Ganggang mikro berfotosintesis agar proses metabolisme di dalam tubuhnya dapat berlangsung. Gula atau glukosa merupakan komponen utama yang dihasilkan ganggang mikro setelah proses fotosintesis berlangsung. Hasil analisis kadar gula dan karbohidrat total. Kadar gula total dilihat masing-masing ganggang mikro disajikan pada Gambar 9.
Gambar 9. Produksi gula total ganggang mikro.
Pada penelitian ini, gula total atau available carbohydrate yang dimaksud adalah komponen karbohidrat yang langsung dapat dicerna oleh sistem pencernaan berupa gugus monosakarida dan disakarida. Karbohidrat total
0.036 0.115 0.139 0.174 0.026 0.123 0.142 0.146 0.034 0.119 0.136 0.168 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
ICBB 9111 ICBB 9112 ICBB 9114 ICBB 9113
k ad ar gu la to tal (% w /w )
Isolat Ganggang Mikro
panen 1 panen 2 panen 3
39 mencakup karbohidrat yang dapat dicerna dan tidak dapat dicerna seperti serat, selulosa, dan hemiselulosa. Dari Gambar 9, ganggang mikro ICBB 9111 memiliki kadar gula dalam biomassa kering tertinggi 0,036 g/100 g pada panen pertama dan terendah 0,026 g/100 g pada panen kedua. Ganggang mikro ICBB 9112 memiliki kadar gula total dalam biomassa kering tertinggi 0,123 g/100 g pada panen kedua dan terendah 0,115 g/100 g pada panen pertama. Ganggang mikro ICBB 9113 memiliki kadar gula total tertinggi sebesar 0,174 g/100 g pada panen pertama dan terendah 0,146 g/100 g pada panen kedua. Ganggang mikro ICBB 9114 memiliki kadar gula total tertinggi 0,142 g/100 g pada panen pertama dan 0,136 g/100 g dari biomassa kering pada panen kedua. Secara keseluruhan kadar gula total biomassa ganggang mikro cukup rendah.
Gambar 7. Produksi karbohidrat ganggang mikro.
Polisakarida atau karbohidrat dapat dihasilkan ganggang mikro air tawar maupun air laut di dalam tubuhnya (Hokputsa et al., 2003). Berdasarkan Gambar 10, produksi karbohidrat total tertinggi ganggang mikro ICBB 9111 (media M4), ICBB 9112 (media 0,75 M4), ICBB 9113 (media M4), dan ICBB 9114 (media 0,75 M4) berturut-turut adalah 23,97%, 35,08%, 43,72%, dan 18,78%. Secara keseluruhan produksi karbohidrat total yang dihasilkan setiap isolat ganggang mikro beragam. 23.34 33.02 14.27 38.38 14.84 15.19 19.78 39.94 23.97 35.08 16.62 43.72 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
ICBB 9111 ICBB 9112 ICBB 9114 ICBB 9113
k ar b o h id r at to tal (% w /w )
Isolat Ganggang Mikro
panen 1 panen 2 panen 3
40 Berdasarkan Gambar 10, ganggang mikro memiliki persentasi kadar gula total seperti gugus monosakarida dan disakarida yang rendah dibandingkan karbohidrat total. Winder et al. (1999) menemukan bahwa kandungan monomer karbohidrat pada diatom Navicula menisculus cukup rendah. Diatom Navicula
menisculus mengandung glukosa, galaktosa, dan ramnosa berturut-turut yaitu 8%,
1%, dan 1% dari total karbohidrat. Hal ini mengindikasikan produksi polisakarida dan akumulasi karbohidrat lain pada ganggang mikro lebih tinggi.
Hasil penelitian ini menunjukkan kandungan lipid ganggang mikro tinggi, sedangkan produksi karbohidrat lebih rendah dan sebaliknya. Kondisi ini dapat terlihat berdasarkan produksi lipid ganggang mikro tinggi namun kadar karbohidrat total ganggang mikro ICBB 9111 pada panen kedua, yang masing-masing dapat dilihat berdasarkan Gambar 8 dengan Gambar 10. Valenzuela-Espinoza et al. (2002) mengemukakan bahwa hal itu dapat terjadi karena perubahan komposisi kimia sel, yang dipengaruhi jumlah hara di dalam media.
Li et al. (2010) menemukan bahwa kandungan pati ganggang mikro
Pseudochlorococcum sp. terakumulasi, tetapi lipid tidak terbentuk, pada saat
pasokan nitrogen cukup di dalam media. Pati yang terbentuk mengindikasikan
Pseudochlorococcum menggunakan pati sebagai sumber karbon untuk
fotosintesis. Li et al. (2010) menambahkan akumulasi pati berkurang, sedangkan akumulasi lipid mulai meningkat ketika pasokan nitrogen menurun. Bersamaan dengan itu, aktivitas fotosintesis berlangsung dengan mengasimilasi karbon menjadi total lipid.
John et al. (2010) menyatakan bahwa pati, selulosa atau akumulasi karbohidrat lainnya dapat digunakan dalam produksi etanol. Ruane et al. (2010) menambahkan bahwa langkah tersebut dapat ditempuh melalui proses hidrolisis langsung (untuk pati) dan pemutusan atau penguraian rantai polisakarida selulosa dan hemiselulosa menjadi gula sederhana dengan penggunaan enzim penghidrolisis berupa selulases (seperti endoglukonases, selohidrolases, dan beta glikusidases) dan hemiselulases (seperti silanases, mannanases, silosidases, glukosidases atau arbinosedases). Produksi etanol diawali dengan fermentasi gula sederhana (penggunaan ragi). Selanjutnya, tahapan purifikasi dilakukan untuk menghasilkan etanol anhidrous (etanol tanpa air) dan dicampur dengan bensin.
41
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan perlakuan optimasi konsentrasi media standar, pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9112 dan ICBB 9114 tertinggi terdapat pada 0,75 M4, sedangkan ganggang mikro ICBB 9111 dan ICBB 9113 terdapat pada M4. Produksi total lipid ganggang mikro terbesar yaitu 32% (w/w) dihasilkan oleh ganggang mikro ICBB 9114 denagan media 0,75 M4, dan terendah sebesar 2% dihasilkan oleh ganggang mikro ICBB 9113 pada media M4. Produksi karbohidrat tertinggi dihasilkan oleh ganggang ICBB 9113 dengan media M4 sebesar 43,72% (w/w) dan terendah sebesar 14,27% (w/w) yang dihasilkan ICBB 9114 dengan media 0,75 M4. Diduga perbedaan yang terjadi terhadap produksi lipid dan karbohidrat setiap isolat ganggang mikro disebabkan oleh perubahan jumlah hara dalam media, kemampuan yang berbeda satu sama lain memanfaatkan nutrisi dalam media dan jenis ganggang mikro itu sendiri.
5.2. Saran
Pada penelitian ini pemisahan biomassa ganggang mikro dengan larutan media dilakukan dengan metode sentrifus. Perlu dikaji cara lain yang lebih efektif dan ekonomis untuk memisahkan biomassa ganggang mikro dari larutan media. Selain itu, perlu diadakan penelitian lanjutan terkait dengan faktor-faktor lain yang mempengaruhi sifat fisiologis ganggang sehingga produksi komponen kimiawi sel ganggang yang menguntungkan berupa lipid dan karbohidrat tinggi.
42
VI. DAFTAR PUSTAKA
Angelier E. 2003. Ecology of Strems and Rivers. James Munnick (penerjemah). Science Publisher, Inc. USA.
Angka LS, Suhartono MT. 2000. Bioteknologi Hasi-Hasil Laut. Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan - Institut Pertanian Bogor.
Apriyantono A. 2006. Penyediaan Bahan Baku Biodiesel di Indonesia. Prosiding Simposium Biodiesel Indonesia. Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SRBC) : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat - Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Araújo SDC, Garcia TMV. 2005. Growth and biochemical compositions of the diatom Chaetoceros cf. wighamii brightwell under different temperature, salinity and carbon dioxide levels. I. Protein, carbohydrates and lipids.
Aquacutl. 246 : 405-412.
Arad H, Spharim I. 1998. Production of valuable products from microalgae: An emerging agroindustry. In Arie A (Ed). Agricultural Biotecnology. Marcel Dekker, Inc. USA.
Atlas RM, Richard B. 1981. Microbial Ecology. Addison-Wesley Pub. Co., Inc. USA.
Becker EW. 1994. Microalgae: Biotechnology and Microbiology. Cambridge Univ. Press. Great Britain.
Bligh EG, Dyer JW. 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol. 37:911-917.
Bold HC, Wynne JM. 1985. Introduction to Algae. Prentice Hall, Inc. USA. Borowitzka MA. 1988. Fats, Oils and Hydrocarbons. In Borowitzka MA,
Borowitzka LJ (Eds). Micro-algal Biotechnology. Cambridge Univ. Press. Cambridge.
Chen CY, Yeh KL, Aisyah R, Lee DJ, Chang JS. 2010. Cultivation, photobioreactor design and harvesting of microalgae for biodiesel production: A critical review. Bioresour. Technol., In Press.
Chisti Y. 2007. Biodiesel from microalgae. Biotechnol. Advances 25 : 294-306. Clegg KM. 1956. The aplication of the anthrone reagent to the estimation of
43 Darley WM. 1982. Algae biology: A physiological approach. In Wilkinson JF
(Ed). Basic Microbiology. Blackwell Sci. Pub. London.
Fernández-Valiente E, Quesada A. 2004. A shallow water ecosystem: rice-fields. The relevance of cyanobacteria in the ecosystem. Limnetica 23 (1-2) : 95-108.
Forés E, Comín FA. 1992. Ricefield, a limnological perspective. Limnetica 8: 101-109.
Hambali E, Mujdalipah S, Tambunan AH, Patiwiri AW. 2007. Pengantar
Teknologi Bioenergi. Surfactant and Bioenergy Research Center (SBRC).
Lembaga Penelitian dan Pengembangan Masyarakat – Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Hokputsa S, Hu C, Paulsen BS, Harding SE. 2003. A physico-chemical
comparative study on extracellular carbohydrate polymers from five desert algae. Carbohydrate Polymers 54 : 27–32.
Hossain ABMS, Salleh A, Boyce AN, Chowdhury P, Naqiuddin M. 2008. Biodiesel fuel production from algae as renewable energy. Am. J. of
Biochem. 4 (3) : 250-254.
Jorquera O, Kiperstok A, Sales EA, Embiruçu M, Ghirardi ML. 2010.
Comparative energy life-cycles analyses of microalgal biomass production in open ponds and photobioreactor. Biores. Technol. 101 : 1406-1413. Lamberti GA, Feminella JW, Pringle CM. 2007. Primary producer-consumer
interactions. Method in Stream Ecology. http:// www. sciencedirect. com. (Diakses 23 November 2009).
Li Y, Han D, Sommerfeld M, Hu Q. 2010. Photosynthetic carbon partitioning and lipid production in the oleaginous microalgae Pseudochlorococcum sp. (Chlorophyceae) under nitrogen-limited conditions. Biores. Technol, In
Press.
McKinney RE. 2004. Environmental Pollution Control Microbiology. Marcel Decker, Inc. New York.
Mulholland PJ. 2007. Role Nutrient Cycling in Streams. Algal Ecology. http://www. sciencedirect.com. (Diakses 23 November 2009).
Oh-Hama T, Miyachi S. 1988. Chlorella. In Borowitzka MA, Borowitzka LJ
44 Ota M, Kato Y, Watanabe H, Watanabe M, Sato Y, Junior RLS, Inomata H. 2009.
Fatty acid production from highly CO2 tolerant alga, Chlorococcum
littorale, in the prescence of inorganic carbon and nitrate. Biores. Technol.
100 : 5237-5242.
Packer M. 2009. Algal capture of carbon dioxide: Biomass generation as a tool for green house gas mitigation with reference to New Zealand energy strategy and policy. Energy Policy 37 : 3428-3437.
Park JBK, Craggs RJ, Shilton AN. 2010. Wastewater treatment high rate algal ponds for biofuel production. Bioresr. Technol, In Press.
Pelczar JM, Roger DR. 1958. Introduction to Microbiology. McGraw-Hill Book Co., Inc. USA.
Pruvost J, Vooren GV, Cogne G, Legrand J. 2009. Investigation of biomass and lipids production with Neochloris oleoabundans in photobioreactor.
Bioresource Technol. 100 : 5988–5995.
Reynolds CS. 1990. TheEcology of Freshwater Phytoplankton. Cambridge Univ. Press. New York.
Richmond A. 1988. Spirulina. In Borowitzka MA, Borowitzka LJ (Eds).
Micro-algal Biotechnology. Cambridge Univ. Press. Cambridge.
Ruane J, Sonnino A, Agostini A. 2010. Bioenergy and the potential contribution of agricultural biotechnologies in developing countries. Biomass and
Bioenergy, In Press.
Simanjuntak P. 1995. Senyawa bioaktif dari ganggang. Hayati 2 (2) : 49 -54. Sudiarto A, Tjitrosomo SS. 1982. Ganggang. Dalam: Tjitrosomo SS (Ed). Botani
Umum Bagian III. Departemen Botani Institut Pertanian Bogor.
Sutomo. 2005. Kultur tiga jenis mikroganggang (Tetraselmis sp., Chlorella sp.
dan Chaetoceros gracilis) dan pengaruh kepadatan awal terhadap
pertumbuhan C. gracilis di laboratorium. Oseanologi dan Limnologi di
lndonesia 37 : 43 – 58.
Syahri YF. 2009. Isolasi, Seleksi, dan Optimasi Pertumbuhan Ganggang Mikro yang Potensial sebagai Penghasil BBN. Tesis. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Institut Pertanian Bogor.
Tjitrosoepomo G. 2005. Taksonomi Tumbuhan Obat-Obatan. Gadjah Mada Univ. Press.Yogyakarta.
45 Valenzuela-Espinoza E, Millán-Núñez R, Núñez-Cebrero F. 2002. Protein,
carbohydrate, lipid and chlorophyll a content in Isochrysis aff. galbana
(Clone T-ISO) cultured with a low cost alternative to f/2 medium.
Aquacult. Engineer. 25: 207-216.
Widjaja A. 2009. Lipid production from microalgae as a promising candidate for biodiesel production. Makara Teknologi 13 (1) : 47-51.
Xin L, Hong-ying H, Yu-ping Z. 2010. Growth and lipid accumulation properties of a freshwater microalgae Scenedesmus sp. under different cultivation temperature. Biores. Technol., In press.
Yang J, Xu M, Zhang X, Hu Q, Sommerfeld M, Chen Y. 2010. Life-cycle analysis on biodiesel production from microalgae: Water footprint and nutrients balance. Biores. Technol. (102) : 159–165.
Yoo C, Jun S-Y, Lee J-Y, Ahn C-Y, Oh H-M. 2010.Selection of microalgae for lipid production under high levels carbon dioxide. Biores. Technol. 101 : 71–74.
46