbentuk; (c) polimer rantai pendek selanjutnya dipecah menjadi asam lemak; (d) asam lemak dioksidasi dan didekomposisi menjadi H2O, CO2, dan humus.

Proses biodegradasi oleh larva dipengaruhi oleh mikroba yang tumbuh dan berkembang dalam sistem pencernaannya. Mikroba ini diketahui mampu menghasilkan enzim tertentu yang mampu melepas ikatan karbon yang menyusun plastik. Larva mampu membantu menghancurkan struktur besar plastik yang nantinya membantu mempercepat laju reaksi metabolisme mikroba didalam sistem pencernaannya (sesuai dengan konsep laju reaksi).

Mikroba genus Bacillus, Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus, Streptomyces, Brevibacterium, Nocardia, Moraxella, Penicillium, and Aspergillus diketahui sebagai mikroba yang mampu mendegradasi plastik. Dalam studi lain juga diungkapkan beberapa spesies lainnya, disajikan pada tabel berikut ini.


Strain Bakteri/Jamur
Jenis Plastik Diujikan
Publikasi
Bacillus sp strain YP1
PE
10.1021/es504038a
Enterobacter asburiae strain YT1
Rhodococcus ruber
PE
10.1007/s00253-005-0259-4.
Bacillus sphericus
LDPE dan HDPE
10.1016/j.ibiod.2007.07.011
Bacillus cereus
Brevibaccillus borstelensis
PE
10.1111/j.1365-2672.2005.02553.x
Aspergillus terreus Strain MF12
HDPE
10.1007/s11356-014-3191-2.
Kocuria palustris
LDPE
10.1016/j.marpolbul.2013.10.025
Bacillus pumilus
Bacillus subtilis
Pseudomonas aeruginosa
LDPE
10.1007/s12088-012-0250-6.
Pseudomonas putida
Pseudomonas syringae
Aspergillus nomius
LDPE
10.1002/ep.12467
Streptomyces sp
Enterobacter sp D1
PE
10.3390/ijerph16111941
Citrobacter sp.
PE dan PS
10.1021/acs.est.8b02301
Kosakonia sp.
(amat memungkinkan masih terdapat publikasi lainnya yang belum dikutip dengan strain berbeda).


Kenampakan gugus karbonil dalam pengujian (FTIR) merupakan tanda penting dari biodegradasi PE. Penurunan berat badan dan penurunan berat molekul sampel PE menunjukkan bahwa strain bakteri yang diisolasi dari sistem pencernaan ngengat lilin mampu mendegradasi PE. Mekanisme biodegradasi PE kompleks dan melibatkan partisipasi berbagai oksidoreduktase. Atom hidrogen pada ikatan karbon-karbon yang panjang dapat digantikan oleh atom oksigen dan gugus fungsional seperti gugus karbonil, gugus ester, atau gugus eter yang terbentuk. Grup fungsional ini mengandung oksigen ketika PE dioksidasi. Peningkatan keton dan ikatan rangkap memberikan bukti adanya proses biodegradasi polietilen. Oksidasi PE meningkatkan hidrofilisitas dan akhirnya memfasilitasi permulaan proses biodegradasi PE. Beberapa perlakuan awal, termasuk foto-oksidasi, perlakuan panas, dan perlakuan asam, telah terbukti mempercepat oksidasi dan degradasi PE.

Sumber Rujukan:
ISSN 2454-2474
10.1021/es504038a
10.1016/j.foodchem.2012.09.003.
10.3390/ijerph16111941
10.1007/s11356-019-05038-9.
10.1002/ep.12467
10.1007/s00253-005-0259-4.
10.1016/j.ibiod.2007.07.011
10.1111/j.1365-2672.2005.02553.x
10.1016/j.marpolbul.2013.10.025
10.1007/s12088-012-0250-6.
10.1111/j.1472-765X.2010.02883.x
10.1021/acs.est.8b02301
10.1007/s11356-014-3191-2.