Abstrak— Penggunaan  plastik  berupa kantong  kresek  hasil daur  ulang  dengan  berbagai  warna  sangat  diminati  oleh masyarakat. Sifat plastik yang tidak mudah terdegradasi di alam mengakibatkan  masalah  lingkungan.  Penelitian  ini  dilakukan untuk  mengisolasi  dan  mengkarakterisasi  bakteri  tanah  sampah yang  mampu  mendegradasi  plastik  secara  biokimia.  Parameter biodegradasi  plastik  yang  diukur  adalah  prosentase  kehilangan berat  kering,  pengukuran  densitas sel biofilm, densitas  sel kolom air  dan  pH  tiap  bulan  selama  4  bulan  masa  inkubasi.  Dari penelitian  didapatkan  persentase  kehilangan  berat  kerig  plastk hitam  lebih  tinggi  daripada  plastik  putih  bening.  Hasil  yang diperoleh  menunjukkan  bahwa  isolat  bakteri  tanah  sampah pendegradasi  plastik  yaitu  Gram  positif  basil  (PPs  2,  PPs  7,  PPs 9, dan PPs 11) dan Gram negatif basil (PPs 1, PPs 4, PPs 5, PPs 6, PPs  8,  PPs  10,  PPs  12  dan  PPs  13  )dan  hanya  PPs  3  termasuk Gram negatif kokus.
Kata  Kunci—  Biodegradasi,  Kantong  kresek,  Persentase kehilangan berat kering, dan Tanah Sampah.

## I. PENDAHULUAN
ERKEMBANGAN  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi, khususnya selama dua dekade terakhir, telah meningkatkan jumlah  polimer  sintetis  yang  diproduksi  di  seluruh  dunia setiap  tahun  [1].  Salah  satu  polimer  sintetik  yang  sering dikenal  dengan  polimer  buatan  adalah  plastik  [2].  Polimer ini telah  menjadi  primadona  dalam  kehidupan  sehari-hari.  Setiap tahunnya  lebih  dari  260  juta  ton  plastik  yang  diproduksi  di berbagai negara [3]. Di Indonesia, penggunaan plastik semakin populer  di  kalangan  masyarakat  karena  memiliki  banyak kegunaan dan  praktis. Menurut Budi S. Sadiman,Wakil Ketua Umum  Asosiasi  Olefin  Aromatik  dan  Plastik  Indonesia (Inaplas) [4] menyatakan bahwa konsumsi plastik di Indonesia diproyeksikan  mencapai  1,9  juta  ton  hingga  tahun  2013 dengan  jumlah  peningkatan  sekitar  22,58  %  dibandingkan tahun lalu sebanyak 1,55 juta ton.
Berdasarkan  data  Badan  Pengawas  Obat  dan  Makanan (BPOM)  [5]  bahan  pengemas  yang  cukup  dikenal  dan  paling banyak  digunakan  masyarakat  karena  harganya  yang  relative murah  dan  ringan  adalah  tas  plastik  atau  masyarakat menyebutnya  “kantong  kresek”.  Di  samping  itu,  kantong kresek  yang  beredar  di  pasaran  adalah  tergolong  plastik  daur ulang  yang  ditambahkan  zat  pewarna  berlebihan.  Peningkatan konsumsi plastik tersebut berpeluang sebagai limbah dan dapat mencemari  tanah.  Sifat  plastik  yang  tidak  mudah  didegradasi secara  alami  akibatnya  akan  terakumulasi  di  tempat pembuangan  sampah  dan  tertimbun  di  dalam  tanah  [6].  Hal
tersebut  akan  mempengaruhi aktivitas  biologi  yang ada dalam tanah.
Menurut  Lucas  dkk.,  mikroorganisme  seperti  fungi  dan bakteri termasuk komponen utama dari biosfer berperan dalam memecah  senyawa  organik  dan  siklus  lingkungan  [7]. Mikroorganisme  sangat  adaptif  terhadap  lingkungan  dan mengeluarkan  endoenzim  dan  eksoenzim  yang  mendegradasi substrat  menjadi  komponen  yang  lebih  sederhana  [8],[9]. Komponen  tersebut  dimanfaatkan  sebagai  sumber  karbon  dan energi  oleh  mikroorganisme  [10].  Degradasi  polimer  tersebut akan  membentuk  formasi  biofilm  pada  permukaan  polimer. Proses  tersebut  dapat  dikatakan  proses  biodegradasi  yang merupakan  salah  satu  upaya  mengatasi  limbah  plastik  secara biologi.
Beberapa  penelitian  sebelumnya  telah  membuktikan potensi  bakteri  indigenus  dari  tempat  pembuangan  sampah pendegradasi  plastik  adalah  bakteri  tanah  Acinetobacter  sp. mampu  mendegradasi  polietilen  [11].  Genus  Brevibacillus, Pseudomonas dan Rhodococcus spp. telah mampu mendegradasi  polietilen  melalui  beberapa  treatment  dengan prosentase  berat  kering  sebesar  37,5%,  40,5%  dan  [12]. Ditemukannya  dua  konsorsium  mikroorganisme  dari  genus Sphingomonas  dan  Pseudomonas  yang  mampu  mendegradasi polietilen  dengan  tingkat  degradasi  tinggi  hingga  42,8% penurunan berat kering [13].
Salah  satu  metode  yang  dapat  dilakukan  untuk mendeteksi  proses  biodegradasi  plastik  yaitu  dengan  metode Kolom  Winogradsky.  Metode  kolom  tersebut  tergolong metode pengayaan yang menunjukkan keberadaan mikroorganisme  pada  kondisi  lingkungan  yang  kurang mendukung.  Metode  ini  mendukung  suatu  konsorsium. Konsorsium  mikroorganisme  mengontrol  laju  reaksi  redoks dan  memodifikasi  lingkungan  membentuk  biofilm  [14]. Permasalahan  dalam  penelitian  ini  adalah  genus  bakteri  tanah sampah apa sajakah yang mampu mendegradasi plastik.
Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  dilakukan  untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi bakteri tanah sampah yang mampu  mendegradasi  plastik  dengan  metode  Kolom Winogradsky.

## Bakteri Tanah Sampah Pendegradasi Plastik dalam Kolom Winogradsky
Dewi Nur Ainiyah 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 dilakukan pada bulan Maret – Juni 2014 di Laboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Jurusan Biologi FMIPA-ITS.

## B. Pengambilan Sampel Tanah
Sampel  tanah  diambil  dari  lahan  timbunan  sampah  dengan metode  komposit  pola  zigzag  sebanyak  5  titik  [15].  Masing- masing  sampel  tanah  dari  kelima  titik  diaduk  secara  merata pada  polybag  steril.  Sampel  tanah  diambil  sebanyak  750  g dengan menggunakan sekop dan dimasukkan ke dalam ziplock. Semua  alat  yang  digunakan  telah  disterilisasi  terlebih  dahulu. Kemudian sampel tersebut diletakkan dalam ice box berisi dry ices untuk diperlakukan dalam laboratorium. Faktor lingkungan seperti suhu dan pH tanah diukur secara in situ.

## C. Persiapan Kantong Plastik
Plastik  yang  digunakan  berupa  kantong  “kresek”  bening yang  dipotong  dengan  ukuran  15×4  cm  sebanyak  3  kali ulangan,  kemudian  disterilisasi  dengan  menggunakan  alkohol 70 % selama kurang lebih 30 menit [16] dan dikeringanginkan dengan  sinar  UV  pada  Laminar  Air  Flow  selama  30  menit. Untuk mengetahui berat kering awal plastik, potongan tersebut dikeringkan  dengan  oven  pada  suhu  800°C  selama  24  jam. Potongan  plastik  ditimbang  menggunakan  neraca  analytical balance dalam kondisi steril sebagai berat kering awal. Supaya dapat dibedakan, masing-masing potongan plastik diberi tanda.

## D. Biodegradasi

## Proses  degradasi  ini  menggunakan  metode  Winogradsky
Column  dengan  botol  air  mineral  steril  volume  1,5  L  yang berjumlah  3  botol  (bagian  leher  botol  terpotong).  Masing- masing  botol  tersebut  diisi  dengan  750  g  sampel  tanah  yang telah  diambil  sebelumnya  sebanyak  3  kali  ulangan.  Pada lapisan kedua ditambahkan Mineral Salt Medium (MSM) atau media minimal steril sebanyak 750 ml. Kemudian dimasukkan potongan  plastik  dengan  pisau  steril  hingga  tercelup  pada substrat  tanah  sepenuhnya.  Setelah  itu  ditutup  dengan  bagian leher  botol  yang  telah  dipotong  dan  direkatkan  dengan  wrap atau  selotip.  Proses  degradasi  menggunakan  metode  ini dilakukan selama 4 bulan dan dihitung berat kering plastik tiap 4 minggu.

## E. Isolasi bakteri pendegradasi plastik dan uji Total Plate Count (TPC)
Isolasi  bakteri  pendegradasi  plastik  dilakukan  dengan metode  serial  dilution  dan  dilanjutkan  metode  spread  plate. Setelah  4  bulan,  potongan  plastik  diambil  dari  Winogradsky Column  dengan  menggunakan  pinset  secara  aseptis.  Untuk memisahkan  biofilm  pada  plastik,  potongan  tersebut dimasukkan  kedalam  botol  falkon  berisi  13  ml  aquades  steril dan divortex dengan kecepatan 2000 rpm selama 30 detik tiap 5  kali  [17].  Setelah  itu,  potongan  plastik  dipisahkan  untuk menghitung  persentase  berat  keringnya.  Biofilm  yang  sudah terpisah  divortex  selama  2  menit  hingga  homogen.  Kemudian inokulum  yang  sudah  homogen  diambil  sebanyak  100  µl dengan  menggunakan micropipette dan  dipindahkan ke dalam
tabung  pertama  yang  berisi  9,9  ml  akuades  steril  serta dihomogenkan.  Tabung  tersebut  disebut  pengenceran  10-2. Tahap  selanjutnya,  dari  pengenceran10-2  diambil  sebanyak 100  µl  dan  dipindahkan  ke  tabung  kedua  yang  berisi  9,9  ml akuades  steril  serta  dihomogenkan  kembali.  Tabung  tersebut disebut pengenceran 10-4. Pengenceran terus dilakukan hingga didapatkan pengenceran 10-8, masing-masing dilakukan 3 kali ulangan. Sementara itu, Medium kultivasi yaitu media Nutrient Agar (NA) (Oxoid, Inggris) dituang ke dalam cawan Petridish dan dibiarkan hingga dingin. Kemudian inokulum ditambahkan  pada  permukaan  cawan.  Setelah  itu,  inokulum diratakan  dengan  Drigalski  dan  diinkubasi  pada  suhu  37°C selama 48 jam.

## F. Persentase Kehilangan Berat Plastik
Pengukuran  kehilangan  berat  plastik  dilakukan  dengan cara  menghitung  selisih  berat  potongan  plastik  sebelum didegradasi  dan  setelah  proses  degradasi.  Potongan  plastik yang  sudah  terpisah  dengan  biofilm  disterilisasi  dengan alkohol  70%  dan  dikeringanginkan.  Setelah  kering,  potongan plastik dimasukkan kedalam oven pada suhu 800°C selama 24 jam. Potongan plastik yang telah dioven dimasukkan ke dalam dessicator  selama  24  jam  dan  ditimbang  berat  keringnya. Berikut rumus perhitungan persentase kehilangan berat plastik [18]
(1)
Keterangan:
Wi = Berat kering awal sebelum degradasi (gram) Wf = Berat kering akhir setelah degradasi (gram)

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Biodegradasi
Uji biodegradasi plastik yang digunakan dalam penelitian adalah  metode  Kolom  Winogradsky.  Kolom  ini  merupakan miniatur  kolom  buatan  yang  berisi  tanah  atau  sedimen  [19], yang  dapat  menjadi  salah  satu  metode  pengayaan  kultur  yang menunjukkan  ekologi  mikroorganisme  pada  suatu  ekosistem serta  stratifikasi  donor  elektron  masing-masing  lapisan[17]. Pada  kolom  tersebut  diisi  tanah  sampah  dari  Tempat Pembuangan  Sampah  di  Daerah  Bulak  Banteng  Surabaya sebagai  inokulum  dan  Mineral  Salt  Medium  (MSM)  dengan rasio  1:1  (Gambar  1).  MSM  adalah  medium  mineral  minim sumber  karbon.  Sebagai  sumber  karbon  dalam  penelitian  ini adalah  plastik  putih  bening  yang  dibenamkan  dalam  tanah sampah.
Gambar  1.  Uji  Biodegradasi  dengan  Metode  Kolom  Winogradsky. Keterangan: a. MSM (750 ml). b. Potongan plastik putih bening ukuran 15×4 cm (15 lembar/ botol). c. Tanah sampah sebagai inokulum (750 gr).
Plastik  yang  merupakan  polimer  rantai  panjang  dan berulang  sulit  untuk  didegradasi.  Menurut  Lucas,  dkk., mikroorganisme  berperan  dalam  degradasi  biologis  suatu polimer  [7].  Komponen  molekul  kompleks  tersebut  dipecah menjadi  komponen  yang  lebih  sederhana  akan  digunakan dalam  metabolisme  menghasilkan  sumber  energi.  Sumber karbon  yang  tersedia  tidak  secara  umum  inilah  diharapkan dapat  dimanfaatkan  oleh  mikroorganisme  dalam  kondisi terbatas.
Terkait hal  tersebut,  metode  Kolom  Winogradsky diharapkan  dapat  mengoptimalisasi  biodegradasi.  Menurut Rogan,  dkk.,  sistem  pengayaan  ini  akan  membentuk  formasi pertumbuhan  mikroorganisme  dengan  kemampuan  berbeda dalam menggunakan sumber karbon sederhana sebagai sumber energi  [19].
Berdasarkan  Gambar  2,  plastik  putih  bening  menunjukkan adanya  proses degradasi yaitu terjadi kehilangan berat kering. Rata-rata  kehilangan  berat  kering  yang  terjadi  adalah  1%  per bulan.  Namun  pada  panen  3,  kehilangan  berat  kering  yang terjadi  mengalami  penurunan.  Dari  kehilangan  berat  kering sekitar  1,14%  turun  hingga  0%  pada  panen  4.  Hal  ini  dapat diasumsikan bahwa ada mikroorganisme di tanah sampah yang mampu mendegradasi plastik putih bening.
Gambar 2. Uji Biodegradasi Selama 4 Bulan Masa Inkubasi.

## B. Isolasi Bakteri Tanah Sampah Pendegradasi Plastik
Berdasarkan  hasil  isolasi  dan  purifikasi  didapatkan  13 isolat  dengan  karakter  koloni  yang  berbeda  berdasarkan bentuk  koloni,  tepi  dan  elevasi  [20].  Koloni  isolat  bakteri sebagian besar berbentuk irregular dan circular (Tabel 1).
Tabel 1. Karakter Makroskopis dan Mikroskopis Koloni Bakteri Tanah Sampah Pendegradasi Plastik Kode Isolat Bentuk Tepi Elevasi Warna Gram (+) Gram (-) Basil Kokus Basil Kokus PPs 1 Circular Entire Flat Krem x PPs 2 Irregular Undulate Flat Krem x PPs 3 Circular Entire Convex Krem x PPs 4 Circular Entire Raised Krem x PPs 5 Irregular Curled Umbonate Putih x PPs 6 Irregular Undulate Umbonate Putih x PPs 7 Irregular Undulate Flat Krem x PPs 8 Irregular Curled Flat Putih x PPs9 Irregular Undulate Flat Putih susu x PPs 10 Irregular Entire Flat Krem x PPs 11 Irregular Undulate Flat Krem x PPs 12 Circular Undulate Flat Putih bening x PPs 13 Circular Undulate Flat Kuning x
Isolat  yang  ditemukan  kemudian  diamati  karakter  mikroskopis  melalui  pewarnaan  Gram  dan  diamati  dibawah  mikroskop dengan  perbesaran  1000x.  Gram  positif  ditandai  dengan  terbentuknya  ungu  pada  sel  bakteri  sedangkan  Gram  negatif  ditandai dengan  warna  merah  muda  sampai  merah[20].  Hasil  yang  diperoleh  menunjukkan  bahwa  isolat  bakteri  tanah  sampah pendegradasi plastik yaitu PPs 2, PPs 7, PPs 9, dan PPs 11 termasuk Gram positif basil. Sedangkan PPs 1, PPs 4, PPs 5, PPs 6, PPs 8, PPs 10, PPs 12 dan PPs 13 termasuk Gram negatif basil dan hanya PPs 3 termasuk Gram negatif kokus.

## IV. KESIMPULAN
Inokulum  mikroorganisme  yang  ada  di  tanah  sampah mampu  mendegradasi  plastik  dengan  prosentase  kehilangan berat  kering  plastik  putih  bening  rata-rata  per  bulan  sebesar 1% dan hitam sebesar 1,87%. Inokulum mikroorganisme yang ada  di  tanah  sampah  diisolasi  dan  dikarakterisasi  secara biokimia  diperoleh  13  isolat  bakteri  tanah  sampah  yang mampu mendegradasi plastik.

## UCAPAN TERIMA KASIH
D.N.  Ainiyah  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Dr.Nurul Jadid,  M.Sc  dan  Dr.  Enny  Zulaika  MP,  atas  kritik,  saran  dan masukannya  demi  kesempurnaan  tugas  akhir  ini.  Penulis  juga mengucapkan  terima  kasih  dan  penghargaan  yang  tinggi kepada ayahanda dan ibunda, adik-adik serta keluarga atas doa dan  kasih  sayangnya.  Penelitian  ini  juga  tidak  lepas  dari bantuan  dan  dukungan  teman-teman  seperjuangan  angkatan 2010,  dan  seluruh  pihak  yang  tidak  dapat  saya  sebut  satu persatu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Shimao  M.  2001.  “Biodegradation  of  plastics”.  Current  Opinion Biotechnology 12:242-247.
[2] Scott  G.  1999.  Polymers  in  modern  life.  In:  Polymers  and  the Environment. UK: Royal Society of Chemistry.
[3] O’Brine T, Thompson RC. 2010. “Degradation of plastic carrier bags in the marine environment”, Marine Pollution Bulletin 60: 2279-2283.
[4] Anonim 1 . 2013. Ketua Asosiasi Olefin Aromatik (Inaplas). Ranah Berita (Jakarta), 11 Maret.
[5] Anonim 2 .  2013.  Hentikan  Bungkus  Makanan  dengan  Kantong  Plastik Hitam. Ranah Berita (Jakarta) , 15 Maret..
[6] Thompson, R.C.. Swan, S.H. Moore, C.J. dan vom Saal, F. 2009. “Our plastic age”, Philosophical Transactions of the Royal Society Biological Sciences 364: 1973-1976..
[7] Lucas,  N.,  Bienaime,  Ch.,  Belloy,  Ch.,  Queneudec,  M.,  Silvestre,  F., Nava-Saucedo,  J.E.,  2008.  “Polymer  biodegradation:  mechanisms  and estimation techniques: review”, Chemosphere 73: 429-442.
[8] Albinas  L,  Loreta  L,  Dalia  P.  2003.  “Micromycetes  as  deterioration agents  of  polymeric  materials”,  International  Biodeterioration  & Biodegradation 52: 233-242.
[9] Huang  JC,  Shetty  AS,  Wang  MS.  1990.  “Biodegradable  plastics:  A review.”, Advances in Polymer Technology 10:23-30.
[10] Gu  JD.  2003.  “Microbial  deterioration  and  degradation  of  synthetic polymeric materials: recent reserach advances”, International Biodeterioration Biodegradation 52: 69-91.
[11] Zusfahair,  Puji  Lestari,  Dian  Riana  Ningsih,  Senny  Widyaningsih. 2007.  “Biodegradasi  Polietilena  Menggunakan  Bakteri  Dari  Tpa (Tempat  Pembuangan  Akhir)  Gunung  Tugel  Kabupaten  Banyumas” Skripsi.  Program  Studi  Kimia  Jurusan  MIPA.  Purwokerto:  Universitas Soedirman..
[12] Nanda,  S  &  Smiti  Sbigdha  Sahu.  2010.  Biodegradability  of polyethylene  by  Brevibacillus,  Pseudomonas,  and  Rhodococcus  spp.
New York Science Journal 3: 95-98.
[13] wwsef.uwaterloo.ca
[14] Joel  F.R.  1995.  Polymer  science  and  technology:  introduction  to polymer science. 3 edn. Prentice-Hall: Upper Saddle River.
[15] R.  Saraswati,  E.  Husen,  dan  R.D.M.  Simanungkalit,  “Metode  Analisis Biologi Tanah, “Jawa Barat : Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Lahan Pertanian (2007) ch 2.
[16] Mueller,  R.J.,  2001.  “Biological  degradation  of  synthetic  polyesters— enzymes  as  potential  catalysts  for  polyester  recycling.",  Process Biochemistry 41:2124–2128.
[17] Madigan,  M.T.,  J.  Martinko  dan  J  Parker.  2012.  Brock  biology  of microorganism. 13 th ed. San Fransisco: Benjamin Cummings.
[18] Rohaeti,  Eli.  2002.  Karakterisasi  Biodegradasi  Polimer.  Jurdik  Kimia FMIPA UNY: Yogyakarta.
[19] Rogan,  Brian,  Michael  L,  Michael  L.  2005.  ‘’Exploring  the  Sulfur Nutrient  Cycle’’,  The  American  Biology  Teacher.  Volume  67:  6.  New York : Pace University.  .
[20] Harley, E.J.,J. M Presscot. 2002. Laboratory exercises in microbiology
5 th ed. New York: Mc Graw Hill Company.