7 hidroksibutiril-KoA oleh phbB yaitu suatu reduktase asetosetil-CoA yang
membutuhkan NADPH. Molekul R-ȕ-hidroksibutiril-KoA membentuk unit monomer PHB, kemudian dipolimerisasi melalui ikatan ester oleh phbC
suatu PHB sintase. Pada lingkungan yang kaya, PHB secara enzimatis didegradasi menjadi asetil-KoA yang masuk ke jalur primer metabolisme dan
dimineralisasi menjadi CO
2
. Degradasi dimulai oleh depolimerase yang dikode sebagai gen phbZ Klem, 1999. Jalur metabolisme dan degradasi PHB
oleh Ralstonia eutropha dari karbohidrat dapat dilihat pada Gambar 3.
3. Kultivasi PHA
Kultivasi PHA merupakan suatu proses pertumbuhan biomassa sel dan akumulasi biopolimer PHA. Menurut Kessler et al. di dalam Scheper 2001,
proses kultivasi PHA terdiri dari 2 tahap, yaitu produksi biomassa dan akumulasi polimer PHA. Tahap produksi biomassa merupakan tahap
perkembangbiakan sel pada kondisi pertumbuhan seimbang. Sedangkan tahap akumulasi polimer PHA merupakan tahap akumulasi polimer cadangan pada
kondisi nutrisi terbatas. Kultivasi PHA dengan produktivitas dan yield yang tinggi harus dapat
dilakukan dengan biaya yang murah. Salah satu metode yang dapat dilakukan adalah dengan menentukan jenis kultivasi yang akan dilakukan. Kultivasi
dapat dilakukan dengan sistem batch curah, fed-batch terumpani atau continuous sinambung.
Sistem fed-batch
banyak diterapkan terutama untuk memicu peningkatan akumulasi PHA di dalam sel. Pada saat pergantian operasi dari
batch ke fed-batch, densitas biomassa telah mencapai level yang tinggi dan konsentrasi substrat kunci menurun dan hampir habis. Level substrat
pembatas yang rendah tersebut dipertahankan dengan pengumpanan perlahan substrat berkonsentrasi tinggi secara konstan Nielsen dan Villadsen 1993.
Terkait dengan penggunaan glukosa sebagai sumber karbon bagi Ralstonia eutropha, beberapa strategi pengumpanan substrat telah dikembangkan selama
kultivasi fed-batch untuk menjaga konsentrasi glukosa agar tetap berada dalam rentang yang optimal bagi akumulasi PHB Lee dan Choi 2001.
8
Keterangan : ȕ-ketothiolase ȕ-ketoasilthiolase, asetoasetil-KoA, asetasetil-KoA thiolase
Asetasetil-KoA reduktase PHB polimerase PHB sintetase
PHB hidrolase Dimer hidrolase
ȕ-hidroksibutirat dehidrogenase Thiophorase asetasetil-SKoA thiokinase; Asetoasetat-suksinil-KoA transferase
EMP :
jalur glikolisis
Embden-Meyerhof-Parnas HM :
jalur Heksosa
Monofosfat ED :
jalur Entner-Doudoroff
Gambar 3. Lintasan umum biosintesis dan degradasi PHB oleh mikroba Ralstonia eutropha, Azotobacter beijerinckii Lafferty et al., 1988.
Metabolisme karbohidrat Jalur EMP, HM, ED
Asetil-SKoA
Asetasetil-SKoA
Poli-ȕ-hidroksibutirat
D--ȕ-hidroksibutirat Asetoasetat
Piruvat
CO
2
PhaA
CoASH
D--ȕ-hidroksibutiril-SKoA
D--ȕ-hidroksibutiril-AI Oligomer, trimer, dimer
NADH
2
NAD
Protein-
AI
NADH
2
NAD Suksinat
Suksinil-SKoA
Siklus TCA
PhaB
PhaC PhaC
PhaZ PhaZ
9 Atifah 2006 telah melakukan penelitian untuk memproduksi PHA
melalui kultivasi batch dan fed-batch dengan bakteri Ralstonia eutropha. Pada penelitian tersebut digunakan sumber karbon dari hidrolisat pati sagu dengan
nitrogen sebagai substrat pembatas. Ralstonia eutropha tumbuh paling baik pada konsentrasi gula awal 30 gL dengan laju pertumbuhan spesifik
maksimal 0,108jam dan rendemen molekuler Y
xs
sebesar 0,227 g selg gula. Masih menurut Atifah 2006, kultivasi fed-batch dengan jenis umpan
hidrolisat pati sagu paling efektif diterapkan untuk meningkatkan konsentrasi PHA dan rendemen PHA di dalam sel meskipun tidak efektif untuk
meningkatkan konsentrasi sel. Konsentrasi PHA dan rendemen PHA di dalam sel dapat meningkat lebih dari dua kali lipat 3,72 gL atau 76,54 dari bobot
kering sel dibandingkan dengan hasil kultivasi batch 1,44 gL atau 32,65 dari bobot kering sel pada kondisi karbon berlebih dengan indikasi nutrisi
pembatas berupa magnesium, sulfat, nitrogen dan fosfat.
4. Proses Hilir PHA
