Polihidroksi alkanoat: Perbedaan antara revisi

PHB dan senyawa turunannya mempunyai aplikasi yang luas. Sebagai kemasan, PHB tahan terhadap radiasi ultra violet, permeabel terhadap oksigen, dan kedap air.<ref name="Grothe"/> Hal ini membuat PHB cocok sebagai kemasan makanan.<ref name="Grothe"/> PHB juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan untuk membuat benang bedah karena kemampuannya untuk terdegradasi menjadi molekul yang tidak beracun pada tubuh manusia.<ref name="Shah">Shahhosseini S. 2004. [http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02931065 Simulation and optimisation of PHB production in fed-batch culture of Ralstonia eutropha]. Process Biochem 39: 963-939.</ref> Sebagai biofuel, turunan metil ester dari PHA juga berpotensi sebagai bahan bakar kendaraan.<ref name="Patnaik"/> Beberapa studi melaporkan bahwa R-(3)-asam hidroksibutirat ((R)-3-HB) sebagai monomer PHB menunjukkan aktivitas antimikrob, antiviral, dan insektisida.<ref name="Tokiwa">Tokiwa Y, Ugwu CU. 2007. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17543411] Tokiwa Y, Ugwu CU. 2007. Biotechnological production of (R)-3-hydroxybutyric acid monomer]. '''J Biotechnol''' 132: 264-272. </ref> Terlebih lagi, R-(3)-HB dapat dimanfaatkan sebagai chiral building block dalam sintesis beberapa senyawa kimia seperti antibiotik, vitamin, senyawa aromatik, dan feromon.<ref name="Tokiwa"/>

Masalah yang paling utama dalam penyebaran penggunaan PHA sebagai bioplastik adalah harga produksinya yang lebih mahal dibandingkan plastik konvensional. Harga PHB komersial dapat mencapai 17 kali lebih besar dari harga plastik konvensional.<ref name="Grothe"/>. Sebagai contoh, BIOPOL™, sebuah produk bioplastik komersil yang merupakan kopolimer dari b-asam hidroksibutirat dan b-hidroksivalerat dijual dengan harga 17 kali lipat harga plastik sintesis.<ref name="Tokiwa"/> Mahalnya harga produksi bioplastik PHB dipengaruhi oleh efisiensi proses fermentasi, harga substrat, dan proses hilir.<ref name="Patnaik"/>

Berbagai pendekatan telah dilakukan, untuk menurunkan ongkos produksi. Beberapa studi mencoba mencari substrat murah dengan ketersediaan yang tinggi untuk menekan biaya produksi, contoh substrat tersebut antara lain limbah minyak goreng, hirolisat bagas, gula molasis. Optimasi dalam proses fermentasi dapat dilakukan dengan berbagai pendekatan. Contoh pendekatan optimasi yang umum dilakukan antara lain berupa optimasi nutrisi (nitrogen, fosfor, dan sumber karbon), pengaturan kelarutan oksigen, pH, suhu inkubasi, dan jenis metode fermentasi yang dipakai. Pendekatan yang lebih modern berupa pendekatan rekayasa genetika. Contoh hasil dari pendekatan rekayasa genetika adalah penggunaan strain ''Escherichia coli'' yang mengandung gen biosintesis PHA dari ''Comamonas'' sp. dan modifikasi gen penyandi PHA depolimerase untuk menghasilkan volume dan jumlah granul PHA yang lebih tinggi daripada ''R. eutropha''.<ref name="Yee">Yee L, Mumtaz T, Mohammadi M, Phang LY, Ando Y, Raha AR, Sudesh K, Ariffin H, Hassan MA, Zakaria MR. 2012. [http://omicsonline.org/polyhydroxyalkanoate-synthesis-by-recombinant-escherichia-coli-jm109-expressing-pha-biosynthesis-genes-from-comamonas-sp.-eb172-1948-5948.pdf Polyhydroxyalkanoate synthesis by recombinant Escherichia coli JM109 expressing PHA biosynthesis genes from Comamonas sp. EB172]. J Microb Biochem Technol 4: 103-110. </ref><ref name="Brigham">[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22537946]Brigham CJ, Reimer EN, Rha C, Sinskey AJ. 2012. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22537946 Examination of PHB depolymerases in Ralstonia eutropha: further elucidation of the roles of enzymes in PHB homeostasis]. AMB Express 2:26-39.</ref> Terakhir, pemilihan proses hilir yang tepat juga mempengaruhi yield dan kemurnian molekul PHB yang dihasilkan.

Secara umum, metode kultur tertutup (''batch'') adalah metode kultur yang populer. Kelebihan proses batch dibandingkan metode kultur lainnya adalah prosesnya yang lebih sederhana dan penanggulangan kontaminasi yang lebih mudah .<ref name="Waites"> Waites MJ, Morgan NL, Rockey JS, Higton G. 2001. Industrial Microbiology: An Introduction. London: Blackwell Science. ISBN: 978-0-632-05307-0 </ref>. Hanya saja proses ini kurang efektif dalam memproduksi produk yang terasosiasi dengan pertumbuhan .<ref name="Waites"/>. Selain itu, kerugian lain dari proses batch adalah banyaknya tenaga dan waktu yang terbuang untuk sterilisasi dan variabilitas yang tinggi antar batch .<ref name="Waites"/>.

Dalam berbagai studi produksi PHA, metode kultur batch adalah populer .<ref name="Amache">Amache R, Sukan A, Safari M, Roy I, Keshavarz T. 2013. [http://www.researchgate.net/profile/Artun_Sukan/publication/257508914_Advances_in_PHAs_Production/file/e0b4952556e7e5665b.pdf Advances in PHA Production]. ''Chem Eng Trans'' 32: 931-935 </ref>. Hal tersebut karena fleksibilitasnya yang tinggi dan ongkos operasionalnya yang rendah.<ref name="Amache"/>. Sayangnya produksi PHA menggunakan metode kultur batch terasosiasi dengan produktivitas yang rendah. Berbagai strategi untuk meningkatkan produktivitas PHA telah dicari .<ref name="Amache"/>. Banyak penulis mulai mencoba menggunakan metode fed-batch untuk produksi PHA.<ref name="Amache"/>. Meskipun fed-batch umumnya mempunyai yield yang lebih tinggi, akan tetapi produksi dengan metode kultur fed-batch dinilai masih belum memuaskan.<ref name="Amache"/>. Untuk itu, metode kultur tertutup dan fed batch mulai dikombinasikan untuk memperoleh produktivitas yang lebih tinggi. Selain kombinasi metode kultur, pendekatan lain untuk meningkatkan produktivitas mencakup pemilihan jenis mikroorganisme, kondisi fermentasi (pH, aerasi, agitasi), jenis substrat karbon (kompleks atau terdefinisi), optimasi komposisi media (nitrogen, fosfat, dan trace element), pemilihan jenis bioreaktor (plug flow, continuous stirred tank reactor), dan penggunaan strain unggul.<ref name="Amache"/>.