Apa hal yang pertama kali terpikirkan ketika mendengar kata “bakteri”? Tentu banyak yang langsung berpikir bahwa bakteri merupakan makhluk renik yang kotor, sumber penyakit, dan hal-hal lain yang merugikan manusia. Padahal perlu diketahui bahwa bakteri juga memiliki banyak manfaat dan tentunya menguntungkan bagi kehidupan manusia. Apa saja itu?
Bakteri dapat berperan sebagai probiotik, seperti Lactobacillus. Bakteri juga dapat berfungsi sebagai biofertilizer, seperti Azosprillum, Azotobacter, Rhizobium. Ada pula bakteri yang menghasilkan antibiotik, misalnya Streptomyces griseus yang menghasilkan streptomisin. Selain itu, berkat bakteri kita dapat menikmati jenis makanan seperti keju, yogurt, kecap, hingga nata de coco. Bakteri juga memiliki peranan penting dalam pemulihan lingkungan. Kita telah mengetahui bahwa semakin hari angka pencemaran lingkungan semakin meningkat. Sebagian besar sumber pencemaran tersebut adalah akibat ulah manusia.
Limbah hidrokarbon merupakan salah satu penyumbang terbesar pencemaran lingkungan, baik di tanah, maupun air. Hidrokarbon adalah senyawa yang mengandung unsur hidrogen (H) dan karbon (C). Limbah hidrokarbon berasal dari bahan bakar fosil yang memiliki sifat sulit larut air, seperti bensin, solar dan minyak mentah (crude oil). Limbah ini sukar untuk dihilangkan, sehingga dapat merusak ekosistem. Kasus tumpahan minyak di laut merupakan pencemaran hidrokarbon di perairan yang berdampak negatif terhadap biota laut dan berbagai jenis hewan yang hidup di pesisir pantai.
Berbagai upaya telah dilakukan agar lingkungan yang tercemar dapat pulih kembali. Namun, metode-metode yang digunakan justru menambah tingkat pencemaran, seperti penggunaan bahan-bahan kimia. Alam telah diciptakan sedemikian rupa untuk mengatasi segala permasalahan yang terjadi, termasuk dalam hal remediasi atau pemulihan lingkungan tercemar.
Melalui kegigihan para peneliti dan akademisi di bidang mikrobiologi, telah ditemukan upaya yang efektif, aman, dan murah dalam proses remediasi lingkungan tercemar. Upaya tersebut dikenal dengan istilah bioremediasi, yakni suatu upaya mengurangi polutan yang mencemari lingkungan dengan menggunakan mikroorganisme, tumbuhan, atau mikroba.
Bakteri hidrokarbonoklastik merupakan kelompok bakteri yang mampu “memakan” atau mendegradasi senyawa hidrokarbon. Proses degradasi senyawa hidrokarbon oleh bakteri diawali dengan produksi suatu senyawa yang disebut biosurfaktan. Senyawa ini dilepas oleh bakteri untuk menurunkan tegangan permukaan air, sehingga senyawa hidrokarbon yang tadinya sulit larut menjadi mudah larut dan “menyatu” dengan air, kemudian menjadi butiran-butiran kecil. Peristiwa tersebut dikenal dengan istilah emulsifikasi.
Senyawa hidrokarbon yang telah menjadi butiran-butiran emulsi tadi akan “dikerumuni” oleh bakteri hidrokarbonoklastik yang kemudian melepaskan enzim lipase. Enzim ini memiliki kemampuan lipolitik, kemampuan untuk menghidrolisis lemak menjadi senyawa yang lebih sederhana. Hasil akhir dari proses degradasi senyawa hidrokarbon tersebut adalah senyawa air (H2O) dan karbon dioksida (CO2) yang aman bagi lingkungan sekitar.
Terdapat berbagai jenis bakteri yang tergolong dalam kelompok bakteri hidrokarbonoklastik, di antaranya adalah Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, dan Serratia marcescens. Tiap jenis bakteri menghasilkan jenis biosurfaktan yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan “gen penyandi” yang mengatur proses produksi biosurfaktan pada sel bakteri.
Pada B. subtilis, produksi biosurfaktan diatur oleh gen sfp dan jenis biosurfaktan yang dihasilkan adalah kelompok lipopeptida berupa surfaktin. Biosurfaktan jenis ini tersusun atas gugus asam amino dan asam lemak. Sementara itu, pada P. aeruginosa, produksi biosurfaktan diatur oleh gen rhl dan dihasilkan biosurfaktan dengan jenis rhamnolipida yang tersusun atas gula ramnosa dan lipid. Sekedar tambahan informasi, senyawa biosurfaktan ini umumnya dimanfaatkan dalam pembuatan sabun, kosmetik, dan obat.
Kemampuan bakteri hidrokarbonoklastik dalam mendegradasi limbah hidrokarbon tentunya dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti sumber nutrisi, suhu, pH, dan lain sebagainya. Hingga saat ini, masih banyak penelitian yang mengkaji bakteri hidrokarbonoklastik agar lebih optimal dalam proses bioremediasi lingkungan. Hal tersebut dilakukan agar diperoleh agen-agen bioremediasi yang unggul dan mampu memulihkan lingkungan tercemar dengan efektif, efisien dan yang paling penting adalah ramah lingkungan.
Bahan bacaan:
-
Gouma, S., Fragoeiro, S., Bastos, A.C., and Magan, N. 2014. Bacterial and fungal bioremediation strategies, in Microbial Biodegradation and Bioremediation. Netherland: Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800021-2.00013-3
-
Kim, HS., Kim, SB., Park, SH., et al. 2000. Expression of sfp gene and hydrocarbon degradation by Bacillus subtilis. Biotechnology Letters, 22 (18): 1431-1436. https://doi.org/10.1023/A:1005675231949
-
Reis, R.S., Pereira, A.G., Neves, B.C., and Freire, D.M.G. Gene regulation of rhamnolipid production in Pseudomonas aeruginosa. Bioresource Technology, 102 (11): 6377-6384. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.03.074
Penulis:
Elga Renjana, Peneliti di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Alumnus Universitas Airlangga.
Kontak: elgarenjana(at)gmail(dot)com
