BIODEGRADASI SENYAWA ORGANIK

 Fenol merupakan senyawa organik yang bersifat toksik. Senyawa ini merupakan polutan yang bersifat persisten di dalam air. Kontaminasi fenol di lingkungan dapat berasal dari udara dan air buangan proses produksi, penggunaan, dan pembuangan produk-produk yang mengandung fenol. Limbah industri yang banyak mengandung fenol diantaranya, industri kimia, petrokimia, farmasi, tekstil, dan baja (Rocha et al. 2007). Menurut Shetty et al. (2007), konsentrasi fenol yang terdapat dalam limbah tersebut sangat bervariasi dengan kisaran 10-3000 mg/L. Senyawa ini dapat dikatakan aman bagi lingkungan jika konsentrasinya berkisar antara 0.5-1.0 mg/L sesuai dengan KEP No. 51/MENLH/ 10/1995 dan ambang batas fenol dalam air baku air minum adalah 0.002 mg/L seperti yang dinyatakan oleh Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (Bapedal) (Slamet et al. 2005). Oleh sebab itu, diperlukan usaha untuk mereduksi konsentrasi fenol dalam limbah tersebut perlu dilakukan sebelum dibuang ke perairan umum. Dengan demikian, diperlukan metode alternatif lain dalam menangani limbah fenol pada industri tekstil dengan biaya yang lebih murah yaitu teknik biodegradasi

Biodegradasi merupakan proses mineralisasi secara sempurna dari suatu senyawa kimia menjadi senyawa sederhana seperti CO2, H2O, NO3 dan senyawa anorganik lainnya (Nair et al. 2008). Prinsip teknik ini yaitu polutan organik digunakan sebagai sumber karbon dan energi oleh mikroorganisme sehingga proses pertumbuhan mikroorganisme yang terjadi akan menghasilkan degradasi sempurna (mineralisasi) polutan organik tersebut. Secara umum mekanisme biodegradasi fenol dapat terjadi secara aerobik maupun anaerobik (Ruiz-Ordaz et al. 2001). Keuntungan yang diperoleh melalui teknik ini adalah biaya yang murah dan tidak dihasilkannya polutan sampingan karena fenol dapat secara sempurna didegradasi menjadi H2O dan CO2 (Jiang et al. 2007b). Teknik ini sangat mudah diaplikasikan untuk mendegradasi fenol pada limbah buangan industri dikarenakan fenol merupakan senyawa aromatik yang mudah didegradasi daripada senyawa aromatik lainnya (Komarkova et al. 2003).

Candida tropicalis telah dilaporkan memiliki kemampuan untuk mendegradasi fenol, turunannya, dan senyawa hidrokarbon alifatik dengan laju biodegradasi relatif tinggi (Ruiz- Ordaz et al. 2001; Eschenfeldt et al. 2003; Komarkova et al. 2003; Varma & Gaikwad 2009). Candida tropicalis yang mempunyai kemampuan biodegradasi fenol biasanya diisolasi dari lingkungan yang terkontaminasi atau mengandung fenol dalam jangka waktu yang lama. Berbagai jenis isolat C. tropicalis yang mempunyai kemampuan mendegradasi fenol.

Piakong (2006) telah berhasil mengisolasi C. tropicalis RETL-Crl dari limbah kilang minyak Exxon Mobile dan mempelajari mekanisme degradasi fenolnya menggunakan teknik fermentasi batch dan fed-batch dalam kondisi aerobik. C. tropicalis YMEC14 juga telah digunakan oleh Ettayebi et al. (2003) sebagai galur ekstremofil untuk rancangan proses biologis secara aerobik dalam detoksifikasi limbah pabrik minyak zaitun dan mereduksi polutan organik yang dihasilkan. Hasil penelitian Rocha et al. (2007) menunjukkan bahwa C. tropicalis mampu tumbuh pada lingkungan yang mengandung fenol 500 mg/L, sedangkan pada konsentrasi 1500 dan 2000 mg/L khamir tersebut tidak dapat tumbuh (Rocha et al. 2007). Jiang et al. (2007b) melaporkan bahwa Candida tropicalis mampu mendegradasi fenol mencapai 2000 mg/L dan laju biodegradasinya akan meningkat apabila sel tersebut dimutasi dengan sinar laser He-Ne. Regulasi biodegradasi fenol pada C. tropicalis terdapat pada reaksi hidroksilasi fenol menjadi katekol dan katekol menjadi cis,cis-asam mukonat. Enzim yang bertanggung jawab dalam menghidroksilasi fenol menjadi katekol pada C. tropicalis adalah sitokrom P-450 monoksigenase (Stiborová et al. 2003) dan fenol hidroksilase (Vilímkova et al. 2008). Sistem NADPH-sitokrom P450 yang biasa dikenal sebagai function oxygenase system (MFO system) merupakan sistem enzim yang terlibat dalam fase I biotransformasi pada sel hati mamalia (Ming-Ho 2005). Enzim ini mempunyai sejumlah isoenzim yaitu bentuk lain dari enzim yang mengkatalisis reaksi yang sama tetapi mempunyai perbedaan karakteristik fisik ataupun kinetik (Hames & Hooper 2005).

Tabel 3 Sumber isolat khamir pendegradasi fenol Candida tropicalis

C. tropicalis	Lumpur aktif	Jiang et al. (2007)
C. tropicalis Ct2	Lumpur aktif pabrik pengolahan air	Komarkova et al. (2003)
C. tropicalis RETL-Cr1	Limbah pabrik kilang minyak	Piakong (2006)
C. tropicalis	Limbah pabrik kilang minyak	Rocha et al. (2007)
C. tropicalis YMEC14	Limbah pabrik minyak zaitun	Ettayebi et al. (2003)

Permasalahan:

Salah satu mikroorganisme yang mampu  mendegradasi fenol adalah Candida tropicalis

·        Candida tropicalis yang mempunyai kemampuan biodegradasi fenol biasanya diisolasi dari lingkungan yang terkontaminasi atau mengandung fenol dalam jangka waktu yang lama. Berbagai jenis isolat C. tropicalis yang mempunyai kemampuan mendegradasi fenol.

·        Candida tropicalis mampu mendegradasi fenol mencapai 2000 mg/L dan laju biodegradasinya akan meningkat apabila sel tersebut dimutasi dengan sinar laser He-Ne

Yang ingin saya tanyakan adalah

1.     Adakah cara yang dapat dilakukan agar candida tropicalis mampu mendegradasi fenol yang diisolasi dari lingkungan yang terkontaminasi atau mengandung fenol dalam jangka waktu pendek?

2.     Laju biodegradasi fenol dengan candida tropicalis akan meningkat apabila dimutasi dengan sinar laser He-Ne, mengapa demikian?