3 METODE PENELITIAN
3.3 Prosedur Penelitian
Penelitian ini meliputi 3 tahapan, yaitu: kultivasi Porphyridium cruentum selama 30 hari, pemanenan hasil kultivasi dan ekstraksi hasil panen untuk
mendapatkan minyak mentah. Selanjutnya, dilakukan tahapan analisis data. Skema proses penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Skema proses penelitian.
3.3.1 Sterilisasi Alat
Sterilisasi bertujuan untuk membersihkan alat dan bahan dari mikroorganisme serta bahan kimia yang dapat menyebabkan kontaminasi (Kawaroe et al. 2010). Oleh
Laju Pertumbuhan Spesifik : Sterilisasi
Alat dan Bahan
Kultivasi Pengamatan Kelimpahan Sel Mikroalga menggunakan Mikroskop Ekstraksi Pengukuran Parameter
Suhu, Salinitas, dan pH
Analisis Kadar CO2
Termanfaatkan menggunakan Alat Orsat
Analisis Kadar Minyak Hasil Ekstraksi Analisis Data
Rancangan Percobaan : Rancangan Acak Lengkap (RAL) :
Yij = μ + τi + εij
Koefisien Keragaman : Uji Lanjut Duncan
rα,p,v SȲ
Analisis Alkalinitas Kelimpahan (106 sel/ml) =
Kontrol (Tanpa Aerasi dan CO2) Menggunakan Aerasi Menggunakan CO2 (2 hari sekali)
Pemanenan (Flokulasi)
karena itu, sebelum memulai penelitian, alat-alat seperti toples kaca, pipet tetes, batu aerasi dan selang aerasi terlebih dahulu dicuci lalu direndam dalam larutan detergen. Bilas alat-alat tersebut dengan air mengalir dan keringkan dengan oven dalam suhu 105 °C (Isnansetyo dan Kurniastuty 1995). Setelah kering, alat-alat ditutup dengan alumunium foil dan agar lebih steril alat-alat tersebut dimasukkan ke dalam laminar
air flow untuk disterilisasi menggunakan sinar UV selama kurang lebih 1 jam.
Setelah proses sinar UV selesai, nyalakan blower selama kurang lebih 15 menit untuk membersihkan radiasi sinar UV. Laminar air flow dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Laminar air flow.
3.3.2 Sterilisasi Bahan
Air laut, nutrien dan bahan lainnya untuk kultivasi dalam penelitian ini juga dilakukan sterilisasi untuk menghindari kontaminasi mikroorganisme. Air laut yang digunakan terlebih dahulu disaring dengan menggunakan kain saring 0.45 µm, selanjutnya disteriliasai dengan cara direbus hingga mendidih (Isnansetyo dan Kurniastuty 1995). Perebusan air laut dengan menggunakan autoclave pada tekanan 1.5 atm dan suhu hingga 126 ºC. Autoclave dapat digunakan selama kurang lebih 45 menit. Nutrien NPFe yang digunakan disimpan di dalam kulkas. Bibit mikroalga
diperoleh dari koleksi laboratorium kultivasi mikroalga SBRC LPPM IPB. Proses sterilisasi bahan dengan Autoclave dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Autoclave.
3.3.3 Tahap Kultivasi
Kultivasi menggunakan toples kaca volume 2.5 liter. Spesies yang digunakan adalah Porphyridium cruentum, kemudian dimasukkan air laut steril dan bibit
mikroalga dengan perbandingan air laut steril dan bibit mikroalga (Isnansetyo dan Kurniastuty 1995). Kesembilan toples kaca ditempelkan label agar tidak tertukar. Toples kaca pertama berisi air laut, bibit Porphyridium cruentum, nutrien NPFe dan tidak diberikan aerasi dinamakan kontrol. Toples kaca kedua berisi air laut, bibit
Porphyridium cruentum, nutrien NPFe dan diberikan aerasi. Toples kaca ketiga berisi
air laut, bibit Porphyridium cruentum, nutrien NPFe dan injeksi CO2 dari mixing
chamber (Komposisi mixing chamber : 50% CO2 dan 50% O2).
Dosis yang diperlukan dalam pembuatan nutrien NPFe, yaitu : NaNO3 242.40 ppm, KH2PO4 4.38 ppm dan FeCL3 0.29 ppm. Unsur N merupakan komponen utama (16-18%) dalam sel protein yang merupakan dasar kehidupan. Unsur P penting untuk pembentukan protoplasma sel dan nukleus yang dipergunakan untuk aktifitas
kehidupan. Unsur Fe penting dalam pembentukan kloroplas dan sebagai komponen esensial dalam proses oksidasi. Nutrien NPFe menyebabkan nitrat mengalami denitrifikasi menjadi nitrit dan natrium nitrat lebih bersifat basa sehingga cenderung mengasilkan nilai pH yang lebih tinggi (Kurniastuty dan Widiastuti 1992).
Selanjutnya dilakukan kultivasi selama 30 hari. Kultivasi mikroalga dilakukan sebanyak 3 ulangan dalam waktu yang bersamaan (metode triplo). Gambar 7 menunjukkan sketsa proses kultivasi.
(a)
(b)
Gambar 7 Sketsa proses kultivasi Porphyridium cruentum: a. tahap awal pembuatan media kultur Porphyridium cruentum, b. ilustrasi kultivasi Porphyridium cruentum.
Setelah itu, dilakukan juga pengukuran suhu, salinitas dan pH setiap hari selama 30 hari. Pengamatan kelimpahan sel saat kultivasi dilakukan setiap hari dengan waktu yang sudah ditentukan. Pengukuran parameter fisika dan kimia seperti suhu (ºC) ruangan kultivasi pada penelitian ini menggunakan thermometer,
pengukuran salinitas (‰) menggunakan Hand-held Refraktometer ATAGO, analisis kadar gas CO2 termanfaatkan (%) menggunakan Orsat dan pengukuran pH dengan mengggunakan Handylab pH 1.1 SCHOOT. Injeksi CO2 mengunakan mixing
chamber sebanyak 0.5x100 cc/min selama 4 jam setiap 2 hari sekali. Sebanyak
0.5x100 cc/min pemberian CO2 pada kultur berdasarkan pada penelitian Zumaritha (2011).
3.3.4 Tahap Pemanenan
Pemanenan menggunakan metode flokulasi. Flokulasi merupakan proses pengendapan mikroalga dengan menggunakan bahan kimia sehingga sel mikroalga terpisah dengan air laut lalu terjadi pengendapan di dasar wadah (Kawaroe et al. 2010). Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah larutan NaOH 10%. Larutan NaOH 10% tersebut diperoleh dari pengenceran 100 gram NaOH teknis padat dengan akuades 1000 ml. Larutan tersebut dituangkan ke dalam mikroalga yang sudah siap dipanen dan diaduk sampai terjadi pemisahan warna, lalu tunggu lebih kurang 1 hari untuk melihat hasil endapan sempurna berupa natan (pasta mikroalga). Setelah terjadi pemisahan antara air laut dengan natan maka air laut tersebut
dikeluarkan dan dipindahkan ke wadah lain (Kawaroe et al. 2010). Gambar 8 merupakan visualisasi hasil proses flokulasi.
Gambar 8 Porphyridium cruentum hasil proses flokulasi.
Langkah selanjutnya adalah proses pengeringbekuan natan dengan
menggunakan alat freeze dryer. Pengeringan dengan alat freeze dryer berlangsung pada saat bahan dalam keadaan beku, sehingga proses perubahan fase yang terjadi adalah sublimasi. Sublimasi dapat terjadi jika suhu dan tekanan ruang sangat rendah, yaitu di bawah titik tripel air hingga berbentuk serbuk. Suhu alat freeze dryer
dipersiapkan hingga mencapai -50 ºC dan natan beku dimasukkan ke dalam freeze
dryer. Proses berlangsung selama 48 jam untuk memperoleh serbuk mikroalga.
3.3.5 Tahap Ekstraksi
Mikroalga yang sudah menjadi serbuk hasil dari proses freeze dry selanjutnya diekstrak dalam alat pemerasan mikroalga untuk memperoleh minyak mentah. Proses ekstraksi adalah pemisahan yang memiliki komponen kimiawi berbeda dengan pelarut yang selektif untuk mengambil sisa minyak yang tertinggal. Proses ekstraksi menggunakan perangkat soxlet dengan kondensornya, hot plate dan pelarut yang digunakan pada penelitian ini adalah pelarut n-hexane (pelarut non-polar) yang diproses selama 6 jam untuk memperoleh hasil maksimal dari serbuk mikroalga tersebut. Hasil ekstraksi masih berupa campuran pelarut hexane dan minyak mentah,
maka campuran tersebut disaring untuk memisahkan fase cair. Pemisahan minyak mentah dengan pelarut dilakukan menggunakan destilasi. Setelah itu, diperoleh hasil ekstraksi berupa minyak mentah (Kawaroe et al. 2010). Gambar 9 merupakan visualisasi proses ekstraksi Porphyridium cruentum.
Gambar 9 Proses ekstraksi mikroalga Porphyridium cruentum.