Isolasi dan
produksi suatu enzim dalam skala laboratorium telah dilakukan oleh banyak
peneliti di dunia. Penggunaan enzim katalase ultrastabil dapat menurunkan biaya
proses bleaching dalam industri sekaligus menjadikan proses ini lebih
ramah lingkungan.
Sejak tahun
1980-an, industri tekstil, kertas, dan industri lainnya telah mencoba
menggantikan penggunaan klorin sebagai disinfektan ataupun pemutih dengan
hidrogen peroksida (H2O2). Klorin yang telah digunakan
oleh masyarakat industri selama lebih dari seabad ternyata sangat
berbahaya, karena menghasilkan zat racun berupa Dioksin yang bersifat menyebabkan
kanker (karsinogenik) dan mengacaukan sistem hormon manusia (endocrine disruptor).
Hidrogen
peroksida selain digunakan sebagai agen bleaching atau pemutih di
industri kertas atau tekstil, juga digunakan untuk melindungi buah dan sayuran
segar dari bakteri patogen seperti Salmonella atau E.coli,
pasteurisasi produk susu, ataupun digunakan dalam sterilisasi karton pembungkus
jus atau susu segar sehingga tak perlu pendinginan.
Hidrogen peroksida bukan merupakan
senyawa yang aman bagi manusia. Keberadaan hidrogen peroksida yang merupakan
oksidan dapat menyebabkan kondisi dalam sel yang reduktif menjadi oksidatif. Oleh
sebab itu penggantian klorin ke hidrogen peroksida hanya mengurangi masalah dan
bukan menyelesaikan masalah lingkungan.
Katalase merupakan enzim yang dapat
menguraikan hidrogen peroksida yang berbahaya dalam tubuh manusia, menjadi air
dan oksigen yang sama sekali tidak berbahaya. Selain itu, enzim ini di dalam
tubuh manusia juga menguraikan zat-zat oksidatif lainnya seperti fenol, asam
format, maupun alkohol yang juga berbahaya bagi tubuh manusia. Katalase
terdapat hampir di semua makhluk hidup. Bagi sel, enzim ini adalah bodyguard
yang melindungi bagian dalam sel dari kondisi oksidatif yang bersifat merusak. Industri telah mulai menggunakan katalase untuk menghilangkan hidrogen
peroksida yang tersisa dalam limbah bleaching industri. Tetapi
katalase konvensional yang dijual sekarang ini mempunyai banyak keterbatasan.
Katalase dari Mammalia seperti manusia, sapi, ataupun mikrobia
(jamur), hanya aktif pada suhu antara 37-40 derajat celcius. Hal ini terkait dengan organisme sumber katalase berasal yang hanya mampu bertahan hidup pada rentang
suhu tersebut. Oleh sebab itu enzim dari organisme-organisme moderat ini tidak
cukup ideal untuk proses pengolahan limbah industri yang biasanya memiliki pH dan temperatur tinggi. Sementara enzim konvensional secara alamiah akan rusak pada
kondisi ekstrem tersebut.
Proses bleaching dalam industri
selama ini telah menyita biaya yang tidak sedikit untuk
meringankan beban lingkungan. Penggantian klorin dengan hidrogen peroksida dalam proses bleaching telah memberikan
alternatif yang lebih ramah lingkungan, namun tidak lepas dari munculnya masalah baru. Jika toksin yang dihasilkan oleh produk
reaksi pemutihan dengan klorin menjadi kendala dalam pengolahan limbahnya, maka
penggunaan hidrogen peroksida mengharuskan alternatif pengolahan sampah hidrogen
peroksida yang tersisa dengan enzim katalase komersial yang ada.
Penggunaan katalase komersial yang ada
memerlukan ekstra biaya yang cukup besar. Sifat enzim katalase
konvensional yang rentan terhadap suhu dan pH ekstrim, membuat industri hanya
mempunyai dua pilihan. Pertama, menambahkan enzim katalase secara kontinyu ke
dalam bak pengelolaan air buangan untuk menggantikan katalase yang rusak selama
proses penguraian limbah hidrogen peroksida. Kedua, menurunkan suhu dan pH air
limbah ke kondisi yang dapat ditolerir oleh enzim katalase konvensional.
Keduanya memerlukan biaya tinggi, energi besar, dan waktu yang lama untuk
pengolahan limbah hingga menjadi air murni dan oksigen.
Penggunaan
extremozim katalase merupakan alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut.
Extremozim katalase akan
mendegradasi hidrogen peroksida secara aman sekaligus ekonomis. Limbah
air tidak memerlukan perlakuan lanjutan. Enzim katalase ekstremofilik ini sangat
stabil pada suhu dan pH tinggi, yang sesuai dengan kondisi limbah bleaching hidrogen peroksida.
