BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan zaman yang seiring dengan kemajuan ilmu dan teknologi
menyebabkan tingkat polusi udara di dunia meningkat. Sumber polutan di udara
terdiri dari emisi vulkanis pada daerah pegunungan aktif, emisi gas kendaraan
bermotor, industri, pembakaran sampah, kebakaran hutan, ataupun hasil samping
dari pertanian dan perkebunan (Ehrlich et al., 1973). Peningkatan kadar polutan
paling besar disebabkan oleh meningkatnya penggunaan kendaraan bermotor dan
industri. Salah satu dampak negatif polusi udara adalah munculnya radikal bebas
yang menyebabkan terjadi peningkatan penyakit degeneratif seperti kanker paruparu, melanoma, penyakit jantung, infeksi saluran pernafasan dan bronkitis
(Dahlan, 1989).
Radikal bebas dapat menimbulkan penyakit degenaratif karena senyawa
ini mampu mengoksidasi senyawa yang terdapat dalam tubuh dan mengikat lipid
dan protein (Middleton, 2000). Radikal bebas akan menyerang molekul stabil dan
mengikat elektronnya, sehingga menjadi radikal bebas yang menyebabkan reaksi
berantai, yang akhirnya akan merusak sel (Proctor & Reynolds, 1984). Adanya
dampak negatif yang ditimbulkan oleh radikal bebas tersebut, mendorong
berbagai penelitian untuk mengatasinya. Salah satu penelitian yang banyak
dilakukan adalah mengenai antioksidan yang dimanfaatkan sebagai zat aditif pada
makanan dan minuman, suplemen kesehatan, maupun bahan campuran kosmetik
(Priyadarshani & Biswajit, 2012).
Antioksidan merupakan zat yang mampu menghambat atau mencegah
terjadinya reaksi oksidasi lipid oleh radikal bebas (Kochhar & Rossell, 1990).
Antioksidan dapat diproduksi oleh tubuh manusia, hewan, tumbuhan dan
mikroorganisme atau disintesis dari bahan kimia lainnya (Kumalaningsih, 2006).
Antioksidan yang diproduksi dalam tubuh manusia diantaranya adalah glutation,
sulfidril, koenzim Q10, bilirubin, β-karoten, katalase, albumin dan transferin
(Inoue, 2001). Sedangkan antioksidan sintetik misalnya butil hidroksi anisol
1
(BHA), butil hidroksi toluen (BHT), propil galat (PG), tert-butil hidoksi quinon
(TBHQ), asam nordihidroguaiaretic (NDGA) dan tokoferol (Pratt, 1992).
Sedangkan antioksidan alami yang berasal dari tumbuhan, hewan, ataupun
mikroorganisme adalah tokoferol, vitamin C, vitamin A, vitamin E, β-karoten,
flavonoid, senyawa karotenoid dan fenolik (Kumalaningsih, 2006).
Senyawa karotenoid merupakan salah satu antioksidan yang banyak
dikembangkan. Jenis karotenoid yang telah diketahui sekitar 700 jenis senyawa
(Britton et al., 1995). Jenis karotenoid diantaranya adalah astaxantin, zeaxantin,
lutein, α-karoten, β-karoten, δ-karoten, myxoxantin, fukoxantin, violaxantin,
alloxantin, dinoxantin, canthaxantin, gyroxantin, diadinoxantin, kriptoxantin dan
peridinin. Beberapa karotenoid mempunyai kekuatan antioksidan yang lebih
tinggi dibandingkan dengan vitamin A, vitamin C, ataupun vitamin E. (Paiva &
Russel, 1999).
Salah satu organisme yang mampu menghasilkan karotenoid adalah
mikroalga. Penggunaan mikroalga untuk produksi karotenoid mulai banyak
diminati. Beberapa keuntungan penggunaan mikroalga untuk produksi karotenoid
adalah siklus hidupnya pendek sehingga waktu panennya lebih cepat, serta dapat
dikultivasi di tempat yang tidak terlalu luas. Beberapa mikroalga yang banyak
dikembangkan sebagai sumber antioksidan adalah Spirulina platensis, Spirulina
maxima, Dunaliella salina, Haematococcus pluvialis, Chlorella pyrenoidosa,
Chlorella ellipsodea, Chlorella vulgaris, dan Chlorella zofingiensis (Fretes et al.,
2012).
Salah satu mikroalga yang banyak dikembangkan untuk menghasilkan
karotenoid adalah C. zofingiensis karena memiliki kandungan karotenoid yang
tinggi dan berpotensi menghasilkan astaxantin (Liu et al., 2014). Pada kondisi
normal kandungan karotenoid pada C. zofingiensis yaitu sejumlah 0.96 mg/g berat
kering (Wang & Chen, 2008). Selain itu mikroalga ini juga mempunyai laju
pertumbuhan yang cepat (Liu et al., 2014).
Produksi karotenoid dari C. zofingiensis dalam jumlah banyak dapat
dilakukan dengan skala massal pada kolam terbuka (Guedes & Malcata, 2012).
Kultivasi skala massal membutuhkan ukuran kolam yang tepat dan konsentrasi
pupuk yang tepat. Ukuran kolam berpengaruh terhadap luas permukaan kolam
2
untuk menangkap cahaya matahari dan mengikat karbondioksida yang dibutuhkan
dalam fotosintesis, sehingga berpengaruh terhadap kecepatan laju fotosintesis dan
biomasa yang dihasilkan dari fotosintesis tersebut (Jiménez et al., 2003).
Menurut Zhu et al., (2014) konsentrasi pupuk nitrogen dan fosfor yang
tinggi mampu meningkatkan biomasa dan kandungan karotenoid pada kultivasi
skala massal. Nitrogen dibutuhkan untuk menyusun asam-asam nukleat, protein,
dan senyawa lain yang mengandung N seperti klorofil, alkaloid, dan karotenoid
(Miki, 1991). Sedangkan fosfor merupakan unsur essensial yang dibutuhkan
untuk pertumbuhan dan metabolisme selular seperti transfer energi, dan
biosintesis asam nukleat (Richmond, 2004).
Penggunaan pupuk pertanian seperti Farmpion, ZA, dan Urea dapat
menjadi pupuk alternatif pada kultur mikroalga skala massal. Penggunaan pupuk
pertanian ini dapat mengurangi biaya produksi karena harganya lebih murah.
Selain itu, penggunaan pupuk ini diharapkan dapat meningkatkan biomasa,
kandungan karbohidrat dan karotenoid C. zofingiensis. Disamping itu perlu
dilakukan penelitian mengenai ukuran kolam terhadap pertumbuhan, kandungan
karbohidrat dan karotenoid pada C. zofingiensis.
B. Permasalahan
Kultivasi C. zofingiensis pada kolam terbuka merupakan salah satu
langkah yang dapat diterapkan untuk produksi karotenoid dalam jumlah banyak,
tetapi biomasa yang dihasilkan lebih rendah dibanding kultur pada laboratorium,
sehingga permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimanakah komposisi medium yang terbaik untuk meningkatkan biomasa,
kandungan karbohidrat dan karotenoid C. zofingiensis pada kultur kolam
terbuka ?
2. Bagaimanakah pengaruh ukuran kolam terhadap pertumbuhan, kandungan
karbohidrat dan karotenoid C. zofingiensis ?
3
C. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui komposisi medium yang terbaik untuk meningkatkan biomasa,
kandungan karbohidrat dan karotenoid C. zofingiensis pada kolam terbuka.
2. Mengetahui pengaruh ukuran kolam terhadap pertumbuhan, kandungan
karbohidrat dan karotenoid C. zofingiensis.
D. Manfaat
Penelitian ini bermanfaat untuk memberikan salah satu solusi dalam masalah
pemupukan pada kultivasi C. zofingiensis skala massal dengan kolam terbuka
untuk meningkatkan biomasa, kandungan karbohidrat dan karotenoid C.
zofingiensis.
4