Minyak Reutealis trisperma merupakan sumber baru dalam produksi biodiesel. Asam lemak yang dominan pada tanaman ini adalah asam stearat (9%), asam palmitat (10%), asam oleat (12%), asam linoleat (19%), dan asam α-eleostearat (51%). Adanya asam lemak tak jenuh ganda (PUFA), asam linoleat, dan asam α-eleostearic menurunkan stabilitas oksidasi biodiesel minyak R. trisperma. Peran gen fatty acid desaturase 2 (FAD2) yang terlibat dalam regulasi desaturasi asam lemak masih belum banyak terungkap. Oleh karena itu perlu diungkap lebih jauh identitas fragmen, lokalisasi subseluler, dan konstruksi filogenetik fragmen cDNA dari FAD2 tumbuhan ini. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekuens parsial 923-bp R. trisperma FAD2 berhasil diisolasi. Berdasarkan analisis in silico, FAD2 diperkirakan menyandi 260 asam amino, memiliki domain kemiripan dengan desaturase asam lemak Omega-6, dan terletak di membran retikulum endoplasma.
Kemiri Sunan (Reutealis trisperma, sinonim Aleurites trisperma) adalah sejenis tumbuhan penghasil minyak nabati yang berguna dalam industri pengecatan dan pengolahan kayu. Secara taksonomi, spesies ini adalah satu-satunya anggota marga Reutealis dari suku getah-getahan (Euphorbiaceae). Tumbuhan ini berasal dari kepulauan Filipina, dan karena produk minyaknya serupa penggunaannya dengan minyak tung sebagai vernis pelapis cat/kayu, produk minyaknya disebut “minyak tung filipina”. Saat ini telah dibudidayakan di banyak negara tropis, termasuk Indonesia, Malaysia, dan India. Di Indonesia, tumbuhan ini mulai dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar nabati, selain sebagai sumber minyak vernis. Bentuk dan warnanya hampir seperti buah kecapi, tetapi bentuknya persegi dan mengerucut di ujungnya. Masyarakat menyebutnya kemiri sunan atau Reutealis trisperma (blanco) airy shaw. Biasanya dikenal sebagai buah beracun, sehingga dijauhi. Namun demikian, buah yang sering dipakai untuk pembasmi tikus di sawah ini ternyata mengandung minyak. Dahulu minyak kemiri sunan sering dipakai sebagai pernis dan pengawet kayu kapal. Belakangan ini, baru diketahui minyaknya bisa menjadi pengganti bahan bakar fosil.
Tumbuhan ini memiliki adaptasi yang baik terhadap kekeringan dan dapat tumbuh di lahan marjinal atau lahan bekas tambang. R. trisperma sedang dikembangkan oleh pemerintah Indonesia sebagai bahan baku produksi biodiesel. Produktivitas R. trisperma mencapai 6 hingga 8 ton biodiesel per hektar per tahun. Namun, R. trisperma memiliki biji yang beracun karena 51% asam lemaknya yang tidak dapat dimakan. Toksisitas ini disebabkan oleh adanya asam α-eleostearic. Lipid seluler terutama terdiri dari asam lemak yang berperan sebagai komponen membran, memberi sinyal molekul di tumbuhan sebagai mekanisme respons terhadap stres dan pertahanan, dan sumber energi. Lemak (lipid) pada tumbuhan disimpan dalam bentuk triasilgliserol, yang merupakan komponen utama dari minyak nabati. Minyak nabati adalah banyak digunakan di bidang pangan, industri, dan produksi biodiesel. Dengan kemampuannya menjadi minyak nabati pengganti solar, kemiri sunan semakin dilirik para periset. Menjadikannya salah satu tanaman pilihan selain kelapa sawit yang selama ini sangat diandalkan sebagai biodiesel. Apalagi sawit telah dinilai para aktivis lingkungan sebagai perusak hutan Indonesia, yang luas tanam totalnya mencapai 14,31 juta hektare, dengan CPO yang dihasilkan untuk kebutuhan biodiesel pada 2019 sebesar 10,25 juta ton.
Rekayasa FAD2 dalam produksi biodiesel
Biodiesel hasil proses transesterifikasi triasilgliserol dengan metanol. Lipid yang tersusun dari asam lemak dibedakan dengan ada tidaknya ikatan rangkap yaitu, asam lemak jenuh dan tak jenuh. Asam lemak tak jenuh selanjutnya dikategorikan berdasarkan jumlah obligasi rangkap dalam rantai karbon, yaitu asam lemak tak jenuh tunggal (monounsaturated fatty acids-MUFAs) dan asam lemak tak jenuh ganda (polyunsaturated fatty acids-PUFAs). Komposisi asam lemak dalam minyak nabati merupakan faktor penting dalam menentukan kualitas biodiesel. Peningkatan jumlah ikatan rangkap dalam struktur kimia penyebab PUFAs biodiesel rentan terhadap oksidasi, mempengaruhi kinerja mesin diesel. Biodiesel berkualitas baik mengandung jumlah MUFA yang lebih tinggi dari asam lemak jenuh dan PUFAs.
Baru-baru ini, minyak nabati R. trisperma yang tidak dapat dikonsumsi dianggap sebagai sumber karbon baru untuk produksi biodiesel. Asam lemak dominan pada R. trisperma adalah asam stearat (9%), asam palmitat (10%), asam oleat (12%), asam linoleat (19%), dan asam αeleostearic (51%). Asam linoleat paling banyak ditemukan dalam minyak nabati. Kadar PUFA yang tinggi menyebabkan uji stabilitas oksidasi biodiesel pada R. trisperma menunjukkan hasil yang kurang bagus. Sebuah studi sebelumnya menunjukkan bahwa kestabilan oksidasi R. trisperma hanya 1,5 jam dari uji standar 6 jam. Peningkatan jumlah ikatan rangkap dalam minyak nabati (PUFA) berbanding terbalik dengan kualitas biodiesel. Oleh karena itu, penelitian tentang karakterisasi enzim kunci dalam metabolisme lipid sangat penting.
Sampai saat ini, 2 enzim kunci telah diidentifikasi dan dikarakterisasi: diacylglycerolacyl-CoA acyltransferases (DGATs) dan desaturase asam lemak (FAD). Enzim DGAT merupakan enzim penting yang membatasi laju akumulasi penyimpanan lipid tanaman, sedangkan enzim FAD berfungsi dalam proses awal pembentukan ikatan rangkap dalam rantai hidrokarbon dari rantai asam lemak. Biosintesis asam lemak tak jenuh ganda dikatalisis oleh enzim asam lemak desaturase 2 (FAD2), yang terbentuk ikatan rangkap dalam asam oleat (atom C Δ12) menjadi asam linoleate. Modifikasi aktivitas enzim diperlukan untuk meningkatkan nilai produk dari tanaman, terutama untuk meningkatkan kualitas biodiesel. Rekayasa genetika dengan menghambat aktivitas gen FAD2 untuk meningkatkan kandungan asam oleat dan sekaligus menurunkan kadar asam linoleat telah banyak dilakukan pada tanaman lainnya seperti kubis (Brassica napus), kapas (Gossypium hirsutum), dan kacang tanah (Arachis hypogaea).
Modifikasi ekspresi dan aktivitas enzim adalah terkait dengan informasi genetik dari gen yang menyandi enzim. Gen FAD2 telah diidentifikasi di beberapa tanaman spesies, termasuk Vernicia fordii, Jatropha curcas, jarak (Ricinus communis), kacang tanah (A. hypogaea), Arabidopsis thaliana, bunga matahari (Helianthus annuus), kubis (Brassica. Napus), dan labu timun (Cucurbita pepo). Informasi genetik untuk FAD2 pada R. trisperma saat ini tidak banyak diketahui. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terhadap gen FAD2 pada R. trisperma sebagai dasar untuk mengeksplorasi fungsi gen dan penerapan rekayasa genetika untuk memperbaiki komposisi minyak di R. trisperma. Dalam studi ini telah isolasi dan karakterisasi fragmen FAD2, yang berperan dalam biosintesis asam lemak tak jenuh dari minyak yang dihasilkan R. trisperma. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekuens parsial 923-bp R. trisperma FAD2 berhasil diisolasi. Berdasarkan analisis in silico, FAD2 diperkirakan menyandi 260 asam amino, memiliki domain kemiripan dengan desaturase asam lemak Omega-6, dan terletak di membran retikulum endoplasma”.
Data dari penelitian ini tentu saja dapat membuka jalan untuk penelitian lebih lanjut untuk meningkatkan kualitas biodiesel dari minyak R. Trisperma dengan modifikasi genetik FAD2. Dan menjadi alternative energy terbarukan untuk kebutuhan BBM di Indonesia. SEMOGA…
Penulis: Prof. Hery Purnobasuki
Link: https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/11779322211005747
