POTENSI MIKROALGA SEBAGAI PENGHASIL ENZIM DALAM PROSES BIOKIMIAWI PANGAN

Mikroalga di masa lampau paling dilirik untuk dijadikan pakan bagi larva ikan. Tetapi kini, makhluk bersel satu itu sudah menjadi tumpuan harapan bagi keperluan hidup vital manusia. Mikroalga adalah mikroorganisme fotosintetik dengan morfologi sel yang bervariasi, baik uni-selular maupun multiselular (membentuk koloni kecil). Sebagian besar mikroalga tumbuh secara fototrofik, meskipun tidak sedikit jenis yang mampu tumbuh secara heterotrofik. Mikroalga merupakan kelompok organisme yang sangat beragam dengan mampu menghasilkan senyawa kimia yang besar dan masih banyak yang belum diketahui. Produk yang dihasilkan antara lain karotenoid, fikobilin, asam lemak, polisakarida, vitamin, sterol, enzim dan senyawa bioaktif lainnya. Enzim merupakan suatu protein yang berperan sebagai katalisator yang mempercepat reaksi kimia dalam sistem biologi. Disebutkan pula bahwa enzim merupakan protein yang mengkatalis reaksi kimiawi secara spesifik. Enzim akan bekerja jika kondisi yang mempengaruhinya sesuai diantaranya adalah pH, suhu dan konsentrasi substrat. Enzim banyak memiliki manfaat dalam kehidupaan karena mampu mengkatalis berbagai reaksi biokimiawi. Enzim juga digunakan dalam bidang medis sebagai kontrol dan pengobatan terhadap beberapa penyakit. Beberapa alga dilaporkan mengandung enzim yang berperan peran penting diantaranya adalah jenis alga hijau (Spirogyra, Mougeotia sp., Zygnema cylindricum dan Mesotaenium caldariorum) yang mengandung enzim glikosidase (α-glukosidase, α-amylase dan α-galactosidase).

Beberapa jenis cyanophyta juga mengandung enzim yang berperan penting dalam mendegradasi bakteri atau sebagai inhibitor. Beberapa jenis enzim yang menurut hasil penelitian dapat diisolasi dari mikroalga diantaranya glikosidase, L-amino oksidase, aminotransferase, NADH-reductase, methyltransferase, lipoksigenase, karbonat anhidrase.

1. Enzim Glikosidase

Seperti dilaporkan oleh Cannel (1998) enzim glikosidase dihasilkan oleh beberapa jenis alga hijau antara lain dari jenis Spirogyra, Mougeotia sp., Zygnema cylindricum dan Mesotaenium caldariorum. Enzim glikosidase berperan penting dalam menghambat aktivitas bakteri dan jamur. Prinsip enzim glikosidase mengkatalisis hidrolisis ikatan glikosida antara gula dan alkohol, Enzim ini bekerja sangat spesifik untuk bagian glukosa (monosakarida) dan untuk ikatan (α- atau β-), tetapi relatif nonspesifik untuk bagian alkohol atau glikogen. Enzim glikosidase bersifat sebagai penghambat yang termasuk didalamnya adalah α-glukosidase, α -amilase dan β-galaktosidase.

2. L-Amino Oksidase

L- amino oksidase spesifik dihasilkan oleh phytoplankton tertentu yang dikultur dan dapat beraktivitas pada permukaan sel. Enzim L-amino oksidase ini mampu mengoksidasi asam amino dan molekul amina untuk memproduksi H2O, NH4, α-keto acid, aldehide. Ada sekitar 3 genus fitoplankton yang mampu memproduksi enzim L-amino oksidase, yaitu: Pleurochrysis, Prymnesium dan Amphidinium (dinoflagelata). Kemampuan phytoplankton ini didasarkan pada kemampuannya dalam memodifikasi sumber nitrogen yang ada dalam lingkungan sehingga menjadi asam amino yang diproses pada pewarnaan selnya, seperti yang dilaporkan pada species Pleurophrysis carterae. Dari aktifitas yang dilakukan oleh enzim ini akan dihasilkan beberapa zat, tapi hanya amonium (NH4) yang akan ditransformasikan ke dalam sel untuk pertumbuhan. Enzim L-amino oksidase (gel aminase) yang memiliki fungsi yang sama dengan enzim fosfatase permukaan sel yang mampu mensintesis unsur fosfor (P organik) dari fosfor anorganik dari lingkungannya.Metode ekstraksi dilakukan dengan cara mengkulturkan terlebih dahulu fitoplankton yang diinginkan. Kemudian dipanen dan difilter serta disterilisasi dengan menggunakan microwave. Hasilnya disentrifugasi untuk mendapatkan sel yang murni, baru kemudian diamati aktifitas enzim L-amino oksidasenya. Phytoplankton penghasil enzim L-amino oksidase merupakan pengontrol keberadaan asam amino dalam perairan. Hanya saja diketahui bahwa hasil sintesis dari enzim ini akan menghasilkan glisin dan serin dalam jumlah besar.

3. Aminotransferase, NADH-reductase dan methyltransferase.

Sejumlah mikroalga yang hidup di laut menghasilkan 3-dimethylsulfoniopropionate (DMSP) yaitu suatu senyawa yang berpotensi sebagai osmoprotektif yang mendegradasi produk dimethylsulfide yang memiliki peran utama dalam siklus Sulfur (belerang) dalam daur biogeokimia. DMSP merupakan sulfonium tersier yang disintesis dan diakumulasi oleh sejumlah mikroalga laut dan spesies phytoplankton dan tanaman berbunga tertentu yang toleran terhadap garam. DMSP signifikan dalam lingkungan karena bersifat biodegradasi terhadap DMS (dimethylsulfide), yaitu suatu gas atmosfer yang berperan utama dalam siklus Sulfur (belerang), pembentukan awan dan dalam pengaturan iklim. DMSP yang dihasilkan oleh alga laut merupakan prekursor utama DMS laut yang menyumbang Sulfur sebesar 1.5 x 1013 gram ke atmosfer setiap tahun. Enzim substrat spesifik yang mengkatalis tiga tahap pertama dideteksi dan dikarakterisasi sebagian dalam ekstrak sel bebas pada alga chlorophyta (Enteromorpha intestinalis). Enzim pertama adalah 2-oksoglutarate-dependent aminotransferase, kedua adalah NADPH-linked reduktase dan ketiga adalah S-adenosilmethionine-dependent methiltransferase.

4. Lipoxygenase

Oksigenasi asam linoleat oleh enzim lipoksigenase (LOX) yang terdapat dalam mikroalga Chlorella pyrenoidosa yang diketahui untuk memproduksi 9-dan 13-hidroperoksida dari asam linoleat. Mikroalga ini diindikasikan mengandung derivate (turunan) enzim lipoksigenase (LOX) sebesar 30-45 persen dan 45-80 persen apabila diekstraksi dan diisolasi dengan menggunakan (NH4)2SO4 jenuh. Jika kita mengamati aktivitas enzim lipoksigenase pada proses isolasi kedua fraksi tersebut keberadaan isozim dapat terwakili. Lipoksigenase mengkatalisasi penambahan dari molekular oksigen pada PUFA (Poly Unsaturated Faty Acid) untuk membentuk derivat (turunan) hidroperoksida. Aktivitas LOX (enzim lipoksigenase) juga ditemukan di dalam jasad renik seperti jamur dan mikroalga.

5. Karbonat anhidrase

Enzim karbonat anhidrase dihasilkan oleh aktivitas intrasellular dan ekstrasellular dari microalgae Tetraselmis gracilis (alga keemasan), hasil aktivitas carbonic tersebut berupa regulasi senyawa karbon yang membatu dalam proses fotosintesis dan respiratori metabolisme. Enzim karbonat anhidrase memiliki sifat mampu menyerap karbon yang ada di lingkungan yang mengkonversi bentuk HCO3 menjadi CO2 yang terjadi didalam membran plasma. Mekanime terjadinya konversi tidak hanya terjadi dalam membran plasma tetapi juga terjadi pada sitoplasma, mitokondria, terutama terjadi di daerah kloroplast, yang memiliki aktivitas dalam penyerapan senyawa karbon. Enzim karbonat anhidrase secara spesifik sangat dibutuhkan oleh tumbuhan dalam melakukan aktivitas fotosintetik, yang membutuhkan senyawa karbon, bentuk konversi senyawa karbon di dalam kloroplas diubah dalam bentuk HCO3 menjadi CO2 yang dibutuhkan dalam fotosintesis. Tetraselmis gracilis secara intrasellular memanfaatkan kandungan HCO3 dalam jumlah besar di perairan untuk dimanfaatkan menjadi CO2 melalui mekanisme konversi yang dilakukan oleh enzim karbonat anhidrase. Faktor lingkungan yang mempengaruhi aktivitas secara spesifik enzim karbonat anhidrase antara lain adalah cahaya, pH dan suhu yang sangat berpengaruh terhadap aktivitas secara intrasellular dan ekstra sellular dari karbonat anhidrase