NAMA:AJI DWI WASKITONIM

:131710101053KELAS:THP-BDevelopment of a Defined Medium for Arachidonic AcidProduction by Mortierella alpina Using a Visualization Method1. Jenis dan sifat mikroba

Mortierella alpina adalah jamur filamen yang biasa ditemukan di tanah, Mortierella alpina tergolong dalam subdivisi Mucoromycotina, mikroba ini telah dianggap sebagai organisme model oleaginous yang sangat penting untuk dipahami metabolisme lipidnya, karena Mortierella alpina mampu menghasilkan asam lemak tak jenuh essensial seperti asam lemak omega 3, dan asam lemak omega 6. (Shinmen, et,. Al, 1992)Jamur Mortierella alpina juga merupakan jamur penghasil AA dan DHGA yang cukup tinggi, asam lemak hasil sintesis M. alpina merupakan polipeptida tunggal yang mengandung semua domain katalitik yang diperlukan untuk sintesis asam lemak dari asetil - CoA dan malonil - CoA, sedangkan di kebanyakan fungi enzim ini terdiri dari dua polipeptida . Mortierella alpina menghasilkan campuran kompleks gliserolipid, gliserofosfolipid dan sphingolipids, sebaliknya hanya dua lipid sterol utama, desmosterol dan 24 (28) - metilen - kolesterol, yang dapat terdeteksi.

Pertumbuhan jamur Mortierella alpina relatif memerlukan medium yang sederhana dan dibandingkan dengan siklus pertumbuhan ikan/hewan, pertumbuhan jamur ini relatif lebih singkat, sehingga ditinjau dari segi ekonomi, akan lebih menguntungkan memproduksi asam lemak tersebut dalam skala besar dari sumber jamur.

Pertumbuhan jamur ini optimum pada pH 5 dan dengan suhu antara 20C sampai 25C dan tidak seperti mikroba lain dari Mucoromycotina, Mortierella spp. diketahui tidak menyebabkan penyakit pada tanaman, hewan, atau manusia.2. Jenis dan sifat metabolitAsam arakidonat (AA atau ARA) adalah asam lemak tak jenuh yang memiliki rantai panjang dan termasuk dalam kelompok omega-6 yang merupakan metabolit sekunder dari Mortierella alpina (stadler and Keller, 2008). ARA memiliki peranan penting dalam proses metabolisme sebagai prekursor prostaglandin, leukotrien dan tromboksan, oleh karena itu, ARA telah banyak diterapkan di bidang kedokteran, farmasi, kosmetik, industry makanan, pertanian dan bidang lainnya.

struktur kimia dari asam arakidonat adalah asam karboksilat dengan rantai panjang 20-karbon dan obligasi empat cis-double, ikatan ganda pertama terletak pada karbon nomor enam dari ujung omega.

Berbagai fungsi fisiologis ARA yang telah diketahui misalnya, perlindungan mukosa lambung, pengobatan psoriasis kulit, membunuh sel tumor, dan peningkatan metabolism lipid pasien sirosis.3. Faktor-faktor yang berpengaruh pada pertumbuhan mikroba dan produksi metabolit/enzima. Mekanisme produksiasam palmitat (C16: 0), asam stearat (C18: 0) dan asam oleat (C18: 1) secara signifikan lebih banyak dihasilkan dari asam lemak lain kecuali ARA (C20: 4). C18: 1 diubah menjadi asam linoleat (C18: 2) oleh membran terikat -12 desaturase pada metabolisme hasil biosintesis ARA. Dan beberapa penelitian menunjukkan bahwa itu diaktifkan oleh ion-ion logam seperti Mg2+, Mn2 + dan Zn2 + . Dalam studi ini, konsentrasi MgSO4 7H2O dalam medium optimum adalah 26 kali lipat lebih tinggi daripada control, dengan demikian, akumulasi ARA jauh meningkat dibandingkan dengan kontrol. C16: 0, C18: 0 dan C18: 1 menurun, sementara ARA meningkat bersama-sama dengan asam lemak lainnya. Alasannya mungkin bahwa selama fase stasioner dengan konsentrasi nitrogen yang rendah, fluks karbon akan melalui jalur glikolisis menurun dan konsumsi glukosa akan relatif rendah. Kemudian, precursor disimpan diubah menjadi asam lemak tak jenuh.Cara ekstraksi minyak yang paling baik menggunakan metoda Bligh and Dyer (1959) menggunakan pelarut chloroform, dan untuk mengoptimalkan ekstraksi, sampel miselianya dilakukan penghancuran.b. Model fermentasi

Karakteristik fermentasi Mortierella alpina diselidiki dalam menanggapi berbagai sumber nitrogen, sehingga didapatkan medium yang tepat dalam optimasi produk ARA, pada fermentasi ini digunakan model fermentasi batch karena metabolit sekunder dari Mortierlla alpina yang diperlukan yaitu asam arakidonat. (Jinmia, et,. Al, 2010)Pada dasarnya nitrogen yang digunakan memiliki konsentrasi nutrisi yang setara dalam media kultur. Media yang disterilisasi terlebih dahulu menggunkan autoklaf pada suhu 115 C selama 30 menit. Inokulum disiapkan dalam 250 ml labu berputar berisi medium 50 ml. Kultur ditumbuhkan selama 3 hari pada suhu 25 C dengan kecepatan agitasi 120 rpm. Kemudian bioreaktor yang mengandung medium fermentasi pada suhu 25 C dengan kecepatan pengadukan 120 rpm, dan pH 6,0. c. Faktor pertumbuhan

Faktor pertumbuhan dari Mortierella alpina yaitu tumbuh optimum pada suhu 25C dengan kisaran PH 5-6, namun PH tidak lah terlalu berpengaruh pada produksi metabolit sekunder dari Mortierella alpina, pada percobaan ini digunakan PH 6 namun tetap mengahsilkan asam arakidonat (Indrati, 2002). Ketersediaan glukosa dan nitrogen juga cukup penting karena glukosa merupakan sumber carbon bagi pertumbuhan Mortierella alpina Pada penelitian ini diperoleh komposisi medium untuk produksi minyak yang tinggi yaitu mengandung glukosa sebanyak 2 10 % dan yeast ekstrak 0,5 %. Kondisi pertumbuhannya adalah pada pH 6 dan suhu 25C.

Pengaruh berbagai sumber nitrogen pada pertumbuhan sel, komposisi asam lemak, asam arakidonat (ARA), dan konsentrasi lemak total juga berpengaruh. Ketika ekstrak ragi digunakan sebagai sumber nitrogen tunggal, glukosa benar-benar kelelahan pada akhir fermentasi. Berat sel kering maksimum yang diperoleh dari media dengan ekstrak ragi sebagai sumber nitrogen memiliki konsentrasi total lipid tertinggi. Natrium nitrat adalah sumber nitrogen yang menguntungkan untuk akumulasi ARA, dan tertinggi ARA persentase total asam lemak diperoleh, 35,9%. Urea diidentifikasi sebagai sumber nitrogen yang menguntungkan untuk produksi ARA, konsentrasi ARA tertinggi diperoleh dari urea adalah 5,8 g / l. Dibandingkan dengan sumber nitrogen anorganik, senyawa nitrogen organik yang menguntungkan bagi kedua pertumbuhan sel dan jumlah akumulasi lipid.d. Faktor produksifaktor-faktor yang memperngaruhi produksi antara lain koefisien perpindahan oksigen, konsentrasi DO (dissolved oxygen), agitasi, dan kecepatan ujung impeller. (Hiruta et al, 1996)Sehingga diperlukan fermenter dengan faktor yang optimum untuk mendapatkan optimasi produksi dari Mortierella alpina.4. Structure function relationship dari substrat atau produk/metabolit

Optimasi medium dan penambahan substrat diperlukan untuk mendapatkan produk yang optimum, sehingga dilakukan penelitian untuk mencari medium yang tepat untuk pertumbuhan Mortierella alpina sehingga dapat mengoptimalkan produksi metabolitnya, jika ditarik kesimpulan kedua nya sangat berhubungan dengan didapatkankan nya medium yang tepat dan diketahui substrat yang cocok untuk digunakan sebagai sumber nutrisi mikroba yng digunakan maka akan dihasilkan produuk yang optimum.

Pengaruh berbagai sumber nitrogen juga akan berpengaruh terhadap optimasi produk, pada penelitian ini didapatkan bahwa Natrium nitrat memiliki optimasi terbesar dengan ara yang diperoleh sebanyak 35,9%.Karena mode fermentasi yang digunkan yaitu fermentasi batch yang notabene tidak melakukan penambahan substrat sehingga dihasilkan metabolit sekunder yang beruba arachidonic acid. Bligh,E.G. and Dyer,W.J. 1959. A rapid method for total lipid extraction and purification. Can.J.Biochem.Physiol. 37:911-917.Hiruta, O., T. Futamura, H. Takebe, A. Satoh, Y. Kami-saka, T. Yokochi, T. Nakahara, and O. Suzuki (1996) Optimization and scale-up of -linolenic acid production by Mortierella ramanniana MM 15-1, a high -linolenic acid producing mu- tant. J. Ferment. Bioeng. 82: 366-370.Indrati, Retno.2002. Produksi Minyak Kaya Asam Lemak Tidak Jenuh (Arachidonic Acid Dan Dihomo Gamma-Linolenic Acid) Dari Jamur Oleogenous Morterella alpina. Yogyakarta : UGMJinmiao Lu & Chao Peng ., Xiao-Jun Ji., Jiangying You., Leilei Cong., Pingkai Ouyang & He Huang.2010. Fermentation Characteristics of Mortierella alpina in Response to Different Nitrogen Sources. Appl Biochem Biotechnol (2011) 164:979990 DOI 10.1007/s12010-011-9189-z

Shinmen, Y., Kawashima, H., Shinmen, S. & Yamada, H. (1992). Concentration of eicosapentaenoic acid and docosapentaenoic acid in an arachidonic acid-producing fungus, Mortierella alpina IS-4, grown with fish oil. Appl Microbiol Biotechnol 38, 301-304.Stadler M, Keller NP, 2008. Paradigm shifts in fungal secondary metabolite research. Mycological Research 112, 127-130.