Peningkatan Intensitas Pigmen dan Kadar

1. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Angkak merupakan produk fermentasi kapang Monascus purpureus yang
umumnya ditumbuhkan pada substrat beras. Angkak mengandung pigmen alami yang
telah lama digunakan sebagai pewarna makanan di Cina, Taiwan, Filipina dan
Indonesia untuk mewarnai produk-produk seperti ikan, daging, acar, anggur, pasta
ikan, keju, dan sebagainya (Kaur et al 2009). Pigmen angkak merupakan produk
metabolit sekunder yang dihasilkan oleh M. purpureus yang terdiri dari pigmen
merah, kuning, dan jingga. Komponen utama
rubropunktamin (C 21 H 29 NO 4 )
dan
pigmen
merah
yaitu
monaskorubramin (C 23 H 29 NO 4 ), pigmen
jingga yaitu rubropunktatin (C 21 H 22 O 5 ) dan monaskorubrin (C 23 H 26 O 5 ), pigmen
kuning yaitu monaskin (C 21 H 26 O 5 ) dan ankaflavin (C 23 H 30 O 5 ).
Pengembangan produksi pigmen angkak sangat prospektif
dilakukan
mengingat potensinya yang cukup besar sebagai pigmen alami yang aman
diaplikasikan pada produk pangan. Beberapa peneliti melakukan upaya peningkatan
produksi pigmen angkak. Produksi pigmen merah melalui aplikasi ko-kultur
dilakukan oleh Lim et al (2000). Ko-kultur dilakukan antara Monascus sp. dengan
Saccharomyces cerevisiae rekombinan yang mengekspresikan gen glukoamilase dari
Aspergillus niger. Produksi pigmen merah dilakukan pada fermentasi kultur cair dan
hasil yang diperoleh menunjukkan peningkatan produksi pigmen merah sebesar 19%
dibandingkan ko-kultur Monascus dengan S. cerevisiae tanpa perlakuan rekombinan.
Jenis-jenis khamir tertentu mampu memproduksi enzim amilolitik yang
tergolong sebagai enzim hidrolitik. Kemampuan khamir dalam memproduksi enzim
amilolitik, berpotensi untuk dilakukan ko-kultur dengan M. purpureus dalam
produksi angkak untuk tujuan peningkatan produksi pigmen dan lovastatin. Enzim
amilolitik yang diproduksi khamir
berperan pada bagian hipha Monascus yang
mengandung komponen lipopolisakarida, yaitu dengan memperluas node pada hipha
tempat keluarnya pigmen, sehingga pigmen angkak dapat keluar secara optimal
1
(Nurhidayat, 2011). Selama ko-kultur enzim-enzim hidrolitik yang diproduksi khamir
dapat menyerang dinding sel M. purpureus. Kondisi ini memacu kapang M.
purpureus
untuk melakukan pertahanan diri (defense mechanism) dengan
mengeluarkan atau memproduksi komponen-komponen hidrofobik berupa metabolit
sekunder seperti pigmen dan lovastatin (Shin et al 1998
Lovastatin merupakan bahan bioaktif kelompok statin yang sangat penting
dalam perkembangan biomedis (Altieri, 2001). Secara umum lovastatin dikenal
sebagai agen penurun kolesterol dengan melakukan penghambatan enzim HMG-CoA
reductase (3-hidroksi metilglutaril CoA reduktase) yang berperan penting dalam
biosintesis
kolesterol . Sampai saat ini Indonesia masih tergantung pada impor
bahan ini. Beberapa kajian ilmiah telah dilakukan berkaitan potensi lovastatin yang
dikandung angkak sebagai bahan biomedik. Jiyuan Ma et al., (2000) meneliti efek
hipotrigliseridemik angkak pada tikus. Po-Shiuan et al., (2003) melaporkan ekstrak
cair M. purpureus M9011 mampu mencegah hipertensi pada tikus.
Kurniawati
(2004) juga membuktikan bahwa angkak dapat menurunkan kadar kolesterol pada
darah tikus Sprague Dawley.
Pengembangan angkak sebagai penghasil pigmen sekaligus lovastatin sangat
potensial sebagai ingredien
pangan fungsional. Permasalahan utama dalam
pengembangan lovastatin adalah produksinya yang relatif rendah selama fermentasi
angkak, yaitu berkisar antara 0,2%-1,0%. Upaya meningkatkan produksi lovastatin
dengan melakukan eksplorasi mikroorganisme indigenus Indonesia terus dilakukan.
Upaya yang telah dilakukan adalah dengan menemukan strain-strain M. purpureus
yang mampu memproduksi pigmen dan lovastatin tinggi. Astuti (2004) malakukan
seleksi isolat Monascus purpureus
penghasil lovastatin. Hasil yang diperoleh
menunjukkan bahwa isolat M. purpureus JmbA merupakan isolat penghasil lovastatin
tertinggi yakni sebesar 0,9% (bk).
Beberapa enzim hidrolitik seperti glukoamilase yang diproduksi oleh S.
cerevisiae rekombinan menyebabkan perubahan morfologi dan peningkatan produksi
pigmen berkaitan dengan kemampuannya menyerang dinding sel Monascus.
Serangan enzim hidrolitik tersebut, diduga memacu Monascus untuk melakukan
2
pertahanan diri (defense mechanism) dengan melakukan overproduksi komponen
hidrofobik seperti pigmen dan lovastatin (Shin et al 1998).
Angkak sebagai ingredien pangan fungsional perlu dilakukan penelitian untuk
meningkatkan baik pigmen merah maupun kadar lovastatin melalui aplikasi ko-kultur
M. purpureus dengan khamir amilolitik indigenus.
Tujuan Penelitian
Tujuan Umum
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan produksi pigmen
merah dan lovastatin angkak dengan menggunakan strain Monascus purpureus kokultur dengan khamir amilolitik indigenus.
Tujuan khusus
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah :
1. Memperoleh strain khamir indigenus yang mempunyai aktivitas amilolitik.
2. Memperoleh produk angkak berkadar pigmen merah dan lovastatin tinggi, melalui
fermentasi ko-kultur Monascus purpureus dengan khamir amilolitik.
3. Mengetahui stabilitas pigmen dan lovastatin angkak hasil ko-kultur M. purpureus
dengan khamir amilolitik indigenus terhadap suhu dan pH.
4. Mengetahui ekspresi gen yang bertanggung jawab pada produksi lovastatin pada
Monascus purpureus setelah ko-kultur dengan khamir amilolitik.
5. Mengetahui stabilitas pigmen dan lovastatin angkak oleh pengaruh suhu dan pH.
Hipotesis
1. Ko-kultur Monascus purpureus dan khamir amilolitik mampu meningkatkan
produksi pigmen dan lovastatin angkak.
2. Waktu dan konsentrasi penambahan khamir amilolitik selama fermentasi angkak,
akan mempengaruhi produksi pigmen dan lovastatin
3. Ko-kultur Monascus purpureus dan khamir amilolitik akan meningkatkan
intensitas ekspresi gen yang berperan pada produksi lovastatin.
4. Pigmen dan lovastatin angkak relatif stabil oleh pengaruh suhu dan pH.
3
.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat mendorong industrialisasi produk
angkak baik sebagai aditif pewarna alami makanan dengan kandungan pigmen
merahnya, maupun sebagai bahan yang dapat membantu mempertahankan kesehatan
karena kandungan lovastatinnya.
4