Proses
industri ramah lingkungan adalah proses dengan sesedikit mungkin limbah.
Kalaupun ada, idealnya limbah yang dihasilkan dapat dengan mudah terdegradasi
(terurai) secara biologis atau alamiah, dan tidak menimbulkan dampak yang
membahayakan kehidupan. Penggunaan
biokatalis seperti enzim, merupakan faktor kunci dalam industri ramah lingkungan
ini, sebagai pengganti katalis logam. Hal ini disebabkan enzim bersifat
spesifik dan selektif, sehingga umumnya tidak menghasilkan senyawa
samping. Karena enzim untuk industri
umumnya merupakan protein, maka enzim juga mudah dipisahkan dari produk yang
dihasilkan, dan enzim juga mudah didegradasi secara alamiah. Hal ini berbeda dengan penggunaan katalis
logam, yang seringkali menimbulkan masalah industri, yakni menghasilkan senyawa
samping dalam proses reaksi, dan masalah penanganan limbah. Enzim hidrolitik juga dapat digunakan dalam
proses-proses industri untuk menggantikan senyawa-senyawa korosif dan berbahaya
bagi lingkungan seperti asam kuat HCl, dan Klorin.
Berbagai fungi biokontrol, terutama
dari genus Trichoderma, merupakan penghasil enzim hidrolitik
ekstraseluler (disekresi ke luar sel). Enzim atau biokatalisator ini diproduksi
Trichoderma bukan hanya untuk proses
mikoparasitisme, tetapi juga untuk memperoleh nutrisi dari lingkungan hidupnya.
Trichoderma reesei (Hypocrea jecorina)
adalah produsen enzim sellulase dan xilanase terkenal, dan enzim-enzim ini
telah lama dikomersialisasi oleh perusahaan-perusahaan besar seperti Novozyme
dan Genencor International. Pada tahun
2003 saja, nilai pasar dari selulase di Amerika Serikat adalah US$ 280 juta,
hanya untuk industri tekstil, deterjen dan makanan (Cavaco-Paulo dan Gubitz,
2003). Dalam industri tekstil misalnya, selulase digunakan untuk membuat
hasil cucian atau tekstil menjadi lebih kinclong. Selulase digunakan antara lain dalam industri
jins, untuk membuat jins dengan efek stone
wash (seolah dicuci dengan dipukulkan pada batu), atau jins denim lembut
(Miettinen-Oinonen & Suominen, 2002).
Dalam era pengembangan energi
alternatif minyak bumi seperti dewasa ini, selulase menjadi enzim yang sangat
penting untuk penyediaan bahan baku bioetanol dari limbah pertanian. Enzim ini
dinilai begitu penting, sehingga US Department of Energy Office (DOE) menyediakan dana besar untuk
riset selulase, untuk menekan biaya produksi selulase, sekaligus merekayasa
selulase yang stabil (Potera, 2006). Trichoderma
reesei mendapat perhatian khusus, untuk pengembangan enzim ini, ditunjukkan
dengan telah disekuensnya seluruh genom dari fungi ini (Druzhinina et al., 2006).
Selain selulase dan xilanase,
berbagai spesies Trichoderma sp. menghasilkan
enzim-enzim lain yang tidak kalah pentingnya untuk industri. Tabel 1 memberikan contoh-contoh enzim
ekstrasellular yang dihasilkan oleh berbagai spesies Trichoderma, termasuk spesies Trichoderma
biokontrol isolat Riau.
Beberapa enzim untuk industri yang
penting juga dihasilkan oleh Trichoderma dan
Gliocladium isolat Riau, yaitu
keluarga kitinase (EC 3.2.1.14) dan N-asetilglukosaminidase
(NAG) (EC 3.2.1.52) (Nugroho et al., 2003).
Kitinase dan NAG digunakan dalam industri bioteknologi untuk memproses kitin
menjadi berbagai turunannya (Binod et
al., 2007, Nagy et al., 2007). Kitin adalah polimer karbohidrat yang juga
berada dalam kulit udang dan kepiting. Berbagai turunan kitin digunakan dalam
produk kesehatan seperti benang untuk pembedahan (Di Martino et al., 2005, Muzzarelli et al., 2005), produk farmasi untuk kosmetik, suplemen
makanan dan penjernihan air (Sashiwa et
al., 2003, Muzzarelli et al., 1999). Penggunaan kitinase untuk produksi turunan
kitin merupakan usaha untuk menekan penggunaan asam kuat HCl yang umum
digunakan dalam proses produksi turunan kitin konvensional.
Trichoderma
dan
Gliocladium isolat Riau juga
menghasilkan laminarinase (Silitonga, 2008, Ulina, 2008, Nugroho et al., 2008). Laminarinase adalah istilah umum untuk
kumpulan enzim yang dapat memutus ikatan Beta-1,6-glikosidik (EC 3.2.1.75) dan
ikatan Beta-1,3-glikosidik ekso-(EC 3.2.1.58) maupun endo-(EC 3.2.1.6 dan EC
3.2.1.39). Beberapa aplikasi penting
dari laminarinase adalah di bidang farmasi, untuk memodifikasi beberapa
karbohidrat jamur yang digunakan sebagai obat antitumor dan penekan imunitas
(Ooi dan Liu, 2000; Kimura et al.,2006).
Modifikasi ini sering diperlukan untuk menghasilkan obat dengan aktivitas yang
lebih baik (Nobe et al., 2003; Nobe et al.,2004). Campuran laminarinase dan
kitinase juga digunakan untuk menghasilkan protoplasma berbagai jamur dan
khamir untuk proses fusi sel dan rekayasa genetika, dalam rangka penciptaan
galur-galur unggul untuk industri fermentasi antibiotik, pelarut organik,
bioetanol dan bahan baku obat lainnya (Jung et
al., 2000, Bekker et al., 2009).
Beberapa galur Trichoderma menghasilkan enzim 1,3-glukanase (Sanz et al., 2005) dan
amilase (Noguchi et al., 2008).
1,3-glukanase berpotensi untuk digunakan sebagai pasta gigi enzimatik, untuk
menghambat pertumbuhan streptocooci
penyebab gigi berlubang (Ait-Lahsen et
al., 2001; Fuglsang et al., 2000).
Noguchi et al. (2008) menggunakan
amilase Trichoderma viride JCM22452,
untuk modifikasi berbagai senyawa bioaktif flavonoid, yang akan diulas lebih
lanjut pada bagian IV makalah ini.
Trichoderma
harzianum T34, suatu galur biokontrol, menghasilkan enzim
kutinase (Rubio et al., 2008). Enzim kutinase adalah enzim yang dapat
menghidrolisis ester dari asam lemak, dan trigliserida, seefisien lipase. Kelebihan kutinase dari lipase, adalah kutinase tak perlu diaktivasi
pada antarmuka lipid-air, sehingga memiliki aplikasi industri, sebagai
deterjen. Karena kegunaan industri
sebagai deterjen, Rubio et al. (2008)
mengisolasi gen kutinase dari T.
harzianum T34 tersebut, dan memasukkannya ke dalam ragi Pichia pastoris, untuk memudahkan produksi
kutinase dalam skala industri ekonomis.
Tabel 1. Beberapa enzim produksi
berbagai spesies dan galur Trichoderma
sp.dengan kegunaan aplikasi dalam industri
|
Galur
Trichoderma
|
Enzim-enzim
karbolitik
|
Rujukan
|
|
T. reesei (anamorph)/Hypocrea jecorina (teleomorph)
|
Selulase,
Xilanase & Kitinase
|
Clayssens et al., 1998, Seidl , 2008, Rauscher et al.,2006.
|
|
T.
harzianum CECT 2413
|
Ekso--Glukanase
(AGN13.1),
Endo--1,6-Glukanase
(BGN16.1)
|
Ait-Lahsen
et al.,2001; De La Cruz and Llobell, 1999
|
|
T. harzianum IMI206040
|
1,3-Glukanase,
endokitinase
|
Vazquez-Garciduenas et al.,1998.
|
|
T.harzianum 1073
D3
|
Xilanase
|
Isil
dan Nulifer, 2005
|
|
T.harzianum
TUBF
966
|
Kitinase
|
Sandya
et al., 2004
|
|
T. asperellum T.N.J63
(dahulu T. viride TNJ63)
|
Endokitinase,
1,4-Kitobiosidase, N-acetyl--D-glukosaminidase
(NAGase), Selulase, Xilanase, Laminarinase
|
Nugroho
et al., 2003, Devi et al.,2000, Zainal et al., 2007, Silitonga, 2008
|
|
T. asperellum T.N.C52
(dahulu T. harzianum TNC52)
|
Endokitinase,
1,4--Kitobiosidase, N-acetyl--D-glukosaminidase
(NAGase), Selulase, Laminarinase
|
Nugroho
et al., 2000, Devi et al., 2001, Silitonga, 2008
|
|
T. asperellum T32
|
-Glukanase
(AGN13.2)
|
Sanz
et al.,2005
|
|
T. asperellum (galur
Brazil)
|
Ekso-Glukanase
|
Bara
et al., 2003
|
|
T. virens
G-6
|
Xilanase
|
Hanson
and Howell, 2004.
|
|
T. atroviride (anamorph)/
Hypocrea atroviridis (teleomorph)
(former identified as T.harzianum)
P1 (ATCC 74058)
|
Kitinases: Endokitinase, 1,4--Kitobiosidase, N-acetyl--D-glukosaminidase (NAGase)
|
Lorito et
al.,1993, Lorito et al., 1998,
Seidl et al., 2005.
|
|
T.viride
|
Endoxilanase
|
Fuchs
et al.,1989;
|
|
T.viride U-1
|
-1,3:1,6-glukanase
(lam AI), 1,3-glukanase (lam AII), -1,6-glukanase (lam B)
|
Nobe
et al., 2003, Nobe et al., 2004
|
|
T. harzianum T34
|
Kutinase
|
Rubio
et al. 2008
|
0 komentar:
Posting Komentar