Bakteri Spesifik: Mengolah Pongamia Jadi Bioplastik

Bioplastik dari minyak Pongamia ini bersifat marine-biodegradable, artinya jika terbuang ke laut, mikroorganisme laut akan memakannya kembali hingga habis tanpa meninggalkan mikroplastik berbahaya. 

Dengan kapasitas produksi PHA global yang diprediksi melonjak dari 0,1 juta ton di 2024 menjadi hampir 1 juta ton pada 2029, penggunaan bahan baku non-pangan seperti Pongamia di Indonesia akan menjadi keunggulan strategis untuk memenuhi kebutuhan plastik home-compostable dan marine-biodegradable

Tidak semua bakteri bisa memakan lemak/minyak nabati dengan efisien. Untuk mengubah minyak Pongamia menjadi PHA, anda memerlukan bakteri jenis Lipolitik (pemecah lemak):

1. Cupriavidus necator (H16): Bakteri standar industri global. Sangat rakus mengonsumsi asam lemak dari minyak nabati dan mengubahnya menjadi PHB (salah satu jenis PHA yang paling kaku dan kuat). Ini adalah “pekerja keras” di industri PHA global. Keunggulan: Mampu mengonsumsi minyak nabati dengan sangat rakus dan mengubahnya menjadi P(3HB), jenis PHA yang kaku dan kuat (mirip polipropilena).Kesesuaian: Sangat stabil untuk produksi skala industri besar.
2. Pseudomonas putida: Sangat efektif jika Anda ingin menghasilkan mcl-PHA (jenis PHA yang lebih elastis seperti karet/lateks). Bakteri ini sangat tangguh dan mudah dikembangkan di laboratorium Indonesia. Bakteri ini adalah spesialis pengolah minyak yang menghasilkan mcl-PHA (medium-chain-length). Keunggulan: Menghasilkan bioplastik yang lebih elastis, fleksibel, dan kenyal (mirip karet atau lateks).Kesesuaian: Cocok untuk membuat lapisan film tipis, lem biopolimer, atau kemasan yang butuh kelenturan tinggi.
3. Ralstonia eutropha (varian lokal), banyak diteliti oleh institusi di Indonesia (seperti ITB dan BRIN). Keunggulan: Beberapa galur lokal dari tanah Indonesia memiliki toleransi suhu yang lebih tinggi, sehingga biaya pendinginan bioreaktor di iklim tropis bisa ditekan. Kesesuaian: Efektif untuk mengolah limbah cair atau minyak goreng bekas (UCO) maupun minyak mentah Pongamia.

• Bacillus sp, beberapa jenis Bacillus (seperti Bacillus megaterium) sering digunakan karena sifatnya yang non-patogen (aman). Keunggulan: Proses ekstraksi plastik dari tubuh bakteri ini lebih mudah karena dinding selnya lebih sederhana dibandingkan bakteri gram-negatif lainnya.

Jika target Anda adalah membuat kantong belanja atau wadah kaku gunakan Cupriavidus necator. Namun, jika targetnya adalah kemasan fleksibel/saset, Pseudomonas putida adalah pilihan terbaik.

Cara kerja bakteri dalam mengubah minyak Pongamia (Malapari) menjadi bioplastik mengikuti mekanisme biotransformasi alami, di mana bakteri menganggap minyak tersebut sebagai cadangan energi yang kemudian disimpan dalam bentuk butiran polimer.

1. Fase Persiapan Bahan Baku (Feedstock)

Biji Pongamia yang mengandung sekitar 30% minyak non-pangan diperas untuk diambil minyaknya. Minyak ini kaya akan asam lemak yang merupakan sumber karbon konsentrat tinggi bagi bakteri.

2. Tahap Fermentasi (Pemberian Makan)

Minyak Pongamia dimasukkan ke dalam bioreaktor bersama kultur bakteri seperti Cupriavidus necator atau Pseudomonas putida. Proses ini terbagi menjadi dua fase kritis: Fase Pertumbuhan: Bakteri diberikan nutrisi lengkap (karbon, nitrogen, fosfor) agar jumlah populasinya meningkat pesat. Fase Akumulasi Plastik: Peneliti membatasi asupan nitrogen tetapi terus memberikan minyak Pongamia. Dalam kondisi “stres” ini, bakteri berhenti membelah diri dan mulai mengubah kelebihan karbon dari minyak menjadi butiran PHA di dalam sel mereka sebagai cadangan energi.

3. Mekanisme Seluler (Metabolisme)

Di dalam sel, bakteri menggunakan enzim khusus untuk memotong rantai hidrokarbon minyak Pongamia menjadi unit-unit kecil yang disebut asetil-KoA. Unit-unit ini kemudian disambungkan kembali menjadi rantai polimer panjang yang disebut Polyhydroxyalkanoate (PHA). Hasil: Butiran plastik bening/putih akan terlihat menumpuk di dalam tubuh bakteri, terkadang memenuhi hingga 80% dari total berat sel.

4. Ekstraksi dan Pemurnian

Setelah sel penuh dengan butiran plastik, proses dilanjutkan dengan Sentrifugasi: Memisahkan sel bakteri dari cairan sisa media. Lisis Sel: Dinding sel bakteri dipecah (menggunakan panas atau bahan kimia) untuk mengeluarkan butiran PHA. Pengeringan: Bubuk plastik yang keluar kemudian dikeringkan menjadi resin atau biji plastik siap cetak.

Oleh: DR (Cand) Dadang Gusyana, S.Si, MP.