Email :  jurnalkonversi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A
U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A
KAJIAN SINGKAT POTENSI RANCANG BANGUN PABRIK OMEGA-3 (DHA) KEMURNIAN TINGGI BERBAHAN BAKU SPESIES AURANTIOCHYTRIUM DARI HUTAN BAKAU INDONESIA UNTUK MENUNJANG KETAHANAN PANGAN NASIONAL
Suhendra 1* , Hanifah Zahro 1 , Endah Sulistiawati 1 , Peter Neubauer 2 , Andri Hutari 2,3
1 Program Studi Teknik Kimia, Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta
2 Institute of Biotechnology, Technische Universität Berlin
3 Department of Biology, Muhammadiyah University of Prof. Dr. Hamka *dring.suhendra@gmail.com
ABSTRAK.  Asam  dokosaheksaenoat  atau  biasa  disingkat  DHA  adalah  asam  lemak  tak jenuh  ganda  (polyunsaturated  fatty  acid,  PUFA)  omega-3  yang  sangat  diperlukan  tubuh manusia. Kajian ini memaparkan usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk mengeksplorasi mikroalga  yang  kaya  DHA  dari  hutan  bakau  Indonesia.  Tahapan  tersebut  dimulai  isolasi mikroalga dari hutan bakau Indonesia dan penyimpanan kultur isolat murni dari mikroalga penghasil  DHA.  Selanjutnya,  diskusi  tentang  produktivitas  DHA  mikroalga  akan dipresentasikan  dan  dilanjutkan  dengan  kajian  prospek  teknologi  dan  aspek  teknologi untuk  ditingkatkan  menjadi  proyek  pembangunan  pabrik  omega-3  skala  komersial.  Hasil kajian  ini  menunjukkan  bahwa  sumber  daya  mikroba  penghasil  DHA  dari  spesies Aurantiochytrium  berlimpah  di  hutan  bakau  Indonesia.  Produktivitas  DHA  spesies Aurantiochytrium  Indonesia  tergolong  tinggi  dan  memungkinkan  untuk  ditingkatkan  lagi pada operasi fed-batch skala yang lebih besar. Pemaparan yang diajukan pada tulisan ini diharapkan  dapat  berkontribusi  dalam  memacu  pengembangan  teknologi  lebih  lanjut  di bidang  ini.  Harapannya  adalah  dibangunnya  sentra  produksi  omega-3  di  Indonesia  yang meningkatkan  nilai  tambah  ekonomi  untuk  negara  serta  berkontribusi  dalam  pemenuhan nilai  gizi  rakyat  pada  program  ketahanan  pangan  yang  gencar  dicanangkan  oleh pemerintah Indonesia.
Kata kunci : Asam Dokosahexaenoat (DHA), aurantiochytrium, mikroalga, omega-3
ABSTRACT. Docosahexaenoic acid or commonly abbreviated as DHA is a polyunsaturated fatty  acids  (PUFA)  that  is  required  by  human  body.  This  review  describes  the  efforts  that can be performed to explore DHA-rich microalgae from Indonesia's mangrove forests . The effort  begins  with  isolation  work  and  preservation  of  pure  isolates  of  DHA-producing microalgae from Indonesia's mangrove forests. Furthermore, discussion regarding the DHA productivity  of  microalgae  will  be  presented  and  continued  with  a  study  regarding  current available  technology  and  relevant  aspects  of  operational  and  plant  process  towards commercial  scale  of  the  omega-3  plant.  The  findings  in  this  study  indicate  that  DHA- producing  microbial  sources  of  Aurantiochytrium  species  are  abundant  in  Indonesia's mangrove forests. DHA productivity of Indonesian Aurantiochytrium species is comparably high and can be increased in higher scale of fed-batch operations . The review is expected to contribute in booting technological development in this field. Moreover, it is expected that there will be omega-3 production plant that increases economic added value for the country and contributes to fulfil national target of nutritional value in national food security program for Indonesian people which is intensively addressed by the Indonesian government.
Keywords : Docosahexaenoic acid (DHA), aurantiochytrium, microalgae, omega-3

## PENDAHULUAN
Omega-3  ( Docosahexaenoic  acid )  atau biasa  disingkat  DHA  adalah  asam lemak tak jenuh berantai Panjang yang sangat diperlukan tubuh manusia (Horrocks  dkk.,  1999).  Tubuh  manusia tidak  bisa  memproduksi  sendiri  zat  ini, sehingga  membutuhkan  asupan  dari luar.  Para  ahli  menyebutkan    bahwa tubuh manusia memerlukan sekitar 300 mg  omega-3  per  hari  (Swanson  dkk,
2012; Kris-Etherton dkk., 2009). Asupan  harian  omega-3  yang  cukup akan  mengurangi  resiko alzheimar , meningkatkan  kinerja  sel-sel  otak  dan mata  serta  mengurangi  resiko  penyakit jantung dan penyakit neurogical disorder  (Gustafson  dkk.,  2008).  Bagi balita, omega-3 akan menunjang pertumbuhan sel-sel saraf dan kesehatan penglihatan (Suphioglu dkk., 2010 dan Jørgensen, dkk., 2010).
Permintaan  produk  berbasis  omega-3 terus  meningkat  seiring  kesadaran konsumen  akan  manfaat  omega-3 untuk  kesehatan.  Tahun  2018,  pasar omega  3  diperkirakan  USD  2.29  milyar seiring  permintaan  signifikan  untuk nutrisi  kesehatan  di  berbagai  negara. Asia Pasifik diperkirakan menjadi market leader pada  2022  (sekitar  30% pasar  dunia)  seiring  kesadaran  hidup sehat di region ini (Grandviewresearch, 2019).
Beberapa  konsorsium  proyek  riset lintas negara tentang omega-3 di Eropa juga  menunjukkan  hasil  cerah  potensi produk  omega-3  di  masa  mendatang.
Keberhasilan tersebut kemudian mendorong pembangunan Joint
Venture Veramaris , sebuah konsorsium DSM  dan  Evonik  membangun  pabrik DHA  dengan  proyek  senilai  200  juta dollar  membuktikan  bahwa  produksi omega-3  sangat  menarik  dari  sudut pandang bisnis (Evonik, 2019). Indonesia  diperkirakan  akan  menjadi salah  satu  pangsa  pasar  omega-3 terbaik  dunia,  dikarenakan  Indonesia memiliki  penduduk terbesar  nomor  3 di Asia-Pasifik setelah Cina dan India. Pada  awalnya,  omega-3  didapat  dari ikan  dan  produk  olahan  ikan  dalam bentuk  minyak  ikan.  Produksi  minyak ikan  secara  komersial  semakin  mahal disertai  tantangan  lingkungan  yang tercemar  yang  mempengaruhi  kualitas ikan. Berdasarkan hal tersebut,
microalgae menjadi  penghasil omega-3
yang  berkualitas,  aman  dan  ramah lingkungan. Sumber
microalgae terjangkau  dan  banyak  tersedia,  yaitu ekosistem  hutan  bakau  (Singh  dkk.,
2014). Menurut fakta, Indonesia memiliki 60% hutan bakau dunia, maka dengan  kajian  dan  riset  yang  terarah
akan berpotensi memperoleh mikroalga terbaik penghasil omega-3 dari
Indonesia.
Oleh  karena  itu,  tulisan  ini  bertujuan memberikan  gambaran  umum  potensi pengembagan teknologi produksi
omega-3  yang  berasal  dari  mikroalga dari  hutan  bakau  di  Indonesia.  Kajian ini  diawali  dari  tahapan  isolasi  dan  uji laboratorium  terkini  untuk  mikroalga dari hutan bakau Indonesia. Selanjutnya,  diskusi  tentang  kualitas akan dipresentasikan
dilanjutkan dengan  kajian  prospek  teknologi  dan aspek  teknologi  untuk  ditingkatkan menjadi  proyek  pembangunan  pabrik omega-3 skala komersial.

## METODOLOGI
a.  Isolasi Mikroalga

## a.1. Mikroalga penghasil DHA
Pada  awalnya  mikroalga  yang  dikenal sebagai
penghasil DHA yang menjanjikan  adalah: Crypthecodinium cohnii (Sijtsma  and  de  Swaaf,  2004).
Dalam perkembangan berikutnya
banyak  ditemukan  kelemahan  dalam produksi DHA menggunakan C. Cohnii . Riset  selanjutnya  menemukan  sumber daya  mikrobiologi  ( microbial  resources ) yang unggul dari kelompok Thraustochytrids .  Tiga  dari  species  ini dikenal penghasil DHA yang tinggi yaitu Aurantiochytrium, Schizochytrium, Ulkenia , Thraustochytrium .  Hasil  kajian
Aasen et  al. (2016) menunjukkah bahwa mikroalga yang memiliki
produktivitas paling tinggi adalah Aurantiochytrium . Spesies Aurantiochytrium atau Schizochytrium ditemukan  melimpah dalam  sedimen  hutan  bakau  dan  lebih adaptif  dengan  tingkat  oksigen  yang rendah dan kondisi fisik yang berfluktuasi (misalnya suhu dan salinitas) dibandingkan spesies Thraustrochytrids dan Ulkenia (Fan dkk.,  2002;  Kamlangdee,  2003).  Fakta ini  mengutungkan  untuk  produksi  skala industri karena ada transisi waktu untuk aklimatisasi (penyesuaian) dengan kondisi  lingkungan  kultivasi  (budidaya) akan menjadi lebih ekonomis, misalnya
Kajian singkat potensi rancang bangun pabrik omega-3 (DHA) kemurnian tinggi berbahan baku spesies aurantiochytrium dari hutan bakau indonesia untuk menunjang ketahanan pangan nasional (Suhendra, Hanifah Zahro, Endah Sulistiawati, Peter Neubauer, Andri Hutari)
jika  proses  berlangsung  dalam  kondisi transfer oksigen yang rendah. Mikroorganisme  yang  ditemukan  di area lumpur hutan bakau telah beradaptasi  dengan  tekanan  ekologis seperti  dinamika  suhu,  keterbatasan oksigen serta salinitas yang berfluktuasi. Thraustochytrids sebenarnya tidak disebut mikroalga, tetapi dalam penggunaan orang awam masih disebut sebagai mikroalga. Thraustochytrids bertindak sebagai pengurai untuk meluruhkan daun bakau dan  mengubah  daun  bakau  yang membusuk menjadi nutrisi yang berguna  bagi  mikroorganisme  lain dalam  ekosistem  bakau,  yang  akan menguntungkan  ikan  dan  invertebrata dalam ekosistem. Selain
itu,
Thraustochytrid yang berasal dari daerah  beriklim  sedang  menghasilkan lebih banyak DHA dibandingkan dengan biomassa, sementara dari galur subtropis  lain  menghasilkan  biomassa lebih  banyak  tetapi  kadar  DHA  lebih rendah (Bowles dkk., 1999).
a.2. Isolasi dan karakterisasi mikroalga
Tahapan  awal  produksi  DHA  dari mikrolaga  adalah memilih strain terbaik untuk  dibudidayakan.  Isolasi  mikroalga dari habitatnya merupakan cara terbaik untuk  memperoleh strain mikroalga penghasil  DHA.  Setelah  didapatkan strain yang  diinginkan,  dilakukan  tahap
screening (pemilahan) untuk mendapatkan strain mikroalga  terbaik yang  dapat  menghasilkan  DHA  sesuai target  proses,  keamanan  produk  dan biaya operasi yang ekonomis.
Isolasi Thraustochytrid dilakukan dengan  metode  pelapisan  langsung
(Honda dkk., 1999); Puspananda
(2012)).  Menurut  metode  ini,  isolasi mikroalga dilakukan dengan mengambil daun  bakau  yang  jatuh  di  perairan bakau yang berwarna kuning dan coklat kehitaman ( Rhizopora sp. Dan Avicennia sp .), lalu dikumpulkan. Langkah selanjutnya adalah pengembangbiakan dalam kultur standar.
Upaya  isolasi  mikroalga  dari  hutan bakau  Indonesia  dilakukan  oleh  Hutari dan  Neubauer  (2015).  Pengambilan sampel  dilakukan  di  dua  hutan  bakau, yaitu  Lampung  (pulau  Sumatera)  dan Banten  (pulau  Jawa).  Isolat  murni kemudian  ditumbuhkan  dalam  kaldu cair  M1,  dicampur  dengan  gliserol (konsentrasi  akhir  15%)  dan  disimpan dalam  nitrogen  cair  untuk  pengawetan jangka  panjang  atau  digoreskan  pada agar  M1  pada  suhu  kamar  untuk pengawetan  jangka  pendek  (sekitar  1 bulan)  hasil  isolat  dapat  dilihat  pada Gambar  1.  Isolat  murni  juga  dapat disimpan  pada  suhu  -80  °C  selama lebih  dari  enam  puluh  hari  dengan menambahkan gliserol (40 %) ke dalam kaldu  kultur  lama  48  jam  dalam  botol cryopreservation .
Gambar  1  menunjukkan mikrograph dari strain  Aurantiochytrium pada  fasa pertumbuhan.  Seperti  tampak  dalam gambar,  mikroorganisme unicelllular tersebut  mengandung lipid di  dalam selnya.  Isolasi Thraustochytrids dari habitat bakau Indonesia telah diidentifikasi  sesuai  dengan  urutan gen 18S rRNA sesuai metoda yang dilakukan  Honda et.al .  (1999)  dan
Nikahara et  al .  (1996).  Setelah  itu dilakukan ekstraksi dengan kit pemurnian  DNA  Genomik  Wizard® (Promega,  AS)  untuk  mendapatkan genom DNA kemudian dilakukan analisis  filogenetik  molekuler  dan Gen
Database disimpan  dalam GenBank Nucleotide NCBI.

## Gambar 1. Mikrograph
Aurantiochytrium dari hutan bakau Indonesia yang berhasil diisolasi (diadopsi dari Hutari dan Neubauer,
2018). Garis hitam pada micrograph mewakili skala 10 mikrometer.
Semua  isolat  dalam  kajian  Hutari  dan Neuebauer  pada  tahun  2015  dan  2018 menunjukkan  profil  asam  lemak  yang serupa dan diidentifikasi sebagai spesies Aurantiochytrium .  Urutan  gen parsial  18S  rRNA  dari  empat  isolat (LA21,  LA22,  LR52,  LR60)  disimpan  di
GenBank masing-masing dengan nomor KY970083, KY970084, KY970085, KY970085 dan KY977402.
Aurantiochytrium LR52  hasil  isolasi mikroalga  dari  hutan  bakau  Indonesia memberikan  bukti  lebih  lanjut  bahwa area  hutan  bakau  yang  dipilih  adalah reservoir  alami  yang  menarik  untuk kajian Thraustochytrids lebih  lanjut. Aurantiochytrium yang dihasilkan dianalisa komposisinya dan menunjukkan  hasil  sebagai  mirkoralga dengan kemampuan untuk menghasilkan DHA tinggi. Selain mikroalga yang disolasih memiiki kandungan DHA tinggi, hal penting lain dari mikroalga yang diisolasi Hutari dan Neubauer adalah kandungan Docosapentaenoic  Acid (22:5ω6,  DPA) sangat rendah dibandingkan Aurantiochytrium dari kajian sebelumnya.  Tabel  1  menunjukkan  list kandungan DPA Strain Aurantiochytrium dengan tingkat pertumbuhan  tinggi, kadar  asam  lemak tinggi,  profil  asam  lemak  sederhana dan  kadar  DPA  rendah  (n-6)  lebih disukai  sebagai  kandidat  mikroba  laut untuk produksi DHA komersial.
Tabel 1. Perbandingan persentase kandungan DPA (n-6) (%) terhadap total fatty acid (TFA) dari bebeberapa strain Aurantiochytrium or Schizochytrium Strain Kandungan (n-6) DPA (%TFA) Referensi Aurantiochytrium limacinum SR21 6 – 10 Honda dkk.,1999 Aurantiochytrium sp. T66 7 –16 Jakobsen dkk., 2008 Aurantiochytrium sp. BR-MP4-A1 6.6 Li dkk. 2009 Aurantiochytrium mangrovei BL10 6 – 8.5 Gao dkk., 2013
Aurantiochytrium sp. SD116 9.12 Chaung dkk., 2012 Aurantiochytrium sp. mh0186 4.3 – 14.8 Taoka dkk., 2009 Aurantiochytrium sp. LR52 2.4 – 4.6 Hutari dan Neubauer (2015) dan kajian ini *: (% DPA of DHA); TFA: b.  Parameter Produksi

## b.1. Target produksi
Berdasarkan batasan pertumbuhan mikroalga, karakter produk dan kemananan  produk,  maka  produksi DHA  berbahan  mikroalga  memiliki target sebagai berikut: a)  DHA tinggi b)  DCW tinggi c)  DPA rendah d)  Keamanan produk e)  Biaya  operasi  (nutrien  dan energi) rendah Batasan  kelima  hal  tersebut  harus diterapkan  pada  produksi  DHA  skala industri. Dengan target tersebut,
diharapkan  produksi  DHA  mencapai skala ekonomis pabrik.

## b.2. Standar proses
Kajian pendahuluan menunjukkan bahwa  produksi  DHA  optimum  sangat tergantung  pada  parameter  proses seperti  jenis strain ,  jenis  dan  jumlah nutrien, jumlah oksigen terlarut, konsentrasi garam (misal: garam sintetis)  dan  suhu  (Park  dkk.,  2016; Yaguchi dkk. 1997; Yokochi dkk., 1998;
de Swaaf, 2003).
Jenis strain menentukan  hasil  DHA optimum  karena  tiap strain memiliki produktivitas berbeda dalam menghasilkan  jumlah  DHA.  Setiap strain juga memiliki ketahanan berbeda terhadap  gangguan  operasi  mendadak ( operating  shock )  sehingga  sangat krusial  dalam  keberlanjutan  proses (Barclay  dkk,  2005;  Singh  and  Ward, 1996;  Yang  dkk.  2010;  Singh  dkk., 1996). Setiap
strain memiliki ketergantungan  suhu  proses  yang berbeda.
Produktifitas DHA oleh strain mikroalga tergantung  pada  suhu  operasi,  maka
Kajian singkat potensi rancang bangun pabrik omega-3 (DHA) kemurnian tinggi berbahan baku spesies aurantiochytrium dari hutan bakau indonesia untuk menunjang ketahanan pangan nasional (Suhendra, Hanifah Zahro, Endah Sulistiawati, Peter Neubauer, Andri Hutari)
jenis strain sangat  penting  dalam penghematan  biaya  produksi.  Proses yang  dikehendaki  membutuhkan strain yang  tangguh  terhadap  gangguan lingkungan  seperti  perbedaan  tekanan dan  suhu  mendadak  serta  memiliki produktivitas tinggi dengan suhu proses yang  sedekat  mungkin  dengan  suhu lingkungan  (Hillig  dkk.,  2014;  Hillig, 2014).
Nutrient berperan  sebagai  sumber makanan untuk mikroorganisme heterothropi untuk  dikonversi  menjadi produk yang diinginkan. Nutrient utama mikroorganisme penghasil DHA bersumber  dari  karbon  dan  nitrogen. Jenis  bahan  sebagai  sumber  nutrien untuk  produksi  DHA  hingga  saat  ini adalah glukosa (sumber karbon), (NH 4 ) 2 SO 4 (AS,  ammonium  sulfat), Monosodium  Glutamate ;  YE: yeast extract (YE), corn  steep  solids (CSS), dan ammonium  acetat (AS), triptone dan peptone sebagai  sumber  nitrogen (Barclay, 2005).
Osmoregulasi  adalah  kemampuan  sel sebuah organisme untuk mempertahankan  ketegaran  ( turbidity ) selnya. Osmoregulasi yang baik relevan  dengan  mekanisme  glukosa uptake dan  kemampuan  mengkonversi menjadi biomass dan lipid sebuah  sel. Menurut  Yang,  dkk.  (2010), strain dari spesies Aurantiochytrium sejauh  ini dapat  tumbuh  dengan  baik  dalam konsentrasi glukosa hingga 140 g/L.
Artificial  Salt  Water  (ASW) (atau  istilah lain Salt  Ocean  Water  (SWO)) juga dipakai  untuk  mengatur  osmoregulasi. ASW atau SWO adalah garam  sintetis, karena  umumnya  produksi  DHA  skala laboratorium  ataupun  industri  tidak menggunakan  garam  laut.  Bahan  yang umum  dipakai  adalah  NaCl  dan/  atau KCl.  Mikroalga  penghasil  DHA  selama ini tumbuh di habitatnya sekitar 35 g/L.
Aurantiochytrium  sp. LR52  memiliki prospek  cerah  sebagai strain terbaik untuk produksi DHA. Alasan itu didasari beberapa  alasan,  antara  lain  mampu tumbuh  dalam  konsentrasi  glukosa tinggi  (100  -  150  g/L),  dimana  pada konsentrasi  ini  dapat  menghambat
mikroorganisme penghasil
DHA lainnya, semisal C. cohnii yang terbatas pertumbuhannya pada konsentrasi
glukosa  maksimum  25  g/L  (Hillig  dkk., 2013).  Selain  itu,  riset  Hutari  dan Neubauer  menunjukkan  bahwa strain LR52  juga  tumbuh  baik  dalam  kultur batch dengan konsentrasi SOW rendah (1,8  g/L). Strain yang  tumbuh  dalam konsentrasi glukosa tinggi dan
konsentrasi  rendah  air  garam  bisa menjadi  model  organisme  yang  bagus untuk  penelitian  dalam  osmoregulasi (Hillig, 2014).
Nutrisi  diperlukan  untuk perkembangan mikroalga.  Sumber  karbon  digunakan untuk menghasilkan lipid dan biomassa,  sementara  nitrogen  dan pospor  berperan  dalam  pembelahan sel. Umumnya sumber nitrogen organik adalah  yeast  ekstrak  (YE),  sementara sumber nitrogen inorganic adalah Corn Steep  Solid (CSS)  atau Corn  Steep Liquor (CSL) (de Swaaf, 2003).

## b.3. Alat operasi
Salah satu alat operasi yang menentukan keberhasilan produksi biomassa  dan  lipid  dari  mikroalga adalah jenis biorekator yang digunakan untuk  pembiakan  (cultivation)  alga. Jenis bioreaktor yang digunakan menentukan karakteristik transfer oksigen ke medium pembiakan. Umumnya, aktivitas
mentransfer oksigen  pertumbuhan  sel  bagi  mikroba yang  sensitive  terhadap  keterbatasan oksigen (Singh dkk., 1996).
Oleh karenanya, diperlukan alat operasi yang menjamin transfer oksigen
dengan  baik.  Satuan  yang  dijadikan rujukan  umum  untuk  transfer  oksigen adalah k L A ,  semakin  tinggi  nilainya berarti  transfer  oksigen  semakin  baik pada alat tersebut dan berarti kemampuan alat tersebut untuk mentransfer  oksigen  ke  dalam  medium semakin cepat. Pada reaktor berpengaduk  ( buffle  reactor )  memiliki k L A lebih tinggi sementara pada reaktor tidak  berpengaduk  oksigen  tertransfer k L A lebih rendah (Singh dkk., 1996).
Akan tetapi, semakin tinggi k L A
berpotensi  membuat  stress  fisiologis karena ada guncangan akibat pengadukan  dan  transfer  gas.  Kondisi stress  fisiologis  ini  tidak  baik  untuk pertumbuhan  mikroalga.  Salah  satu inovasi untuk mengatasi kendala tersebut  adalah  dengan  solusi tube spin ,  dimana  oksigen  transfer  lebih cepat  tetapi shear  forces  stress (stress karena guncangan) lebih rendah.
Secara umum, pada proses pengkulturan  ( cultivation )  dalam  fasa pertumbuhan  nilai k L A tidak  boleh tinggi,  sehingga  pengadukan  pada medium  tidak  cocok  (Barclay  dkk., 2005).  Produksi  DHA  dengan C.  cohnii sangat  sensitif  pada  aktivitas  transfer oksigen pada fasa pertumbuhan.
Kelebihan  LR50  dari C.  Cohnii adalah LR50 relatif lebih tahan terhadap stress daripada C. cohnii .
Sejauh  ini, Aurantiochytrium  sp .  LR52 tumbuh  baik  di  labu  Ultra  Yield ™ dengan  konsentrasi  glukosa  awal  100 g/L,  volume  kerja  200  mL  dan kecepatan  agitasi  200  rpm  (Hutari  dan Neubauer,  2018).  Kultur  menunjukkan nilai pH stabil (sekitar 6,5) sampai akhir budidaya.  Setelah  92  jam,  semua glukosa  dikonsumsi  dan  DCW  aplikasi 31  g/L  tercapai.  Penambahan  glukosa dan  amonium  sulfat  menunjukkan bahwa  DCW  masih  dapat  ditingkatkan, tetapi  konsumsi  glukosa  lebih  rendah selama  fase  produksi  dibandingkan dengan fase
pertumbuhan.
Kecenderungan  penurunan  jumlah  sel pada  fase  produksi  sementara  DCW meningkat,  mungkin  disebabkan  oleh penurunan  pembelahan  sel  sementara sel  cenderung  memperbesar  secara homogen  dan  volume  kultur  meningkat karena penambahan glukosa dan amonium sulfat. Tabel  2  menunjukkan  perbandingan kemampuan berbagai strain Aurantiochytrium pada berbagai kondisi proses dan operasi yang berbeda. Dari tabel 2 ini menunjukkan bahwa
produksi DHA dengan Aurantiochytrium LR52 memiliki keunggulan dibandingkan  dengan strain lainnya, antara  lain  potensi  kandungan  DHA lebih  tinggi,  biomassa  lebih  banyak, nutrisi  lebih  sedikit,  tahan  terhadap perubahan  lingkungan  (mampu  hidup pada  SOW  relatif  lebih  rendah  dan glukosa relatif lebih tinggi).
Sebagai  contoh,  LR52 menghasilkan    , berat  cell  kering  dengan  strain  LR52 dibandingkan ketujuh riset sebelumnya. Selain  itu,  hasil  fermentasi  mikroalga menggunakan LR52 mampu menghasilkan kandungan omega-3
yang  lebih  tinggi  disbanding  ketujuh riset lainnya.
Berdasarkan  fakta  di  atas,  untuk menurunkan  biaya  operasi  produksi DHA maka fokus riset ke depan adalah mencari  solusi  sumber  nutrisi  yang lebih murah dan desain alat yang tepat.

## b.4. Produksi skala industri
Secara  umum,  tahapan  produksi  DHA skala  industri  terdiri  dari  (i)  pembuatan inokulum                (pembibitan)  kultur mikroalga  (ii)  produksi  biomassa  kaya DHA (iii) pemanenan kultur (iv)
separasi  biomassa  (v)  ekstraksi  lipid ber-DHA  tinggi    pemurnian  produk  (vi) recycle sisa biomassa (Posten, 2018).
Pengembangan  sistem  produksi  DHA berbahan  baku  alga  yang  ekonomis diperoleh  dengan  optimisasi  tiap  tahap ini.  Biomassa  dan  produktifitas  DHA dari  tiap  sel  alga  perlu  ditingkatkan untuk memperoleh skala ekonomis dan kelayakan produksi.
Oleh  karenanya,  setelah  dipastikan kualitas  dan  keamanan  produknya, kajian  analisa  kelayakan  teknis  dan ekonomis  diperlukan    untuk  produksi DHA
skala komersial yang mempertimbangkan  kelayakan  teknis, total  investasi,  total  biaya  operasi  dan total keuntungan bersih.
Kajian singkat potensi rancang bangun pabrik omega-3 (DHA) kemurnian tinggi berbahan baku spesies aurantiochytrium dari hutan bakau indonesia untuk menunjang ketahanan pangan nasional (Suhendra, Hanifah Zahro, Endah Sulistiawati, Peter Neubauer, Andri Hutari)
Tabel 2.  Perbandingan strain species Aurantiochytrium , jenis tempat pembiakan, waktu kultivasi, jenis nutrisi serta berat sel kering ( dry cell weight / DCW) dan yield DHA pada skala laboratorium. Strain Tipe flask, working volume (mL) waktu (jam) Sumber Karbon Sumber Nitrogen DCW (g/L) DHA yield (g/ L) Referensi Aurantiochytrium limacinum SR21 NF, 50 144 glycerol CSS, ammonium acetate 37.9 6.56 Chi, dkk (2009) Aurantiochytrium sp. B-072 NF, 100 62 glucose MSG 36 6.0 Chaisawang dkk (2012) Aurantiochytrium sp. 4W-1b NF, 200 96 glucose tryptone 20 1.58 Nakazawa et.al (201) Aurantiochytrium sp. SW1 NF, 100 96 glucose YE, MSG 13.2 3.6 Manikan dkk (2015) Aurantiochytrium sp. mh0186 NF, 40 96 glucose YE 6.7 0.8 Taoka dkk (2005) Aurantiochytrium mangrovei Sk- 02 BF, 100 23 glucose YE 14.7 1.8 Chodchoey dkk (2012) Aurantiochytrium sp. KRS101 BF, 200 168 glucose YE 22.1 3.12 Jiang dkk (2004) Aurantiochytrium sp. LR52 UYF, 200 144 glucose YE, (NH 4 ) 2 SO 4 38 9.2 Hutari & Neubauer (2015)
Singkatan: NF: Normal flask; BF: Baffled flask; UYF: Ultra Yield flask; SB: serum bottle; MSG: monosodium glutamate; YE: yeast extract; CSS: corn steep solids
Gambar  2  menggambarkan  diagram alir  produksi  omega-3  skala  industri. Tahap  pertama  adalah  pembiakan  dari inokulum mikroalga di reaktor pembibitan  ( seed  reactor, R01).  Bibit (strain/galur)  mikroalga  terpilih  diambil dari penyimpanan kriogenik ( cryo preservation )  dimasukkan  ke  dalam reaktor  dengan  diberikan  medium  (dari V02)  untuk  pertumbuhan.  Reaktor  V01 ini bertujuan untuk penyesuaian mikroalga  terhadap  kondisi  lingkungan (aklimatisasi)  bertahap,  mulai  dari kondisi dengan glukosa rendah kemudian bertahap ditingkatkan konsentrasinya.  Setelah  waktu  tertentu bibit  yang  dikembangkan  kemudian dialirkan  ke  reaktor  produksi,  R02,
sebagai tempat utama mikroalga berkembang dan memproduksi omega- 3.  Setelah  produksi  selesai,  produk difiltrasi  dengan  pemisah  (S,  umumnya jenis disk separator) untuk memisahkan sel dan supernatan. Sel kering ditampung  ke  dalam  wadah  biomassa kering, V-03. Selanjutnya sel yang telah dipisahkan  dikeringkan  dengan freeze drier, F,  untuk  mendapatkan dried  cell (sel  kering),  sementara yeast pada medium  dipisahkan  dari  air  (misal dengan vacuum drier ) untuk
mendapatkan  yeast  yang  kemudian dikompres.  Untuk  memperoleh  DHA dried  cell kemudian  diekstraksi  dan dilakukan pemurnian lanjutan.

## Gambar 2. Diagram alir  produksi omega-3 dari mikroalga pada skala industri

## KESIMPULAN
Dibandingkan dengan produk yang ada di  dunia,  kandidat strain LR52  memiliki kemampuan  menghasilkan  cell  kering dengan  kandungan  omega-3  tertinggi, produktivitas  mikroalga  tertinggi  dan potensi diproduksi dengan biaya rendah,  tahan  stres  fisiologis  serta kandungan DPA rendah.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa spesies Aurantiochytrium berlimpah  di habitat  bakau. Aurantiochytrium  sp . LR52 sebagai spesies Aurantiochytrium unggul  dapat  dipilih  sebagai  kandidat terbaik  untuk  produks  omega-3  skala industri. LR52 menunjukkan profil asam lemak sederhana dengan DHA sebagai PUFA  utama  dengan  konten  DPA rendah (n-6).
Budidaya  dalam  labu  Ultra  Yield  ™ menunjukkan LR52 menghasilkan produktivitas DHA lebih tinggi dibandingkan dengan C. cohnii
menggunakan platform budidaya  yang sama.  Produktivitas  DHA  selanjutnya dapat ditingkatkan dengan menggunakan operasi fed-batch maupun budidaya berkelanjutan. Dalam konteks  ini  pertumbuhan  yang  cepat, ketanguhan strain ini  terhadap  stress lingkungan  seperti  konsentrasi  glukosa tinggi dan pembatasan oksigen terutama reproduksi DHA selama pertumbuhan  di  seed  reaktor  adalah keuntungan yang signifikan yang dimiliki strain LR52. Pemaparan  yang  diajukan  pada  tulisan ini  diharapkan  dapat  berkontribusi dalam memacu pengembangan teknologi  lebih  lanjut  di  bidang  ini. Harapannya adalah dibangunnya sentra  produksi  omega-3  di  Indonesia yang meningkatkan nilai tambah ekonomi untuk negara serta
berkontribusi  dalam  pemenuhan  nilai gizi  rakyat  pada  program  ketahanan pangan  yang  gencar  dicanangkan  oleh pemerintah Indonesia.

## DAFTAR PUSTAKA
Aasen I.M., Brautaset T., , Ertesvåg H.,
Vadstein O., Bjerka, T.M., Ellingsen T., 2016. Thraustochytrids  as  production organisms  for  docosahexaenoic acid (DHA), squalene, and carotenoids. Appl Microbiol Biotechnol (2016) 100:4309 – 4321. Armenta,  R.  E.  and  M.C.  Valentine. 2013.  Single-Cell  Oils  as  a Source  of  Omega-3  Fatty  Acids: An Overview of Recent Advances. J. Am. Oil Chem. Soc. 90: 167 –182.
Barclay,  W.,  Weaver,  C.  and  J.  Metz.
2005. Development of a
docosahexaenoic  acid  production technology  using  Schizochytrium: a historical perspective. In: Cohen Z,  Ratledge  C  (eds)  Single  cell oils.  AOCS  Press,  Champaign, Illinois, pp 36 –47.
Kajian singkat potensi rancang bangun pabrik omega-3 (DHA) kemurnian tinggi berbahan baku spesies aurantiochytrium dari hutan bakau indonesia untuk menunjang ketahanan pangan nasional (Suhendra, Hanifah Zahro, Endah Sulistiawati, Peter Neubauer, Andri Hutari)
Bowles, R.D., Hunt, A.E., Bremer, G.B., Duchars,  M.G.  and  R.A.  Eaton. 1999. Long-chain n-3 polyunsaturated fatty acid production  by  members  of  the marine protistan group the thraustochytrids: screening of isolates and optimization of docosahexaenoic acid production. J. Biotechnol. 70: 193 –202. Chaisawang, M., Verduyn, C., Chauvatcharin, S. and M. Suphantharika.  2012.  Metabolic networks  and  bioenergetics  of Aurantiochytrium sp. B-072 during sorage  lipid  formation.  Brazilian Journal of Microbiology 43: 1192 –
1205. Chaung, K-C., Chu, C-Y., Su, Y-M., and Y-M. Chen. 2012. Effect of culture conditions on growth, lipid content, and fatty acid composition  of  Aurantiochytrium mangrovei  strain  BL10.  AMB Express 2(42): 1 –11.
Chi,  Z.Y.,  Liu,  Y.,  Frear,  C.  and  S.L. Chen,  S.L.  2009.  Study  of  a  two- stage  growth  of  DHA  producing marine  algae  Aurantiochytrium limacinum  SR21  with  shifting dissolved  oxygen  level.  Appl. Microbiol.  Biotechnol.  81:  1141 – 1148.
Chodchoey,  K.  and  C.  Verduyn.  2012.
Growth,  fatty  acid  profile  in  major lipid  classes  and  lipid  fluidity  of Aurantiochytrium mangrovei Sk02
as a function of growth temperature.  Braz.  J.  Microbiol. 43(1): 187 –200. de Swaaf, M.E. 2003. Docosahexaenoic acid production by the marine alga Crypthecodinium cohnii. PhD Disseration. Technische Universiteit Delft. Evonik, 2019, https://corporate.evonik.de /de/pages/article.aspx?articleId=1 089 ; online akses: 27 April 2019. Fan,  K.W., Vrijmoed, L.L.P. and E.B.G. Jones. 2002. Physiological studies  of  subtropical  mangrove thraustochytrids.  Botanica  marina 45: 50 –57.
Gao, M., Song, X., Feng, Y., Li, W., and Q.  Cui.  2013.  Isolation  and characterization of Aurantiochytrium  species:  high docosahexaenoic acid (DHA) production  by  the  newly  isolated microalga,  Aurantiochytrium  sp.
SD116.  Journal  of  Oleo  Science 62(3): 143 –151.
Grandviewresearch,  2019, https://www. grandviewresearch. com/ industry-analysis/ omega-3- market ;  online  akses  27  April
2019.
Gustafson,  K.M.,  Colombo,  J.  and  S.E. Carlson.  2008.  Docosahexaenoic acid and cognitive function: Is the link  mediated  by  the  autonomic nervous  system?  Prostaglandins Leukot.  Essent.  Fatty  Acids.  79: 135 –140.
Hillig, F., Porscha, N., Junne, S. and P.
Neubauer.  2014.  Growth  and docosahexaenoic  acid  production performance  of  the  heterotrophic marine microalgae Crypthecodinium  cohnii  in  the wave-mixed  single-use  reactor CELL-tainer.  Eng.  Life  Sci.  14:
254 –263.
Hillig,  F.  2014.  Impact  of  cultivation conditions  and  bioreactor  design on docosahexaenoic acid production  by  a  heterotrophic marine  microalgae.  A  scale  up study. PhD Dissertation, Technische Universität Berlin. Hillig, F., Annemüller, S., Chmielewska, M., Pilarek, M., Junne, S., and P. Neubauer. 2013. Bioprocess Development in Single-Use Systems for Heterotrophic Marine Microalgae.  Chemie  Ingenieur Technik 85(1 –2): 1–10. Horrocks,  L.  and  Y.  Yeo.  1999.  Health benefits of Docosahexaenoic acid (DHA). Pharmacological Research 40(3): 211 –225. Honda,  D.,  Yokochi,  T.,  Nakahara,  T., Raghukumar, S., Nakagiri,A., Schaumann, K. and T. Higashihara. 1999. Molecular phylogeny  of  labyrinthulids  and thraustochytrids  based  on  the sequencing  of  18S  ribosomal
RNA gene. J. Eukaryot. Microbiol.
46(6): 637 –647. Hutari,  A.  and  Neubauer,  P.  2015. Isolation  of  Thraustochytrids  from Indonesian  Mangroves  Habitat Containing High Amount of Docosahexaenoic  Acid  (DHA). Tag der Bioteknologie, Berlin. Hutari,  A.  and  Neubauer,  P.  2018. Improvement of docosahexaenoic acid (DHA) production in TubeSpin®  Bioreactor  600  by newly  isolated  Aurantiochytrium sp.  LR52.  Tag  der  Bioteknologie, Berlin. Jakobsen,  A.N.,  Aasen,  I.M.,  Josefsen, K.D.  and  A.R.  Størm.  2008. Accumulation of docosahexaenoic acid-rich lipid in thraustochytrid  Aurantiochytrium sp. strain T66: effects of N and P starvation and O2 limitation. Appl. Microbiol.  Biotechnol.  80(2):  97 –
306. Jiang, Y., Fan, K-W., Wong, R.T-Y. and F. Chen. 2004. Fatty Acid Composition and Squalene Content  of  the  Marine  Microalga Schizochytrium mangrovei. J. Agric.  Food  Chem.  52:  1196 – 1200.
Jørgensen,  M.H.,  Hernell,  O.,  Hughes, E.L.  and  K.F.  Michaelsen.  2001. Is  There  a  Relation  between Docosahexaenoic Acid Concentration  in  Mothers’  Milk and  Visual  Development  in  Term Infants?  Journal  of  Pediatric Gastroenterology  and  Nutrition 32: 293 –296.
Hillig, F., Porscha, N., Junne, S. and P.
Neubauer.  2014.  Growth  and docosahexaenoic  acid  production performance  of  the  heterotrophic marine microalgae Crypthecodinium  cohnii  in  the wave-mixed  single-use  reactor CELL-tainer.  Eng.  Life  Sci.  14: 254 –263. Hillig,  F.  2014.  Impact  of  cultivation conditions  and  bioreactor  design on docosahexaenoic acid production  by  a  heterotrophic marine  microalgae.  A  scale  up study. PhD Dissertation, Technische Universität Berlin. Hillig, F., Annemüller, S., Chmielewska, M., Pilarek, M., Junne, S., and P. Neubauer. 2013. Bioprocess Development in Single-Use Systems for Heterotrophic Marine Microalgae.  Chemie  Ingenieur Technik 85(1 –2): 1–10. Kamlangdee,  N.  and  K.W.  Fan.  2003. Polyunsaturated fatty acids production  by  Schizochytrium  sp. isolated from mangrove. Songklanakarin  J.  Sci.  Technol. 25(5): 643 –650.
Kris-Etherton,  P.  M.,  Grieger,  J.  A,  & Etherton,  T.  D.  (2009).  Dietary reference  intakes  for  DHA  and EPA. Prostaglandins, Leukotrienes,  and  Essential  Fatty Acids, 81(2-3), 99-104. Li, Q., Chen, G-Q., Fan, K-W., Lu, F-P.,
Aki,  T.  and  Y.  Jiang.  2009. Screening and Characterization of Squalene-Producing
Thraustochytrids from Hong Kong Mangroves. J. Agric. Food Chem. 57:  4267 –4272. Manikan,  V.,  Nazir,  M.Y.M.,  Kalil,  M.S., Isa, M.H.M., Kader, A.J.A., Yusoff, W.M.W., and A.A. Hamid. 2015. A new strain of
docosahexaenoic  acid  producing microalga from  Malaysian  coastal waters. Algal Research 9: 40 –47. Nakahara, T., Yokochi, T., Higashihara, T., Tanaka, S., Yaguchi, T. and D. Honda. 1996. Production of docosahexaenoic and docosapentaenoic acids by
Schizochatrium  sp.  isolated  from Yap  Islands.  J.  Am.  Oil.  Chem. Soc. 73: 1421 –1426. Park,  J.M.,  Kim,  C.K.,  La,  Y.W.  and Y.B. Seo. 2016. Microalgae Aurantiochytrium sp. LA3 (KCTC12685BP)  and  method  for preparing  bio-oil  using  the  same.
US  Patent  2016/0102328  A1,  14 Aug 2016.
Nakazawa,  A.,  Matsuura,  H.,  Kose,  R., Ito,  K.,  Ueda,  M.,  Honda,  D., Inouye,  I.,  Kaya,  K.  and  M.M. Watanabe.  2012.  Optimization  of biomass and fatty acid production by  Aurantiochytrium  sp.  strain 4W-1b.  Procedia  Environmental Sciences 15: 27 –33.
Kajian singkat potensi rancang bangun pabrik omega-3 (DHA) kemurnian tinggi berbahan baku spesies aurantiochytrium dari hutan bakau indonesia untuk menunjang ketahanan pangan nasional (Suhendra, Hanifah Zahro, Endah Sulistiawati, Peter Neubauer, Andri Hutari)
Posten C., 2018. Integrated Bioprocess Engineering. De Gruyter, Germany. Puspaananda, H. 2012. Isolasi mikroalga Thrautochytrids penghasil asam dokosaheksanoat (DHA) (Skripsi Sarjana S1, Universitas  Indonesia).  Diunduh dari http://lib.ui.ac.id/file?file=digital/20
310086-S43007-
Isolasi%20mikroalga.pdf Sijtsma,  L.  and  M.E.  de  Swaaf.  2004. Biotechnological  production  and application of the  -3 polyunsaturated fatty acid docosahexaenoic acid. Appl. Microbiol.  Biotechnol.  64:  146- 153. Singh,  A.  and  O.P.  Ward.  1996. Production  of  high  yields  of docosahexaenoic acid by Thraustochytrium  roseum  ATCC 28210. Journal of Industrial Microbiology  and  Biotechnology 16(6): 370 –373.
Singh,  A.,  Wilson,  S.  and  O.P.  Ward.
1996. Docosahexaenoic acid (DHA) production by Thraustochytrium sp. ATCC 20892.  J.  Microbiol.  Biotechnol.
12: 76 –81.
Singh,  P.,  Liu,  Y.,  Li,  L.  and  G.  Wang. 2014.  Ecological  dynamics  and biotechnological  implications  of thraustochytrids from marine habitats. Appl. Microbiol. Biotechnol. 98: 5789 –5805.
Suphioglu,  C.,  De  Mel,  D.,  Kumar,  L.,
Sadli,  N.,  Freestone,  D.  and  A.
Michalczyk.  2010.  The  omega-3 fatty acid, DHA, decreases neuronal cell death in association with  altered  zinc  transport.  FEBS
Letters 584: 612 –618.
Swanson,  D.,  Block,  R.  and  S.A. Mousa.  2012.  Omega-3  Fatty Acids  EPA  and  DHA:  Health Benefits  Throughout  Life.  Adv. Nutr. 3: 1 –7.
Taoka,  Y.,  Nagano,  N.,  Okita,  Y., Izumida,  H., Sugimoto, S. and M.
Hayashi. 2009. Influence of culture temperature on the
growth, lipid content and fatty acid
composition  of  Aurantiochytrium sp. strain mh0186. Mar. Biotechnol. 11: 368 –374.
Yaguchi,  T.,  Tanaka,  S.,  Yokochi,  T., Nakahara, T.  and T.  Higashihara. 1997. Production of high yields of docosahexaenoic acid by Schizochytrium  sp.  strain  SR  21. J.  Assoc.  Oil  Chem.  Soc.  74: 1431 –1434. Yang,  H.-L.,  Lu,  C.-K.,  Chen,  S.-F., Chen,  Y.-M.  and  Yi-Min  Chen. 2010. Isolation and Characterization  of  Taiwanese Heterotrophic Microalgae: Screening of Strains for Docosahexaenoic Acid (DHA) Production.  Mar.  Biothecnol.  12: 173 –185. Yokochi, T., Honda, D., Higashihara, T. and Nakahara, T. 1998. Optimization  of  docosahexaenoic acid production by Schizochytrium  limacinum  SR21. Appl.  Microbiol.  Biotechnol.  49: 72 –76.