Para ilmuwan menemukan mikroba yang bisa menghancurkan plastik dalam cairan yang diambil dari rumen, kompartemen terbesar dari perut ruminansia.
JERNIH – Perut sapi ternyata mengandung mikroba yang dapat memproses jenis plastik tertentu. Jenis-jenis plastik yang bisa dimakan mikroba ini antara lain polyethylene terephthalate (PET) yang digunakan dalam botol soda, kemasan makanan, dan kain sintetis.
Para ilmuwan sudah menemukan fakta menarik ini. Mereka menemukan mikroba ini dalam cairan yang diambil dari rumen, kompartemen terbesar dari perut ruminansia. Ruminansia adalah kelompok hewan berkuku, seperti sapi dan domba, yang mengandalkan mikroorganisme untuk membantu memecah makanan mereka dari vegetasi kasar.
Rumen bertindak sebagai inkubator untuk mikroba ini, yang mencerna atau memfermentasi makanan yang dikonsumsi oleh sapi atau ruminansia lainnya, menurut University of Minnesota, AS.
Para peneliti menduga bahwa beberapa mikroba yang bersembunyi di dalam rumen sapi seharusnya mampu mencerna poliester, zat yang molekul-molekul komponennya dihubungkan oleh gugus ester. Sebab, karena pola makan herbivora mereka, sapi mengonsumsi poliester alami yang diproduksi oleh tumbuhan. Poliester alami itu disebut sebagai kutin.
“Sebagai poliester sintetis, PET memiliki struktur kimia yang mirip dengan bahan alami ini. Kutin membentuk sebagian besar kutikula, atau lapisan luar lilin dari dinding sel tanaman, dan dapat ditemukan berlimpah misalnya di kulit tomat dan apel,” kata Doris Ribitsch, seorang ilmuwan senior di University of Natural Resources and Life Sciences di Wina, Austria yang meneliti mikroba ini.
“Ketika jamur atau bakteri ingin menembus buah seperti itu, mereka memproduksi enzim yang mampu membelah kutin ini, atau memecah ikatan kimia di dalam zat tersebut,” lanjut Ribitsch seperti dilansir Live Science.
Secara khusus, kelas enzim yang disebut kutinase dapat menghidrolisis kutin, yang berarti mereka memulai reaksi kimia di mana molekul air memecah zat tersebut menjadi potongan-potongan kecil.
Termasuk Dua Jenis Plastik Lain
Ribitsch dan rekan-rekannya telah mengisolasi enzim-enzim semacam itu dari mikroba-mikroba di masa lalu dan menyadari bahwa sapi mungkin menjadi sumber makluk pemakan poliester serupa. “Hewan-hewan ini memakan dan mendegradasi banyak bahan tanaman, jadi sangat mungkin Anda dapat menemukan mikroba seperti itu yang hidup di perut sapi,” katanya.
Faktanya, dalam studi baru mereka yang diterbitkan di jurnal Frontiers in Bioengineering and Biotechnology pada 2 Juli 2021, para peneliti menemukan bahwa mikroba-mikroba dari rumen sapi tidak hanya dapat mendegradasi PET tetapi juga dua jenis plastik lainnya.
Kedua jenis plastik tersebut adalah polybutylene adipate terephthalate (PBAT) digunakan dalam kantong plastik kompos, dan polyethylene furanoate (PEF) yang terbuat dari bahan yang berasal dari tumbuhan yang dapat diperbarui.
Untuk menilai seberapa baik mikroba yang terbawa rumen ini dapat memakan plastik, tim menginkubasi setiap jenis plastik dalam cairan rumen selama satu hingga tiga hari.
Mereka kemudian mengukur produk sampingan yang dilepaskan oleh plastik tersebut, untuk menentukan apakah dan seberapa luas mikroba dapat memecah plastik menjadi bagian-bagian komponennya. Cairan rumen paling efisien memecah PEF, tetapi dapat juga mendegradasi ketiga jenis plastik itu, tim melaporkan.
Tim kemudian mengambil sampel DNA dari cairan rumen untuk mendapatkan gambaran tentang mikroba spesifik mana yang mungkin bertanggung jawab atas degradasi plastik tersebut. Sekitar 98 persen DNA mikroba yang bertanggung jawab atas penguraian ini adalah bakteri, dengan genus yang paling dominan adalah Pseudomonas.
Beberapa spesies dari genus ini memang telah terbukti dapat memecah plastik di masa lalu, menurut laporan dalam jurnal Applied Microbiology and Biotechnology dan Journal of Hazardous Materials.
Bakteri dari genus Acinetobacter juga muncul dalam jumlah tinggi dalam cairan rumet tersebut. Beberapa spesies dari genus itu memang juga telah terbukti memecah poliester sintetis, menurut laporan tahun 2017 di Journal of Agricultural and Food Chemistry.
Ke depan, Ribitsch dan timnya ingin sepenuhnya mengkarakterisasi bakteri-bakteri pemakan plastik dalam cairan rumen dan menentukan enzim-enzim spesifik mana yang digunakan bakteri-bakteri itu untuk mengurai plastik.
Jika mereka bisa mengidentifikasi enzim-enzim yang berpotensi berguna mendaur ulang sampah plastik, mereka kemudian dapat merekayasa secara genetik mikroba yang menghasilkan enzim tersebut dalam jumlah besar tanpa perlu mengumpulkan mikroba tersebut langsung dari perut sapi. “Dengan cara ini, enzim-enzim ini dapat diproduksi dengan mudah dan murah, untuk digunakan pada skala industri,” kata Ribitsch. [*]
