Para peneliti dari Jerman telah mengidentifikasi serta mengkarakterisasi strain bakteri yang dapat menguraikan plastik poliuretan.
“Bakteri dapat menggunakan senyawa ini sebagai satu-satunya sumber karbon, nitrogen, dan energi,” kata Dr. Hermann J. Heipieper, seorang ilmuwan senior di Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ di Leipzig Jerman dan rekan penulis. “Temuan ini merupakan langkah penting untuk dapat menggunakan kembali produk PU yang sulit didaur ulang.”
Poliuretan adalah senyawa polimer yang mengandung gugus fungsi uretan dalam rantai utamanya. Berbagai bahan yang biasanya terbuat dari poliuretan di antaranya adalah: karet busa, busa kaku, perekat, elastomeric, fiber, dan plastik padat yang keras. Poliuretan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi lainnya yang dapat memanfaatkan sifatnya yang ringan, berinsulasi, dan fleksibel.
Sayangnya, poliuretan sulit untuk didegradasi oleh organisme sehingga dapat menjadi bagian dari limbah plastik yang terakumulasi dan mengotori lingkungan. Untuk menghancurkan atau mendaur ulang poliuretan, diperlukan energi yang besar karena sebagian besar jenis plastik ini adalah polimer termoset yang tidak meleleh saat dipanaskan.
Limbahnya sebagian besar berakhir di tempat pembuangan sampah di mana ia dapat melepaskan sejumlah bahan kimia beracun, beberapa di antaranya bahkan bersifat karsinogenik.
Penggunaan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur untuk menguraikan plastik berbasis minyak bumi adalah bidang penelitian yang sedang berlangsung. Beberapa penelitian telah membahas biodegradasi poliuretan seperti makalah yang satu ini.
Tim dari Jerman berhasil mengisolasi bakteri, Pseudomonas sp. TDA1, dari sebuah tempat yang kaya akan limbah plastik yang tampaknya terlihat telah rapuh. Kondisi ini, menunjukkan harapan dalam memecah beberapa ikatan kimia yang membentuk plastik poliuretan.
Para peneliti melakukan analisis genom untuk mengidentifikasi jalur degradasi di lapangan. Mereka membuat penemuan awal tentang faktor-faktor yang membantu mikroba memetabolisme senyawa kimia tertentu dalam plastik untuk digunakan sebagai energi. Mereka juga melakukan analisis dan eksperimen lainnya untuk memahami kemampuan bakteri.
Strain khusus ini adalah bagian dari kelompok bakteri yang terkenal karena kekebalannya terhadap senyawa organik beracun dan kondisi ekstrim lainnya, menurut Dr. Christian Eberlein dengan Pusat Penelitian Lingkungan Helmholtz – UFZ.
“Sifat itu juga disebut toleransi-pelarut dan merupakan salah satu bentuk mikroorganisme ekstremofil,” katanya.
Penelitian ini adalah bagian dari program ilmiah Uni Eropa yang dijuluki P4SB (From Plastic waste to Plastic value using Pseudomonas putida Synthetic Biology), yang berusaha menemukan mikroorganisme yang berguna yang dapat mengubah biokonversi plastik berbasis minyak bumi menjadi plastik yang sepenuhnya dapat terurai secara hayati. Sesuai namanya, proyek ini berfokus pada bakteri yang dikenal sebagai Pseudomonas putida .
Selain poliuretan, konsorsium P4SB, yang mencakup Pusat Penelitian Lingkungan Helmholtz-UFZ, juga menguji kemanjuran mikroba untuk mendegradasi plastik yang terbuat dari polietilen tereftalat (PET), yang umumnya digunakan sebagai bahan untuk membuat botol kemasan air mineral.
Heipieper mengatakan bahwa langkah pertama dari setiap penelitian di masa depan terhadap Pseudomonas sp. TDA1 akan mengidentifikasi gen yang mengkode enzim ekstraseluler yang mampu menguraikan senyawa kimia tertentu dalam poliuretan berbasis poliester. Enzim ekstraseluler ini, juga disebut exoenzymes, adalah sejenis protein yang dikeluarkan di luar sel bakteri yang dapat menyebabkan reaksi biokimia – sehingga dapat menghancurkan plastik.
Namun, tidak ada rencana dalam waktu dekat untuk merekayasa enzim ini atau enzim lainnya yang menggunakan teknik biologi sintetis untuk produksi bioplastik. Misalnya, secara genetik merekayasa bakteri yang mampu mengubah senyawa kimia berbasis minyak bumi menjadi senyawa yang dapat terbiodegradasi.
Penelitian ini telah diterbitkan di Frontiers in Microbiology.
