Mikroalga

Mikroalga merupakan tumbuhan renik yang berukuran mikroskopik (diameter antara 3-30 μm) yang termasuk dalam kelas alga dan hidup sebagai koloni maupun sel tunggal. Di bumi, ada sekitar 200.000 - 800.000 spesies mikroalga, dimana baru sekitar 35.000 spesies yang telah teridentifikasi. Spesies tersebut biasanya masuk dalam kelompok Bacillariophyceae, Chloropyceae, Chrysophyceae, dan Cyanophyceae. Mikroalga memiliki peranan penting dalam kehidupan manusia, mulai dari hal pangan, obat-obatan, pakan ternak, pertanian, sampai energi.

Mikroalga termasuk dalam tumbuhan yang tidak memiliki pembuluh atau non vaskular. Selain itu, mikroalga tidak memiliki sistem reproduksi yang kompleks sehingga melakukan perbanyakan dengan cara pembelahan sel.

Klasifikasi

Nannochloropsis sp., salah satu spesies mikroalga

Mikroalga diklasifikasikan ke dalam 11 divisi utama yang didasarkan pada pigmen fotosintesis, produk penyimpanan, dan komponen dinding sel yang dimiliki oleh alga.

1. Cyanophyta
2. Prochlorophyta
3. Glaucophyta
4. Rhodophyta
5. Cryptophyta
6. Heterokkontophyta
7. Haplophyta
8. Dinophyta
9. Euglenophyta
10. Chlorarachniophyta
11. Chlorophyta

Kemudian, klasifikasi ini berkembang dengan menyertakan perbandingan sekuens gen makromolekul dan sekuen dari 5s, 18s, dan 28s RNA ribosom, cara bereproduksi, serta keberadaan alat bantu gerak.

Pemanfaatan

Sebagai bahan baku dalam pengolahan bahan bakar hayati

Kemampuan mikroalga untuk melakukan fotosintesis dan menghasilkan oksigen menjadikannya salah satu penyumbang produksi oksigen di dunia, kurang lebih sebesar 50% dari total produksi oksigen. Mikroalga menggunakan sinar matahari dan karbon dioksida untuk menghasilkan lipid yang akan terakumulasi di dalam sel. Jika lipid ini diekstraksi atau yang dikenal dengan reaksi transesterifikasi, lipid ini akan menghasilkan biodiesel. Hal ini membuat mikroalga sering dijuluki pabrik biologis mini. Selain digunakan sebagai biodiesel, mikroalga juga dapat menjadi bahan baku pengolahan bahan bakar lain seperti biogas, biohidrogen, dan minyak biologis (Bio-oil).

Sebagai sumber makanan dan pewarna

Mikroalga dapat dimanfaatkan sebagai sumber makanan dan berbagai produk tambahan lainnya. Hal ini dikarenakan beberapa spesies mikroalga mengandung berbagai jenis antioksidan, karotenoid, enzim polimer, lipid, asam lemak tak jenuh ganda, pepsin, toksin, sterol, dan lain-lain.. Beberapa mikroalga seperti Arthrospira, Haematococcus pluvialis, dan Chlorella memiliki fikosianin, klorofil, dan astaxantin yang dapat digunakan sebagai pewarna alami.

Sebagai tepung protein sel tunggal (PST)

Mikroalga seperti Chlorella, Spirulina, Haematococcus, dan Dunaliella sering diproduksi dalam bentuk bubuk yang disebut tepung protein sel tunggal. karena memiliki umur simpan yang tinggi, mengingat kadar airnya di bawah 7% dan memiliki kadara asam lemak tidak jenuh yang lebih rendah daripada produk pasta atau kotak kering beku (freeze dried cubes).

Bubuk dari Chlorella dapat digunakan sebagai pengganti urea dalam proses fermentasi nata de coco sebagai sumber nitrogen bagi Acetobacter xylinum. Chlorella yang sudah dipanen dikeringkan dan dihancurkan hingga menjadi bubuk.

Sebagai pakan ternak

Akuatik

Beberapa mikroalga seperti Nannochloropsis, Tetraselmis, Chlorella, Dunaliella, Chaetoceros, Spirulina, dan Scemendeus sering digunakan sebagai pakan zooplankton seperti Brachionus, Artemia, Copepod, dan Cladocera, dimana zooplankton ini merupakan makanan utama bagi ikan-ikan kecil. Mikroalga yang digunakan merupakan mikroalga yang berukuran lebih kecil dari zooplankton (berukuran kurang dari 25 μm), dinding selnya mudah dicerna, nontoksik, bernutrisi tinggi, dan berasal dari kolam budi daya dengan mikroalga sejenis. Misalnya Nannohloropsis dan Pavlova yang memiliki kandungan EPA dan DHA yang tinggi sehingga dapat meningkatkan kadar EPA dan DHA pada ikan.

Selain digunakan sebagai pakan, mikroalga juga dapat digunakan untuk keperluan lain seperti Haematococcus pluvialis yang dapat memberi warna merah muda-oranye cerah pada salmon melalui kandungan pigmen astaxantin yang dimiliki oleh mikroalga tersebut. Pigmen tersebut dapat menandakan kadar nutrsi salmon, sehingga dapat mempengaruhi nilai jual pada ikan salmon.

Unggas

Pemanfaatan mikroalga sebagai bahan tambahan pada pakan unggas telah dilakukan sejak tahun1950-an dan dapat meningkatkan berat badan dan mengurangi pemasukan pakan sehingga efisiensi penggunaan pangan meningkat. Adapun mikroalga yang sering digunakan antara lain Spirulina sp., Chlorella sp., Haematococcus pluvialis, Nannochloropsis gaditana, Porphyridium sp., dan Schizochytrium limacinum. Penggunaan mikroalga tersebut dapat meningkatkan warna dan berat daging, mengurangi kadar kolesterol, meningkatkan kadar omega-3, meningkatkan kadar DHA, meningkatkan kadar lutein, dan meningkatkan kadar zeaxantin sehingga warna kuning telur menjadi lebih oranye dan memiliki nutrisi yang tinggi.

Ruminansia

Pada peternakan ruminansia seperti sapi, domba, kambing, dan kerbau, mikroalga merupakan sumber energi, protein, dan antioksidan pada mereka. Beberapa mikroalga seperti Spirulina platensis, Schizochyrium sp., Chlorella vulgaris, Chlorella kessleri, Spirulina platensis, Chlorella pyrenoidoisa, Dunaliella salina, Nannochloropsis sp., dan lain-lain dapat meningkatkan berat tubuh hewan, mengurangi bau dan rasa pada daging, meningkatkan produksi susu, meningkatkan fungsi pencernaan, mengurangi kadar lemak pada susu, dan meningkatkan kadar gizi pada daging dan susu seperti DHA, protein, energi, dan omega-3.

Nonruminansia

Pada peternakan nonruminansia seperti babi dan kelinci, mikroalga dapat memicu peningkatan asupan pakan sehingga tumbuh kembang hewan ternak semakin baik. Jenis mikroalga yang digunakan antara lain Desmodesmus sp., Aurantiochytrium sp., Nannochloropsis oceanica, Schizochyrium sp., dan lain--lain. Mikroalga tersebut dapat meningkatkan kadar DHA dan EPA karena mengandung omega-e, meningkatkan asupan pakan, menurunkan rasio konversi pakan, dan mencegah hewan dari berbagai penyakit.

Tahapan pemanfaatan

Budi daya

Fotobioreaktor

Ada dua sistem yang diterapkan dalam kultivasi mikroalga, yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup. Pada sistem terbuka, mikroalga dibudidayakan di alam terbuka, seperti sungai atau danau. Sistem terbuka juga dapat diterapkan pada kolam terbuka yang diberi aerasi. Pada kolam ini tersedia sumber karbon dioksida yang berasal dari udara bebas. Sedangkan pada sistem tertutup, biasanya mikroalga dibudidayakan di dalam fotobioreaktor dengan kondisi lingkungan yang terkontrol. Fotobioreaktor dibuat dari material yang tipis dan transparan agar cahaya dapat masuk ke dalam bioreaktor yang berisi mikroalga.

Pemanenan

Proses pemanenan mikroalga dilakukan dengan memisahkannya dari media tumbuhnya. Metode pemisahannya tergantung dari jenis mikroalga yang dibudidayakan, media tumbuh, produksi mikroalga, produk akhir, dan biaya produksi. Proses pemanenan dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi konsumsi energi dan penggunaan bahan-bahan kimia. Adapun metode yang biasa digunakan antara lain sentrifugasi, sedimentasi gravitasi, filtrasi, flokulasi, proses eletrolitik, flotasi, dan elektroforesis. Pemanenan yang efisien umumnya diperoleh melalui penggabungan beberapa metode pemanenan.