1

Potensi Isolat Bakteri Bacillus dalam Mendegradasi Plastik dengan Metode Kolom Winogradsky

Disarikan dari :Fiki Rahmah Fadlilah dan Maya ShovitriJurnal Teknik Pomits Vol 3, No 2 (2014)

Oleh : Jehan Noor Auda (082.12.034)

Jurusan Teknik LingkunganFakultas Arsitektur Lansekap dan Teknologi Lingkungan

Universitas Trisakti2015

2

EFEKSOLUSI

1. LATAR BELAKANG

3

2.1 Maksud

Memberikan pengetahuan mengenai degradasi polimer (plastik) dengan bantuan mikroba.

2.2 Tujuan

• Menjelaskan proses degradasi polimer (plastik) dengan metode biodegradasi

• Menjelaskan mikroba yang berperan penting dalam proses degradasi polimer (plastik)

2.3 Hipotesis

Metode biodegradasi dapat dijadikan alternatif degradasi polimer (plastik), karena prosesnya ramah

lingkungan

2. PENDAHULUAN

4

Terdapat tiga jenis metode degradasi polimer seperti fotodegradasi, degradasi termo-oksidatif dan

biodegradasi. Proses biodegradasi dapat dijadikan alternatif degradasi pilihan karena prosesnya yang ramah

lingkungan.

3.1 Polimer

Polimer berasal dari bahasa Yunani, yaitu poly yang berarti “many” (banyak) dan meros yang berarti “part”

(bagian). Secara lengkapnya, Polimer ialah rangkaian atom yang panjang dan berulang-ulang dan dihasilkan dari

sambungan beberapa molekul lain yang dinamakan monomer.

3. TINJAUAN PUSTAKA

5

3.2 Penggolongan Polimer Berdasarkan Asalnya

1. Polimer Alam

No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh

1. Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar umbi

2. Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu, Kapas

3. Protein Asam amino Kondensasi Susu, Daging, Telur, Wol, Sutera

4. Asam nukleat Nukleotida Kondensasi Molekul DNA dan RNA (sel)

5. Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet

6

2. Polimer Sintetis

No Polimer Monomer Terdapat pada

1. Polietena Etena Kantung, kabel plastik

2. Polipropena Propena Tali, karung, botol plastik

3. PVC Vinil klorida Pipa paralon, pelapis lantai

4. Polivinil alcohol Vinil alcohol Bak air

5. Teflon Tetrafluroetena Wajan atau panci anti lengket

6. Dakron Metil tereftalat dan etilene glikol

Pipa rekam magnetik, kain atau tekstil (wol

sintetis)

7. Nilon Asam adipat dan heksametilena diamin Tekstil

8. Polibutadiena Butadiena Ban motor

9. Poliester Ester dan etilena glikol Ban mobil

10. Melamin Fenol frmaldehida Piring dan gelas melamin

11. Epoksi resin Metoksi benzena dan alcohol sekunder Penyalut cat (cat epoksi)

7

3.3 Plastik

3.4 Biodegradasi

Biodegradasi adalah proses dimana mikroorganisme mampu mendegradasi atau memecah polimer

alam (seperti lignin, selulosa) dan polimer sintetik (seperti polietilen, polistiren). Setiap mikroorganisme

memiliki karakteristik degradasi yang berbeda, sehingga bervariasi antara satu mikroorganisme dengan

mikroorganisme yang lain.

Polimer rantai panjang

Dapat dibentuk menjadi film atau

fiber sintetik

Dapat menoleransi panas, keras, reliency dll

8

3.5 Mikroba Pendegradasi Polimer

3.6 Metode Kolom Winogradsky

Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk mendeteksi proses biodegradasi plastik yaitu dengan

metode Kolom Winogradsky. Metode kolom tersebut tergolong metode pengayaan yang menunjukkan

keberadaan mikroorganisme pada kondisi lingkungan yang kurang mendukung. Metode ini mendukung

suatu konsorsium. Konsorsium mikroorganisme mengontrol laju reaksi redoks dan memodifikasi lingkungan

membentuk biofilm

• Streptococcus sp • Staphylococcus sp• Micrococcus sp• Moraxella sp• Pseudomonas sp • Bacillus (masih parsial)

9

4.1 Prinsip Dasar

Metode yang digunakan adalah kolom Winogradsky, proses biodegradasi dilakukan selama 4

bulan, dengan parameter berat kering plastik, dan pengukuran densitas bakteri uji pada λ 600 nm.

4.2 Alat dan Bahan

Alat

Botol ukuran 1,5 Liter

Bahan

- Pasir steril

- Medium salt

- Kantong plastik hitam dan putih ( 15 X 4 cm)

4. STUDI KASUS

10

4.3 Metode Penelitian

1. Persiapan Kantong Plastik

Plastik putih dan hitam ukuran 15x4 cm yang telah

disterilkan dengan alkohol 70 %

2. Peremajaan Isolat Bakteri Uji dan Pembuatan

Strater

Tahap 1 : subkultur pada medium padat nutrient

agar

Tahap 2 : subkultur pada medium nutrient broth

3. Biodegradasi Plastik

Menggunakan metode kolom winogradsky.

Proses degradasi dilakukan selama 4 bulan.

Plastik hitam lebih sukar terdegradasi karena

mengandung zat aditif

11

4.4 Rumus Berikut adalah rumus perhitungan persentase kehilangan berat plastik :

Keterangan :

1. Wi adalah berat kering awal sebelum degradasi (gram)

2. Wf adalah berat kering akhir setelah degradasi (gram

4.5 Metode Analisis

• Isolat bakteri yang digunakan adalah Bacillus

• Proses biodegradasi dilakukan selama 4 bulan, dengan parameter berat kering plastik dan pengukuran

densitas bakteri uji pada λ 600 nm.

• Proses biodegradasi dengan metode kolom Winogardsky dilakukan dengan menggunakan medium Salt

Mineral Medium (MSM)

12

Penampang Mikroskopis Isolat Bacillus

Sebelum di

Inkubasi

Sesudah di

Inkubasi

Hasil rekonfirmasi yang dilakukan

menunjukkan :

Bakteri yang berperan dalam proses

dgradasi yang digunakan pada pra

masa inkubasi dan pasca masa

inkubasi adalah siolat mikroba

dengan karakter kunci gram positif

basil, membentuk endospora dan

anaerob fakultative

13

Pertumbuhan Bacillus Menurut Optical Density 600 nm Persentase Kehilangan Berat Plastik oleh Bakteri Bacillus

Jumlah densitas bakteri pada biofilm semakin

meningkat setiap bulan, menunjukkan kemampuan

bakteri dalam menggunakan polimer plastik

sebagai sumber karbon, sehingga bakteri mampu

membelah diri

Ketika diaplikasikan dengan isolat Bacillus

penurunan berat kering pada semua plastik uji

sudah terlihat dari bulan pertama setelah inkubasi,

namun setelah analisis statistika, pada bulan

pertama tidak terdapat perbedaan signifikan

14

Persen Degradabilitas Plastik

Pada Isolat Bacillus persen degradabilitas plastik

putih dan hitam secara berturut-turut adalah 1,9 %

dan 2,3 %

15

• Peningkatan densitas bakteri Bacillus pada plastik putih cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan

plastik hitam. Hal ini diasumsikan berkaitan dengan tingkat kejenuhan moleku polimer. Penambahan

adanya bahan aditif dan proses daur ulang meningkatkan tingkat kejenuhan molekul sehingga bakteri

susah untuk melakukan degradasi

• Terdapat berbagai faktor yang mempengaruhi biodegradasi antara lain adalah jenis polimer,

karakteristik organisme, dan jenis perlakuan yang diperlukan. Perubahan warna, pemisahan fasa, retak,

erosi dan delimitasi adalah beberapa karakteristik yang menunjukkan adanya degradasi polimer

• Terdapat dua enzim aktif yang terlibat dalam biodegradasi polimer yaitu enzim ekstraseluler dan

enzim intracellular depolymerases. Enzim ekstraseluler dan intraseluler yang berperan dalam

depolimerasi secara aktif memicu proses degradasi polimer secara bologis

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

16

• Plastik hitam memiliki tingkat persentase kehilangan berat kering plastik rendah jika dibandingkan

dengan plastik putih, yaitu hanya sebesar 6% setelah 4 masa inkubasi, karena plastik hitam

ditambahkan zat pewarna berlebihan. Penambahan adanya bahan aditif dan proses daur ulang

meningkatkan tingkat kejenuhan molekul sehingga bakteri susah untuk melakukan degradasi

17

1. Isolat bakteri Bacillus memiliki potensi dalam mendegradasi plastik uji, karena mampu tumbuh

dalam kolom Winogradsky selama 4 bulan masa inkubasi.

2. Isolat Bacillus memiliki Optical Density pada plastik hitam : putih sebesar 0,210: 0,234.

3. Pada isolat Bacillus persen degradabilitas plastik putih dan hitam secara berturut adalah 1,9% dan

2,3%.

5. KESIMPULAN

18

Rahmah Fadilah Fiki, Shovitri Maya. “Potensi Isolat Bakteri Bacillus dalam Mendegradasi Plastik dengan Metode

Kolom Winogradsky”. Jurnal Teknik Pomits (2014) Vol 3 No 2 ISSN : 2337-3539

Ainiyah Dewi Nur, Shovitri Maya. “Bakteri Tanah Sampah Pendegradasi Plastik dengan Kolom Winogradsky”. J

urnal Sains dan Seni Pomits (2014) Vol 3 No 2 2337-3520

Nathania Thalita Rahma, Kuswytasari Nengah Dwianita. “Studi Potensi Isolat Kapang Wonorejo Surabaya dalam

Mendegradasi Polimer Bioplastik Poly Hydroxy Butyrate (PHB)”. Jurnal Sains dan Seni Pomits (2013)

Vol 2 No 2 2337-3520

DAFTAR PUSTAKA