Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Teknologi

Bakteri toleran garam dengan nafsu makan lumpur membuat plastik biodegradable – ScienceDaily


Amerika Serikat menghasilkan tujuh juta ton lumpur limbah setiap tahun, cukup untuk mengisi 2.500 kolam renang ukuran Olimpiade. Sementara sebagian dari limbah ini digunakan kembali untuk pupuk kandang dan aplikasi lahan lainnya, sejumlah besar masih dibuang ke tempat pembuangan akhir. Dalam sebuah studi baru, para peneliti Texas A&M University telah menemukan cara yang efisien untuk menggunakan lumpur sisa untuk membuat plastik yang dapat terurai secara hayati.

Dalam jurnal edisi September American Chemical Society (ACS) Omega, para peneliti melaporkan bakteri itu Zobellella denitrificans ZD1, yang ditemukan di hutan bakau, dapat mengonsumsi lumpur dan air limbah untuk menghasilkan polihidroksibutirat, sejenis biopolimer yang dapat digunakan sebagai pengganti plastik berbasis minyak bumi. Selain mengurangi beban TPA dan lingkungan, kata peneliti Zobellella denitrificans ZD1 menawarkan cara untuk memangkas biaya hulu untuk pembuatan bioplastik, sebuah langkah untuk membuatnya dengan harga yang lebih kompetitif dibandingkan plastik biasa.

“Harga bahan mentah untuk membudidayakan bakteri penghasil biopolimer menyumbang 25-45% dari total biaya produksi pembuatan bioplastik. Tentu saja, biaya ini dapat sangat dikurangi jika kita dapat memanfaatkan sumber daya alternatif yang lebih murah dan mudah diperoleh, “kata Kung-Hui (Bella) Chu, profesor di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Zachry. “Kami telah mendemonstrasikan cara yang potensial untuk menggunakan lumpur yang diaktivasi air limbah kota dan air limbah industri pertanian dan aqua-culture untuk membuat plastik biodegradable. Selain itu, strain bakteri tidak memerlukan proses sterilisasi yang rumit untuk mencegah kontaminasi dari mikroba lain, selanjutnya mengurangi pengoperasian. dan biaya produksi bioplastik. “

Polyhydroxybutyrate, kelas bioplastik yang baru muncul, diproduksi oleh beberapa spesies bakteri ketika mereka mengalami ketidakseimbangan nutrisi di lingkungan mereka. Polimer ini bertindak sebagai cadangan energi tambahan bakteri, mirip dengan timbunan lemak pada hewan. Secara khusus, sumber karbon yang melimpah dan menipisnya nitrogen, fosfor atau oksigen, menyebabkan bakteri secara tidak menentu mengonsumsi sumber karbonnya dan menghasilkan polihidroksibutirat sebagai respons stres.

Salah satu media yang dapat memaksa bakteri untuk membuat polihidroksibutirat adalah gliserol mentah, produk sampingan dari pembuatan biodiesel. Gliserol mentah kaya akan karbon dan tidak mengandung nitrogen, menjadikannya bahan baku yang sesuai untuk pembuatan bioplastik. Namun, gliserol mentah mengandung kotoran seperti asam lemak, garam dan metanol, yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Seperti gliserol mentah, lumpur dari air limbah juga memiliki banyak asam lemak dan garam yang sama. Chu mengatakan bahwa efek asam lemak ini pada pertumbuhan bakteri dan, akibatnya, produksi polihidroksibutirat belum diteliti.

“Ada banyak spesies bakteri yang membuat polihidroksibutirat, tetapi hanya sedikit yang dapat bertahan di lingkungan dengan garam tinggi dan bahkan lebih sedikit di antara strain tersebut yang dapat menghasilkan polihidroksibutirat dari gliserol murni,” kata Chu. “Kami melihat kemungkinan apakah galur yang tahan garam ini juga dapat tumbuh pada gliserol mentah dan air limbah.”

Untuk studi mereka, Chu dan timnya memilih file Zobellella denitrificans ZD1, yang habitat aslinya adalah perairan asin mangrove. Mereka kemudian menguji pertumbuhan dan kemampuan bakteri ini untuk menghasilkan polihidroksibutirat dalam gliserol murni. Para peneliti juga mengulangi eksperimen yang sama dengan strain bakteri lain yang dikenal sebagai produsen polihidroksibutirat. Mereka menemukan itu Zobellella denitrificans DZ1 mampu berkembang dalam gliserol murni dan menghasilkan jumlah maksimum polihidroksibutirat sebanding dengan beratnya tanpa air.

Selanjutnya, tim menguji pertumbuhan dan kemampuannya Zobellella denitrificans ZD1 untuk menghasilkan polihidroksibutirat dalam gliserol yang mengandung garam dan asam lemak. Mereka menemukan bahwa bahkan dalam kondisi ini, ia menghasilkan polihidroksibutirat secara efisien, bahkan dalam kondisi nutrisi seimbang. Ketika mereka mengulangi percobaan pada sampel air limbah sintetis berkekuatan tinggi dan lumpur yang diaktivasi air limbah, mereka menemukan bahwa bakteri tersebut masih dapat membuat polihidroksibutirat, meskipun dalam jumlah yang lebih rendah daripada jika mereka berada dalam gliserol mentah.

Chu mencatat itu dengan memanfaatkan Zobellella denitrificans Toleransi ZD1 untuk lingkungan asin, proses sterilisasi mahal yang biasanya diperlukan saat bekerja dengan strain bakteri lain dapat dihindari.

Zobellella denitrificans Preferensi alami ZD1 untuk salinitas sangat fantastis karena kita dapat, jika perlu, mengubah komposisi kimiawi limbah hanya dengan menambahkan garam biasa. Lingkungan ini akan menjadi racun bagi strain bakteri lain, “katanya.” Jadi, kami menawarkan biaya rendah, metode berkelanjutan untuk membuat bioplastik dan cara lain untuk menggunakan kembali biowastes yang mahal untuk dibuang. “

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas A&M Texas. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney