Validasi Metode Analisis dan Pengaruh Pengeringan terhadap Kadar Mikrosistin Spirulina (Arthrospira platensis) dengan Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)

Abstract

Spirulina (Arthrospira platensis) merupakan mikroalga yang termasuk dalam kelas sianobakteria dan memiliki pigmen hijau-biru sehingga dapat melakukan fotosintesis. Spirulina umumnya diproduksi menggunakan sistem kultivasi atau budi daya. Metode yang dapat digunakan yaitu kultivasi pada kolam terbuka dan kolam tertutup atau semi tertutup. Kondisi spirulina pada proses budi daya perlu diperhatikan agar terhindar dari kontaminan berupa sianobakteria lain seperti Microcystis aeruginosa yang dapat memproduksi toksin mikrosistin. Produksi komponen toksin mikroalga dapat dipicu akibat adanya kondisi lingkungan yang tidak terkontrol. Sianobakteria M.aeruginosa tersebar secara luas di perairan dan dapat memproduksi toksin mikrosistin (MCs) yang berbahaya dan bersifat hepatotoksin yang dapat menyebabkan kerusakan hati. Mikrosistin merupakan heptapeptida siklik dengan dua variabel asam amino. Analisis mikrosistin dengan metode Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) adalah metode yang dapat mendeteksi dan mengkuantifikasi substansi dengan spesifik dan sensitif menggunakan prinsip antigen-antibodi. Data analisis mikrosistin akurat diperoleh dengan metode yang tervalidasi. Validasi metode merupakan cara memastikan konsistensi dan kemampuan metode melakukan analisis. Parameter analisisnya meliputi linieritas, akurasi, presisi dan reprodusibilitas. Metode yang telah tervalidasi diaplikasikan pada analisis mikrosistin produk serbuk kultur spirulina, serbuk sisa media, serbuk bubur spirulina, flake halus, dan bubuk spirulina komersial. Penelitian terdiri dari tiga tahapan yaitu ekstraksi mikrosistin dari produk berbasis spirulina, validasi metode analisis, dan aplikasi metode tervalidasi untuk penentuan kadar mikrosistin pada sampel spirulina. Metode indirect competitive ELISA dipilih untuk analisis. Metode ekstraksi sampel pada kondisi ekstraksi terbaik yaitu dengan pelarut metanol 50% tanpa sonikasi. Tahap validasi metode diawali dengan pembuatan kurva standar dan dihasilkan persamaan dalam bentuk semi logaritmik. Proses validasi metode dimulai dari analisis linieritas pada kurva standar, dengan melakukan transformasi data sumbu x ke dalam bentuk logaritma natural sehingga diperoleh persamaan regresi linier y = -21,6x + 23,9 dan R2 = 0,988. Persen rekoveri untuk parameter akurasi menghasilkan rata-rata 79,90 ± 17,97% yang memenuhi kriteria keberterimaan 40 – 120% untuk konsentrasi 1 µg/kg. Parameter presisi dapat diterima dengan nilai RSDa 12,21% < 2/3 RSD Horwitz yaitu 28,76%. Parameter reprodusibilitas menghasilkan RSDa 5,32% < RSD Horwitz yaitu 43,50% serta dilakukan analisis probabilitas dengan p-value 0,191 yang lebih tinggi dari 0,05 (p-value > 0,05) yaitu tidak ada perbedaan signifikan pada hasil analisis di waktu yang berbeda. Batas deteksi yang digunakan yaitu 0,1 µg/kg. Metode analisis yang telah tervalidasi diaplikasikan pada deteksi mikrosistin produk serbuk spirulina. Produk spirulina yang dianalisis berasal dari kolam semi tertutup dan terbuka. Kadar mikrosistin pada kolam semi tertutup menunjukkan sampel serbuk kultur memiliki nilai tertinggi yaitu 2,53 ± 0,97 µg/kg (basis basah). Perhitungan basis kering menunjukkan serbuk bubur spirulina memiliki kadar mikrosistin yaitu 1,42 ± 0,71 µg/kg (basis kering) berbeda nyata dengan sampel flake halus dan bubuk komersial yang memiliki nilai lebih rendah yaitu 0,23 ± 0,15 dan 0,31 ± 0,14 µg/kg (basis kering). Analisis kadar mikrosistin pada kolam terbuka menunjukkan kadar mikrosistin tertinggi pada sampel serbuk bubur spirulina yaitu 4,17 ± 1,84 µg/kg (basis kering) dan berbeda nyata dengan flake halus dan bubuk komersial yang memiliki konsentrasi lebih rendah yaitu 0,50 ± 0,18 dan 0,60 ± 0,20 µg/kg (basis kering). Adapun berdasarkan data yang diperoleh, kolam terbuka memiliki kadar mikrosistin yang lebih tinggi secara keseluruhan. Perbedaan konsentrasi mikrosistin pada kedua kolam dapat disebabkan oleh adanya perbedaan dari kondisi lingkungan kolam. Uji independent t test dilakukan pada serbuk bubur spirulina, flake halus, dan bubuk spirulina komersial dan diketahui nilai signifikansi yang diperoleh di bawah 0,05 (p-value < 0,05). Hasil ini menjelaskan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan pada konsentrasi mikrosistin di kedua kolam. Uji perbandingan dilakukan pada karakteristik fisik dan kimia antar kolam. Parameter salinitas menunjukkan hasil yang berbeda nyata dan diduga berpengaruh terhadap kepadatan sel pada kolam kultivasi. Salinitas diketahui dapat mempengaruhi keberlangsungan fotosintesis baik pada spirulina maupun M. aeruginosa. Koloni sel M. aeruginosa akan semakin besar pada salinitas yang lebih rendah, sehingga dapat ikut tersaring pada proses pemanenan spirulina. Pengeringan dengan udara panas juga dapat menjadi pengaruh pada konsentrasi mikrosistin yang lebih rendah pada sampel flake halus. Reduksi mikrosistin dari serbuk bubur spirulina menjadi flake halus memiliki rentang persentase nilai pada kolam semi tertutup yaitu 20,00% – 94,65% dan 66,14% – 94,80% pada kolam terbuka. Pengolahan spirulina menyebabkan kerusakan pada mikrosistin karena adanya proses pemanasan, sehingga kadar yang terdeteksi menjadi lebih rendah. Adapun hal ini dapat disebabkan oleh adanya perubahan atau kerusakan epitop pada antigen mikrosistin. Bubuk spirulina komersial yang diproduksi olehg PT Algaepark Indonesia Mandiri terbukti memiliki kadar mikrosistin yang lebih rendah dibandingkan dengan produk lainnya dari berbagai negara.