Pengaruh pemberian sampah organik terhadap pertumbuhan dan kandungan astaxanthin pada pupa black soldier fly (Hermetia illucens (Linnaeus))

Abstract

Black soldier flies (Hermetia illucens (Linnaeus)) or BSF are insects that process organic waste, with larvae rich in nutrients and potential as an alternative protein source for food and feed. Astaxanthin, an antioxidant found in plants, algae, and crustaceans, is also assumed to be present in insects like BSF. This study examined the impact of feeding different organic wastes on BSF larval growth and astaxanthin content in its pupae. The experimental design involved four treatments: fruit and vegetable scraps (BS), tofu pulp (AT), rice leftovers (N), and a mix of fruit and vegetable scraps, tofu pulp and rice left-over (C), with animal feed T51 as control. Each treatment was repeated three times. Growth parameters of BSF such as weight, length, and larval characteristics, along with the chemical content of pupae, including astaxanthin, were measured. Pupae were extracted using a triphasic maceration method with n-heptane, ethyl acetate, acetonitrile, butanol-l, and distilled water. Compound identification was done using terpenoid qualitative tests, thin layer chromatography (TLC), and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). The findings revealed that fruit and vegetable scraps (BS) significantly increased larval body size, with a weight of 0.09 ± 0.04 grams/larvae and a length of 1.49 ± 0.31 cm/larvae. LC-MS analysis detected lutein derivatives, anisodamine, resveratrol derivatives, dehydroarginine, and astaxanthin derivatives with a molecular mass of 597.23 m/z in BSF larvae fed on fruit and vegetable scraps.

PENDAHULUAN

Larva black soldier fly (Hermetia illucens (Linnaeus)) yang merupakan serangga dari Famili Stratiomyidae dan Ordo Diptera mempunyai kemampuan untuk mengurai sampah organik. Selain itu, larva black soldier fly (BSF) berpotensi digunakan sebagai sumber protein alternatif (Mangunwardoyo et al., 2011) karena larva BSF memiliki kandungan protein yang tinggi dengan kisaran 40–50% dan kandungan lemak berkisar 29–32% (Bosch et al., 2014). Fitur nutrisi yang dimiliki larva BSF menjadikannya sebagai salah satu sumber nutrisi bagi pakan ternak dan berpotensi sebagai pangan manusia (Iñaki et al., 2022). Selain fitur nutrisi yang dimilikinya, nilai unggul larva BSF juga didukung oleh kecenderungannya untuk tidak menjadi vektor penyakit (Wardhana, 2016). Selain itu, ketika BSF bertelur di suatu tempat, BSF akan menghasilkan suatu senyawa tertentu yang mengakibatkan lalat rumah (Musca domestica Linnaeus) tidak mau bertelur ditempat yang sama (Tomberlin et al., 2009). Hal ini juga mendukung potensi BSF dalam mengurangi penyakit yang dibawa oleh serangga vektor, seperti lalat rumah.

Astaxanthin merupakan salah satu senyawa karotenoid yang tergolong dalam kelompok xantofil (Lopez et al., 2004). Astaxanthin banyak digunakan di bidang farmaseutikal karena potensinya sebagai antikanker, antiinflamasi, antidiabetes, dan tinggi akan antioksidan (Davenelli et al., 2018). Sifat antioksidan tinggi menjadi properti utama astaxanthin di mana daya antioksidan yang dimilikinya sepuluh kali lipat lebih kuat dibanding dengan β-karoten(Hussein et al., 2006). Astaxanthin umum diperoleh dari tumbuhan dan alga karena astaxanthin hanya diproduksi dari mekanisme fotosistem (Matthews et al., 2003) sehingga pada dasarnya hewan tidak dapat menghasilkan sumber astaxanthin sendiri. Namun demikian, astaxanthin dapat ditemukan pada ulat sutra Bombyx mori (Linnaeus) (Lepidoptera: Bombycidae). (Yuasa et al., 2014) mengatakan bahwa B. mori merupakan salah satu serangga yang memiliki kandungan astaxanthin pada pupanya. Keberadaan astaxanthin dalam B. mori mengantar dugaan kandungan astaxanthin pada jenis serangga lain seperti BSF. Apabila kandungan astaxanthin ditemukan pada fase pupa BSF maka nilai guna dari setiap fase metamorphosis BSF akan semakin lengkap dan menegaskan perannya yang multiguna bagi manusia.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh pemberian jenis pakan berupa sampah organik terhadap pertumbuhan larva BSF dan kandungan astaxanthin pada pupa BSF.

BAHAN DAN METODE

Budi daya BSF dengan pemberian berbagai jenis pakan

Budi daya larva dimulai dengan pemberian perlakuan pada larva berumur 7 hari setelah menetas. Larva berumur 7 hari ini didapat dari peternak maggot yang diberi pakan dedak dengan campuran air dengan perbandingan 1 : 1. Penggunaan larva BSF yang tidak berasal dari penetasan telur mandiri ini didasarkan pada alasan efisiensi waktu penelitian. Perlakuan pakan yang digunakan dalam penelitian meliputi beberapa perlakuan pakan sampah organik yang terdiri atas (1) sisa buah dan sayur (BS); (2) pakan ampas tahu (AT); (3) sisa nasi (N), campuran antara sisa buah dan sayur, ampas tahu dan sisa nasi (C); dan pakan T51 sebagai kontrol (K). Pakan sampah organik sisa buah dan sayur (BS) merupakan campuran dari sisa buah dan sayur, seperti apel, melon, semangka, jeruk, buah naga, tomat, mangga, pear, kubis, sawi, kangkung, dan timun dengan perbandingan pemberian buah dan sayur 1:1. Buah dan sayur yang diberikan merupakan buah sayur kualitas yang kurang baik yang diperoleh dari pasar tradisional. Pakan T51 merupakan pakan ternak yang terbuat dari campuran dedak, tepung jagung, tepung bungkil kedelai, dan beragam bahan lain. Kandungan nutrisi penting pakan T51 adalah protein yang berkisar antara 18,5–20,5%, lemak 4% dan abu 8%. Beberapa penelitian untuk pertumbuhan larva BSF menggunakan pakan T51 ini sebagai media kontrol laju pertumbuhan larva BSF (Royen, 2022)(Swastoko et al., 2023). Dua penelitian tersebut menunjukkan bahwa larva BSF yang diberi pakan T51 lebih cepat memasuki fase pupa. Pakan campuran pada dasarnya merupakan kombinasi dari keempat jenis pakan sebelumnya (buah sayur, ampas tahu, sisa nasi, dan pakan T51 dengan perbandingan 1 : 1 : 1 : 1. Pemberian pakan dilakukan setiap 3 hari sekali sebanyak 3 kali berat larva awal. Setiap perlakuan diulang 3 kali. Masing- masing satuan perlakuan menggunakan 200 gram larva dengan pemberian pakan sebanyak 400 gram yang merupakan nilai dari dua kali berat larva.

Parameter pertumbuhan larva yang diukur adalah berat larva, panjang larva, dan perilaku aktivitas larva dalam media. Pengukuran panjang larva dilakukan menggunakan alat berupa penggaris sedangkan berat larva menggunakan timbangan analitik. Pengukuran dilakukan dengan cara mengukur 3 larva pada masing-masing satuan perlakuan secara acak dan diukur setiap tiga hari sekali selama 21 hari. Parameter aktivitas larva dalam media diamati melalui sifat pergerakannya (motilitas) saat memakan sampah organik yang diberikan kepada larva BSF tersebut. Pengamatan dilakukan secara visual kualitatif dengan membandingkan aktif tidaknya pergerakan larva dalam setiap media pakan. Pengamatan tersebut dilakukan secara berkala setiap 3 hari sekali bersamaan dengan pengukuran panjang dan berat tubuh larva BSF.

Ekstraksi pupa BSF

Proses ekstraksi selanjutnya dilakukan dengan menggunakan pupa BSF yang telah ditinggalkan oleh lalat setelah memasuki fase metamorfosis imago. Pupa yang ditinggalkan tersebut yang kemudian diekstrak menggunakan metode maserasi triphasic yang menggunakan kombinasi 5 pelarut dengan sifat kepolaran berbeda. Solven yang digunakan merupakan kombinasi pelarut N-heptane (non-polar), ethyl acetate (semi polar), acetonitrile (polar), butanol-l (non-polar), dan air (polar) dengan perbandingan 6,6 : 4,2 : 8,7 : 2,4 : 8,1 untuk masing-masing sampel dalam total volume campuran 30 ml. (Gori et al., 2021). Pupa BSF dihaluskan dengan blender kemudian ditimbang sejumlah 2 gram. Sampel kemudian dimasukkan dalam corong pemisah bersama dengan campuran pelarut dan diinkubasi selama 24 jam. Setelah masa inkubasi, hasil ekstraksi diambil dan dievaporasi dalam suhu ruangan. Hasil evaporasi ditimbang dan diencerkan dalam larutan dimetil sulfoksida (DMSO) hingga 10 ml (Gori et al., 2021).

Uji terpenoid

Uji terpenoid dilakukan dengan mencampur ekstrak pupa BSF dengan kloroform, kemudian ditambahkan 0,005 ml asam anhidrat dan 0,2 ml H2SO4 pekat. Warna ungu kecoklatan yang terbentuk pada sampel menunjukkan adanya terpenoid, sedangkan warna hijau kebiruan menunjukkan senyawa steroid (Syafitri et al., 2014). Keberadaan senyawa terpenoid pada sampel bisa mengindikasikan kemungkinan terdapatnya senyawa astaxanthin sehingga sampel kemudian dianalisis lebih lanjut dengan uji thin layer chromatography (TLC) sebagai konfirmasi keberadaan kelompok senyawa terpenoid dan uji liquid chromatography-mass spectrometry (LC- MS) untuk eksplorasi kemungkinan nama senyawa kelompok terpenoid yang terdeteksi.

Uji thin layer chromatography (TLC) dan liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS)

Uji TLC dilakukan sebagai uji konfirmasi untuk uji terpenoid kualitatif bagi seluruh sampel ekstrak, dan dilakukan dengan menggunakan fase diam berupa gel silika, dan fase gerak berupa acetonitrile dan methanol dengan perbandingan 7 : 3. Uji TLC dideteksi menggunakan pancaran sinar UV. Uji LC-MS dilakukan bagi sampel ekstrak yang benar-benar mengandung kelompok senyawa terpenoid. Sampel untuk uji LC-MS dilarutkan dalam solven DMSO 10% dan dilakukan menggunakan metode ES+ dengan waktu retensi 22 menit.

Analisis data

Analisis statistik terhadap data pertambahan panjang dan berat larva BSF dilakukan menggunakan uji non parametrik berupa uji Kruskal Wallis karena merupakan analisis hasil rancangan percobaan acak lengkap dilakukan tanpa melihat normalitas dan homogenitas data, sedangkan hasil uji LC-MS berupa kromatogram dianalisis menggunakan software Masslynx.

HASIL

Pertumbuhan larva BSF

Pertumbuhan larva BSF yang diberi pakan berbagai sampah organik menunjukkan hasil yang berbeda dalam hal berat tubuh larva. Larva yang diberi makan buah sayur (BS) dan pakan campuran (C) memiliki bobot tubuh yang lebih berat dibandingkan dengan perlakuan lainnya, sedangkan larva yang diberi makan ampas tahu (AT) dan nasi (N) memiliki bobot yang lebih ringan dari perlakuan sebelumnya, namun tidak lebih berat dari kontrol. Pemberian pakan sampah organik berupa sisa buah dan sayur (BS) juga memberikan pertambahan panjang larva BSF paling tinggi dibandingkan dengan perlakukan pakan sampah organik lainnya, meskipun tidak ada perbedaan signifikan pada nilai panjang larva BSF yang dihasilkan dari pemberian pakan yang berbeda tersebutTabel 1 . Selain itu, larva dan pupa pada setiap perlakuan memiliki karakteristik maupun perilaku yang berbeda Tabel 2.

Uji terpenoid

Berdasarkan warna yang dihasilkan pada uji terpenoid, terdapat perbedaan warna yang dihasilkan oleh ekstrak sampel pupa BSF pada setiap perlakuan pakan. Ekstrak cangkang pupa BSF yang diberi perlakuan pakan buah dan sayur (BS), campuran (C), dan kontrol (T51) menunjukkan adanya warna ungu kecoklatanGambar 1. Hal ini menandakan adanya senyawa terpenoid secara kualitatif pada ketiga sampel tersebut.

Tabel 1.Pertumbuhan berat dan panjang larva black soldier fly(Weight and length growth of black soldier fly larvae)

Perlakuan (Treatment)	Berat (Weight) (mg)	Panjang (Length) (cm)
BS	93,2 ± 0,05 a	1,49 ± 0,31
AT	68,4 ± 0,03 c	1,31 ± 0,29
N	60,9 ± 0,02 c	1,21 ± 0,30
K	72,4 ± 0,03 b	1,28 ± 0,30
C	93,0 ± 0,05 a	1,39 ± 0,37

Tabel 2.Karakteristik pertumbuhan larva black soldier fly dengan ragam perlakuan pakan(Growth characteristics of black soldier fly larvae with various feed treatments)

Perlakuan (Treatment)	Waktu menjadi pupa (Time to pupae)	Bentuk (Shape)	Warna (Colour)	Motilitas larva (Larval motility)
Buah sayur (Vegetables & fruits)	25 hari (25 days)	Besar (Large)	Coklat gelap (Dark brown)	Sedang (Medium)
Ampas tahu (Tofu dregs)	20 hari (20 days)	Kecil (Small)	Putih bersih (Pure white)	Pasif (Passive)
Nasi (Rice leftovers)	16 hari (16 days)	Sedang (Medium)	Putih bersih (Pure white)	Aktif (Active)
Pakan T51 (kontrol) (T51 feeds (control))	13 hari (13 days)	Sedang (Medium)	Coklat (Brown)	Sedang (Medium)
Campuran (Combination)	24 hari (24 days)	Besar (Large)	Coklat gelap (Dark brown)	Sedang (Medium)

Uji thin layer chromatography (TLC)

Hasil pengujian TLC menunjukkan adanya adanya noda pada sampel ekstrak pupa BSF yang diberi perlakuan pakan ampas tahu (AT), nasi (N), dan campuran (C) dengan nilai Rf berturut-turut 0,85, 0,85, dan 0,75Tabel 3. Sampel ekstrak pupa BSF yang diberi perlakuan pakan lainnya menunjukkan hasil fase gerak yang melewati batas atas lintasan sehingga tidak dapat dihitung nilai Rf nya.

Uji liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS)

Hasil dari uji LC-MS tiga sampel pupa BSF dari perlakuan pakan berbeda, yaitu buah sayur (BS), campuran (C), dan kontrol (T51) yang dipastikan mengandung terpenoid dalam uji kualitatif disajikan dalamTabel 4. Dari hasil uji LC-MS menunjukkan adanya dereplikasi senyawa astaxanthin pada waktu retensi 12.22 menit dengan nilai 597,23 m/zGambar 2. Keberadaan astaxanthin hanya ditemukan pada sampel ekstrak pupa BSF yang diberi pakan berupa buah sayur (BS), namun tidak ditemukan pada sampel ekstrak pupa BSF yang diberi pakan campuran (C) dan pakan kontrol T51.

Hasil LC-MS ekstrak pupa BSF yang diberi pakan buah dan sayur (BS) atau sampel 1 menunjukkan adanya 2 dereplikasi senyawa yang dominan. Hal tersebut ditunjukkan melalui puncak kromatogram pada waktu retensi 17,26, 10,53, dan 10,95 menit. Waktu retensi tersebut merupakan puncak tertinggi yang terlihat pada uji LC-MS sampel 1. Kedua dereplikasi senyawa yang dominan tersebut adalah senyawa golongan fosfolipid dan ester. Identifikasi lanjutan dilakukan dengan melihat nilai molekuler massa melalui spektrum massa pada masing-masing puncak. Dereplikasi senyawa golongan fosfolipid ditemukan pada waktu retensi 17,26 dengan nilai molekuler massa 760,60 m/z, sedangkan dereplikasi senyawa ester ditemukan pada waktu retensi 10,53 menit dengan nilai molekuler massa 682,45 m/z dan 10,95 dengan nilai molekuler massa 680,43 m/z.

Hasil LC-MS ekstrak pupa BSF yang diberi pakan campuran (C) atau sampel 2, terdapat banyak puncak yang diperoleh, namun hanya dipilih 3 puncak tertinggi atau dominan pada kromatogram. Ketiga puncak tertinggi pada sampel 2 teridentifikasi pada waktu retensi 10,15; 11,56; dan 16,22 menit. Pada spektrum massa waktu retensi 10,15 menit ditemukan dereplikasi senyawa homoisoflavonoid dengan molekuler massa 343,29 m/z. Puncak kedua ditemukan pada waktu retensi 11,56 menit yang ditunjukkan pada spektrum massa dengan nilai molekuler massa 288,25 m/z terientifikasi sebagai dereplikasi senyawa anisodamine. Puncak ketiga terdapat dereplikasi senyawa turunan resveratrol pada waktu retensi 16,22 menit dengan nilai 535,27 m/z. Dari kromatogram LC-MS sampel ekstrak pupa BSF yang diberi pakan kontrol T51 atau sampel 3, diambil 3 puncak tertinggi yang ter- identifikasi pada waktu retensi 06,18; 17,08; dan 17,91 menit. Spektrum massa puncak pertama sampel 3 pada waktu retensi 06,18 menit mempunyai nilai molekuler 569,3667 m/z teridentifikasi sebagai dereplikasi senyawa Lutein. Spektrum massa waktu retensi 17,08 menit didominasi oleh senyawa dengan massa molekuler 391,28 m/z yang teridentifikasi sebagai dereplikasi senyawa glucopyranoside. Senyawa dominan ketiga pada sampel 3 adalah dereplikasi senyawa dehydroarginine dengan nilai 774,60 m/z yang mendominasi pada spektrum massa waktu retensi 17,91 menitTabel 4.

Gambar 1.Hasil uji terpenoid ekstrak pupa black soldier fly yang diberi ragam perlakuan pakan. BS: buah dan sayur; AT: ampas tahu; N: nasi; C: campuran; K: pakan T51 (kontrol).(Terpenoid assay results of black soldier fly pupae extracts treated with different feed treatments. BS: fruits and vegetable; AT: tofu pulp; N: rice; C: mixture; K: T51 feed (control)).

Tabel 3.Nilai Rf ekstrak pupa black soldier fly pada uji thin layer chromatography (TLC)(Rf value of black soldier fly pupae extract in thin layer chromatography (TLC) assay)

Kode (Code)	Sampel uji (Test sample)	Nilai Rf (Rf value)
a	Kontrol (Control) (Quersetin)	-
b	Buah sayur ( fruits & vegetables ) (BS)	-
c	Ampas tahu (tofu pulp) (AT)	0,85
d	Nasi (rice leftovers) (N)	0,85
e	Pakan kontrol T51 (T51 feed control) (K)	-
f	Campuran (Mixture) (C)	0,75

Gambar 2.Kromatogram LC-MS pada ektrak sampel 1 (ekstrak sampel perlakuan pakan buah dan sayur), yang ditandai dengan lingkaran merah adalah puncak yang menunjukkan adanya astaxanthin. A: kromatogram LC-MS ekstrak sampel 1 yang teridentifikasi adanya astaxanthin; B: mass spectra astaxanthin pada retensi 12 menit 22 detik, massa molekuler 597 m/z.(LC-MS chromatogram of sample extract 1 (fruit and vegetable feed treatment sample extract), marked with red circle is the peak indicating the presence of astaxanthin. A: LC-MS chromatogram of sample 1 extract which identified the presence of astaxanthin; B: mass spectra of astaxanthin at retention of 12 minutes 22 seconds, molecular mass 597 m/z.)

Tabel 4.Tiga puncak dominan hasil dereplikasi tiga ekstrak triphasic sampel pupa black soldier fly pada kromatogram LC-MS(Three dominant peaks resulting from dereplication of three triphasic extracts of black soldier fly pupae samples on LC-MS chromatogram)

Sampel (Sample)	Retensi (Retention)	Dereplikasi senyawa (Compound dereplication)	Turunan senyawa (Compound derivatives)	Rumus mol/MW (Formula mol/MW)	m/z	Referensi (Reference)
Sampel 1: Pakan buah dan sayur (Sample 1: Vegetables and fruits)	10.53	Ethyl 4-{6-[(2-{[(2,6diisopropylphenyl) carbamoyl] amino}- 1phenylethyl)amino]] -6 oxohexyl}-1 piperazinecarboxylatee - ethyl acetate (1:1)	Ester	C38H77N5O3	682,4542	(Ashraf-Khorassani et al., 2005)
	10.95	N, N’-(3,3’ (Methylazanediyl) bis(propane-3,1 diyl))bis(3- methyl-2- (4-methylpiperazin-1- yl) quinoline-4 carboxamide) (DIME-S)	Ester	C39H53N9O2	680,4388
	12.22	Astaxanthin	-	C40H52O 4	597,2356	(Breemen et al., 2012)
	17.26	L - α - Phosphatidylcholine; Phosphatidylcholines; Phospholutein	Fosfolipid	C42H80NO 8P	760,6083	(Dean & Glasgow, 2012)
Sampel 2: Pakan campuran (Sample 2: Mixture feeds)	10.15	5,4=-dihydroxy-7,3=- dimethoxy8- methyl homoisoflavanone	Flavonoid	C17H16O6	343,2955	(Zhu et al., 1988)
	11.56	Anisodamine	-	C17 H23NO4	288,2534	(Chen et al., 2005)
	16.22	Resveratrol Derivate	Resveratrol	C14H12O	535,2713	(Bystrom et al., 2008)
Sampel 3: Pakan T51 (Sample 3: T51 feeds)	06.18	Lutein	Lutein	C40H56O2	569,3667	(de & AZ, 2007)
	17.08	9 -hydroxy - megastigma3,5,8 - trien - 7 -one 9 - O -βD - glucopyranoside	Glucopyranoside	C19 H32O7	391,2857	(YZ, 2017)
	17.91	Dehydroaraginine	-	C 6 H12 N4O2	774,6095	(Shadpour, 2006)

PEMBAHASAN

Berdasarkan data pertumbuhan ukuran larva BSFTabel 1 terlihat bahwa perbedaan perlakuan pakan menunjukkan pengaruh terhadap berat larva BSF. Hal ini sejalan dengan penelitian (Maulana et al., 2021) yang menyebutkan adanya pengaruh media pakan yang dikonsumsi oleh larva BSF terhadap pertumbuhannya. Pemilihan sumber pakan berupa sampah organik memberikan pengaruh pertumbuhan yang baik bagi BSF, sesuai dengan penelitian (Salman et al., 2020)yang mengatakan bahwa sampah organik rumah tangga memberikan efektivitas pertumbuhan 4–5 kali lipat bagi larva BSF. Sistem metabolisme larva BSF juga memiliki kemampuan untuk memanfaatkan protein dan nutien lain dari pakan untuk membentuk biomassa BSF (Suciati, 2017). Perlakuan pakan berupa buah sayur (BS) dan pakan campuran(C) memiliki kandungan nutrisi yang cenderung seimbang sehingga berpotensi dalam mendukung pertumbahan berat larva BSF (Utama & Mulyanto, 2009). Selain mempengaruhi parameter pertumbuhan berupa panjang dan berat larva, pakan yang diberikan juga berpengaruh terhadap karakteristik larva BSF yang meliputi bentuk, warna, perubahan ke fase pupa, dan ketahanan hidup larva. Khusus untuk data ketahanan hidup larva dalam media pakan yang berbeda, secara khusus tidak dilakukan penghitungan dan hanya dilakukan pengamatan secara visual. Meskipun mempunyai kandungan nutrien yang cenderung seimbang, pakan berupa buah sayur dan campuran organik memiliki kandungan air yang tinggi (Mahmud, 2009) sehingga dalam penelitian ini didapati menyebabkan matinya sekitar 50–60% larva BSF yang dipelihara pada perlakuan pakan buah dan sayur (BS).

Hasil uji terpenoid menunjukkan sampel ekstrak pupa BSF yang diberi pakan berupa buah sayur, campuran, dan pakan T51 menghasilkan warna ungu kecoklatan. Sejalan dengan penelitian (Syafitri et al., 2014), kemunculan warna ungu kecoklatan pada sampel uji menunjukkan adanya senyawa terpenoid dalam sampel sehingga pupa BSF yang larvanya diberi pakan berupa buah sayur, campuran, dan pakan T51 terindikasi mengandung senyawa terpenoid yang merupakan kelompok besar yang astaxanthin tergolong didalamnya. Uji lanjutan keberadaan astaxanthin dalam ekstrak pupa BSF selanjutnya dilakukan secara semi kuantitatif melalui uji TLC dan LC- MS. Menurut (Kobayashi & Sakamoto, 1999), dalam analisis menggunakan TLC, senyawa astaxanthin diester memiliki nilai Rf 0,75–0,85, sedangkan astaxanthin monoester memiliki nilai Rf 0,6. Berdasarkan hasil perhitungan Rf dalam uji TLC yang dilakukan dalam penelitian ini, sampel ekstrak pupa BSF yang diberi pakan ampas tahu, nasi, dan campuran terindikasi mengandung astaxanthin secara umum. Namun demikian, uji terpenoid diperlukan sebagai pembanding untuk mengetahui keberadaan senyawa astaxanthin yang merupakan golongan terpenoid pada ekstrak.

Kromatogram hasil analisis LC-MS ekstrak pupa BSF yang diberi pakan buah dan sayur (sampel 1) menunjukkan adanya dereplikasi astaxanthin pada waktu retensi 12.22 menit. Hasil yang disajikan dalam Gambar 3 menunjukkan bahwa spektrum massa waktu retensi 12.22 menit ditemukan adanya senyawa dereplikasi astaxanthin ditemukan pada nilai 597.2356 m/z. Secara umum astaxanthin memiliki massa molekuler 597 m/z (Mariutti et al., 2012).

Pada waktu retensi 12.22 menit tidak ditemukan puncak pada sampel 1 (ekstrak pupa BSF yang diberi perlakuan pakan buah dan sayur) yang menunjukkan kuantitas senyawa dereplikasi astaxanthin yang sangat sedikit. Meskipun hasil kromatogram pada waktu retensi 12.22 menit ini belum ditemukan puncak dan cenderung landai, tetapi secara spektrum dapat dilihat bahwa massa molekuler senilai 597,2356 m/z cukup mendominasi pada waktu retensi tersebut. Oleh karena waktu retensi 12.22 menit pada sampel 1 tidak menunjukkan adanya puncak pada kromatogram, hal ini kemudian mendorong dilakukannya pengujian terhadap ekstrak pupa BSF yang diberi pakan campuran (sampel 2) dan ekstrak pupa BSF yang diberi pakan T51 (sampel 3) pada waktu retensi yang sama untuk melihat adanya kandungan senyawa astaxanthin pada sampel 2 dan 3 tersebut.

Pada sampel 1 terdapat 1 puncak tertinggi kromatogram pada waktu retensi 17.26 menit . Jika dibandingkan dengan puncak lain, puncak pada waktu retensi tersebut merupakan puncak tertinggi pada sampel 1. Identifikasi senyawa yang terkandung pada waktu retensi tersebut dilakukan dengan melihat besar massa molekuler yang terbentuk. Puncak pada waktu retensi 17.26 menit memiliki massa molekuler 760,6081 m/z. Massa molekuler 760 m/z pada dasarnya dimiliki oleh golongan fosfolopid yang memiliki fungsi sebagai patokan dalam pengujian L-α-Phosphatidylcholine (Dean & Glasgow, 2012). Tingginya senyawa lipid pada ekstrak sampel 1 dipengaruhi oleh komponen utama ekstrak sampel, yaitu pupa BSF yang terbentuk dari eksoskeleton(Pratiwi et al., 2022). Selain puncak tersebut, diidentifikasi 2 senyawa lain yang terdeteksi memiliki kelimpahan yang cukup tinggi pada waktu retensi 10.53 dan 10.95 . Kedua senyawa tersebut tergolong dalam senyawa ester atau lebih tepatnya adalah Tetra-acylated sucrose esters (Ashraf-Khorassani et al., 2005).

Sampel 2 merupakan sampel ekstrak pupa BSF yang diberi perlakuan pakan organik campuran. Dari sampel ini diambil 3 puncak tertinggi kromatogram LC-MS untuk mengetahui senyawa dominannya. Tiga puncak tertinggi yang teridentifikasi mempunyai waktu retensi 10.15 menit, 11.56 menit, dan 16.22 menit. Pada puncak 10.15 menit terdapat nilai massa molekuler yang mendominasi, yaitu 343,2955 m/z. Nilai 343,2955 m/z dimiliki oleh dereplikasi senyawa 5,4-dihydroxy-7,3-dimethoxy8-methyl homoisoflavanone (Zhu et al., 1988). Senyawa tersebut merupakan senyawa flavonoid golongan homoisoflavonoid. Homoisoflavonoid sendiri secara umum sering dimanfaatkan sebagai antibakteri, anti inflamasi, antiphotoaging, anti alergi, dan antioksidan (Nirmal et al., 2015).

Puncak kedua pada sampel 2 terdapat pada waktu retensi 11,56 menit. Senyawa yang mendominasi pada puncak tertinggi ke 2 memiliki massa molekuler sebesar 288,2534 m/z. Nilai 288,2534 m/z merupakan dereplikasi senyawa dari anisodamine (Chen et al., 2005). Anisodamine sendiri pada dasarnya merupakan antikolinergik yang banyak dimanfaatkan pada dunia medis, seperti sebagai antiinflamasi (Zhang et al., 2010)

Puncak ketiga pada kromatogram LC-MS sampel 2 ditunjukkan pada waktu retensi 16.22 menit. Massa molekuler yang mendominasi pada waktu retensi tersebut adalah 535,2713 m/z. Senyawa yang memiliki massa molekuler 535 m/z merupakan golongan fenolik atau lebih spesifiknya merupakan senyawa turunan dari resveratrol. Oleh karena itu, senyawa yang memiliki massa molekuler sebesar 535,2713 m/z merupakan dereplikasi dari turunan senyawa resveratrol (Bystrom et al., 2008). Secara umum senyawa resveratrol memiliki banyak senyawa turunan yang potensial. Aktivitas farmakologi dari turunan senyawa resveratrol di antaranya sebagai antikanker, antimikrobia, antihipertensi, antidiabetes, antipenuaan, antialzhimer, anti- obesitas, antikolestrol, antioksidan, dan antihiper- urisemia (Saraswaty et al., 2020).

Sampel 3 merupakan ekstrak pupa BSF yang diberi perlakuan pakan komersil T51. Pakan T51 dipilih sebagai kontrol karena kandungan protein dan lemak yang tinggi dan terbukti dapat memacu pertumbuhan larva BSF pada penelitian sebelumnya (Swastoko et al., 2023). Sampel 3 memiliki beberapa puncak di sepanjang waktu retensi yang berjalan dan pada sampel ini juga dipilih 3 puncak tertinggi untuk diidentifikasi kandungan senyawanya. Senyawa yang terdeteksi pada puncak pertama dengan waktu retensi 6.18 menit memiliki massa molekuler sebesar 569,3663 m/z. Massa molekuler tersebut dimiliki oleh senyawa dereplikasi dari lutein (de & AZ, 2007). Senyawa ini merupakan golongan dari hydroxycarotenoids (de & AZ, 2007) dan memiliki kemampuan yang baik sebagai antioksidan (Krinsky & Deneke, 1982).

Puncak tertinggi kedua pada sampel 3 terdapat pada waktu retensi 17.8 menit . Pada waktu retensi tersebut terdapat senyawa dengan massa molekuler 391,2857 m/z yang mendominasi. Menurut (YZ, 2017), senyawa dengan massa molekuler 391 m/z merupakan 9-hydroxy-megastigma3,5,8-trien-7-one 9-O-βD- glucopyranoside dan merupakan jenis lipid membran yang terkandung dalam membran sel (Lingwood & Simons, 2010). Sampel 3 merupakan ekstrak pupa BSF yang didapat dari perlakuan pakan T51 yang teridentifikasi menyediakan asupan protein dan lipid tinggi bagi larva BSF. Lalat BSF sendiri merupakan anggota dari kelas insekta sehingga eksoskeleton pupanya selain disusun oleh kitin juga mengandung biomolekul lipid dan protein (Herdyastuti et al., 2009). Tingginya kandungan protein dan lipid pada makanan larva juga dapat memengaruhi kandungan lipid pada eksoskeleton sehingga salah satu senyawa dominan pada sampel 3 adalah senyawa lipid berupa 9-hydroxy-megastigma3,5,8-trien-7-one 9-O-βD-glucopyranoside.

Puncak tertinggi ketiga pada sampel 3 terdapat pada waktu retensi 17.91 menit yang memiliki massa molekuler sebesar 774,6094 m/z. Nilai massa molekuler 774 m/z dimiliki oleh senyawa dehydroarginine yang merupakan anggota dari asam amino (Shadpour, 2006). Secara umum kromatogram LC-MS sampel 3 menunjukkan keberadaan kandungan lipid dan protein dalam level yang tinggi. Pemberian pakan T51 pada larva BSF pada sampel 3 menunjukkan pengaruh tingginya kadar protein dan lipid pakan yang diberikan terhadap kandungan protein dan lipid sampel 3 (Herdyastuti et al., 2009).

Rangkaian hasil penelitian ini menunjukkan potensi pupa black soldier fly (BSF) sebagai sumber alami senyawa karotenoid seperti astaxanthin dan lutein dengan kandungan senyawa tersebut berkaitan erat dengan jenis pakan yang dikonsumsi oleh serangga tersebut di fase larvanya. Deteksi awal kandungan astaxanthin dalam pupa BSF dalam penelitian ini didapatkan dari larva BSF yang diberi pakan berupa sisa buah dan sayur. Hasil penelitian ini meletakkan dasar pemilihan buah dan sayur tertentu yang telah diketahui mempunyai kandungan astaxanthin tinggi untuk digunakan sebagai pakan larva BSF. Pemberian pakan kulit buah dan sayur yang telah diketahui mengandung astaxanthin tinggi diharapkan dapat mendukung sintesis senyawa serupa pada tubuh BSF, terutama bagian pupa yang ditinggalkan oleh serangga dewasa

KESIMPULAN

Pemberian pakan berupa sampah organik berupa sisa buah sayur memberikan nilai pertambahan berat larva BSF paling baik dibandingkan sampah organik lainnya. Larva yang diberi makan buah sayur juga memiliki kandungan senyawa astaxanthin yang ditemukan dengan nilai 597,2356 m/z pada waktu retensi 12.22, serta terdapat kandungan senyawa fosfolipid dan ester. Selain itu, ekstrak pupa BSF yang ketika larva diberi makan campuran sampah organik teridentifikasi mengandung senyawa homoisoflavonoid, anisodamine, dan derivat resveratrol.

References

1. Ashraf-Khorassani M., Nazem N., Taylor L., Coleman W.. Separation and identification of sucrose esters from turkish tobacco using liquid chromatography-mass spectrometry. Beiträge zur Tabakforschung International. 2005; 21:380-389. DOI
2. Breemen R.B., Dong L., Pajkovic N.D.. Atmospheric pressure chemical ionization tandem mass spectrometry of carotenoids. International Journal of Mass Spectrometry. 2012; 15:163-172. DOI
3. Bosch G., Zhang S., Oonincx D.G., Hendrick W.H.. Protein quality of insects as potential ingredients for dog and cat foods. Journal of Nutritional Science. 2014; 25(3)DOI
4. Bystrom L.M., Lewis B.A., Brown D.L., Rodriguez E., Obendorf R.L.. Characterization of phenolics by LC-UV/vis, LC-MS/MS and sugars by GC in Melicoccus bijugatus Jacq. ‘Montgomery’ fruits. Food Chemistry. 2008; 111:1017-1024. DOI
5. Chen H., Wang H., Chen Y., Zhang H.. Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Analysis of Anisodamine and Its Phase I and II Metabolites in Rat Urine. Journal of Chromatography B: Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 2005; 824:21-29. DOI
6. YZ Chunxiao Jia. Identification of glicoside compounds from tobaco by high performance liquid chromatography/electrospray ionization linear ion-trap tandem mass spectrometry coupled with electrospray ionization orbitrap mass spectrometry. Brazilian Chemical Society. 2017; 28:629-640.
7. Davenelli S., Nielsen M.E., Scapagnini G.. Astaxanthin in skin health, repair, and disease: A comprehensive review. Nutrients. 2018; 10(522)DOI
8. Dean A.W., Glasgow B.J.. Mass spectrometric identification of phospholipids in human tears and tear lipocalin. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2012; 53:1773-1782. DOI
9. Gori A., Boucherle B., Rey A., Rome M., Fuzzati N., Peuchmaur M.. Development of an inovative maceration technique to optimize extraction and phase partition of natural products. Fitoterapia. 2021; 148(104798)DOI
10. Herdyastuti N., Raharjo T.J., Mudasir Matsjeh, S.. Chitinase and chitinolytic microorganism: Isolation, characterization and potential. Indonesian Journal of Chemistry. 2009; 9:37-47. DOI
11. Hussein G., Sankawa U., Goto H., Matsumoto K., Watanabe H.. Astaxanthin, a carotenoid with potential in human health and nutrition. Journal of Natural Products. 2006; 69:443-449. DOI
12. Iñaki G.B.J., Antonio P.C.G., Efrén D., Hiram M.R., Daniela G.I., Damián R.J.. Black soldier fly: Prospection of the inclusion of insect-based ingredients in extruded foods. Food Chemistry Advances. 2022; 1(100075)DOI
13. Kobayashi M., Sakamoto Y.. Singlet oxygen quencing ability of astaxanthin esters from the green alga Haematococcis pluvialis. Biotechnology Letters. 1999; 21:265-269. DOI
14. Krinsky N.I., Deneke S.M.. Interaction of oxygen and oxy-radicals with Carotenoids. Journal of The National Cancer Insitute. 1982; 69:205-210.
15. Lingwood D., Simons K.. Lipid rafts as a membrane-organizing principle. Science. 2010; 327:46-50. DOI
16. Lopez M., Arce L., Garrido J., Rios A., Valcarcel M.. Selective extraction of astaxanthin from Crustaceans by use of supercritical carbon dioxide. Talanta. 2004; 64:726-731. DOI
17. Mahmud M.K.. PT. Elex Media Komputindo: Jakarta; 2009.
18. Mangunwardoyo W., Aulia Hem, S.. Penggunaan bungkil inti kelapa sawit hasil biokonversi sebagai substrat pertumbuhan larva Hermetia illucens L (Maggot. BIOTA. 2011; 16:166-172. DOI
19. Mariutti L.R.B., Pereira D.M., Mercadante A.Z., Valentão P., Teixeira N., Andrade P.B.. Further insight on the carotenoid profile of the echinoderm Marthasterias glacialis L. MarDrugs. 2012; 10:1498-1510. DOI
20. Matthews P.D., Luo R., Wurtzel E.T.. Maize phytoene desaturase and zeta-carotene desaturase catalyse a poly-Z desaturation pathway: Implications for genetic engineering of carotenoid content among cereal crops. Journal of Experimental Botany. 2003; 54:2215-2230. DOI
21. Maulana N.Y., Nurmeiliasari Fenita, Y.. Pengaruh media tumbuh yang berbeda terhadap kandungan air, protein, protein, dan lemak maggot black soldier fly (Hermetia illucens. Buletin Peternakan Tropis. 2021; 2:150-157. DOI
22. Nirmal N.P., Rajput M.S., Prasad R.G., Ahmad M.. Brazilin from Caesalpina sappan heartwood and its pharmacological activities: A review. Pacific Journal of Tropical Medicine. 2015; 8:421-430. DOI
23. Pratiwi S.N., Utami N., Damayanti P.N.. Extraction chitosan and characterization nanoparticle chitosan from pupar sheels of black soldier fly (Hermetia illucens. Medical Sains Jurnal Ilmiah Kefarmasian. 2022; 7:963-972. DOI
24. Rivera S.M., Christou P., Canela-Garayoa R.. Identification of carotenoids using mass spectrometry. Mass Spectrometry Reviews. 2013; 33:353-372. DOI
25. de Rosso, AZ Mercadante. Identification and quantification of carotenoids, by HPLC-PDA, MS/MS, from Amazonian fruits. Journal Agriculture Food Chemistry. 2007; 55:5062-5072. DOI
26. Royen A.. Universitas Kristen Duta Wacana: Yogyakarta; 2022.
27. Salman N.E., Nofiyanti E., Nurfadhilah T.. Pengaruh dan efektivitas maggot sebagai proses alternatif penguraian sampah organik kota di Indonesia. Jurnal Serambi Engineering. 2020; 5:835-841. DOI
28. Saraswaty V., Adnyana I.K., Pudjiraharti S., Rachmawati H.. Potential benefits of resveratrol derivatives for treatment and prevention of metabolic syndromes. Rasayan Journal of Chemistry. 2020; 13:1363-1371. DOI
29. Shadpour H.. Lousiana State University and Agriculture and Mechanical College: Los Angeles; 2006.
30. Suciati R.. Efektivitas media pertumbuhan maggots Hermetia illucens L. (lalat tentara hitam) sebagai solusi pemanfaatan sampah organik. Biosfer: Jurnal Biologi dan Pendidikan Biologi. 2017; 2:8-13. DOI
31. Swastoko E.D., Madyaningrana K., Krismono. Pemanfaatan limbah organik tulang ayam dan sisa nasi sebagai pakan larva lalat tentara hitam (Hermetia illucens L. Biotropic. 2023; 7:10-24. DOI
32. Syafitri N.E., Bintang M., Falah S.. Kandungan fitokimia, total fenol, dan total flavonoid ekstrak buah harendong (Melastoma affine D. Don). Journal Current Biochemistry. 2014; 1:105-115.
33. Tomberlin J., Adler P.H., Myers H.M.. Development of the black soldier fly (Diptera: Stratiomuidae) in relation to temperature. Environmental Entomology. 2009; 38:930-934. DOI
34. Utama C., Mulyanto A.. Potensi limbah pasar sayur menjadi starter fermentasi. Jurnal Kesehatan. 2009; 2:6-13.
35. Wardhana A.H.. Black soldier fly (Hermetia illucens) as an alternative protein source for animal feed. WARTOZA. 2016; 26:069-078.
36. Yuasa M., Kitamura A., Maoka T., Sakudoh T., Shimada T., Tsuchida K.. Astaxanthin and lutein compete for accumulation into the middle silk gland via yellow cocoon gene (C)-dependent control and produce a red cocoon of Bombyx mori. Journal of Insect Biotechnology and Sericology. 2014; 83:1-11.
37. Zhang J., Huang L., He J., Tomberlin J.. An artificial light source influence mating and oviposition of black soldier flies, Hermetia illucens. Journal of Insect Science. 2010; 10:1-7. DOI
38. Zhu Y., Yan K., Tu G.. Separation and determination of homoisoflavonoids in Ophiopogon japonicus by reversed-phase high-performance liquid chromatography. Journal of Chromatography A. 1988; 437:265-267. DOI