Peran Pseudomonas putida dalam Menjaga Lingkungan

Apa yang muncul di benak kalian ketika membaca atau mendengar tentang bakteri? Pasti kalian berpikir bakteri adalah suatu makhluk hidup yang bersifat parasit. Itu tidak salah teman-teman, tapi tahukah kalian kalau ada bakteri yang dapat membantu memulihkan lingkungan? Bakteri itu adalah Pseudomonas putida.

Mengenal lebih dekat bakteri pemakan minyak

Bakteri pemakan minyak yaitu Pseudomonas putida, yang termasuk ke dalam genus Pseudomonas yang berbentuk bulat oval, dengan dimensi (0,5-1) x (1,5-5,0) µm, berbentuk melengkung, menghirup oksigen, fleksibel dengan satu atau lebih filamen kutub, dan dapat tumbuh di kondisi dengan kelembaban tinggi. (Mzoughi, dkk. 2004).

Sumber: www.shutterstock.com

Dapat tumbuh optimal pada suhu kamar dan bersifat aerob, ditemukan di tanah dan air, mikroba yang berperan penting untuk proses dekomposisi, degradasi biologis nitrogen dan siklus karbon merupakan karakteristik dari Pseudomonas putida. Karena bersifat non-patogen bagi manusia dan tumbuhan, Pseudomonas putida lebih aman digunakan (Budihartono et al., 2009).

Bakteri Pseudomonas putida menghasilkan metabolit sekunder HCN, Fe (III), dan antibiotik, antibiotik yang dihasilkan seperti phloroglucionol, pyrrolonitrin, phenazine, pyocyanin dan asam ekstraseluler pseudomonas serta enzim (Soesanto, 2008). Dapat memproduksi siderophores yang dapat secara alami menekan pertumbuhan patogen. Asam organik seperti asam oksalat juga dapat dihasilkan oleh Pseudomonas putida, asam ini dapat mengikat unsur P untuk meningkatkan serapan fosfat setelah tumbuhan. (Premone, 1994).

Memahami mekanisme interaksi antara bakteri Pseudomonas putida dan senyawa hidrokarbon sangat penting untuk keberhasilan penggunaan bakteri Pseudomonas putida untuk memperbaiki kondisi lingkungan akibat pencemaran minyak. Pseudomonas putida merupakan bakteri hidrokarbon-klastik yang mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon. Teknologi ini disebut bioremediasi.

Apa itu bioremediasi?

Teknologi meremediasi lingkungan tercemar untuk mengurangi toksisitas polutan menggunakan mikroba disebut bioremediasi (Halden, R. dkk 1999). Bioremediasi adalah penggunaan mikroorganisme terpilih yang tumbuh pada polutan tertentu untuk mengurangi tingkat polusi. Selama proses bioremediasi, struktur polutan toksik dimodifikasi enzim yang dihasilkan mikroorganisme menjadi kurang kompleks, sehingga menjadi metabolit yang tidak toksik (Priadie, 2012). Biodegradasi polutan alami maupun yang dihasilkan dari aktivitas manusia merupakan peran penting dipegang oleh komunitas mikroba.

Teknologi bioremediasi untuk mengatasi tantangan lingkungan yang terkait dengan pertambangan, produksi minyak, dan pencemaran lainnya (pestisida dan logam berat). telah diatur oleh undang-undang Pemerintah Indonesia melalui Kementerian Lingkungan Hidup No. 128 Tahun 2003 tentang tata cara dan persyaratan teknis, serta tentang pengolahan limbah minyak bumi dan tanah yang tercemar minyak secara biologis (bioremediasi), yang juga menetapkan bahwa bioremediasi dilakukan oleh mikroorganisme setempat.

Pemanfaatan mikroorganisme perombak polutan untuk membersihkan lingkungan tercemar merupakan istilah dari bioremidiasi. Kehadiran mikroba plasmid yang mengandung banyak gen penyandi berbagai enzim perombak polutan, memiliki kemampuan untuk merombak lingkungan yang tercemar polutan. Bahan organik di biosfer dipecah oleh bakteri dan jamur heterotrofik menjadi proses mendasar bioremidiasi. Mikroorganisme ini memiliki kemampuan untuk menggunakan senyawa organik alami sebagai sumber energi dan karbon. Proses dekomposisi yang berlangsung menghasilkan air, karbon dioksida, biomassa mikroba, metana, dan produk sampingan yang lebih sederhana dari senyawa aslinya. Teknologi ini mempunyai beberapa keuntungan dan dapat menyelesaikan permasalahan pencemaran lingkungan secara murah dan tuntas, alhasil bioremediasi dipilih sebagai teknologi remediasi unggulan (Fardiaz, 1992).

Hubungan Pseudomonas putida dengan tumpahan minyak

Kegiatan ekstraksi minyak tidak dapat terpisah dari dampaknya terhadap lingkungan. Adanya tumpahan minyak menjadi masalah umum. Dari kasus yang telah terjadi, Pengaruh gelombang, arus laut, dan angin menyebabkan tumpahan minyak menyebar dengan cepat (M. Wibowo, 2018). Arus laut ditimbulkan oleh angin yang bertiup, sehingga dapat mengangkut tumpahan minyak ke daerah dekat pantai (I. Hadi, S, 2009).

Sumber: www.shutterstock.com

Menurut Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, minyak terbukti menjadi pencemar terbesar di lautan. Separuhnya dihasilkan oleh kegiatan industri. Sisanya karena aktivitas maritim dan kecelakaan kapal tanker minyak. Perairan Indonesia sebagai jalur internasional kapal tanker juga rentan terhadap pencemaran tumpahan minyak.

Bioremediasi adalah metode yang efektif untuk menghilangkan tumpahan minyak dari laut. Kebutuhan nutrisi untuk mendukung aktivitas dan pertumbuhan mikroorganisme pembusuk merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi efisiensi bioremediasi. Mikroorganisme yang umum digunakan adalah mikroorganisme pembentuk hidrokarbon yang memiliki kemampuan untuk mengurai senyawa hidrokarbon di limbah (Davids, 1967). Kemampuan untuk mengikat, mengemulsi, mengangkut, dan memecah hidrokarbon dimiliki secara alami oleh mikroorganisme ini. Senyawa hidrokarbon dipecah oleh bakteri ini dengan cara memperpendek rantai karbohidrat dengan berbagai enzim. Tergantung pada jenis bakterinya, sintesis enzim ini dikodekan oleh kromosom atau plasmid (Ashok, et al., 1995). Salah satu mikroorganisme golongan hidrokarbon adalah Pseudomonas putida.

Terdapat dua pendekatan utama untuk bioremediasi tumpahan minyak, yaitu biostimulasi (merangsang pertumbuhan agen pendegradasi minyak alami dengan menambahkan nutrisi atau kosubstrat pemacu pertumbuhan lainnya) dan bioaugmentasi (menambahkan bakteri pendegradasi minyak) (Gao dkk, 2014). Yang dapat mendegradasi jenis senyawa minyak tertentu adalah kumpulan komunitas mikroba dengan tingkat degradasi yang lebih tinggi (Milic dkk, 2009).

Pseudomonas Putida tidak perlu diciptakan, karena sudah terdapat di laut saat terjadi tumpahan minyak, tetapi proses reproduksi Pseudomonas putida berlangsung lama. Karena itu diperlukan campur tangan para ilmuwan agar pseudomonas putida dapat bereproduksi lebih cepat. Mereka menciptakan partikel baru yang cerdas yang memberikan nutrisi tepat saat laut sedang tercemar. Untuk merangsang selera bakteri terhadap minyak, para periset menambahkan nitrogen dan fosfor ke dalam campuran. Philippe Corvini selaku ahli mikrobiologi lingkungan menerangkan “nitrogen dan fosfor merupakan nutrisi yang dibutuhkan oleh bakteri yang berada di lautan.” Rekannya, Patrick Shahgaldian menambahkan “para bakteri dapat lebih efisien memecah minyak karena kami mengirimkan nutrisi langsung kepada mereka.”

Setelah tumpahan minyak dimakan oleh bakteri Pseudomonas putida, bakteri tersebut tidak bertahan di atas permukaan air atau menghilang dengan sendirinya, melainkan dimakan oleh plankton. Dengan begitu rantai makanan di laut akan terus berlanjut. Membersihkan tumpahan minyak dengan cara alami ini akan segera digunakan secara besar-besaran untuk memerangi bencana lingkungan.