Artikel

BIOAKTIVITAS MIKROALGA Chlorella sp. HASIL KULTIVASI DALAM MEDIUM EKSTRAK TAUGE

Oleh: Suci Amaliyah

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Brawijaya

Mikroalga adalah jasad renik yang termasuk tumbuhan bersel tunggal, berkembangbiak sangat cepat dengan daur hidup relatif pendek (Panggabean, 1998). Mikroalga memiliki keunggulan dibandingkan dengan makroalga dan tumbuhan tingkat tinggi. Keunggulannya antara lain  hidupnya tidak tergantung musim, tidak memerlukan tempat yang luas, dan tidak memerlukan waktu yang lama untuk memanennya (Borowitzka, 1988). Selain itu mikroalga dapat hidup dalam air tawar dan air laut, tidak berkompetisi dengan produksi bahan pangan, konsumsi air rendah dan biaya produksi tidak terlalu tinggi.

Gambar 1. Chlorella sp.

Salah satu jenis mikroalga dari golongan Chlorophyta adalah Chlorella sp. Chlorella sp. merupakan mikroalga yang mempunyai potensi cukup besar dalam menghasilkan produk-produk yang sangat bermanfaat. Chlorella sp. dapat digunakan untuk menyerap logam-logam berat dalam perairan (Dewi dan Gultom, 2009). Chlorella sp. juga dapat dikembangkan untuk pangan sehat sebagai sumber protein, vitamin, dan mineral, sedangkan dalam bidang kedokteran dapat bermanfaat untuk mencegah penyakit kanker, menurunkan tekanan darah tinggi, menurunkan kadar kolesterol darah dan sebagainya (Steenblock, 1996).

Tabel 1. Komposisi kimia Chlorella sp.

Komposisi Kimia Chlorella sp.	(%)
Karbohidrat	20,6
Protein	30,9
Lipid	20,1
Lain-lain	28,4

Sumber : Ben-Amotz, et al. (1987).

Beberapa penelitian melaporkan bahwa Chlorella sp. merupakan salah satu mikroalga yang mempunyai bioaktivitas sebagai antikanker. Penelitian dari Konishi, et al. (1985) dan Noda, et al. (1996) melaporkan aktivitas antitumor dari Chlorella vulgari. Chlorella membantu melindungi tubuh dalam memerangi virus dan kanker. Serangkaian studi selama tahun 1980 menunjukkan bahwa pertumbuhan tumor pada tikus dapat dikurangi atau dihentikan dengan menyuntikkan larutan Chlorella di sekitar pertumbuhan neoplastik. Dalam studi lain oleh peneliti yang sama, sel tumor dapat mati seluruhnya dengan menginjekkan Chlorella (Adams, 2009). 

Komponen bioaktif dari mikrolaga Chlorella sp. yang bisa menghasilkan efek farmakologis didapatkan dari biomassa Chlorella sp. Biomassa Chlorella sp. merupakan akumulasi dari sel Chlorella sp. hasil kultivasi dalam medium kultur. Untuk menghasilkan pertumbuhan mikroalga yang baik tentu diperlukan kondisi lingkungan dengan nutrien yang sesuai. Faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultivasi Chlorella sp. adalah kualitas air yang meliputi suhu, salinitas, kekuatan cahaya, dan pH. Medium yang digunakan juga merupakan faktor penting dalam kultivasi Chlorella sp.

Menurut Kawaroe et. al. (2010) bahan organik  yang menjadi pembatas dalam proses pertumbuhan mikroalga adalah nitrogen dan fosfor. Teknologi untuk memproduksi mikroalga Chlorella sp. selama ini dilakukan dengan memberikan nutrien khusus yang merupakan nutrien sintesis yang harganya relative mahal. Mahalnya medium kultur sintesis mengharuskan adanya medium alternatif yang lebih murah.

Salah satu medium kultur yang bisa digunakan untuk medium kultivasi Chlorella sp. adalah Medium Ekstrak Tauge (MET). Medium Ekstrak Tauge (MET) merupakan medium kultur alami yang mengandung komponen-komponen yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikrolaga Chlorella sp. seperti nitrogen dan fosfor. Selain karena harganya yang relative murah, Medium Ekstrak Tauge (MET) juga aman (tidak memiliki efek toksik) dan efektif dalam menujang pertumbuhan Chlorella sp. Hal ini ditunjang dari beberapa penelitian yang telah dilakukan Prihantini (2007) dan Wulandari (2010) yang menghasilkan kesimpulan bahwa Medium Ekstrak Tauge 4 % merupakan medium yang cocok untuk kultivasi mikrolaga. Amaliyah, et. al. (2013) juga melakukan kultivasi mikroalga dengan medium ekstrak tauge menghasilkan rendemen biomassa basah yang dihasilkan adalah 14,114 g/L.

Kultivasi mikroalga Chlorella sp. dalam Medium Ekstrak Tauge (MET) bertujuan untuk menumbuhkan Chlorella sp. sehingga sel mikroalga tersebut bertambah banyak dan dapat menghasilkan biomassa yang banyak pula. Penelitian Amaliyah et.al , Bariyyah et al., Khamidah, et al. (2013) menggunakan sampel biomassa mikroalga Chlorella sp. pada fase stasioner. Fase stasioner diketahui dari kurva pertumbuhan Chlorella sp. yang didukung oleh penelitian Prihantini, dkk. (2005). Pembuatan kurva pertumbuhan Chlorella sp. dilakukan dengan menghitung jumlah sel Chlorella sp. setiap 24 jam selama 15 hari menggunakan haemacytometer.

Gambar 2. Kultur Chlorella sp. selama 10 hari

Fase stasioner terjadi pada hari ke-8 sampai hari ke-11 ditandai dengan laju pertumbuhan Chlorella sp. yang cenderung konstan. Selisih jumlah sel dari hari ke-8 sampai hari ke-11 berkisar antara 96.000 – 176.000 sel/mL. Pada fase stasioner, sel Chlorella sp. sudah tidak mengalami pembelahan sel secara signifikan karena berkurangnya nutrien yang tersedia sehingga tidak mencukupi untuk pertumbuhan dan pembelahan sel.

        Gambar 3. Kurva pertumbuhan mikroalga Chlorella sp.

Potensi Chlorella sp. sebagai  Antikanker

Bioaktivitas suatu tanaman dapat diketahui melalui uji toksisitas. Pengujian toksisitas senyawa dalam farmakologi membutuhkan waktu yang cukup lama untuk mengetahui efeknya terhadap manusia. Sehingga, uji toksisitas tahap awal dilakukan untuk mengetahui dosis atau konsentrasi LD₅₀/LC₅₀ yang biasanya diujikan terhadap organisme akuatik. Salah satunya adalah brine shrimp (udang laut) dari jenis Artemia ssalia. Metode pengujian Brine Shrimp Lethal Test (BSLT) menggunakan Artemia salina Leach dianggap dapat memprediksi adanya daya sitotoksik senyawa-senyawa antikanker, sehingga sering digunakan untuk skrining awal pencarian senyawa antikanker.

Amaliyah, et. al. (2013) mengekstrak Chlorella sp. menghasilkan rendemen ekstrak pekat metanol dan etil asetat berturut-turut 7,001 % dan 3,673 % yang selanjutnya diuji bioaktivitasnya dengan metode BSLT. Nilai toksisitas ekstrak metanol dan etil asetat biomassa Chlorella sp. pada fase stasioner terhadap larva udang Artemia salina dinyatakan dengan nilai LC₅₀ dimana LC₅₀ ekstrak metanol adalah 20,516 ppm sedangkan LC₅₀ ekstrak etil asetat adalah 167,417. Meyer, et. al. (1982) melaporkan bahwa suatu ekstrak menunjukkan aktivitas ketoksikan dalam BSLT jika ekstrak dapat menyebabkan kematian 50 % hewan uji pada konsentrasi kurang dari 1000 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa ekstrak biomassa Chlorella sp. bersifat toksik terhadap Artemia karena memiliki nilai LC₅₀< 1000 ppm sehingga ekstrak biomassa Chlorella sp. tersebut dikatakan memiliki bioaktivitas dan berpotensi sebagai antikanker.

Potensi Chlorella sp. sebagai  Antioksidan

Antioksidan merupakan senyawa yang dapat menghambat reaksi oksidasi, dengan mengikat radikal bebas dan molekul yang sangat reaktif. Keberadaan antioksidan dapat melindungi tubuh dari berbagai penyakit degeneratif dan kanker, serta membantu menekan proses penuaan/antiaging. Saat ini antioksidan yang umum digunakan merupakan antioksidan sintetik diantaranya Butylated hydroxyanisole (BHA), Butylatedhydroxytoluene (BHT), Propylgallate (PG) dan Tert-Butylhydroquinone (TBHQ). Akan tetapi, senyawa tersebut dicurigai dapat menyebabkan keracunan dan efek karsinogenik (Grillo, et. al., 1995; Safer, et. al., 1999 dan Shanab, 2007). Oleh karena itu, pengembangan serta pemanfaatan antioksidan yang lebih efektif  dan berasal dari alam penting untuk dilakukan (Oktay,  et al., 2003).

Bariyyah, et. al. (2013) melakukan uji kuantitatif potensi antioksidan pada ekstrak  Chlorella sp. dengan uji DPPH  secara spekrofotometri sinar tampak. Metode ini didasarkan pada perubahan warna radikal DPPH. Perubahan warna tersebut disebabkan oleh reaksi antara radikal bebas DPPH dengan satu atom hidrogen yang dilepaskan senyawa yang terkandung dalam bahan uji untuk membentuk senyawa  1,1-diphenyl-2-picrylhydrazin  yang berwarna kuning. Pada metode ini absorbansi yang diukur adalah absorbansi larutan DPPH sisa yang tidak bereaksi dengan senyawa antioksidan.

Penelitian Bariyyah, et. al. (2013) menunjukkan adanya aktivitas antioksidan ekstrak  Chlorella sp. terhadap DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) yang ditunjukkan dengan nilai EC₅₀.  Nilai EC₅₀  dari ekstrak metanol dan ekstrak etil asetat berturut-turut yaitu 18,610 ppm dan 27,320 ppm. Anggraeni et.al. (2014) juga melakukan uji aktivitas antioksidan terhadap ekstrak metanol Chlorella sp. fraksi n-heksana menghasilkan EC₅₀ 27, 26 ppm. Berdasarkahn hasil penelitian tersebut bisa disimpulkan bahwa aktivitas antioksidan Chlorella sp. tergolong kuat karena mempunyai nilai EC₅₀ kurang dari 50 ppm.

Potensi Chlorella sp. sebagai  Antibakteri

Uji aktivitas antibakteri merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk mengetahui kemampuan suatu bahan untuk menghambat pertumbuhan bakteri uji tertentu. Salah satu metode yang bisa digunakan untuk uji aktivitas antibakteri adalah metode difusi cakram. Prinsip dari metode ini adalah kertas cakram yang dijenuhkan dalam larutan ekstrak dan ditempatkan pada medium padat yang sebelumnya telah diinokulasi bakteri uji pada permukaannya. Setelah diinkubasi, akan terbentuk diameter zona hambat sekitar cakram. Besarnya zona hambat menentukan besarnya aktivitas antibakteri ekstrak terhadap bakteri uji. Semakin besar zona hambat yang terbentuk, maka semakin besar pula efektivitas ekstrak sebagai antibakteri.

Khamidah, et. al. (2013) melakukan uji aktivitas antibakteri Chlorella sp. pada beberapa fase pertumbuhan. Hasil uji aktivitas antibakteri ekstrak metanol Chlorella sp. dari masing-masing fase menunjukkan bahwa ekstrak metanol Chlorella sp. dari fase stasioner memiliki aktivitas antibakteri yang tertinggi dibandingkan dengan fase lainnya. Ekstrak metanol Chlorella sp. dari fase stasioner mampu menghambat pertumbuhan bakteri E.coli dengan diameter zona hambat sebesar 9,9 mm, sedangkan pada bakteri S. aureus adalah 12 mm. Daya hambat ekstrak metanol Chlorella sp. dari fase stasioner terhadap bakteri E.coli tergolong sedang (5-10 mm) dan bakteri S. aureus tergolong kuat (10-20 mm) (Davis dan Stout, 1971 dalam Yudha, 2008). Hal ini diduga karena kandungan senyawa aktif yang berpotensi sebagai antibakteri dalam ekstrak cukup banyak sehingga mampu menghambat pertumbuhan kedua bakteri cukup baik.

Kandungan Golongan Senyawa Aktif  Ekstrak Chlorella sp.

Identifikasi golongan senyawa aktif pada ekstrak Chlorella sp. dilakukan dengan uji kualitatif menggunakan reagen kimia. Amaliyah, et al., Khamidah, et. al. dan Bariyyah, et. al. (2013) melakukan identifikasi golongan senyawa aktif dalam ekstrak metanol Chlorella sp. fase stasioner. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa ekstrak metanol Chlorella sp. pada fase stasioner mengandung tanin dan steroid. Bariyyah, et. al (2013) juga menyebutkan bahwa ekstrak metanol dan ekstrak etil  asetat Chlorella sp. positif mengandung asam askorbat yang ditunjukkan dengan terbentuknya warna coklat. Uma, et al., (2011) menyebutkan  bahwa Chlorella mengandung metabolit sekunder seperti flavonoid, terpenoid, tanin, saponin dan senyawa fenolik. Umumnya metabolit sekunder memiliki sistem aromatik yang terkonjugasi. Senyawa-senyawa aktif yang terkandung dalam ekstrak Chlorella sp. inilah yang menjadikan Chlorella sp. berpotensi sebagai antikanker, antioksidan, dan antibakteri.

Daftar Rujukan

Adams, M. 2009. Superfoods for Optimum Health: Chlorella and Spirulina. London: Truth Publishing. Inc.

Amaliyah. S., Fasya, A. G., Romaidi dan Barizi, A. 2013. Uji Toksisitas terhadap Larva Udang Artemia Salina dan Identifikasi Golongan Senyawa Aktif Ekstrak Mikroalga Chlorella sp. Hasil Kultivasi dalam Medium Ekstrak Tauge. Jurnal Skripsi. Jurusan Kimia Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

Anggraeni, O. N., Fasya, A. G., Abidin, M. dan Hanapi, A. 2014. Uji Aktivitas Antioksidan Fraksi Etil Asetat, Kloroform, Petroleum Eter dan n-Heksana Hasil Hidrolisis Ekstrak Metanol Mikroalga Chlorella sp.  Jurnal Alchemy. Vol. 3 (2): 173-188.

Bariyyah, S. K. Fasya, A. G., Abidin, M. dan Hanapi, A. 2013. Uji Aktivitas Antioksidan Terhadap DPPH dan Identifikasi Golongan Senyawa Aktif Ekstrak Kasar Mikroalga Chlorella sp. Hasil Kultivasi dalam Medium Ekstrak Tauge. Jurnal Skripsi. Jurusan Kimia Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

Ben-Amotz; Fishler dan Schneller. 1987. Chemical Composition of Dietary Species of Marine Unicellular Algae and Rotifers with Emphasis on Fatty Acid. Marine Biology. Volume 95: 31-36.

Borowitzka, M. A. dan Lesley, J. B. 1988. Microalgae Biotechnology. London: Cambridge University Press.

Dewi, Y. S. dan Gultom, Y. H. 2009. Pemanfaatan Algae Chlorella sp. dan Enceng Gondok untuk Menurunkan Tembaga (Cu) pada Industri Pelapisan Logam. Seminar Tugas Akhir. Semarang: Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

Grillo, C.A. and F.N. Dulout. 1995. Cytogenetic Evaluation of Butylated Hydroxytoluene. Mutat. Res., (345) : 73–85.

Kawaroe, M. 2008. Mikroalga sebagai Bahan Baku Biofuel. Surfactant and Bioenergy Research Centre, Lembaga Pengabdian pada Masyarakat, Institut Pertanian Bogor.

Khamidah, U., Fasya, A. G. dan Romaidi. 2013. Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak Metanol Chlorella sp. pada Fase Stasioner Hasil Kultivasi dalam Medium Ekstrak Tauge. Jurnal Skripsi. Jurusan Kimia Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

Konishi, F., Tanaka, K. dan Himeno, K. 1985. Antitumor Effect Induced by a Hot Water Extract of Chlorella vulgaris (CE): Resistence to Meth-A Tumor Growth Mediated by CE-Induced Polymorphonuclear Leukocytes. Cancer Immunol Immunother, 19: 73-78.

Meyer, B. N., Ferrigni, N. R., Putnam, J. E., Jacobsen, L.B. Nichols, D. E and McLaughlin, J. L. 1982. Brine Shrimp: A Convenient General Bioassay for Active Plant Constituents. Planta Medica, 45: 31 – 34.

Noda, K., Ohno , N. dan Tanaka, K. 1996.  A Water-Soluble Antitumor Glycoprotein from Chlorella vulgaris. Planta Med, 62: 423-426.

Oktay, M., I. Gulcin, and O., Kufrevioglu, 2003. Determination  of In Vitro Antioxidant Activity of Fennel (Foeniculum Vulgare)

Panggabean, L. G. M. 1998. Mikroalgae: Alternatif Pangan dan Bahan Industri di Masa Mendatang. Oseana Volume XXIII N0. 1: 19-26.

Prihantini, N. B., Damayanti, D. dan Yuniati, R. 2007. Pengaruh Konsentrasi Medium Ekstrak Tauge (MET) terhadap Pertumbuhan Scenedesmus Isolat Subang. Makara, Sains, Vol. (11):1-9.

Safer, A.M. dan A.L. Nughamish. 1999. Hepatotoxicity Induced by the Antioxidant Food Additive Butylated Hydroxytoluene (BHT) in Rats: An Electron Microscopical Study.  Histol. Histopathol., XIV: 391–406.

Shanab, S.M.M.. 2007. Antioxidant and Antibiotic Activities of Some Seaweeds (Egyptian Isolates). Agriculture and Biology, IX (2): 220–225.

Steenblock, D. 1996. Chlorella Makanan Sehat Alami. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

Uma, R., Sivasubramanian, V. dan Devaraj, S. N. 2011. Preliminary Phycochemical Analysis and In Vitro Antibacterial Screening of Green Micro Algae, Desmoccocus olivaceous, Chlorococcum humicola, and Chlorella vulgaris. Journal Algal Biomass, 2 (3): 74 – 81.

Wulandari, A. P., Naderia, F., Pattalia, A. E. dan Permata, D. R. 2010. Identifikasi Mikroalgae di Sekitar Pantai Pangandaran dan Potensi Pertumbuhannya pada Formulasi Medium Ekstrak Tauge (MET). Prosiding Seminar Nasional Limnologi V Tahun 2010. Bandung: Jurusan Biologi FMIPA Universitas Padjadjaran.