BIODEGRADASI SENYAWA ORGANIK

A. BIODEGRADASI

Biodegradasi adalah Proses pemecahan atau perombakan yang dilakukan oleh Mikroorganisme. Dimana perombakan/pemecahan Dimana perombakan/pemecahan yang dilakukan adalah untuk dapat dimanfaatkan, terutama dalam bentuk energi. Mikroorganisme pemecah ini tergantung pada substrat yang dipecahnya. Diantara substratnya adalah: Protein, Lemak dan Karbohidrat.

 

Biodegradasi hidrokarbon oleh komunitas mikroba tergantung pada komposisi komunitas dan respon adaptif terhadap kehadiran hidrokarbon . Laju biodegradasi senyawa hidrokarbon kompleks dengan berat molekul besar seperti senyawa aromatik, resin, dan asfalten lebih lambat dibandingkan dengan senyawa dengan berat molekul rendah. Meski demikian beberapa studi menunjukkan bahwa degradasi pada kondisi optimum terhadap senyawa kompleks memiliki laju yang tinggi .

B. BIODEGRADASI HIDROKARBON

Bakteri menggunakan hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber karbon dan energi (Atlas 1981; Udiharto 1996a). Proses biodegradasi hidrokarbon minyak bumi akan menghasilkan CO2, H2O dan biomassa sel (Bossert & Bartha 1984). Menurut Udiharto et al. (1995) selama aktivitas berlangsung bakteri mengeluarkan metabolit-metabolit ke dalam media berupa asam, surfaktan dan gas yang dapat mempengaruhi lingkungannya diantaranya asam menurunkan pH dan surfaktan menurunkan tegangan antar muka media. Penurunan tegangan

antar muka media menyebabkan minyak terdispersi dan memperbesar kontak permukaan antara bakteri dan minyak sehingga akan terjadi peningkatan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi. Selain itu, biomassa yang dihasilkan merupakan akumulasi massa sel yang sebagian besar tersusun oleh protein. Protein dapat meningkatkan kesuburan tanah tercemar karena merupakan sumber pupuk nitrogen bagi lahan yang mendapatkannya. Sebelum biodegradasi berlangsung, hidrokarbon minyak bumi akan masuk ke dalam sitoplasma bakteri. Ada dua teori mekanisme masuknya hidrokarbon ke dalam sitoplasma. Pertama, hidrokarbon menjadi mudah larut dan yang kedua terjadi adhesi antara butiran hidrokarbon dengan cairan dalam sel (Higgins & Gillbert 1977). Proses selanjutnya, bakteri memproduksi enzim yang dapat mendegradasi hidrokarbon minyak bumi. Enzim mendegradasi senyawa tersebut dengan cara mengeksploitasi kebutuhan bakteri akan energi (Wisjnuprapto 1996).

Menurut Kadarwati et al. (1994) dalam pertumbuhannya bakteri akan mengeluarkan enzim yang akan bergabung dengan substansi membentuk senyawa kompleks enzim-substansi, kemudian terurai menjadi produk lain. Enzim tidak habis dalam reaksi tersebut tetapi dilepaskan kembali untuk reaksi selanjutnya dengan substansi lainnya. Proses ini terjadi berulang-ulang sampai semua substansi yang tersedia terpakai. Tingkat kemudahan hidrokarbon minyak bumi didegradasi oleh bakteri tergantung kepada struktur dan bobot molekulnya (Atlas 1989). Secara umum kemampuan biodegradasi naik dengan kenaikan panjang rantai (Kadarwati et al. 1996). Selama proses biodegradasi terjadi perombakan fraksi parafinik, naftenik dan aromatik. Parafinik merupakan fraksi yang paling mudah didegradasi

sedangkan naftenik dan aromatik lebih sulit (Leahly & Colwell 1990).

Menurut Udiharto (1996a) kemampuan bakteri mendegradasi hidrokarbon minyak bumi berbeda-beda. Panjang rantai optimum untuk didegradasi antara 10-20 rantai karbon. Hidrokarbon dengan panjang rantai kurang dari 9 sulit didegradasi karena senyawa ini bersifat toksik tetapi beberapa bakteri tertentu (methanotrop) dapat mendegradasinya. Beberapa hasil percobaan menunjukkan bahwa: (i) hidrokarbon alifatik umumnya mudah didegradasi daripada aromatik, (ii) hidrokarbon alifatik rantai lurus umumnya lebih mudah terdegradasi daripada rantai cabang. Introduksi cabang ke molekul hidrokarbon menghambat proses biodegradasi, (iii) hidrokarbon jenuh lebih mudah terdegradasi daripada yang tidak jenuh. Adanya ikatan dobel atau tripel antar karbon menghambat proses biodegradasi dan (iv) hidrokarbon alifatik rantai panjang lebih mudah didegradasi daripada rantai pendek.        

          Secara umum kemampuan biodegradasi naik dengan kenaikan panjang rantai (Kadarwati et al. 1996). Menurut Udiharto (1996a) kemampuan bakteri mendegradasi hidrokarbon minyak bumi berbeda-beda. Panjang rantai optimum untuk didegradasi antara 10-20 rantai karbon. Hidrokarbon dengan panjang rantai kurang dari 9 sulit didegradasi karena senyawa ini bersifat toksik tetapi beberapa bakteri tertentu (methanotrop) dapat mendegradasinya.

Permasalahan :

Menurut artikel di atas kemampuan biodegradasi naik dengan kenaikan panjang rantai (Kadarwati et al. 1996).  

Mengapa panjang rantai dapat mempengaruhi kemampuan bakteri untuk melakukan biodegradasi ?