Peneliti Laboratorium Mengungkap Jamur Amazon yang Bisa ‘Memakan’ Plastik
Plastik merupakan bahan yang sulit terurai hingga membutuhkan waktu yang sangat lama. Oleh karena itu, plastik dianggap sebagai bahan yang tidak dapat terdegradasi. Penumpukan plastik menjadi limbah padat di permukaan bumi, dan jika dikonsumsi dapat menyebabkan kematian pada hewan. Lama-kelamaan plastik akan terpapar oleh sinar UV yang membentuk partikel halus sehingga meningkatkan luas permukaan dan mobilitas.
Akibatnya, partikel halus tersebut lebih mudah masuk ke dalam rantai makanan dan memberikan dampak serius bagi semua makhluk hidup. Pembuangan limbah plastik ke lautan menyebabkan akumulasi bahan kimia beracun, yang mengganggu pencernaan, sumbatan saluran pencernaan, dan reproduksi pada organisme laut. Penguraian plastik dapat dilakukan dengan beberapa metode, seperti fotodegradasi, degradasi termo-oksidatif, degradasi hidrolitik, dan biodegradasi.
Metode biodegradasi merupakan metode pengurai yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan metode lainnya karena proses penguraiannya dilakukan oleh mikroba. Proses pada metode ini melibatkan pertumbuhan jamur di permukaan plastik, lalu plastik dikonsumsi sebagai sumber makanan bagi jamur. Cara jamur mengonsumsi plastik adalah dengan mengeluarkan enzim-enzim pengurai (cutinase, lipase, protease, esterase, dan lain-lain).
Jamur Pengurai yang Ditemukan di Amazon
Salah satu penemuan penting yang dilakukan oleh tim peneliti dari Yale University dalam ekspedisi ke hutan hujan Amazon adalah jamur Pestalotiopsis microspora, jamur pengurai poliuretan (salah satu jenis plastik yang sulit terdegradasi). Jamur Pestalotiopsis dapat ditemukan di lautan, sungai, danau, udara, tanah, dan berbagai jaringan tanaman. Berdasarkan jenis habitatnya, spesies Pestalotiopsis menunjukkan fungsi ekologi yang berbeda-beda.
Contohnya, jamur ini dapat bertindak sebagai saprofit, yang hidup pada jaringan tanaman dan menyebabkan penyakit di daun, ranting, maupun bunga. Jamur ini termasuk jenis endofitik yang ditemukan di hutan hujan Amazon, dan menjadi terkenal karena kemampuannya yang dapat mendegradasi poliuretan. Endofitik merupakan karakteristik mikroba yang hidup di dalam jaringan tanaman tanpa menyebabkan penyakit.
Mekanisme Degradasi Plastik
Proses degradasi plastik dapat dilakukan oleh enzim-enzim yang mampu memotong ikatan kimia pada rantai poliuretan. Enzim-enzim yang terlibat adalah cutinase, lipase, protease, esterase, dan lain-lain. Mekanisme enzimatik ini dapat dilakukan oleh aktivitas jamur yang tumbuh di atas permukaan plastik. Jamur, seperti Pestalotiopsis microspora menempel pada plastik dan mensekresikan enzim untuk mengonsumsi plastik sebagai sumber nutrisinya.
Lama-kelamaan polimer-polimer dalam plastik akan terpolimerisasi dan terdegradasi lalu menghasilkan air, karbon dioksida, dan metana sebagai produk akhirnya. Jamur juga menghasilkan senyawa hydrophobins untuk membantu melapisi hifa dengan substrat hidrofobik. Enzim intraseluler pada jamur merupakan mekanisme internal yang berperan dalam detoksifikasi dan adaptasi jamur.
Sistem ini dimediasi oleh Phase I enzyme epoxidase, Phase 2 enzyme transferase yang terlibat pada reaksi oksidasi dan konjugasi. Selain itu, ada sistem enzim ekstraseluler (produksi hidrolase) yang terlibat pada degradasi polisakarida dan lignin. Aktivitas enzimatik oleh jamur dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti kelembapan, pH, suhu, dan lain-lain. Jamur menyukai kondisi lingkungan yang lembab dengan pH sesuai untuk mengaktifkan enzim pengurai plastik.
Suhu berperan dalam proses biodegradasi, bahan polimer yang memiliki titik leleh tinggi akan memerlukan waktu yang lebih lama untuk terdegradasi dibandingkan polimer dengan titik leleh rendah. Keunikan dari jamur Pestalotiopsis microspora adalah kemampuannya dalam mendegradasi plastik bahkan dalam kondisi anaerob (tanpa oksigen). Hal ini sangat berpotensi untuk digunakan dalam pengolahan limbah plastik di lingkungan tertutup seperti di tempat pembuangan akhir.
Penelitian kedepannya akan memodifikasi jamur secara genetik untuk meningkatkan efisiensi dalam mengurai berbagai jenis plastik. Teknologi berbasis biologi menjadi alternatif yang menjanjikan dalam mengatasi masalah limbah plastik global. Pemanfaatan mikroba pengurai plastik mendukung keamanan ekosistem dalam sistem daur ulang plastik.
Ingin memastikan penelitian mikroba, enzim, atau material Anda diuji dengan akurat dan sesuai standar? IML Research menyediakan layanan analisis laboratorium komprehensif untuk mendukung riset bioteknologi, mikrobiologi, hingga uji karakterisasi material. Percayakan kebutuhan pengujian Anda pada tim ahli dan fasilitas berstandar tinggi agar setiap keputusan berbasis data yang dapat diandalkan. Hubungi IML Research untuk konsultasi dan rekomendasi uji yang tepat bagi proyek Anda.
Author: Safira Prisya D
Editor: Sabilla Reza
Referensi:
Ekanayaka, A. H., Tibpromma, S., Dai, D., Xu, R., Suwannarach, N., Stephenson, S. L., Dao, C., & Karunarathna, S. C. (2022). A review of the fungi that degrade plastic. Journal of Fungi, 8(8), 772. https://doi.org/10.3390/jof8080772
Srikanth, M., Sandeep, T. S. R. S., Sucharitha, K., & Godi, S. (2022). Biodegradation of plastic polymers by fungi: A brief review. Bioresources and Bioprocessing, 9, 42. https://doi.org/10.1186/s40643-022-00532-4
Wu, C., Wang, Y., & Yang, Y. (2022). Pestalotiopsis diversity: Species, dispositions, secondary metabolites, and bioactivities. Molecules, 27(22), 8088. https://doi.org/10.3390/molecules27228088
