Mikroalga Favoritku. :-)


Porphyridium cruentum

a

 

Porphyridium cruentum adalah jenis mikroalga berwarna merah atau Rodophyta dengan sel yang berbentuk sperikal atau bola namun tanpa dinding sel.  Sel mikroalga ini memiliki karakteristik yang khas yaitu adanya fikoerithrin, yaitu pigmen yang memberikan warna merah pada sel ini. Selain itu, sel mikroalga ini juga mengeluarkan polisakarida tersulfurisasi yang menyebabkan kultur selnya menjadi kental, terutama pada kondisi yang terbatas. Sebagian besar struktur morfologi dan anatomi mikrolaga ini tersusun dari lipid, khususnya asam arasidonik atau arachidonic acid (AA, 20:4ω6) (terakumulasi hingga 36% dari total asam lemak) dan jumlah yang terlihat untuk asam eikosapentaenik atau  eicosapentaenoic acid(EPA, 20:5ω3). Selain itu, kadar protein yang terkandung pada mikroalga ini berkisar antara 28 s.d 39 %,  kadar karbohidratnya bervariasi antara 40 s.d 57 %, dan total lipidnya berada pada kisaran  9 ± 14 % dari berat keringnya. Dari biomassa mikroalga ini juga berisi tocopherol, vitamin K, dan jumlah karoten yang banyak.  (Fuentes et al,2000)

Biomassa Porphyridium cruentum biasanya diproduksi dalam fotobioreaktor pipa eksternal dengan perbedaan laju dilusi dan kondisi penyinaran matahari. Metode ini bersifat objektif untuk mengidentifikasi variasi profil nutrisi pada biomassa sebagai fungsi dua catatan variabel. Oleh karena itu, metode ini dapat menentukan kondisi yang tepat untuk produksi biomassa mikroalga ini untuk pemenuhan kebutuhan nutrisi,kosmetik, dan obat-obatan atau farmasi bagi manusia. (Fuentes et al,2000)

Selain itu, secara spesifik, komposisi nutrisi lengkap mikroalga Porphyridium cruentum  dianalisis di bawah variasi kondisi dalam fotobioreaktor pipa eksternal. Data-data yang didapat meliputi perkiraan komposisi (kelembapan, abu, protein kasar atau mentah, karbohidrat, serat, lipid, dan energi), nitrat, RNA, unsure mineral (Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Mn, Co, S, As, Pb, Cd), rasio C/N, asam lemak, dan pigmen (karotenoid, phycobiliprotein, klorofil, dan produk degradasi atau sisa). Rata-rata, biomassa mikroalga ini mengandung 32.1% (w/w) karbohidrat dan 34.1% protein kasar atau mentah. Mineralnya yang terkandung setiap 100 gram biomassa kering adalah berupa Ca atau kalsium (4960 mg), K atau kalium (1190 mg), Na atau natrium (1130 mg), Mg atau magnesium  (629 mg) dan Zn atau seng (373 mg).  Kandungan logam berat yang beracun dalam mikroalga ini dapat diabaikan sebab jumlahnya sangat sedikit.  Asam lemak yang terkandung di dalamnya (dalam persen kering wt) adalah 1.6% dari 16:0; 0.4% dari 18:2ω6; 1.3% dari 20:4ω6 dan 1.3% dari 20:5ω3. Komposisi nutrisi dari biomassa mikroalga ini banyak dipengaruhi oleh waktu tinggal atau residence time dalam bioreactor dan penyinaran eksternal oleh matahari. Biomassa dapat dikumpulkan untuk waktu tinggal yang pendek dan juga kaya protein dan asam eikosapentaenoik.   (Fuentes et al,2000)

Pada mikroalga Porphyridium cruentum  terkandung pula pigmen fikosianin. Pigmen ini banyak digunakan dalam aplikasi kehidupan khususnya pada bidang pangan atau nutrisi dalam makanan. Contohnya untuk kebutuhan pewarna makanan. Pewarna fikosianin biasanya bersifat nontoksik dan nonkarsinogenik. Penggunaannya dalam makanan meliputi pewarnaan produk susu fermentasi, es krim, permen karet, minuman bersoda, minuman beralkohol, kue-kue tertentu, dekorasi sweet cake dan milk shakes. Dalam bidang kosmetik, pigmen mikroalga ini,seperti fikoerithrin dan fikosianin dapat dijadikan sebagai pewarna sabun yang eksotik. (Anonim, 2011)

Dalam bidang farmasi, karoten khususnya β-karoten yang terkandung dalam mikroalga Porphyridium cruentum  memiliki dua fungsi,yaitu :

  1. Sebagai pewarna makanan yang merupakan sumber vitamin A. Tubuh manusia dapat mengubah  β-karoten menjadi vitamin A melalui jaringan tubuh yang letaknya berlawanan ke liver. Oleh karena itu,hal ini dapat menghindari peningkatan toksin dalam liver.
  2. Sebagai antioksidan berkualitas. (Anonim, 2011)

Dalam penelitian kanker, kedua pigmen dari mikroalga Porphyridium cruentum seperti fikosianin dan fikoerithrin dapat pula dimanfaatkan. Metode fluoresce dengan kedua pigmen ini memiliki panjang gelombang yang partikuler. Cahaya yang dihasilkan dengan metode ini bersifat khusus dan bisa diandalkan sehingga dapat membantu pigmen fikobilin dari mikroalga Cryptophyta yang digunakan sebagai penanda kimia. Pigmen ini dapat berikatan secara kimiawi ke antibodi dan selanjutnya dapat dimasukkan ke dalam larutan sel yang mengandung kanker tersebut. (Anonim, 2011)

Pigmen karoten sebagai molekul lemak terlarut dari mikroalga Porphyridium cruentum  dapat diekstraksi dari membran tilakoidnya dengan pelarut organik tertentu. Contoh pelarutnya adalah aseton, metanol, atau DMSO. (Anonim, 2011)

Mikroalga Porphyridium cruentum dapat dikultur di medium yang mengandung air laut terkonsentrasi dan diperkaya oleh komposisi kotoran dengan urea, besi tertentu, dan zat aditif lainnya. Selain itu, medium dengan komposisi ini memiliki temperatur optimal dengan kisaran 21 s.d 26o C yang merupakan temperatur pertumbuhan optimal mikroalga Porphyridium cruentum. Namun, pertumbuhannya akan melambat pada temperatur di bawah 13o C dan akan sepenuhnya terhambat pada temperatur di atas 31o C. Dari hal ini bisa dilihat bahwa mikroalga ini memiliki temperatur toleransi bagi pertumbuhannya dengan selisih 8o C di bawah temperatur optimal minimumnya dan selisih 5o C di atas temperatur optimal maksimumnya. Akan tetapi, tentu saja pertumbuhan mikroalga ini tidak akan optimal pada kisaran temperatur toleransinya karena bukan kondisi yang ideal untuk pertumbuhan optimalnya. Efisiensi energi cahaya matahari yang dikonversi meningkat dari 2,24% selama periode detensi atau waktu penahanan 4 hari menjadi 2,76% pada periode detensi 10 hari. Selain itu, terjadi pula kisaran efisiensi konversi dari 5,8% di laju penyerapan energi cahaya matahari 8,2 kal/liter/menit hingga 2,3% di laju penyerapan energi cahaya matahari 35 s.d 39 kal/liter/menit. (Golueke et al, 1961)

Garam dengan konsentrasi tertentu ditambahkan ke medium pertumbuhan mikroalga Porphyridium cruentum. Bila konsentrasi garam kurang dari 3,5%, mikroalga   ini akan gagal berkompetisi dengan mikroalga lainnya dalam kultur terbuka di mediumnya. Selain itu, garam dengan konsentrasi 4,6 % tidak memiliki efek inhibitor atau penghambatan terhadap pertumbuhan mikroalganya. Dalam pembelajaran terhadap nutrisinya, ditemukan bahwa pertumbuhan mikroalga ini di medium garam yang digunakan dalam formulasi air laut yang dilarutkan dalam kotoran  sama dengan medium kontrol yang berisi air laut terkonsentrasi dan kotoran. Hal ini menggambarkan bahwa kotoran (yang tertentu) berisi substansi atau substansi esensial untuk pertumbuhan mikroalga ini. Namun, vitamin B12 tunggal tidak dapat menggantinya. (Golueke et al, 1961)

Porphyridium cruentum sudah dikenal sebagai sumber karagen yang sangat baik dan banyak percobaan yang dilakukan untuk membuat sejumlah massa kultur organisme (mikroalga) yang memperhitungkan faktor prinsip lingkungan. Kultur lanjutan/starter mikroalga dapat digunakan karena kultur ini lebih memperkirakan tertutup tipe operasi yang kondusif terhadap area ekonomi dan perlengkapannya dalam produksi skala besar . (Golueke et al, 1961)

Porphyridium cruentum ternyata memiliki struktur kompleks PSII yang sangat mirip dengan kompleks inti PSII Cyanobacteria dan tumbuhan tingkat tinggi. PSII adalah kompleks protein multikomponen yang terdiri dari lebih dari 25 sub unit (dikode oleh gen psbA-psbZ) ,kebanyakan sub unit ini melekat dalam membran tilakoid. Semua kofaktor redoks juga terikat ke bagian tengah kompleks yang dibentuk oleh reaksi tengah protein D1 dan D2 yang berasosiasi  dengan sitokrom b559  (cyt b559 ) dan protein PsbI. Pusat reaksi ini dikelilingi oleh protein antena dalam pengikatan klorofil CP47 dan CP43 secara bersama-sama dengan sejumlah protein dengan massa molekuler rendah dengan fungsinya yang tidak diketahui. Untuk mikroalga dengan pigmen merah seperti  Porphyridium cruentummerupakan organisme tahap transisi antara Cyanobacteria dan organisme eukariot yang bersifat fotosintetik. Selain itu, bentuk ultrastruktur kloroplas mikroalga mirip dengan kloroplas Cyanobacteria. Kedua jenis mikroalga ini juga memiliki fikobilisome yang menyediakan antena light-harvesting primer untuk fotosistem II. Fotosistem ini bahkan terdiri dari klorofil a/b (atau klorofil a/c)-protein pengikatan yang  juga terdapat pada alga lainnya dan tumbuhan tingkat tinggi. Bagaimanapun,alga merah,seperti  Porphyridium cruentum seperti organisme eukariot yang fotosintetik lainnya, berisi kompleks light-harvesting dengan dasar klorofil intrinsik (LHC) yang berasosiasi dengan fotosistem  I.  (Bumba et al,2004)

Pada suatu percobaan, mutan mikroalga Porphyridium cruentumdapat diseleksi di temperatur suboptimal pada kisaran 15 s.d 25o C. Proporsi asam lemak dan lipid yang tampak pada asam eikosapentanoik (dari 41% ke 30%) dan spesies molekuler eukariotik (dari 38 ke 28% pada monogalactosyldiacylglycerol (MGDG) dan proporsi yang terelevasi (10 vs 2%) pada triacylglycerols (TAG) di mutan dapat dibandingkan dengan tipe mikroalga ini yang nonmutan atau yang liar. Penandaan pulse (getaran/bunyi yang teratur) di sel mikroalga nonmutan dengan prekursor sam lemak radioaktif mengindikasikan penggabungan awal asam lemak ke dalam phosphatidylcholine (PC) dan TAG. Mengikuti pulse, label/penandaan  PC dan TAG akan berkurang seiring berjalannya waktu. (dari 25% hingga 5 % pada total dpm dalam TAG) ketika lipid polar kloroplastik, yang kebanyakan MGDG, yang selanjutnya akan meningkat. Dalam mikroalga mutan, bagaimanapun, penandaan TAG setelah pulse semakin tinggi (30% dari total dpm) daripada tipe mikroalga nonmutan dan semakin berkurang hingga tinggal 20%. Hal ini mengindikasikan bahwa pada Porphyridium cruentum, TAG dapat berkontribusi terhadap biosintesis spesies eukariotik pada MGDG. (Khozin-Goldberg et al, 2000)

DAFTAR PUSTAKA :

 

Anonim. 2011. Dyes and Colorants from Algae. http://www.oilgae.com/ref/download/dyes_and_colourants_from_algae.pdf Accessed : 15 November 2011, 09:54

Bumba, Ladislav et al. 2004. Structural characterization of photosystem II complex from red alga Porphyridium cruentum retaining extrinsic subunits of the oxygen evolving complex. Eur. J. Biochem ( 271) :  2967–2975

Fuentes, M.M. Rebolloso. 2000. Biomass nutrient profiles of the microalga Porphyridium cruentum. Food Chemistry (70) : 345-353

 Golueke, Clarence G and William J. Oswn-Ald. 1961. The Mass Culture of Porphyridium cruentum. J. Sanitary Engineering Research Laboratory : 102-107

Khozin-Goldberg, Inna et al.2000. Triacylglycerols of the Red Microalga Porphyridium cruentum Can Contribute to the Biosynthesis of Eukaryotic Galactolipids. Lipids (35) : 881–889

Uniprot, 2011. SPECIES Porphyridium cruentum (Red alga). http://www.uniprot.org/taxonomy/35688 Accessed : 10 November 2011, 11:20

 

Tinggalkan Balasan

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s