Inovasi Bioplastik dari Pati Kentang untuk Lingkungan yang Lebih Baik

Setiap tahun, ratusan juta ton plastik berbasis petrochemical diproduksi, banyak di antaranya berakhir di lingkungan atau dibakar, yang memperburuk emisi gas rumah kaca serta krisis lingkungan akibat polusi plastik. Penelitian terbaru yang dipimpin oleh Universitas Barcelona telah menghasilkan bioplastik biodegradable bernilai tinggi — polihidroksibutirat (PHB) — dari pati kentang yang tidak diolah dalam satu langkah selama 24 jam. Terobosan strategis ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan pada minyak dan volume limbah plastik yang sulit terurai.

Produksi PHB dari Pati Kentang

Penelitian ini menunjukkan bahwa bakteri Bacillus subtilis merupakan platform yang menarik untuk memproduksi PHB, suatu biopolymer yang dapat terurai dan berasal dari sumber terbarukan, yakni pati kentang yang merupakan produk sampingan pertanian yang melimpah dan murah.

Paper yang diterbitkan dalam jurnal Bioresource Technology ini dipimpin oleh Pere Picart, profesor di Fakultas Farmasi dan Ilmu Pangan UB, dengan kontribusi signifikan dari Mercedes Berlanga.

Pemanfaatan Bakteri untuk Produksi Bioplastik

Dalam studi ini, tim menggunakan bakteri Bacillus subtilis, mikroorganisme aman yang banyak digunakan dalam bioteknologi industri untuk memproduksi enzim dan bahan kimia. Penggunaan bakteri ini memberikan kesempatan untuk memproduksi PHB dengan aman dan efisien.

Kolaborator menjelaskan, “Produksi komersial PHB membutuhkan mikroorganisme yang non-patogen, mudah dimodifikasi secara genetik, tumbuh cepat, dan mampu memanfaatkan berbagai sumber karbon.” Potensi Bacillus subtilis dalam memproduksi PHB sebelumnya jarang dieksplorasi, dan strategi rekayasa metabolik sistematis untuk meningkatkan akumulasi polimer ini masih sangat dibutuhkan.

Rekayasa Genetik untuk Meningkatkan Produksi PHB

Tim peneliti melakukan modifikasi genetik pada B. subtilis untuk menciptakan platform mikroba Gram positif yang aman dan efisien dalam memproduksi PHB dari pati yang belum diolah. Dengan pengintegrasian gen phaA dan pengaturan ekspresi operon phaRBC, mereka berhasil meningkatkan akumulasi polimer dari berbagai sumber karbon. Penambahan gen amyQ, yang mengode α-amylase, juga mempermudah konversi langsung pati kentang menjadi PHB dalam satu langkah dalam waktu 24 jam.

Dari penggunaan kombinasi teknik ini, didapatkan 11,3 g/L biomassa dan 5,8 g/L PHB dalam kultur skala flask, dengan kemurnian polimer yang setara dengan standar komersial, mencapai 51,8% PHB dari berat kering sel.

Potensi Bioplastik yang Lebih Berkelanjutan

Berbeda dengan plastik berbasis petroleum, PHB adalah biopolymer terbarukan yang membantu menutup siklus karbon dan mengurangi akumulasi limbah yang persisten di ekosistem darat dan laut. Analisis lingkungan dan studi siklus hidup menunjukkan bahwa bioplastik berbasis bio, seperti PHB, memiliki jejak karbon yang lebih rendah dan dampak iklim yang lebih minim dibandingkan banyak plastik berbasis petrochemical, terutama ketika menggunakan bahan baku dari limbah.

“Teknologi seperti ini merupakan peluang nyata untuk mengubah masalah lingkungan menjadi sumber daya berharga, berkontribusi pada ekonomi yang lebih melingkar dan rendah karbon,” tutup tim peneliti.

(SA/GN)
sumber : www.miragenews.com