.webp)
Kloroplas merupakan struktur pada tanaman yang berperan dalam proses fotosintesis. Sementara itu, mioglobin adalah protein yang banyak terdapat pada otot hewan dan berperan memberikan warna serta cita rasa khas pada daging.
Keduanya menjadi bagian penting dalam penelitian terbaru. Para peneliti memasukkan gen mioglobin ke dalam kloroplas tanaman agar tanaman dapat memproduksi protein tersebut. Mioglobin yang dihasilkan kemudian berpotensi digunakan sebagai bahan dalam produk daging nabati.
Penelitian ini dilakukan oleh tim dari Department of Life Sciences Imperial College London, Bezos Centre for Sustainable Protein, dan perusahaan rintisan bioteknologi tanaman Kyomei.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Para peneliti menunjukkan bahwa tanaman dapat direkayasa untuk menghasilkan mioglobin di dalam kloroplasnya. Temuan tersebut dipublikasikan dalam jurnal Frontiers in Plant Science dengan judul "Sustainable production of myoglobin meat protein in plant chloroplasts".
"Di sini kami menunjukkan bahwa tanaman dapat direkayasa untuk menghasilkan protein hewani mioglobin (Mb) di kloroplasnya. Ini dapat memberikan cara yang lebih berkelanjutan untuk menghasilkan bahan penting untuk produk daging nabati," kata Dr Alexia Groff dari Imperial, yang penelitiannya didukung oleh EPSRC melalui kolaborasi dengan Kyomei.
Cara Memasukkan Mioglobin ke Kloroplas
Mioglobin merupakan komponen penting pada otot jantung dan otot rangka hewan vertebrata. Protein ini kaya akan zat besi yang berkontribusi terhadap rasa metalik dan umami pada daging. Sementara itu, oksigen yang terikat pada mioglobin memberikan warna merah khas daging.
Dr Groff dan timnya menggunakan alat yang disebut "gene gun" untuk memasukkan salinan gen mioglobin dari babi dan sapi ke dalam kloroplas bibit tanaman tembakau dan selada yang ditanam di laboratorium.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa sebagian bibit berhasil mengintegrasikan gen tersebut ke dalam genom kloroplas. Tanaman kemudian dibiarkan tumbuh hingga dewasa, berbunga, dan menghasilkan biji. Keturunan tanaman tersebut juga mewarisi gen yang telah dimasukkan.
Para peneliti turut memasukkan gen mioglobin ke dalam genom inti tanaman sebagai pembanding. Mereka juga mengintroduksikan gen tersebut ke dalam kloroplas alga bersel tunggal Chlamydomonas reinhardtii.
"Karena asal-usulnya dari bakteri dan jumlah salinannya yang tinggi per sel, kloroplas umumnya jauh lebih baik dalam memproduksi protein dalam jumlah besar daripada inti sel," kata Groff.
Tembakau dipilih karena merupakan tanaman model yang baik untuk mengembangkan teknologi tersebut. Sementara selada dipilih karena merupakan tanaman yang dapat dimakan dan berpotensi digunakan untuk memproduksi bahan pangan.
Selada dan Tembakau Bisa Hasilkan Mioglobin
Setelah rekayasa dilakukan, para peneliti mengukur jumlah mioglobin yang dihasilkan tanaman menggunakan metode kromatografi cair-spektrometri massa.
Hasilnya, tembakau yang direkayasa pada kloroplas menghasilkan sekitar 800 miligram mioglobin per kilogram berat kering. Sementara itu, selada menghasilkan sekitar 810 miligram per kilogram berat kering.
Produksi tersebut setidaknya tiga kali lebih tinggi dibandingkan tanaman yang gennya dimasukkan ke dalam genom inti. Sebagai perbandingan, jaringan daging mengandung sekitar 8.100-11.160 miligram mioglobin per kilogram berat kering.
Artinya, konsentrasi mioglobin pada tanaman hasil rekayasa masih lebih rendah dibandingkan jaringan otot hewan. Namun, peneliti melihat potensi lain dari pendekatan tersebut.
Budidaya tanaman dinilai lebih efisien dalam penggunaan sumber daya dibandingkan peternakan. Karena itu, meskipun konsentrasi mioglobin per berat kering tanaman masih lebih rendah, produksi tanaman per satuan luas berpotensi menjadi alternatif yang menarik untuk menghasilkan protein tersebut.
Mengapa Mioglobin Diproduksi dari Tanaman?
Peternakan membutuhkan lahan yang luas untuk menghasilkan pakan ternak dan menggunakan air tawar dalam jumlah besar. Sektor ini juga berkontribusi terhadap emisi gas rumah kaca, antara lain melalui metana dan dinitrogen oksida.
Selain persoalan penggunaan sumber daya dan dampak lingkungan, terdapat pula kekhawatiran mengenai kesejahteraan hewan. Di sisi lain, pasar global produk alternatif daging saat ini diperkirakan bernilai €6,7 miliar hingga €8,1 miliar per tahun dan diproyeksikan tumbuh sekitar 8,1-12,3 persen per tahun dalam satu dekade mendatang.
Selama ini, salah satu cara menghasilkan protein untuk produk daging alternatif adalah menggunakan rekayasa mikroba. Gen yang mengkode protein hewan dimasukkan ke bakteri atau ragi, kemudian protein tersebut diproduksi dalam bioreaktor.
Penelitian terbaru ini menawarkan pendekatan lain, yakni menggunakan tanaman sebagai platform untuk menghasilkan protein hewan.
Masih Tahap Bukti Konsep
Teknologi ini juga masih berada pada tahap bukti konsep (proof of concept). Masih diperlukan penelitian lebih lanjut sebelum dapat diterapkan dalam produksi pangan skala komersial.
Salah satu tantangan yang perlu diatasi adalah meningkatkan pengikatan heme pada mioglobin yang diproduksi tanaman. Heme merupakan bagian penting dari mioglobin dan berkaitan dengan karakteristik protein tersebut, termasuk kemampuannya memberikan warna dan cita rasa yang diharapkan pada produk pengganti daging.
Peneliti juga perlu menguji lebih lanjut fungsi dan keamanan bahan tersebut sebagai pangan, performa tanaman ketika dikembangkan di lapangan, kebutuhan pemrosesan, serta manfaat ekonomi dan lingkungan jika teknologi diterapkan dalam skala besar.
Jika teknologi tersebut nantinya berhasil dikembangkan, mioglobin dapat diekstraksi dari daun dan kemudian dimurnikan menggunakan metode pemurnian protein industri. Protein tersebut selanjutnya berpotensi ditambahkan ke produk daging nabati untuk membantu menghasilkan warna dan cita rasa yang lebih menyerupai daging.
Dengan demikian, penelitian ini bukan tentang membuat daging dari tanaman, melainkan mencari cara baru untuk menggunakan tanaman sebagai "pabrik" penghasil protein yang dibutuhkan dalam produk pangan alternatif.
Simak Video "Video: Produksi Tembakau Sintetis, IRT di Majalengka Terancam Hukuman Mati"
[Gambas:Video 20detik] (pal/pal)
