Bahan Pangan dari Mikroalga untuk Antisipasi Lonjakan Populasi

Alga menarik minat para peneliti karena potensinya untuk menjadi sumber makanan yang lebih efisien. Pemanfaatannya sangat potensial karena tumbuh di perairan sehingga tidak mengganggu lahan pertanian dan tahan dalam kondisi ekstrem.

Populasi global saat ini telah mencapai 8 miliar jiwa dan angka ini akan terus bertambah di masa depan. Menurut laporan Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB), angka tersebut akan meningkat menjadi 9,7 miliar jiwa pada 2050.

Oleh karenanya dibutuhkan sumber pangan baru untuk dapat menopang lebih banyak orang. Di tengah menyempitnya lahan pertanian dan kekeringan sebagai dampak dari perubahan iklim, dibutuhkan banyak terobosan dalam menjaga ketahanan pangan.

Para peneliti di University of California, San Diego, Amerika Serikat (AS) baru-baru ini menerbitkan tinjauan ilmiah yang menunjukkan bahwa mikroalga dan organisme mikroskopis mirip tumbuhan lainnya, dapat membantu memberi makan populasi dunia yang terus bertambah. Selain itu tumbuhan ini juga memiliki sifat lebih berkelanjutan daripada sistem pertanian saat ini.

Mikroalga merupakan mikroorganisme bersel tunggal yang memiliki pigmen dan dapat melakukan fotosintesis untuk memproduksi makanan dan oksigen. Ukurannya sangat beragam dari 1 hingga 50 mikrometer dengan bentuk yang bervariasi, seperti bulat, oval, memanjang, dan menyerupai rantai.

Tumbuhan ini dapat ditemui hampir di semua tempat di Bumi dan berperan penting dalam berbagai ekosistem. Sebagai contoh, mikroalga berperan sebagai produsen utama pada rantai makanan akuatik baik di lautan maupun di daratan seperti danau, sungai, kolam, dan lainnya.

Mikroalga juga dapat ditemukan pada perairan ekstrem, seperti di sumber air panas yang memiliki pH rendah maupun tinggi dengan mencapai suhu 56 derajat Celsius. Mikroalga hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop, namun jika perairan mengalami eutrofikasi, perkembangan mikroalga akan terjadi secara massal yang membuat perairan tersebut berwarna hijau toska atau merah, sesuai dengan warna pigmen mikroalga yang tumbuh.

Menurut para peneliti, industri daging sapi AS merupakan sumber utama emisi gas rumah kaca dan pencemaran lingkungan. Krisis iklim yang ditimbulkan dan degradasi ekosistem ini dapat mengancam ketahanan pangan jangka panjang bagi miliaran orang di seluruh dunia.

Para peneliti di University of California, San Diego (UCSD), percaya alga bisa menjadi makanan super jenis baru berkat kandungan protein dan nutrisinya yang tinggi. Mereka menerbitkan makalah diFrontiers in Nutritionyang berisi literatur ilmiah terkini tentang mikroalga, istilah umum untuk ribuan spesies alga mikroskopis dan organisme fotosintetik lainnya seperticyanobacteriayang ditemukan di berbagai lingkungan perairan.

Tinjauan ini menyoroti teknologi terkini untuk mengembangkan dan menumbuhkan mikroalga secara komersial, serta tantangan ilmiah dan ekonomi untuk meningkatkan produksi. Meskipun telah lama dipelajari sebagai sumber biofuel berkat kandungan lipid atau lemaknya yang tinggi, alga juga menarik minat para peneliti karena potensinya untuk menjadi sumber makanan yang lebih efisien.

"Banyak dari kita telah mengetahui potensi alga untuk makanan selama bertahun-tahun, dan telah mengolahnya sebagai sumber makanan, tetapi perubahan iklim, penggundulan hutan, dan populasi delapan miliar orang, kebanyakan orang menyadari bahwa dunia hanya harus menjadi lebih efisien dalam produksi protein," kata rekan penulis Dr Stephen Mayfield, seorang profesor biologi di UCSD dan Direktur California Center for Algae Biotechnology.

Lebih Berguna

Sebuah studi 2014 yang dikutip dalam makalah saat ini oleh Mayfield dan timnya menemukan bahwa alga dapat menghasilkan biomassa 167 kali lebih berguna daripada jagung setiap tahunnya dengan menggunakan jumlah lahan yang sama. Model lain memperkirakan bahwastrainganggang yang ada berpotensi menggantikan 25 persen dari konsumsi protein Eropa.

Sebesar 50 persen dari total konsumsi minyak nabati saat ditanam di lahan yang tersedia yang saat ini tidak digunakan untuk tanaman tradisional. "Keuntungan terbesar adalah produksi protein per hektare," kata Mayfield. "Alga hanya mengerdilkan standar emas kedelai saat ini setidaknya 10 kali lipat, mungkin 20 kali lipat, lebih banyak produksi per hektar," imbuh dia.

Selain itu, beberapa spesies alga dapat tumbuh di air payau atau asin dan, setidaknya dalam satu kasus, air limbah dari pengoperasian produk susu yang berarti air tawar dapat dicadangkan untuk kebutuhan lain. Secara nutrisi, banyak spesies ganggang kaya akan vitamin, mineral, dan terutama makronutrien yang penting bagi makanan manusia, seperti asam amino dan asam lemak Omega-3.

Untuk menjadi kandidat makanan manusia, perlu diciptakanstrainalga terbaik. Tantangan masih ada, dimulai dengan menemukan atau mengembangkan galur alga yang dapat memenuhi kriteria berupa hasil biomassa tinggi, kandungan protein tinggi, profil nutrisi lengkap, dan kondisi pertumbuhan paling efisien dalam hal penggunaan lahan, kebutuhan air, dan input nutrisi.

Dalam makalah tersebut, penulis UCSD menjelaskan berbagai alat ilmiah yang tersedia untuk menghasilkan sifat yang paling diinginkan untuk produk alga yang layak secara komersial. Sebagai contoh, satu eksperimen yang diterbitkan sebelumnya menggambarkan peningkatan astaxanthin, pigmen antioksidan yang telah terbukti memiliki berbagai manfaat kesehatan, melalui mutasi genetik yang ditargetkan.

Eksperimen mutagenik lainnya mampu meningkatkan hasil biomassa dan kandungan protein untuk galur alga yang berbeda, terutama ketika ditanam dalam jus sorgum manis yang sederhana dan murah. Mayfield mengatakan pendekatan yang paling mungkin untuk pengembangan komersial tanaman ganggang unggul akan melibatkan kombinasi pemuliaan tradisional dengan rekayasa molekuler.

"Inilah cara tanaman modern dikembangkan, jadi beginilah cara ganggang akan dikembangkan," kata Mayfield. "Keduanya tanaman satu terestrial dan satu air," imbuh dia.

Nutrisi dan hasil bukan satu-satunya pertimbangan. Beberapa penyesuaian warna, rasa, dan penurunan bau amis yang khas mungkin diperlukan untuk mengubah beberapa konsumen. Eksperimen lain telah menunjukkan kemampuan untuk memodifikasi sifat organoleptik ini sambil meningkatkan kandungan protein pada alga galur baru.hay/I-1