MAKALAH BIOTEKNOLOGI dan id bab 1
MAKALAH
BIOTEKNOLOGI
“Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah Plastik dan
Styrofoam”
Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Ujian Tengah Semester
Mata Kuliah
: Bioteknologi
Dosen Pengampu
: Ina Rosdiana Lesmanawati, M.Si
Disusun Oleh :
Fatikah Rahma Dewi (1411610017)
Tarbiyah IPA-Biologi b/6
KEMENTRIAN AGAMA REPUBLIK INDONESIA
INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI (IAIN)
SYEKH NURJATI
CIREBON
2014
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 1
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Segala puji bagi Allah tuhan semesta alam yang Maha Pemurah lagi Maha
Penyayang. Shalawat serta salam semoga dilimpahkan kepada Rosulullah SAW
beserta keluarga, para sahabat, para tabi’i dan tabi’in,serta pada kita sekalian ( Umat
Muslimin ) yang setia mengikuti ajaran beliau hingga akhir zaman.
Makalah ini semata untuk memenuhi tugas mandiri mata kuliah Bioteknologi.
Makalah ini berjudul “Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi
Limbah Plastik dan Styrofoam” yang sumbernya di eksplorasi dari situs-situs
internet dan buku-buku yang berkaitan dengan masalah yang akan di bahas.
Penulispun menyadari bahwa dalam makalah ini masih terdapat kekurangan
dan kekhilafan. Oleh karena itu, kepada para pembaca, penulis mengharapkan saran
dan kritik yang membangun demi kesempurnaan buku ini. Dan penulis sampaikan
terimakasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian makalah
ini.
Semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca dan masyarakat pada
umumnya.Amiin yaa robbal alamin.....
Wassalamualaikum Wr. Wb
Cirebon, 21 Maret 2014
Penulis,
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................................................
1
DAFTAR ISI ..................................................................................................................................
2
BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................................................
3
A. Latar Belakang .....................................................................................................................
4
B. Rumusan Masalah ................................................................................................................
4
C. Tujuan ...................................................................................................................................
4
BAB II PEMBAHASAN ...............................................................................................................
5
A. Bioteknologi dan Bioremediasi.............................................................................................
6
B. Teknik Bioremediasi..............................................................................................................
6
C. Plastik dan Styrofoam............................................................................................................
8
D. Mikroba Perombak Plastik....................................................................................................
11
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 3
E. Proses Bioremediasi...............................................................................................................
12
F. Proses Bioremediasai pada Bakteri Pseudomonas aeruginosa Sp.........................................
14
G. Optimalisasi Kondisi dalam Bioremediasi ...........................................................................
16
17
H. Pandangan Islam Mengenai Peran Pseudomonas sp dalam Bioteknologi
BAB III PENUTUP .......................................................................................................................
19
A. Kesimpulan ...........................................................................................................................
19
B. Saran .....................................................................................................................................
19
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan pembangunan di Indonesia khususnya bidang industri,
senantiasa meningkatkan kemakmuran dan dapat menambah lapangan pekerjaan bagi
masyarakat kita. Namun di lain pihak, perkembangan industri memiliki dampak
terhadap meningkatnya kuantitas dan kualitas limbah yang dihasilkan termasuk di
dalamnya adalah limbah bahan berbahaya dan beracun (B3). Bila tidak ditangani
dengan baik dan benar, limbah B3 akan menimbulkan pencemaran terhadap
lingkungan. Pencemaran atau polusi bukanlah merupakan hal baru, bahkan tidak
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 4
sedikit dari kita yang sudah memahami pengaruh yang ditimbulkan oleh pencemaran
atau polusi lingkungan terhadap kelangsungan dan keseimbangan ekosistem
(Cerniglia, C.E. and Sutherland, J.B. 2001).
Data dari Deputi Pengendalian Pencemaran Kementerian Negara Lingkungan
Hidup (KLH) 2007, menyebutkan, setiap individu rata-rata menghasilkan 0,8
kilogram sampah dalam satu hari di mana 15 persennya adalah plastik. Dengan
asumsi ada sekitar 220 juta pen-duduk di Indonesia, maka sampah plastik yang
tertimbun men-capai 26.500 ton per hari; sedangkan jumlah timbunan sampah
nasional diperkirakan mencapai 176.000 ton per hari. Sementara data KLH 2007
menunjukkan, volume timbunan sampah di 194 kabupaten dan kota di Indonesia
mencapai 666 juta liter atau setara 42 juta kilogram, di mana komposisi sampah
plastik mencapai 14 persen atau 6 juta ton. Berdasarkan data KLH 2008, dari total
timbunan sampah nasional, jumlah sampah yang diolah dengan dikompos atau didaur
ulang hampir 5 persen atau setara 12.800 ton per hari. Dari total jumlah sampah
tersebut, 2 persen atau 204,16 ton per hari di antaranya adalah sampah organik
biodegradable.
Bahan polutan yang banyak dibuang ke lingkungan terdiri dari bahan pelarut
(kloroform, karbontetraklorida), pestisida (DDT, lindane), herbisida (aroklor,
antrazin, 2,4-D), fungisida (pentaklorofenol), insektisida (organofosfat), petrokimia
(polycyclic aromatic hydrocarbon [PAH], benzena, toluena, xilena), polychlorinated
biphenyls (PCBs), logam berat, bahan bahan radioaktif, dan masih banyak lagi
bahan berbahaya yang dibuang ke lingkungan. Untuk mengatasi limbah (khususnya
limbah B3) dapat digunakan metode biologis sebagai alternatif yang aman, karena
polutan yang mudah terdegradasi dapat diuraikan oleh mikroorganisme menjadi
bahan yang tidak berbahaya seperti CO2 dan H2O. Cara biologis atau biodegradasi
oleh mikro-organisme, merupakan salah satu cara yang tepat, efektif dan hampir
tidak ada pengaruh sampingan pada lingkungan (Anonymous, 2012).
B. Rumusan Masalah
1. Apakah Bioteknologi dan Bioremediasi ?
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 5
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Bagaimana teknik Bioremediasi ?
Penjelasan mengenai plasik dan Styrofoam ?
Mikroba yang tergolong perombak plastik ?
Bagaimana syarat pada proses Bioremediasi ?
Bagaimana proses Bioremediasi pada bakteri Pseudomonas aeruginosa ?
Proses optimalisasi kondisi dalam Bioremediasi ?
Bagaimana pandangan islam mengenai peran Pseudomonas sp dalam
Bioteknologi bioremediasi limbah plastik dan styrofoam ?
C. Tujuan
1. Mengetahui Bioteknologi dan Bioremediasi.
2. Mengetahui teknik Bioremediasi.
3. Mengetahui plastic dan Styrofoam.
4. Mengetahui mikroba yang tergolong perombak plastic.
5. Mengetahui proses Bioremediasi.
6. Mengetahui proses Bioremediasi pada Bakteri Pseudomonas aeruginosa.
7. Mengetahui optimalisasi kondisi dalam Bioremediasi.
8. Mengetahui pandangan
islam
mengenai peran
Pseudomonas sp dalam
Bioteknologi bioremediasi limbah plastik dan styrofoam ?
BAB II
PEMBAHASAN
A. Bioteknologi dan Bioremediasi
Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang
insinyur Hongaria pada tahun.Pada perkembangannya sampai pada tahun 1970,
bioteknologi selalu berasosiasi dengan rekayasa biokimia (biochemical engineering).
Definisi bioteknologi yang lebih luas yaitu penerapan prinsip-prinsip ilmiah dan
rekayasa pengolahan bahan oleh agen biologi seperti mikroorganisme, sel tumbuhan,
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 6
sel hewan, manusia, dan enzim untuk menghasilkan barang dan jasa (Buthelezi, et al.
2009).
Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi
polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh
mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia
polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus,
biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi,
strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak
berbahaya dan tidak beracun. (Aguskrisnoblog. 2012).
Ada dua jenis bioremediasi, yaitu in-situ (atau on-site) dan ex-situ (atau offsite). Pembersihan on-site adalah pembersihan di lokasi. Pembersihan ini lebih murah
dan lebih mudah, terdiri dari pembersihan, venting (injeksi), dan bioremediasi.
Sementara pada bioremediasi ex-situ atau pembersihan off-side dilakukan dengan
cara tanah yang tercemar digali dan dipindahkan ke dalam penampungan yang lebih
terkontrol, kemudian diberi perlakuan khusus dengan menggunakan mikroba.
Bioremediasi ex-situ dapat berlangsung lebih cepat, mampu meremediasi jenis
kontaminan dan jenis tanah yang lebih beragam, dan lebih mudah dikontrol dibanding
dengan bioremediasi in-situ (anonymous. 2012).
Gambar 1. Bioremidiasi in situ dan ex situ
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 7
Sumber:google.co.id/image/bioremidiasi
B. Teknik bioremediasi
Menciptakan lingkungan yang terkontrol untuk memproduksi enzim yang
sesuai bagi reaksi terkatalisis yang diinginkan. Kebutuhan dasar dari proses biologis
yaitu :
1. Kehadiran mikroorganisme dengan kemampuan untuk men-degradasi senyawa
target.
2. Keberadaan substrat yang dikenali dan dapat digunakan sebagai sumber energi
dan karbon.
3. Adanya pengumpanan yang menyebabkan terjadinya sintesa spesifik untuk
senyawa target.
4. Keberadaan sistem penerima donor elektron yang sesuai.
5. Kondisi lingkungan yang sesuai untuk reaksi terkatalisis enzim dengan
kelembaban dan pH yang mendukung.
6. Ketersediaan nutrien untuk mendukung pertumbuhan sel mikroba dan produksi
enzim.
7. Suhu yang mendukung aktivitas mikrobial dan reaksi terkatalisis.
8. Ketersediaan bahan atau substansi beracun terhadap mikroorganisme tersebut.
9. Kehadiran organisme untuk mendegradasi produk metabolit.
10. Kehadiran organisme untuk mencegah timbulnya racun antara.
11. Kondisi
lingkungan
yang
meminimumkan
organisme
kompetitif
bagi
mikroorganisme pendegradasi.
Tanpa adanya enzim yang mengkatalis reaksi degradasi, waktu yang dibutuhkan
untuk mencapai keseimbangan lama. Enzim mempercepat proses tersebut dengan
cara menurunkan energi aktivasi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk memulai suatu
reaksi.
Tanpa adanya mikroba, proses penguraian di lingkungan tidak akan
berlangsung. Kotoran, sampah, hewan, dan tumbuhan yang mati akan menutupi
permukaan bumi, suatu kondisi yang tidak akan pernah kita harapkan. Sebagai
akibatnya, siklus nutrisi atau rantai makanan akan terputus. Lintasan biodegradasi
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 8
berbagai senyawa kimia yang berbahaya dapat dimengerti berdasarkan lintasan
mekanisme dari beberapa senyawa kimia alami seperti hidrokarbon, lignin, selulosa,
dan hemiselulosa. Sebagian besar dari prosesnya, terutama tahap akhir metabolisme,
umumnya berlangsung melalui proses yang sama (Cerniglia, C.E. and Sutherland,
J.B. 2001).
Bioremediasi ini teknik penanganan limbah atau pemulihan lingkungan,
dengan biaya operasi yang relatif murah, serta ramah dan aman bagi lingkungan.
Bioremediasi adalah proses pembersihan pence-maran tanah dengan menggunakan
mikroorganisme (jamur, bakteri). Bio-remediasi bertujuan untuk memecah atau
mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun
(karbon dioksida dan air). Limbah adalah bahan sisa pada suatu kegiatan dan/atau
proses produksi. Limbah dapat dibedakan berda-sarkan nilai ekonomisnya dapat
digolongkan dalam 2 golongan,yaitu: 1. Limbah yang memiliki nilai ekonomis
limbah yang dengan proses lebih lanjut/diolah dapat memberikan nilai tambah. 2.
Limbah non ekonomis limbah yang tidak akan memberikan nilai tambah walaupun
sudah diolah, pengolahan limbah ini sifatnya untuk memper-mudah sistem
pembuangan. Ber-dasarkan sifatnya limbah dapat dibedakan menjadi : 1. Limbah
padat adalah hasil buangan industri yang berupa padatan, lumpur, bubur yang berasal
dari sisa kegiatan dan atau proses pengolahan. Limbah padat dibagi 2, yaitu: a.Dapat
didegradasi, contohnya sampah bahan organik, dan onggok. b.Tidak dapat didegradasi contoh plastik, kaca, tekstil, potongan logam. 2. Limbah Cair adalah sisa
dari proses usaha dan/atau kegiatan yang berwujud cair. 3. Limbah gas/asap adalah
sisa dari proses usaha dan/atau kegiatan yang berwujud gas / asap (Anonymous.
2010).
C. Plastik dan Styrofoam
Plastik adalah bahan yang paling banyak digunakan pada jaman modern ini.
Plastik sifatnya praktis, bersih, dan dapat dibentuk menjadi berbagai barang yang
amat berguna dan memudahkan keseharian kita. Walaupun begitu plastik adalah
limbah yang disebut-sebut tak dapat terurai, tak ramah lingkungan, dan merupakan
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 9
limbah paling berbahaya dan merepotkan yang menjadi masalah utama penanganan
limbah dunia. Meskipun bisa terurai, plastik membutuhkan waktu hingga ribuan
tahun untuk dapat terurai. Inilah yang menyebabkan masyarakat dari kalangan awam
hingga para ilmuwan menganggap plastik sebagai limbah yang tak dapat terurai
(Anonim, 2010).
Plastik terdiri atas berbagai senyawa yang terdiri polietilen, polistiren, dan
polivinil klorida. Bahan-bahan tersebut bersifat inert dan rekalsitran. Senyawa lain
penyusun plastik yang disebut plasticizers terdiri: (a) ester asam lemak (oleat,
risinoleat, adipat, azelat, dan sebakat serta turunan minyak tumbuhan, (b) ester asam
phthalat, maleat, dan fosforat. Bahan tambahan untuk pembuatan plastik seperti
Phthalic Acid Esters (PAEs) dan Polychlorinated Biphenyls (PCBs) sudah diketahui
sebagai karsinogen yang berbahaya bagi lingkungan walaupun dalam kon-sentrasi
rendah. Untuk dapat me-rombak plastik, mikroba harus dapat mengkontaminasi
lapisan plastik melalui muatan elektrostatik dan mikroba harus mampu menggunakan komponen di dalam atau pada lapisan plastik sebagai nutrien. Plasticizers yang
membuat plastik bersifat fleksibel seperti adipat, oleat, risinoleat, sebakat, dan
turunan asam lemak lain cenderung mudah digunakan, tetapi turunan asam phthalat
dan fosforat sulit digunakan untuk nutrisi. Hilangnya plasticizers menyebabkan
lapisan plastik menjadi rapuh, daya rentang meningkat dan daya ulur berkurang
(Anonim. 2009).
Plastik merupakan hidrokar-bon yang hampir keseluruhan rantainya tersusun
atas atom hidrogen dan karbon. Polimer ini di-disain untuk menghambat keluar
masuknya oksigen, sehingga produk ataupun makanan yang tersimpan di dalamnya
terawetkan dari proses biodegradasi alami atau pembusuk-kan. Untuk itulah plastik
dibuat sedemikian agar tidak mampu di-tembus sehingga dibutuhkan ratusan tahun
untuk mikroba mampu menguraikannya menjadi biogas dan biomassa (Koswara,
2006; Adam dan Clark, 2009).
Styrofoam atau plastik busa masih tergolong keluarga plastik. Bahan dasar
Styrofoam adalah polisterin, suatu plastik yang sangat ringan, kaku, tembus cahaya
dan murah tetapi cepat rapuh. Karena kelemahannya tersebut, polisterin dicampur
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 10
dengan seng dan senyawa butadien. Hal ini menyebabkan polisterin kehilangan sifat
jernihnya dan berubah warna menjadi putih susu (Sulchan&Endang, 2007).
Styrofoam dihasilkan dari campuran 90-95% polystyrene dan 5-10% gas
seperti n-butana atau n-pentana. Bahan dasar Styrofoam adalah polystyrene.
Polystyrene terbuat dari monomer styrene melalui proses polimerisasi. Polystyrene
bersifat inert kimiawi, kaku, transparan, rapuh (Info POM, 2008). Karena sifatnya
yang rapuh, maka polystyrene dicampur dengan seng dan senyawa butadiene. Hal ini
menyebabkan polystyrene kehi-langan sifat jernihnya dan berubah warna menjadi
putih susu. Kemudian untuk kelenturannya, ditambahkan zat plasticizer seperti
dioktil platat (DOP), butyl hidroksi toluene, atau n butyl stearat. Plastik busa yang
mudah terurai menjadi struktur sel kecil merupakan hasil proses peniupan dengan
menggunakan gas
klorofluorokarbon (CFC) sehingga membentuk buih (foam). Hasilnya adalah bentuk
seperti yang digunakan selama ini (Sulcan & Endang, 2007).
Styrofoam dapat digunakan untuk mengemas makanan pada rentang suhu
yang bervariasi. Hal ini disebabkan karena polystyrene se-bagai bahan dasar
pembuatan Styrofoam tidak tahan terhadap suhu dan sudah melembek pada suhu
77°C (Hartomo,1992). Menurut Ismariny, Kepala Bidang Polimer Rekayasa Pusat
Teknologi Material Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dalam
Ariyanto (2009), penggunaan kemasan plastik dan Styrofoam untuk makanan/
minuman dengan suhu lebih dari 60ºC sebaiknya dihindari untuk men-cegah
terjadinya migrasi ke dalam makanan. Semakin tinggi suhu makanan, semakin
banyak kompo-nen yang mengalami migrasi, masuk, dan bercampur dengan makanan
sehingga setiap kita mengkonsumsi makanan tersebut kita secara tidak sadar mengkonsumsi zat-zat yang termigrasi itu (Sulchan & Endang, 2007).
Kota
Jumlah Penduduk (Jiwa)
Rata-Tara
Timbunan
Sampah Per Hari
2005
2006
2007
2005
2006
2007
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 11
Medan
2.068.4
2.068.40
Jakarta Barat
00
1.565.4
0
1573.61
06
9
897.789
893.195
888.419
2.434.16
0
2.413.875 5442,
Jakarta Pusat
Jakarta Timur 2.385.1
2.067.288
4382,
4985,0
1565947
5500,
0
5500,
5500,0
0
0
4651,
0
5280,0
5272,
6592,7
21
3
8
Jakarta Utara
1.176.3
1.182.74
1.257.952 4180,
5161,0
Jakarta
07
1.708.2
9
1.709.02
0
1.728.248 5223,
5663,0
Selatan
69
4
Palembang
1.500.8
1.520.19
1.369.239 4698,
5100,0
Makasar
72
1.160.0
9
1.179.02
0
1.223.540 3580,
*
3661,8
Depok
11
1.335.7
4
1.369.46
1.420.480
3.764,0
Bandung
34
2.141.8
1
2.453.30
2.520.812 6.473,
7.500,0
Tanggerang
37
1.700.0
2
1.914.31
7
1.537.558 4.225,
00
Bekasi
6
1.914.31
2.066.913
Surabaya
2.599.7
6
2.740.49
2.809.679 6.700,
6.234,
9.560,0
Semarang
96
1.424.0
0
1.406.99
0
1.445.334 4.274,
0
3.805,
**
4.500,0
00
9
0
0
0
5.000,
3.367,0
0
2.790,0
0
0
Gambar 2. Tabel penumpukan sampah di perkotaan negara Indonesia
Keterangan: data hasil konfirmasi (kuesioner persampahan domestik); ** data
SLDH Kota Surabaya 2007
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 12
Sumber : http:// aguskrisnoblog. wordpress.com
D. Mikroba Perombak Plastik
Plastik banyak kegunaannya tetapi polimer sintetik plastik sangat sulit
dirombak secara alamiah. Akhir - akhir ini sudah mulai diproduksi plastik yang
mudah terurai. Plastik terdiri atas berbagai senyawa yang terdiri polietilen, polistiren,
dan polivinil klorida. Bahan - bahan tersebut bersifat inert dan rekalsitran. Senyawa
lain penyusun plastik yang disebut plasticizers terdiri: (a) ester asam lemak (oleat,
risinoleat, adipat, azelat, dan sebakat serta turunan minyak tumbuhan, (b) ester asam
phthalat, maleat, dan fosforat. Bahan tambahan untuk pembuatan plastik seperti
Phthalic Acid Esters (PAEs) dan Polychlorinated Biphenyls (PCBs) sudah diketahui
sebagai karsinogen yang berbahaya bagi lingkungan walaupun dalam kon-sentrasi
rendah (Anwariansyah. 2009).
Dari alam telah ditemukan mikroba yang dapat merombak plastik, yaitu terdiri
bakteri, aktinomycetes, jamur dan khamir yang umumnya dapat menggunakan
plasticizers sebagai sumber C, tetapi hanya sedikit mikroba yang telah ditemukan
mampu merombak polimer plastiknya yaitu jamur Aspergillus fischeri dan
Paecilomyces sp.
Sedangkan mikroba yang mampu merombak dan menggunakan
sumber C dari plasticizers yaitu jamur Aspergillus niger, A. Versicolor, Cladosporium
sp.,Fusarium sp., Penicillium sp.,Trichoderma sp., Verticillium sp., dan khamir
Zygosaccharomyces drosophilae, Saccharomyces cerevisiae, serta bakteri Pseudomonas aeruginosa, Brevibacterium sp. dan aktinomisetes Streptomyces rubrireticuli.
Untuk dapat merombak plastik, mikroba harus dapat mengkontaminasi lapisan
plastik melalui muatan elektrostatik dan mikroba harus mampu menggunakan
komponen di dalam atau pada lapisan plastik sebagai nutrien. Plasticizers yang
membuat plastik bersifat fleksibel seperti adipat, oleat, risinoleat, sebakat, dan
turunan asam lemak lain cenderung mudah digunakan, tetapi turunan asam phthalat
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 13
dan fosforat sulit digunakan untuk nutrisi. Hilangnya plasticizers menyebabkan
lapisan plastik menjadi rapuh, daya rentang meningkat dan daya ulur berkurang
(Anwariansyah. 2009).
Mikroorganisme Pseudomonas aeuruginosa
Klasifikasi Ilmiah
Kingdom
: Bacteria
Phylum
: Proteobacteria
Class
:Gamma Proteobacteria
Order
:Pseudomonadales
Family
: Pseudomonadaceae
Genus
: Pseudomonas
Species
:Pseudomonas aeruginosa
Gambar 3. Bakteri Pseudomonas
sp
(http://www.google.co.id/imgres/
pseudomonas aeruginosa)
(Wikipedia.org/wiki/pseudomonas)
Keberhasilan
penggunaan
bakteri
Pseudomonas
dalam
upaya
bioremediasi
lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon yang membutuhkan pemahaman tentang
mekanisme interaksi antara bakteri Pseudomonas sp. dengan senyawa hidrokarbon.
Kemampuan bakteri Pseudomonas sp. dalam mende-gradasi hidro-karbon dan dalam
menghasilkan biosurfaktan menun-jukkan bahwa isolat bakteri Pseudomonas sp.
berpotensi untuk digunakan dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran
hidrokarbon (Angga. 2009).
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 14
Genus pseudomonas terdiri dari sejumlah kuman batang gram negatif yang tidak
meragi karbohidrat, hidup aerob di tanah dan di air. Dalam habitat alam tersebar luas
dan memegang peranan penting dalam pembusukan zat organik. Bergerak dengan
flagel polar, satu atau lebih. Beberapa diantaranya adalah fakultatif khemoliotrof,
dapat memakai H2 atau CO sebagai sumber karbon katalase positif (Boel, Trelia,
2004).
Pseudomonas aeruginosa berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,6 x 2 μm.
Bakteri ini terlihat sebagai bakteri tunggal, berpa-sangan, dan terkadang membentuk
rantai yang pendek. P. aeruginosa termasuk bakteri gram negatif. Bakteri ini bersifat
aerob, katalase positif, oksidase positif, tidak mampu memfermentasi tetapi dapat
meng-oksidasi glukosa/ karbohidrat lain, tidak berspora, tidak mempunyai selubung
(sheat) dan mempunyai flagel monotrika (flagel tunggal pada kutub) sehingga selalu
bergerak. Bakteri ini dapat tumbuh di air suling dan akan tumbuh dengan baik dengan
adanya unsur N dan C. Suhu optimum untuk pertumbuhan P. aeruginosa adalah 42o
C. P. aeruginosa mudah tumbuh pada berbagai media pembiakan karena kebutuhan
nutrisinya sangat sederhana. Di laboratorium, medium paling sederhana untuk
pertum-buhannya digunakan asetat (untuk karbon) dan ammonium sulfat (untuk
nitrogen) (Boel, Trelia, 2004).
E. Syarat Proses Bioremediasi
Proses bioremediasi memerlukan beberapa persyaratan agar dapat berlangsung,
antaralain:
1. Mikroorganisme merupakan kunci pada kegiatan bioremediasi. Sehingga
organisme yang digunakan harus dapat merombak polutan secara lengkap dengan
kecepatan yang Reasonable sampai mencapai batas aman.
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 15
2. Mikroorganisme memerlukan tambahan sumber C dalam melakukan proses
degradasi polutan. Sehingga, perlu dilakukan penam-bahan elektron aseptor yang
sesuai, tergantung pada spesies mikroba dan kondisi lingkungan setempat,
misalnya O2 untuk polutan yang memerlukan kondisi aerob, nitrat, fumarat atau
sulfat untuk yang memerlukan kondisianaerob.
3. Kondisi lingkungan setempat sangat penting dalam aktivitas degradasi oleh
mikroorganisme, hal ini meliputi ketersediaan oksigen, kelembaban, pH, bahan
organik dan suhu.
4. Proses metabolisme oleh mikroorganisme perombak, hasil metabolismenya
tidak terakumulasi dan tidak menghasilkan metabolit yang lebih toksik dari
polutan induknya.
5. Bioavailability polutan menjadi faktor yang lebih penting untuk keberhasilan atau
kegagalan proses bioremediasi.
6. Faktor ekologi bagi mikroba sangat penting untuk diperhatikan, jangan sampai
mikroba perombak berada dalam kondisi stres secara ekologis atau berkompetisi
dengan mikrobalain yang non degradatif.
F. Proses Bioremediasi pada Pseudomonas aeruginosa
Menurut para ilmuwan bahan plastik yang tertimbun di dalam tanah
membutuhkan waktu ribuan tahun baru bisa diuraikan sepenuhnya oleh bakteri.
Namun hal itu tidak lagi akan menjadi masalah, karena sudah ditemukan cara agar
proses penguraian plastik oleh bakteri bisa dipercepat.
Untuk itu hanya membutuhkan media tanah, ragi dan air, sebagai fermenter atau
sarana untuk proses pembusukan. Plastik-plastik yang akan dihancurkan dikumpulkan
dan dimasukkan ke dalam tempat berisi tanah, bercampur ragi dan air.
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 16
tana
h
sampah plastik
air
enzim Laccase
ragi
bakteri pseudomonas aeruginosa
Gambar 4. Proses bioremediasi
Sampah plastik akan hancur dalam waktu yang luar biasa singkat hanya tiga
bulan berdasarkan hasil penelitian untuk jumlah tertentu dibanding perkiraan
ilmuwan sekitar 200 hingga 1000 tahun. Ini bukan sulap, tapi merupakan pekerjaan
makhluk sangat kecil bernama bakteri Pseudomonas aeuruginosa (Anwariansyah.
2009).
Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat tersebut tidak
ikut bereaksi. Dalam sel makhluk hidup, reaksi- reaksi kimia dapat berlangsung
dengan cepat karena adanya katalisator hidup atau biokatalisator, yaitu enzim. (S,
Amelia, 2010). Oleh karena itu, untuk mempercepat proses penguraian sampah
plastik oleh bakteri pseudomonas ini diperlukan enzim. Enzim laccase adalah enzim
yang mengkatalisis reaksi oksidasi senyawa fenolik seperti dan paradiphenols orto.
Enzim laccase secara luas didistribusikan pada tumbuhan tingkat tinggi dan jamur,
seperti golongan Ascomycetes dan Deuteromycetes juga telah di-temukan di serangga
dan bakteri. Selain itu enzim laccase juga dapat diperoleh dari screening pada jamur
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 17
yang dapat diperoleh dari tanaman seperti kubis, lobak, bit, apel, asparagus, kentang,
pir, dan berbagai sayuran lainnya. (Gaara, 2011).
G. Optimalisasi Kondisi Dalam Bioremediasi
Keberhasilan proses biodegradasi banyak ditentukan oleh aktivitas enzim.
Dengan
demikian
mikro-organisme
yang
berpotensi
meng-hasilkan
enzim
pendegradasi hidro-karbon, perlu dioptimalkan akti-vitasnya dengan pengaturan
kondisi dan penambahan suplemen yang sesuai. Dalam hal ini perlu diper-hatikan
faktor-faktor lingkungan yang meliputi kondisi lingkungan, temperatur, oksigen, dan
nutrient yang tersedia. 1) Lingkungan Proses biodegradasi memerlukan tipe tanah
yang dapat mendukung kelancaran aliran nutrient, enzm-enzim mikrobial dan air.
Terhentinya aliran tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kondisi anaerob sehingga proses biodegradasi aerobik menjadi tidak efektif. Karakteristik tanah yang
cocok untuk bioremediasi in situ adalah mengandung butiran pasir ataupun kerikil
kasar sehingga dispersi oksigen dan nutrient dapat berlangsung dengan baik. Kelembaban tanah juga penting untuk menjamin kelancaran sirkulasi nutrien dan substrat di
dalam tanah. 2) Temperatur. Temperatur yang optimal untuk degradasi hidrokaron
adalah 30-40 oC. Ladislao, et. al. (2007) mengatakan bahwa tem-peratur yang
digunakan pada suhu 38 oC bukan pilihan yang valid karena tidak sesuai dengan
kondisi di Inggris untuk mengontrol mikro-organisme pathogen. Pada tempe-ratur
yang rendah, viskositas minyak akan meningkat mengakibatkan volatilitas alkana
rantai pendek yang bersifat toksik menurun dan kela-rutannya di air akan meningkat
sehingga proses biodegradasi akan terhambat. Suhu sangat berpengaruh terhadap
lokasi tempat dilaksanakannya bioremediasi. 3) Oksigen. Langkah awal katabolisme
senyawa hidrokaron oleh bakteri maupun kapang adalah oksidasi substrat dengan
katalis enzim oksidase, dengan demikian terse-dianya oksigen merupakan syarat
keberhasilan degradasi hidrokarbon minyak. Ketersediaan oksigen di tanah
tergantung pada (a) kecepatan konsumsi oleh mikroorganisme tanah, (b) tipe tanah
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 18
dan (c) kehadiran substrat lain yang juga bereaksi dengan oksigen. Terbatasnya
oksigen, merupakan salah satu faktor pembatas dalam biodegradasi hidrokarbon
minyak. 4) Nutrien. Mikroorganisme me-merlukan nutrisi sebagai sumber karbon,
energy dan keseimbangan metabolism sel. Dalam penanganan limbah minyak bumi
biasanya dilakukan penambahan nutrisi antara lain sumber nitrogen dan fosfor
sehingga proses degradasi oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat dan
pertumbuhannya meningkat. 5) Interaksi antar Polusi Fenomena lain yang juga perlu
mendapatkan perhatian dalam mengoptimalkan aktivitas mikro-organisme untuk
bioremediasi
adalah
interaksi
antara
beberapa
galur
mikroorganisme
di
lingkungannya. Salah satu bentuknya adalah kome-tabolisme. Kometabolisme merupakan proses transformasi senyawa secara tidak langsung sehingga tidak ada energy
yang dihasilkan.
Proses bioremediasi harus memperhatikan antara lain tempe-ratur tanah,
derajat keasaman tanah, kelembaban tanah, sifat dan struktur geologis lapisan tanah,
lokasi sumber pencemar, ketersediaan air, nutrien (N, P, K), perbandingan C : N
kurang dari 30:1, dan ketersediaan oksigen. Biore-mediasi didefinisikan sebagai
proses penguraian limbah organik/anorganik polutan secara biologi dalam kondisi
terkendali. Penguraian senyawa kontaminan ini umumnya melibatkan mikroorganisme (khamir, fungi, dan bakteri). Pendekatan umum yang dilakukan untuk
meningkatkan biodegradasi adalah dengan cara yang pertama menggunakan mikroba
indigenous (bioremediasi instrinsik), kedua memodifikasi lingkungan dengan
penambahan nutrisi dan aerasi (biostimulasi), dan yang ketiga penambahan
mikroorganisme (bioaugmentasi).
H. Pandangan Islam Mengenai Peran Pseudomonas sp dalam Bioteknologi
Bioremediasi Limbah Plastik dan Styrofoam
Sesuai dengan firman Allah:
Qs. Al-Baqarah:164
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 19
Artinya :
“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan
siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan
apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi
sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan
pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh
(terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan”.
Surat An-Nur 45:
Artinya: Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, maka sebagian
dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua
kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan
apa yang dikehendaki-Nya, sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu.
Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah menciptakan makhluk hidup
bermacam-macam. Ada yang bisa dilihat dengan mata telanjang dan ada pula yang
hanya bisa dilihat dengan alat bantu misalnya saja dengan mikroskop. Salah satu
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 20
contoh dari makhluk mikroskopis
yaitu mikroorganisme. Allah menciptakan
makhluk hidup tidak hanya merugikan tetapi juga menguntungkan. Seperti halnya
jenis makhluk hidup hingga yang terkecil sekalipun (mikroorganisme) dan semuanya
membawa manfaat atau faedah bagi kepentingan manusia di bumi. Seperti halnya
jenis bakteri, protozoa dan lain sebagai-nya yang bermanfaat untuk bioremediasi
pelestarian lingkungan.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Bioteknologi memberikan solusi baru dalam lingkungan yang disebut dengan
bioremesiasi. Bioremediasi menggunakan mikroorganisme dalam membantu
mendegradasi limbah plastik dan Styrofoam. Plastik dan Styrofoam merupakan hasil
produk pabrik yang paling sering digunakan, karena itu jumlah produk ini menjadi
sangat banyak. Namun kelemahan dari produk ini adalah sulit dan lama waktu
terurainya, dan kedua produk ini dapat mencemari lingkungan. Oleh karena itu,
peran bioremediasi disini adalah membantu mengurai limbah ini adalah
menggunakan mikroorganisme yang produk hasilnya juga ramah lingkungan. Teknik
yang digunakan adalah dengan menambahkan bakteri tersebut dalam campuran
tanah, air dan ragi. Pada proses ini ditambahkan dengan enzim Laccase yang
digunakan untuk mempercepat reaksi bioremediasi tersebut.
B. Saran
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 21
Peran Pseudomonas sp. dalam bioteknologi bioremediasi limbah plastik dan
styrofoam ialah sangat bermanfaat sekali dalam membantu permasalahan
dilingkungan khusunya masalah pengelolaan limbah plastik yang sulit untuk
diuraikan dalam waktu yang cepat, akan tetapi plastic ini sangat sulit untuk diuraikan
dan membutuhkan waktu puluhan tahun bahkan jutaan tahun untuk mampu terurai
menyatu dengan tanah, semoga makalah ini bermnafaat untuk kita semua.
DAFTAR PUSTAKA
Aguskrisnoblog. 2012/ Peran Pekembangan Mikrobiologi Modern terhadap Masalah
Penumpukan Sampah di Kota Besar. http:// aguskrisnoblog.wordpress.com/
Angga. 2009. Pemanfaatan mikroba dalam bioremediasi. http://angga. Blogspot.Com/
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 22
Tanggal akses 21 Maret 2014 pukul 4.41
Ratnaningsih, desi. 2012. Peran bioteknologi dalam bioremediasi limbah plastic dan
Styrofoam. http://desi-ratnaningsih. Blogspot. Com/Siregar, Amelia. 2010.
Enzim dan Peranannya. http://www.chemistry .org/
Anonymous. 2012. Peranan bakteri pseudomonas sp bakteri.
kartikamedia.blogspot.com/ tangggal akses 21 Maret 2014 pukul 4.40
http://
Anonymous. 2009. peran bioteknologi dalam bioremediasi limbah plastik dan
styrofoam. http:// watchann. Wordpress .com/ tanggal akses 21 Maret
2014 pukul 4.42
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 23
BIOTEKNOLOGI
“Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah Plastik dan
Styrofoam”
Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Ujian Tengah Semester
Mata Kuliah
: Bioteknologi
Dosen Pengampu
: Ina Rosdiana Lesmanawati, M.Si
Disusun Oleh :
Fatikah Rahma Dewi (1411610017)
Tarbiyah IPA-Biologi b/6
KEMENTRIAN AGAMA REPUBLIK INDONESIA
INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI (IAIN)
SYEKH NURJATI
CIREBON
2014
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 1
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Segala puji bagi Allah tuhan semesta alam yang Maha Pemurah lagi Maha
Penyayang. Shalawat serta salam semoga dilimpahkan kepada Rosulullah SAW
beserta keluarga, para sahabat, para tabi’i dan tabi’in,serta pada kita sekalian ( Umat
Muslimin ) yang setia mengikuti ajaran beliau hingga akhir zaman.
Makalah ini semata untuk memenuhi tugas mandiri mata kuliah Bioteknologi.
Makalah ini berjudul “Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi
Limbah Plastik dan Styrofoam” yang sumbernya di eksplorasi dari situs-situs
internet dan buku-buku yang berkaitan dengan masalah yang akan di bahas.
Penulispun menyadari bahwa dalam makalah ini masih terdapat kekurangan
dan kekhilafan. Oleh karena itu, kepada para pembaca, penulis mengharapkan saran
dan kritik yang membangun demi kesempurnaan buku ini. Dan penulis sampaikan
terimakasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian makalah
ini.
Semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca dan masyarakat pada
umumnya.Amiin yaa robbal alamin.....
Wassalamualaikum Wr. Wb
Cirebon, 21 Maret 2014
Penulis,
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................................................
1
DAFTAR ISI ..................................................................................................................................
2
BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................................................
3
A. Latar Belakang .....................................................................................................................
4
B. Rumusan Masalah ................................................................................................................
4
C. Tujuan ...................................................................................................................................
4
BAB II PEMBAHASAN ...............................................................................................................
5
A. Bioteknologi dan Bioremediasi.............................................................................................
6
B. Teknik Bioremediasi..............................................................................................................
6
C. Plastik dan Styrofoam............................................................................................................
8
D. Mikroba Perombak Plastik....................................................................................................
11
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 3
E. Proses Bioremediasi...............................................................................................................
12
F. Proses Bioremediasai pada Bakteri Pseudomonas aeruginosa Sp.........................................
14
G. Optimalisasi Kondisi dalam Bioremediasi ...........................................................................
16
17
H. Pandangan Islam Mengenai Peran Pseudomonas sp dalam Bioteknologi
BAB III PENUTUP .......................................................................................................................
19
A. Kesimpulan ...........................................................................................................................
19
B. Saran .....................................................................................................................................
19
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan pembangunan di Indonesia khususnya bidang industri,
senantiasa meningkatkan kemakmuran dan dapat menambah lapangan pekerjaan bagi
masyarakat kita. Namun di lain pihak, perkembangan industri memiliki dampak
terhadap meningkatnya kuantitas dan kualitas limbah yang dihasilkan termasuk di
dalamnya adalah limbah bahan berbahaya dan beracun (B3). Bila tidak ditangani
dengan baik dan benar, limbah B3 akan menimbulkan pencemaran terhadap
lingkungan. Pencemaran atau polusi bukanlah merupakan hal baru, bahkan tidak
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 4
sedikit dari kita yang sudah memahami pengaruh yang ditimbulkan oleh pencemaran
atau polusi lingkungan terhadap kelangsungan dan keseimbangan ekosistem
(Cerniglia, C.E. and Sutherland, J.B. 2001).
Data dari Deputi Pengendalian Pencemaran Kementerian Negara Lingkungan
Hidup (KLH) 2007, menyebutkan, setiap individu rata-rata menghasilkan 0,8
kilogram sampah dalam satu hari di mana 15 persennya adalah plastik. Dengan
asumsi ada sekitar 220 juta pen-duduk di Indonesia, maka sampah plastik yang
tertimbun men-capai 26.500 ton per hari; sedangkan jumlah timbunan sampah
nasional diperkirakan mencapai 176.000 ton per hari. Sementara data KLH 2007
menunjukkan, volume timbunan sampah di 194 kabupaten dan kota di Indonesia
mencapai 666 juta liter atau setara 42 juta kilogram, di mana komposisi sampah
plastik mencapai 14 persen atau 6 juta ton. Berdasarkan data KLH 2008, dari total
timbunan sampah nasional, jumlah sampah yang diolah dengan dikompos atau didaur
ulang hampir 5 persen atau setara 12.800 ton per hari. Dari total jumlah sampah
tersebut, 2 persen atau 204,16 ton per hari di antaranya adalah sampah organik
biodegradable.
Bahan polutan yang banyak dibuang ke lingkungan terdiri dari bahan pelarut
(kloroform, karbontetraklorida), pestisida (DDT, lindane), herbisida (aroklor,
antrazin, 2,4-D), fungisida (pentaklorofenol), insektisida (organofosfat), petrokimia
(polycyclic aromatic hydrocarbon [PAH], benzena, toluena, xilena), polychlorinated
biphenyls (PCBs), logam berat, bahan bahan radioaktif, dan masih banyak lagi
bahan berbahaya yang dibuang ke lingkungan. Untuk mengatasi limbah (khususnya
limbah B3) dapat digunakan metode biologis sebagai alternatif yang aman, karena
polutan yang mudah terdegradasi dapat diuraikan oleh mikroorganisme menjadi
bahan yang tidak berbahaya seperti CO2 dan H2O. Cara biologis atau biodegradasi
oleh mikro-organisme, merupakan salah satu cara yang tepat, efektif dan hampir
tidak ada pengaruh sampingan pada lingkungan (Anonymous, 2012).
B. Rumusan Masalah
1. Apakah Bioteknologi dan Bioremediasi ?
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 5
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Bagaimana teknik Bioremediasi ?
Penjelasan mengenai plasik dan Styrofoam ?
Mikroba yang tergolong perombak plastik ?
Bagaimana syarat pada proses Bioremediasi ?
Bagaimana proses Bioremediasi pada bakteri Pseudomonas aeruginosa ?
Proses optimalisasi kondisi dalam Bioremediasi ?
Bagaimana pandangan islam mengenai peran Pseudomonas sp dalam
Bioteknologi bioremediasi limbah plastik dan styrofoam ?
C. Tujuan
1. Mengetahui Bioteknologi dan Bioremediasi.
2. Mengetahui teknik Bioremediasi.
3. Mengetahui plastic dan Styrofoam.
4. Mengetahui mikroba yang tergolong perombak plastic.
5. Mengetahui proses Bioremediasi.
6. Mengetahui proses Bioremediasi pada Bakteri Pseudomonas aeruginosa.
7. Mengetahui optimalisasi kondisi dalam Bioremediasi.
8. Mengetahui pandangan
islam
mengenai peran
Pseudomonas sp dalam
Bioteknologi bioremediasi limbah plastik dan styrofoam ?
BAB II
PEMBAHASAN
A. Bioteknologi dan Bioremediasi
Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang
insinyur Hongaria pada tahun.Pada perkembangannya sampai pada tahun 1970,
bioteknologi selalu berasosiasi dengan rekayasa biokimia (biochemical engineering).
Definisi bioteknologi yang lebih luas yaitu penerapan prinsip-prinsip ilmiah dan
rekayasa pengolahan bahan oleh agen biologi seperti mikroorganisme, sel tumbuhan,
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 6
sel hewan, manusia, dan enzim untuk menghasilkan barang dan jasa (Buthelezi, et al.
2009).
Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi
polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh
mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia
polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus,
biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi,
strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak
berbahaya dan tidak beracun. (Aguskrisnoblog. 2012).
Ada dua jenis bioremediasi, yaitu in-situ (atau on-site) dan ex-situ (atau offsite). Pembersihan on-site adalah pembersihan di lokasi. Pembersihan ini lebih murah
dan lebih mudah, terdiri dari pembersihan, venting (injeksi), dan bioremediasi.
Sementara pada bioremediasi ex-situ atau pembersihan off-side dilakukan dengan
cara tanah yang tercemar digali dan dipindahkan ke dalam penampungan yang lebih
terkontrol, kemudian diberi perlakuan khusus dengan menggunakan mikroba.
Bioremediasi ex-situ dapat berlangsung lebih cepat, mampu meremediasi jenis
kontaminan dan jenis tanah yang lebih beragam, dan lebih mudah dikontrol dibanding
dengan bioremediasi in-situ (anonymous. 2012).
Gambar 1. Bioremidiasi in situ dan ex situ
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 7
Sumber:google.co.id/image/bioremidiasi
B. Teknik bioremediasi
Menciptakan lingkungan yang terkontrol untuk memproduksi enzim yang
sesuai bagi reaksi terkatalisis yang diinginkan. Kebutuhan dasar dari proses biologis
yaitu :
1. Kehadiran mikroorganisme dengan kemampuan untuk men-degradasi senyawa
target.
2. Keberadaan substrat yang dikenali dan dapat digunakan sebagai sumber energi
dan karbon.
3. Adanya pengumpanan yang menyebabkan terjadinya sintesa spesifik untuk
senyawa target.
4. Keberadaan sistem penerima donor elektron yang sesuai.
5. Kondisi lingkungan yang sesuai untuk reaksi terkatalisis enzim dengan
kelembaban dan pH yang mendukung.
6. Ketersediaan nutrien untuk mendukung pertumbuhan sel mikroba dan produksi
enzim.
7. Suhu yang mendukung aktivitas mikrobial dan reaksi terkatalisis.
8. Ketersediaan bahan atau substansi beracun terhadap mikroorganisme tersebut.
9. Kehadiran organisme untuk mendegradasi produk metabolit.
10. Kehadiran organisme untuk mencegah timbulnya racun antara.
11. Kondisi
lingkungan
yang
meminimumkan
organisme
kompetitif
bagi
mikroorganisme pendegradasi.
Tanpa adanya enzim yang mengkatalis reaksi degradasi, waktu yang dibutuhkan
untuk mencapai keseimbangan lama. Enzim mempercepat proses tersebut dengan
cara menurunkan energi aktivasi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk memulai suatu
reaksi.
Tanpa adanya mikroba, proses penguraian di lingkungan tidak akan
berlangsung. Kotoran, sampah, hewan, dan tumbuhan yang mati akan menutupi
permukaan bumi, suatu kondisi yang tidak akan pernah kita harapkan. Sebagai
akibatnya, siklus nutrisi atau rantai makanan akan terputus. Lintasan biodegradasi
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 8
berbagai senyawa kimia yang berbahaya dapat dimengerti berdasarkan lintasan
mekanisme dari beberapa senyawa kimia alami seperti hidrokarbon, lignin, selulosa,
dan hemiselulosa. Sebagian besar dari prosesnya, terutama tahap akhir metabolisme,
umumnya berlangsung melalui proses yang sama (Cerniglia, C.E. and Sutherland,
J.B. 2001).
Bioremediasi ini teknik penanganan limbah atau pemulihan lingkungan,
dengan biaya operasi yang relatif murah, serta ramah dan aman bagi lingkungan.
Bioremediasi adalah proses pembersihan pence-maran tanah dengan menggunakan
mikroorganisme (jamur, bakteri). Bio-remediasi bertujuan untuk memecah atau
mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun
(karbon dioksida dan air). Limbah adalah bahan sisa pada suatu kegiatan dan/atau
proses produksi. Limbah dapat dibedakan berda-sarkan nilai ekonomisnya dapat
digolongkan dalam 2 golongan,yaitu: 1. Limbah yang memiliki nilai ekonomis
limbah yang dengan proses lebih lanjut/diolah dapat memberikan nilai tambah. 2.
Limbah non ekonomis limbah yang tidak akan memberikan nilai tambah walaupun
sudah diolah, pengolahan limbah ini sifatnya untuk memper-mudah sistem
pembuangan. Ber-dasarkan sifatnya limbah dapat dibedakan menjadi : 1. Limbah
padat adalah hasil buangan industri yang berupa padatan, lumpur, bubur yang berasal
dari sisa kegiatan dan atau proses pengolahan. Limbah padat dibagi 2, yaitu: a.Dapat
didegradasi, contohnya sampah bahan organik, dan onggok. b.Tidak dapat didegradasi contoh plastik, kaca, tekstil, potongan logam. 2. Limbah Cair adalah sisa
dari proses usaha dan/atau kegiatan yang berwujud cair. 3. Limbah gas/asap adalah
sisa dari proses usaha dan/atau kegiatan yang berwujud gas / asap (Anonymous.
2010).
C. Plastik dan Styrofoam
Plastik adalah bahan yang paling banyak digunakan pada jaman modern ini.
Plastik sifatnya praktis, bersih, dan dapat dibentuk menjadi berbagai barang yang
amat berguna dan memudahkan keseharian kita. Walaupun begitu plastik adalah
limbah yang disebut-sebut tak dapat terurai, tak ramah lingkungan, dan merupakan
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 9
limbah paling berbahaya dan merepotkan yang menjadi masalah utama penanganan
limbah dunia. Meskipun bisa terurai, plastik membutuhkan waktu hingga ribuan
tahun untuk dapat terurai. Inilah yang menyebabkan masyarakat dari kalangan awam
hingga para ilmuwan menganggap plastik sebagai limbah yang tak dapat terurai
(Anonim, 2010).
Plastik terdiri atas berbagai senyawa yang terdiri polietilen, polistiren, dan
polivinil klorida. Bahan-bahan tersebut bersifat inert dan rekalsitran. Senyawa lain
penyusun plastik yang disebut plasticizers terdiri: (a) ester asam lemak (oleat,
risinoleat, adipat, azelat, dan sebakat serta turunan minyak tumbuhan, (b) ester asam
phthalat, maleat, dan fosforat. Bahan tambahan untuk pembuatan plastik seperti
Phthalic Acid Esters (PAEs) dan Polychlorinated Biphenyls (PCBs) sudah diketahui
sebagai karsinogen yang berbahaya bagi lingkungan walaupun dalam kon-sentrasi
rendah. Untuk dapat me-rombak plastik, mikroba harus dapat mengkontaminasi
lapisan plastik melalui muatan elektrostatik dan mikroba harus mampu menggunakan komponen di dalam atau pada lapisan plastik sebagai nutrien. Plasticizers yang
membuat plastik bersifat fleksibel seperti adipat, oleat, risinoleat, sebakat, dan
turunan asam lemak lain cenderung mudah digunakan, tetapi turunan asam phthalat
dan fosforat sulit digunakan untuk nutrisi. Hilangnya plasticizers menyebabkan
lapisan plastik menjadi rapuh, daya rentang meningkat dan daya ulur berkurang
(Anonim. 2009).
Plastik merupakan hidrokar-bon yang hampir keseluruhan rantainya tersusun
atas atom hidrogen dan karbon. Polimer ini di-disain untuk menghambat keluar
masuknya oksigen, sehingga produk ataupun makanan yang tersimpan di dalamnya
terawetkan dari proses biodegradasi alami atau pembusuk-kan. Untuk itulah plastik
dibuat sedemikian agar tidak mampu di-tembus sehingga dibutuhkan ratusan tahun
untuk mikroba mampu menguraikannya menjadi biogas dan biomassa (Koswara,
2006; Adam dan Clark, 2009).
Styrofoam atau plastik busa masih tergolong keluarga plastik. Bahan dasar
Styrofoam adalah polisterin, suatu plastik yang sangat ringan, kaku, tembus cahaya
dan murah tetapi cepat rapuh. Karena kelemahannya tersebut, polisterin dicampur
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 10
dengan seng dan senyawa butadien. Hal ini menyebabkan polisterin kehilangan sifat
jernihnya dan berubah warna menjadi putih susu (Sulchan&Endang, 2007).
Styrofoam dihasilkan dari campuran 90-95% polystyrene dan 5-10% gas
seperti n-butana atau n-pentana. Bahan dasar Styrofoam adalah polystyrene.
Polystyrene terbuat dari monomer styrene melalui proses polimerisasi. Polystyrene
bersifat inert kimiawi, kaku, transparan, rapuh (Info POM, 2008). Karena sifatnya
yang rapuh, maka polystyrene dicampur dengan seng dan senyawa butadiene. Hal ini
menyebabkan polystyrene kehi-langan sifat jernihnya dan berubah warna menjadi
putih susu. Kemudian untuk kelenturannya, ditambahkan zat plasticizer seperti
dioktil platat (DOP), butyl hidroksi toluene, atau n butyl stearat. Plastik busa yang
mudah terurai menjadi struktur sel kecil merupakan hasil proses peniupan dengan
menggunakan gas
klorofluorokarbon (CFC) sehingga membentuk buih (foam). Hasilnya adalah bentuk
seperti yang digunakan selama ini (Sulcan & Endang, 2007).
Styrofoam dapat digunakan untuk mengemas makanan pada rentang suhu
yang bervariasi. Hal ini disebabkan karena polystyrene se-bagai bahan dasar
pembuatan Styrofoam tidak tahan terhadap suhu dan sudah melembek pada suhu
77°C (Hartomo,1992). Menurut Ismariny, Kepala Bidang Polimer Rekayasa Pusat
Teknologi Material Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dalam
Ariyanto (2009), penggunaan kemasan plastik dan Styrofoam untuk makanan/
minuman dengan suhu lebih dari 60ºC sebaiknya dihindari untuk men-cegah
terjadinya migrasi ke dalam makanan. Semakin tinggi suhu makanan, semakin
banyak kompo-nen yang mengalami migrasi, masuk, dan bercampur dengan makanan
sehingga setiap kita mengkonsumsi makanan tersebut kita secara tidak sadar mengkonsumsi zat-zat yang termigrasi itu (Sulchan & Endang, 2007).
Kota
Jumlah Penduduk (Jiwa)
Rata-Tara
Timbunan
Sampah Per Hari
2005
2006
2007
2005
2006
2007
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 11
Medan
2.068.4
2.068.40
Jakarta Barat
00
1.565.4
0
1573.61
06
9
897.789
893.195
888.419
2.434.16
0
2.413.875 5442,
Jakarta Pusat
Jakarta Timur 2.385.1
2.067.288
4382,
4985,0
1565947
5500,
0
5500,
5500,0
0
0
4651,
0
5280,0
5272,
6592,7
21
3
8
Jakarta Utara
1.176.3
1.182.74
1.257.952 4180,
5161,0
Jakarta
07
1.708.2
9
1.709.02
0
1.728.248 5223,
5663,0
Selatan
69
4
Palembang
1.500.8
1.520.19
1.369.239 4698,
5100,0
Makasar
72
1.160.0
9
1.179.02
0
1.223.540 3580,
*
3661,8
Depok
11
1.335.7
4
1.369.46
1.420.480
3.764,0
Bandung
34
2.141.8
1
2.453.30
2.520.812 6.473,
7.500,0
Tanggerang
37
1.700.0
2
1.914.31
7
1.537.558 4.225,
00
Bekasi
6
1.914.31
2.066.913
Surabaya
2.599.7
6
2.740.49
2.809.679 6.700,
6.234,
9.560,0
Semarang
96
1.424.0
0
1.406.99
0
1.445.334 4.274,
0
3.805,
**
4.500,0
00
9
0
0
0
5.000,
3.367,0
0
2.790,0
0
0
Gambar 2. Tabel penumpukan sampah di perkotaan negara Indonesia
Keterangan: data hasil konfirmasi (kuesioner persampahan domestik); ** data
SLDH Kota Surabaya 2007
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 12
Sumber : http:// aguskrisnoblog. wordpress.com
D. Mikroba Perombak Plastik
Plastik banyak kegunaannya tetapi polimer sintetik plastik sangat sulit
dirombak secara alamiah. Akhir - akhir ini sudah mulai diproduksi plastik yang
mudah terurai. Plastik terdiri atas berbagai senyawa yang terdiri polietilen, polistiren,
dan polivinil klorida. Bahan - bahan tersebut bersifat inert dan rekalsitran. Senyawa
lain penyusun plastik yang disebut plasticizers terdiri: (a) ester asam lemak (oleat,
risinoleat, adipat, azelat, dan sebakat serta turunan minyak tumbuhan, (b) ester asam
phthalat, maleat, dan fosforat. Bahan tambahan untuk pembuatan plastik seperti
Phthalic Acid Esters (PAEs) dan Polychlorinated Biphenyls (PCBs) sudah diketahui
sebagai karsinogen yang berbahaya bagi lingkungan walaupun dalam kon-sentrasi
rendah (Anwariansyah. 2009).
Dari alam telah ditemukan mikroba yang dapat merombak plastik, yaitu terdiri
bakteri, aktinomycetes, jamur dan khamir yang umumnya dapat menggunakan
plasticizers sebagai sumber C, tetapi hanya sedikit mikroba yang telah ditemukan
mampu merombak polimer plastiknya yaitu jamur Aspergillus fischeri dan
Paecilomyces sp.
Sedangkan mikroba yang mampu merombak dan menggunakan
sumber C dari plasticizers yaitu jamur Aspergillus niger, A. Versicolor, Cladosporium
sp.,Fusarium sp., Penicillium sp.,Trichoderma sp., Verticillium sp., dan khamir
Zygosaccharomyces drosophilae, Saccharomyces cerevisiae, serta bakteri Pseudomonas aeruginosa, Brevibacterium sp. dan aktinomisetes Streptomyces rubrireticuli.
Untuk dapat merombak plastik, mikroba harus dapat mengkontaminasi lapisan
plastik melalui muatan elektrostatik dan mikroba harus mampu menggunakan
komponen di dalam atau pada lapisan plastik sebagai nutrien. Plasticizers yang
membuat plastik bersifat fleksibel seperti adipat, oleat, risinoleat, sebakat, dan
turunan asam lemak lain cenderung mudah digunakan, tetapi turunan asam phthalat
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 13
dan fosforat sulit digunakan untuk nutrisi. Hilangnya plasticizers menyebabkan
lapisan plastik menjadi rapuh, daya rentang meningkat dan daya ulur berkurang
(Anwariansyah. 2009).
Mikroorganisme Pseudomonas aeuruginosa
Klasifikasi Ilmiah
Kingdom
: Bacteria
Phylum
: Proteobacteria
Class
:Gamma Proteobacteria
Order
:Pseudomonadales
Family
: Pseudomonadaceae
Genus
: Pseudomonas
Species
:Pseudomonas aeruginosa
Gambar 3. Bakteri Pseudomonas
sp
(http://www.google.co.id/imgres/
pseudomonas aeruginosa)
(Wikipedia.org/wiki/pseudomonas)
Keberhasilan
penggunaan
bakteri
Pseudomonas
dalam
upaya
bioremediasi
lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon yang membutuhkan pemahaman tentang
mekanisme interaksi antara bakteri Pseudomonas sp. dengan senyawa hidrokarbon.
Kemampuan bakteri Pseudomonas sp. dalam mende-gradasi hidro-karbon dan dalam
menghasilkan biosurfaktan menun-jukkan bahwa isolat bakteri Pseudomonas sp.
berpotensi untuk digunakan dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran
hidrokarbon (Angga. 2009).
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 14
Genus pseudomonas terdiri dari sejumlah kuman batang gram negatif yang tidak
meragi karbohidrat, hidup aerob di tanah dan di air. Dalam habitat alam tersebar luas
dan memegang peranan penting dalam pembusukan zat organik. Bergerak dengan
flagel polar, satu atau lebih. Beberapa diantaranya adalah fakultatif khemoliotrof,
dapat memakai H2 atau CO sebagai sumber karbon katalase positif (Boel, Trelia,
2004).
Pseudomonas aeruginosa berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,6 x 2 μm.
Bakteri ini terlihat sebagai bakteri tunggal, berpa-sangan, dan terkadang membentuk
rantai yang pendek. P. aeruginosa termasuk bakteri gram negatif. Bakteri ini bersifat
aerob, katalase positif, oksidase positif, tidak mampu memfermentasi tetapi dapat
meng-oksidasi glukosa/ karbohidrat lain, tidak berspora, tidak mempunyai selubung
(sheat) dan mempunyai flagel monotrika (flagel tunggal pada kutub) sehingga selalu
bergerak. Bakteri ini dapat tumbuh di air suling dan akan tumbuh dengan baik dengan
adanya unsur N dan C. Suhu optimum untuk pertumbuhan P. aeruginosa adalah 42o
C. P. aeruginosa mudah tumbuh pada berbagai media pembiakan karena kebutuhan
nutrisinya sangat sederhana. Di laboratorium, medium paling sederhana untuk
pertum-buhannya digunakan asetat (untuk karbon) dan ammonium sulfat (untuk
nitrogen) (Boel, Trelia, 2004).
E. Syarat Proses Bioremediasi
Proses bioremediasi memerlukan beberapa persyaratan agar dapat berlangsung,
antaralain:
1. Mikroorganisme merupakan kunci pada kegiatan bioremediasi. Sehingga
organisme yang digunakan harus dapat merombak polutan secara lengkap dengan
kecepatan yang Reasonable sampai mencapai batas aman.
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 15
2. Mikroorganisme memerlukan tambahan sumber C dalam melakukan proses
degradasi polutan. Sehingga, perlu dilakukan penam-bahan elektron aseptor yang
sesuai, tergantung pada spesies mikroba dan kondisi lingkungan setempat,
misalnya O2 untuk polutan yang memerlukan kondisi aerob, nitrat, fumarat atau
sulfat untuk yang memerlukan kondisianaerob.
3. Kondisi lingkungan setempat sangat penting dalam aktivitas degradasi oleh
mikroorganisme, hal ini meliputi ketersediaan oksigen, kelembaban, pH, bahan
organik dan suhu.
4. Proses metabolisme oleh mikroorganisme perombak, hasil metabolismenya
tidak terakumulasi dan tidak menghasilkan metabolit yang lebih toksik dari
polutan induknya.
5. Bioavailability polutan menjadi faktor yang lebih penting untuk keberhasilan atau
kegagalan proses bioremediasi.
6. Faktor ekologi bagi mikroba sangat penting untuk diperhatikan, jangan sampai
mikroba perombak berada dalam kondisi stres secara ekologis atau berkompetisi
dengan mikrobalain yang non degradatif.
F. Proses Bioremediasi pada Pseudomonas aeruginosa
Menurut para ilmuwan bahan plastik yang tertimbun di dalam tanah
membutuhkan waktu ribuan tahun baru bisa diuraikan sepenuhnya oleh bakteri.
Namun hal itu tidak lagi akan menjadi masalah, karena sudah ditemukan cara agar
proses penguraian plastik oleh bakteri bisa dipercepat.
Untuk itu hanya membutuhkan media tanah, ragi dan air, sebagai fermenter atau
sarana untuk proses pembusukan. Plastik-plastik yang akan dihancurkan dikumpulkan
dan dimasukkan ke dalam tempat berisi tanah, bercampur ragi dan air.
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 16
tana
h
sampah plastik
air
enzim Laccase
ragi
bakteri pseudomonas aeruginosa
Gambar 4. Proses bioremediasi
Sampah plastik akan hancur dalam waktu yang luar biasa singkat hanya tiga
bulan berdasarkan hasil penelitian untuk jumlah tertentu dibanding perkiraan
ilmuwan sekitar 200 hingga 1000 tahun. Ini bukan sulap, tapi merupakan pekerjaan
makhluk sangat kecil bernama bakteri Pseudomonas aeuruginosa (Anwariansyah.
2009).
Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat tersebut tidak
ikut bereaksi. Dalam sel makhluk hidup, reaksi- reaksi kimia dapat berlangsung
dengan cepat karena adanya katalisator hidup atau biokatalisator, yaitu enzim. (S,
Amelia, 2010). Oleh karena itu, untuk mempercepat proses penguraian sampah
plastik oleh bakteri pseudomonas ini diperlukan enzim. Enzim laccase adalah enzim
yang mengkatalisis reaksi oksidasi senyawa fenolik seperti dan paradiphenols orto.
Enzim laccase secara luas didistribusikan pada tumbuhan tingkat tinggi dan jamur,
seperti golongan Ascomycetes dan Deuteromycetes juga telah di-temukan di serangga
dan bakteri. Selain itu enzim laccase juga dapat diperoleh dari screening pada jamur
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 17
yang dapat diperoleh dari tanaman seperti kubis, lobak, bit, apel, asparagus, kentang,
pir, dan berbagai sayuran lainnya. (Gaara, 2011).
G. Optimalisasi Kondisi Dalam Bioremediasi
Keberhasilan proses biodegradasi banyak ditentukan oleh aktivitas enzim.
Dengan
demikian
mikro-organisme
yang
berpotensi
meng-hasilkan
enzim
pendegradasi hidro-karbon, perlu dioptimalkan akti-vitasnya dengan pengaturan
kondisi dan penambahan suplemen yang sesuai. Dalam hal ini perlu diper-hatikan
faktor-faktor lingkungan yang meliputi kondisi lingkungan, temperatur, oksigen, dan
nutrient yang tersedia. 1) Lingkungan Proses biodegradasi memerlukan tipe tanah
yang dapat mendukung kelancaran aliran nutrient, enzm-enzim mikrobial dan air.
Terhentinya aliran tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kondisi anaerob sehingga proses biodegradasi aerobik menjadi tidak efektif. Karakteristik tanah yang
cocok untuk bioremediasi in situ adalah mengandung butiran pasir ataupun kerikil
kasar sehingga dispersi oksigen dan nutrient dapat berlangsung dengan baik. Kelembaban tanah juga penting untuk menjamin kelancaran sirkulasi nutrien dan substrat di
dalam tanah. 2) Temperatur. Temperatur yang optimal untuk degradasi hidrokaron
adalah 30-40 oC. Ladislao, et. al. (2007) mengatakan bahwa tem-peratur yang
digunakan pada suhu 38 oC bukan pilihan yang valid karena tidak sesuai dengan
kondisi di Inggris untuk mengontrol mikro-organisme pathogen. Pada tempe-ratur
yang rendah, viskositas minyak akan meningkat mengakibatkan volatilitas alkana
rantai pendek yang bersifat toksik menurun dan kela-rutannya di air akan meningkat
sehingga proses biodegradasi akan terhambat. Suhu sangat berpengaruh terhadap
lokasi tempat dilaksanakannya bioremediasi. 3) Oksigen. Langkah awal katabolisme
senyawa hidrokaron oleh bakteri maupun kapang adalah oksidasi substrat dengan
katalis enzim oksidase, dengan demikian terse-dianya oksigen merupakan syarat
keberhasilan degradasi hidrokarbon minyak. Ketersediaan oksigen di tanah
tergantung pada (a) kecepatan konsumsi oleh mikroorganisme tanah, (b) tipe tanah
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 18
dan (c) kehadiran substrat lain yang juga bereaksi dengan oksigen. Terbatasnya
oksigen, merupakan salah satu faktor pembatas dalam biodegradasi hidrokarbon
minyak. 4) Nutrien. Mikroorganisme me-merlukan nutrisi sebagai sumber karbon,
energy dan keseimbangan metabolism sel. Dalam penanganan limbah minyak bumi
biasanya dilakukan penambahan nutrisi antara lain sumber nitrogen dan fosfor
sehingga proses degradasi oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat dan
pertumbuhannya meningkat. 5) Interaksi antar Polusi Fenomena lain yang juga perlu
mendapatkan perhatian dalam mengoptimalkan aktivitas mikro-organisme untuk
bioremediasi
adalah
interaksi
antara
beberapa
galur
mikroorganisme
di
lingkungannya. Salah satu bentuknya adalah kome-tabolisme. Kometabolisme merupakan proses transformasi senyawa secara tidak langsung sehingga tidak ada energy
yang dihasilkan.
Proses bioremediasi harus memperhatikan antara lain tempe-ratur tanah,
derajat keasaman tanah, kelembaban tanah, sifat dan struktur geologis lapisan tanah,
lokasi sumber pencemar, ketersediaan air, nutrien (N, P, K), perbandingan C : N
kurang dari 30:1, dan ketersediaan oksigen. Biore-mediasi didefinisikan sebagai
proses penguraian limbah organik/anorganik polutan secara biologi dalam kondisi
terkendali. Penguraian senyawa kontaminan ini umumnya melibatkan mikroorganisme (khamir, fungi, dan bakteri). Pendekatan umum yang dilakukan untuk
meningkatkan biodegradasi adalah dengan cara yang pertama menggunakan mikroba
indigenous (bioremediasi instrinsik), kedua memodifikasi lingkungan dengan
penambahan nutrisi dan aerasi (biostimulasi), dan yang ketiga penambahan
mikroorganisme (bioaugmentasi).
H. Pandangan Islam Mengenai Peran Pseudomonas sp dalam Bioteknologi
Bioremediasi Limbah Plastik dan Styrofoam
Sesuai dengan firman Allah:
Qs. Al-Baqarah:164
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 19
Artinya :
“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan
siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan
apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi
sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan
pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh
(terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan”.
Surat An-Nur 45:
Artinya: Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, maka sebagian
dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua
kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan
apa yang dikehendaki-Nya, sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu.
Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah menciptakan makhluk hidup
bermacam-macam. Ada yang bisa dilihat dengan mata telanjang dan ada pula yang
hanya bisa dilihat dengan alat bantu misalnya saja dengan mikroskop. Salah satu
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 20
contoh dari makhluk mikroskopis
yaitu mikroorganisme. Allah menciptakan
makhluk hidup tidak hanya merugikan tetapi juga menguntungkan. Seperti halnya
jenis makhluk hidup hingga yang terkecil sekalipun (mikroorganisme) dan semuanya
membawa manfaat atau faedah bagi kepentingan manusia di bumi. Seperti halnya
jenis bakteri, protozoa dan lain sebagai-nya yang bermanfaat untuk bioremediasi
pelestarian lingkungan.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Bioteknologi memberikan solusi baru dalam lingkungan yang disebut dengan
bioremesiasi. Bioremediasi menggunakan mikroorganisme dalam membantu
mendegradasi limbah plastik dan Styrofoam. Plastik dan Styrofoam merupakan hasil
produk pabrik yang paling sering digunakan, karena itu jumlah produk ini menjadi
sangat banyak. Namun kelemahan dari produk ini adalah sulit dan lama waktu
terurainya, dan kedua produk ini dapat mencemari lingkungan. Oleh karena itu,
peran bioremediasi disini adalah membantu mengurai limbah ini adalah
menggunakan mikroorganisme yang produk hasilnya juga ramah lingkungan. Teknik
yang digunakan adalah dengan menambahkan bakteri tersebut dalam campuran
tanah, air dan ragi. Pada proses ini ditambahkan dengan enzim Laccase yang
digunakan untuk mempercepat reaksi bioremediasi tersebut.
B. Saran
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 21
Peran Pseudomonas sp. dalam bioteknologi bioremediasi limbah plastik dan
styrofoam ialah sangat bermanfaat sekali dalam membantu permasalahan
dilingkungan khusunya masalah pengelolaan limbah plastik yang sulit untuk
diuraikan dalam waktu yang cepat, akan tetapi plastic ini sangat sulit untuk diuraikan
dan membutuhkan waktu puluhan tahun bahkan jutaan tahun untuk mampu terurai
menyatu dengan tanah, semoga makalah ini bermnafaat untuk kita semua.
DAFTAR PUSTAKA
Aguskrisnoblog. 2012/ Peran Pekembangan Mikrobiologi Modern terhadap Masalah
Penumpukan Sampah di Kota Besar. http:// aguskrisnoblog.wordpress.com/
Angga. 2009. Pemanfaatan mikroba dalam bioremediasi. http://angga. Blogspot.Com/
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 22
Tanggal akses 21 Maret 2014 pukul 4.41
Ratnaningsih, desi. 2012. Peran bioteknologi dalam bioremediasi limbah plastic dan
Styrofoam. http://desi-ratnaningsih. Blogspot. Com/Siregar, Amelia. 2010.
Enzim dan Peranannya. http://www.chemistry .org/
Anonymous. 2012. Peranan bakteri pseudomonas sp bakteri.
kartikamedia.blogspot.com/ tangggal akses 21 Maret 2014 pukul 4.40
http://
Anonymous. 2009. peran bioteknologi dalam bioremediasi limbah plastik dan
styrofoam. http:// watchann. Wordpress .com/ tanggal akses 21 Maret
2014 pukul 4.42
Peran Pseudomonas sp. Dalam Bioteknologi Bioremediasi Limbah
Plastik dan Styrofoam 23