Potensi Bakteri Halotolerant Asal Bledug Kuwu Sebagai Pendegradasi Mikroplastik Low Density Poly Ethylene (LDPE).

Abstract

Mikroplastik merupakan salah satu sumber kontaminasi produk olahan laut, vektor mutagenik pengikat senyawa limbah beracun, mengganggu sistem pencernaan makhluk hidup yang memakannya, dan merusak ekosistem. Low Density Polyethylene (LDPE) merupakan polimer mikroplastik yang berlimpah keberadaanya, memiliki struktur lentur dibandingkan jenis polimer lain sehingga mudahuntuk terurai menjadi mikroplastik. Penelitian ini bertujuan untuk mengurangi keberadaan mikroplastik di lingkungan. Delapan bakteri diujikan untuk mengetahui kemampuan menguraikan mikroplastik LDPE pada penelitian ini bersumber dari lumpur Bledug Kuwu, Keradenan Jawa Tengah. Laut menjadi ekosistem yang banyak dicemari mikroplastik sehingga, perlu dilakukan upaya pencarian bakteri yang memiliki kemampuan tumbuh pada media garam (halotoleran). Kedelapan isolat telah diuji pada media Halophilic Synthetic Agar (HSA) dengan konsentrasi kadar NaCl 0%,5%,10%, dan 15%. Terdapat bakteri mampu hidup pada kadar NaCl 0-10% yakni BK1, BK3, BK4, BK5, BK6, dan BK7. Keenam bakteri tersebut dikelompokan sebagai bakteri halotoleran moderat. Dua bakteri yakni BK2 dan BK8 hanya mampu hidup pada kadar NaCl 0-5% serta dikelompokan sebagai bakteri halotoleran rendah. Uji penapisan terhadap kemampuan kedelapan bakteri dalam mendegradasi mikroplastik LDPE powder pada media Artificial Sea Water (ASW) berdasarkan ada atau tidaknya zona bening dengan kadar NaCl 5% dan Glucose 0,5%.Terdapat dua bakteri yang membentuk zona bening yakni BK1 dan BK3 setelah 90 hari inkubasi. Penentuan kemampuan bakteri mendegradasi mikroplastik LDPE dilakukan berdasarkan susut bobot substrat mikroplastik dan karakteristiknya, kemampuan membentuk biofilm, hidrofobisitas dan kadar total gula pereduksi. Bakteri BK1 mampu menurunkan bobot mikroplastik sebesar 5,32% dan BK3 sebesar 6,03%. Bakteri BK1 menunjukan susut bobot pertama kali pada hari ke-30 dengan kadar gula total pada media sebesar 10 mg/ml, sedangkan bakteri BK3 menunjukan aktivitas susut bobot 6,03 % pada hari ke 40 dengan kadar gula total media 8,14 mg/ml. Laju pembentukan biofilm dan hidrofobisitas bakteri terhadap permukaan mikroplastik LDPE terus meningkat hingga hari ke 90. LDPE mikroplastik hasil degradasi oleh BK1 menunjukan penurunan indeks kristalinitas sebesar 13%, dan 12% dibanding kontrol. Permukaan mikroplastik LDPE pasca degradasi menunjukan tekstur lebih kasar dan berlubang. Hal tersebut divisualisasi oleh Scanning Electron Microscope (SEM). Bakteri BK1 teridentifikasi sebagai Stenotrophomonas maltophilia dan bakteri BK3 sebagai Enterococcus sp.

The accumulation of microplastics has been recognized as a harmful component to the life of marine organisms and food products. Low-density polyethylene (LDPE) is reported to be the most abundant microplastic pollutant in the marine environment. Here, we investigated the biodegradation of LDPE microplastics by newly halotolerant bacteria from a saline mud area in Bledug Kuwu, Central Java, Indonesia. Of the eight bacteria isolates, BK1 and BK3 showed a clear zone in agar media containing LDPE. After 90 d incubation, BK1 and BK3 degraded 5 % (w/w) and 6 % (w/w) of LDPE microplastic in an Artificial Sea Water medium. During the biodegradation, the bacterial growth rate, biofilm formation, and hydrophobicity value significantly increased after 40 d incubation when the glucose concentration in the media was limited. SEM analysis displayed the destruction of the LDPE surface after treatment. FTIR analysis showed the removal of the C=C group at 861 cm-1, the addition of alkyl at 1019–1058 cm-1, and hydroxyl groups at 3000–3500 cm-1, indicating biodegradation. XRD analysis corroborated the degradation of LDPE by decreasing the crystallinity index from 36% (control) to 23% for BK1, and 24% for BK3, respectively. According to molecular identification, the two bacterial isolates were identified as S. maltophilia (BK1) and Enterococcus sp.(BK3). This study suggests that S. maltophilia (BK1) and Enterococcus sp. (BK3) potentially to be used to degraded LDPE in contaminated marine microplastics.