Degradasi Phenanthrene oleh Bacillus subtilis CYA27 dengan Penambahan Dispersan

Abstract

Kasus tumpahan minyak bumi kerap terjadi di Indonesia, termasuk empat kasus besar dalam lima tahun terakhir di Teluk Balikpapan, Kepulauan Seribu, Pesisir Karawang, dan Kepulauan Riau. Tumpahan minyak ini mengintroduksikan senyawa hidrokarbon aromatik polisiklik ke lingkungan yang bersifat toksik dan sulit terdegradasi secara alami sehingga menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan manusia. Teknik biodegradasi yang memanfaatkan bakteri pendegradasi hidrokarbon yang dikombinasikan dengan dispersan dapat menjadi solusi penanganan tumpahan minyak di lingkungan. Tujuan penelitian ini yaitu menganalisis efektivitas dan mekanisme B. subtilis CYA27 dengan penambahan dispersan selama proses degradasi phenanthrene. Penelitian ini menggunakan phenanthrene sebagai model pencemaran senyawa hidrokarbon aromatik polisiklik untuk menganalisis pengaruh penambahan dispersan terhadap kemampuan degradasi oleh B. subtilis CYA27. Percobaan penelitian dilakukan dengan menggunakan simulasi pencemaran phenanthrene pada air laut dengan total pencemaran 100 mL dalam erlenmeyer 250 mL. Dua jenis dispersan yang digunakan yaitu Bio-OSD (berbasis minyak kelapa sawit) dan Non-Bio-OSD (berbasis minyak bumi). Pengaruh penambahan dispersan terhadap efektivitas degradasi phenanthrene diperoleh dari data efisiensi degradasi phenanthrene masing-masing dispersan sebesar 73,9% dan 46,7% setelah 35 hari inkubasi. Peningkatan degradasi phenanthrene ini melalui mekanisme dispersan meningkatkan bioavailabilitas phenanthrene melalui penurunan ukuran droplet dan peningkatan aktivitas emulsifikasi, serta dispersan yang berperan sebagai sumber karbon primer tambahan dalam mekanisme cometabolisme. Selain itu, penambahan dispersan memengaruhi metabolisme B. subtilis CYA27 dalam degradasi phenanthrene. Hal ini didukung oleh deteksi aktivitas enzim intraseluler yaitu enzim catechol 1,2-dioxygenase (C12O) dan catechol 2,3-dioxygenase (C23O) serta jalur metabolisme yang dipilih, yang menunjukkan keterlibatan enzimatik dalam pembelahan cincin aromatik. Analisis metabolit pada sistem degradasi phenanthrene menunjukkan bahwa jalur degradasi phenanthrene dengan penambahan dispersan melalui jalur salicylic acid dan phthalic acid yang kemudian memasuki siklus tricarboxylic acid (TCA). Membandingkan dengan perlakuan tanpa dispersan, metabolit yang teridentifikasi yaitu 4-methoxy-1-naphthol, sebagai metabolit yang mengalami metoksilasi. Hal ini merupakan mekanisme B. subtilis CYA27 dalam mengurangi tingkat toksisitas senyawa antara phenanthrene namun dalam prosesnya tidak memasuki siklus TCA. Hasil temuan penelitian ini menunjukkan bahwa dispersan tidak hanya meningkatkan bioavailabilitas, tetapi juga berpengaruh terhadap metabolisme bakteri. Penelitian ini memberikan wawasan baru tentang katabolisme phenanthrene dan peran dispersan dalam proses degradasi pencemaran senyawa hidrokarbon aromatik polisiklik di lingkungan laut.