ABDUL RAHMAN PUTRA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
PEMANFAATAN GAS KARBONDIOKSIDA (CO
2) PADA
KULTIVASI MIKROALGA
Nannochloropsis
sp. UNTUK
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Gas Karbondioksida (CO2) pada Kultivasi Mikroalga Nannochloropsis sp. untuk Meningkatkan Kelimpahan Sel adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
ABDUL RAHMAN PUTRA. Pemanfaatan Gas Karbondioksida (CO2) pada Kultivasi Mikroalga Nannochloropsis sp. untuk Meningkatkan Kelimpahan Sel. Dibimbing oleh MUJIZAT KAWAROE dan ADRIANI SUNUDDIN.
Nannochloropsis sp. adalah mikroalga yang memiliki daya resistensi yang tinggi terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan dan memiliki kandungan lemak yang tinggi. Tujuan penelitian ini adalah membandingkan laju pertumbuhan Nannochloropsis sp. dengan injeksi CO2 dan tanpa injeksi CO2 terhadap kelimpahan sel yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukan bahwa mikroalga Nannochloropsis sp. dengan perlakuan injeksi CO2 memiliki kelimpahan sel yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan tanpa injeksi CO2. Kelimpahan maksimal sel untuk masing-masing perlakuan terjadi pada hari ke -7 dengan 55.86 X 106 sel (injeksi CO2) dan 45.86 X 106 sel (tanpa injeksi CO2). Selain pertumbuhan jumlah sel yang lebih tinggi, mikroalga dengan perlakuan injeksi CO2 juga memiliki kandungan lemak lebih tinggi dibandingkan perlakuan tanpa injeksi CO2. Kandungan lemak diperlakuan injeksi CO2 menghasilkan 20.62% berat kering dan perlakuan tanpa injeksi CO2 18.41% berat kering.
Kata kunci: Nannochloropsis sp., kultivasi, CO2, kelimpahan sel
ABSTRACT
ABDUL RAHMAN PUTRA. Utilization carbon dioxide (CO2) during Cultivation Nannochloropsis sp. to increase cell abundance. Supervised by MUJIZAT KAWAROE and ADRIANI SUNUDDIN.
Nannochloropsis sp. is a microalgae that has a high resistance to unfavorable environment and have a high fat content. The purpose of this study was to compare the rate of growth of Nannochloropsis sp. with CO2 injection and without CO2 injection to the abundance of cells produced. The results showed that the microalgae Nannochloropsis sp. with CO2 injection treatment had a higher cell abundance compared to the treatment without CO2 injection. Maximum abundance cells of each treatment occurred on day 7 with 55.86 X 106 cells (CO2 injection) and 45.86 X 106 cells (without CO2 injection). In addition to a higher of the growth number of cells, microalgae with CO2 injection treatment also has a fat content higher than the treatment without CO2 injection. Fat content of CO2 injection treatment 20.62% dry weight and the treatment without CO2 injection 18.41% dry weight
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
ABDUL RAHMAN PUTRA
PEMANFAATAN GAS KARBONDIOKSIDA (CO
2) PADA
KULTIVASI MIKROALGA
Nannochloropsis
sp. UNTUK
MENINGKATKAN KELIMPAHAN SEL
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
Judul Skripsi : Pemanfaatan Gas Karbondioksida (CO2) pada Kultivasi Mikroalga Nannochloropsis sp. untuk Meningkatkan Kelimpahan Sel. Nama : Abdul Rahman Putra
NIM : C54090001
Disetujui oleh
Dr. Ir. Mujizat Kawaroe, M.Si. Pembimbing I
Adriani Sunuddin, S.Pi, M.Si Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Penelitian dilakukan sejak bulan Maret 2013 hingga Juli 2013 dengan judul Pemanfaatan Gas Karbondioksida (CO2) pada Kultivasi Mikroalga Nannochloropsis sp. untuk Meningkatkan Kelimpahan Sel.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Mujizat Kawaroe, M.Si dan Adriani Sunuddin S.Pi, M.Si selaku pembimbing. Selanjutnya ucapan terimakasih kepada seluruh dosen dan staff Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan atas ilmu dan pelayanan yang selama ini diberikan selama penulis melakukan perkuliahan. Terimkasih juga kepada staff Pusat penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC). Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Desember 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR LAMPIRAN viii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
METODOLOGI 2
Waktu dan Lokasi Penelitian 2
Alat dan Bahan 2
Tahap Penelitian 3
Pengambilan Data 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 6
Kelimpahan Sel Mikroalga Nannochloropsis sp. 6 Pertumbuhan Biomassa Mikroalga Nannochloropsis sp. 7
Kualitas Air Media Kultur 8
Nilai CO2 Terlarut dan CO2 Tersisa. 8
Kandungan Lemak Mikroalga 9
SIMPULAN DAN SARAN 10
Simpulan 10
Saran 10
DAFTAR PUSTAKA 11
LAMPIRAN 12
DAFTAR TABEL
1 Alat dan Bahan yang digunakan dalam penelitian 2 2 Perbandingan persentase kadar lemak mikroalga dengan injeksi CO2
tanpa injeksi CO2 9
DAFTAR GAMBAR
1 Kelimpahan sel Nannochloropsis sp. 6
2 Biomasssa Nannochloropsis sp. dengan injeksi CO2 dan tanpa injeksi
CO2 7
3 Nilai CO2 terlarut dan CO2 tersisaji 9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Kelimpahan sel Nannochloropsis sp. injeksi CO2 dan tanpa CO2 12
2 Biomasssa Nannochloropsis sp. injeksi CO2 dan tanpa CO2 13
3 Karbondioksida terlarut dan tersisa 14
4 Analisis Statistik 15
5 Dokumentasi 15
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mikroalga adalah mikroogranisme prokariotik yang dapat berfotosintesis dan dapat tumbuh dengan cepat. Salah satu cara untuk memperbanyak mikroalga adalah dengan melakukan kultivasi. Kultivasi mikroalga merupakan suatu teknik untuk menumbuhkan mikroalga dalam lingkungan yang terkontrol, dengan tujuan meningkatkan laju kelimpahan dan laju pertumbuhan sel (Rocha et al. 2003). Saat melakukan kultivasi diperlukan cukup cahaya, air, nutrien dan CO2 agar mikroalga dapat tetap tumbuh secara optimal (Borowitzka 1988). Di antara semua komponen yang memengaruhi pertumbuhan mikroalga, salah satu yang penting adalah karbondioksida (CO2).
Penelitian ini menggunakan mikroalga jenis Nannochloropsis sp. dengan perlakuan injeksi CO2 dan tanpa injeksi CO2 untuk melihat perbandingan laju pertumbuhan selnya. Spesies Nannochloropsis sp. adalah salah satu spesies mikroalga laut yang memiliki kandungan lipid yang cukup tinggi, berada pada kisaran 3-68% (Chisti 2007; Kawaroe et al. 2010). Nannochloropsis sp. mudah dibudidayakan secara kontinyu dan masa panennya singkat, serta memiliki daya resistensi yang tinggi terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan. Hal ini membuat Nannochloropsis sp. menjadi sangat prospektif untuk dikembangkan menjadi biodiesel (Kawaroe et al. 2010).
Pemilihan perlakuan menggunakan injeksi CO2 dikarenakan menurut (Richmond, 2003) Karbondioksida merupakan salah satu faktor yang bisa memicu pertumbuhan maksimum pada mikroalga. Berdasarkan hasil penelitian Chiu (2008), mikroalga Nannochloropsis sp. mengalami pertumbuhan yang lebih baik dengan injeksi karbondioksida dibandingkan tanpa injeksi karbondioksida. Zumaritha (2011) yang melakukan penelitian mikroalga dalam skala ruangan, juga menyatakan bahwa penggunaan injeksi CO2 meningkatkan kelimpahan sel mikroalga dibandingkan kultivasi yang dilakukan tanpa injeksi CO2.
Perlu dilakukan kultivasi dalam skala lebih besar yaitu dalam volume 200 liter untuk membuktikan efektifitas penambahan CO2 dalam hal meningkatkan kelimpahan sel mikroalga. Selanjutnya hasil kultivasi mikroalga dipanen dan diekstraksi lemaknya, untuk melihat perbandingan jumlah lemak mikroalga yang dihasilkan pada kultivasi dengan menggunakan injeksi CO2 dan tanpa CO2.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Membandingkan pertumbuhan sel Nannocloropsissp. dengan injeksi CO2 dan tanpa CO2 pada kultivasi luar ruangan dalam kolam volume 200 liter.
2
METODOLOGI
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret-Juli 2013 di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) Institut Pertanian Bogor. Penelitian terdiri dari kultivasi mikroalga Nannochloropsis sp. di dalam labaratorium, dan selanjutnya dilakukan kultivasi di luar ruangan dalam kolam volume 200 liter.
Alat dan bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada Tabel 1
Tabel 1 Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
No Alat dan Bahan Jumlah Kegunaan
1 Botol Kaca 2,5 L 6 buah Wadah Kultivasi dalam Laboratorium 2 Mikroskop 1 set Menghitung kelimpahan sel mikroalga 3 Haemocytometer 1 set Menghitung kelimpahan sel mikroalga 4 Pipet tetes 1 buah Pengambilan sampel mikroalga untuk
menghitung kelimpahan 5 Oven 1 buah Mengeringkan peralatan kaca 6 pH meter 1 buah Mengukur nilai pH
7 Termometer 1 set Mengukur air kultivasi 8 Tabung CO2 1 set Sumber gas CO2 9 Mixing Chamber 1 set Alat penyalur gas CO2
10 Kertas label 1 set Memberikan label pada sampel 11 Labu lemak 2 buah Menampung minyak mentah 12 Bibit Nannochloropsis
sp.
120 liter Bibit kultivasi 13 Akuades 1 liter Bahan mencuci alat
19 Perangkat Soxlet 1 set Ekstraksi lemak
20 Neraca Digital 1 buah Menimbang pupuk dan mikroalga 21 Autoclave 1 set Sterilisasi air laut
3 Tahap Penelitian
Tahap Persiapan
Tahap persiapan merupakan tahap untuk melakukan persiapan sebelum dilakukannya proses kultivasi, meliputi:
a. Sterilisasi
Sebelum dilakukan proses kultivasi mikroalga, terlebih dahulu dilakukan proses sterilisasi terhadap alat dan bahan yang akan digunakan. Sterilisasi bertujuan untuk membunuh mikroorganisme serta bahan kimia yang dapat menyebabkan kontaminasi (Kawaroe et al. 2010).
Sterilisasi alat dilakukan pada alat kultivasi dalam laboratorium dan di luar ruangan. Alat - alat terlebih dahulu dicuci dengan cairan pembersih, selanjutnya bilas hingga bersih dengan air mengalir dan dikeringkan. Sebelum digunakan, semprot alat yang akan digunakan dengan menggunakan alkohol 70%.
Bahan penelitian berupa air laut juga perlu di sterilkan untuk menghindari kontaminasi mikroorganisme. Air laut yang digunakan untuk kultivasi di laboratorium disterilisasikan dengan cara disaring dengan menggunakan kain saring 0.4 µm, kemudian air hasil saringan direbus hingga mendidih (Isnansetyo dan Kurniastuty 1995). Air laut untuk kultivasi di luar ruangan disterilkan dengan cara menyaring air laut dengan kain saring, kemudian dicampurkan dengan kaporit 60 ppm. Selanjutnya media air laut diaerasi selama 24 jam, sebelum dinetralkan menggunakan natrium thiosulfat 20 ppm (Isnansetyo dan Kurniastuty 1995)
b. Persiapan Bibit Mikroalga
Bibit mikroalga Nannochloropsis sp. diperoleh dari Laboratorium Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, Kampus IPB Baranangsiang, Kota Bogor. Bibit awal yang digunakan adalah 500 ml.
c. Persiapan Pupuk
Pupuk berperan sebagai nutrien bagi pertumbuhan mikroalga. Pada kultivasi mikroalga skala laboratorium digunakan pupuk walne. Pada kultivasi luar ruangan pupuk yang digunakan adalah jenis Urea, ZA, dan TSP dengan konsentrasi masing-masing sebesar 30 ppm Urea, 30 ppm ZA, dan 12 ppm untuk pupuk TSP.
Tahap Kultivasi
4 mikroalga sebelum dipindahkan ke dalam kolam volume 200 liter. Saat kultivasi berlangsung didalam kolam bervolume 200 liter, maka diberikan perlakuan injeksi gas CO2 dengan takaran 100 cc/menit selama 2 jam setiap hari.
Pemanenan Mikroalga
Pemanenan mikroalga Nannochloropsis sp. dilakukan dengan menambahkan larutan NaOH 10% kedalam mikroalga yang siap dipanen. Setelah itu aduk sampai terjadi pemisahan, lalu didiamkan selama 1 hari (24 jam) hingga terbentuk natan (pasta mikroalga). Setelah proses pemisahan natan dan air laut terbentuk, selanjutnya pindahkan air dari natan. Natan (pasta mikroalga) selanjutnya di keringkan didalam Oven dengan suhu 121 °C. Setelah dikeringkan akan didapat mikroalga kering, yang selanjutnya siap dilakukan proses ekstraksi. Tahap Ekstraksi
Mikroalga yang telah kering selanjutnya dimasukan kedalam kertas saring yang telah dibuat menyerupai selongsong dan selanjutnya diekstrak dalam alat pemeras mikroalga untuk memperoleh lemak mikroalga. Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan soxhlet dan pelarut n-heksan (pelarut non-polar). Soxhlet merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk mengekstrak suatu bahan dengan pelarutan yang sesuai secara berulang-ulang. Sampel mikroalga kering yang akan diekstraksi ditempatkan dalam selongsong kertas saring yang permeabel terhadap pelarut dan diletakkan di atas tabung destilasi, dididihkan dan dikondensaasikan di atas sampel. Kondesat akan jatuh ke dalam timbel dan merendam sampel dan diakumulasi sekeliling timbel. Setelah sampai batas tertentu, pelarut akan kembali masuk ke dalam tabung destilasi secara otomastis. Proses ini berulang terus dengan sendirinya di dalam soxhlet yang digunakan untuk ekstraksi lipid. Proses berlangsung selam 6 jam untuk hasil terbaik.
Pengambilan Data
Pengambilan Data Kualitas Air
Data kualitas air yang diambil adalah suhu, pH, dan salinitas. Pengambilan data suhu, pH ,dan salinitas dilakukan setiap hari saat kultivasi utama di dalam bathtub pada jam yang sama. Pengambilan data dilakukan selama 3 kali ulangan untuk menjaga akurasi data pengamatan.
Pengambilan Data Kelimpahan Sel Mikroalga
5
(1)
Ni adalah kepadatan sel mikroalga ke-i (jumlah sel/ml) dan ni adalah jumlah sel mikroalga ke-I dalam kotak pengamatan.
Pengambilan Data Biomassa
Data biomassa sel Nannochloropsis sp. dilakukan dengan mengambil sampel mikroalga sebanyak 500 ml dari perlakuan media dengan injeksi CO2 maupun tanpa injeksi CO2 setiap hari. Sampel yang diambil selanjutnya diendapkan menggunkan tawas selama 24 jam. Selanjutnya hasil endapan dimasukan pada kertas saring Whatman yang telah ditimbang bobotnya dan disaring dengan menggunkan vaccum pump. Hasil saringan selanjutnya ditimbang dan dikeringkan menggunakan oven selam ± 3 jam pada suhu 60 °C. Selanjutnya hasil oven didinginkan kedalam desikator ± 10 menit dan ditimbang untuk terakhir kalinya. Hasil penimbangan kertas saring sebelum dan sesudah dilakukan penyaringan dihitung selisihnya dan dimasukan ke dalam rumus perhitungan bobot biomassa. Persamaan bobot biomassa dihitung menggunakan rumus berikut (Lin et al. 2012) .
Biomassa = ( − ) (2)
A adalah bobot kertas saring setelah dilakukan penyaringan (gr) dan B adalah bobot kertas saring sebelum dilakukan penyaringan (gr).
Perhitungan CO2 Terlarut dan CO2 Tersisa
Karbondioksida terlarut dihitung dengan menggunakan rumus pada persamaan berikut (Boyd, 1982)
CO V N S (3)
Volume Sampel adalah jumlah sampel yang dipakai saat melakukan proses titrasi sebanyak 50 ml. N titran adalah nilai konstanta normalitas larutan titrasi NaOH (0.0227). Nilai ml titran adalah konsentarsi CO2 terlarut dalam sampel media kultivasi mikroalga (mg/l)
Perhitungan % Kadar Lemak
Kadar lemak mikroalga dihitung dari berat kering mikroalga menggunakan persamaan berikut.
Kadar Lemak % x % (4)
A adalah berat kering mikroalga yang akan diekstraksi (gr) dan B adalah berat lemak mikroalga hasil ekstraksi (gr).
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kelimpahan Sel Mikroalga Nannochloropsis sp.
Penelitian untuk mengetahui kepadatan sel mikroalga Nannochloropsis sp. dilakukan pada tanggal 1-11 Juni 2013. Penelitian mendapati hasil bahwa Nannochloropsis sp. yang dikultivasi dengan injeksi CO2 memiliki kepadatan sel yang lebih tinggi dibandingkan dengan Nannochloropsis sp. yang dikultivasi tanpa menggunakan injeksi CO2.. Hasil pengamatan kepadatan sel mikroalga Nannochloropsis sp. yang dikultivasi dengan injeksi CO2 dan tanpa injeksi CO2 dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Kelimpahan sel Nannochloropsis sp.
Kelimpahan sel maksimal pada perlakuan injeksi CO2 terjadi pada hari ke-7 dengan 55.86 106 sel. Perlakuan tanpa injeksi CO2 juga terjadi pada hari ke-7 dengan 45.86 106 sel. Hal ini diduga karena CO2 yang diinjeksikan membantu Nannnoclhoropsis sp. berfotosintesis lebih baik dibandingkan dengan kultivasi tanpa injeksi CO2. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakuakan Chiu et al (2008) yang menyatakan pemberian CO2 dapat meningkatkan kelimpahan sel. Setelah hari ke-7 terjadi penurunan jumlah sel, diperkirakan menurun karena jumlah nutrien yang ada di dalam kolam kultivasi telah berkurang(Fogg 1975). Menurut Nugraha (2012), injeksi CO2 dapat meningkatkan kelimpahan sel Nannnoclhoropsis sp. Hal tersebut juga sesuai dengan penelitian Chiu et al.(2008), bahwa pemberian gas karbondioksida pada kultivasi Nannochloropsis sp. dengan kosentrasi 5% (v/v) mampu meningkatkan jumlah kelimpahan sel Nannochloropsis sp. hingga 50%, dibandingkan tanpa injeksi CO2.
Berdasarkan hasil uji nilai tengah, diperoleh bahwa p-value = 0.019. Nilai tersebut menunjukkan bahwa rata-rata pertumbuhan sel pada perlakuan injeksi CO2 berbeda dengan tanpa injeksi CO2 pada taraf nyata 5%. Uji statistik ini
7 menegaskan bahwa pemberian CO2 pada kultivasi mikroalga Nannochloropsis sp. memberikan peningkatan yang spesifik dibandingkan perlakuan tanpa menggunkan injeksi CO2.
Pertumbuhan Biomassa Mikroalga Nannochloropsis sp.
Hasil penelitian menunjukan bahwa dari 3 kali pengulangan perlakuan pengamatan biomassa mikroalga Nannochloropsis sp. antara kultivasi injeksi CO2 dan kultivasi tanpa injeksi CO2 menunjukan perlakuan dengan injeksi CO2 memiliki biomassa Nannochloropsis sp. rata-rata lebih besar dibandingkan perlakuan tanpa injeksi CO2.
Peningkatan biomassa pada perlakuan injeksi CO2 diduga terjadi sejalan dengan peningkatan jumlah sel Nannochloropsis sp. yang diiinjeksi dengan CO2. Hal ini dikarenakan gas CO2 yang diinjeksikan dapat dijadikan sebagai bahan fotosintesis yang difiksasi dan selanjutnya dikonversi menjadi biomassa (Lin et al. 2012). Nilai biomassa rata-rata Nannochloropsis sp. dengan perlakuan tanpa injeksi CO2 adalah 0.26 gr/l. Nilai ini lebih kecil dibandingkan biomassa rata-rata perlakuan injeksi CO2 yaitu sebesar 0.32 gr/l. Nilai biomassa pada mikroalga Nannochloropsis sp. dengan injeksi CO2 dan tanpa injeksi CO2 dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Biomassa mikroalaga Nannochloropsis sp. dengan injeksi CO2 dan tanpa injeksi CO2
Mikroalga Nannochloropsis sp. mengalami penurunan biomassa pada hari ke-7 setelah mencapai hari pertumbuhan biomassa maksimal, dikarenakan semakin menurunya jumlah nutrien pada media kultivasi. Hasil ini sesuai dengan penelitian Nugraha (2012), bahwa pemberian CO2 sebesar 120 cc/hari saat kultivasi mikroalga Nannocholorpsis sp. mampu meningkatkan biomassa hingga 31% dibanding kultivasi tanpa injeksi CO2.
8
Kualitas Air Media Kultur
Parameter kualitas air yang diamati adalah suhu, salinitas, dan pH. Pada kolam kultivasi baik yang dilakukan dengan injeksi CO2 dan tanpa injeksi CO2 menunjukan bahwa nilai yang hampir sama yaitu pada kisaran 24 30 °C. Mayoritas nilai suhu media kultivasi yang terukur adalah 24-26 °C dikarenakan pengambilan data suhu yang dilakukan pada jam 10:00 WIB , sedangkan pada jam 12:00-13:00 WIB suhu air kultivasi bisa mencapai 30 °C. Pengambilan suhu pada jam 12:00-13:00 WIB ini dilakukan untuk mengukur suhu maksimal pada media kultivasi. Hasil pengukuran suhu yang dilakukan dengan hasil pengamatan suhu menunjukan kisaran suhu harian 24-30 °C memberi informasi bahwa pada kisaran suhu tersebut mikroalga jenis Nannochloropsis sp. tetap bisa hidup dengan baik. Hal ini sesuai dengan pendapat Rocha et al. (2003) yang menyatakan bahwa kisaran optimal kultivasi mikroalga Nannochloropsis sp. adalah 25 ± 5 °C.
Hasil pengukuran salinitas harian media kultur mikroalga Nannochloropsis sp. dengan perlakuan injeksi CO2 berkisar 30-33 psu, sedangkan pada perlakuan tanpa injeksi CO2 salinitas berkisar antara 30-32 psu. Data ini menunjukan bahwa salinitas pada media kultur berada pada kestabilan yang cukup baik. Hasil salinitas pada kisaran 30-33 psu ini membuat mikroalga Nannochloropsis sp. yang dijadikan objek penelitian mampu hidup dengan baik. Hal ini sesuai dengan pendapat (Hu dan Gao 2006) yang menyatakan bahwa salinitas terbaik pertumbuhan mikroalga berada pada salinitas 31 psu dan mikroalga memiliki toleransi hidup pada salinitas 22-49 psu.
Nilai pH pada perlakuan injeksi CO2 memiliki rata- rata cendrung stabil, sedangkan pada perlakuan tanpa injeksi CO2 nilai pH cenderung menurun hingga 6.9. Nilai pH pada perlakuan injeksi CO2 mengalami kecenderungan penurunan dikarenkan CO2 bersifat asam, sehingga medium kultivasi menjadi lebih asam, dan nilai pHnya cenderung mengalami penurunan.
Nilai CO2 terlarut dan CO2 tersisa
9
Gambar 3 Nilai CO2 terlarut dan CO2 tersisa
Konsentrasi CO2 yang diberikan dalam kultivasi pada perlakuan injeksi CO2 yang berasal dari sumber tabung CO2, tidak semuanya terserap saat dilakukan proses injeksi . Hal ini dikarenakan beberapa konsentrasi CO2 tidak terlarut di dalam media kultivasi, namun terdifusi ke udara. CO2 yang tidak terserap berada pada kisaran 5.50 mg/l sampai 11.30 mg/l dengan rata- rata CO2 tersisa 8.30 mg/l.
Kandungan Lemak Mikroalaga
Setelah dilakukan proses pemanenan mikroalga Nannochloropsis sp., didapatkan berat kering mikroalga dan dilakukan ekstraksi terhadap kadar lemaknya. Kadar lemak mikroalga dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Kadar lemak mikroalga dengan injeksi CO2 dan tanpa injeksi CO2.
Perlakuan Kadar Lemak
Tanpa Injeksi CO2 18.40%
Injeksi CO2 20.62%
Hasil ekstraksi kadar lemak yang disajikan Tabel 2 diperoleh bahwa dalam 10 liter mikroalga Nannochloropsis sp. yang diinjeksi dengan CO2 didapatkan rata-rata 6.37 gr mikroalga kering, sedangkan kandungan dari 10 liter mikroalga Nannochloropsis sp. tanpa injeksi CO2 adalah 5.73 gr mikroalga kering. Hal ini menunjukan bahwa dari seluruh mikroalga yang dikultivasi yaitu 200 liter mikroalaga dengan injeksi CO2 akan didapatkan 127.48 gr mikroalga kering, sedangkan dari 200 liter mikroalga dengan perlakuan tanpa injeksi CO2 didapatkan 114.60 gr mikroalga kering.
Mikroalga kering dari masing-masing perlakuan, baik perlakuan injeksi CO2 maupun perlakuan tanpa injeksi CO2 selanjutnya diekstraksi untuk mendapatkan lemak. Pada perlakuan dengan injeksi CO2 didapatkan lemak mentahnya sebesar 1.31 gr atau 20.62% dari berat kering. Pada perlakuan tanpa injeksi CO2 didapatkan lemak mentah sebesar 1.05 gr atau 18.41% berat kering.
10 Kadar lemak mikroalga yang diperoleh dari perlakuan injeksi CO2 lebih tinggi dibandingkan perlakuan tanpa injeksi CO2. Peningkatan kandungan lemak ini terjadi sejalan dengan peningkatan sel Nannochloropsis sp. saat dilakukan injeksi CO2. Hasil ini menunjukan bahwa perlakuan dengan injeksi CO2 memberikan peningkatan jumlah kandungan lemaknya yang linear dengan peningkatan jumlah sel mikroalga Nannochloropsis sp.
SIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Kultivasi mikroalga Nannochloropsis sp. dengan injeksi CO2 dapat meningkatkan kelimpahan sel dan kandungan biomassa mikroalga Nannochloropsis sp. Rata-rata kelimpahan sel adalah 55.86 106 sel pada perlakuan injeksi CO2 dan 45.86 106 sel pada perlakuan tanpa injeksi CO2. Penelitian Nannochloropsis sp. dengan injeksi CO2 juga meningkatkan persentase kadar lemak Nannochlopsis sp. Kadar lemak Nannochloropsis sp. pada perlakuan injeksi CO2 adalah 20.62% dan pada perlakuan tanpa injeksi CO2 adalah 18.40%.
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
Borowitzka MA, Borowitzka LJ. 1988. Mikroalga Biotechnology. Cambridge University Press. 477
Chisti Y. 2007. Biodiesel From Microalgae. Biotechnology Advances 25 (2007) 294-306. doi: 10.1016/j.biotechadv.2007.02.001
Chiu SY, Ya Kao C, Ta Tsai M, Cin Ong S, Hsun Chen C dan Sheng Lin. 2008. Lipid Accumulation and CO2 Utilization of Nannochloropsis oculata in Response to CO2 Aeration. Bioresourse Tech. 100: 833 – 838
Fogg GE. 1975. Algal Culture and Phytoplankton Ecology. London (UK): The University of Wisconsin Press
Hu H dan Gao K. 2006. Response of Growth and Fatty Acid Compositions of Nannochloropsis sp. to Environmental Factors Under Elevated CO2 Concentration, Biotechnol Lett. 28: 987-992
Isnansetyo A, Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton dan Zooplankton: Pakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut. Yogyakarta. Kanisius.132 Kawaroe M, Prartono T, Sunuddin A, Sari DW, dan Agustine D. Mikroalga
Potensi dan Pemamfaatan untuk Produksi Bio Bahan Bakar.2010. IPB Press.150
Lin Q, Gu N, Li G, Lin J, Huang J, Tan L. 2012. Effect of inorganic carbon concentration on carbon formation, nitrate utilization, biomass and oil accumulation of Nannochloropsis oculata CS 179. Biores Tech. 111: 353 -359 Li, Y., Mark H, Nan W, Christoper Q. Lan dan Nathalie DC. 2008. Biofuels from
microalgae. Biotech Progr (24) 815-820
Mattjik AA. dan Sumertajaya. 2006. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab Jilid I. Bogor: IPB Press.93
Nugraha AH. 2012. Pemanfaatan Karbondioksida (CO2) Pada Kultivasi Outdoor Mikroalga Nannochloropsis sp. [skripsi]. Bogor. (ID): Institut Pertanian Bogor Rocha JMS, Gracia JE, Hendriques MHF. 2003 Growth aspect of the marine
microalga Nannochloropsisgaditana . Biomol Engineer. 20: 237 -242
12
LAMPIRAN
Lampiran 1 Kelimpahan sel Nannochloropsis sp. injeksi CO2 dan tanpa CO2
Kelimpahan sel mikroalga Nannochloropsis sp. tanpa injeksi CO2 (sel)
Hari Ulangan 1
Kelimpahan sel mikroalga Nannochloropsis sp. injeksi CO2 (sel)
13 Lampiran 2 Biomasssa Nannochloropsis sp. injeksi CO2 dan tanpa CO2
Biomassa mikroalga Nannochloropsis sp. tanpa injeksi CO2 (gr/hari) Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata
0 0.15 0.14 0.14 0.14
1 0.18 0.17 0.18 0.17
2 0.20 0.22 0.23 0.21
3 0.22 0.23 0.23 0.22
4 0.36 0.25 0.25 0.28
5 0.23 0.32 0.35 0.30
6 0.27 0.41 0.41 0.36
7 0.30 0.40 0.50 0.40
8 0.35 0.35 0.35 0.35
9 0.16 0.17 0.25 0.19
10 0.22 0.22 0.22 0.22
Biomassa mikroalga Nannochloropsis sp injeksi CO2 (gr/hari)
Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata
0 0.15 0.14 0.14 0.14
1 0.24 0.24 0.25 0.24
2 0.28 0.28 0.33 0.29
3 0.31 0.22 0.31 0.28
4 0.31 0.31 0.28 0.30
5 0.34 0.34 0.36 0.34
6 0.36 0.36 0.36 0.36
7 0.45 0.45 0.45 0.45
8 0.45 0.45 0.45 0.45
9 0.36 0.36 0.36 0.36
14 Lampiran 3. Karbondioksida terlarut dan tersisa
Karbondioksida terlarut kultivasi Nannochloropsis sp. tanpa injeksi CO2 ( mg/l) Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata
0 12.08 13.89 14.73 13.56
1 14.98 15.98 13.98 14.98
2 24.93 33.95 29.96 29.61
3 24.24 25.95 29.96 26.71
4 41.28 43.11 42.33 42.24
5 43.91 44.91 60.92 49.91
6 64.90 65.9 63.90 64.90
7 55.90 70.91 75.90 67.57
8 66.94 62.89 61.92 63.91
9 71.86 73.84 73.88 73.19
10 75.65 72.88 72.55 73.69
Karbondioksida tersisa kultivasi Nannochloropsis sp. injeksi CO2 (%) Hari Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Rata-rata
0 11.80 10.20 12.00 11.33
1 10.30 11.30 11.30 10.96
2 10.90 10.90 10.90 10.90
3 8.80 8.90 8.40 8.70
4 8.50 8.60 8.60 8.57
5 7.40 7.50 7.60 7.50
6 7.60 7.80 7.80 7.73
7 6.70 6.70 6.70 6.70
8 7.70 7.80 7.90 7.80
9 5.60 5.60 5.60 5.60
15 Lampiran 4 Analisis Statistik
Kepadatan sel
Uji nilai tengah dua contoh antara CI: tanpa CO2; dengan CO2
Dua contoh T untuk C1 dan C2
N rata-rata standar deviasi ratan SE
Tanpa Injeksi CO2 10 38708333 5617522 1776417
Injeksi CO2 10 47453333 8853618 2799760
Selisih = mu (Tanpa Injeksi CO2) - mu (Injeksi CO2) Perkiraaan selisih: -8745000
Perbedaan 95% CI : (-15812390, -1677610)
Perbedaaan uji nilai tengah = 0 (vs not =): T-Value = -2.64 P-Value = 0.019 DF = 15
Biomassa sel
Uji nilai tengah dua contoh antara CI: tanpa CO2; dengan CO2
Dua contoh T untuk C1 dan C2
N rata-rata standar deviasi rataan SE
Tanpa Injeksi CO2 11 0.2582 0.0853 0.026
Injeksi CO2 11 0.3191 0.0892 0.027
Selisih = mu (Tanpa Injeksi CO2) - mu (Injeksi CO2) Perkiraan selisih : -0.060909
Perbedaan 95% CI: (-0.138778, 0.016960)
16 Lampiran 5 Dokumentasi
1 Kultivasi Indoor 2 Kultivasi Outdoor
3 Pasta mikroalga 4 Mikroalga kering
5 Ekstraksi lemak mikroalga dengan metode soxhlet
17
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sungai Penuh, 15 April 1991 dari ayah Chudri dan Ibu Dahnuar. Penulis merupakan anak ke delapan dari sepuluh bersaudara. Tahun 2006 - 2009 penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Sungai Penuh. Tahun 2009 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI).
Selama menjadi mahasiswa di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif mengikuti kegiatan organisasi diantaranya sebagai Anggota Kementrian Pertanian Badan Eksekutif Mahasiswa Keluarga Mahasiswa (BEM KM) IPB periode 2011-2012 dan ketua IMKB (Ikatan Mahasiswa Kerinci Bogor) tahun 2011. Selain itu penulis juga pernah aktif menjadi asisten mata kuliah Biologi laut tahun 2011-2013 dan Asisten mata kuliah Biologi Tumbuhan Laut tahun 2013. Penulis juga aktif mengikuti kompetisi ilmiah diantaranya mengikuti program kreativitas mahasiswa Gagasan Tertulis (PKM-GT) dan menjadi finalis Pekan Ilmiah Mahasiswa ke 25 Tahun 2012 di Yogyakarta. Penulis juga mendapat penghargaan setara medali perak dalam ajang PIMNAS 26 Tahun 2013 di Lombok.
