Dalam sebuah penemuan inovatif, para peneliti telah mengembangkan bakteri untuk mensintesis pinene – hidrokarbon yang dihasilkan oleh pohon yang berpotensi menggantikan bahan bakar berenergi tinggi dalam rudal dan aplikasi luar angkasa lainnya.
Dengan peningkatan efisiensi proses, biofuel dapat menambah pasokan bahan bakar berbasis energi tinggi berbasis minyak bumi yang terbatas seperti ‘JP-10’ dan juga dapat memfasilitasi pengembangan mesin generasi baru yang lebih bertenaga.
“Kami telah membuat prekursor berkelanjutan untuk bahan bakar taktis dengan kepadatan energi tinggi,” kata Peralta-Yahya, asisten profesor di sekolah kimia dan biokimia di Institut Teknologi Georgia.
“Kami berkonsentrasi pada pembuatan bahan bakar ‘walk-in’ yang menyerupai bahan bakar yang dihasilkan dari minyak bumi dan dapat dimasukkan ke dalam sistem distribusi yang ada,” tambahnya.
Dengan memasukkan enzim dari pohon ke dalam bakteri, mahasiswa pascasarjana Peralta-Yahya dan Georgia Tech Stephen Sarria meningkatkan produksi pinene enam kali lipat dibandingkan upaya bioteknologi sebelumnya.
Pertama-tama, mereka menetapkan dua kelas enzim – tiga sintase pinene (PS) dan tiga sintase geranil difosfat (GPPS).
Mereka menempatkan kedua enzim tersebut secara berdampingan di dalam sel bakteri E coli, untuk memastikan molekul yang dihasilkan oleh satu enzim akan segera bersentuhan dengan enzim lainnya.
Hal ini meningkatkan produksi mereka menjadi 32 miligram per liter – jauh lebih baik daripada upaya sebelumnya.
Meskipun perbaikan yang lebih dramatis diperlukan sebelum dimer pinene dapat bersaing dengan JP-10 yang berbasis minyak bumi, para ilmuwan yakin bahwa mereka telah mengidentifikasi hambatan utama yang harus diatasi untuk mencapai tujuan tersebut.
Agar bisa bersaing, para peneliti harus meningkatkan produksi pinene sebanyak 26 kali lipat.
Menurut mereka, hal ini berada dalam kisaran kemungkinan untuk melakukan bioteknologi terhadap E coli.
“Jika Anda mencoba membuat alternatif pengganti bensin, Anda bersaing dengan harga $3 (Rs.180) per liter. Hal ini memerlukan proses optimasi yang panjang. Proses kami akan kompetitif dengan harga $25 (Rs1500) per liter dalam waktu yang jauh lebih singkat,” jelas Peralta-Yahya.
Secara teoritis, produksi pinene mungkin dilakukan dengan biaya lebih rendah dibandingkan dengan sumber berbasis minyak bumi.
Jika hal ini dapat dilakukan—dan jika biofuel yang dihasilkan dapat berfungsi dengan baik dalam penerapannya—hal ini dapat membuka pintu bagi mesin yang lebih ringan dan bertenaga yang berbahan bakar dari peningkatan pasokan bahan bakar berenergi tinggi.
Meskipun banyak penelitian telah dilakukan dalam produksi bahan bakar etanol dan biodiesel, relatif sedikit penelitian yang dilakukan untuk menggantikan JP-10 yang berenergi tinggi, kata penelitian yang diterbitkan dalam “ACS Synthetic Biology.”