PERAN ZYMOMONAS MOBILIS DALAM PEMANASAN GLOBAL

Zymomonas mobilis merupakan bakteri fakultatif anaerob bersifat anaerob tapi juga toleran terhadap oksigen. Bakteri ini berbentuk batang dengan panjang 2-6 µm dan lebarnya sekitar 1-1.4µm, tidak berspora, ada yang bersifat motil bercemeti polar dengan 1 sampai 4 flagel, merupakan bakteri Gram-negatif .

            Zymomonas mobilis  mampu menghasilkan yield etanol sekuarang-kurangnya 12% (w/v) dan diatas 97 % dari nilai teoritisnya. Ketika dibandingkan dengan yeast, Zymomonas mobilis mampu menghasilkan 5-10 yield yang lebih tinggi dan menghasilkan produktivitas lima kali lebih besar. Yield tinggi yang dihasilkan oleh bakteri ini dihubungkan dengan reduksi biomassa selama fermentasi, dan dibatasi oleh ketersediaan ATP.

Bakteri ini secara alami ditemukan pada tanaman yang mengandung gula-gula yang dapat terfermentasi seperti anggur (Swings dan De Ley, 1977). Zymomonas mobilis juga didapatkan melalui isolasi minuman beralkohol seperti pulque Meksiko, kontaminan bir dan sari buah apel Eropa (Gunasekaran dan Raj, 1999). Bakteri Zymomonas mobilis hanya mampu mengubah glukosa, fruktosa dan sukrosa menggunakan jalur Entner Doudoroff menjadi etanol sebagai produk utama dan beberapa produk samping seperti asam asetat, gliserol, sorbitol dan levan (Gunasekaran dan Raj, 1999).

Bagaimana zymomonas menghasilkan etanol ?

            Pada fermentasi sukrosa menggunakan Zymomonas mobilis, pertama kali sukrosa akan terhidrolisis oleh enzim sukrase. Enzim ini dihasilkan oleh bakteri Zymomonas mobilis yang memutus ikatan α (1 2) pada sukrosa sehingga menghasilkan 2 macam monosakarida yaitu glukosa dan fruktosa. Fruktosa difosforilasi oleh enzim fruktokinase menjadi fruktosa-6-fosfat kemudian diisomerisasi oleh enzim fosfoheksosa isomerase menjadi glukosa-6-fosfat yang kemudian diubah menjadi etanol, sedangkan glukosa akan diuraikan melalui jalur 2-keto-3-deoksi-6-fosfoglukonat dan memecah piruvat dengan enzim piruvat dekarboksilase menjadi asetaldehida dan CO². Asetaldehida yang terbentuk kemudian direduksi menjadi etanol (Swings dan De Ley, 1977).

Glukosa dan fruktosa juga diubah oleh enzim GFOR (Glucose Fructose Oksidoreductase) yang ada di dalam periplasma sel menjadi glukonolakton dan sorbitol. Glukonolakton kemudian diubah menjadi glukonat oleh enzim gluconolactonase. Glukonat dan sorbitol yang terbentuk di dalam periplasma sel kemudian dibawa oleh gluconate carrier dan sorbitol carrier melalui membran sitoplasma ke dalam sitoplasma bakteri Zymomonas mobilis. Glukonat akan diubah oleh enzim glukonatkinase menjadi 6-fosfoglukonolakton mengikuti jalur Entner Doudoroff dan pada akhirnya diubah menjadi etanol.

Kemampuan Bakteri Zymomonas mobilis dalam menghasilkan etanol maka, diyakini sebagai mikroorganisme paling ideal dalam  memproduksi etanol terbanyak, toleran terhadap etanol konsentrasi tinggi dan pH rendah yang dapat digunakan sebagai alternative sumber energy bahan bakar fosil menjadi untuk mengatasi  krisis minyak bumi. Etanol berfungsi sebagai penambah volume Bahan Bakar Minyak (BBM), peningkatan angka oktan, dan sebagai sumber oksigen untuk pembakaran yang lebih bersih pengganti Metil Tersier-Butil Eter (MTBE). Etanol dapat juga meningkatkan efisiensi pembakaran karena mengandung 35% oksigen, disamping itu ramah lingkungan karena emisi gas buangnya rendah kadar karbon monoksida, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca yang lain.

 Manfaat etanol tidak hanya sebagai bahan bakar tetapi juga digunakan sebagai pelarut serta terdapat dalam berbagai produk kosmetika, minuman, farmasi, industry kimia dan beragam produk industry lainnya. Keunggulan sintesis etanol melalui fermentasi oleh mikroba adalah rendahnya biaya produksi, persentase rendemen yang tinggi, prosesnya relative lebih cepat, pengangganannya sederhana dan produk samping yang relative lebih sedikit dan aman bagi lingkungan.

Upaya untuk meningkatkan efisiensi fermentasi etanol oleh Zymomonas mobilis diantaranya adalah dengan menerapkan system amibilisasi sel. Dengan system amobilisasi, sel dapat digunakan berulang dan continue, meningkatkan rendemem hasil karena pertambahan biomass diminimalisir, memudahkan pemisahan mikroba dari cairan fermentasi, produk lebih spesifik, meningkatkan stabilitas sel, serta kemudahan mengontrol dan menyeragamkan proses konversi sehingga dapat dimungkinkan degunakan dalam industry.

DAFTAR PUSTAKA

Gunasekaran, P. dan Raj, K.C., (1999), “Fermentation Technology-Zymomonas mobilis”, Departement of Microbial Technology, School of Biological Sciences, Mandurai Kamaraj University: India.

Hambali, Erliza, Siti M, Armansyah HT, Abdul WP, Roy H. 2008. Teknologi Bioenergi. Jakarta: Agromedia.

Puspita, Elok, dkk. 2010. Fermentasi Etanol dari Molasses dengan Zymomonas mobilis A3 yang Diamobilisasi pada κ-Karaginan. ISSN: 1411-4216.

Rosa Putra Surya dan Alfena. 2008. Produksi Etanol Menggunakan Mutan Zymomonas mobilis yang Dimutasi dengan Hydroxylamine. Institut Teknologi Sepuluh Nopember: Surabaya

Swings, J dan De Ley J., (1977), “The biology of Zymomonas”, Bacteriol Rev. a41: 1 – 46.