Jamur Pemakan Plastik: Solusi Menghadapi Krisis Sampah Plastik

Akumulasi plastik yang berkepanjangan diketahui menimbulkan bahaya kesehatan dan berdampak pada lingkungan, hingga menjadi ancaman secara global. Ini adalah polimer berbahan dasar minyak bumi yang diproduksi sekitar 300 juta ton setiap tahun.

Bagaimana jamur “memakan plastik”? Istilah tersebut mengacu pada jamur yang mampu mendegradasi plastik. Biodegradasi merupakan penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana seperti air dan karbondioksida, dengan memanfaatkan mikroorganisme salah satunya adalah jamur. Namun perlu diperhatikan bahwa tidak semua jamur dapat memakan plastik. Jamur adalah kelompok organisme beragam dengan kemampuan fisiologis berbeda. Beberapa di antaranya dikenal sebagai ‘jamur saprofit’, yang memiliki kemampuan menguraikan bahan organik kompleks. Inilah golongan jamur yang mendapat perhatian dalam upaya menangani limbah plastik.

Limbah plastik terdiri dari tujuh jenis polimer berbahan dasar minyak bumi, diantaranya polietilen tereftalat (PET), polistiren yang diperluas (EPS), polietilen (PE), poliuretan (PU), poliamida (PA), polipropilen ( PP), dan polivinil klorida (PVC). Produk Polyethylene (PE) banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena kemudahan dan nilai ekonomisnya. Namun, PE adalah salah satu bahan polimer yang sangat tahan terhadap degradasi. Ternyata menurut penelitian ditemukan jamur pendegradasi plastik jenis PE yaitu Aspergillus flavus  PEDX3, diisolasi dari usus ngengat lilin Galleria mellonella. Selain itu genus Aspergillus , Penicillium, Fusarium, Acremonium, Phanerochate, dan Alternaria telah terbukti memecah poliolefin yaitu PE, PP, dan PS.

Daftar Isi

• Mikoorganisme yang berperan
• Enzim yang berperan dalam biodegradasi plastik
• Mekanisme Biodegradasi
• Referensi:

Mikoorganisme yang berperan

Bakteri, alga, dan jamur memiliki kemampuan untuk menguraikan plastik. Namun tidak mampu memineralisasi plastik secara sempurna. Pengetahuan mengenai keterlibatan enzim dalam degradasi plastik masih terbatas, terutama pada alga.

Enzim yang berperan dalam biodegradasi plastik

Jamur menghasilkan berbagai macam enzim yang berpotensi memecah ikatan kimia polimer plastik, diantaranya mangan peroksidase (MnP) dan lignin peroksidase (LiP), terkait dengan degradasi lignin. Enzim ini mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi dan mengubah beberapa senyawa menjadi produk teroksidasi atau terpolimerisasi.

1. Cutinase adalah subkelas enzim esterase, menghidrolisis poliester dengan massa molar tinggi.
2. Lipase adalah enzim yang mengkatalisis hidrolisis lipid, merupakan subkelas enzim esterase
3. Protease adalah enzim yang memecah rantai peptida panjang menjadi peptida pendek melalui hidrolisis, proses ini disebut proteolisis
4. Esterase adalah enzim hidrolase yang memecah ester menjadi alkohol dan asam dengan penambahan molekul air
5. Laccases adalah enzim yang mengkatalisis degradasi lignin

Mekanisme Biodegradasi

Mekanisme penguraian plastik oleh jamur (source: Okal et all., 2023)

Awalnya mikroba seperti bakteri dan jamur mengolonisasi pada permukaan plastik, dengan memanfaatkannya sebagai substrat dan sumber sebagai nutrisi. Oleh karena itu, polimer mengalami depolimerisasi secara perlahan dan degradasi terjadi melalui proses mineralisasi, dimana H2O (air), CO2 (karbon dioksida), CH2 (metana) adalah produk akhir. Pertumbuhan jamur menyebabkan pembengkakan dan pemecahan skala kecil, karena jamur menembus padatan polimer. Kolonisasi  jamur pada permukaan plastik dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti kelembaban, pH, suhu, dan lain-lain. Kelembaban yang cukup diperlukan untuk aktivasi jamur, lingkungan pH yang sesuai berperan dalam aksi enzim pada polimer plastik, dan suhu berperan dalam proses biodegradasi. Polimer dengan titik leleh tinggi memerlukan waktu lebih lama untuk terdegradasi dibandingkan dengan polimer dengan titik didih rendah.

Referensi:

[1] Okal, J., Heng, G., Magige, E.A., Khan, S., Wu, S., Ge, Z., Zhang, T., Mortimer, P.E., Xu, J. 2023. Insights into the mechanisms involved in the fungal degradation of plastics. Ecotoxicology and Environmental Safety, 262. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115202

[2] Srikanth, M., Sandeep, T.S.R.S., Sucharitha, K., Godi, S. 2022. Biodegradation of plastic polymers by Fungi: a brief reiew. Bioresources and Bioprocessing, 9:42. https://doi.org/10.1186/s40643-022-00532-4

[3] Temporiti MEE, Nicola L, Nielsen E, Tosi S. Fungal Enzymes Involved in Plastics Biodegradation. Microorganisms. 2022 Jun 8;10(6):1180. doi: 10.3390/microorganisms10061180. PMID: 35744698; PMCID: PMC9230134.