Abstrak —Plastik  adalah  salah  satu  polimer  sintetik  atau buatan  manusia  yang  merupakan  rantai  panjang  molekul polimer.  Plastik  yang  terakumulasi  menyebabkan  pencemaran lingkungan.  Salah  satu  solusi  untuk  menangani  adanya  masalah lingkungan ini adalah dengan biodegradasi dengan menggunakan mikroorganisme.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui kemampuan isolat Pseudomonas L1 dalam mendegradasi plastik. Plastik  warna  hitam,  putih  dan  transparan  dengan  ukuran  10x3 cm  diinkubasi  selama  3  bulan  didalam  botol  uji  yang  berisi  300 gram  plastik  steril,  315  medium  MSM  dan  35  ml  isolat Pseudomonas L1. Biodegradasi  plastik  dihitung  berdasarkan selisih  berat  kering  sebelum  dan  setelah  3  bulan  masa  inkubasi dengan interval waktu pengukuran setiap 3 minggu sekali. Isolat Pseudomonas L1  terbukti  mampu  mendegradasi  plastik  hitam dengan  rata-rata  degradasi  sebesar  2,7%,  plastik  putih  sebesar 3,3%  dan  plastik  transparan  sebesar  4,5%  selama  3  bulan  masa inkubasi.  Kerapatan  sel  isolat Pseudomonas L1  uji  terdeteksi dengan  mengukur  kekeruhan  isolat  pada  OD  dengan  panjang gelombang  600  nm.  Isolat Pseudomonas L1  lebih  cenderung membentuk  biofilm  dibandingkan  hidup  bebas  pada  kolom  air. Kepadatan  sel  pada  biofilm  plastik  hitam  relatif  lebih  tinggi daripada 2 plastik yang lain. Pada plastik hitam OD biofilm yang terdeteksi  dengan  panjang  gelombang  600  nm  sebesar  0,038, sedangkan  pada  plastik  putih  sebesar  0,026  dan  plastik transparan sebesar 0,029.
Kata Kunci —Biodegradasi, Plastik, Pseudomonas .

## I. PENDAHULUAN
LASTIK    adalah  salah  satu  polimer  sintetik  atau  buatan manusia  yang  merupakan  rantai  panjang  molekul  polimer [1].  Plastik  memiliki  karakteristik  stabil  dan  dapat  bertahan lama  sehingga  sering  digunakan  untuk  kepentingan  manusia [2].  Plastik  sintetis  sering  digunakan  dalam  kemasan  produk seperti makanan, farmasi, kosmetik, deterjen dan bahan kimia. Hampir 30% plastik digunakan secara global sebagai kemasan produk  [3].  Setiap  tahunnya  lebih  dari  260  juta  ton  plastik yang  diproduksi  di  berbagai  negara  [4].  Plastik  yang  sering digunakan adalah polyethylene (PE), Poly Ethylen Terephthalate  (PET),  Polybutylene  Terephthalate  (PBT), nylon,  Poly-Propylene  (PP),  Polystyrene  (PS),  Polyvynyl Chloride  (PVC),  dan  Polyurethane  (PUR)  [5].  Plastik  yang terakumulasi  menyebabkan  adanya  perubahan  lingkungan  [4]. Pencemaran  lingkungan  karena  tingginya  akumulasi  plastik tersebut  perlu  adanya  degradasi.  Salah  satu  solusi  untuk
menangani  adanya  masalah  lingkungan  ini  adalah  dengan biodegradasi.
Biodegradasi adalah proses dimana mikroorganisme mampu mendegradasi  atau  memecah  polimer  alam  (seperti  lignin  dan selulosa) dan polimer sintetik (seperti polietilen dan polistiren) [6].  Mikroorganisme  mendegradasi  polietilen  dan  poliuretan dengan  memanfaatkannya  sebagai  sumber  karbon  untuk pertumbuhan  mikroorganisme  [7].  Degradasi  polimer  tersebut akan  membentuk  formasi  biofilm  pada  permukaan  polimer. Proses  degradasi  diawali  dengan  polimer  yang  dirubah menjadi  monomer  kemudian  monomer  ini  dimineralisasi. Sebagian besar polimer terlalu besar untuk melalui membaran sel,  jadi  polimer  harus  dipolimerisasi  menjadi  monomer  yang lebih  kecil  sebelum  dapat  diserap  dan  didegradasi  dalam  sel mikroba  [8]  Beberapa  jenis  mikroorganisme  yang  paling sering dimanfaatkan dalam biodegradasi adalah bakteri.
Salah  satu  jenis  bakteri  yang  banyak  diteliti  dan  memiliki kemampuan  mendegradasi  plastik  adalah Pseudomonas. Bakteri Pseudomonas termasuk  dalam  golongan  bakteri  gram negatif, tidak membentuk spora, berbentuk rod (batang), motil dengan  satu  atau  lebih  flagela  pada  bagian  tepi.  Jenis  bakteri obligat  aerob,  tetapi  beberapa  spesies  dapat  tumbuh  secara anaerob  dalam  kondisi  lingkungan  yang  terdapat  nitrat  di dalamnya.  Termasuk  dalam  bakteri  katalase  positif,  yakni dengan memetabolisme gula secara oksidatif [9]. Pseudomonas secara  umum  tidak  memiliki  enzim  hidrolitik yang  penting  dalam  mendegradasi  polimer  menjadi  monomer namun  bakteri  ini  memiliki  system  inducible  operon  yang mampu menghasilkan enzim tertentu dalam proses metabolisme sumber karbon yang tidak biasa digunakan. Oleh karena  itu  bakteri  ini  memiliki  peran  penting  dalam  proses biodegradasi  berbagai  macam  polimer  antara  lain  senyawa xenobiotic  dan  pestisida.  Salah  satu  jenis  enzim  yang dihasilkan  oleh Pseudomonas spp.  yang  berperan  dalam biodegradasi adalah serine hidrolase, esterase dan lipase [10].
Untuk mengetahui kemampuan bakteri Pseudomonas dalam proses degradasi plastik, maka dilakukanlah penelitian ini.

## Potensi Isolat Bakteri Pseudomonas sebagai Pendegradasi Plastik
Atik Sriningsih dan Maya Shovitri Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : maya@bio.its.ac.id
P

## II. METODOLOGI

## A. Waktu dan Tempat Penelitian
. Penelitian ini dilaksanakan selama 3 bulan di Laboratorium Mikrobiologi  dan  Bioteknologi,  Biologi  Institut  Teknologi Sepuluh Nopember.

## B. Persiapan Plastik Uji
Plastik uji dipotong dengan ukuran 10x3 cm dan disterilkan dengan  direndam  alkohol  70%  selama  kurang  lebih  30  menit dan  dikering  anginkan  sekaligus  dengan  UV  pada  LAF  (Bio 60-M)  selama  kurang  lebih  15  menit  selanjutnya  dioven  pada suhu  80  °C  selama  24  jam.  Plastik  ditimbang  menggunakan analytical balance (Shimadzu) untuk mengetahui berat kering awal plastik. Plastik di UV pada LAF (Bio 60-M) kembali.

## C. Peremajaan dan Pembuatan Starter Isolat Uji
Isolat  bakteri  uji  yang  digunakan  adalah Pseudomonas sp., pertama  dilakukan  peremajaan  isolat  bakteri  uji.  Peremajaan isolat  dilakukaan  melalui  beberapa  tahap.  Subkultur-1  adalah 1  ose  kultur  murni  isolat  diinokulasikan  ke  dalam  medium Nutrient Agar (NA) dan diinkubasi selama 24 jam. Subkultur- 2  adalah  1  ose  dari  subkultur-1  dan  diinokulasikan  ke  dalam 10 ml medium Nutrient Broth (NB) dan diinkubasi selama 24 jam.  Subkultur-3  adalah  2,5  ml  subkultur-2  diinokulasikan  ke dalam  25  ml  medium  NB  dan  diinkubasi  selama  24  jam. Subkultur-4  adalah  5  ml  subkultur-3  dan  diinokulasikan  ke dalam  50  ml  medium  NB.  Subkultur-5  merupakan  10  ml subkultur-4 diinokulasikan ke dalam 100 ml medium NB.

## D. Biodegradasi Plastik
Isolat  yang  digunakan  dalam  tahap  biodegradasi  ini  adalah isolat Pseudomonas murni  dengan  kode  P. Pertama disiapkan botol  berukuran  1  L,  berisi  300  gr  pasir  steril  dan  350  ml medium Mineral  Salt  Medium (MSM).  Pasir  steril  disini berfungsi  hanya  sebagai  media  tanam  plastik.  Plastik dimasukkan  kedalam  medium  yang  telah  berisi  bakteri  uji dengan  menggunakan  pinset  steril  hingga  terendam  dalam medium. Botol ditutup dan diinkubasi selama 3 bulan.

## E. Persentase Kehilangan Berat Kering
Potongan  plastik  yang  telah  tepisah  dari  biofilm  disemprot dengan  alkohol  70%  dan  dikering  anginkan.  Setelah  kering, potongan plastik dioven pada pada suhu 80°C selama 24 jam. Plastik  diukur  kehilangan  berat  kering  plastik  dengan menghitung  selisih  berat  kering  plastik  sebelum  proses degradasi  dan  berat  kering  plastik  setelah  degradasi.  Berikut rumus  persentase  kehilangan  berat  plastik,  dengan  W 1 adalah berat  kering  awal  sebelum  degradasi  (g)  dan  Wf  adalah  berat kering akhir plastik setelah degradasi (g) [11].
Kehilangan Berat = W 1 -W f x 100 %                                (1)

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Sumber Inokulum
Penelitian  yang  dilakukan  ini  menggunakan  bakteri Pseudomonas sp.  koleksi  Laboratorium  Mikrobiologi  dan Bioteknologi, Jurusan Biologi, ITS. Dari penelitian sebelumnya  bakteri Pseudomonas sp.  mampu  mendegradasi plastik putih sebesar 3% - 9%, dan plastik hitam sebesar 3% - 6% (data tidak dipubilkasikan, 2014).
Gambar 1.  Sel Bakteri Pseudomonas sp. pada Perbesaran 1000x.
Berdasarkan uji biokimia menunjukkan bahwa bakteri yang digunakan  dalam  proses  biodegradasi  adalah  bakteri Pseudomonas dengan karakteristik sebagai berikut :

## B. Biodegradasi Plastik
Pada  penelitian  ini,  inokulum  yang  akan  diujikan diinokulasikan  ke  dalam  medium  MSM  ( Mineral  Salt Medium )  yang  tidak  mengandung  sumber  karbon.  Proses biodegradasi  diawali  dengan  menempelnya  mikroorganisme pada plastik untuk memperoleh sumber C akibat medium yang tercekam  karena  hanya  terdiri  dari  garam-garam  mineral  [8]. Dengan  demikian  inokulum  dicekam  agar  menggunakan sumber karbon dari plastik uji baik sebagai sumber C maupun energi.
Berdasarkan  rerata  persentase  kehilangan  berat  kering, isolate Pseudomonas mampu  mendegradasi  plastik  setelah  3 bulan  masa  inkubasi  yaitu sebesar  2,7%, plastik putih sebesar 3,3% dan plastik transparan sebesar 4,5% selama 3 bulan masa inkubasi  (  Tabel  2).  Secara  statistika  dapat  terlihat  jika kemampuan degradasi isolat Pseudomonas tidak berbeda nyata pada setiap jenis plastik.
W 1
Tabel 1. Karakter Biokimia Pseudomonas Karakterisasi Bakteri Pseudomonas Gram - Katalase + Endospora - Oksidase +
Apabila dikaitkan dengan kerapatan sel OD biofilm (Tabel 3)  maka dapat terlihat jika persentase kehilangan berat kering plastik uji berkorelasi positif dengan laju pertumbuhan bakteri Pseudomonas . Hal ini menunjukkan bahwa bakteri ini mampu tumbuh  dengan  memanfaatkan  plastik  sebagai  sumber  karbon biomassa maupun sumber energinya. Namun apabila dikaitkan dengan  nilai  kerapatan  sel  di  kolom  air  (Tabel  4),  sel  isolat Pseudomonas L1 cenderung membentuk biofilm dibandingkan hidup  bebas  di  kolom  air.    Hal  ini  dapat  diasumsikan  bahwa bakteri Pseudomonas lebih  banyak  tumbuh  pada  area  biofilm atau  melekat  pada  permukaan  plastik  untuk  mempermudah cara  mendapatkan  sumber  karbon.  Bakteri  pendegradasi plastik  cenderung  tumbuh  membentukan  biofilm  pada permukaan plastik. Sifat polimer plastik seperti polietilen (PE) dan  polistiren  (PS)  adalah  hidrofobik,  sehingga  agar  dapat menempel  kuat  pada  sumber  C-nya  bakteri Pseudomonas harus mampu membentuk biofilm yang stabil [12].
Kontrol  merupakan  plastik  uji  yang  diinkubasi  di  dalam medium  MSM (Mineral  Salt  Medium) tanpa  ada  tambahan inokulum  dan  diinkubasi  selama  3  bulan.  Tabel  2 menunjukkan  bahwa  nilai  berat  kering  plastik  uji  bertambah jika dibandingkan dengan berat kering sebelum masa inkubasi. Hal  ini  diasumsikan  karena  adanya  partikel-partikel  medium yang berupa garam mineral yang masuk ke dalam serat plastik yang sudah cukup terbuka setelah adanya pre-treatment dengan menggunakan alkohol dan sinar UV. Kebanyakan jenis plastik akan  cenderung  menyerab  radiasi  dengan  energi  tinggi  dalam spectrum bagian ultraviolet, dimana akan mengatifkan electron mereka  menjadi  lebih  reaktif  dan  menyebab\kan  oksidasi, pemutusan dan degradasi lainnya [13]. Namun pada panen ke- 2 hingga panen ke- 4  menunjukkan terjadi pertumbuhan pada biofilm  dan  kolom  air  botol  uji  pada  semua  plastik  uji. Sehingga ada kemungkinan proses degradasi terjadi karena ada mikroorganisme yang hidup dalam botol kontrol selama proses degradasi.  Pertumbuhan  mikroorganisme  ini  kemungkinan
terjadi  karena  adanya  kontaminasi  selama  perlakuan.  Bila dibandingkan  dengan  perlakuan,  persentase  kehilangan  berat kering  plastik  pada  kontrol  masih  rendah  dibandingkan perlakuan  dengan  isolat Pseudomonas .  Persentase  kehilangan berat  kering  yang  terjadi  di  kontrol  dapat  digunakan  sebagai faktor koreksi.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan,  maka dapat  disimpulkan  bahwa  bakteri Pseudomonas mampu mendegradasi plastik. Isolat Pseudomonas L1 terbukti mampu mendegradasi plastik hitam dengan rata-rata degradasi sebesar 2,7%,  plastik  putih  sebesar  3,3%  dan  plastik  transparan sebesar  4,5%  selama  3  bulan  masa  inkubasi.  Kerapatan  sel isolat Pseudomonas L1  uji  terdeteksi  dengan  mengukur kekeruhan isolat pada OD dengan panjang gelombang 600 nm. Isolat Pseudomonas L1  lebih  cenderung  membentuk  biofilm dibandingkan hidup bebas pada kolom air. Kepadatan sel pada biofilm  plastik  hitam  relatif  lebih  tinggi  daripada  2  plastik yang  lain.  Pada  plastik  hitam  OD  biofilm  yang  terdeteksi dengan  panjang gelombang 600 nm sebesar 0,038, sedangkan pada plastik putih sebesar 0,026 dan plastik transparan sebesar 0,029.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  A.Sriningsih  mengucapkan  terima  kasih  kepada Direktorat  Pendidikan  Tinggi,  Departemen  Pendidikan  dan Kebudayaan  Republik  Indonesia  yang  telah  memberikan dukungan  finansial  melalui  Beasiswa  Bidik  Misi  tahun  2011- 2015. Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu  Dr.  rer.  nat.Ir.  Maya  Shovitri,  M.  Si.  selaku  pembimbing serta  tim  penguji,  N.D.  Kuswytasari,  S.  Si.,  M.  Si.,  Dr.  Enny Zulaika,  M.P.  dan    Triono  Bagus  Saputro  S.  Si.,  M.  Biotech. Penulis  juga  mengucapkan  terima  kasih  kepada  LPPM  ITS atas  Hibah  Penelitian  Unggulan  PT  dengan  no  kontrak 003246.96/IT2.11/PN.08/2015  dan  penghargaan  yang  tinggi kepada  Ayahanda  dan  Ibunda,  adik-adik  serta  keluarga  atas doa dan kasih sayangnya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] G. Scott. “Polymers in modern life. In: Polymers and the Environment”. UK: Royal Society of Chemistry (1999).
[2] D.K.Barnes, F. Galgani, RC. Thompson, dan M. Barlaz. “Accumulation and  fragmentation  of  plastic  debris  in  global  environments”.  Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 364: (2009) 1985-1998.
[3] I.Sabir.  “Plastic  Industry  in  Pakistan”.  http://  www.  jang.  com.  pk/ thenews /investors /nov2004 / index .html (2004).
[4] T. O’Brine, dan RC. Thompson. “Degradation of plastic carrier bags in the  marine  environment”.  Marine  Pollution  Bulletin  60:  (2010)  2279- 2283.
[5] C.  Rivard  ,  L.  Moens,  K.  Roberts,  J.  Brigham,  dan  S.  Kelley.  “Starch esters as biodegradable plastics: Effects of ester group chain length and degree  of  substitution  on  anaerobic  biodegradation”.  Enz  Microbial Tech (17). (1995) 848–52.
[6] M.  Kaseem,    K.  Hamad,  dan  F.  Deri.  “Thermoplastic  starch  blends:  A review of recent works”. Vol 54 (2012) 165-176.
Tabel 2.
Rata-rata Persentase Kehilangan Berat Kering Setelah 3 Bulan Masa
Inkubasi Perlakuan Persentase (%) Kehilangan Berat Kering Hitam Putih Transparan Pseudomonas 2.7 a 3.3 a 4.5 a Kontrol -0.4 b -0.4 b 0.4 a
Keterangan  :  Angka  yang  diikuti  huruf  yang  sama  pada  kolom  yang  sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Tukey ANOVA One Way dengan tingkat kepercayaan 0,05.
Tabel 3.
Rata-rata Kerapatan Sel Isolat Pseudomonas L1 Di Biofilm Perlakuan OD Biofilm Hitam Putih Transparan Pseudomonas 0.038 0.026 0.029 Kontrol 0.018 0.015 0.018 Tabel 4. Rata-rata Kerapatan Sel Isolat Pseudomonas L1 Di Kolom Air Perlakuan OD Kolom Air Hitam Putih Transparan Pseudomonas 0.015 0.013 0.017 Kontrol 0.003 0.017 0.017
[7] J.E.  Glass,  dan  G.  Swift  .  “Agricultural  and  Synthetic  Polymers, Biodegradation and Utilization ACS Symposium Series 433”. American Chemical Society, Washington DC (1989)
[8] G.  Swift.  “Non-Medical  Biodegradable  Polymers:  Environmentally Degradable  Polymers”.  In:  Domb  AJ,  Kost  J,  Wiseman  DM,  editors.
Handbook  of  Biodegradable  Polymers.  Amsterdam:  Harwood Academic. p. (1997)  473–511.
[9] E.R.B. Moore, B.J. Tindall, V.A.P.M.D. Santos, D.H. Pieper, J. Ramos dan, N.J. Palleroni. “Nonmedical : Pseudomonas ”. Prokaryotes 6 (2006) 646–703
[10] M.  Shimao.  “Biodegradation  of  plastics” . Current Opinion Biotechnology 12 (2001) 242-247.
[11] E.  Rohaeti.  “Karakterisasi  Biodegradasi  Polimer”. Prosiding  Seminar Nasional  Penelitian,  Pendidikan  dan  Penerapan  MIPA. Yogyakarta  : Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta (2005).
[12] W.  Sakharovski,  D.L.  Nikitan,  dan  V.G.  Sakharovski.  “Physiological Characterization  of  The  Survival  of  Some  Gram  Negative  Bacteria Under Conditions of Carbon Deficiency”. Appl Biochem Microbial 35 (1998) 380-388.
[13] A.A.  Shah  dan  H.  Fariha.  “Biological  degradation  of  plastics  :  A comprehensive review”. Biotechnology Advances 26 (2008) 246-265