MIKROALGAE : ALTERNATE PANGAN DAN BAHAN INDUSTRI DIMASA MENDATANG

sumber:www.oseanografi.lipi.go.id

Oseana, Volume XXIII, Nomor 1, 1998 :19 - 26

ISSN 0216- 1877

MIKROALGAE : ALTERNATE PANGAN DAN BAHAN INDUSTRI DIMASA MENDATANG oleh Lily M. G. Panggabean 1)

ABSTRACT

MICROALGAE : ALTERNATIVE SOURCE OF FOOD AND INDUSTRY. Microalgae contain up to 60% of their dry weight as protein (including essential amino acids); up to 76% as lipid (rich in essential fatty acids and up to 57% as carbohydrate. as well as vitamins, pigments etc. Biomass d microalgae have been considered as an alternative source of food or nutritional supplementation, particularly for humans and domestic animals. Microalgae have also been considered as potential sources for a variety of materials. Biomass d microalgae, i.e. non conventional agricultural crop could be obtained from large scale cuture of microalgae grown in arid lands where water and solar energy are available.

menanam kedele daripada harus impor. Alternatif lain, mungkin miktoalgae dapat mengganti sebagian dari kebutuhan kedelai. Mikroalgae adalah jasad renik yang termasuk tumbuhan bersel tunggal. berkembang-biak sangat cepat dengan daur hidup relatif pendek. Mikroalgae dapat bersaing dengan produk pertanian dalam mengatasi kebutuhan lahan yang semakin terbalas. Lahan produksi mikroalgae lebih kecil daripada tanaman tinggi dan biomassa yang dihasilkan per satuan waktu lebih banyak. karena daur hidup mikroalgae singkat. Misalnya Chlarella pyrenoidosa, dengan perlakuan khusus (38-40 ºC, 32,3 klux),

PENDAHULUAN Krisis moneter telah melanda seluruh aspek kehidupan masyarakal Indonesia. Naiknya harga-harga sembilan bahan pokok tidak dapat dihindari. Sumber protein yang murah untuk masyarakat Indonesia, yaitu tahu dan tempe. harganya naik 100 persen. Demikian pula harga ayam potong. Kenaikan harga rersebut disebabkan karena bahan kedelai sebagai bahan utama tempe dan bahan campuran dalam pakan ayam harus diimpor dengan kenaikan kurs rupiah dari Rp. 2.400,- menjadi sekitar Rp. 10.000,-. Untuk mengendalikan harga, mungkin perlu

1) Balai Penelitian dan Pengembangan Lingkungan Laut. Puslitbang Oseanologi-LIPI.

19 Oseana, Volume XXIII no. 1, 1998


mempunyai konstanta pertumbuhan k = 14. artinya dalam sehari setiap sel sudah menjadi 2 sel kali 14 = 28 sel. (SOROKIN & KRAUSS 1962). Lahan tidak subur dapat dimanfaatkan untuk produksi jasad renik tersebut, asalkan sumber air dan matahari cukup.

Dimasa mendatang mikroalgae mungkin dapat dimanfaatkan sebagal alternatif pangan atau makanan tambahan. Bila dibandingkan dengan sumber bahan makanan lain, komposisi biokimia beberapa jenis mikroalgae mungkin dapat bersaing dengan tepung kedelai (Tabel 1).

Tabel 1. Perbandingan komposisi biokimia mikroalgae dengan bahan lain

Sumber : ARONSON et al. (1980)

20

Oseana, Volume XXIII no. 1, 1998


dengan baik oleh mamalia dan nilainya lebih tinggi dari protein nabati, yaitu sebesar 80% casein (BECKER, 1994). makanan dari ganggang hijau dan biru tersebut gizinya lebih baik dari sayuran hijau karena mengandung vitamin B12. Sayuran hijau biasanya tidak mengandung vitamin B12. Vitamin ini sebenarnya juga tidak disintesa oleh alga hijau. Alga tersebut menyerap vitamin B12 yang dikeluarkan oleh bakteri di perairan.

MIKROALGAE SEBAGAI SUMBER PROTEIN DAN VITAMIN Kecuali methinonin dan lysin (LEVEILLE. et al. 1962). mikroalgae dapat diandalkan sebagai sumber protein karena mengandung asam-asam amino cukup lengkap (Tabel 2). Tidak hanya sebagai sumber protein sel tunggal (single cell protein), bahan makanan dari mikroalgae kualitasnya lebih baik dari bahan protein nabati, karena mengandung hampir semua vitamin. Kandungan vitamin dari beberapa mikroalgae dan hati sapi serta bayam disajikan pada Tabel 3. Alga hijau (ChIorophyceae) seperti Chlorella pyrenoidosa dan Scenedesmus serta ganggang biru (Cyanobakteria) Spirulina adalah sumber protein sel tunggal yang baik. Bila diproses dengan baik, dapat dicerna

Spirulina termasuk ganggang biru atau cyanobakteri, sifat-sifatnya lebih mendekati bakteri dan dapat mensintesa vitamin B12. Spirulina adalah protein sel tunggal yang baik dan sangat baik sebagai sumber vitamin B12. "Sun Chlorella" adalah salah satu produk yang telah dipasarkan ke manca negara dan dikonsumsi sebagai makanan kesehatan.

Tabel 2. Komposisi asam-asam amino pada mikroalgae dan sumber-sumber lain (g/16 a N) (Lajur 1, 2, 3, dst. Berturut-turut mewakili reference protein FAO/WHO, 1973; telur, kedele; Spirulina maxima; S. Maxima; Scenedesmus obliquus; Chlorella ellipsoidae; C. Pyrenoidosa; C. Vulgaris; Dunaliella bardawil)

Sumber : BECKER (1994).

21



Tabel 3 RDI (Recommended Daily Intake, adults) dan Komposisi vitamin pada algae dan sumber vitamin hati sapid an bayam (mg/kg berat kering) (Lajur 1, 2, dst. Berturut-turut mewakili Spirulina platensis; S. maxima; Spirulina sp.; Scenedesmus obliquus; S. quadricanda dan Chlorella plyrenoidosa).

Sumber : BECKER (1994).

Masih dalam penelitian, mikroalgae mungkin dapat dicampur dengan makanan pokok seperti beras, jagung dan biji-bijian dan dapat menambah nilai nutrisi biji-bijian tersebut. Misalnya beras dengan protein 5% dan 'protein efficiency ratio (PER)' 2,05/ bila dicampur dengan Scenedesmus 1 : 1, kandungan protein meningkat menjadi 9.3% dan PER menjadi 2.46, mendekati standar PER untuk casein sebesar 2,50 (Venkatamaran et al. 1977). Sebagai makanan suplemen, mikroalgae memang sangat baik dalam perbaikan gizi, namun jumlahnya harus dibatasi karena mikroalgae mengandung asam nukleat yang berbahaya untuk kesehatan. Sistim enzim pada manusia tidak dapat melakukan metabolisme untuk ikatan purin dari asam nukleat, sehingga asam urat tidak dapat diuraikan lebih lanjut. Penambahan asam nukleat yang terlalu banyak (RNA dan DNA)

mengakibatkan peningkatan asam urat dalam serum darah, kemudian akan terjadi batu ginjal, nephropathy dan komplikasi yang lain. Sebagai 'protein sel tunggal' (single cell protein atau SCP), dan dari persentase asam nukleatnya. mikroalgae (6%) masih lebih baik dibandingkan dengan yeast (8 - 12%) atau bakteri (20%). Menurur Protein Advisory Group (1975), batas masukan asam nukleat yang diperbolehkan dalam mengkonsumsi makanan dari sumber lain yang 'unconventional' adalah 2 g per hari dan total dengan sumber lain tidak melebihi 4 g. Bila diasumsikan bahwa algae mengandung asam nukleat 6%, maka batas konsumsi 'Sun Chlorella' untuk orang dewasa adalah 30 g dan untuk menghindari bahaya laten dari hyuperuricemic baras konsumsi sebaiknya dikurangi menjadi 20 g per hari. Mikroalgae mungkin lebih baik digunakan sebagai sumber protein yang murah

22



untuk pakan ayam penganti kedele. Uji pakan terhadap unggas menunjukkan bahwa 25 % kedele atau 7,5 % dari 22 % protein dalam ransum pakan dapat digantikan dengan Chlorella, Scenedesmus, Euglena, Spirulina atau mikroalgae darat lainnya (BECKER, 1992). Feed conversion ratio pada beberapa percobaan tersebut tidak berbeda nyata dengan kontrol yang menggunakan sumber protein dari kedele. Mikroalgae tersebut langsung diberikan kepada unggas dalam campuran pakan unggas tanpa diolah. BRUNE & WALZ (1978) memisahkan lipid pada Scenedesrnus dan mengganti seluruh protein kedele dengan 24 % Scenedesmus. Dengan menambah 0.l % methionin, feed conversion ratio (5.20) jauh lebih baik dari kontrol (2,00) yaitu mengandung 22 % kedele dan 0.1 % methionin.

Minyak alga mengandung asam-asam lemak esensial seperti C18 linoleat (l8:2ω 6) dan γ1inolenat (18:3ω 3) dan derivate dari C20, asam eicosapenlanoat (EPA : 20 : 5ω 3) dan asam arachidonat (AA: 20: 4ω 6). Asam asam lemak tersebut tidak dapat disintesa oleh tubuh manusia dan merupakan komponen penting dalam rnakanan manusia dan hewan. Bila asam lemak esensial tidak ada dalarn makanan, atau dengan kata lain keseimbangan ω3 dan ω6 dalam tubuh terganggu, maka akan terjadi penyakit-penyakit seperti schizophrenia sampai ke thrombosis. Asam-asam lemak esensial berhubungan dengan pembentukan senyawa prostaglandin dalam tubuh. Asam eicosapentaenoat (EPA : 20:5ω3) dan asam arachidonat (AA : 20 :4ω6) berperanan sebagai precursor protaglandin prostacyclin, thromboxan dan leucotrien. Prostaglandin juga dapat diturunkan dari senyawa dihomo-γ linoleat. Dengan bantuan enzim dalam tubuh, asam linoleat dari makanan diubah menjadi dihomo-γ-linoleat (8, 1 1 . 14- eicosatrioneat). Metabolik yang dihasilkan adalah AA yang kemudian diubah menjadi prostaglandin E-2. Golongan eicosanoid tersebut berperanan sangat penting, dalam mengatur keseimbangan metabolik dalam tubuh dan fungsi fisiologis. Aktivitas biologis dari prostaglandin sebagai hormon lokal dan pengatur fisiologis tubuh seperti pengaturan tekanan darah, sodium pada ginjal, pelepasan insulin, sekresi asam lambung, dan lain-lain. Didalam industri farmasi, golongan prostanoid digunakan untuk mengobati tekanan darah tinggi, asma, sakit pada menstruasi, menambah tenaga dan menginduksi siklus estrus pada mamalia. Sumber EPA pada makanan biasanya diperoleh dari minyak ikan, dan EPA tersebut sebenarnya berasal dari mikroalgae melalui rantai makanan. Daftar asam lemak pada mikroalgae disajikan pada Tabel 4.

MIKROALGAE SEBAGAI SUMBER ASAM LEMAK ESENSIAL Mikroalgae mengandung lilpid dalam jumlah cukup besar dengan komposisi seperti pada minyak nabati. Pada kondisi tertentu, kandungan minyak pada mikroalgae dapat mencapai 85 % berat kering, jauh melebihi kandungan minyak nabati dari tumbuhan darat. Minyak alga (mikroalga) dapat digunakan sebagai pengganti minyak nabati. Kebutuhan akan minyak nabati di dunia dari tahun ke tahun terus meningkat. Pada Tahun 1982 produksi minyak dunia mencapai 59,9 juta ton dan kebutuhannya akan terus bertambah. Dari produk tersebut. 73 % berasal dari minyak nabati kedele. Minyak nabati selain dikonsumsi manusia (80 %), juga diperlukan dalam industri seperti surfactant (sabun, deterjen) karet, tekstil, plastik, kosmetik, penyamak dan lain-lain. Minyak nabati lebih banyak diperlukan dari pada minyak binatang dan minyak bumi Eropa adalah pasar terbesar dari minyak nabati (RATLEDGE. 1982).

23



Tabel 4. Komposisi relatif asam-asam lemak pada Ganggan biru (lajur 1). Chrysophyceae (2). Haptophyceae (3). Cryptophyceac (4). Xanthophyceae (5). Rhodophyceae (6). Dinophyceae (7). Bacillariophyceae (8) Chloroplhyceae (9) dan Eughlenophyceae (10). (Nilai relatif 10%, 20% dst. dinyatakan dengan angka 1, 2, dst; - berarti kosong, Tr berarti sangat sedikit dan ( ) berarti hanya pada beberapa ’strain’).

Sumber : BOROWITZKA (1992)

24



Spirulina dapat diandalkan sebagai sumber γ-linoleal, sedangkan mikroalga merah, Porphyridium cruenrum dan P.

methylglucuronic acid (0,2) dan pada P. aerugineum yaitu 2,4-di-O-methylgalactosa (0,5). Polisakharida pada P. aerugineum dapat dipisahkan dengan metoda pengendapan oleh cetylpyridium khlorida, kemudian ditambah ethanol untuk membentuk garam kalsium. Hasil produk murni polisakharida tersebut mempunyai viskositas stabil pada kisaran pH dan suhu yang lebar. Polisakharida yang diperoleh dari P. aerugineum digunakan untuk mengikat air dalam proses pemisahan minyak bumi dan sudah dipatenkan (SAVIN, 1978)

aerugineum adalah sumber AA yang baik. Sintesis prostaglandin E2 dan prostaglandin F2 dari AA (5, 8, 11, 14-eicosatetraenoic acid) dari alga merah tersebut dapat dilakukan dengan menambahkan enzim yang diambil dari scrotum tikus yang sudah dibekukan (AHERN dalam BOROWITZKA 1992). Mikroalga mengandung sumber utama ω3 yang sangat diperlukan dalam rantai makanan, karena ω3 ini tidak dapat disintesa oleh biota akuatik. Dalam akuakultur, beberapa "strain" mikroalgae telah diseleksi untuk pakan larva dalam usaha pembenihan moluska. udang, teripang dan lain-lain. Beberapa "strain" pakan alami mikroalgae antara lain : Tetraselmis. Isochrysis. Chlamydomonas, Chlorella, Skeletonema, Phaeodactylum, Chaetoceros, Thalassiosira, Cyclotella. Dalam campuran pelet udang dalam tambak, mungkin mikroalgae dapat ditambahkan seperti yang telah dilakukan terhadap unggas. Mikroalgae tersebut perlu diuji apakah dapat mengurangi biaya dalam pembuatan pelet seperti kebutuhan akan bahan minyak ikan (asam lemak esensial), kedele (protein) dan vitamin.

MIKROALGAE SEBAGAI SUMBER PIGMEN Phycoerythrin (PE) adalah pigmen dari ganggang merah dan phycocyanin (PC) adalah pigmen dari ganggang biru dapat dipakai sebagai pewarna makanan yang aman pengganti pewarna makanan syntetik yang berbahaya (karsinogenik) bagi kesehatan. Spirulina adalah sumber PC yang baik. DaiNippon Ink Co., di Jepang mengekstrak pigmen tersebut dan memberi nama patent dari produknya yaitu "Linablue". Pigmen lain yaitu karotenoid yang termasuk β-karoten dapat diekstrak dari Dunaliella bardawil. Dalam kondisi pertumbuhan tertentu. β-karoten yang dapat diekstrak dari chloroplast dari Dumliella bardawil berkisar antara 2-14 %.

MIKROALGAE SEBAGAI SUMBER KARBOHIDRAT Mikroalgae yang termasuk ganggang merah mengeluarkan lendir ekstraselular yang mengandung polisaccharida yang larut dalam air. Polisakharida dari Porphyridium cruentum dan P. aerugineum mengandung D-xylosa, Dglucosa, D-dan L-galactosa. 3-Omethylxylosa, 3-O-methylgalactosa dan Dglumonic acid dalam molar sebanyak 3; l; 2.5; 0,13; 0,13; 0,8 pada jenis yang pertama dan 1,7; 1; 1,1; 0,3; 0,6; 0,5 pada jenis yang kedua (Percival & Foyle. 1979). Masih ada karbohidrat yang lain pada P. cruentum, yaitu 2-O-methylheksosa (0,13) dan 2-O-

MIKROALGAE SEBAGAI SUMBER BAHAN BAKAR MINYAK (BBM) Botryococcus braunii mengandung hidrokarbon C17-C34 dalam jumlah yang cukup dan berpotensi sebagai BBM yang terbarukan. Alga tersebut mempunyai kemampuan untuk mengubah sebagian hasil fotosintesanya menjadi hidrokarbon C34H58 yang dinamai botryococcene. Dalam kondisi pertumbuhan eksponensial, Botryococcus menghasilkan 20% hidrokarbon C27 dan C31 Bila dibiarkan sampai fase pertumbuhan

25



stasioner, kandungan hidrokarbon Botryococcus meningkat menjadi 90 % dan rantai karbon menjadi lebih panjang, yaitu C35- (botryococcene dan cis-botryococcene). Dunaliella salina bila dikondisikan dalam suhu dan intensitas cahaya tertentu, mengandung lipid 50% yang terdiri dari hidrokarbon cyclic dan acyclic. Anacystis montana mengandung hidrokarbon yang lebih berat, yaitu C21 hingga C36 Bila sumber minyak bumi sudah habis, orang mungkin akan beralih pada sumbersumber yang lain seperti misalnya mikroalgae.

BECKER, E.W. 1994. Microalgae Biotechnology and Microbiology. Cambridge Univ. Press : 293 pp. BOROWITZKA, M.A. 1992. Fats, oils and hydrocarbon. In : Microalgal Biotechnology (BOROWITZKAM N,A, & K, H, BIRIWUTZJA Eds.). Cambridge Univ. Press : 257-287. BRUNE, H. and O.P., WALZ 1978. Studies on some nutritive effects of the green alga Scenedesmus acutus with pigs and broilers. Arch. Hydrobiologie, Beihefte Ergebnisse der Limnologie 11 : 79-88. LEVEILLE, G.A., J.W. SAUBERLICH and J.W. SHOCKLEY 1962. Protein value and the amino acid deficiencies of various algae for growth of rats and chichs. J. Nutrition 76 : 423-428. PERCIVAL, E. and R.A.J. FOYLE 1979. The extra cellular polysaccharides of Porphyridium cruentum and Porphyridium aerugineum. Carbohydrate Research 72 : 165 - 176. Protein Advisory Group 1975. PAG ad hoc Working Group meeting on clinical evaluation and acceptable nucleic acid levels of SCP for human consumption. PAG Bulletin 5 : 17-26. RATLEDGE, C. 1982. Microbial oil and fats : an asseement of their commercial value. Progress in Industrial Microbiology 16 : 119-206. SAVINS, J.G. 1978. Oil recovery process employing thickened aqueous driving fluid. US patent no. 4079544. SOROKIN, C. and R. W. KRAUSS 1962. Effects of temperature and illuminance on Chlorella growth uncoupled from cell division. Plant Physiology 37 : 36-42. VENKATAMARAN L.V., E.W. BECKER and P.M. KHANUM 1977. Short term feeding of alga Scenedesmus acutus processes by different methods. Growth patern and histopathological studies. Nutrition Reports International 15 : 231-240.

KESIMPULAN DAN SARAN Potensi mikroalgae sebagai bahan kebutuhan pangan dan industri masih perlu terus digali. Mikroalgae dapat bersaing dengan pertanian dalam produksi biomassa. Lahan yang tidak produktif dapat dijadikan kolamkolam untuk budidaya masal jasad renik tersebut asalkan tersedia sumber air (tawar atau air laut) dan sumber cahaya untuk fotosintesa. Mungkin limbah domestik atau pertanian yang mengandung nutrien dapat digunakan untuk produksi mikroalgae sekaligus membersihkan limbah tersebut.

DAFTAR PUSTAKA AARONSON, S., T. BERNER, and Z. DUBINSKY 1980. Microalgae as a source of chemicals and natural products. In : Algae Biomass (SHELEF, G. and C.J. SOEDER, Eds.). Elsevier/ Noth-Holland Biomedical Press : 576600. BECKER, E.W. 1992. Microalgae for human and animal consumption. In : Microalgal Biotechnology (BOROWITZKA, M.A. & L. BOROWITZKA Eds.). Cambridge Univ. Press : 222-256.

26


MIKROALGAE : ALTERNATE PANGAN DAN BAHAN INDUSTRI DIMASA MENDATANG

Recommend Documents