| dc.description.abstract | Etanol merupakan salah satu energi terbarukan yang terus dikembangkan.
Penggunaan galur Escherichia coli menunjukkan adanya potensi dalam
pemanfaatan substrat yang luas. Pada umumnya E. coli akan memproduksi etanol
dalam kondisi anaerobik, namun hal tersebut masih belum efektif, sehingga
dilakukan rekayasa genetik dan perubahan kondisi produksi etanol menjadi
aerobik. Rekayasa genetik dilakukan dengan penginsersian gen etanologenik yang
berasal dari Zymomonas mobilis (gen piruvat dekarboksilase (pdc) dan alkohol
dehidrogenase (adhB)) yang membentuk jalur baru produksi etanol melalui
piruvat. Kondisi aerobik memicu pertumbuhan yang tinggi dan mengonsumsi
NADH. Selain dalam respirasi NADH juga dibutuhkan sebagai ko-substrat dalam
pembentukan etanol jadi perlu adanya upaya untuk menyeimbangkan konsentrasi
NADH dalam metabolisme. Hal tersebut dapat diatasi dengan pemanfaatan
substrat gliserol, karena E. coli melalui pemanfaatan gliserol sebagai sumber
karbon mampu menghasilkan dua kali NADH dibandingkan dengan glukosa,
selain itu melalui pemanfaatan substrat gliserol juga mampu mengakumulasi
piruvat yang merupakan metabolit intermediate yang bermanfaat dalam produksi
etanol.
Tujuan dari penelitian ini ialah mengetahui perbedaan karakteristik
pertumbuhan sel pada E. coli BW25113 (galur tetua) antara sumber karbon
gliserol dan glukosa. Serta produksi etanol pada E. coli etanologenik. Galur yang
digunakan merupakan galur E. coli yang telah dihilangkan bagian dari
fosfotransaetilase (pta) penghasil asetat dan diinsersikan gen fdh serta gen pdcadhB.
Galur E. coli ini bernama BW25113 Δpta/pHfdh/pTadhB-pdc.
Tahap awal penelitian ini membandingkan pemanfaatan sumber karbon
gliserol dengan glukosa pada E. coli BW25113 secara karakteristik pertumbuhan.
Media kultivasi ditambahkan substrat (gliserol atau glukosa) dan CaCO3. Setelah
itu, dimonitor kondisi pertumbuhan secara spektrofotometri pada panjang
gelombang 660 nm. Pengukuran konsumsi substrat (glukosa dan gliserol) dengan
menggunakan glukosa kit dan gliserol kit berdasarkan metode enzimatis.
Pengukuran asam organik (asetat dan piruvat) diukur menggunakan kromatografi
cair kinerja tinggi (HPLC), kolom zorbax Sb-aq dan fase geraknya adalah 1%
asetonitril berbanding 99% NaH2PO4. E. coli mampu tumbuh dengan baik pada
kedua sumber karbon, gliserol lebih cepat terkonsumsi dibandingkan glukosa,
akumulasi asetat yang pada glukosa sedangkan gliserol tidak ada akumulasi asetat,
dan piruvat hanya terakumulasi pada gliserol sedangkan pada glukosa tidak
terakumulasi.
Tahap selanjutnya adalah produksi etanol pada E. coli etanologenik.
Produksi etanol dianalisis dengan memperhatikan akumulasi etanol dan konsumsi
substrat. Pengukuran akumulasi etanol dan konsumsi substrat gliserol maupun
glukkosa dilakukan menggunakan etanol kit, gliserol kit, dan glukosa kit
berdasarkan metode enzimatis. Etanol terakumulasi lebih tinggi melalui
pemanfaatan gliserol daripada glukosa sebagai sumber karbon pada E. coli
etanologenik dalam kondisi aerobik.
Dengan demikian, pemanfaatan gliserol sebagai sumber karbon pada E.
coli BW25113 (galur tetua) menghasilkan profil pertumbuhan yang sama dengan
glukosa, konsumsi substrat yang tinggi, mampu meningkatkan akumulasi piruvat,
dan menekan produk samping asetat dalam kondisi aerobik. Pada galur E. coli
BW25113 Δpta/pHfdh/pTadhB-pdc (galur etanologenik) melalui pemanfaatan
gliserol sebagai sumber karbon menghasilkan etanol lebih tinggi daripada glukosa
dalam kondisi aerobik. | id |
