Secara umum biodegradasi atau penguraian
bahan (senyawa) organik oleh mikroorganisme dapat terjadi bila terjadi
transformasi struktur sehingga terjadi perubahan integritas malekuler. Proses
ini berupa rangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang mutlak
memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan pertumbuhan dan
perkembangbiakan mikroorganisme (Shechan dalam Nugroho, 2006).
Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi
merupakan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme, sehingga senyawa
tersebut dapat didegradasi dengan baik (Nugroho, 2006).
Di dalam minyak bumi terdapat dua macam komponen yang dibagi berdasarkan
kemampuan mikroorganisme menguraikannya, yaitu komponen minyak bumi yang mudah
diuraikan oleh mikroorganisme dan komponen yang sulit didegradasi oleh
mikroorganisme (Hadi, 2003).
Komponen minyak bumi yang mudah
didegradasi oleh bakteri merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi atau
mendominasi, yaitu alkana yang bersifat lebih mudah larut dalam air dan
terdifusi ke dalam membran sel bakteri. Jumlah bakteri yang mendegradasi
komponen ini relatif banyak karena substratnya yang melimpah di dalam minyak
bumi. Isolat bakteri pendegradasi komponen minyak bumi ini biasanya merupakan
pengoksidasi alkana normal (Hadi, 2003).
Komponen minyak bumi yang sulit
didegradasi merupakan komponen yang jumlahnya lebih kecil dibanding komponen
yang mudah didegradasi. Hal ini menyebabkan bekteri pendegradasi komponen ini
berjumlah lebih sedikit dan tumbuh lebih lambat karena kalah bersaing dengan
pendegradasi alkana yang memiliki substrat lebih banyak. Isolasi bakteri ini
biasanya memanfaatkan komponen minyak bumi yang masih ada setelah pertumbuhan
lengkap bakteri pendegradasi komponen minyak bumi yang mudah didegradasi (Hadi,
2003).
1. Jenis Hidrokarbon yang
Didegradasi Mikroba (Hadi, 2003).
a. Hidrokarbon Alifatik
Mikroorganisme pedegradasi hidrokarbon rantai lurus dalam minyak bumi ini
jumlahnya relatif kecil dibanding mikroba pendegradasi hidrokarbon aromatik. Di
antaranya adalah Nocardia, Pseudomonas, Mycobacterium, khamir tertentu, dan
jamur. Mikroorganisme ini menggunakan hidrokarbon tersebut untuk
pertumbuhannya. Penggunaan hidrokarbon alifatik jenuh merupakan proses aerobik
(menggunakan oksigen). Tanpa adanya O2, hidrokarbon ini tidak didegradasi oleh
mikroba (sebagai pengecualian adalah bakteri pereduksi sulfat).
Langkah pendegradasian hidrokarbon alifatik jenuh oleh mikroorganisme
meliputi oksidasi molekuler (O2) sebagai sumber reaktan dan penggabungan satu
atom oksigen ke dalam hidrokarbon teroksidasi.
b. Hidrokarbon Aromatik
Banyak senyawa ini digunakan sebagai donor elektron secara aerobik oleh
mikroorganisme seperti bakteri dari genus Pseudomonas. Metabolisme senyawa ini
oleh bakteri diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atau
senyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini. Kedua senyawa ini
selanjutnya didegradasi menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs
(siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat. Gambar 2
menunjukkan reaksi perubahan senyawa benzena menjadi catechol.
2.
Faktor Pembatas Biodegradasi
Kemampuan sel mikroorganisme untuk
melanjutkan pertumbuhannya sampai minyak bumi didegradasi secara sempurna
bergantung pada suplai oksigen yang mencukupi dan nitrogen sebagai sumber
nutrien. Seorang ilmuwan bernama Dr. D. R. Boone menemukan bahwa nitrogen tetap
merupakan nutrien yang paling penting untuk degradasi bahan bakar. Selain itu
keaktifan mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon juga dipengaruhi oleh kondisi
lingkungan seperti temperatur dan pH. Kondisi lingkungan yang tidak sesuai
menyebabkan mikroba ini tidak aktif bekerja mendegradasi minyak bumi. Sebagai
contoh, penambahan nutrien anorganik seperti fosfor dan nitrogen untuk area
tumpahan minyak meningkatkan kecepatan bioremediasi secara signifikan.
PUSTAKA
Nugroho, A. 2003. Bioremidiasi Hidrokarbon Minyak
Bumi. Jakarta: Bumi Aksara
Hadi, S N. 2003. Degradasi Minyak Bumi via
“Tangan” Mikroorganisme.
