Protein Sel Tunggal: Pengertian, Jenis, & Keunggulannya

Kebutuhan protein perlahan mulai menjadi perhatian. Asupan protein dibutuhkan untuk manusia, hewan, tumbuhan, dan seluruh makhluk hidup. Terdapat dua jenis protein, yaitu protein konvensional dan nonkonvensional.

Saat ini, terdapat pembudidaya akuakultur yang masih memanfaatkan tepung ikan sebagai sumber protein konvensional. Menurut Khotimah dkk (2021), protein konvensional merupakan sumber protein yang didapatkan dari produk hewani dan nabati.

Protein nonkonvensional merupakan protein yang bersumber dari mikroorganisme sebagai bahan baku utama. Protein sel tunggal menjadi salah satu bentuk dari inovasi protein nonkonvensional. 

Protein sel tunggal memang belum sepopuler jenis protein konvensional. Namun, kehadirannya mampu mendorong budi daya akuakultur yang efisien dan berkelanjutan sebagai alternatif protein konvensional.

Apa Itu Protein Sel Tunggal?

Dilansir dari penelitian Maryana dkk (2016), protein sel tunggal merupakan hasil dari kumpulan mikroorganisme yang memiliki tingkat protein tinggi. Protein sel tunggal atau PST tergolong ke dalam jenis protein nonkonvensional.

Berbeda dengan protein konvensional yang mengandalkan sistem produksi tradisional, singel cell protein diproduksi dengan prosedur modern yang tidak membutuhkan tempat yang luas, pertumbuhannya cepat, dan mampu memenuhi kebutuhan protein. 

Protein sel tunggal dapat diproduksi melalui pemanfaatan bakteri, khamir, jamur filamen, dan mikroalga. Masing-masing sumber PST memiliki bentuk dan karakteristik yang berbeda.

Mikroorganisme Penghasil Protein Sel Tunggal dan Manfaatnya

1. Bakteri 

Bakteri adalah mikroorganisme bersel tunggal yang memiliki ukuran sangat kecil. Ukuran bakteri yang kecil tidak dapat dilihat oleh mata sehingga dibutuhkan mikroskop untuk mengamatinya. Bakteri tidak memiliki membran inti dan organel bermembran seperti yang dimiliki oleh sel hewan maupun tumbuhan. 

Singkatnya, bakteri diibaratkan seperti “pabrik biologis mini” yang mampu tumbuh dan berkembang dengan baik dan cepat saat berada di kondisi lingkungan yang tepat dan banyak nutrisi yang tersedia.

Karakteristik utama dari bakteri ada pada kemampuannya yang dapat tumbuh di banyak tempat, seperti tanah, air, udara, hingga di saluran pencernaan makhluk hidup. Terdapat bakteri yang merugikan juga yang menguntungkan. 

Terdapat tiga jenis bakteri yang tergolong sebagai bakteri penghasil protein sel tunggal, yaitu methylophilus methylotrophus, bacillus subtilis, dan pseudomonas fluorescens. 

Methylophilus methylotrophus merupakan bakteri penghasil biomassa protein tinggi yang digunakan untuk pakan ternak. Karakteristik utama yang dimiliki oleh bakteri ini adalah mengandung protein sekitar 65–75% dan dapat tumbuh menggunakan metanol.

Bacillus subtilis tergolong sebagai bakteri penghasil protein sel tunggal sekaligus berperan sebagai probiotik pada pakan ternak. Bakteri tersebut menghasilkan enzim pencernaan, seperti protease, amilase, dan lipase.

Bakteri pseudomonas fluorescens juga berperan sebagai penghasil biomassa protein serta berperan dalam proses dekomposisi bahan baku organik. Bakteri ini memiliki kemampuan metabolisme yang beragam. 

2. Khamir (Yeast)

Khamir atau yeast merupakan kelompok mikroorganisme jamur bersel satu. Jenis mikroorganisme ini hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop karena ukurannya yang tidak bisa dilihat hanya menggunakan penglihatan saja. 

Mikroorganisme tersebut dapat tumbuh dengan cepat, khususnya jika melalui proses pertunasan yang memanfaatkan gula sebagai sumber energi. 

Terdapat beberapa jenis khamir yang mampu menghasilkan protein sel tunggal, yaitu saccharomyces cerevisiae, candida utilis, dan candida tropicalis.

Saccharomyces cerevisiae merupakan jenis khamir yang paling banyak digunakan dalam produksi protein sel tunggal. Mikroorganisme tersebut berperan sebagai sumber protein dalam pakan ternak, sebagai penghasil vitamin B kompleks, dan dapat meningkatkan sistem imun.

Candida utilis sama seperti saccharomyces cerevisiae yang menjadi produsen protein sel tunggal yang terkenal di industri budi daya. Jenis khamir tersebut memproduksi protein sebesar 50–60% dengan memanfaatkan limbah industri dan molase sebagai bahan dasarnya.

Candida tropicalis memproduksi protein sel tunggal dengan memanfaatkan limbah organik, seperti limbah pertanian dan agroindustri. Jenis khamir ini menghasilkan protein 45–55% sehingga berpotensi menjadi sumber protein alternatif pada pakan ternak.

3. Jamur Filamen (Kapang)

Jamur filamen atau kupang merupakan jamur mikroskopis yang terbentuk oleh berbagai sel (multiseluler). Tubuhnya tersusun atas benang-benang halus yang disebut hifa.

Kumpulan hifa berkumpul membentuk jaringan miselium yang mampu menyerap nutrisi di lingkungan sekitarnya. Jamur filamen tergolong sebagai organisme eukariotik karena memiliki sel sejati serta organel lengkap. 

Dalam inovasi protein sel tunggal, jamur filamen berperan sebagai produsen biomassa berprotein tinggi yang dimanfaatkan sebagai bahan baku pakan. Selain protein, jamur filamen menghasilkan enzim pengurai yang mampu meningkatkan nutrisi pada bahan pakan. 

Terdapat beberapa jenis jamur filamen yang familier digunakan sebagai penghasil protein sel tunggal, yaitu aspergillus niger, aspergillus oryzae, dan rhizopus oligosporus.

Aspergillus niger banyak dimanfaatkan sebagai penghasil protein bersel tunggal sebab mampu menghasilkan biomassa protein serta mampu menghasilkan enzim pengurai secara bersamaan. Enzim yang dihasilkan efektif dalam mendekomposisi serat pada bahan pakan.

Aspergillus oryzae dikenal luas dalam industri fermentasi karena mampu menghasilkan enzim amilase dan enzim protease dalam jumlah yang relatif tinggi.

Rhizopus oligosporus dikenal sebagai bahan baku dalam proses fermentasi tempe dan tahu. Rhizopus oligosporus berperan meningkatkan kandungan protein dan menurunkan senyawa anti-nutrisi yang terkandung di dalam bahan pakan nabati.

Baca juga: Cara Mengelola Pakan Ikan Lele Agar Hemat Biaya

4. Mikroalga 

Mikroalga termasuk ke golongan organisme mikroskopis yang umumnya hidup di lingkungan perairan yang mampu berfotosintesis menggunakan cahaya matahari, karbon dioksida, dan air untuk memproduksi biomassa.

Karakteristik yang membedakan mikroalga dengan tiga mikroorganisme sebelumnya adalah ia mampu menghasilkan omega 3, karotenoid, serta menghasilkan berbagai senyawa bioaktif yang mampu meningkatkan kesehatan dan sistem imun

Dalam teknologi protein sel tunggal, peran mikroalga serupa dengan bakteri, khamir, dan jamur filamen, yaitu sebagai penghasil biomassa berprotein tinggi yang bermanfaat bagi pakan. 

Salah satu jenis mikroalga yang terkenal sebagai penghasil protein sel tunggal adalah spirulina platensis atau juga dikenal sebagai arthrospira platensis Jenis mikroalga tersebut mengandung protein sekitar 55–70%.

Selain protein, spirulina mengandung β-karoten, fikosianin, vitamin B kompleks, zat besi, dan antioksidan. Dalam budi daya akuakultur, spirulina digunakan untuk meningkatkan pertumbuhan, memperbaiki warna tubuh ikan, dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh ikan.

Keunggulan Protein Sel Tunggal bagi Budi Daya Perairan

Setelah mempelajari definisi serta jenis mikroorganisme penghasil protein sel tunggal, tidak dapat dimungkiri bahwa single cell protein berpotensi besar dalam budi daya akuakultur sebagai pemenuhan sumber protein pada ternak. 

Apa saja keunggulan PST untuk dalam budi daya akuakultur? Ini dia 7 keunggulan protein sel tunggal yang wajib kamu tahu!

1. Kandungan Protein dan Asam Amino Tinggi 

Dalam dunia budi daya akuakultur, kebutuhan akan protein untuk budi daya semakin meningkat. Dibutuhkan adanya dorongan inovasi yang menghasilkan produk protein tinggi sebagai pilihan lain dari protein konvensional.

Single cell protein menjadi jawaban dari inovasi protein nonkonvensional. Melalui bakteri, jamur, khamir, dan mikroalga, protein sel tunggal memiliki banyak kandungan, seperti protein dan asam amino.

Menurut penelitian Samadi dkk (2012), protein sel tunggal menjadi salah satu bahan baku pakan ternak yang memiliki kadar protein yang tinggi sekitar 60%. Kadar protein tersebut menambah potensi protein sel tunggal dapat dijadikan sebagai sumber protein alternatif.

Beberapa mikroorganisme penghasil PTS menghasilkan asam amino yang cenderung lengkap dan seimbang. Keunggulan dari sisi protein dan asam amino mampu mendukung pertumbuhan, efisiensi metabolisme tubuh, dan meningkatkan penyerapan nutrisi.

2. Daya Cerna Relatif Tinggi 

Beberapa mikroorganisme produsen protein sel tunggal, seperti aspergillus niger dan pseudomonas fluorescens menghasilkan enzim pengurai yang bekerja secara optimal dalam proses dekomposisi serat pada bahan pakan menjadi molekul sederhana. 

Proses dekomposisi yang optimal dalam proses pembuatan pakan ikan mampu mendorong pencernaan ternak dapat mencerna dan menyerap kebaikan nutrisi. 

Tingkat kecernaan yang tinggi pada pakan ikan dengan mikroorganisme protein sel tunggal berdampak langsung pada efisiensi penggunaan pakan dan dapat menekan jumlah asupan nutrien yang terbuang ke lingkungan.

3. Potensi Memperbaiki Nilai Feed Conversion Ratio (FCR)

Feed Conversion Ratio atau FCR merupakan uji efisiensi pada penggunaan pakan dalam budi daya akuakultur. Uji FCR mampu menghasilkan jumlah pakan yang harus diberikan demi meningkatkan 1 kg bobot ikan.

Misalnya, pembudidaya memberikan 150 kg pakan dan menghasilkan 100 kg pertambahan bobot ikan. Pembudidaya dapat membagi besaran pakan (150 kg) dan pertambahan bobot ikan (100 kg). Jadi, dibutuhkan 1,5 kg pakan untuk meningkatkan 1 kg bobot ternak.

Sejalan dengan uji FCR, kecernaan pakan yang baik mampu memperbaiki nilai FCR. Semakin rendah nilai FCR-nya, maka semakin sedikit pula pakan yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg bobot ternak.

Dampaknya, biaya produksi untuk membeli pakan dapat ditekan secara optimal dan signifikan. Hal tersebut memengaruhi aspek efisiensi dan penghematan para pembudidaya.

Baca juga: 5 Cara Membuat Pakan Ikan Sendiri Dengan Biaya Yang Hemat & Pasti Cuan

4. Hadir Sebagai Pengganti Tepung Ikan

Dalam industri budi daya akuakultur, para pembudidaya masih cenderung memanfaatkan protein konvensional berupa tepuk ikan sebagai bahan baku pakan. 

Protein sel tunggal hadir sebagai formulasi strategis pengganti tepung ikan sebagai bahan baku pakan ternak. Hal tersebut didorong oleh produksi tepung ikan yang mengandalkan ikan segar yang semakin hari kian berkurang. 

Kelangkaan pasokan ikan membuat harga jual tepung ikan semakin lama semakin meningkat tiap tahunnya. Pemanfaatan protein sel tunggal sebagai alternatif sumber protein berdampak pada ekosistem perairan dan menjaga stabilitas pasokan bahan baku pakan ternak.

5. Alur Produksi yang Menguntungkan

Mikroorganisme penghasil protein sel tunggal dapat berkembang sangat cepat dengan durasi waktu kira-kira dalam hitungan jam atau hari. Berbeda dengan sumber protein nonkonvensional yang membutuhkan waktu produksi relatif panjang.

Selain itu, mikroorganisme penghasil protein sel tunggal mampu hidup di lahan yang sempit sehingga tidak membutuhkan lahan pertanian atau peternakan yang luas. Keunggulan tersebut sangat penting di tengah keterbatasan lahan produksi di masa sekarang.

Aspek efisiensi waktu dan lahan nampak pada proses produksi spirulina. Waktu produksi hanya memakan waktu kira-kira 5–7 hari lebih cepat 15–20 kali lipat dari durasi produksi sumber protein konvensional. 

Dengan media pertumbuhan yang cukup sederhana, spirulina mampu menghasilkan protein sekitar 15–25 ton per hektar. Perkiraan tersebut lebih tinggi dari produksi protein peternakan dan pertanian yang hanya memuat sekitar 0,1–2 ton protein per hektar saja. 

Durasi pertumbuhan yang relatif singkat dan media produksi yang tidak rumit menjadikan mikroorganisme penghasil sel tunggal sebagai pilihan sumber protein tetap karena mampu menstabilkan produksi pakan tanpa adanya keterbatasan sumber daya alam.

6. Senyawa Bioaktif Kaya Manfaat

Selain menghasilkan protein sel tunggal, beberapa jenis mikroorganisme penghasil protein sel tunggal menghasilkan senyawa bioaktif lain yang dapat menguntungkan budi daya akuakultur. 

Pada beberapa jenis Khamir, terdapat di antaranya yang menghasilkan senyawa β-glukan dan mannan oligosakarida (MOS) yang baik untuk meningkatkan respons kekebalan tubuh pada ikan serta ternak akuakultur lain. 

Pada beberapa jenis mikroalga, ada yang menghasilkan klorofil, antioksidan, karotenoid, dan fikosianin yang berperan dalam meningkatkan sistem kesehatan, memperbaiki pigmentasi kulit, hingga meningkatkan kekebalan terhadap tekanan lingkungan dan serangan penyakit.

Dengan berbagai keunggulan dari berbagai senyawa tersebut, mikroorganisme penghasil protein sel tunggal tidak hanya berperan sebagai pemenuhan kebutuhan nutrisi, melainkan mendukung kehidupan ternak dengan peran yang fungsional.

7. Mendukung Budi Daya Akuakultur Berkelanjutan

Produksi protein sel tunggal mendukung keberlanjutan budi daya akuakultur dengan prinsip ekonomi hijau dan inovasi berbasis sustainability dengan pemanfaatan limbah organik sebagai bahan baku produksi. 

Jenis mikroorganisme penghasil protein sel tunggal yang hadir dari kelompok penghasil enzim pengurai dapat memanfaatkan limbah pertanian, agroindustri, molase, hingga limbah sisa makanan sebagai bahan dasar yang dapat terurai menjadi molekul sederhana.

Pemanfaatan limbah organik tersebut dapat menurunkan harga produksi pakan ternak dan mampu membantu mengurangi pencemaran lingkungan akibat limbah yang terbuang sia-sia dengan mengubah limbah organik menjadi produk ramah lingkungan bernilai jual.

Baca juga: Program Tabungan Limbah ANGPHOT dukung Pengelolaan Ekonomi Sirkular di Pedesaan

Kesimpulan 

Industri budi daya akuakultur semakin maju dengan terciptanya inovasi produksi protein nonkonvensional melalui protein sel tunggal dengan memanfaatkan mikroorganisme sebagai media yang efisien. 

Keunggulan lain yang menonjol dari produksi protein sel tunggal adalah memanfaatkan limbah organik sebagai bahan bakunya. Inovasi tersebut tidak hanya menguntungkan dari sisi ekonomi berkelanjutan, melainkan juga menguntungkan dari sisi lingkungan.

Inovasi produk pakan ikan fermentasi yang ramah lingkungan pun mulai dikembangkan Salah satu produk pakan ikan fermentasi tinggi protein adalah Vitoma ANGPHOT. 

Dengan memanfaatkan limbah organik dan bakteri probiotik, Vitoma ANGPHOT membawa keuntungan dari segi kehematan biaya dan dari segi kesehatan ternak. Tertarik mencoba Vitoma ANGPHOT untuk pakan ikanmu? Silakan kunjungi toko resmi kami, ya!