Asam amino lisin adalah salah satu dari 20 asam amino penyusun protein yang esensial bagi kehidupan. Esensial berarti tubuh manusia tidak dapat memproduksinya sendiri dan harus diperoleh dari asupan makanan. Lisin memainkan peran krusial dalam berbagai fungsi biologis, termasuk sintesis protein, penyerapan kalsium, produksi hormon dan enzim, serta perbaikan jaringan. Karena kepentingannya yang luas, pemahaman mengenai cara membuat asam amino lisin, terutama dalam konteks industri dan bioteknologi, menjadi sangat relevan.
Sebelum membahas cara produksinya, penting untuk memahami mengapa lisin begitu vital:
Secara alami, lisin banyak ditemukan dalam makanan kaya protein. Sumber makanan terbaik yang mengandung lisin antara lain:
Namun, bagi industri pakan ternak dan suplemen makanan, produksi lisin dalam skala besar menjadi kebutuhan pokok. Pendekatan modern untuk memenuhi kebutuhan ini lebih banyak berfokus pada metode biosintesis.
Produksi asam amino lisin di tingkat industri saat ini didominasi oleh metode fermentasi menggunakan mikroorganisme. Metode ini lebih efisien, ekonomis, dan ramah lingkungan dibandingkan metode sintesis kimia murni yang kompleks dan seringkali menghasilkan produk sampingan yang tidak diinginkan.
Metode paling umum untuk memproduksi lisin adalah melalui fermentasi menggunakan bakteri, terutama spesies Corynebacterium glutamicum atau Brevibacterium flavum. Proses ini melibatkan beberapa tahap kunci:
Langkah pertama adalah memilih atau merekayasa strain bakteri yang memiliki kemampuan memproduksi lisin dalam jumlah tinggi. Para ilmuwan seringkali memodifikasi genetik strain alami untuk meningkatkan efisiensi jalur biosintesis lisin, mengurangi produksi produk sampingan, dan meningkatkan toleransi terhadap kondisi fermentasi.
Mikroorganisme membutuhkan nutrisi untuk tumbuh dan memproduksi lisin. Medium fermentasi biasanya mengandung sumber karbon (seperti glukosa, sukrosa, atau molasses), sumber nitrogen (seperti amonium sulfat atau urea), mineral, dan vitamin. Komposisi medium sangat penting dan dioptimalkan untuk memaksimalkan hasil lisin.
Bakteri yang telah diseleksi dimasukkan ke dalam bioreaktor besar yang berisi medium fermentasi. Kondisi dalam bioreaktor (suhu, pH, kadar oksigen, dan agitasi) dikontrol dengan cermat agar mikroorganisme dapat tumbuh optimal dan menghasilkan lisin. Proses fermentasi ini bisa berlangsung selama beberapa hari.
Selama fermentasi, bakteri mengonsumsi nutrisi dan secara metabolik menghasilkan lisin. Lisin kemudian terakumulasi di dalam medium atau di dalam sel bakteri, tergantung pada strain dan kondisi.
Setelah proses fermentasi selesai, langkah selanjutnya adalah memisahkan lisin dari medium fermentasi dan biomassa seluler. Metode pemurnian dapat meliputi:
Meskipun fermentasi adalah metode dominan saat ini, lisin secara teoritis juga dapat disintesis secara kimia. Namun, sintesis kimia lisin sangat kompleks, memerlukan banyak tahapan reaksi, dan seringkali menghasilkan campuran stereoisomer (D-lisin dan L-lisin) yang sulit dipisahkan. Karena L-lisin adalah bentuk yang aktif secara biologis, sintesis kimia jarang menjadi pilihan yang ekonomis dan efisien untuk produksi skala industri.
Lisin yang diproduksi melalui fermentasi memiliki berbagai aplikasi penting:
Pemahaman mengenai cara membuat asam amino lisin, terutama melalui metode fermentasi mikroba, sangat krusial bagi industri modern. Proses ini tidak hanya memenuhi permintaan global yang terus meningkat akan lisin, tetapi juga menawarkan solusi yang lebih berkelanjutan dibandingkan sintesis kimia. Dari kesehatan hewan hingga nutrisi manusia, lisin tetap menjadi asam amino esensial yang perannya tak tergantikan.