Di salah satu lingkungan paling kering dan keras di Bumi, para ilmuwan menemukan sebuah mukro-mukjizat. Di Fumarole Bay, Pulau Deception, Antarktika, mereka mengidentifikasi bakteri Bacillus licheniformis strain F2LB—yang menghasilkan polimer gula luar biasa bernama eksopolisakarida (EPS). Senyawa menakjubkan ini berpotensi merevolusi produksi industri pangan, kosmetik, farmasi, dan produk biodegradable.
Riset yang dipimpin Aparna Banerjee beserta kolaborator internasional dari Chile, Brazil, dan India ini baru saja dipublikasikan dalam International Journal of Biological Macromolecules. Proyek ini didanai Universidade de São Paulo Brazil dan Instituto Antártico Chileno dengan dukungan dana dari Food Research Center (FoRC) FAPESP.
Pulau Deception, sebuah kaldera vulkanik yang dikelilingi es Antarktika, mungkin terlihat mati oleh mata telanjang. Namun hotspot geotermalnya menciptakan pulau-pulau panas dan tanah kaya nutrisi, membentuk apa yang disebut ilmuwan sebagai lingkungan “poli-ekstrem”—ekstrem dalam suhu, keasaman, dan radiasi ultraviolet. Bagi mikroba seperti Bacillus licheniformis, bertahan hidup di sini adalah soal kecerdasan evolusioner.
Pada 17 Maret 2023, salah satu satelit Copernicus Sentinel-2 berhasil mengabadikan citra langka Pulau Deception tanpa awan. (KREDIT: European Union, Copernicus Sentinel-2 imagery)
**Mikroba yang Dirancang untuk Bertahan**
Saat peneliti mengambil sampel tanah dan air fumarol (air panas dari celah vulkanik), mereka menemukan mikroorganisme berkembang dalam suhu melebihi 100°C di lingkungan yang membeku. Analisis genomik strain F2LB mengungkap gen-gen terkait resistensi ultraviolet dan termoadaptasi. Sifat-sifat ini, terbentuk selama jutaan generasi, memungkinkan bakteri memproduksi eksopolisakarida sebagai pelindung thermal, radiasi, dan dehidrasi.
João Paulo Fabi, profesor di Universitas São Paulo dan ko-peneliti, menyatakan bahwa struktur dan fungsi molekul strain Antarktika ini melampaui polimer komersil seperti xanthan gum.
“Ia menawarkan perlindungan antioksidan, memperpanjang masa simpan, stabilitas emulsi, dan perbaikan tekstur—khususnya dalam pangan fungsional,” jelas Fabi. “Stabilitas panas dan ketahanannya terhadap pH ekstrem juga membuatnya applicable dalam kosmetik, farmasi, dan produk biodegradable.”
**Penyelidikan Mendalam atas Molekul**
Setelah mengisolasi bakterinya, para ilmuwan menggunakan peralatan mutakhir—spektroskopi inframerah transformasi Fourier, resonansi magnetik nuklir, dan kromatografi gas–spektrometri massa—untuk mengungkap rahasia struktur EPS. Polimer tersebut ternyata mengandung terutama glukosa dan galaktosa dalam pola khas yang membuatnya fleksibel, resisten, dan mampu membentuk gel.
A. Pandangan samping lokasi penelitian dari kejauhan memperlihatkan uap B. Pandangan langsung lokasi penelitian menunjukkan suhu permukaan dan sub-permukaan C. Peta yang menunjukkan lokasi Fumarole Bay di Pulau Deception, Antarktika. (KREDIT: Journal of Biological Macromolecules)
Di bawah mikroskop, EPS memiliki tekstur berpori seperti jaring yang dapat menyerap air, mengikat logam, dan membentuk biofilm. Sifat-sifat inilah yang membuatnya sangat didambakan untuk aplikasi praktis—mulai dari mempertahankan tekstur makanan hingga mendetoksifikasi air tercemar.
Dalam eksperimen, polimer ini terbukti stabil pada rentang pH luas dan tahan suhu tinggi, tidak kehilangan struktur bahkan di atas 250°C. Ia juga menunjukkan sifat pengemulsi yang signifikan, memungkinkan minyak dan air bercampur dengan lancar—fitur penting untuk pangan, perawatan kulit, dan obat-obatan.
**Daya Unggul dalam Kinerja**
Tim tidak berhenti di situ. Mereka menguji aktivitas antioksidan, antimikroba, dan emulsifikasi EPS—dan hasilnya mengesankan. Ia membersihkan lebih dari 60% radikal bebas, setara dengan beberapa antioksidan komersial. Terhadap bakteri patogen seperti Staphylococcus aureus, EPS sangat efektif melalui penghancuran membran atau inhibisi metabolisme bakteri.
Lebih mengesankan lagi, EPS terbukti mampu mengikat logam berat beracun seperti kadmium dan timbal dari sampel air, mengindikasikan potensinya untuk bioremediasi—eliminasi polutan dari lingkungan beracum menggunakan organisme alami.
Filogeni *maximum likelihood* isolat F2LB menunjukkan kemiripan dengan Bacillus licheniformis. (KREDIT: Journal of Biological Macromolecules)
Fleksibilitas ini merupakan keunggulan utama polimer Antarktika dibandingkan polimer sintetis. Ia terbarukan, terurai alami, dan ramah lingkungan—sesuai dengan tren produksi berkelanjutan yang semakin berkembang.
**Evolusi dalam Keekstreman**
Dalam iklim kejam Pulau Deception, kelangsungan hidup didasarkan pada kecerdikan. Mikroorganisme di pulau ini telah mengembangkan solusi biokimia yang tidak hanya mempertahankan kehidupan, tetapi juga dapat bermanfaat bagi manusia. Eksopolisakarida seperti milik Bacillus licheniformis digunakan sebagai zirah mikroskopis untuk melindungi sel dari racun, radiasi, dan tekanan suhu sambil mengatur kelembaban internal.
Ilmuwan meyakini molekul ini berevolusi sebagai mekanisme pertahanan, tetapi nilai terapeutik dan komersialnya baru mulai terkuak. EPS unik strain F2LB menunjukkan bagaimana laboratorium alam paling ekstrem—gunung es vulkanik Antarktika—dapat menghasilkan jawaban yang belum mampu diimbangi oleh teknologi masa kini.
**Dari Lab ke Aplikasi Dunia Nyata**
Untuk menguji ketahanan skalabilitas, tim Banerjee membiakkan bakteri dalam kondisi fermentasi berskala besar. Hasil panen awal menghasilkan tiga gram EPS per liter—angka yang cukup baik—dan dapat ditingkatkan lagi dengan optimasi proses. Sifat alir material ini—kecenderungannya menipis saat diaduk—membuatnya sangat cocok untuk aplikasi pelapis, cat, dan pengental makanan, di mana tekstur halus sangat esensial.
Prediksi jalur metabolisme Bacillus licheniformis F2LB berdasarkan basis data KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes). Panah garis putus menunjukkan tidak hadirnya gen. (KREDIT: Journal of Biological Macromolecules)
Seiring perusahaan-perusahaan global beralih dari produk berbasis minyak bumi, polimer alami seperti ini dapat memimpin jalan menuju alternatif yang lebih ramah lingkungan. EPS Antarktika menggabungkan kekuatan, keteruraian, dan fungsionalitas dalam satu paket yang jarang dimiliki material sintetis.
**Upaya Global untuk Inovasi Kutub**
Penemuan ini terwujud berkat kolaborasi antara institusi Chile, Brazil, dan India, yang meneguhkan kekuatan sains sebagai upaya lintas batas. Banerjee menggambarkan Antarktika sebagai “laboratorium hidup” tempat mikroorganisme berkembang dan mungkin menyimpan kunci bagi solusi masalah kesehatan, keberlanjutan, dan ilmu material.
Melindungi lingkungan rentan ini, tambah para ilmuwan, sama pentingnya dengan penemuannya. Setiap mikroba baru yang ditemukan memperkaya pemahaman manusia tentang bagaimana kehidupan beradaptasi dan berkembang—dan mungkin menyimpan petunjuk bagi teknologi yang belum terbayangkan.
**Signifikansi Praktis Temuan**
Penemuan Bacillus licheniformis F2LB beserta eksopolisakarida penahannya mengisyaratkan masa depan berkelanjutan bagi berbagai industri.
Stabilitas intrinsik, kemampuan terurai alami, dan aktivitas antioksidannya menjadikannya kandidat pengganti polimer sintetis dalam produk pangan, kosmetik, dan obat-obatan. Kemampuannya mengkelat logam berat juga membuka jalan ramah lingkungan bagi rehabilitasi lingkungan.
Seiring riset berkembang, para bioinsinyur berpotensi merekayasa molekulnya untuk membuatnya lebih efisien, membuka jalan bagi proses produksi lebih hijau dan produk lebih aman bagi konsumen.
Temuan riset tersedia daring di International Journal of Biological Macromolecules.
**Kisah Terkait**
Suka dengan kisah-kisah inspiratif seperti ini? Berlangganan newsletter The Brighter Side of News.