Biodegradasi Styrofoam Menggunakan Mikroba yang ada Pada Usus Ulat Hongkong

Styrofoam merupakan jenis plastik yang akhir-akhir ini sering dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti pelindung bahan elektronik, untuk keperluan dekorasi dan bahkan sebagai tempat makanan/minuman. Yang banyak tidak disadari adalah bahwa ternyata Styrofoam memiliki potensi bahaya yang tergolong tinggi baik bagi ekologi dan juga bagi Kesehatan manusia.

Beberapa dampak dari penggunaan Styrofoam pada ekologi dan Kesehatan manusia adalah :

• Bersifat karsinogenik. Bahan styrofoam mengandung benzena & stirena yang merupakan zat penyebab kanker terutama jika digunakan sebagai kemasan makanan. Disamping itu bahan tersebut juga dapat memicu permasalahan Kesehatan lainnya seperti kerusakan sumsum tulang belakang, gangguan fungsi kelenjar tiroid, dll.
• Sulit di daur ulang. Menurut penelitian para ahli, Styrofoam baru akan terdegradasi secara alami dalam kurun waktu 500 tahun. Dalam proses degradasinya Styrofoam akan terpecah menjadi partikel kecil (mikroplastik) yang akan menyebar dan mengotori udara.

Untuk mengurangi resiko dari limbah Styrofoam salah satu solusinya adalah dengan proses biodegradasi menggunakan mikroba yang terdapat pada usus ulat hongkong (Tenebrio molitor). Beberapa mikroba yang ada para usus ulat hongkong adalah :

• Acinetobacter septicus 69
• Aeromonas hydrophila 7
• Agrobacterium tumefaciens 8
• Enterobacter soli 1
• Klebsiella grimontii 1
• Pseudomonas multiresinivorans 1
• Pseudomonas nitroreducens 7
• Pseudomonas plecoglossicida 1
• Serratia marcescens 1
• Yokenella regensburgei 1

Proses biodegradasi dalam perut ulat adalah :

1. Polistiren (PS) lama untuk biodegradasi. Ulat makanan (larva Tenebrio molitor Linnaeus) mengunyah dan memakan styrofoam. Styrofoam terdegradasi secara efisien di dalam usus larva dalam waktu retensi kurang dari 24 jam. Diberi makan dengan Styrofoam sebagai satu-satunya makanan, larva hidup sebaik mereka yang diberi makan dengan makanan normal (dedak) selama 1 bulan. 

2. Analisis feses yang dikeluarkan dari larva yang diberi makan styrofoam, membuktikan bahwa pembelahan / depolimerisasi molekul PS rantai panjang dan pembentukan metabolit yang terdepolimerisasi terjadi di dalam usus larva. Dalam periode pengujian 16 hari, 47,7% karbon styrofoam yang tertelan diubah menjadi CO2 dan residu (sekitar 49,2%) dikeluarkan sebagai feses dengan fraksi terbatas yang dimasukkan ke dalam biomassa (sekitar 0,5%). Pengujian dengan PS berlabel 13C telah termineralisasi menjadi 13CO2 dan dimasukkan ke dalam lipid   (Yang et al. 2015)

Mikroorganisme dari genus Acinetobacter memanfaatkan protein AtaA (the trimeric autotransporter adhesins) yang menyebabkan auto agregasi dan meningkatkan daya rekat pada permukaan abiotik yang akan memberikan peluang untuk mendegradasi styrofoam.

Pada saat proses biodegradasi terjadi, mikroorganisme akan membuat koloni di permukaan plastik yang akan mengeluarkan eksoenzim yang dapat memecah polimer menjadi monomer - monomer. Monomer tersebut akan digunakan oleh mikroorganisme menjadi sumber metabolisme untuk pertumbuhan sehingga plastik menjadi terdegradasi. Biodegradasi Polistirena menghasilkan pemecahan menjadi Asam benzoat, karbon dioksisa dan air. Enzim monooksigenase akan mengkatalisis inkorporasi satu atom oksigen pada substrat dan menghasilkan hasil samping air (H2O).

Proses penggunaan ulat hongkong atau organisme yang bersimbiosis (sebagai inang) dengan bakteri pada pencernaannya dan menggunakan styrofoam sebagai pakan merupakan satu proses Upaya biodegradasi dalam rangka menekan jumlah styrofoam.

Tim penulis : Rais Nur Arief, S.T, Bambang Septian, S. Hut, Narendra Adey Kumala Dhuhita, S. Geo, Inneke Monica, S. Hut, Prof. Dra. Agnes Endang Sutariningsih Soetarto, M.Sc., Ph.D.

Daftar Pustaka :

Exprianan, Jenuinfri. 2023. Penambahan Bekatul, Bungkil Kedelai, Ragi dan Kombinasinya terhadap Kemampuan degradasi Styrofoam oleh Larva Tenebrio molitor L. (ulat Hongkong). FMIPA Univeristas Sriwijaya.  Skripsi

Hidayat, T.R., Indrawati, I, dan Herlina, T. 2020. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Pendegradasi Styrofoam asal tanah Tempat Pembuangan Akhir Sarimukti Bandung. Jurnal Pendidikan dan Biologi Vol 12: 2

Kim, H.W. a 1,Jin J, Kim, Y.B.,Kim LT,Cho, C.W., Chul, H.Yun,Chi W.S,Yeom, S. J. 2021. Biodegradation of Polystyrene by Bacteria From The Soil in Common Environments. Journal of Hazardous Materials Vol:416.

Oktari, A., Aprilani, M., Pudjiastuti, D.R. dan Fadhila, F. Uji Efektivitas Biodegradasi Larva Kumbang Mealworm (Tenebrio molitor) terhadap Limbah Plastik LDPE dan Styrofoam. Jurnal Pendidikan dan Biologi Vol 15(1) Hal :108-114

Park, J.W., Kim,M., Kim,S.Y., Bae,J., and Kim, T.J. 2023. Biodegradation of polystyrene by intestinal symbiotic bacteria isolated from mealworms, the larvae of Tenebrio molitor. Elsevier:Heliyon Vol 9.

Sriningsih, Atik dan Maya Shovitri. 2015. Potensi Isolat Bakteri Pseudomonas sebagai Pendegradasi Plastik. Jurnal Sains dan Seni ITS Vol.4, No 2

Yang Y., Yang, J., Wu, W.M., Zhao, J., Il, S.Y. ,Gao, L., Yang., and Jiang, L. 2015. Biodegradation and Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 1. Chemical and Physical Characterization and Isotopic Tests. Environmental Science & Technology 2015 49 (20), 12080-12086.  DOI: 10.1021/acs.est.5b02661