## ZONA
ISSN : 2775-4065 (Online)
https://doi.org/10.52364/zona.v8i1.113 RESEARCH ARTICLE
OPEN ACCESS

## Karaktersasi Bakteri Pengurai Plastik Sintetis Polipropilen dari Sampel Air Laut Studi Kasus dan Potensi Lingkungan
Muhammad Diki Juliandi 1*, Akmal Djamaan 2 ,Dewi Yudiana Shinta 3 ,
Anthoni Agustien 4 1,3, Universitas Perintis Indonesia Jl Adinegoro Km 17 Simpang Kalumpang Lubuk Buaya Padang
2,4 Universitas Andalas, Limau Manis, Kec. Pauh, Kota Padang, Sumatera Barat *Correspondent email: dikijulianda@gmail.com
Diterima:13 Februari 2024 | Disetujui: 28 April 2024 | Diterbitkan: 30 April 2024
Abstract. The increase in the number of waste piles in Indonesia has reached 175,000 tons/day or the equivalent of 64 million tons/year. In the health sector, synthetic plastics are used as materials for making packaged medicine bottles and infusion  bottles.  Polypropylene  synthetic  plastics  are  very  slow  to  degrade,  making  them  a  major  problem  in environmental pollution. This study aims to determine the type of bacteria and the ability of bacterial isolates to degrade polypropylene  plastics.  The  research  methods  used  include  characterization  of  bacterial  isolates  macroscopicly, microscopicly,  biochemical  tests,  then  polypropylene  synthetic  plastic  biodegradation  tests  were  carried  out  during  the incubation period of 1 week, 2 weeks, 3 weeks, and 4 weeks using an incubator shaker device. The results of this study obtained  4  bacterial  isolates  that  can  decompose  polypropylene  plastic  from  seawater  samples  in  Padang  City.  The results of the isolation of polypropylene plastic bacteria from seawater samples in Padang City ILT-14 bacterial isolate based  on  macroscopic  characteristics.  and  molecular  identification  was  carried  out  in  the  LIPI  biotechnology  testing laboratory  by  the  16S  rRNA  gene  deritimization  method  obtained  polypropylene  plastic  scavenging  bacterial  species, namely: ILT-14 has similarities with Stenotropomonas Maltophilia. With a 30-day polypropylene plastic decomposer percentage of 10.8%. The difference in FTIR analysis was in the percentage value of carbon group transmission, and the aromatic  group  decreased.  When  compared  to  plastic  before  it  was  degraded  and  there  was  a  decrease  in  percent. Microscopy  Electron  Scanning  (SEM)  Analysis  of  ILR-14  polypropylene  plastic  isolate  of  bacteria  isolated  is  able  to break down complex polymers into monomer forms Keywords: Insulation, Biodegradation, Microorganisms Polypropylene Plastics

## PENDAHULUAN
Di Indonesia, penggunaan plastik sintetik semakin populer di kalangan masyarakat karena memiliki banyak  kegunaan  dan  praktis  digunakan  dalam  bidang  farmasi,  penggunaan  plastik  sintetik  diantaranya sebagai bahan pembuat botol infus, botol obat sediaan cair, kemasan obat tetes mata dan kemasan sediaan makanan serta minuman (Ruslan.,2018)
Biodegradasi  adalah  metode  yang  dapat  memecahkan  suatu    permasalahan  yang  terjadi dilingkungan  diantara  metode  degradasi  fisik  kimia,  struktur  plastik  lainnya (Nanda  dan Suhu.,2010).Biodegradasi  plastik  telah  dipelajari  secara  luas  selama  tiga  dekade  terakhir  ini.  Saat  ini degradasi  enzimatik  merupakan  metode  yang  digunakan  untuk  mengatasi  sampah  plastik  dilingkungan. Metode ini melalui biodegradasi oleh mikroorganisme yang menghasilkan enzim yang dapat mendegradasi plastik tanpa menyebabkan bahaya terhadap lingkungan disekitarnya (Singh et al. , 2020)
Kecepatan bakteri melakukan  biodegradasi plastik  memiliki  beberapa factor yakni kelembaban, jenis  mikroorganisme,  temperatur,  pH,  jenis  polimer,  dan  ketebalan  polimer (Singh  et  al.,2015).Kondisi biodegradasi yang meliputi pH, suhu, nutrien, mineral, oksigen, dan kelembaban disesuaikan dengan jenis mikroorganisme yang digunakan (Jumaah.,et al 2017). Dalam penelitian ini akan dilakukan isolasi bakteri sampel air laut plastik polipropilen dan  skrining bakteri pengurai plastik polipropilen

## METODE PENELITIAN
Material Bahan yang diguanakan adalah AgNO 3 (Merck ® ), aquadest (Bratachem ® ), alcohol antiseptic 70% (Bratachem ® ),  Nutrient  Broth  (NB)  (Merck ® ),  Nutrient  Agar  (NA)  (Merck ® ),  natrium  hipoklorit,  kristal violet, lugol, safranin, etanol 96% dan H 2 O 2 .

## Koleksi Sampel Plastik Polipropilen
Sampel  plastik  polipropilen  diambil  dari  sampel  plastik  air  laut  diKota  Padang.  Plastik polipropilen dipotong dengan gunting steril, kemudian dimasukkan kedalam botol steril steril.

## ZONA
ISSN : 2775-4065 (Online)
https://doi.org/10.52364/zona.v8i1.113
Isolasi Dan Pemurnian Bakteri Plastik Polipropilen Sampel plastik polipropilen ditimbang sebanyak 20g kemudian dijadikan sampai 100 ml aquadest steril didalam Erlenmeyer, lalu di vortex s ampai homogen. Dilakukan pengenceran sampai sebanyak 10 -8 . Kemudian dari seri pengenceran di pipetkan 1 ml ke petridish dan dituangkan ke dalam medium Mineral dan plastik Polipropilen dengan teknik pour plate , Kemudian diinkubasi pada 27 o C selama 1 hingga 3 x 24 jam.  Koloni  bakteri  yang  tumbuh  dimurnikan  menggunakan  metode  streak  plate  pada  medium  NA (Agustien dan Jannah.,2016)
Identifikasi Makrsoskopis dan Mikroskopis  Isolat Bakteri Identifikasi  isolat  bakteri  dengan  mengamati  karakteristik  makroskopis  dan  mikroskopis  bakteri. Pengamatan  makroskopis  dilakukan  dengan  mengamati  secara  langsung  ciri-ciri  koloni  bakteri  isolat meliputi:  warna,  bentuk,  tepian  dan  elevasi  koloni (Soni  et  al.,2020)  Pengamatan  mikroskopis  dilakukan dengan  pewarnaan  gram  bakteri.  Isolasi  DNA  dilakukan  dipusat  Laboratorium  Pengujian  Bioteknologi LIPI.

## Pembuatan Stok Bakteri Isolat
Semua  kultur  murni  bakteri  yang  telah  diisolasi,  diinokulasikan  pada  NA  miring  dan  disimpan pada suhu 4 o C sebagai koleksi bakteri isolat.
Skring Plastik Polipropilen oleh Isolat Bakteri Dengan Cara Shaker ( Shake Flask Experiment ) Inokulum isolate bakteri 5% (v/v) dimasukkan kedalam medium mineral yang telah ditambahkan filem plastik sintetis polipropilen  steril dan dimasukkan secara aseptis. Medium mineral dishaker dengan Rotary  shaker  incubator (Bigger  digital ® )  pada  agitasi  130  rpm  dan  temperatur  37 o C  selama  30  hari,  tiap  7 hari dilakukan pencuplikan terhadap pengurangan berat filem plastik polipropilen

## Penyiapan Sampel Plastik Polipropilen
Filem  tipis  plastik  polipropilen  di  buat  dengan  cara  memotong  plastik  kemasan  polipropilen dengan ukuran 1,5cmx 1,5cm. Selanjutnya filem tipis polipropilen  dicuci dengan alohol 70% dan aquadest steril selanjutnya di beri sinar UV dengan panjang gelombang 365nm selama 15 menit.

## Penentuan berat kering dari polimer plastik  yang talah  terdegredasi bakteri isolat laut
Penentuaan  berat  kering  dari  polimer  sisa  filem  plastik  polipropilen  yang  telah  didegrdasi  oleh bakteri dilakukan dengan cara mengambil filem plastik kemudian dicuci dengan alkohol 70%  lalu dibilas dengan  aquadest  steril  dan  dikeringkan  pada  suhu  80 o C  agar  beratnya  konstan.  Setelah  kering,  filem plastik  sintetis  ditimbang  beratnya.(Jumaah  et  al.,2017)  Persentase  pengurangan  berat  plastik  yang didapatkan dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
% Pengurangan Berat Plastik =
Keterangan: R 1 = Berat Awal Filem Plastik (gram) R 2 = Berat Akhir Filem Plastik (gram)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ini,  dilakukan  perhitungan  total  koloni  isolasi  bakteri  dan  skrining  bakteri pendegredasi  plastik  polipropilen.  Pada  tahapan  isolasi  bakteri  pengurai  plastik  sintetis  polipropilen  dari sampel  air  laut  diKota  Padang  dengan  menggunakan  medium  NA  ditemukan  sejumlah  koloni  isolat bakteri tabel 1.
Tabel 1. Skrining Pengamatan Bakteri yang Tumbuh Pada Medium Plastik No. Jenis Sampel Titik Sampel Jumlah Koloni Bakteri Total Koloni (CFU/gr) 1. Isolat  Air Laut 4 121 1,21 x 18 8 CFU/ml Tabel 2. Skrining Pengamatan Bakteri yang Tumbuh Pada Medium Plastik No. Asal Isolat Kode Isolat Jumlah Koloni Keterangan 1. Isolat Laut ILT-13 11 Koloni bakteri kecil ILT-14 50 Koloni bakteri kecil ILT-15 27 Koloni bakteri besar ILT-16 25 Koloni bakteri besar
*Ket: Kode Isolat ILT  = Isolat Laut

## ZONA
ISSN : 2775-4065 (Online)
Dari hasil skrining isolat bakteri pendegredasi plastik polipropilen didapatkan 4 isolat bakteri yang tumbuh pada media yang telah dimodifikasi dan dilakan pengamatan pada hari ke-5, bakteri tumbuh hal ini didukung oleh pendapat yang menyebutkan rentang waktu 5 hari dilakukan agar bakteri hasil isolasi mampu beradaptasi dengan lingkungan baru.
Gambar 1. Uji Biodegredasi Plastik Polipropilen hasil uji biodegredasi plastik polipropilen metode ini dilakukan menurut metode
Uji  Biodegredasi  Plastik  Polipropilen  dari  Sampel  Isolat  Air  Laut  Dari  Gambar  1.  di  atas  dapat dilihat 4 isolat bakteri yang  dilakukan uji degradasi plastik  polipropilen selama masa inkubasi 4 minggu. Menunjukkan  terjadi  pengurangan  plastik  polipropilen  oleh  bakteri  tersebut  memiliki  hasil  pengurangan yang  berbeda-beda  tiap  bakteri.  Pengurangan  bobot  filem  plastik  yang  tertinggi  isolat  laut  ILT-14  yaitu persentase pengurangan filem plastik sebesar 10,8%, ILT-16 persentase pengurangan filem plastik sebesar 10%,  ILT-15  persentase  pengurangan  filem  plastik  sebesar  3,41%,  ILT-13  persentase  pengurangan  filem plastik  sebesar  1,8%.  Biodegradasi  pada  plastik  polipropilen    adalah  proses  yang  sangat  lambat Polipropilen memiliki sifat  yang berbeda. Plastik ini merupakan polimer semi kristalin, dan secara kimia dan  termal  bersifat  stabil.  Biodegradasi  dari  plastik  dapat  menggunakan  waktu  panjang  dan  ekstrem tergantung  berat  molekuler  polimer,  proses  ini  dapat  mencapai  waktu  1000  tahun  untuk  beberapa  jenis plastik  untuk  didegradasi.  Secara  umum,  biodegradasi  plastik  oleh  mikroorganisme  adalah  proses  yang sangat lambat, dan beberapa mikroorganisme tidak dapat Pendegradasi plastik tertentu
A

## B
Gambar 2. (a) Isolat bakteri plastik polipropilen pada media Mineral, (b) bakteri plastik polipropilen setelah 24 jam inkubasi pada media NA Tabel 3. Pengamatan Makroskopis dan Mikroskopis Isolat Bakteri Kode Isolat Identifikasi Makroskopis Pengamatan Mikroskopis Warna Bentuk Pinggir Permukaan Elevasi Pewarnaan Gram Bentuk Sel ILT-13 Putih Bulat Bergelombang Kasar Timbul Negatif Basil ILT-14 Putih Bulat Rata Licin Timbul Negatif Basil ILT-15 Putih Bulat Rata Kasar Timbul Negatif Basil ILT-16 Putih Bulat Rata Kasar Timbul Negatif Basil
Pada tabel 3. menunjukan hasil karakteristik makroskopis dari 4 isolat bakteri yang dapat mengurai plastik polipropilen. Dapat dilihat dari warana koloni  4 isolat bakteri bewarna putih dan bentuk bulat serta elevasi  timbul.  Perbedaan  yang  dimiliki  setiap  koloni  bakteri  merupakan  sifat  khas  bagi  suatu  spesies tertentu.  Perbedaan  koloni  dari  mikroba  merupakan  ciri  khas  bagi  suatu  spesies  tertentu.  Bentuk  koloni, warna koloni, mengkilap tidaknya, halus dan kasarnya permukaan merupakan sifat-sifat yang diperlukan

## ZONA
ISSN : 2775-4065 (Online)
untuk  identifikasi  suatu  spesies.  Kebanyakan  bakteri  memiliki  warna  keputihan,  kelabu,  kekuningan, hingga bening tetapi, pada beberapa spesies mempunyai pigmen warna yang lebih tegas
ILT-13 ILT-14 ILT-15 ILT-16
Gambar 3. Pengamatan Mikroskopis Isolat Bakteri Air Laut
Pada  Gambar  3.  menunjukan  karakteristik  mikroskopis  4  isolat  bakteri  air  pendegredasi  plastik polipropilen  yang  diamati  dibawah  mikroskop  dengan  pembesaran  1000  kali.  Dari  4  isolat  bakteri didapatkan  4  isolat  bakteri  merupakan  kelompok  Gram  negatif  dan  menunjukan  sel  (basil).  Bentuk  sel dapat berbentuk kokus (bulat), basil (batang), koma, dan spiral. Bakteri bentuk diplobasil merupakan dua sel bakteri yang berdempetan. Diplobasil muncul dari pasangan basil setelah pembelahan, dan streptobasil muncul dalam bentuk rantai.

## Hasil amplifikasi gen 16S rRNA
Hasil  elektroforesis  ini  menunjukan  bahwa  kegiatan  PCR  yang  telah  dilakukan  berhasil mengamplikasikan daerah gen 16S rRNA isolat bakteri plastik polipropilen yang diisolasi dari  sampel air laut.
Gambar  4. Hasil  amplikasi  produk  PCR  gen  16S  rRNA  Isolat  bakteri  air  laut      (M=marker, 1kb=5=ILT-14. Hasil elektroferesis kegiatan PCR 16s
rRNA. PCR menggunakan primer 27F
AGAGTTGATCCTGGCTGAG arah forward dengan primer dengan primer 1492 R GTTTACCTTACGACTT untuk  arah reverse. Hal  ini  mengindikasikan  bahwa  fragmen  produk  PCR  menunjukan  bahwa  isolat  bakteri sampel air laut.

## ZONA
ISSN : 2775-4065 (Online)
https://doi.org/10.52364/zona.v8i1.113

## Tabel 4. Uji Biokimia Isolat Bakteri Air Laut
Kode Isolat No Perlakuan ILT-13 ILT-14 ILT-15 ILT-16 1 Gram - - - - 2 aerob/anaerob - - - - 3 TSIA M M M M 4 Gas - - - - 5 H2S - + + - 6 Katalase + 7 Oksidase + 8 Mortilitas + - - - 9 Indol - - - + 10 Urea + + + + 11 Citrate - - + - 12 Laktosa - - - + 13 Glukosa - + + + 14 Sukrosa - + + + 15 Mannitol - + + + 16 MR - - - - 17 VP - + + + 18 OF + - - + 19 KCN + - + + 20 Arginine - - - - 21 Lysine - + + + 22 Ornithin - - - - 23 Phenyllalanin - - - - 24 Aesculin - - - - 25 Arabinase - - - - 26 Raffinose - - - + 27 Sorbitol - - + + 28 Trehalase - - + + 29 Xylose - - + + 30 Dulcitol + + 31 malanot broth - - - - 32 Gelatin + + + +

## Analisis sekuensing gen 16S rRNA isolat bakteri plastik polipropilen
Hasil  sekuensing  isolat  bakteri  plastik  polipropilen  yang  diisolasi  bakteri    dibandingkan  dengan  Gene Bank  menggunakan  program  BLAST  yang  dilakukan  online  pada  website  NCBI hhtp://  blast.ncbi.nih.gov/ Blast.cgi. Data sekensing dan hasil analisis BLAST dari isolat bakteri plastik polipropilen air laut.

## ZONA
ISSN : 2775-4065 (Online)
https://doi.org/10.52364/zona.v8i1.113 Tabel  5. Hasil BLAST 16S rRNA Isolat bakteri Air Laut ILR-14 No Mikroorganisme                                                                 % Similarity Acession No. 1. Stenotrophomonas Maltophilia strain 100 CP049956.1 2. Stenotrophomonas Maltophilia strain A32 100 MN372320.1 3. Bakterium strain BS1826 100 MK825014.1 4. Bakterium strain BS1619 100 MK824807.1 5. Stenotrophomonas Maltophilia strain CStm RA33 100 MH788995.1 6. Stenotrophomonas Maltophilia strain LHBAB-1 100 KC858848.1 7. Stenotrophomonas Maltophilia strain DZSG-6 100 KC858848.1 8. Stenotrophomonas Maltophilia strain DZSG -6 100 KC973235.1 9. Stenotrophomonas Sp strain CW 15-5 100 MH769262.1
Gambar 5. Pohon Filogenetik Isolat Bakteri  Air Laut ILT-14
Control
ILT-14
Gambar 6. Penampakan dari hasil Scaning Electron Microscopy polypropilen, Plastik Polipropilen Control plastik sebelum uji Biodegredasi dan ILR-14 plastik polipropilen setela degredasi dengan pembesaran 20.00x .

## ZONA
ISSN : 2775-4065 (Online)
https://doi.org/10.52364/zona.v8i1.113
Control ILT-14
Gambar 7. Grafik FTIR Plastik Polipropilen control plastik sebelum uji biodegredasi dan ILT-14 setelah uji biodegredasi

## SIMPULAN
Bakteri  ILR-14  yang  diisolasi  adalah  salah  satu  isolat  bakteri  potensial  tinggi  yang ditemukan  dari  tiga isolat  bakteri  pengurai  plastik  polypropylene dari  air  laut  di  Kota Padang, Sumatera  Barat  Indonesia.  Berdasarkan  identifikasi  molekuler  bakteri  terisolasi  ILR-4 menggunakan  gen  16S  rRNA  mengamati  bahwa  ILR-14  99%  mirip  dengan strain Stenotrophomonas maltophilia W1-2.

## DAFTAR PUSTAKA
Ruslan  R,  Permatadewi  A,  Djama.  Isolation  and  characterization  of  polystyrene-degrading  bacteria Bacillus sp. ITP 10.1.1 from soil sample of Jayawijaya mountains, Papua, Indonesia. Int Res J Pharm. 2018;9(10):85–9.http://dx.doi.org/10.7897/2230-8407.0910231.
Nanda,  S.,dan  S.  S.  Sahu.  2010.  Biodegradability  Of  Polyethylene  By  Brevibacillus,  Pseudomonas,  and Rhodococcus spp. New York Science Journal 3 (7): 95-98.http://www.sciencepub.net/newyork.
Singh  J,  Gupta  KC.  Screening  and  Identification  of  Low  density  Polyethylene  (LDPE)  Degrading  Soil Fungi  Isolated  from  Polythene  Polluted  Sites  around  Gwalior  city  (M.P.).  Int  J  Curr  Microbiol  Appl Sci. 2014;3(6):443–8. https://doi.org/10.4236/abb.2020.117022.
Jumaah OS. Screening Of Plastic Degrading Bacteria from Dumped Soil Area. J Environ Sci Toxicol Food Technol. 2017;11(5):93–8.DOI: 10.9790/2402-1105029398
Soni  R,  Kapri  A,  Zaidi  MGH,  Goel  R  (2009) Comparative  biodegradation  studies  of non-poronized and  poronized  LDPE  using  indigenous  microbial  consortium.  J  Polym  Environ  17:233–239. http://dx.doi.org/10.1007/s10924-009-0143-x.
Agustien A, Jannah M, Djamaan A. Screening Polyethylene Synthetic Plastic Degrading-Bacteria from Soil. Der Pharm Lett. 2016;8(7):183–7.http://scholarsresearchlibrary.com/archive.html.