Eschericia coli: Engineer Mungil yang Kreatif dan Multitalenta

Eschericia coli (Sumber : BBC)

Siapa yang tidak kenal Eschericia coli? Ya, bakteri ini merupakan bakteri gram-negatif yang banyak ditemukan di dalam usus kita. Saat masih SMA, kita diajarkan bahwa Eschericia coli hanya berfungsi sebagai bakteri pembusuk. Namun tahukah anda, ternyata pernyataan tersebut tidak sepenuhnya benar. Bakteri ini ternyata banyak berperan dalam bidang industri dan akan menjadi salah satu bakteri penting di masa depan. Penasaran apa saja perannya? Dan bagaimana bakteri ini bisa berperan dalam bidang industri? Untuk mengetahuinya, yuk baca artikel ini dengan seksama.

Bakteri Eschericia coli ternyata banyak dimanfaatkan oleh para Ilmuwan genetika untuk memproduksi berbagai macam produk kimia dan bahan bakar. Namun, seperti layaknya manusia, bakteri ini perlu dilatih terlebih dahulu untuk dapat menghasilkan produk seperti yang diinginkan. Pelatihan ini bisa kita sebut sebagai rekayasa. Setelah direkayasa, kita harus menentukan metode agar produk yang dihasilkan benar benar sesuai. Ada banyak metode yang bisa digunakan dalam memproduksi produk kimia dengan bantuan mikroba, tapi untuk Eschericia coli ada 3 metode yang sering digunakan, yaitu Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF), Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF), dan Consolidated Bioprocessing (CBP).[2]

Metode SHF dan SSF pada Pembuatan Ethanol (Sumber : Kambam, 2014)

 

Metode CBP (Sumber : Kambam, 2014)

Pada metode SHF, biomassa pertama kali mengalami proses hidrolisis agar menjadi gula yang dapat difermentasi. Hidrolisis adalah reaksi penguraian garam oleh air atau reaksi ion-ion garam dengan air. Setelah mengalami hidrolisis, gula kemudian difermentasi di dalam reaktor, tempat terjadinya reaksi, dengan bantuan Eschericia coli untuk mendapatkan produk yang kita inginkan. Metode SSF memiliki kemiripan dengan metode SHF, yang membedakan hanyalah pada metode SSF, fermentasi dan hidrolisis terjadi pada satu reaktor yang sama. Untuk metode CBP, prosesnya mirip dengan SSF, namun tanpa menggunakan enzim. Biasanya metode ini memanfaatkan mikroba selulolitik, yaitu mikroba yang mampu menghidrolisis lignoselulosa menjadi gula secara langsung. Contoh dari mikroba ini adalah Eschericia coli.[2]

Biofuel, salah satu produk yang dapat dihasilkan dengan bantuan Eschericia coli (Sumber : The Hans India)

Saat ini, sudah banyak penelitian yang memanfaatkan Eschericia coli untuk produksi bahan kimia. Salah satu produk yang dapat dihasilkan dengan bakteri ini adalah alkohol. Beberapa penelitian telah berhasil mengkonversi lignoselulosa, yang telah dihidrolisis sebelumnya, menjadi bioethanol dengan bantuan Eschericia coli. Produk ini memiliki kelebihan dimana yield yang dihasilkan mencapai 80%, dan pastinya, bahan yang digunakan adalah bahan yang berupa limbah pertanian. Ada juga penelitian yang menerapkan hal yang sama, yaitu memproduksi biobutanol dari limbah seperti gliserol dengan bantuan Eschericia coli. Disusul dengan penemuan produk lain seperti isobutanol, 1,3-propanediol, dan produk turunan lainnya yang ternyata juga dapat diproduksi dengan bantuan bakteri ini, walaupun masih dalam yield yang masih sedikit.[4]

Limbah sawit, salah satu contoh bahan yang mengandung lignoselulosa (Sumber : BPPT)

Tidak hanya alkohol, ternyata Eschericia coli juga dapat mengkonversi gula menjadi asam laktat dengan media dan cara yang lebih sederhana dibanding bakteri sebelumnya (bakteri asam laktat). Selain itu, Mazumdar dalam jurnalnya menyatakan bahwa Eschericia coli berhasil mengkonversi gliserol, yang merupakan bahan dengan nilai guna rendah, menjadi asam laktat yang bernilai tinggi [2]

Baca juga:
Glycerol, salah satu bahan yang masih sedikit pemanfaatannya (Sumber : study.com)

Asam suksinat, yang merupakan bahan kimia penting dimana Departemen Energi Amerika Serikat telah mendaftarkan bahan ini sebagai salah satu dari 12 bahan kimia pembangun blok teratas, juga dapat diproduksi dengan bantuan Eschericia coli. Dan yang unik, dengan bantuan Eschericia coli bahan ini ternyata dapat diproduksi dengan memanfaatkan singkong, yang jumlahnya melimpah di Indonesia.[1]

Singkong, salah satu sumber yang bisa diolah dengan bantuan Eschericia coli (Sumber : intisari.grid.id)

Hidrogen, produk yang sedang menjadi primadona saat ini, juga ternyata mampu dihasilkan dengan bantuan Eschericia coli. Dengan mengkombinasikan Eschericia coli dan alga hijau, ternyata hidrogen dapat diperoleh dengan biaya yang murah dan limbah yang sedikit. Saat ini, Ilmuwan fokus dalam pengembangan proses produksi hidrogen dengan bantuan Eschericia coli pada skala industri.[4]

Tidak hanya pada produk antara, Eschericia coli ternyata juga dapat dimanfaatkan untuk memproduksi produk jadi, seperti minyak atsiri. Salah satu penelitian telah berhasil memproduksi limonene dari bahan baku berupa rumput yang banyak tumbuh di amerika.[4]

Masih banyak lagi produk lain yang dapat dihasilkan dari Eschericia coli, seperti bioplastik, aromatik, biodiesel, Fatty acid, dll. Untuk saat ini, di Indonesia masih sangat sedikit penelitian yang memanfaatkan bakteri Eschericia coli untuk produksi produk-produk tersebut. Sehingga Eschericia coli bisa menjadi salah satu pilihan untuk diteliti di Indonesia.

Sumber :

[1] Chen, C., Ding, S., Wang, D., Li, Z. & Ye, Q. 2014. Simultaneous saccharification and fermentation of cassava to succinic acid by Escherichia coli NZN111. Bioresource Technology, vol 163, Hal 100-105

[2] Mazumdar, S., Clomburg, J. M. & Gonzalez, R. 2010. Escherichia coli strains engineered for homofermentative production of D-lactic acid from glycerol. Applicated Environment Microbiology Vol 76, Hal 4327-4336.

[3] Kambam, P. K. R. Michael A. Henson. 2014. Engineering bacterial processes for cellulosic ethanol production. Biofuels Vol 5, Hal 729–743

[4] Zhao, Chunhua, Yanping Zhang, Yin Li. 2019. Production of fuels and chemicals from renewable resources using engineered Escherichia coli. Biotechnology Advances.

Putera Rakhmat

Seorang Mahasiswa Teknik Kimia yang Tertarik dan Sedang Mendalami Dunia Biokimia.
Putera Rakhmat
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *