Dalam upaya menuju produksi yang lebih berkelanjutan, tim peneliti di Departemen Teknik Kimia dan Kimia Terapan Universitas Toronto telah melakukan penemuan penting terkait bagaimana beberapa jenis bakteri dapat menghasilkan senyawa kimia bernilai tinggi. Temuan ini membuka kemungkinan metode produksi baru yang lebih ramah lingkungan.
Fokus Penelitian
Tim yang dipimpin oleh Profesor Chris Lawson memfokuskan perhatian pada asam lemak rantai sedang (medium-chain fatty acids, MCFAs), yang digunakan dalam berbagai produk, mulai dari deterjen hingga kosmetik. Saat ini, MCFAs sebagian besar dihasilkan dari minyak inti kelapa sawit, yang sering kali dikaitkan dengan masalah lingkungan seperti deforestasi dan hilangnya keanekaragaman hayati.
Tantangan Produksi
Produksi MCFAs dari sumber seperti kelapa sawit tidak hanya mahal tetapi juga sulit dilacak asalnya, karena sering kali berasal dari perkebunan yang tidak dikelola secara berkelanjutan. Oleh karena itu, tim Lawson berupaya mencari metode alternatif yang lebih efisien dan berkelanjutan.
Bakteri Rantai Panjang
Penelitian ini berfokus pada bakteri yang dikenal sebagai bakteri pengelonggaran rantai (chain-elongating bacteria, CEBs). Bakteri ini dapat memproduksi MCFAs hingga delapan atom karbon, berkat kerjasama dengan bakteri lain yang membantu memecah limbah organik kompleks. Dengan memanfaatkan limbah makanan dan produk sampingan dari sektor agrikultur, tim ini berusaha menciptakan solusi yang tidak hanya menguntungkan secara ekonomi tetapi juga ramah lingkungan.
Memproduksi Asam Oktanoat
Tim Lawson berusaha untuk menghasilkan asam oktanoat, salah satu MCFAs paling bernilai tinggi. Namun, mereka sering kali menemukan bahwa CEBs cenderung memproduksi butirat, molekul empat karbon yang kurang bernilai. Penelitian ini berupaya memahami faktor-faktor yang memengaruhi produksi asam oktanoat, termasuk rasio antara laktat dan asetat yang dimakan oleh bakteri.
Mekanisme Metabolik
Dalam publikasinya, tim Lawson menguraikan mekanisme metabolik dan biokimia yang mendukung produksi asam oktanoat dibandingkan dengan butirat. Mereka juga menjelaskan peran enzim CoA transferase (CoAT) dalam proses fermentasi. Penemuan ini menunjukkan perbedaan dalam enzim yang dimiliki oleh bakteri yang mampu memproduksi molekul lebih panjang dibandingkan dengan yang hanya menghasilkan butirat.
Membangun Sistem Produksi
Dengan pemahaman yang lebih baik tentang faktor-faktor yang mempengaruhi hasil produksi, Lawson dan timnya berencana untuk merancang sistem yang dapat mengoptimalkan produksi MCFAs bernilai tinggi. Mereka sudah memulai upaya ini dan telah menerbitkan banyak penelitian mengenai CEBs.
Kolaborasi dan Komersialisasi
Tiga anggota tim Lawson telah membentuk startup bernama SymBL Innovations untuk membantu mengkomersialkan penemuan mereka. Startup ini baru-baru ini mendapatkan dukungan dari Genome Canada dan Ontario Genomics untuk lebih mengembangkan penelitian ini. Selain itu, mereka juga tergabung dalam Aliansi Waste to Chemicals (W2C) yang mendukung kolaborasi multidisiplin dalam menjadikan limbah sebagai sumber kimia.
Potensi Masa Depan
Lawson menjelaskan bahwa untuk dapat menjual bahan kimia ini di pasar terbuka, mereka perlu menunjukkan bahwa proses bioreaktor yang mereka kembangkan dapat beroperasi secara terintegrasi dan menghasilkan MCFAs dalam skala besar dengan harga yang kompetitif. Penemuan ini tidak hanya menjanjikan dari segi ekonomi tetapi juga menawarkan jalur produksi yang jauh lebih berkelanjutan, yang sangat dihargai oleh konsumen yang peduli terhadap bahan baku yang etis.
Kesimpulannya, penelitian ini membuka peluang besar untuk memproduksi bahan kimia bernilai tinggi dari limbah, dengan cara yang lebih ramah lingkungan. Kolaborasi antara penelitian akademis dan inovasi industri dapat mendorong perubahan positif dalam cara kita memproduksi dan mengkonsumsi bahan kimia.
Poin Penting:
– Penemuan baru berpotensi mengubah produksi MCFAs dari limbah.
– Fokus pada keberlanjutan dan efisiensi dalam proses produksi.
– Kolaborasi antara akademisi dan industri untuk komersialisasi inovasi.
– Potensi pasar global untuk MCFAs yang berkelanjutan.
Read more → news.engineering.utoronto.ca