i
LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING
TAHUN I (70%)
PRODUKSI BIOMASSA, LIPID DAN PROTEIN SEL
TUNGGAL MIKROALGA Nannochloropsis sp SEBAGAI
SUPLEMEN MAKANAN
TIM PENGUSUL
A. A. M. Dewi Anggreni, S.TP., M.Si. NIDN: 0017117401
Putu Ari Sandhi W., S.TP., M.Si. NIDN: 0016047402
UNIVERSITAS UDAYANA
JUNI 2015
Kode/Nama Rumpun Ilmu : 165/Teknologi Pangan dan Gizi
ii
iii
ABSTRAK
Beberapa jenis mikroalga telah berhasil di isolasi di Perairan Pantai Pulau Bali. Dari
seleksi beberapa jenis mikroalga, diperoleh isolat Nannochloropsis sp isolat K4 yang
mempunyai kecepatan tumbuh dan stabilitas tertinggi dari yang lainnya. Berkaitan dengan
kondisi ini, maka dalam penelitian akan dikaji potensi mikroalga Nannochloropsis sp isolat
K4. dalam menghasilkan produk berupa biomassa, lipid dan protein. Produk-produk ini
diharapkan dapat diaplikasikan sebagai nutrisi pangan, ataupun obat-obatan maupun
suplemen. Tujuan khusus penelitian ini adalah menentukan jenis media yang tepat pada
proses kultivasi untuk memproduksi biomassa, menentukan waktu panen yang tepat pada
proses produksi biomassa, menentukan titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam
produksi lipid dan protein, menentukan titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses
produksi lipid dan protein dan menentukan profil penyusun komponen lipida dan protein.
Penelitian ini dilaksanakan dua tahap. Tahap pertama yaitu produksi biomassa dan
lipid, tahap kedua yaitu produksi protein sel tungggal. Penelitian ini diawali dengan
penentuan pertumbuhan mikroalga Nannochloropsis sp pada 5 jenis media sehingga dapat
diperoleh waktu panen yang tepat berdasarkan bobot biomassa kering mikroalga.
Selanjutnya penentuan jenis media kultivasi yang tepat dengan menggunakan 5 taraf
perlakuan jenis media dan percobaan dirancang dengan Rancangan Acak Lengkap. Perlakuan
yang menghasilkan biomassa dan kadar lemak tertinggi dipergunakan untuk penelitian
selanjutnya. Setelah itu, dilakukan produksi biomassa dan lipid untuk tahap pertama dan
produksi protein pada tahap ke dua. Percobaan produksi biomassa, lipid dan protein sel
tunggal dirancang dengan model optimasi Central Composite Design. Perlakuan yang
dicobakan dalam rancangan ini adalah konsentrasi nitrat dan posfat, serta faktor lingkungan
yang terdiri dari pH dan salinitas. Data yang dihasilkan dianalisis dengan menggunakan
metode response surface. Dari tahap ini akan diperoleh kondisi-kondisi optimum untuk
produksi biomassa, lipid dan protein sel tungggal. Proses selanjutnya adalah proses ekstraksi
lipid dan protein. Lipid dan protein yang diperoleh kemudian dianalisa profil asam-asam
lemak dan asam-asam aminonya. Profil-profil asam lemak dan asam-asam amino kemudian
dapat dipergunakan untuk menentukan potensi mikroalga Nannochloropsis sp. baik dalam
bidang nutrisi pangan, obat-obatan maupun kosmetik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Waktu panen Nannochloropsis sp. berbeda-beda
pada berbagai media. Waktu panen Nannochloropsis sp. yangd ikultivasi pada media walne,
media pertanian, dan media guillard berturut-turut adalah hari ke 10, 8, dan 11 inkubasi. Pada
media Allen Miquel dan media Blue Green 11, waktu panen Nannochloropsis sp. adalah hari
ke 12 inkubasi. Konsentrasi biomassa tertinggi (0,21 g/l) diperoleh dari mikroalga
Nannochloropsis sp. yang dikultivasi pada media Walne, namun tidak berbeda jauh dari
media Guillard. Kadar lemak tertinggi dihasilkan oleh Nannochloropsis sp. yang dikultivasi
pada media Guillard sebesar 10,80%bk.
Kata Kunci : Mikroalga, Nannochloropsis sp isolat K4, biomassa, lipid, protein sel tunggal.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih sedalam-dalamnya kami haturkan kehadapan Tuhan
Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan karunianya laporan penelitian yang berjudul
“Produksi Biomassa, Lipid Dan Protein Sel Tunggal Mikroalga Nannochloropsis Sp Sebagai
Suplemen Makanan” dapat diselesaikan, meskipun saat ini baru rampung 70%.
Pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada Direktorat
Jendral Pendidikan Tinggi (DIKTI) yang telah membiayai penelitian ini melalui program
Desentralisasi Hibah Bersaing 2015.
Atas segala kekurangan hasil penelitian ini, kami dengan setulus hati memohon maaf
dan mohon petunjuk dan saran sehingga penelitian ini dapat kami selesaikan tepat waktu dan
dapat diwujudkan sesuai dengan harapan.
Bukit Jimbaran, 26 Juni 2015
Peneliti
v
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ...............................................................................................i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................................ii
ABSTRAK ....................................................................................................................iii
KATA PENGANTAR ...................................................................................................iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................................v
BAB I. PENDAHULUAN
1. 1. Latar Belakang .........................................................................................................1
1. 2. Perumusan Masalah .................................................................................................2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mikroalga Nannochloropsis sp .................................................................................4
2.2. Manfaat dan Nutrisi Nannochloropsis sp. ...............................................................4
2.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroalga ...................................5
2.4. Road Map Penelitian................................................................................................6
BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1. Tujuan Khusus .......................................................................................................8
3.2. Manfaat Penelitian .................................................................................................8
BAB IV. METODE PENELITIAN
4.1. Sistematika dan Fishbone Usulan Penelitian ...........................................................11
4.2. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................................12
4.3. Bahan dan Alat Penelitian .......................................................................................12
4.4. Tahun I/Tahap I : Produksi Lipid..............................................................................13
4.4.1. Peremajaan kultur murni ........................................................................................13
4.4.2. Penentuan Waktu Panen ........................................................................................13
4.4.3 Penentuan Jenis Media. ..........................................................................................13
4.4.4. Produksi Lipid .......................................................................................................14
4.4.5. Ekstraksi Lipid dan Profil Asam Lemak ................................................................16
4.5. Luaran/Indikator capaian Penelitian Tahun I ..........................................................17
4.6. Prosedur Analisa .......................................................................................................17
BAB V. HASIL YANG DICAPAI 5.1. Pertumbuhan Mikroalga ..........................................................................................19
5.2. Produksi Biomassa Nannochloropsis sp .................................................................20
5.3. Kadar Lemak Nannochloropsis sp. .........................................................................21
5.4. Optimasi Nitrat dan Fosfat Terhadap Produksi Lemak Nannochloropsis sp...........21
BAB VI. RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA ...............................................23
BAB VII. KESIMPULAN ...........................................................................................24
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................25
LAMPIRAN
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Wilayah Indonesia sebagian besar merupakan laut dan memiliki kekayaan yang
beranekaragam. Saat ini, penggalian potensi biota laut terutama mikroalga untuk
meningkatkan ketahanan pangan masih sangat minim. Dengan wilayah perairan yang sangat
luas ini, maka Indonesia memiliki potensi yang sangat besar untuk menemukan spesies
mikroalga yang cocok untuk dikembangkan sebagai sumber nutrisi. Berdasarkan hasil
penelitian Arnata et al., (2010) diperairan Pantai Pulau Bali telah berhasil diisolasi beberapa
jenis mikroalga seperti mikroalga dari genus Nannochloropsis sp, Nitzschia sp, Botryococcus
sp, Chaetoceros sp, Ceratium sp, Closterium sp, Cyclotella sp, dan Skeletonema. Dari
beberapa genus yang berhasil diisolasi, ternyata Nannochloropsis sp mempunyai kecepatan
dan kestabilan pertumbuhan yang paling tinggi di bandingkan dengan genus-genus lainnya.
Berkaitan dengan hal ini, maka diperlukan adanya penelitian lebih lanjut mengenai potensi
mikroalga khususnya Nannochloropsis sp isolat K4 sebagai sumber pangan.
Dewasa ini, pengembangan produk makanan, minuman ataupun suplemen yang
diklaim memberikan efek kesehatan semakin banyak, hal ini erat kaitannya dengan semakin
meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya kesehatan. Berbagai sumber alam telah
banyak diteliti untuk memperoleh senyawa bioaktifnya untuk dijadikan suplemen makanan,
diantaranya adalah mikroalga. Saat ini mikroalga tidak saja diperuntukkan bagi dunia
perikanan (sebagai pakan alami rotifer) namun sangat potensial untuk dikembangkan sebagai
suplemen makanan, untuk farmasi, dan kosmetik. Keunggulan dari mikroalga adalah tidak
tergantung pada musim, waktu pertumbuhan cepat sehingga waktu panen tidak terlalu lama,
produksi dapat dilakukan secara terus menerus, tidak berdampak buruk bagi lingkungan,
produksinya dapat dilakukan sesuai dengan kebutuhan, serta aman bagi kesehatan. Mikroalga
mengandung berbagai macam komponen yang sangat bermanfaat khususnya untuk nutrisi
dalam bahan pangan, seperti lipid, karbohidrat, protein dan asam-asam nukleat (Brown et
al.,1993., Sankar dan Ramasubramanian., 2012). Lemak yang terkandung dalam mikroalga
umum terdiri atas asam lemak tidak jenuh, seperti linoleat, eicosapentaenoic acid/EPA
(Rebolloso et al., 2001) dan docosahexaenoic acid/DHA (Hu dan Gao, 2006., Chisti, 2007).
Asam-asam lemat tidak jenuh telah banyak dilaporkan sangat menguntungkan bagi kesehatan
terutama sebagai makanan suplemen pencegahan penyakit kardiovaskuler, arterosklerosis,
dan kanker (Colquhoun, et al., 2008). Eicosapentaenoic acid atau EPA dan DHA
2
memainkan peran penting dalam perkembangan otak dan retinal bayi. Selain lemak,
mikroalga juga mengandung protein dan asam-asam nukelat (Spolaore et al., 2006). Sebagai
contohnya mikroalga Chlorella vulgaris mengandung protein sekitar 51 – 58% dan asam
nukleat 4 – 5% (Becker, 1994). Tetraselmis chuii mengandung protein 48,42% (Brown et.al.,
1997). Mikroalga juga berpotensi menghasilkan pigmen yang dapat dimanfaatkan sebagai
bioaktif, seperti Dunaliella mengandung karotenoid sekitar 12,6% bk (Fretes et al., 2013),
dan Nannochloropsis sp mengandung klorofil-a sekitar 0,73-2,85 µg/ml (Allsul dan Wan,
2012). Berbagai jenis pigmen yang dihasilkan dari mikroalga dapat dimanfaatkan sebagai
sumber antioksidan dalam bahan pangan.
Dalam memproduksi komponen-komponen nutrisi, maka jenis media dalam kultivasi
dan faktor lingkungan sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan
mikroalga (Faria et al., 2012). Kondisi media dan lingkungan berhubungan langsung dengan
proses fotosintesis, metabolisme, maupun reproduksi (Graham et al., 2009). Dalam media
pertumbuhan unsur nitrat dan posfat merupakan dua unsur yang mutlak harus tersedia dalam
media kultur mikroalga. Nitrogen dalam nitrat merupakan salah satu makronutrien yang
sangat mempengaruhi pertumbuhan dan produktifitas biomassa alga karena dibutuhkan
untuk pembentuk protein, lemak dan klorofil (Hu dan Gao, 2006). Lebih lanjut Renaud dan
Parry (1994) menyebutkan bahwa pengaturan faktor-faktor lingkungan seperti cahaya, pH,
temperatur dan salinitas juga diperlukan dan dapat berpengaruh terhadap kuantitas biomassa
dan komposisi komponen nutrisi yang terkandung dalam mikroalga.
Melihat banyaknya keanekaragaman dan potensi yang dimiliki oleh mikroalga serta
belum diketahuinya jenis media, beberapa faktor nutrisi, dan lingkungan yang optimal dalam
pertumbuhan untuk memproduksi biomassa dan komponen-komponen nutrisi, maka perlu
dilakukan penelitian mengenai potensi penggunaan mikroalga sebagai sumber pangan
fungsional dengan memperlakukan faktor-faktor jenis media dan nutrisi beserta faktor-faktor
lingkungan.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang diatas maka rumusan permasalahan secara umum
adalah:
1. Apa jenis media yang tepat pada proses kultivasi untuk memproduksi biomassa
2. Berapakah waktu panen yang tepat untuk produksi biomassa
3. Berapakah titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi lipid
3
4. Berapakah titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi lipid
5. Bagaimana profil asam-asam lemak lipida yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga
6. Berapakah titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi protein
7. Berapakah titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi protein
8. Bagaimana profil asam amino protein yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga
4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mikroalga Nannochloropsis sp
Mikroalga Nannochloropsis sp. merupakan jenis alga hijau (Cholorphyta) yang
memiliki sel berwarna hijau, tidak bermotil, dan tidak memiliki flagel. Selnya berbentuk bola
berukuran sedang dengan diameter 2-8 μm, tergantung spesiesnya, dengan khloroplas
berbentuk cangkir. Nannochloropsis sp. melimpah di sepanjang pantai zona fotik dengan
konsentrasi 102-10
4 sel/cm
3 (Hu dan Gao, 2006). Nannochloropsis sp. dapat tumbuh baik
pada kisaran pH 7-9, tetapi tumbuh rendah pada pH 10 (Elzenga et al., 2000).
Nannochloropsis sp. adalah salah satu tanaman yang paling efisien dalam menangkap dan
memanfaatkan cahaya dan karbondioksida (CO2) untuk keperluan fotosintesis. Pertumbuhan
sel Nannochloropsis sp. sangat dipengaruhi oleh tiga komponen penting untuk tumbuh yaitu
cahaya, karbondioksida (CO2) dan nutrien (Diharmi, 2001). Nannochloropsis sp. memiliki
sejumlah kandungan pigmen dan nutrisi seperti protein (52,11%), karbohidrat (16%), lemak
(27,64%), dan vitamin C (0,85%) (Isnanstyo dan Kurniastuti, 1995).
2.2. Manfaat dan Nutrisi Nannochloropsis sp.
Nannochloropsis oculata lebih dikenal dengan nama Chlorella laut, dalam
pembenihan mempunyai tiga peranan yaitu digunakan sebagai pakan pada klutur rotifer,
untuk pengkayaan rotifer, dan untuk menghasilkan efek “green water” pada pemeliharaan
larva (Richmond and Cheng-Wu, 2001). Nannochloropsis oculata dapat digunakan sebagai
pakan rotifer, karena ukuran tubuhnya sesuai dengan bukaan mulut rotifer, mempunyai
kandungan vitamin B12 dan eicosa pentaenoic acid (EPA) sebesar 30,5% dan total
kandungan ω3 HUFA sebesar 42,7 %. Vitamin B12 sangat penting untuk populasi rotifer dan
EPA penting untuk nilai nutrisi rotifer untuk pakan larva dan juvenil ikan laut (Isnansetyo
dan Kurniastuty, 1995).
Nannochloropsis sp. telah dimanfaatkan dalam produksi biomassa, produksi energi,
produksi berbagai produk bermanfaat, bioakumulasi senyawa tertentu serta berbagai proses
biotransformasi. Produk-produk yang dihasilkan Nannochloropsis sp. sebagian besar bersifat
ekstraselular, mulai dari metabolit sederhana hingga antibiotik kompleks, toksin, pigmen
serta sejumlah produk bermanfaat lainnya (Becker , 1994). Chisti (2007) menambahkan
bahwa, Nannochloropsis sp. dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel dan biodiesel dari
Nannochloropsis sp. memiliki banyak keuntungan, hal tersebut dikarenakan mikroalga
5
mudah dikultivasi dan dalam waktu 24 jam mikroalga dapat bertambah banyak menjadi dua
kali lipat.
2.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroalga
Kultivasi mikroalga dipengaruhi oleh beberapa faktor umum seperti faktor eksternal
(lingkungan) dan nutrien. Faktor-faktor lingkungan dan nutrien tersebut berpengaruh
terhadap laju pertumbuhan dan metabolisme mikroalga. Faktor-faktor tersebut adalah :
(a) Derajat Keasaman (pH). Derajat keasaman atau pH digambarkan sebagai keberadaan ion
hidrogen. Variasi pH dalam media kultur dapat mempengaruhi metabolisme dan
pertumbuhan kultur mikroalga antara lain mengubah keseimbangan karbon anorganik,
mengubah ketersediaan nutrien dan mempengaruhi fisiologi sel. Kisaran pH untuk kultur alga
biasanya antara 7-9, kisaran optimum untuk alga laut berkisar antara 7,8-8,5. Secara umum
kisaran pH yang optimum untuk kultur mikroalga adalah antara 7–9 (Slamet, 2008).
(b) Salinitas. Kisaran salinitas yang berubah-ubah dapat mempengaruhi pertumbuhan
mikroalga. Beberapa mikroalga dapat tumbuh dalam kisaran salinitas yang tinggi tetapi ada
juga yang dapat tumbuh dalam kisaran salinitas yang rendah. Namun, hampir semua jenis
mikroalga dapat tumbuh optimal pada salinitas sedikit dibawah habitat asal. Pengaturan
salinitas pada media yang diperkaya dapat dilakukan dengan pengenceran dengan
menggunakan air tawar. Kisaran salinitas yang paling optimum untuk pertumbuhan
mikroalga adalah 25-35‰ (Sylvester et al., 2002).
(c) Suhu. Suhu merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan
mikroalga. Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses kimia, biologi dan fisika,
peningkatan suhu dapat menurunkan suatu kelarutan bahan dan dapat menyebabkan
peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi mikroalga di perairan. Secara umum suhu
optimal dalam kultur mikroalga berkisar antara 20-240C. Suhu dalam kultur diatur
sedemikian rupa bergantung pada media yang digunakan. Suhu di bawah 16 0C dapat
menyebabkan kecepatan pertumbuhan turun, sedangkan suhu diatas 36 0C dapat
menyebabkan kematian (Taw, 1990).
(d) Cahaya. Cahaya merupakan sumber energi dalam proses fotosintesis yang berguna untuk
pembentukan senyawa karbon organik. Intensitas cahaya sangat menentukan pertumbuhan
mikroalga yaitu dilihat dari lama penyinaran dan panjang gelombang yang digunakan untuk
fotosintesis. Cahaya berperan penting dalam pertumbuhan mikroalga, tetapi kebutuhannya
bervariasi yang disesuaikan dengan kedalaman kultur dan kepadatannya.
6
(e) Karbondioksida. Karbondioksida diperlukan oleh mikroalga untuk memenbantu proses
fotosintesis. Karbondioksida dengan kadar 1-2% biasanya sudah cukup digunakan dalam
kultur mikroalga dengan intensitas cahaya yang rendah. Kadar karbondioksida yang berlebih
dapat menyebabkan pH kurang dari batas optimum sehingga akan berpengaruh terhadap
pertumbuhan mikroalga (Taw, 1990).
(f) Nutrien. Mikroalga memperoleh nutrien dari air laut yang sudah mengandung nutrien
yang cukup lengkap. Namun pertumbuhan mikroalga dalam kultur dapat mencapai optimum
dengan mencampurkan air laut dengan nutrien yang tidak terkandung dalam air laut tersebut.
Nutrien tersebut dibagi menjadi makro nutrien dan mikro nutrien. Unsur makro nutrien terdiri
atas N (meliputi nitrat), P (Posfat), K (Kalium), C (Karbon), Si (silikat), S (Sulfat) dan Ca
(Kalsium). Unsur mikro nutrien terdiri atas Fe (Besi), Zn (Seng), Cu (Tembaga), Mg
(Magnesium), Mo (Molybdate), Co (Kobalt), B (Boron), dan lainnya (Sylvester et al., 2002;
Edhy et al., 2003; Cahyaningsih, 2009).
(g) Aerasi. Aerasi dalam kultivasi mikroalga digunakan dalam proses pengadukan media
kultur. Pengadukan sangat penting dilakukan bertujuan untuk mencegah terjadinya
pengendapan sel, nutrien tersebar dengan baik sehingga mikroalga dalam kultur mendapatkan
nutrien yang sama, mencegah sratifikasi suhu, dan meningkatkan pertukaran gas dari udara
ke media (Taw, 1990).
2.4. Road Map Penelitian
Road map penelitian ini disajikan pada Gambar 1.
Pengambilan Sampel
Mikroalga di perairan pantai
Pulau Bali)
Pe
ne
liti
an
da
n p
en
ge
mb
an
ga
n p
rod
uk
be
rba
sis
mik
roa
lga
Ind
ika
tor
ca
pa
in
(pro
du
k)
2011-1013 2014 2015
Kultivasi mikroalga pada
media standar
Isolasi dan Pemurnian
mikroalga
Penyimpanan dan
pemeliharaan strain
mikroalga
Peremajaan dan
perbanyakan sel isolat
Analis produksi biomassa
dan lipid
Pemilihan beberapa isolat
yang berpotensi
Isolat Mikroalga potensial
Isolat Mikroalga potensial
Peremajaan kultur murni
Penentuan jenis media yang tepat
Penentuan Waktu panen Yang tepat
Produksi lipid
Optimasi faktor nutrisi dan faktor
lingkungan Utk menghasilkan biomassa
dan lipid optimal
Time course pertumbuhan mikroalga
sesuai dengan jenis media, Waktu
panen terpilih, faktor nutrisi dan faktor
lingkungan yang optimal
2015- dst
Produksi dan
pemanenan
biomasa
Penelitian aplikasi
dibidang farmasi
dan kosmetik
Penelitian dibidang
Nutrisi dan food
suplement
Food suplement,
kosmetik dan obat-
obatan dll
Penentuan profil asam-asam lemak
penyusun lipid
1. Jenis media dan waktu yang tepat untuk
memproduksi biomassa dan lipid
2. Titik optimum nutrisi (nitrat dan posfat) dan
lingkungan (pH dan salinitas) dalam memproduksi
biomassa dan lipid
3. Asam-asam lemak penyusun lipid yang
potensial untuk dikembangkan sebagai sumber
pangan
Isolat Mikroalga potensial
Peremajaan kultur murni
Produksi protein
Optimasi faktor nutrisi dan faktor
lingkungan untuk menghasilkan
biomassa dan protein optimal
Time course pertumbuhan mikroalga
sesuai dengan jenis media, Waktu
panen terpilih, faktor nutrisi dan faktor
lingkungan yang optimal
Penentuan profil asam-asam amino
penyusun protein
1. Titik optimum nutrisi (nitrat dan posfat) dan
lingkungan (pH dan salinitas) dalam memproduksi
protein
2. Asam-asam amino penyusun protein yang
potensial untuk dikembangkan sebagai sumber
pangan
Penelitian isolasi
Pigmen (klorofil,
karotenoid dll)
Gambar 1. Roadmap penelitian
BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1. Tujuan Khusus
Tujuan khusus yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah
1. Menentukan waktu panen yang tepat pada proses produksi biomassa
Nannochloropsis sp isolat K4.
2. Menentukan jenis media yang tepat pada proses kultivasi untuk memproduksi
biomassa dan lemak Nannochloropsis sp isolat K4.
3. Menentukan titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi biomassa
dan lipid.
4. Menentukan titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi biomassa
dan lipid.
5. Menentukan profil asam-asam lemak lipida yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga
Nannochloropsis sp isolat K4.
3.2. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah dapat diperoleh waktu panen yang tepat pada proses
produksi biomassa Nannochloropsis sp isolat K4, diperoleh jenis media yang tepat pada
proses kultivasi untuk memproduksi biomassa Nannochloropsis sp isolat K4, diperoleh
titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi biomassa dan lipid, diperoleh
titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi biomassa dan lipid, serta
diperoleh profil asam-asam lemak yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga
Nannochloropsis sp isolat K4.
11
BAB IV. METODE PENELITIAN
3.1. Sistematika dan Fishbone Usulan Penelitian
Sistematika penelitian yang akan dilakukan pada penelitian ini disajikan pada Tabel
1, sedangkan bagan fishbone disajikan pada Gambar 2.
Tabel 1. Sistematika Penelitian
Tahap Kegiatan Indikator capaian
Tahun
1
Produksi Biomassa dan Lipid
Pesiapan alat dan bahan
Peremajaan kultur murni
Penentuan jenis media yang sesuai
berdasarkan konsentrasi lipid tertinggi
yang digunakan untuk penelitian
selanjutnya
waktu panen berdasarkan konsentrasi
biomassa pada kurva pertumbuhan
Optimasi factor nutrisi media dalam
produksi lipid yang dipergunakan untuk
penelitian selanjutnya.
Optimasi factor lingkungan (pH dan
Salinitas) dalam produksi lipid yang
dipergunakan untuk penelitian selanjutnya.
Scale up pertumbuhan mikroalga sesuai
dengan jenis media, waktu panen, faktor
nutrisi dan faktor lingkungan yang optimal
Penentuan profil asam-asam lemak
penyusun lipid mikroalga
a. Diperoleh waktu panen
yang tepat dengan
konsentrasi biomassa
tertinggi
b. Diperoleh jenis media yang
tepat dalam memproduksi
lipid
c. Diperoleh kondisi optimum
konsentrasi nitrat dan posfat
dalam memproduksi lipida
d. Diperoleh kondisi optimum
kondisi pH dan Salinitas
dalam memproduksi lipida
e. Diperoleh profil asam-asam
lemak penyusun lipid
f. Diperoleh biomassa dan
lipid potensial utk
dikembangkan sebagai
suplemen makanan
g. Makalah untuk publikasi di
jurnal nasional terakreditasi
bertopik “optimasi produksi
lipid dari mikroalga
Nannochloropsis sp”.
Tahun
2
Produksi Protein Indikator capaian
Pesiapan alat dan bahan
Peremajaan kultur murni
Optimasi faktor nutrisi media dalam
produksi protein yang dipergunakan untuk
penelitian selanjutnya.
Optimasi faktor lingkungan (pH dan
Salinitas) dalam produksi protein yang
dipergunakan untuk penelitian selanjutnya.
Scale up pertumbuhan mikroalga sesuai
dengan jenis media, waktu panen, faktor
nutrisi dan faktor lingkungan yang optimal
dalam memproduksi protein.
Penentuan profil asam-asam amino
penyusun protein mikroalga
a. Diperoleh kondisi optimum
konsentrasi nitrat dan posfat
dalam memproduksi protein
yang tinggi
b. Diperoleh kondisi optimum
kondisi pH dan Salinitas
dalam memproduksi protein
yang tinggi
c. Diperoleh profil asam-asam
amino penyusun protein.
d. Diperoleh protein sel
tungggal potensial utk
dikembangkan sebagai
suplemen makanan.
e. Makalah untuk publikasi di
12
jurnal nasional terakreditasi
bertopik “optimasi produksi
lipid dari mikroalga
Nannochloropsis sp”.
Produksi biomassa, lipid dan protein sebagai sumber pangan
Mikroalga potensial (Nannochloropsis sp)
Peremajaan kultur
Penentuan jenis media
Optimasi produksi lipid
Mikroalga potensial (Nannochloropsis sp)
pH dan salinitas
Nitrat dan Posfat
Penentuan waktu panen
Penentuan profil asam-asam lemak lipid
Peremajaan kultur
Optimasi produksi protein
pH dan salinitas
Nitrat dan Posfat
Penentuan profil asam-asam amino protein
Gambar 2. Diagram fishbone penelitian produksi lipid dan protein
3.2. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Bioindustri, Laboratorium Analisis Pangan,
Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana. Waktu pelaksanaan penelitian tahun
2015.
3.3. Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : sampel mikroalga yang diisolasi
dari air laut di sepanjang pantai Kedonganan-Jimbaran, Badung, Bali. Bahan-bahan untuk
media tumbuh mikroalga meliputi : medium Guillard, medium pertanian, medium BG-11,
medium Allen-Miquel, dan medium standar walne. Bahan yang digunakan dalam proses
analisis nutrisi adalah H2SO4 pekat, aquades, indikator PP, antibuih, NaOH, HCl, dan pelarut
heksan. Alat yang dipergunakan adalah timbangan analitik, botol sampel, toples/galon, water
pump, aerator, lampu tabung, saringan berseri, sentrifuge, autoclave, oven, freezer, laminar
flow, lampu bunsen, pH meter, termometer, pipet mikro, jarum ose (loop), mikroskop, dan
alat-alat gelas.
13
3.4. Tahun I/ Tahap I : Produksi Lipid
3.4.1. Peremajaan kultur murni
Peremajaan kultur dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu menumbuhkan koloni
secara aseptik pada cawan petri berisi medium standar yang telah dipadatkan melalui
penambahan agar sebanyak 1-1.5% melalui metode for way streak. Koloni yang tumbuh
dipindahkan secara aseptik pada agar petri dish untuk mendapatkan kultur murni. Setelah
beberapa hari koloni dipindahkan pada test tube yang berisi medium cair sebagai stok baru.
Stok kultur kemudian dipergunakan untuk proses selanjutnya dengan melakukan propagasi
secara bertahap kevolume yang lebih besar.
3.4.2. Penentuan Waktu Panen
Waktu panen ditentukan dengan membuat kurva pertumbuhan mikroalga dengan jenis
media terpilih sesuai dengan penelitian sebelumnya. Pada tahap ini preparasi inokulum
dilakukan dalam keadaan aseptik. Sel mikroalga sebanyak 30 % v/v diinokulasikan pada
flask 2 L yang mengandung medium sesuai perlakuan. Kultivasi dilakukan dalam erlenmeyer
2 L dengan pH media 6, suhu 28±2 oC, intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan siklus
perbandingan terang dengan gelap 12:12 jam, salinitas 27 %, dan dilakukan aerasi dengan
mengalirkan udara ke dalam media. Proses kultivasi dilaksanakan selama 2 minggu atau 14
hari. Perubahan biomasa kultur diamati setiap 24 jam secara aseptis. Setiap perlakuan
dilakukan tiga kali ulangan. Data yang diperoleh kemudian dibuatkan kurva pertumbuhannya.
Waktu panen ditentukan berdasarkan waktu akhir fase log atau waktu awal fase stasioner
yang memberikan konsentrasi biomassa tertinggi. Biomassa yang diukur berdasarkan jumlah
bobot kering biomassa g/l. (Costa et al., 2002).
3.4.3. Penentuan Jenis Media
a. Rancangan percobaan
Penelitian pada tahap ini bertujuan untuk menentukan jenis media yang sesuai untuk
proses kultivasi mikroalga yang diperoleh pada tahap isolasi. Perlakuan dirancang dengan
Rancangan Acak Lengkap dengan lima perlakuan jenis media yaitu (1) medium pertanian ,
(2) medium Allen-Miquel, (3) medium guillard, (4) medium Blue Green 11 (BG 11) dan (5)
medium standar walne. Masing-masing perlakuan diulang 5 kali sehingga diperoleh 15 unit
percobaan. Apabila perlakuan berpengaruh nyata, maka dilanjutkan dengan uji Duncan.
b. Pelaksanaan penelitian dan parameter yang diamati
Pada tahap ini preparasi inokulum dilakukan dalam keadaan aseptik, dan isolat yang
diperoleh pada tahap isolasi dikultivasi dengan menggunakan medium sesuai dengan
perlakuan. Sel mikroalga sebanyak 30 % v/v diinokulasikan pada flask 2 L yang
mengandung medium sesuai perlakuan. Kultivasi dilakukan dalam erlenmeyer 2 L dengan pH
14
media 6, suhu 28±2 oC, intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan siklus perbandingan terang
dengan gelap 12:12 jam, salinitas 27 %, dan dilakukan aerasi dengan mengalirkan udara ke
dalam media. Proses kultivasi dilaksanakan selama 1 minggu dan pada akhir periode kultivasi
dianalisis konsentrasi biomassa dan lipidanya. Penentuan jenis media terbaik didasarkan pada
media yang menghasilkan konsentrasi biomassa dan lipida tertinggi. Hasil ini selanjutnya
dipergunakan sebagai faktor tetap dalam menentukan waktu panen. Media-media yang
dipergunakan dalam penelitian ini adalah:
1) Medium Pertanian mengandung : ZA 160 g/L, Urea 240 g/L, TSP 80 g/L, FeCl 120 g/L,
NaEDTA 120 g/L
2) medium Allen-Miquel mengandung : Larutan A dan Larutan B. Larutan A mengandung :
KNO3 20,2 g, aquadest 100 ml, Larutan B mengandung : Na2HPO4.12H2O 4 g,
CaCl2.6H2O 4 g, FeCl3 2 g, HCl 2 ml, aquadest 80 ml
3) Komposisi medium standar walne adalah Solution A (1 ml/L kultur): Ferric chloride
(FeCl3) 0,8 gram, Manganous Chloride (MnCl2,5H2O) 0,4 gram, Boric acid (H3BO3)
33,6 gram, EDTA, di-sodium salt 45,0 gram, Sodium di-hydrogen orthopHospHate
(NaH2PO4,2H2O) 20,0 gram, Sodium nitrate (NaNO3) 100,0 gram, Solution B 1,0 ml
(dilarutkan sampai 1 L dengan air laut). Solution B : Zinc chloride (ZnCl2) 2,1 gram,
Cobaltous chloride (CoCl2,6H2O) 2,0 gram, Ammonium molybdate ((NH4)6Mo7O24,
4H2O) 0,9 gram, Cupric sulpHate (CuSO4,5H2O) 2,0 gram, Concentrated HCl 10,0 ml
(dilarutkan sampai 100 ml dengan air laut). Solution C (0,1 ml/L kultur) : Vitamin B1
0,2 gram, Solution E 25,0 ml (dilarutkan sampai 200 ml dengan air laut). Solution E:
vitamin B12 0,1 g (dilarutkan sampai 250 ml dengan air laut).
3.4.4. Produksi Lipid
a. Rancangan percobaan pengaruh nitrat dan posfat
Rancangan percobaan yang digunakan adalah Central Composite Design (CCD).
Metode response surface digunakan untuk melihat pengaruh perlakuan konsentrasi nitrat dan
fosfat terhadap produksi lipid mikroalga. Data yang diperoleh dianalisis dengan
menggunakan program statistica 10. Bentuk dan kode perlakuan serta rancangan percobaan
dengan sistem pengkodean dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 2. Perlakuan dan kode perlakuan
Perlakuan Kode perlakuan
-1,414 -1 0 1 1,414
Konsentrasi NO3 (g/l) 29,3 50 100 150 170,7
Konsentrasi PO4 (g/l)) 0,86 5 15 25 29,14
15
Tabel 3. Rancangan percobaan dengan sistem pengkodean
No Kode konsentrasi
NO3
Kode Konsentrasi
PO4
Konsentrasi
NO3 (g/l)
Konsentrasi
PO4 (g/l)
1 -1 -1 50 5
2 1 -1 150 5
3 -1 1 50 25
4 1 1 150 25
5 -1.414 0 29,3 15
6 1.414 0 170,7 15
7 0 -1.414 100 0,86
8 0 1.414 100 29,14
9 0 0 100 15
10 0 0 100 15
11 0 0 100 15
12 0 0 100 15
13 0 0 100 15
b. Pelaksanaan penelitian optimasi pengaruh nitrat dan posfat dan parameter yang
diamati
Optimasi faktor nutrisi dilaksanakan pada jenis medium dan waktu panen terpilih
dengan memodifikasi senyawa nitrat (NO3) dan fosfat (PO4) dengan konsentrasi sesuai
perlakuan. Kultivasi dilakukan dalam erlenmeyer 2 L dengan pH media 6, suhu 28±2 oC,
intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan perbandingan terang dengan gelap 12:12 jam, salinitas
30 ppt, dan dilakukan aerasi dengan mengalirkan udara ke dalam media. Pengamatan
terhadap parameter penelitian dilakukan pada akhir masa kultivasi terhadap konsentrasi lipid
dan berat kering biomassa sel. Hasil optimum produksi lipid pada konsentrasi nitrat dan
posfat ini selanjutnya dipergunakan sebagai faktor tetap pada proses optimasi faktor
lingkungan (pH dan salinitas) terhadap produksi lipid.
c. Rancangan percobaan pengaruh pH dan salinitas
Rancangan percobaan yang digunakan adalah Central Composite Design (CCD). Data
yang dihasilkan dari rancangan percobaan tersebut akan dianalisis dengan menggunakan
metode response surface. Metode response surface digunakan untuk melihat pengaruh
perlakuan konsentrasi nitrat dan fosfat terhadap produksi lipid mikroalga. Data yang
diperoleh dianalisis dengan menggunakan program statistica 10. Bentuk dan kode perlakuan
serta rancangan percobaan dengan sistem pengkodean dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5.
16
d. Pelaksanaan penelitian optimasi pengaruh pH dan salinitas dan parameter yang
diamati
Optimasi faktor lingkungan pH dan salinitas dilaksanakan pada jenis medium dengan
konsentrasi nitrat dan posfat sesuai dengan hasil titik optimum sebelumnya. Kultivasi
dilakukan dalam erlenmeyer 2 L dengan pH dan salinitas sesuai dengan perlakuan pada
rancangan percobaan, suhu 28±2 oC,
intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan perbandingan
terang dengan gelap 12:12 jam, dan dilakukan aerasi dengan mengalirkan udara ke dalam
media. Pengamatan terhadap parameter penelitian dilakukan pada akhir masa kultivasi
terhadap konsentrasi lipid dan berat kering biomassa sel. Hasil optimum produksi lipid pada
pH dan salinitas ini ini selanjutnya dipergunakan sebagai untuk proses produksi dalam skala
yang lebih besar.
Tabel 4. Perlakuan dan kode perlakuan
Perlakuan Kode perlakuan
-1,414 -1 0 1 1,414
Ph 4,59 5 6 7 7,41
Salinitas (ppt) 22,93 25 30 35 37,07
Tabel 5. Rancangan percobaan dengan sistem pengkodean
No Kode pH Kode salinitas pH Salinitas (ppt)
1 -1 -1 5 25
2 1 -1 7 25
3 -1 1 5 35
4 1 1 7 35
5 -1.414 0 4,59 30
6 1.414 0 7 30
7 0 -1.414 6 22,93
8 0 1.414 6 37,07
9 0 0 6 30
10 0 0 6 30
11 0 0 6 30
12 0 0 6 30
3.4.5. Ekstraksi Lipid dan Profil Asam Lemak
Mikroalga dikultivasi sesuai dengan jenis media, kondisi nutrisi dan lingkungan
optimal serta waktu panen yang tepat. Biomassa yang dihasilkan dari proses kultivasi pada
kondisi optimal, dipanen dan dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 80oC.
setelah kering, biomassa diukur kadar airnya. Ekstrak asam lemak dilakukan dengan
mengambil 20 gr bubuk mikroalga diekstrak dengan 150 ml pelarut N-heksan dalam dengan
metode soklet selama 7 jam (Kawaroe et al., 2012). Lemak yang dihasilkan dari proses
17
ekstraksi ini kemudian di analisa profil asam-asam lemaknya dengan menggunakan GC dan
GC-MS.
3.5. Luaran/Indikator capaian Penelitian Tahun I
Luaran penelitian tahun ke-1 adalah (1) diperoleh waktu panen yang tepat dengan
konsentrasi biomassa tertinggi. (2) diperoleh jenis media yang tepat dalam memproduksi lipid
tertinggi. (3) diperoleh kondisi optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam memproduksi
lipid tertinggi. (4) diperoleh kondisi optimum kondisi pH dan salinitas dalam memproduksi
lipid tertinggi. (5) diperoleh profil asam-asam lemak penyusun lipid. (6) diperoleh biomassa
dan lipid potensial utk dikembangkan sebagai suplemen makanan. (7) pengajuan makalah
untuk publikasi di jurnal nasional terakreditasi bertopik “optimasi produksi lipid dari
mikroalga Nannochloropsis sp”.
3.6. Prosedur Analisa
Analisis yang meliputi konsentrasi biomasa, kadar air, kadar lemak, protein, profil lipid, dan
protein adalah sebagai berikut
a. Analisa konsentrasi biomasa dengan metode Costa et al.,(2002). Kurva standart
konsentrasi biomasa mikroalga (g/l) dibuat dengan menghitung kepadatan sel dengan
menggunakan hemacytometer dan diplotkan terhadap berat kering mikroalga (g/l).
Kurva standart yang diperoleh digunakan untuk menghitung konsentrasi biomasa sample.
Jumlah kepadatan sel = rata-rata jumlah sel X 25.104
b. Kadar air. Penetapan kadar air dilakukan dengan menggunakan metode oven (AOAC,
1998). Sampel ditimbang 0,5 g, dimasukkan ke dalam cawan oven, selanjutnya
dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC hingga berat konstan.
Kadar air (%) = (kehilangan berat sampel/ berat sampel) x 100
c. Kadar lemak. Penetapan kadar lemak dilakukan dengan menggunakan metode
ekstraksi soxhlet (Sudarmadji et al., 1984). Sebelum digunakan labu lemak dioven dan
ditimbang terlebih dahulu. Sampel bubuk ditimbang 1 g. Sampel dibungkus dengan kertas
saring, dan diekstraksi soxhlet menggunakan pelarut heksan selama ± 6 jam. Labu lemak
hasil ekstraksi dioven dan ditimbang sampai tercapai berat konstan.
Lemak (%) = (berat lemak/ berat sampel) x 100
d. Penentuan profil asam lemak
Ekstrasi lipid. Total lipid yang diekstrasi dari 1 g sampel basah menurut metode Bligh
dan Dyer (Pratomyot et al.,2005). Sampel dilarutkan dengan kloroform (mengandung
18
BHT 0.1 ppm): methanol (mengandung BHT 0,1 ppm) dengan perbandingan 2:1,
dicampur dan dikeringkan dengan gas nitrogen. Ester metil asam lemak yang dipreparasi
dengan katalis asam transmetilasi total lipid (10 ml asam sulfur 2% dalam methanol yang
dioven pada 800
C selama 4 jam). Penambahan 5 ml sodium klorida 5%, 5 ml heksan
pada potasium bikarbonat 2% dan selanjutnya difiltrasi melalui sodium sulfat anhydrous
dan dikeringkan dengan gas nitrogen (Cristies, 1982).
Analisis asam lemak (Pratomyot et al.,2005). Pemisahan dan identifikasi asam lemak
menggunakan gas kromatografi dengan kolom kapiler (30 m x 0,25mm, ketebalan 0,25
µmol). Gas pembawa menggunakan helium pada 1,3 ml/menit. Sampel yang diijeksikan
sebanyak 1 ml pada kondisi yang telah ditentukan. Kolom temperatur 120оC selama 0,5
menit, gradien panas 195о C pada kelajuan 18
о C/menit, 195 sampai dengan 205
оC pada
kelajuan 3 0
C/menit, perbaikan 7 menit, 205 hingga 220 оC pada kelajuan 8
оC/menit.
Ester metil asam lemak yang diidentifikasi dengan membandingkan campuran standard
dan kuantitatif adalah persentase luas total asam lemak.
19
BAB V. HASIL YANG DICAPAI
4.1. PERTUMBUHAN MIKROALGA Nannochloropsis sp.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pertumbuhan mikroalga Nannochloropsis sp.
berbeda-beda pada jenis media yang berbeda. Kurva pertumbuhan mikroalga
Nannochloropsis sp.disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Kurva pertumbuhan Nannochloropsis sp.pada berbagai jenis media
Gambar 3 menunjukkan bahwa konsentrasi biomassa kering bervariasi pada
setiap jenis media. Pada hari ke nol (0) sampai 5 hari inkubasi, sel Nannochloropsis sp
yang dikultivasi pada jenis media yang berbeda masih mengalami fase adaptasi. Jenis
media yang sesuai dengan media tumbuh akan dapat mempercepat proses adaptasi
sehingga mikroalga dapat tumbuh dengan cepat (Andersen, 2005). Setelah hari ke – 5
inkubasi, sel mengalami fase eksponensial. Perbedaan jenis media mengakibatkan akhir
fase eksponensial dicapai pada hari yang berbeda. Pada media walne, akhir fase
eksponensial tercapai setelah waktu inkubasi 10 hari. Pada media Pertanian, akhir fase
eksponensial tercapai setelah waktu inkubasi 8 hari. Akhir fase eksponensial tercapai
Waktu Inkubasi (hari)
B
i
o
m
a
s
s
a
(g)
20
pada hari ke 11 inkubasi jika sel Nannochloropsis sp. dikultivasi pada media guillard.
Pada media Blue Green 11 (BG 11) dan pada media Allen- Miquel (MQ), akhir fase
eksponensial tercapai setelah waktu inkubasi 12 hari. Hal ini sedikit berbeda dengan
penelitian Widyaningsih et al., (2011) yang menyatakan bahwa pada media walne
puncak pertumbuhan Nannochloropsis sp. terjadi pada hari ke – 9 inkubasi. Namun
penelitian ini sejalan dengan Sukmawan (2012) yang menyatakan bahwa pertumbuhan
optimum Nannochloropsis sp. dicapai pada hari ke – 10 inkubasi.
Menurut Isnanstyo dan Kurniastuty (1995) dan Kawaroe et al., (2010), akhir fase
eksponensial merupakan waktu terbaik untuk pemanenan sel mikroalga karena pada fase
eksponensial struktur sel masih berada pada kondisi normal dan secara nutrisi terjadi
keseimbangan antara nutrien dalam media dan nutrisi dalam sel. Selain itu, pada fase
eksponensial kandungan nutrisi dalam sel sangat tinggi, sehingga mikroalga berada pada
kondisi yang paling optimum.
4.2. Produksi Biomassa Nannochloropsis sp.
Produksi biomassa Nannochloropsis sp dilakukan dengan mengkultivasi
Nannochloropsis sp pada 5 jenis media (sesuai perlakuan) dengan volume kultur 15 L.
Sel Nannochloropsis sp selanjutnya dipanen pada akhir fase log. Penentuan waktu panen
(akhir fase log) berdasarkan pada Gambar 3. Waktu panen Nannochloropsis sp. yang
dikultivasi pada media walne, media pertanian, dan media guillard berturut-turut adalah
hari ke 10, 8, dan 11 inkubasi. Pada media Allen Miquel dan media Blue Green 11,
waktu panen Nannochloropsis sp. adalah hari ke 12 inkubasi. Data biomassa
Nannochloropsis sp disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6. Biomassa Nannochloropsis sp. pada berbagai media
Media
Waktu
panen
(hari)
Konsentrasi Biomassa (g/l)
Jumlah Rerata 1 2 3 4 5 6
Walne 10 0,25 0,27 0,23 0,3 0,32 0,25 1,62 0,27
Pertanian 8 0,18 0,19 0,17 0,2 0,19 0,18 1,11 0,19
Allen-
Miquel
12 0,15 0,17 0,18 0,15 0,19 0,2
1,04 0,17
BG11 12 0,20 0,18 0,18 0,19 0,19 0,19 1,14 0,19
Guillard 11 0,25 0,28 0,23 0,26 0,30 0,22 1,54 0,26
21
4.3. Kadar lemak Nannochloropsis sp.
Kadar lemak Nannochloropsis sp. disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7. Kadar Lemak (% bk) Nannochloropsis sp. yang Dikultur pada Berbagai Jenis
Media.
Jenis Media Kadar Lemak (% bk)
Walne 9,38
Blue Green (BG-11) 9,83
Guillard 10,80
Allen-Miquel (MQ) 5,97
Pertanian 8,57
4.3. Optimasi Nitrat dan Fosfat Terhadap Produksi lemak Nannochloropsis sp.
Optimasi produksi biomassa pada penelitian ini bertujuan untuk mencari
variabel optimum pengaruh konsentrasi nitrat dan fosfat terhadap produksi biomassa
Nannochloropsis sp. K4 yang maksimal. Data pengujian lemak Nannochloropsis sp.
dengan kombinasi konsentrasi nitrat dan fosfat pada media Guillard dapat dilihat pada
Tabel 7.
22
Tabel 7. Kadar Lemak Nannochloropsis sp. dengan Perlakuan Penambahan Nitrat dan
Fosfat pada Media Guillard
Unit Kode Nitrat Kode Fosfat Kon. Nitrat Kon. Fosfat Kadar Lemak
(%)
1 -1 -1 50 5 17,14%
2 1 -1 150 5 13,44%
3 -1 1 50 25 15,18%
4 1 1 150 25 19,09%
5 -1,414 0 29,3 15 26,71%
6 1,414 0 170,7 15 11,08%
7 0 -1,414 100 0,86 11,30%
8 0 1,414 100 29,14 16,30%
9 0 0 100 15 13,01%
10 0 0 100 15 10,39%
11 0 0 100 15 12,00%
12 0 0 100 15 11,01%
23
BAB VI. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA
Rencana tahapan berikutnya adalah melakukan optimasi faktor lingkungan (salinitas
dan pH) dalam menghasilkan kadar lemak Nannochloropsis sp. tertinggi dan menentukan
profil asam lemak Nannochloropsis sp.
24
BAB VII. KESIMPULAN
Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa :
1. Waktu panen Nannochloropsis sp. berbeda-beda pada berbagai media. Waktu
panen Nannochloropsis sp. yangd ikultivasi pada media walne, media pertanian,
dan media guillard berturut-turut adalah hari ke 10, 8, dan 11 inkubasi. Pada
media Allen Miquel dan media Blue Green 11, waktu panen Nannochloropsis
sp. adalah hari ke 12 inkubasi.
2. Konsentrasi biomassa tertinggi (0,21 g/l) diperoleh dari mikroalga
Nannochloropsis sp. yang dikultivasi pada media Walne, namun tidak berbeda
jauh dari media Guillard.
3. Kadar lemak tertinggi dihasilkan oleh Nannochloropsis sp. yang dikultivasi
pada media Guillard sebesar 10,80%bk.
25
DAFTAR PUSTAKA
Alsull M., Wan M., Wan O. 2012. Responses of Tetraselmis sp. And Nannochloropsis sp.
Isolated from Penang National Park Coastal Waters, Malaysia, to the Combined
Influences of Salinity, Light and Nitrogen Limitation. International Conference on
Chemical, Ecology and Environmental Sciences (ICEES'2012) march 17-18, 2012
Bangkok pp:142-145
Arnata, I W., Gunam, I.B.W dan Anggreni, A.A.M.D. 2010. Eksplorasi Potensi Mikroalga di
Pantai Pulau Bali Untuk Produksi Biodiesel. Laporan Penelitian Hibah Unggulan
Udayana, Universitas Udayana.
Becker, W.E. 1994. Microalgae : Biotechnology And Microbiology. Cambride University
Press. Australia.
Boolag D.M., Edelstein SJ. 1991. Protein Methods. Wiley-Liss. Inc. USA
Brown M. R., Garland C. D., Jeffrey S. W.,. Jameson I. D., Leroi J. M.1993. The gross and
amino acid compositions of batch and semi-continuous cultures of Isochrysis sp. (clone
T.ISO), Pavlova lutheri and Nannochloropsis oculata. J. Applied Phycology 5: 285-
296.
Cahyaningsih, S. 2009. Standar Nasional Indonesia Pembenian Perikanan (Pakan Alami).
Pelatihan MPM-CPIB Pembenihan Udang, 16-20 Juni 2009, Situbondo. Balai
Budidaya Air Payau Situbondo. Situbondo.
Chisti, Y. 2007. Biodiesel from Microalgae. Biotechnology Advances 25 : 294-306
Colquhoun D., Antonio F. J., Tuesday U., Barbara E. 2008. Fish, fish oils, n-3
polyunsaturated fatty acids and cardiovascular health. Nutrition and Metabolism
Committee of the Heart Foundation. Australia.
Costa, J.A.V., Colla, L.M., Duarte Filho, P.F., Kabke, K. Dan Weber, A. 2002. Modelling of
Spirulina Platensis Growth in Fresh Water Using Response Surface Methodology.
World J. Microbiol. Biotechnol. 18, 603-607.
Dunstan G.A., Volkman J.K., Barrett S.M., Garland C.D. 1993. Changes in the lipid
composition and maximisation of the polyunsaturated fatty acid content of three
microalgae grown in mass culture. J. Applied Phycology 5: 71-83.
Edhy, W.A., Januar, dan Kurniawan. 2003. Plankton di Lingkungan PT. Central Pertiwi
Bahari. Laboratorium Central Department, Aquaculture Division. PT. Central Pertwi
Bahari. Tulang Bawang.
Faria G. R., Caroline R.P.S., Paes, Dominique J.F.A., Castro, Natália A.B., Tinoco, Elisabete
B., Sergio O. L. 2012. Effects of the availability of CO2 on growth, nutrient uptake,
and chemical composition of the marine microalgae Chlorella sp. and Nannochloropsis
oculata, two potentially useful strains for biofuel production. Journal of Biotechnology
3(5) : 65-75.
Graham L.E., Graham J.E., Wilcox L.W. 2009. Algae. 2nd ed. Benjamin Cummings
(Pearson). San Francisco. P. 720
26
Hu, H., K. Gao. 2003. Optimization of growth and fatty acid composition of a unicellular
marine picoplankton, Nannochloropsis sp. with enriched carbon sources. Biotechnology
Letters. 25(5):421-425.
Isnanstyo, A., Kurniastuti. 1995. Teknik Kultiur Phytoplankton dan Zooplankton. Kansius.
Jogjakarta.
Kawaroe M., Tri P., Ayi R., Dahlia W.S., Dina A. 2012. Laju Pertumbuhan Spesifik dan
Kandungan Asam Lemak pada Mikroalga Spirulina platensis, Isochrysis sp. dan
Porphyridium cruentum. J. Ilmu Kelautan 17 (3): 125-131
Pratoomyot, J., Srivilas, P., Noiraksar, T. 2005. Fatty Acids Composition of 10 Microalgal
Species. Songklanakarin J. Sci. Technol. 27(6): 1179-1187.
Rebolloso F., NavarroP. A., GarcíaC. F., RamosM. J. J., Guil G. J.L. 2001. Biomass nutrient
profiles of the microalga Nannochloropsis. J Agric Food Chem. 49(6):2966-2972.
Renaud S., Parry D. 1994. Microalgae for use in tropical aquaculture, effect of salinity on
growth, gross chemical-composition and fatty-acid composition of 3 species of marine
microalgae. J Appl Phycol 6:347–356.
Richmond, A., and Cheng-Wu, Z. 2001. Optimization Of A Flat Plate Glass Reactor For
Mass Production Of Nannochloropsis sp. Outdoors. Journal of Biotechnology. 85 :
259–269.
Sankar, M., Ramasubramanian V. 2012. Biomass production of commercial algae Chlorella
vulgaris on different culture media. J. Life Science 1 (1): 56-60.
Slamet, B. 2008. Studi Kualitas Lingkungan Perairan Di Daerah Budidaya Perikanan Laut Di
Teluk Kaping Dan Teluk Pegametan Bali. Tesis. Program Pascasarjana Universitas
Udayana. Denpasar.
Spolaore, P., Claire J. C., Elie D., Arsène I. 2006. Commercial Applications of Microalgae. J.
Bioscience and Bioengineering 101(2): 87–96.
Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 1984. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan
Pertanian. Liberty, Yogyakarta.
Sudjana. 1989. Desain dan Analisis Eksperimen. Tarsito. Bandung.
Sulastri, H. 2008. Exploration of Indonesian,s Biodiesel Producing Microalgae as Sustainable
Energy source. Indonesian Centre for biodiversity and Biotechnology, Bogor.
Sylvester, B., Nelvy, dan Sudjiharno. 2002. Biologi Fitoplankton, Budidaya Fitoplankton dan
Zooplankton. Balai Budidaya Laut Lampung. Makara, Teknologi. 9: 3-23.
Takagi, Mutsumi., Karseno and Yoshida, Toshiomi. 2006. Effect of Salt Concentration on
Intracellular Accumulation of Lipids and Triacylglyceride in Marine Microalgae
Dunaliella Cells. Journal of Bioscience and Bioengineering, 101(3) : 223-226.
Taw, N. 1990. Petunjuk Pemeliharaan Kultur Murni dan Massal Mikroalga. Proyek
Pengembangan Udang, United nations development Programme, Food and Agriculture
Organizations of the United Nations.
27
Foto-foto selama penelitian
a
b
c d
e f
28
Keterangan
(a) : Media kultur air laut sebanyak 700 ml yang akan digunakan dalam proses kultivasi.
(b) : Kultur Nannochloropsis sp. sebanyak 300 ml yang digunakan dalam kultivasi
(c) : Kultivasi Nannochloropsis sp. Pada Berbagai jenis Media
(d) : Produksi Biomassa Nannochloropsis sp. pada Berbagai jenis Media
(e) : Pemanenan Kultur Nannochloropsis sp. dengan Metoda Flokulasi
(f) : Pengendapan Kultur Nannochloropsis sp. setelah Pencucian Berulang-ulang
(g) : Pengovenan Biomassa Nanochloropsis sp.
(h) : Biomassa Kering Nannochloropsis sp.
(i) & (j) : Analisis Kadar Lemak Biomassa Kering Nannochloropsis sp.
i j
g h
29