Description
|
(R)-(-) asam mandelat merupakan salah satu enansiomer yang penting dalam industri farmasi. Senyawa tersebut dan derivatnya merupakan kelompok sinton kiral untuk produksi farmaseutika, seperti bahan obat anti-tumor, anti-obesitas, dan antibiotika semi sintetik (penisilin dan cephalosporin). Saat ini, ada beberapa metode enzimatis yang dapat digunakan untuk memproduksi (R)-(-) asam mandelat, yaitu lipase, esterase, glikosilase, mandelat dehidrogenase, dan mandelat rasemase. Namun, produksi (R)-(-) asam mandelat dengan metode fisikokimia secara teknis masih sulit diimplementasikan, sedangkan metode enzimatis memerlukan biaya tinggi untuk substrat, kofaktor, dan enzim serta biokatalisnya masih rendah. Untuk menanggulangi kelemahan tersebut, produksi (R)-(-) asam mandelat dapat dilakukan melalui konversi (R,S)-mandelonitril secara enansioselektif dengan mikroba/enzim pendegradasi nitril. Penelitian bertujuan untuk mengetahui (1) isolat mikroba yang potensial sebagai biokatalis produksi (R)-(-) asam mandelat; (2) enzim nitrilase dari isolat terpilih dengan stabilitas tinggi; (3) parameter proses biotransformasi produksi (R)-(-) asam mandelat; (4) teknik bioproses yang baku untuk produksi (R)-(-) asam mandelat skala laboratorium. Kegiatan penelitian yang dilakukan meliputi pengembangan metode penapisan cepat; penapisan dan seleksi isolat mikroba untuk biokatalis; identifikasi mikroba secara molekuler; karakterisasi beberapa sifat fisiologi isolat unggulan; pengembangan sistem pendeteksian substrat dan produk transformasi; optimasi pembuatan beads untuk sistem degradasi mandelonitril dengan menggunakan sel amobil. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penapisan 250 isolat bakteri menggunakan metode penapisan cepat (96 well-microtitter plate) diperoleh enam isolat bakteri unggulan yang potensial untuk biokatalis dalam proses biotransformasi untuk produksi (R)-(-) asam mandelat. Analisis terhadap enam isolat teridentifikasi secara molekuler sebagai Bacillus subtilis, Bacillus brevis 2.3.A.2, Rhodococcus pyridinivorans GLB 5, Rhodococcus pyridinivorns LP3, Rhodococcus pyridinivorans TPIK, dan Microbacterium oxydans 2.6.A.2. Tiga isolat bakteri unggulan, yaitu R. pyridinivorans TPIK, R. pyridinivorans GLB5,dan R. pyridinovorans LP3, dalam 1M (±5,5% nv/v) asetonitril mampu tumbuh pada konsentrasi tinggi. Biotransformasi nitril oleh ketiga isolat bakteri tersebut dilakukan melalui reaksi yang melibatkan enzim nitril hidratase-amidase. Benzamida merupakan indikator terbaik untuk biotransformasi mandelonitril menjadi asam mandelat. Suhu optimum untuk biotransformasi mandelonitril adalah 30°C dan pH optimum adalah 7,0. Kinetika proses biotransformasi mandelonitril menggunakan isolate TPIK dengan pendekatan transformasi Lineweaver-Burk menghasilkan nilai Km dan Vmaks biotransformasi mandelonitril masing-masing 9,488 mM dan 4,694 mM.mim-1. Penggunaan HPLC kolom CI8 dan NMR belum mampu memisahkan R,S- asam mandelat menjadi (R)-(-) asam mandelat dan S(-) asam mandelat walaupun mampu secara jelas mentransformasi substrat. Metode analitik yang tepat untuk mendeteksi produk biotransformasi (R)-(-) asam mandelat, berupa enansiomer tunggal masih belum bisa ditemukan. (2012)
|