PEMANFAATAN MEALWORM (LARVA Tenebrio Molitor Linnaeus) SEBAGAI SOLUSI PENCEMARAN TANAH DARI SAMPAH PLASTIK

Widi Widayat 0402514025

Program Studi Pendidikan IPA

Program Pascasarjana Universitas Negeri Semarang

Email: fbiterpadu@gmail.com

ABSTRAK

Sampah plastik merupakan masalah yang sudah dianggap serius bagi pencemaran

lingkungan khususnya bagi pencemaran tanah. Bahan plastik merupakan bahan organik yang tidak dapat terurai oleh bakteri. Solusi pemanfaatan sampah plastik dengan cara mendaur ulang dan dijadikan produk baru. Upaya pengelolaan daur ulang sampah plastik telah banyak dilakukan oleh pemerintah, seperti dengan menyediakan tempat sampah yang sudah dipecah menjadi beberapa kategori sampah (sampah basah dan sampah kering). Akan tetapi strategi ini masih belum memberikan hasil yang signifikan dalam reduksi jumlah sampah plastik. Dengan kata lain, diperlukan solusi untuk menangani permasalahan sampah plastik. Seorang Ilmuwan dari Stanford University Wei-Min Wu menemukan organisme pemakan

plastik. Mealworm atau ulat tepung memiliki kemampuan untuk mengurai plastik

berbahan polystyrene. Dalam penelitian pertama, dia dan timnya memberikan 34-39

miligram Styrofoam ke 100 ulat tepung. Styrofoam juga termasuk plastik, tersusun atas

bahan polystyrene. Ulat tepung mampu mengubah styrofoam menjadi karbon dioksida

CO2 dan butiran-butiran materi yang dapat diuraikan. Saat melakukan tes kesehatan,

Min Wu mengetahui bahwa ulat tepung yang memakan styrofoam sama sehatnya

dengan ulat tepung yang memakan biji-bijian. Dalam studi kedua, Min Wu menggunakan mikroba dalam saluran pencernaan ulat tepung. Mikroba itulah yang membuat ulat tepung dapat menguraikan styrofoam. Dalam percobaan, mikroba

diminta menguraikan polystyrene. Walaupun kecepatan penguraiannya lebih lambat,

mikroba itu tetap dapat melakukannya.

Kata kunci: Sampah plastik, Mealworm

Pendahuluan

Sampah merupakan suatu produk buangan yang dihasilkan dari

berbagai macam aktivitas manusia yang mana apabila tidak dikelola dengan

baik akan mengakibatkan pencemaran dan kerusakan lingkungan secara fisik

maupun biologis. Sampah dapat berasal dari kegiatan domestik, perdagangan,

pertanian, maupun proses produksi suatu kegiatan dari industri . Peningkatan

kuantitas sampah kota merupakan konsekuensi logis dari perkembangan kota

di mana terjadi peningkatan penggunaan plastik untuk keperluan rumah

tangga berdampak pada peningkatan timbunan sampah. Di wilayah

perkotaan bahwa sampah yang dihasilkan selain sampah domestik juga

terdapat sampah dari hasil kegiatan komersil. Sampah yang dihasilkan

didominasi sampah yang sulit diuraikan seperti plastik.

Dewasa ini pemakaian plastik sebagai bahan pengemas makanan atau

minuman berkembang pesat. Salah satu kelemahan plastik adalah sukar

terdegrasi oleh mikroorganisme. Plastik setelah digunakan dibuang, akan

menimbulkan sampah yang semakin menumpuk dari hari ke hari, sehingga

dapat menimbulkan masalah lingkungan yang serius. Menurut Desnelli dan

Miksusanti (2010) Untuk mengantisipasi masalah lingkungan yang

ditimbulkan oleh menumpuknya sampah plastik, maka perlu dicari langkah-

langkah yang tepat. Langkah yang ditempuh harus aman bagi konsumen

polimer itu sendiri dan tidak merusak lingkungan.

Sampah plastik merupakan masalah yang sudah dianggap serius bagi

pencemaran lingkungan khususnya bagi pencemaran tanah. Bahan plastik

merupakan bahan organik yang tidak dapat terurai oleh bakteri. Solusi

pemanfaatan sampah plastik dengan cara mendaur ulang dan dijadikan

produk baru. Upaya pengelolaan daur ulang sampah plastik telah banyak

dilakukan oleh pemerintah, seperti dengan menyediakan tempat sampah yang

sudah dipecah menjadi beberapa kategori sampah (sampah basah dan sampah

kering). Akan tetapi strategi ini masih belum memberikan hasil yang

signifikan dalam reduksi jumlah sampah plastik. Dengan kata lain, diperlukan

solusi untuk menangani permasalahan sampah plastik.

Seorang Ilmuwan dari Stanford University menemukan organisme

pemakan plastik. Wei-Min Wu (2015) mengungkap bahwa mealworm atau

ulat tepung memiliki kemampuan untuk mengurai plastik berbahan

polistirena. Dalam penelitian pertama, dia dan timnya memberikan 34-39

miligram Styrofoam ke 100 ulat tepung. Styrofoam juga termasuk plastik,

tersusun atas bahan polistirena(Wei-Min Wu, 2015). Ulat tepung mampu

mengubah styrofoam menjadi karbon dioksida CO2 dan butiran-butiran materi

yang dapat diuraikan (Wei-Min Wu, 2015). Saat melakukan tes kesehatan,

Min Wu mengetahui bahwa ulat tepung yang memakan styrofoam sama

sehatnya dengan ulat tepung yang memakan biji-bijian.Dalam studi kedua,

Min Wu menggunakan mikroba dalam saluran pencernaan ulat tepung.

Mikroba itulah yang membuat ulat tepung dapat menguraikan styrofoam.

Dalam percobaan, mikroba diminta menguraikan polistirena. Walaupun

kecepatan penguraiannya lebih lambat, mikroba itu tetap dapat

melakukannya (Wei-Min Wu, 2015).

Berdasarkan uraian di atas, perlu diadakan kajian yang bertujuan

untuk mengurangi pencemaran tanah yang disebabkan oleh sampah plastik

dengan memanfaatkan Mealworm sebagai pengurai sampah plastik. Kajian ini

diharapkan dapat dijadikan salah satu cara untuk mengatasi pencemaran

tanah yang disebabkan oleh plastik.

Sampah Plastik

Plastik adalah polimer rantai panjang dari atom yang mengikat satu

sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau

"monomer". Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau

semisintetik, namun ada beberapa polimer alami yang termasuk plastik.

Plastik terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan

dapat juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi

Wikipedia.org/plastik. Bahan penyusun plastik pada umumnya adalah

polystyrene Suharto (2011).

Plastik merupakan material yang secara luas dikembangkan dan

digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa

penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi

220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Suharto (2011) mengatakan secara garis

besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yakni plastik

yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset. Thermoplastic dapat

dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk lain,

sedangkan jenis thermoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan

kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari

adalah dalam bentuk thermoplastic.

Saat ini plastik diklasifikasikan menjadi 6 (enam) kelompok. Ciri

masing-masing kelompok plastik dibedakan atas nama populernya, rumus

molekul, kegunaan, dan dapat didaur-ulang atau tidak. Pengelompokan

plastik berdasarkan suharto (2011) itu adalah PET, HDPE, PVC, LDPE, PP,

PS.

PET adalah singkatan dari polyethylene terephthalate; merupakan

resin polyester yang tahan lama, kuat, ringan dan mudah dibentuk ketika

panas. kepekatannya adalah sekitar 1,35 – 1,38 gram/cc, ini membuatnya

kokoh, rumus molekulnya adalah ( -CO-C6H5-CO-O-CH2-CH2-O-)n. PET

dapat ditemukan pada botol air, botol soda, botol jus, botol minyak goreng,

dan kemasan makanan. PET berciri jernih, kadang berwarna hijau. PET

dapat didaur-ulang menjadi produk baru seperti bahan kain, sepatu, koper,

karpet, rak, panel pintu dan banyak lagi.

HDPE adalah singkatan dari High Density Polyethylene merupakan

resin yang liat, kuat dan kaku yang berasal dari minyak bumi, yang sering

dibentuk dengan cara meniupnya. Rumus molekulnya adalah (-CH2- CH2-)n.

HDPE dapat ditemukan pada cerek susu, botol detergen, botol obat, botol oli

mesin, botol shampoo, kemasan juice, botol sabun cair, kemasan kopi dan

botol sabun bayi.

PVC adalah singkatan dari Polyvinyl Chloride merupakan resin yang

liat dan keras yang tidak terpengaruh oleh zat kimia lain. Rumus molekulnya

adalah (-CH2- CHCl-)n. PVC dapat dijumpai pada tanda lalu lintas, botol

minyak goreng, kabel listrik, botol pembersih kaca, mainan, botol shampoo,

pipa air, kemasan kerut, dan kemasan makanan cepat saji. PVC tidak dapat di

daur ulang. Yang terbaik adalah menghindari produk yang menggunakan

plastik jenis ini sebagai kemasan.

LDPE adalah singkatan dari Low Density Polyethylene (LDPE)

merupakan plastik yang mudah dibentuk ketika panas, yang terbuat dari

minyak bumi, dan rumus molekulnya adalah (-CH2-CH2-)n. LDPE adalah

resin yang keras, kuat dan tidak bereaksi terhadap zat kimia lainnya,

kemungkinan merupakan plastik yang paling tinggi mutunya. LDPE dapat

dijumpai pada tas plastik, botol, kotak penyimpanan, mainan, perangkat

komputer dan wadah yang dicetak.

PP singkatan dari Polypropylene merupakan plastik polymer yang

mudah dibentuk ketika panas, rumus molekulnya adalah (-CHCH3-CH2-)n.

Polypropylene dapat dijumpai pada wadah makanan, kemasan, pot tanaman,

tutup botol obat, tube margarin, tutup lainnya, sedotan, mainan, tali, pakaian

dan berbagai bentuk yang bukan botol.

PS singkatan dari Polystyrene merupakan plastik polymer yang mudah

dibentuk bila dipanaskan, rumus molekulnya adalah (-CH(C6H5)CH2-)n.

Polystyrene dapat dijumpai pada perkakas dari plastik, kotak CD, gelas

plastik, wadah makanan dan nampan. Polystyrene tidak mudah didaur-ulang.

Mealworm

Mealworm adalah larva Tenebrio molitor Linnaeus (darkling bettle). Ada

lebih dari 20.000 jenis kumbang yg mulai gelap dan mealworm datang dari

molitor spesies Tenebrio.

(a) (b)

Gambar 1. a. Mealworm b. Tenebrio molitor Linnaeus (darkling bettle)

Klasifikasi mealworm dalam taksonomi berasal Kerajaan Animalia

(hewan), Filum Arthropoda (arthropoda), Kelas Insecta (serangga), Orde

Coleoptera (kumbang), Keluarga Tenebrionidae, Genus Tenebrio, Spesies T.

molitor. Kumbang gelap mengalami metamorfosis sempurna yaitu telur, larva,

pupa, dan dewasa. Kumbang gelap membutuhkan waktu yang berbeda di

setiap tahap metamorfosis dikarenakan faktor lingkungan seperti suhu,

kelembaban, makanan, dan air.

Telur berbentuk kacang putih kecil dengan ukuran setitik debu. Telur

lengket dan cepat tersembunyi oleh kotoran, debu, dan substrat. Ini akan

memakan waktu sekitar 1-4 minggu untuk menetas sampai larva muncul.

Fase kedua adalah jentik-jentik (larva coklat). Fase ini berlangsung

sekitar delapan sampai sepuluh minggu. Pada fase inilah disebut mealworm.

Ketika pertama kali menetas, mealworm cukup kecil tetapi akan tumbuh 1-1,5

inci. Karena memiliki exoskeleton keras, mealworm akan perlu untuk

meranggas dan melepas kulit luarnya yang keras untuk tumbuh. Molts akan

terjadi sepuluh sampai dua puluh kali selama tahap kehidupan. Sebuah worm

baru- akan lembut dan putih, tetapi exoskeleton akan cepat mengeras.

Selama meranggas, sebuah mealworm itu akan berubah menjadi pupa

alien-seperti putih. Pada tahap ini, mealworm tidak memiliki mulut atau anus

sehingga tidak makan. mealworm memiliki kaki dan sayap tunas, tetapi

mereka tidak berfungsi. Tahap kehidupan akan berlangsung satu sampai tiga

minggu sebagai pupa mengubah organ dan tubuh menjadi dewasa.

Tahap akhir dari kehidupan serangga adalah sebagai kumbang gelap

(darkling bettle) dan berlangsung satu sampai tiga bulan. Kumbang akan

menjadi putih dengan exoskeleton lembut. Kemudian kulit terluar akan

mengeras, berubah menjadi cokelat dan kemudian hitam. Kumbang tidak

memiliki sayap keras sehingga tidak dapat terbang.

Gambar 2. Fase metamorphosis Darkling beetle

Setelah sekitar satu hingga dua minggu dari kehidupan dewasa,

kumbang akan mulai kawin dan bereproduksi. Beberapa hari setelah kawin,

kumbang betina akan menggali ke dalam tanah atau substrat dan bertelur.

Kumbang peternak produktif dan betina dapat meletakkan ratusan telur

selama kehidupan dewasa mereka.

Kumbang ini dapat ditemukan di setiap daerah di seluruh dunia.

Mereka biasanya hidup di tempat yang gelap, dingin, tempat-tempat lembab,

seperti di bawah batu dan kayu.

Pemanfaatan Mealworm dalam Menguraikan Sampah Plastik

Sampah global setiap hari selalu bertambah bahkan cenderung

menumpuk. Setiap tahun, masyarakat Amerika Serikat membuang sekitar 2,5

miliar styrofoam plastik dan itu hanya sebagian kecil dari 33 juta ton plastik

yang orang Amerika buang setiap tahunnya. Kurang dari 10 persen dari total

styrofoam yang dapat didaur ulang, dan sisanya menimbulkan berbagai

masalah, seperti kontaminasi air yang menyebabkan hewan keracunan.

Dengan memasukkan seekor mealworm yaitu larva kecil dari darkling beetle,

dapat hidup dengan memakan Styrofoam dan bentuk lain dari polystyrene.

Hal ini telah diteliti oleh Wei-Min Wu melalui 2 penelitiannya tentang

biodegradasi plastik. Mikroorganisme yang terdapat di dalam usus ulat

tepung mampu mengurai plastik dalam prosesnya, sebuah temuan yang

mengejutkan dan penuh harapan (Azhari, Adri Aswin. 2015).

Di dalam laboratorium, 100 mealworm memakan antara 34 hingga 39

miligram styrofoam seukuran pil kecil setiap hari. Cacing tersebut

mengonversi sekitar setengah dari styrofoam ke dalam bentuk karbon

dioksida, seperti yang mereka lakukan pada sumber makanan yang lainnya.

Dalam waktu 24 jam, mereka mengeluarkan sebagian besar plastik yang

tersisa dalam bentuk fragmen yang terbiodegradasi dan terlihat mirip seperti

kotoran kelinci kecil. Mealworm secara teratur diberi makan styrofoam yang

sehat, seperti makanan yang dikonsumsi mereka sehari-hari, dan limbah

mereka aman untuk digunakan sebagai pupuk tanaman.

Para peneliti termasuk Wu, telah menunjukkan dalam penelitian

sebelumnya bahwa waxworms, larva mealmoths dari India, memiliki

mikroorganisme dalam usus mereka yang dapat mengurai polietilen, plastik

yang digunakan dalam produk seperti kantong sampah. Namun, penelitian

baru yang dilakukan pada mealworm merupakan yang paling signifikan,

karena styrofoam telah dianggap sebagai bahan yang tidak dapat terdegradasi

dan lebih bermasalah bagi lingkungan.

Berdasarkan penelitian Min Wu (2015), mealworm mulai egest fecula

12-24 jam setelah menelan Styrofoam menunjukkan retensi singkat waktu

(<24 jam) untuk Styrofoam yang terdapat di usus. fecula segar dikumpulkan

dan dianalisa untuk menentukan apakah terjadi perubahan struktur kimia dan

komposisi Styrofoam yang tertelan setelah perjalanan melalui usus.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa depolimerisasi/ pembelahan

struktur rantai panjang dari PS berlangsung dan fragmen berat molekul

rendah yang baru terbentuk dalam usus mealworm. Pengamatan penurunan di

Mn dan Mw diindikasi utama terjadi depolimerisasi dan degradasi polimer,

Gambar 4. Diagram Skematik dari Sistem Degradasi Polysterene di Usus

Mealworm

𝐶 − polystyrene⬚13

depolymerization

intermediates

𝐶𝑂2⬚13

fecula

𝐶⬚13 − 𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑠

Gambar 3. Penguraian Polysterene oleh Mealworm. (Min Wu, Wei &

Rui Fu Yang, 2015)

Pada gambar jelas terlihat bahwa usus mealworm dapat dianggap

sebagai bioreaktor yang efisien. Proses Fisik dan biokimia "Pengobatan"

(dengan mengunyah, menelan, pencampuran, bereaksi dengan isi usus,

mikroba degradasi oleh konsorsium mikroba usus, mengambil produk

metabolisme oleh tuan rumah, dll) yang penting untuk keberhasilan degradasi

Polysterene dengan cepat dalam bioreaktor. Komunitas mikroba dapat

menguraikan rumus kimia polysterene pada usus mealworm. Degradasi

Polysterene ini dapat dianalogikan dengan mikroba selulosa kayu pada rayap

untuk saling menguntungkan dari metabolism konsorsium mikroba.

Hal ini menjadikan referensi penelitian untuk mengoptimalkan

pemanfaatan mealworm yang selama ini dianggap tidak berguna dan musuh

yang selalu dihindari. Sampah plastik yang selama ini menjadi problematika

global menemukan titik terang untuk diuraikan. Sampah plastik yang ada

diletakkan ke dalam tempat pembuangan akhir (terbuat dari batu bata atau

tong). Kemudian dimasukkan larva mealworm untuk mencerna plastik

tersebut. Mealworm dapat dimanfaatkan selama 8-10 minggu. Setelah itu larva

mealworm akan memasuki fase pupa/ Pada saat itu mealworm tidak dapat lagi

digunakan sehingga perlu diganti dengan kelompok mealworm yang

selanjutnya. Jadi tindakan ini harus kontinu.

Setiap hari selama 12-24 jam, mealworm akan mengubah sampah

menjadi kotoran seukuran butir-butir kecil yang dapat dimanfaatkan sebagai

pupuk tanaman. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan sebelumnya.

Gambar 5. Langkah pemanfaatan mealworm untuk menguraikan

sampah plastik

memisahkan sampah plastik

dengan sampah non

plastik

masukkan mealworm pada tong

sampah yang berisi sampah

plastik

kontrol perkembangan

penguraian sampah plastik

dan kondisi mealworm

Dengan pemanfaatan mikroorganisme ini, selain masalah sampah

plastik akan berkurang juga dihasilkan pupuk tanaman. Plastik akan diubah

menjadi pupuk oleh mealworm. Pemanfaatan mealworm ini harus ttetap

memperhatikan pengelolaan sampah yang baik. Pengelolaan sampah yang

baik dapat mempermudah untuk mengendalikan sampah sehingga dapat

digunakan untuk pemanfaatan sampah yang lebih berguna.

Simpulan dan Saran

Simpulan dari artikel ini adalah (1) Mealworm adalah larva serangga

pertama yang dilaporkan mampu menyederhanakan atau mengurai dan

memineralisasi umum persisten berbasis minyak bumi dari plastik polysterene

(2) menyajikan solusi yang meyakinkan bahwa biodegradasi efektif dan

mineralisasi dari Polysterene atau styrofoam, terjadi di saluran usus dari

mealworm sehingga dapat dijadikan sebagai solusi pencemaran tanah dari

sampah plastik. Saran yaitu (1) perlu penelitian lebih lanjut dalam pengelolaan

sampah plastik; (2) diperlukan penelitian lebih lanjut kotoran yang dihasilkan

mealworm; (3) diperlukan koordinasi lebih lanjut dengan pihak yang berwenang

mengenai pengelolaan sampah plastik.

Daftar Pustaka

Anonim. 2015. Life Cycle of Mealworm. http://mealwormcare.org/life-cycle/,

diakes 8-11-2015.

Anonim. 2015. Mealworm’s life cycle.

http://www.enchantedlearning.com/subjects/insects/beetles/mealwor

m/mealwormlifecycle.shtml, diakses 8-11-2015.

Azhari, Adri Aswin. 2015. Mealworm yang Lapar dapat Mendaur Ulang

Sampah Styrofoam (diterjemahkan dari

http://www.futurity.org/mealworms-styrofoam-1015252-2/).

http://bagikertas.blogspot.co.id/2015/10/mealworm-yang-lapar-dapat-

mendaur-ulang.html, diakses 8-11-2015.

Min Wu, Wei & Rui fu Yang. 2015. Biodegradation and Mineralization of

Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 1. Chemical and Physical

Characterization and Isotopic Tests. Environmental Science &

Technology, 2015, 49, 12080-12086.

http://www.researchgate.net/publication/282046766, diakses 6-11-

2015.

Desnelli & Miksusanti. 2010. Studi Biodegradasi Blend PVC-Minyak Nabati

Epoksi Sebagai Salah Satu Upaya Mengurangi Pencemaran Lingkungan Oleh

Limbah Plastik. Jurnal Penelitian Sains Vol 13 2010.

https://jpsmipaunsri.files.wordpress.com/2010/08/07-c-desneli.pdf

diakses 07-11-2015.

Suharto. 2011. Rancangan Produk Bahan Plastik Daur Ulang Sebagai Upaya

Peningkatan Industri Kreatif. Jurnal rekayasa .Jurusan Teknik Mesin

Politeknik Negeri Semarang vol VI

2011.http://www.polines.ac.id/rekayasa/upload/jurnal/jurnal_rekay

asa_1335760925.pdf diakses 06-11-2015.