Sampel mikroba dari pegunungan Alpen bisa urai plastik pada suhu rendah
Para peneliti dari Swiss Federal Institute WSL telah menemukan mikroba, di Pegunungan Alpen dan kawasan Arktik, yang dapat mengurai plastik pada suhu rendah. Perlu diketahui bahwa ada beberapa mikroba yang dapat mengurai plastik, tetapi mikroba tersebut biasanya bekerja pada suhu di atas 30 derajat Celcius. Sebagai perbandingan, mikroba yang baru saja ditemukan dapat mencerna plastik pada suhu 15 derajat Celcius.
Mengapa artikel ini penting?
Mikroba yang bersumber dari Pegunungan Alpen dan Kutub Utara akan berdampak signifikan dalam hal daur ulang dan juga berpotensi menjadi terobosan. Hal ini dikarenakan proses industri yang melibatkan mikroba, yang berfungsi pada suhu di atas 30 derajat Celcius untuk mengurai plastik, membutuhkan pemanasan dan juga tidak netral karbon. Selain itu, proses tersebut berbiaya tinggi.
Para peneliti mengambil sampel 19 jenis bakteri dan 15 jenis jamur
Para peneliti mengambil sampel 19 jenis bakteri dan 15 jenis jamur yang tumbuh di atas plastik yang tergeletak begitu saja atau dari plastik yang sengaja dikubur di dalam tanah selama satu tahun, di Greenland, Swiss, dan Svalbard. Tim peneliti membiarkan mikroba yang diisolasi tumbuh sebagai kultur strain tunggal di laboratorium, dalam kondisi gelap, dan pada suhu 15 derajat Celcius.
Tim mengidentifikasi genera mikroba
Selanjutnya, para ilmuwan menggunakan teknik molekuler untuk mengidentifikasi mikroba. Mereka menemukan bahwa strain bakteri termasuk dalam 13 genera dalam filum Actinobacteria dan Proteobacteria, dan jamur termasuk dalam 10 genera dalam filum Ascomycota dan Mucoromycota.
Pengujian meliputi plastik seperti polietilena (PE) dan poliester-poliuretan (PUR)
Tim ini menguji kemampuan setiap strain mikroba untuk mengurai sampel steril dari polietilen (PE) yang tidak terurai secara alami dan poliester-poliuretan (PUR) yang terurai secara alami. Dua campuran biodegradable yang tersedia di pasaran dari polibutilena adipat tereftalat (PBAT) dan asam polilaktat (PLA) juga digunakan dalam penelitian ini. Tak satu pun dari strain mikroba dapat mengurai PE, bahkan setelah diinkubasi di atas plastik selama 126 hari.
Mikroba tertentu dapat mengurai PUR pada suhu 15°C
Yang menarik, 19 strain mikroba, yaitu sekitar 56%, termasuk 11 jamur dan delapan bakteri, dapat mengurai PUR pada suhu 15 derajat Celcius. Selain itu, 14 strain jamur dan tiga strain bakteri dapat mengurai campuran plastik PBAT dan PLA. Serangkaian tes, termasuk Nuclear Magnetic Resonance (NMR) dan tes berbasis fluoresensi, mengonfirmasi bahwa strain mikroba dapat memecah polimer PBAT dan PLA menjadi molekul yang lebih kecil.
Sebagian besar mikroba dapat mengurai setidaknya satu plastik
"Kami sangat terkejut saat menemukan bahwa sebagian besar strain yang diuji mampu mengurai setidaknya satu dari plastik yang diuji," ujar Joel Ruthi, yang saat ini menjadi peneliti tamu di WSL.
Bagaimana mikroba bisa mengurai plastik?
Mikroba dapat mengurai plastik karena menyerupai polimer tanaman tertentu. "Mikroba telah terbukti menghasilkan berbagai macam enzim pengurai polimer yang terlibat dalam penguraian dinding sel tanaman," ungkap Beat Frey, peneliti senior di WSL. "... Jamur patogen tanaman sering dilaporkan dapat mengurai polimer, karena dapat menghasilkan cutinase yang menargetkan polimer plastik karena kemiripannya dengan cutin polimer tanaman," tambahnya.
Inilah strain-strain mikroba dengan kinerja terbaik dalam penelitian ini
Dari semua strain mikroba yang diuji, yang berkinerja terbaik adalah dua spesies jamur yang belum dikarakterisasi, yang termasuk dalam genus Neodevriesia dan Lachnellula, yang dapat mengurai semua plastik yang diuji kecuali PE.
Sebagian besar strain yang diuji tumbuh antara 4 dan 20 derajat Celcius
Untuk penelitian ini, tim peneliti menguji strain mikroba hanya pada satu suhu, yaitu 15 derajat Celcius. Oleh karena itu, para peneliti belum mengetahui suhu ideal mikroba dapat mengurai plastik. Sebagian besar strain yang diuji dapat tumbuh antara 4 derajat Celcius dan 20 derajat Celcius, dengan suhu optimal sekitar 15 derajat Celcius, beber Frey.
Tantangan selanjutnya adalah mengidentifikasi enzim pengurai plastik
"Tantangan besar berikutnya adalah mengidentifikasi enzim pengurai plastik yang diproduksi oleh strain mikroba dan mengoptimalkan proses untuk mendapatkan protein dalam jumlah besar," klaim Frey, seraya menambahkan, "modifikasi lebih lanjut terhadap enzim mungkin diperlukan untuk mengoptimalkan sifat-sifat seperti stabilitas protein."
