Mikroalga atau yang lebih banyak dikenal dengan phytoplankton merupakan organisme autotropik yang menggunakan sinar matahari dan nutrien organik. Mikroalga juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan baku untuk industri farmasi. Mikroalga memiliki kandungan protein, vitamin dan polisakarida, antioksidan, dan antibiotik yang memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai makanan tambahan. Banyak generasi milenial memanfaatkan mikroalga baik untuk dikonsumsi langsung dalam bentuk serbuk minuman , dikonsumsi dalam kapsul atau digunakan sebagai masker muka. Dipercaya penggunaan sebagai masker dapat berkhasiat bagi kesehatan kulit wajah dan tubuh. Salah satu mikroalga yang dapat memproduksi bahan aktif yang yang banyak dimanfaatkan adalah Dunaliella salina.
Dunaliella salina merupakan salah satu contoh sumber alami β-karoten. Dunaliella salina memiliki sel yang lebih besar dibandingkan dengan genus Dunaliella lain, sehingga mampu menghasilkan β-karoten lebih banyak. Dunaliella salina merupakan alga hijau uniseluler dari kelas Chlorophyta yang dapat tumbuh pada berbagai kondisi lingkungan seperti suhu rendah, salinitas, pH, dan cahaya yang tinggi. Dunaliella salina mampu mengakumulasi kandungan β-karoten lebih banyak saat dikultur dalam kondisi stres lingkungan seperti salinitas tinggi, nutrisi rendah dan cahaya yang tinggi. β-karoten banyak digunakan dalam industri makanan, sebagai pewarna aditif dalam budidaya perikanan dan sebagai antioksidan dalam bidang kesehatan.
Dalam riset ini telah dilakukan berbagai eksperimen untuk mengetahui peningkatan kandungan β-karoten pada D. salina akibat intensitas cahaya yang berbeda dan untuk mengetahui intensitas cahaya terbaik yang dapat menghasilkan kandungan β-karoten tertinggi pada D. salina. Jadi dalam riset ini sengaja membudidayakan mikroalga tersebut pada kondisi stress cahaya untuk memancing sel tubuh memproduksi β-karoten lebih banyak dibandingkan kondisi normal.
Microalga diberikan cahaya dari tingkat kecerahan 700 Lux, 2.200 Lux, 3.700 Lux dan 5.200 Lux. Untuk menghasilkan data yang valid peneliti melakukan lima ulangan pada setiap perlakuan. Parameter utama yang diamati dari pemberian stress cahaya yaitu adalah jumlah produksi sel D. salina yang dihasilkan dan kandungan β-karoten D. salina. Nantinya akan diketahui apakah ada korelasi hubungan dengan produksi sel dengan kandungan beta karoten dalam kondisi stress cahaya.
Dari hasil berbagai eksperimen, pada kondisi stress cahaya paling tinggi (5.200 lux) didapatkan peningkatan β-karoten yang sangat bermakna dibandingkan dengan pemberian intensitas cahaya lainnya. Kondisi tersebut dimulai saat budidaya hari ke-2 sampai punyaknya hari ke-8. Setelah hari ke-8 kandungan β-karoten mengalami penurunan. Hal ini selaras dengan pertumbuhan D. salina. dengan stress cahaya (5.200 lux) memiliki kepadatan sel yang lebih tinggi dibandingkan dengan kondisi normal. Kepadatan mulai menurun pada saat budidaya D. salina. lebih dari hari ke-8.
Secara konsep D. salina memproduksi klorofil sebagai pigmen utama yang berperan sebagai pigmen fotosintesis. Dalam kondisi normal β-karoten diproduksi dalam jumlah sedikit. Saat stress cahaya diberikan, D. salina mendapatkan sinar cahaya yang berlebih sedangkan produksi klorofil tersedia dalam jumlah tetap. Hal ini yang mendorong sel memproduksi pigmen tambahan yaitu β-karoten dalam jumlah yang lebih banyak.
Secara molekuler mekanisme detail produksi β-karoten dimulai dari aktivasi sinyal transduksi akan menyebabkan perubahan susunan ekspresi gen dalam nukleus dan sitoplasma. Produk dari gen ini akan dikirim ke kloroplas, kemudian akan terjadi pembentukan β-karoten dengan bantuan enzim karotenogenesis. Proses biosintesis karotenoid diawali dengan dua molekul GGPP (C20) mengalami kondensasi menjadi phytoene dengan bantuan enzim phytoene sintase (PSY). Biosintesis dilanjutkan dengan reaksi desaturasi phytoene oleh enzim phytoene desaturase (PDS) untuk menghasilkan trans likopen yang berwarna merah muda dan 9,15,9’-tri-cis-ζ-karoten, reaksi ini dikatalisis oleh dua desaturase dan dua isomerase. Desaturase pertama akan menghasilkan 9,9’-di-cis– ζ-karoten dengan bantuan enzim karoten isomerase (Z-ISO). Desaturase kedua akan menghasilkan 7,9,9’-cis–neurosporene dan 7′,9′-cis-likopen dengan bantuan enzim desaturase (ZDS). Enzim carotene isomerase (CRTISO) akan mengkatalis pembentukan all-trans likopen. Likopen akan mengalami dua reaksi siklase yaitu oleh enzim β-siklase (βLCY) yang dapat menghasilkan β-karoten dan enzim ε-siklase (εLCY) dapat menghasilkan α-karoten.
Penelitian ini memberikan kesimpulan bahwa D. salina dapat dipacu untuk memproduksiβ-karoten lebih banyak dalam kondisi stres cahaya dengan rekomendasi pemanenan dilakukan setelah proses budidaya mencapai hari ke-8. Selain Stres cahaya ada beberapa faktor lainnya yang dapat diteliti sebagai sumber stres yaitu pengurangan nutrisi dan memberian salinitas media budidaya yang ekstrim.
Penulis: Annur Ahadi Abdillah
Berikut adalah sumber mengenai artikel tersebut:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/236/1/012001/pdf
