BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Penelitian
Keanekaragaman hayati seperti tanaman, mikroba, serta hewan merupakan sumber dari senyawa bioaktif yang sangat berpotensi untuk dikembangkan sebagai obat. Indonesia memiliki keanekaragaman hayati yang melimpah sehingga turut memberikan peluang besar dalam mengembangkan produk obat dari bahan alam. Produksi obat dari tanaman yang memiliki kemudahan dalam hal budi daya mengakibatkan lahan yang diperlukan cukup luas, termasuk juga frekwensi masa panen yang cukup tinggi akibat dari usia tumbuh yang singkat, serta tingginya tingkat kerumitan dalam hal isolasi menjadi dasar pemikiran untuk mengembangkan fungi endofit dengan kultivasi. Tanaman maupun mikroba menghasilkan metabolit sekunder dengan berbagai aktivitas biologik yang dapat mengobati berbagai penyakit. Teknikteknik bioteknologi seperti kultur jaringan dan peran mikroba endofit dalam meningkatkan metabolit sekunder turut berpartisipasi dalam pengembangan obat yang berasal dari alam. Sebagian besar komponen kimia yang berasal dari tanaman dengan berbagai struktur molekul yang digunakan sebagai obat merupakan metabolit sekunder. (Radji, 2005). Pengembangan endofit sebagai sumber obat merupakan salah satu alternatif non kimiawi yang terus digali dan dikembangkan. Mikroba endofit adalah
1
mikroba yang hidup dalam jaringan tanaman dengan membentuk koloni dalam jaringan tanaman tersebut tanpa membahayakan inangnya. Kemampuan mikroba endofit untuk menghasilkan metabolit sekunder sesuai dengan tanaman inangnya merupakan peluang yang dapat diandalkan untuk memproduksi metabolit sekunder yang diisolasi dari tanaman inangnya. Fungi endofit
merupakan senyawa yang hidup pada jaringan tanaman tanpa
menyebabkan efek negatif dimana endofit tersebut menghasilkan metabolit sekunder yang kemungkinan sama dengan tanaman inangnya (Kumar dan Sagar, 2007). Penelitian Mao dkk. (2005) membuktikan bahwa Cordyceps militaris yang merupakan salah satu fungi endofit di negara Cina menghasilkan cordycepin yaitu suatu senyawa yang juga memiliki khasiat sebagai antikanker maupun antivirus, pencapaian
produksi
maksimumnya
dengan
modifikasi
sumber
karbon
menghasilkan 0,03454 %b/v cordycepin perhari dalam glukosa 42,0 gram/L. Penelitian tentang fungi endofit yang pernah dilakukan di laboratorium Mikrobiologi Fakultas Farmasi UGM adalah menelusuri pengaruh senyawa pyrophen dari ekstrak etil asetat kultur media fungi endofit Aspergillus sp. (kode BS1) yang terbukti mempunyai aktivitas sitotoksik (Eden, 2014). Senyawa pyrophen merupakan senyawa piron turunan dari asam amino Lfenilalanin, senyawa tersebut banyak terdapat dalam fungi endofit Aspergillus sp. baik pada habitat tanah maupun laut (Barnes dkk., 1990; Varoglu dan Crews, 2000). Senyawa tersebut sebelumnya belum pernah diteliti aktivitasnya sebagai agen antikanker sedangkan Eden (2014) membuktikan bahwa senyawa pyrophen memiliki aktivitas sitotoksik dan mempengaruhi siklus sel fase S terhadap sel
2
kanker payudara T47D dengan IC50 9,2 µg/mL dan pada sel vero dengan IC50 109 µg/mL. Data tersebut menunjukkan potensi pengembangan lebih lanjut terhadap senyawa bioaktif yang terbukti adalah senyawa pyrophen tersebut sebagai agen anti kanker. Akan tetapi rendemen ekstrak yang diperoleh masih sangat kecil yaitu 0,0328 % b/v sementara rendemen isolatnya adalah 4% b/b atau mengandung 1,3 mg isolat dalam setiap 100 mL media (Eden, 2014). Mengacu pada penelitian tersebut maka perlu dilakukan usaha meningkatkan produktivitas dengan cara variasi terhadap kondisi fermentasi dengan modifikasi jenis media, sumber karbon, sumber nitrogen, temperatur, pH dan salinitas untuk menghasilkan produksi senyawa aktif yang optimum dan isolat yang mengandung senyawa aktif tersebut dijadikan indikator. B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh variasi kondisi fermentasi (pH, sumber karbon, sumber nitrogen, jenis media, temperatur, dan salinitas) terhadap produksi biomasa dan produksi metabolit total yang terlarut etil asetat? 2. Bagaimana pengaruh variasi kondisi fermentasi (pH, sumber karbon, sumber nitrogen, jenis media, temperatur, dan salinitas) terhadap kadar senyawa bioaktif ? C. Keaslian Penelitian Penelusuran senyawa pyrophen dari ekstrak etil asetat kultur media fungi endofit Aspergillus sp. (kode BS1) terbukti mempunyai aktivitas sitotoksik dan mempengaruhi siklus sel fase S terhadap sel kanker payudara T47D dengan IC50 9,2 µg/mL dan pada sel vero dengan IC50 109 µg/mL. Akan tetapi rendemen 3
ekstrak yang diperoleh masih sangat kecil yaitu 0,0328 % b/v sementara rendemen isolatnya adalah 4% b/b atau mengandung 1,3 mg isolat dalam setiap 100 mL media (Eden, 2014). Untuk meningkatkan hasil produksi metabolit aktif fungi endofit memerlukan gizi pada medium dan kondisi optimum dalam proses fermentasi (Dong dan Yao, 2005). Media dengan sumber karbon 0,1% dextrose dan yeast extract sebagai sumber nitrogen dimana kondisi suhu fermentasi adalah 25±20C dengan pH 6 merupakan kondisi yang optimum untuk produksi senyawa anti mikroba dari fungi endofit Fusarium sp. (Boruah dan Gogoi, 2008). Penelitian tentang optimasi untuk meningkatkan produksi metabolit sekunder dari fungi endofit dari genus Aspergillus sp. dengan berbagai aktivitas sudah banyak dilakukan (Mathan dkk., 2013; Merlin dkk., 2013; Pu dkk., 2013; Zhao dkk., 2010). Penelitian yang terfokus pada peningkatan produksi biomasa dan metabolit total terlarut etil asetat sebagai senyawa antikanker dari fungi endofit genus Aspergillus sp. (kode BS1) dengan variasi kondisi fermentasi belum pernah dilakukan. Penelitian ini merupakan penelitian baru yang sejauh pengetahuan penulis belum pernah dilakukan sebelumnya. D. Urgensi Penelitian Tingkat kemudahan pada budi daya dan pemeliharaan tanaman obat menjadi salah satu masalah dalam efisiensi dalam hal isolasi, seperti pada kebutuhan akan jumlah simplisia dan pelarut yang digunakan. Hal ini mengingat bahwa adanya kerentanan dan keterbatasan tanaman untuk menghasilkan senyawa metabolit
4
baru. Karena itu diperlukan strategi baru untuk menghasilkan senyawa bioaktif tanpa menggunakan tanaman aslinya dalam jumlah besar. E. Tujuan Penelitian 1. Mengetahui pengaruh variasi kondisi fermentasi (jenis media, sumber karbon, sumber nitrogen, temperatur, pH dan salinitas) terhadap produksi biomasa dan produksi metabolit total yang terlarut etil asetat Mengetahui pengaruh variasi kondisi fermentasi (jenis media, sumber karbon, sumber nitrogen, temperatur, pH dan salinitas) terhadap kadar senyawa bioaktif
5
