PERANAN BIOSURFAKTAN

PENDAHULUAN
Bioteknologi dan aplikasinya sedang dikembangkan di seluruh dunia diantaranya untuk mengeksploitasi sumber energi. Salah satunya adalah pemanfaatan mikroorganisme dalam berbagai aspek kehidupan. Dalam kehidupan, pertumbuhan dan pembiakannya mikroba berinteraksi dan beradaptasi dengan lingkungannya dan dapat memberi efek positif maupun negatif. Salah satu efek positif aktivitas mikroba di lingkungan adalah kemampunannya untuk dimanfaatkan sebagai peningkat produksi minyak terutama melalui peningkatan perolehan minyak secara mikrobiologi. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa di antara mikroba itu ada yang mampu menghasilkan bahan kimia berupa biosurfaktan, biopolimer, biofilm, biosolven, bioasam, dan biogas.
Biosurfaktan adalah molekul-molekul yang diproduksi oleh bakteri baik di daratan maupun di perairan. Biosurfaktan ini merupakan produk alternatif yang ramah lingkungan dengan biodegradabilitas lebih tinggi dan keaktifan permukaan lebih baik berbeda dengan surfaktan sintetik yang bersifat toksik.
Biosurfaktan dilaporkan pertama kali di dalam literatur ilmiah kira-kira 50 tahun yang lalu. Biosurfaktan merupakan komponen mikroorganisme yang terdiri atas molekul hidrofobik dan hidrofilik.
Biosurfaktan dapat digolongkan ke dalam beberapa kelompok, seperti: glikolipid, lipopeptida, lipopolisakarida, fosfolipid, dan asam lemak. Yang paling banyak dipelajari adalah kelompok glicolipid, yang dikenal sebagai rhamnolipid.



Gbr 1. Model rhamnolipid

PERANAN BIOSURFAKTAN
Ada banyak keuntungan-keuntungan dari biosurfaktan dibandingkan dengan surfaktan sisntesis,antara lain:
1. Biodegradabilitas.
2. Ketoksikan rendah, mudah tercerna dan biocompatabilas, sehingga dapat digunakan di dalam kosmetika, farmasi dan bahan tambahan makanan fungsional.
3. Ketersediaan bahan baku. Biosurfactants dapat diproduksi dari bahan baku murah yang tersedia di dalam jumlah besar. Sumber karbon bisa dari hidrokarbon-hidrokarbon, lipid-lipid dan/atau karbohidrat-karbohidrat, yang bisa digunakan secara terpisah atau dikombinasi satu sama lain.
4. Bernilai ekonomi. Berdasarkan aplikasinya, biosurfaktsn dapat mengolah limbah industri dan menghasilkan bioproducts. berhubungan dengan teknologi.
5. Digunakan dalam kontrol lingkungan. Biosurfaktan dapat secara efisien digunakan di dalam menangani industri emulsi-emulsi, kendali dari ceceran minyak, biodegradasi dan detoksifikasi efluen industri dan di dalam bioremediasi lahan tercemar.
6. Spesifik. Molekul-molekul biosurfaktan merupakan molekul organik kompleks dengan golongan fungsional yang spesifik.

PENELITIAN-PENELITIAN TENTANG PERANAN BIOSURFAKTAN
A. Biosurfan sebagai Bahan Kosmetika
Biosurfaktan merupakan lipid-lipid alami yang diproduksi oleh mikroba-mikroba seperti yeast atau baksil natto, dengan kekayaan berbeda yang mencerminkan struktur mereka. Fungsi utama mereka adalah untuk emulsifikasi, pembubaran, moisturizing, dll, dan mereka bekerja efektif pada konsentrasi-konsentrasi rendah dibandingkan dengan komponen reaktan sintetik. Juga, dalam beberapa hal, biosurfaktan mempunyai karakteristik-karakteristik yang unik tidak dimiliki surfaktan-surfaktan sintetik, seperti pembentukan hablur cair, aktivitas antitumor, dll.
Dari hasil penelitian dan evaluasi struktur biosurfaktan (model molekular glukosa, alkohol, asam lemak, dll.) menunjukkan persamaannya dengan ceramide molekul, yang merupakan lipid antarsel. Pada saat pengujian akurat moisturizing kulit yang dibuat itu, sukar untuk membedakannya dengan surfaktan. Sehingga membuat terobosan yang mempercepat proses moisturizing oleh biosurfaktan. Mengenai mekanisme-mekanisme untuk pemeliharaan kulit, diharapkan:
1) struktur menyerupai ceramide (biosurfaktan) akan dengan mudah menembus rongga antarsel di dalam lapisan korneum, dan
2) menjadi efektif di dalam pencegahan penuaan dan pemeliharaan kulit



Gbr 2. Moisturizing effect of biosurfactants on cultured human skin



Gbr 3. Effects of biosurfactants on rough skin

Biosurfaktan dapat dibentuk kapsul ukuran nanometer (liposom), yang mudah untuk disiipkan dengan komponen-komponen kosmetik lain, berperan untuk stabilisasi komponen-komponen ini (efek perlindungan kapsul), dan meningkatkan penyerapan air atau gas untuk kulit.
Selain itu, dengan menggunakan biosurfaktan, akan lebih efisien karena tak perlu lagi melakukan ekstrak bahan-bahan dan mencampurnya dengan bahan-bahan kimia, seperti ceramide, yang memerlukan waktu lama.

B. Biosurfaktan sebagai Pendegradasi Metal
Lima dari 20 unsur penyebab penyakit dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah metal, yaitu: arsenik, lead, air raksa, cadmium, dan unsur logam pelapis kran. Studi-studi dari U.S. menunjukkan bahwa logam berat menjadi satu-satunya kelas paling lazim dari zat-pencemar. Barang sisa metal diproduksi oleh berbagai sumber termasuk tambang, ranjau, fasilitas-fasilitas elektrik, melalui pembuatan dari cat, pipa metal, baterei-baterei, dan perlengkapan perang. Pencemaran metal telah terhubung dengan keguguran, kanker, luka-luka kulit, cacat-cacat, kerusakan ginjal dan hati, dan sejumlah besar penyakit-penyakit lain.
Pencemaran Metal adalah satu masalah global dan dapat membinasakan di dalam negara berkembang. Contoh, perbatasan di dalam Mexico, penggunaan dari lead di dalam bensin meningkatkan konsentrasi-konsentrasi lead dalam darah, terutama pada anak-anak. Logam buangan dari kawasan industri sepanjang perbatasan U.S.-Mexico adalah sering tidak terbuang dengan baik dan menjadi permasalahan pencemaran serius di dalam area ini.
Tantangan terberatnya adalah bagaimana membersihkan area yang tercemar tanpa menimbulkan pencemaran lain yang lebih berbahaya. Dari sini ditemukan bahwa lipid dapat mendegradasi metal.



Gbr 4. Source: Raina Maier, University of Arizona

Solusi yang diusulkan oleh Maier dan rekan kerjanya adalah biosurfaktan yang ramah lingkungan. Biosurfaktan diproduksi oleh banyak organisme dengan fungsi yang sama dengan surfaktan sintetik yang digunakan dalam deterjen-deterjen. Sama halnya satu deterjen mencuci lumas dari pabrik dengan mengikat antar lumas dan deterjen, demikian juga beberapa surfaktan membantu pelepasan release zat-pencemar metal dan organik.
Secara umum, surfaktan adalah molekul-molekul terdiri dari satu kepala kutub dan satu nonpolar. Di satu larutan mengandung air, mereka mengurangi tegangan permukaan dan memudahkan pembentukan emulsi-emulsi antar cairan-cairan dari polaritas yang berbeda. Sebagai contoh, surfaktan-surfaktan memudahkan campuran dari air dan minyak sebab kepala kutub akan menyekat ke dalam larutan mengandung air sedang kutub nonpolar akan bergabung dengan lapisan yang mengandung minyak.
Riset menunjukkan bahwa metal seperti cadmium dan lead mempunyai gaya gabung lebih kuat untuk rhamnolipids dibanding dengan penyusun tanah yang tercemar. Untuk menghasilkan rhamnolipids, Maier gunakan Pseudomonas aeruginosa. Karena tidak mungkin langsung menyuntikkan biosurfaktan ke tanah, maka dilakukan pengujian dalam skala laboratorium. Test-test menunjukkan bahwa rhamnolipids sendiri adalah biodegradabel dan tidak beracun.

C. Produksi Biosurfaktan Berdasar pada Pembuangan (Sisa)
Jika industri atau perairan, yang berisi pengotor-pengotor organik bisa digunakan sebagai bahan dasar untuk produksi biosurfaktan, manfaat ganda akan diperoleh. Perairan yang tercemar akan diperlakukan sebagai satu produk berharga. Pendekatan ini mengurangi biaya untuk perawatan perairan kotor dengan potensi peningkatan laba penjualan biosurfaktan.
Torulopsis bombicola dipilih sebagai organisma model untuk biosintesis dari sophorose lipid, yang menjadi bahan industri. Ragi ini dapat menghasilkan minyak nabati dan gula. Penggunaan pembuangan industri yang tersedia secara komersial dan murah (tetes tebu + minyak kedelai).
Produksi biosurfaktan dari biomassa Torulopsis dapat didaur ulang untuk awal dan akhir keseluruhan proses untuk perawatan, atau dapat terpisah dari medium dan dijual sebagai suplemen.
Strategi lain, kotoran/sampah perkotaan bisa digunakan sebagai satu perlakuan proses anaerob, sebagai media tumbuh yang diikuti oleh hidrolisis parsial anaerob dari mikroba-mikroba lipogenik.

D. Biosurfactants dalam Proses Industri Minyak Tanah
Kebanyakan dari minat akan penggunaan dari biosurfactants di dalam minyak tanah berhubungan dengan industri Pemulihan Minyak Tiningkat (EOR). Untuk pemanfaatan ini, biosurfaktan dapat siturn ekstra yang digunakan secara in-situ. Di dalam kasus ini, biosurfactants diterapkan (sebagai penggantian atau penambahan surfaktan-surfaktan sintetik) untuk meningkatkan recovery minyak dari tanah. Kehadiran dari surfaktan (atau biosurfactant) menurunkan tegangan permukaan minyak di dalam reservoir, yang memudahkan minyak mengalir bergabung bersama cairan,serta menguap sebagai uap air.
Satu logis dan pendekatan lebih menarik adalah untuk menghasilkan biosurfactant di dalam reservoir sendiri (di tempat asal) dengan menyediakan bahan gizi sampai populasi kuman yang berasal dari dalam reservoir atau untuk satu kultur benih situm ekstra yang diproduksi, bergaul dengan medium dan dipompa ke dalam dengan baik.
Satu masalah bisa muncul jika start-start biomassa yang menghalangi beberapa pori-pori di dalam reservoir. Biosurfaktan ini akan bisa mengendalikan dan mencegah kebanjiran dan akan sangat menguntungkan.
Di samping itu kesulitan dari in situ MEOR adalah jumlah dari minyak membiarkan reservoir setelah metoda sekunder telah dicoba, merepresentasikan satu jumlah besar dari minyak (60-70% dari asli) untuk penyaringan.

E. Deemulsification Kuman
Manfaat biosurfacktan lain dari sel-sel kuman adalah destabilisasi oil-in-water dan emulsi air dalam minyak. Dalam percobaan untuk emulsi dalam industri sedemikian dihasilkan di dalam EOR dan penghasil pasir tar, sel bakteri spesifik ditunjukkan bahwa permukaan-permukaan sel bakteri dapat tingkatkan deemulsification denagn model emulsi-emulsi sederhana seperti emulsi-emulsi bidang kompleks di dalam EOR.
Berbagai faktor-faktor bisa dilibatkan di dalam deemulsification. Dengan mengukur sudut-kontak sel sampai hidrokarbon droplets, hidrofobisitas (sudut-kontak yang ditingkatkan) sel-sel dapat terukur.
Ada satu variasi besar dari komponen-komponen dinding sel yang bisa berperan untuk hidrofobisitas permukaan sel. Di dalamnya ditemukan glycocalyx dan ketal-ketal piruva dari polysaccharide atau glikoprotein-glikoprotein berbentuk bulat. Selaput-selaput luar dari bakteri Gram-negatif berisi lipopolysaccharides, lipoprotein-lipoprotein, fosfolipid-fosfolipid dan protein-protein hidrofobik; sedang komponen-komponen dinding sel bakteri Gram-positif ditandai oleh lipoteichoic, cuka-cuka dan polisakarida-polisakarida acylated seperti mycoloyl arabinogalactans dari Mycobacteria, Nocardia dan Corynebacteria.

TANTANGAN BIOSURFAKTAN
Salah satu permasalahan produksi murah dan besar-besaran yang dihubungkan dengan biosurfaktan, adalah terutama diperlukannya jumlah besar di dalam emulsi minyak dan aplikasi-aplikasi lingkungan, yang, dalam kaitannya dengan penggunaan curah, hal ini bisa mahal. Untuk mengalahkan masalah ini, proses-prosesnya harus digabungkan sampai pemanfaatan lapisan dasar barang sisa, pada waktu yang sama efek pengotoran yang menyerang mereka, sehingga dibutuhkan keseimbangan keseluruhan biaya.

Masalah lain bisa ditemui di dalam memperoleh unsur-unsur murni yang menjadi arti penting yang berkenaan dengan produk farmasi, makanan dan kosmetik. Pengolahan alur hilir kaldu-kaldu yang dilemahkan bisa sungguh melibatkan memerlukan ganda langkah-langkah berurutan. Oleh karena itu, rendemen tinggi dan biosurfactant konsentrasi-konsentrasi di dalam bioreaktor-bioreaktor adalah penting bagi pemurnian dan kesembuhan yang dimudahkan mereka.

BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN
Dari berbagai penelitian diketahui berbagai macam biosurfaktan. Tiap mikroba dapat menghasilkan jenis biosurfaktan yang berbeda dengan yang lainnya. Hal ini ditunjukkan dalam tabel di bawah ini:



Tabel 1. Various Biosurfactants Produced from Different Microbes

dari berbagai sumber

Komentar

education mengatakan…
sama-sama deh
tp thanks tuk apa nih???

Postingan populer dari blog ini

DAUR HIDUP PAKIS HAJI Cycas rhumpii DAN PINUS Pinus merkusii

VIRUS HERPES SIMPLEKS