Ilmuwan Jerman Temukan Enzim Pemakan Plastik

Saat mengais-ngais tumpukan kompos di pemakaman kota Leipzig, Christian Sonnendecker dan tim penelitinya menemukan tujuh enzim baru yang belum pernah mereka lihat sebelumnya. Para ilmuwan itu sedang berburu protein yang punya potensi bisa "memakan" plastik PET, jenis plastik yang paling banyak digunakan di dunia. Plastik jenis PET paling banyak digunakan untuk membuat botol air mineral dan kemasan bahan makanan.

"Para ilmuwan mulanya tidak berharap banyak, saat mereka membawa sampel itu kembali ke laboratorium", kata Sonnendecker kepada DW ketika mengunjungi laboratorium Universitas Leipzig. Bagi para peneliti, itu hanya tempat pembuangan sampah kedua yang mereka teliti, dan mereka pikir enzim pemakan PET itu langka.

Namun di salah satu sampel, mereka menemukan enzim atau poliester hidrolase yang disebut PHL7. Hal yang mengejutkan para peneliti, Enzim PHL7 mengurai seluruh bagian plastik dalam waktu kurang dari sehari.

Dua enzim pemakan plastik

Para peneliti mengamati, enzim PHL7 yang baru ditemukan, 'memakan' plastik PET lebih cepat, dibanding enzim LCC yang saat ini digunakan sebagai standar dalam ujicoba mengurai plastik PET.

Guna memastikan penemuan mereka bukan kebetulan, tim Sonnendecker membandingkan PHL7 dengan LCC dalam ekperimen lanjutan, dengan mengurai beberapa wadah plastik. Dan ternyata benar: PHL7 lebih cepat. 

"Saya kira, kami perlu mengambil sampel dari ratusan lokasi berbeda, sebelum menemukan salah satu enzim ini," kata Graham Howe, ahli enzim di Queens University di Ontario, Kanada.

Howe, yang juga mempelajari degradasi PET tetapi tidak terlibat dalam penelitian Leipzig, tampak kagum dengan penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Chemistry Europe. "Kelihatnnya, kita hanya perlu pergi ke alam, dan akan menemukan enzim yang melakukan hal ini di mana-mana," kata Howe.

Dilema menghadapi Plastik PET

Meskipun plastik PET dapat didaur ulang, namun tidak terurai.Seperti limbah nuklir atau komentar buruk kepada pasangan Anda, begitu plastik PET dibuat, plastik itu tidak akan pernah benar-benar hilang.

Bekas botol plastik memang dapat diubah menjadi produk baru. Salah satunya dengan membuat tas jinjing berbahan plastik PET. Namun upaya daur ulang ini menghadapi masalah, seputar kualitas plastik yang semakin memburuk dalam siklus daur ulang. Sejauh ini banyak plastic PET akhirnya didaur ulang menjadi produk seperti karpet  ataupun sejumlah besar tas jinjing. Meski pada akhirnya, akan tetap kembali mendarat di tempat pembuangan sampah.

Ada dua cara sebagai solusi masalah ini: Yang pertama, menghentikan total semua produksi plastik PET. Namun upaya ini harus menghadapi fakta, bahan PET sangat umum dan ada dimana-mana. Sehingga jika perusahaan segera berhenti memproduksi plastik PET, masih akan ada jutaan botol minuman ringan kosong yang tidak akan terurai dalam waktu ribuan tahun.

Cara kedua adalah dengan memaksa plastik terdegradasi. Para ilmuwan selama beberapa dekade telah mencoba menemukan enzim yang bisa melakukan hal itu, dan pada 2012 mereka menemukan LCC, atau "cutinase kompos bercabang daun."

LCC merupakan terobosan besar, karena menunjukkan bahwa PETase, komponen LCC, dapat digunakan untuk mendegradasi plastik PET ketika dikombinasikan dengan enzim lain yang dikenal sebagai esterase. Enzim esterase digunakan untuk memutuskan ikatan kimia dalam proses yang disebut hidrolisis.

Para ilmuwan yang meneliti LCC menemukan, enzim tersebut tidak membedakan antara polimer alami dan polimer sintetik, yang kita kenal sebagai plastik. Sebaliknya, LCC mengakui plastik PET sebagai zat alami dan memakannya seperti polimer alami.

Rekayasa enzim

Sejak penemuan LCC, peneliti seperti Sonnendecker terus mencari enzim pemakan PET baru di alam. Mereka menyebut LCC adalah enzim yang bagus tetapi memiliki keterbatasan. Keterbatasan enzim LCC adalah, membutuhkan waktu berhari-hari untuk memecah PET dan reaksi harus terjadi pada suhu yang sangat tinggi.

Ilmuwan dan peneliti lain telah mencoba mencari cara untuk merekayasa LCC agar lebih efisien. Sebuah perusahaan Prancis bernama Carbios melakukan hal itu. Mereka merekayasa LCC untuk membuat enzim yang lebih cepat dan lebih efisien. 

Sementara para peneliti di University of Texas di Austin melaporkan, telah menciptakan protein pemakan PET menggunakan algoritma pembelajaran mesin. Mereka mengatakan protein mereka dapat mendegradasi plastik PET dalam 24 jam. 

David Zechel, seorang profesor ilmu kimia di Queen's University mengatakan, pendekatan yang digunakan selalu dimulai dengan sesuatu yang telah diketahui oleh para peneliti. Sehingga para ilmuwan tidak perlu menemukan sesuatu yang baru, namun bekerja untuk meningkatkan apa yang telah ditemukan. "Jenis rekayasa ini penting pada saat para peneliti mencoba menciptakan enzim yang optimal untuk mendegradasi PET", kata Zechel.

Plastik PET jenis botol belum terurai

Namun enzim yang baru ditemukan Sonnendecker dan timnya, juga memiliki keterbatasan. Enzim ini dapat menghancurkan wadah kamasan makanan, tetapi tidak dapat menghancurkan botol minuman ringan.  Plastik PET yang digunakan dalam botol minuman, diperpanjang rantainya dan diubah secara kimiawi, membuatnya lebih sulit terurai dibanding PET yang digunakan dalam kemasan makanan.

Tim Sonnendecker dalam pengujian yang mereka lakukan, telah mengembangkan rekayasa awal yang diterapkan pada botol PET, sehingga memudahkan enzim untuk mendegradasi plastik. Tapi penelitian itu belum dipublikasikan.

Para peneliti meyakini, dengan bantuan industri, teknologi menggunakan PHL7 untuk menguraikan PET dalam skala besar, akan siap dan dapat diterapkan dalam waktu sekitar empat tahun.

(rs/as)