12 yang dikode sebagai gen phbZ. Jalur metabolisme dan degradasi PHB oleh R.
eutropha dari karbohidrat secara lebih lengkap dapat dilihat pada Lampiran 1. Babel et al. di dalam Scheper 2001 menyatakan bahwa meskipun
faktor-faktor pembatas ammonium, oksigen, fosfat, sulfat, K
+
, Mg
2+
atau Fe
2+
memiliki peran dan pengaruh fisiologis yang berbeda, namun secara kualitatif bakteri merespon pembatasan-pembatasan tersebut dalam bentuk
yang hampir sama. Konsentrasi intraseluler asetil-KoA yang tinggi akan menunjang sintesis asetoasetil-KoA, sementara itu ekivalen pereduksi
reducing equivalent harus ada untuk menarik asetoasetil-KoA yang terbentuk dari reaksi kesetimbangan. Secara umum, pasokan nutrisi yang
tidak seimbang, misalnya nitrogen atau oksigen, akan menurunkan kompleksitas metabolisme dan menyalurkan rangkaian karbon ke jalur sintesis
PHB. Ketika siklus TCA dihambat maka laju pelepasan 2H melalui siklus TCA dan jumlah 2H yang tersedia menurun. Jika siklus TCA terhenti maka
reaksi sebelum siklus TCA harus menyediakan 2H yang dibutuhkan untuk mereduksi asetoasetil-KoA menjadi 3-hidroksibutiril-KoA. Dengan demikian,
jika ditambahkan glukosa maka siklus TCA tertunda dan sintesis PHB terjadi Babel et al. di dalam Scheper, 2001.
F. PROSES PRODUKSI PHA
Proses produksi PHA secara umum terdiri dari dua tahap utama, yaitu kultivasi dan isolasi PHA. Tahap kultivasi merupakan tahap pertumbuhan
biomas sel dan akumulasi biopolimer PHA. Setelah kultivasi berakhir, dilakukan pemanenan biomassa dan biopolimer yang diikuti dengan tahap
isolasi biopolimer. Pemisahan biopolimer dapat dilakukan dengan pelarut solvent based maupun tanpa pelarut non-solvent-based. Pemisahan tanpa
pelarut pada dasarnya adalah proses melarutkan biomassa non-PHA, diikuti dengan sentrifugasi atau ultrafiltrasi. Pemisahan dengan pelarut merupakan
proses ekstraksi PHA dengan pelarut, diikuti dengan presipitasi dengan airmetanol Kessler et al. di dalam Scheper, 2001. Tinjauan umum proses
produksi PHA lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 7.
13 KULTIVASI
TAHAP 1 PRODUKSI BIOMASSAA
Perkembangbiakan sel pada kondisi pertumbuhan seimbang KULTIVASI
TAHAP 2 AKUMULASI POLIMER PHA
Akumulasi polimer cadangan pada kondisi nutrisi terbatas
PEMANENAN
ISOLASI
Tanpa Pelarut • Pelarutan biomassa non-
PHA • Sentrifugasi ultrafiltrasi
Dengan Pelarut • Ekstraksi PHA dengan
pelarut • Presipitasi dengan metanol
air Gambar 7. Skema tahapan umum produksi PHA
Kessler et al. di dalam Scheper, 2001. Secara teknis PHA dapat diproduksi dengan kultivasi batch curah,
fed-batch terumpani maupun kontinyu 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 di dalam Rehm et al., 1993. Terkait dengan penggunaan glukosa sebagai sumber karbon bagi R. 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 di dalam Babel dan Steinbuthchell, 2001.
Menurut Atifah 2006, hidrolisat pati sagu dapat digunakan sebagai sumber karbon bagi R. eutropha untuk tumbuh dan memproduksi PHA baik
pada kultivasi batch curah maupun pada kultivasi fed-batch. Akan tetapi, kultivasi fed-batch dengan jenis umpan hidrolisat pati sagu adalah yang paling
efektif diterapkan untuk meningkatkan konsentrasi PHA dan rendemen PHA
14 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. 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.
G. PROSES HILIR PHA
