Leucaena adalah tanaman yang mudah dibudidayakan dan mengandung banyak protein, menjadikannya sumber protein yang banyak digunakan. Leucaena adalah bahan makanan sumber protein yang murah dan mudah didapat karena tanaman ini dapat tumbuh di mana saja. Selain memiliki kandungan protein yang tinggi antara 23 dan 30 persen, Leucaena juga memiliki kandungan natrium, kalsium, dan fosfor yang tinggi. Leucaena mengandung banyak karbohidrat dan serat, serta mineral penting seperti kalium, kalsium, dan fosfor, yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan nutrisi. Tanaman sangat membutuhkan semua unsur hara untuk pertumbuhan dan perkembangan.
Fotosintesis adalah proses biokimia yang luar biasa di mana tanaman, termasuk mikroalga, menggunakan energi matahari, air (H2O), dan karbon dioksida (CO2) untuk mengubah karbon dioksida, air, dan oksigen. Sebagian dari energi kimia yang dihasilkan dari proses fotosintesis adalah biomassa dan oksigen. Dua tahap utama fotosintesis adalah tahap terang dan tahap gelap. Pada tahap terang, pigmen fotosintesis seperti klorofil menyerap energi cahaya dan memicu fotolisis air untuk melepaskan elektron dari molekul air. Elektron mengalir melalui rantai transport elektron untuk menghasilkan ATP dan NADPH. Dalam siklus Calvin, senyawa organik dibuat dari CO2 yang diambil dari udara pada tahap gelap. Pada tahap terang, energi yang dihasilkan dari tahap terang (ATP dan NADPH) digunakan untuk mengubah CO2 menjadi glukosa dan senyawa organik lainnya.
Nitrogen, termasuk mikroalga, sangat penting untuk pertumbuhan tanaman. Mikroalga, seperti spesies alga lainnya, membutuhkan nitrogen untuk memproduksi protein, asam nukleat, pigmen, dan bagian sel lainnya. Dalam proses penyerapan, nitrogen masuk ke dalam sel mikroalga. Mikroalga menyerap nitrat dan nitrit dari lingkungan sekitarnya selama proses penyerapan. Amonia yang ditemukan di dalam sel kemudian digunakan untuk pertumbuhan mikroalga. Mikroalga juga dapat menggunakan amonium sebagai sumber nitrogen. Spesies mikroalga dan kondisi lingkungan menentukan apakah amonium atau nitrat lebih disukai.
Sama seperti nitrogen, fosfat memainkan peran penting dalam pertumbuhan mikroalga. Salah satu nutrien esensial mikroalga yang diperlukan untuk berbagai proses biokimia, seperti sintesis DNA, RNA, ATP, dan membran sel. Untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya, mikroalga mengambil fosfat dari lingkungan sekitarnya. Fosfat dalam bentuk anorganik, seperti ion fosfat (PO43-), adalah yang paling umum. Fosfat masuk ke dalam sel mikroalga melalui penyerapannya dari lingkungan sekitar dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut, seperti garam fosfat. Kemudian, fosfat diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh sel mikroalga dan juga digunakan oleh mikroalga sendiri untuk proses pertumbuhan. Senyawa fosfat organik kompleks diubah oleh mikroalga menjadi fosfat anorganik yang dapat digunakan langsung oleh sel mikroalga dengan bantuan enzim fosfatase. Setelah sel mikroalga menyerap fosfat, enzim lain seperti adenilat kinasa dan guanilat kinasa berpartisipasi dalam sintesis ATP, yang merupakan sumber energi utama sel.
Diameter sel mikroalga dapat mempengaruhi produksi lipid, karena sel yang lebih kecil cenderung tumbuh lebih cepat dan menyerap nutrisi lebih baik, termasuk nutrisi yang diperlukan untuk produksi lipid. Mikroalga dapat menghasilkan energi kimia dari matahari melalui proses fotosintesis, yang salah satunya disimpan dalam bentuk lipid. Ukuran sel mikroalga, bagaimanapun, dapat sangat berbeda antar spesies dan bahkan di antara spesies yang sama. Ukuran sel mikroalga dapat dipengaruhi oleh suhu, intensitas cahaya, dan ketersediaan nutrisi. Lipid tidak larut dalam air tetapi dapat larut dalam pelarut organik seperti benzena, eter, dan kloroform. Lipid adalah bagian penting dari makanan karena mengandung banyak energi dan membantu melarutkan beberapa jenis vitamin. Seperti tanaman lainnya, mikroalga mampu berfotosintesis dan menyimpan energi dalam bentuk lipid. Fotosintesis mengubah energi matahari menjadi energi kimia, yang kemudian disimpan dalam lipid dalam proses biosintesis lipid mikroalga.
Dalam lingkungan dengan kadar nutrien (N) yang terbatas, sel mikroalga menjadi lebih peka terhadap biosynthetic pathway untuk mengakumulasi lipid. Dalam lingkungan dengan kadar nutrien (N) yang terbatas, mikroalga mensintesis karbon pada proses glikolisis, yang menghasilkan glyceraldehid-3-phosphate (G3P), yang kemudian diubah menjadi piruvat dan acetyl co-A. Dalam kondisi ini, kandungan pa Hal ini menyebabkan kandungan lipid dalam sel meningkat. Selain kondisi di mana jumlah nutrien (N) terbatas, ada komponen lingkungan lain yang memengaruhi pembentukan lipid. Kualitas air, termasuk cahaya dan ketersediaan CO2, memengaruhi pola pertumbuhan alga. Siklus gelap dan terang, yang bergantung pada jumlah cahaya, memengaruhi pola pertumbuhan alga. Pembelahan sel terjadi pada siklus gelap, sedangkan pembentukan lipid terjadi pada siklus terang. Selain itu, CO2 memengaruhi pembentukan lipid; proses fotosintesis mengubah CO2 menjadi glyceraldehid-3-phosphate (G3P), yang merupakan prekursor pembentukan kedua karbohidrat dan lipid.
Penulis: Luthfiana Aprilianita Sari, S.Pi., M.Si.
Baca juga: Aktivitas Antioksidan dan Sitotoksisitas Makroalga Cokelat
