Produksi protein empat isolat ganggang mikro asal air tawar dan sawah pada skala laboratorium dan lapang: pengaruh konsentrasi hara media

(1)

PRODUKSI PROTEIN EMPAT ISOLAT GANGGANG MIKRO ASAL AIR TAWAR DAN SAWAH

PADA SKALA LABORATORIUM DAN LAPANG: PENGARUH KONSENTRASI HARA MEDIA

Natasha Sonya Septina A14060477

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

NATASHA SONYA SEPTINA. Produksi Protein Empat Isolat Ganggang Mikro Asal Air Tawar dan Sawah pada Skala Laboratorium dan Lapang: Pengaruh Konsentrasi Hara Media. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA dan UNTUNG SUDADI.

Hasil-hasil penelitian terdahulu membuktikan bahwa beberapa jenis ganggang mikro memiliki laju pertumbuhan dan kandungan protein tinggi, sehingga berpotensi untuk dibudidayakan sebagai sumber pakan maupun bahan pengganti pangan. Kandungan protein pada setiap jenis ganggang mikro berbeda-beda. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui komposisi dan konsentrasi hara dalam media pada skala laboratorium yang optimum bagi masing-masing dari 4 isolat ganggang mikro yang diteliti serta mengevaluasi kadar proteinnya pada skala lapang dengan selang waktu panen setiap 2 hari.

Penelitian diawali dengan mengkultivasi 4 isolat ganggang mikro (ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113, dan ICBB 9114) pada skala laboratorium masing-masing dalam 50 ml media dengan 5 konsentrasi berbeda. Kelima konsentrasi media tersebut adalah: 0.75 kali komposisi media standar M4 (0.75 M4), M4, 1.25 M4, 1.50 M4, dan 1.75 M4. Komposisi media standar M4 yang digunakan (g/L): 1.5 NaNO3, 0.049 K2HPO4, 0.0366 MgSO4, 0.0271 CaCl2, 0.006 Citric Acid, 0.006 Fe-Ammonium Citrate, 0.001 EDTA, 0.02 Na2CO3, dan 1 ml hara mikro dengan komposisi (g/L): 2.86 H3BO3, 0.1485 MnCl2, 0.1245 ZnSO4, 0.0506 Na2MoO4.2H2O, 0.056 CuSO4 dan 0.043 CoCl2.6H2O.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju pertumbuhan pada skala laboratorium dari 4 isolat ganggang mikro yang diteliti mencapai optimum pada konsentrasi media yang berbeda: isolat ICBB 9111 dan ICBB 9113 pada media standar M4, sedangkan isolat ICBB 9112 dan ICBB 9114 pada media 0.75 M4. Konsentrasi media optimum untuk masing-masing isolat tersebut selanjutnya digunakan untuk kultivasi pada skala lapang. Kultivasi 4 isolat ganggang mikro yang diteliti pada skala lapang dengan selang waktu panen 2 hari menghasilkan biomassa yang berbeda-beda. Produksi rata-rata biomassa kering isolat ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113 dan ICBB 9114 berturut-turut 0.28, 0.21, 0.26 dan 0.32 g/L. Biomassa kering tersebut selanjutnya digunakan untuk menganalisis kadar protein. Kadar protein tertinggi diperoleh pada isolat ICBB 9114 dengan nilai rata-rata 33.99%, sedangkan kadar protein terendah pada isolat ICBB 9113 dengan nilai rata-rata 26.05%. Variasi produksi biomassa dan protein tersebut menunjukkan pengaruh dari jenis isolat ganggang mikro, tingkat pemanfaatan unsur hara atau metabolismenya serta faktor lingkungan.

(3)

SUMMARY

NATASHA SONYA SEPTINA. Protein Production of Four Microlgae Isolated from Fresh Water and Ricefield at Laboratory and Field Scale: Effects of Nutrients Concentration in the Media. Under supervison of DWI ANDREAS SANTOSA and UNTUNG SUDADI.

Results of previous studies proved that some types of microalgae have a high growth and high protein content, so it is potential to be cultivated as a source of forage and food substitutes. Protein content is different in each type of micro algae. This research was conducted to determine the optimum composition and concentration of nutrients in the media for cultivating each of the 4 microalgae isolates studied at laboratory scale as well as evaluating their protein content at field scale with 2 days-harvest interval.

The study was begun with the cultivation of 4 microalgae isolates (ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113, and ICBB 9114) at a laboratory scale each in 50 ml of media with 5 different concentrations. Concentrations of the 5 media tested were: 0.75 times the M4 standard media composition (0.75 M4), M4, 1.25 M4, 1.50 M4, and 1.75 M4. Composition of the M4 standard media used was (g/L): 1.5 NaNO3, 0.049 K2HPO4, 0.0366 MgSO4, 0.0271 CaCl2, 0006 Citric Acid, 0006 Fe-Ammonium Citrate, 0.001 EDTA, 0.02 Na2CO3, and 1 ml micro nutrient with a composition of (g/L): 2.86 H3BO3, 0.1485 MnCl2, 0.1245 ZnSO4, 0.0506 Na2MoO4.2H2O, 0056 CoCl2.6H2O and 0.043 CuSO4.

The results of this study indicated that the optimum growth rate at laboratory-scale of the 4 microalgae isolates studied was achieved at different media concentrations: for ICBB 9111 and ICBB 9113 isolates was at the M4 standart media, whereas for isolates ICBB 9112 and ICBB 9114 was at 0.75 M4. These optimum media concentrations were then used for cultivating each isolate at the field scale. Cultivation of the 4 microalgae isolates investigated at the field scale with an harvest-interval of 2 days produced different biomass weight. The average dry biomass production of isolates ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113 and ICBB 9114 were, respectively, 0.28, 0.21, 0.26 and 0.32 g/L. These dry biomass were then used to analyze the protein content. The highest protein content was obtained from the isolate ICBB 9114 with an average level of 33.99%, while the lowest one was from the isolate ICBB 9113 with an average level of 26.05%. Variations in biomass and protein production indicated the effects of isolate types of microalgae, rate of nutrients utilization or metabolism and environmental factors.

(4)

PRODUKSI PROTEIN EMPAT ISOLAT GANGGANG MIKRO ASAL AIR TAWAR DAN SAWAH

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian

pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian

Institut Pertanian Bogor

NATASHA SONYA SEPTINA A14060477

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

(5)

Judul Penelitian : Produksi Protein Empat Isolat Ganggang Mikro Asal Air Tawar dan Sawah pada Skala Laboratorium dan Lapang : Pengaruh Konsentrasi Hara Media

Nama : Natasha Sonya Septina

NIM : A14060477

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa) (Dr. Ir. Untung Sudadi, M.Sc.) NIP. 19620927 198811 1 001 NIP.19621020 198903 1 001

Mengetahui,

Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

(Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc.) NIP. 19621113 198703 1 003

(6)

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 19 September 1988, putri kelima dari lima bersaudara dari pasangan Rifki Wirawan dan Bertha. Pendidikan formal penulis dimulai dari Sekolah Dasar (SD) Negeri 2 Rawalaut (Teladan) Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2000. Penulis menyelesaikan jenjang berikutnya di Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) Negeri 4 Bandar Lampung pada tahun 2003, dan dilanjutkan pada tahun 2003-2006 dengan pendidikan Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 2 Bandar Lampung. Pada tahun 2006, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui program Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB), yaitu di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan dengan Mayor Manajemen Sumberdaya Lahan.

(7)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Produksi Protein Empat Isolat Ganggang Mikro Asal Air Tawar dan Sawah pada Skala Laboratorium dan Lapang: Pengaruh Konsentrasi Hara Media”

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa dan Dr. Ir. Untung Sudadi, M.Sc, selaku

dosen pembimbing yang senantiasa memberikan bimbingan, arahan, motivasi, nasihat dan teladan kepada penulis selama menjadi mahasiswa Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan dan dalam menyelesaikan penelitian serta skripsi.

2. Ibu Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc atas kesediaannya menguji pada ujian skripsi dan atas segala saran serta nasihat yang telah diberikan.

3. Kedua orang tua, kakak-kakakku (Anjeng, Uti, Uan, Iyay) dan kakak iparku (Gusti dan Kanjeng) atas segala doa, kasih sayang, saran, dukungan baik moril maupun materil dan kebersamaan yang telah diberikan kepada penulis.

4. Segenap Dosen Departemen ITSL atas segala pengajaran, bimbingan dan teladan kepada penulis.

5. Seluruh staf Laboratorium bagian Bioteknologi Tanah (Ibu Asih, Ibu Juleha, Pak Djito dan Ibu Yeti), staf Laboratorium bagian Kimia dan Kesuburan Tanah atas dukungan dan motivasinya, serta staf TU Departemen ITSL, terutama mbak Hesti atas bantuannya.

6. Seluruh teman seperjuangan MSL ’42 dan MSL ’43, terutama Silvester dalam pelaksanaan penelitian.

7. Sahabat-sahabatku terkasih (Nesya, Sindi, Anggraini, Dita, Yuly, Cinta, Putri, Enjelia, Syifa) serta Richard atas bantuan, semangat, keceriaan dan kebersamaan yang telah diberikan kepada penulis.

(8)

9. Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi.

Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bogor, Januari 2011

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 2

1.3. Hipotesis Penelitian ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1. Ganggang Mikro ... 3

2.2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Ganggang Mikro ... 5

2.3. Komponen Biomassa dan Kegunaan Ganggang Mikro ... 7

III. BAHAN DAN METODE ... 9

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian ... 9

3.2. Bahan dan Alat ... 9

3.3. Pelaksanaan Penelitian ... 10

3.3.1. Persiapan Sampel ... 11

3.3.2. Peremajan Isolat ... 11

3.3.3. Kultivasi pada Media dengan Konsentrasi Berbeda ... 11

3.3.4. Kultivasi pada Skala Lapang ... 12

3.3.5. Produksi Biomassa pada Skala Lapang ... 13

3.3.6. Analisis N-Total dan Protein ... 13

3.3.7. Rancangan Penelitian ... 14

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 16

4.1. Penetapan Konsentrasi Media Optimum untuk Setiap Isolat Ganggang Mikro ... 16

4.2. Kultivasi dan Produksi Biomassa Ganggang Mikro pada Skala Laboratorium dan Skala Lapang ... 17

4.3. Kadar Nitrogen Total dan Protein dari Biomassa Kering Ganggang Mikro ... 20

(10)

(11)

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

Teks

1. Ciri-ciri Penting Kelompok Taksonomi Ganggang ... 4 2. Komposisi Media Standar ... 9 3. Komposisi Perlakuan Konsentrasi Media M4... 12 4. Rata-rata Pengaruh Konsentrasi Media terhadap Pertumbuhan Ganggang

Mikro ... 16 5. Volume Biakan yang Ditambahkan dan Produksi Biomassa Kering ... 20

Lampiran

1. Sumber Isolat Ganggang Mikro ... 29 2. Analisis Ragam Pengaruh Konsentrasi Media terhadap Kerapatan Sel (Nilai

OD) Ganggang mikro ICBB 9111 ... 29 3. Analisis Ragam Pengaruh Konsentrasi Media terhadap Kerapatan Sel (Nilai OD) Ganggang mikro ICBB 9112 ... 30 4. Analisis Ragam Pengaruh Konsentrasi Media terhadap Kerapatan Sel (Nilai

OD) Ganggang mikro ICBB 9113 ... 31 5. Analisis Ragam Pengaruh Konsentrasi Media terhadap Kerapatan Sel (Nilai

(12)

Nomor Halaman Teks

1. Bagan alur penelitian ... 10 2. Kultivasi ganggang mikro pada kolam Raceways ... 12 3a. Laju pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9111pada skala laboratorium dan

skala lapang ... 17 3b. Laju pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9112 antara skala laboratorium dan

skala lapang ... 17 3c. Laju pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9113 antara skala laboratorium dan

skala lapang ... 18 3d. Laju pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9114 antara skala laboratorium dan

(13)

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Ganggang merupakan tumbuhan yang belum mempunyai akar, batang dan daun yang sebenarnya, tetapi sudah memiliki klorofil sehingga bersifat autotrof. Tubuhnya ada yang terdiri atas satu sel (uniseluler) dan ada pula yang banyak sel (multi seluler). Fitoplankton merupakan salah satu contoh ganggang uniseluler, sedangkan yang multiseluler hidup sebagai nekton, bentos atau perifiton. (Ciferri, 1983).

Semua jenis ganggang memiliki komposisi kimia sel yang terdiri atas protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan asam nukleat. Kandungan keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis ganggang. Karena keempat komponen tersebut, ganggang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan sebagai

bahan baku biodiesel, maupun sebagai bahan pengganti makanan. Oleh karena itu,

perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui kandungan karbohidrat, protein dan

lemak dari berbagai jenis ganggang yang berpotensi untuk dibudidayakan.

Protein merupakan suatu zat yang terdapat pada tumbuhan dan hewan yang merupakan komponen paling penting dalam kehidupan. Beberapa jenis ganggang mikro memiliki kandungan protein yang tinggi, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan makanan dan pakan alami. Pakan alami adalah pakan yang disediakan secara alami dari alam dan ketersediaannya dapat dibudidayakan oleh manusia. Salah satu sumber pakan alami yaitu ganggang mikro. Ganggang mikro yang biasa digunakan sebagai pakan alami berasal dari golongan cyanophyceae (ganggang biru), chlorophyceae (ganggang hijau), dan bacillariophyceae (diatom).

Kandungan protein pada tiap jenis ganggang berbeda-beda. Angka dan Suhartono (2000) menyatakan bahwa kandungan protein ganggang fotosintetik bersel tunggal mencapai 10-65% dari berat kering, ganggang hijau Chorella dan Sceredesmus mengandung 55% protein, dan Spirulina memiliki kandungan protein hingga 65%.

(14)

mikro tersebut membutuhkan makronutrien (N, P, S, K, Si dan Ca) dan mikronutrien seperti Fe, Mo, Cu, Ca, Mn, Zn, Co. Mikronutrien dibutuhkan dalam jumlah yang lebih kecil tetapi harus ada dalam budidaya Spirulina sp (Becker, 1994).

1.2. Tujuan penelitian

1. Menentukan konsentrasi hara dalam media yang optimum dan spesifik untuk kultivasi beberapa ganggang mikro asal sawah dan perairan tawar pada skala lapang, berdasarkan pertumbuhan pada skala laboratorium. 2. Mengekstrak dan menentukan kadar nitrogen dan protein dari biomassa

kering ganggang mikro setelah dikultivasi pada skala lapang dengan selang waktu panen tiap 2 hari.

1.3. Hipotesis Penelitian

1. Konsentrasi hara dalam media optimum dan laju pertumbuhan ganggang mikro berbeda antara yang dikultivasi pada skala laboratorium dan skala lapang.

(15)

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Ganggang Mikro

Ganggang termasuk golongan organisme berklorofil dan memiliki ukuran beraneka ragam, mulai dari ukuran yang sangat kecil dalam skala µm hingga beberapa meter panjangnya. Beberapa ganggang menunjukkan diferensiasi bila dilihat sepintas dari luar, sehingga kenampakannya menyerupai kormus tumbuhan tinggi, tetapi dari segi anatomi sel-selnya belum menunjukkan adanya diferensiasi (perbedaan secara mendalam). Organisme ini mengandung klorofil dan pigmen lain untuk melangsungkan proses fotosintesis (Tjitrosoepomo, 2005).

Kebanyakan ganggang hidup di air dan mampu melakukan fiksasi karbon melalui fotosintesis. Jumlah karbon yang tertangkap oleh ganggang yang hidup di air sama dengan jumlah karbon yang tertambat oleh seluruh flora di daratan. Ganggang renik merupakan bagian dari fitoplankton dan berguna sebagai sumber makanan yang penting bagi organisme lain, termasuk organisme yang besar misalnya ikan hiu. Ganggang renik merupakan dasar atau permulaan dari rantai makanan akuatik karena kemampuannya melakukan fotosintesis, dan penghasil primer bahan organik (Pelzar dan Chan, 1986).

Angka dan Suhartono (2000) berpendapat bahwa ganggang laut terdiri atas jenis bentik dan planktonik. Ganggang bentik termasuk jenis yang tumbuh melekat pada substrat. Ganggang bentik banyak diperdagangkan dan terdiri atas ganggang hijau (Chlorophyta), ganggang merah (Rhodophyta) dan ganggang coklat (Phaeophyta). Jenis ganggang planktonik berukuran mikroskopik, hidupnya melayang atau mengapung dan gerakannya mengikuti gerakan air. Jenis yang termasuk ganggang planktonik yaitu Diatomae, Coccolithorid (Chrysophyta), dan Dinoflagellata (Pyrrophyta). Menurut Panggabean (1998), ganggang mikro merupakan jenis planktonik atau renik, yang termasuk tumbuhan bersel tunggal, berkembang biak sangat cepat dengan daur hidup relatif pendek.

(16)

sejati. Alat reproduksi terdiri atas satu sel dan zigot yang merupakan hasil pembuahan sel betina oleh sel jantan hanya akan tumbuh sesudah keluar dari alat kelamin betina.

Pelczar dan Chan (1986) mengklasifikasikan ganggang berdasarkan ciri-ciri berikut : (1) Susunan kimia pigmen, (2) Susunan kimia dari produk makanan cadangan, (3) Jumlah dan morfologi flagella, (4) Sifat kimia dan fisik dari dinding sel, (6) Organisasi sel, (7) Rangkaian perubahan hidup dan reproduksi. Ciri-ciri penting kelompok ganggang diperlihatkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Ciri-ciri Penting Kelompok Taksonomi Ganggang. Divisi (nama umum) Bahan cadangan Flagela dan struktur sel Chlorophycophyta

(ganggang hijau)

Pati, minyak Kebanyakan nonmotil (kecuali satu ordo) tetapi beberapa sel reproduktif dapat berflagela.

Rhodophycophyta (ganggang merah)

Pati, floridean (seperti glikogen)

Nonmotil; memiliki agar dan karegen dalam dinding sel.

Phaeophycophyta (ganggang coklat)

Karbohidrat seperti pati; manitol

Flagela: 1, 2 sama atau tidak sama panjang; permukaannya tertutup sisik yang khas.

Bacillariophycophyta (diatom)

Flagela: 2 lateral, tak sama panjang; dinding sel mengandung asam lignat. Euglenophycophyta (euglenoid) Karbohidrat seperti pati; minyak

Flagela: 1, 2, atau 3, sama panjang, apikal; memiliki kerongkongan; tidak memiliki dinding sel tetapi memiliki pelikel elastik.

Cryptophycophyta (kriptomonad)

Pati Flagela: 2 tak sama panjang, lateral; pada beberapa spesies memiliki kerongkongan; tidak memiliki dinding sel.

Phyrrophycophyta (dinoflagelata, fitodinad)

Pati, minyak Flagela: 2, lateral: 1 digunakan untuk menyeret dan 1 lagi digunakan untuk melilitkan tubuhnya pada waktu bergerak.

Xantophycophyta (ganggang hijau-kuning)

Karbohidrat; pati, minyak

Flagela 2 tak sama panjang, Posisi flagela apikal

Sumber: Pelczar dan Chan (1986)

(17)

5

2.2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Ganggang Mikro Suriawiria (2005) mengemukakan bahwa pertumbuhan dan penambahan jumlah ganggang pada kurun waktu tertentu dapat digambarkan dalam bentuk kurva pertumbuhan. Kurva pertumbuhan merupakan gambaran dari pertumbuhan secara bertahap sejak awal hingga akhir pertumbuhan. Kurva ini umumnya terbagi ke dalam beberapa fase yaitu fase lag, fase eksponensial atau logaritmik, fase stationer dan fase kematian.

Berbagai faktor lingkungan seperti cahaya, suhu, zat hara (nitrat dan fosfat), salinitas serta pH sangat mempengaruhi pertumbuhan ganggang mikro. McKinney (2004) menyatakan bahwa ganggang menggunakan cahaya sebagai sumber energi untuk sintesis sel protoplasma. Ganggang membutuhkan cahaya untuk mengubah karbondioksida menjadi glukosa (Dring, 1974). Pigmen fotosintesis yang ada pada ganggang akan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia lewat transfer elektron. Reynolds (1990) juga menambahkan bahwa cahaya dengan intensitas yang rendah merupakan faktor pembatas untuk melakukan kegiatan fotosintesis, karena laju dari fotosintesis ditentukan oleh laju suplai energi cahaya. Laju difusi CO2 ke dalam sel juga dapat mengontrol laju fotosintesis secara keseluruhan. Aslan (1998) menyatakan bahwa kebutuhan cahaya pada ganggang merah agak rendah dibanding ganggang coklat. Gracilaria verrucosa misalnya, berkembang baik pada intensitas cahaya 400 lux, sedangkan Ectocarpus tumbuh cepat pada intensitas cahaya antara 6500-7500 lux.

(18)

Faktor lingkungan ketiga yang mempengaruhi pertumbuhan ganggang mikro adalah suhu. Munasinghe dan Khanal (2010) menyatakan bahwa efek suhu penting karena 2 alasan. Pertama, karena suhu mempengaruhi pertumbuhan mikrob dari ganggang tersebut. Kedua, suhu mempengaruhi kelarutan substrat gas (udara) dalam air. Selain itu, menurut Darley (1982), suhu optimum untuk pertumbuhan fitoplankton air laut dan air tawar yaitu 18-25 °C. Menurut Aslan (1998) perkembangan stadia reproduksi beberapa jenis ganggang tergantung pada kondisi suhu dan intensitas cahaya atau kombinasi kedua parameter tersebut. Perkembangan tetraspora polysiphonia misalnya, berlangsung baik pada suhu yang rendah dan intensitas cahaya tinggi.

Becker (1994) menyatakan bahwa pH merupakan indikator kelarutan karbondioksida dan mineral dalam medium, serta mempengaruhi metabolisme ganggang secara langsung maupun tidak langsung. Ganggang umumnya hidup dengan baik pada pH netral (pH 7). Colman dan Gehl (1983) menyatakan bahwa aktivitas fotosintesis akan turun menjadi 33% ketika pH turun pada 5.0. Menurut Wardoyo (1982), perairan yang berkondisi asam dengan pH kurang dari 6.0 menyebabkan pertumbuhan ganggang menjadi tidak baik. Nilai pH lebih rendah dari 4.0 merupakan perairan yang sangat masam dan dapat menyebabkan kematian organisme air, sedangkan pH lebih dari 9.5 merupakan perairan yang sangat basa dan dapat mengurangi produktivitas organisme air termasuk ganggang.

Soerawidjaja (2005) menyatakan bahwa berbagai jenis ganggang seperti

Griffthsia, Ulva, Enteromorpa, Gracilaria, Euchema dan Kappaphycus

(19)

7

2.3. Komponen Biomassa dan Kegunaan Ganggang Mikro

Menurut Sheehan et al. (1998), terdapat 3 komponen zat utama yang terkandung dalam ganggang mikro, yaitu karbohidrat, protein, dan triasilgliserol. Karbohidrat dapat difermentasikan menjadi alkohol, protein dapat diolah menjadi produk makanan dan kecantikan, dan triasilgliserol dapat diubah menjadi asam lemak. Kombinasi dari pemanfaatan 3 komponen tersebut dapat menghasilkan pakan. Menurut Espinoza et al. (2002), biomassa dalam budidaya ganggang mikro dapat diestimasi dari jumlah klorofil yang dihasilkan.

Pertumbuhan ganggang mikro dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu salinitas, pH, hara, suhu, sumber karbon dan cahaya. Faktor-faktor tersebut dapat menyebabkan ganggang mikro menghasilkan lemak, karbohidrat dan protein yang berbeda (Dring, 1974). Pelczar dan Chan (1986) menyatakan bahwa ganggang mikro dapat digunakan sebagai pupuk dan dapat digunakan sebagai sumber vitamin A dan D bagi organisme laut, misalnya ikan.

Ganggang mikro jenis Spirulina platensis telah diproduksi dalam skala besar dalam bentuk pil dan serbuk untuk makanan kesehatan. Kandungan protein Spirulina platensis mencapai 70% dari bobot kering sel, namun kandungan asam nukleatnya rendah (<5%) dan aman sebagai pangan dan pakan (Ciferri 1983). Berbeda dengan ganggang mikro, kadar protein pada ganggang makro lebih rendah. Rachmaniar (1994) menganalisis kadar protein yang terdapat pada ganggang makro dan mendapatkan nilai antara 2,8 - 6,08%, sedangkan kandungan karbohidrat antara 25-40% dan memiliki kandungan serat tinggi yaitu 2-13 %. Komposisi kimia dalam ganggang mikro dan makro memiliki kadar berbeda-beda tergantung faktor lingkungan dan jenis ganggang tersebut.

(20)

(21)

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB dan Indonesian Center for Biodiversity and Biotecnology (ICBB), Nagrak, Situgede, Kabupaten Bogor. Penelitian ini dilaksanakan sejak April sampai dengan Oktober 2010.

3.2. Bahan dan Alat

Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah isolat ganggang terpilih dari koleksi ICBB dan beberapa jenis bahan kimia untuk digunakan sebagai media biakan. Media biakan ganggang mikro yang digunakan adalah media standar BG11 dan media M4 (Tabel 2). Media BG11 digunakan dalam peremajaan serta tahap isolasi awal, kemudian digunakan Media M4 dalam kultivasi isolat ganggang mikro pada skala laboratorium maupun skala lapang.

Tabel 2. Komposisi Media Standar

Media BG 11 Komposisi

(g/L) Media M4

Komposisi (g/L)

NaNO3 1.5 NaNO3 1.5

K2HPO4 0.04 KH2PO4 0.049

MgSO4.7H2O 0.02 MgSO4 0.0366

CaCl2.2H2O 0.036 CaCl2 0.0271

Citric Acid 0.006 Citric Acid 0.006

Fe-ammonium citrate 0.006 Fe-ammonium citrate 0.006

EDTA 0.001 EDTA 0.001

Na2CO3 0.075 Na2CO3 0.02

Hara Mikro 1 ml Hara Mikro 1 ml

KomposisiHara Mikro Komposisi Hara Mikro

H3BO3 2.86 H3BO3 2.86

MnCl2.4H2O 1.81 MnCl2 0.1485

ZnSO4.7H2O 0.222 ZnSO4 0.1245

Na2MoO4.2H2O 0.079 Na2MoO4.2H2O 0.0506

CuSO4.5H2O 0.39 CuSO4 0.0506

(22)

Alat-alat yang digunakan adalah erlenmeyer, autoklaf, gelas ukur, shaker, laminar flow, spektrofotometer, timbangan, pipet mikro, kertas saring, ruang asam, penangas, botol bening berbagai ukuran (sebagai wadah biakan), aerator.

3.3. Pelaksanaan Penelitian

Bagan alur pelaksanaan penelitian disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Bagan alur penelitian. Persiapan isolat ganggang mikro

4 isolat

Peremajaan ganggang mikro

4 isolat

Kultivasi isolat ganggang mikro dalam 50 ml media BG 11 (laboratorium)

Seleksi konsentrasi media optimum

Kultivasi isolat ganggang mikro dalam 2 L media

M4

Kultur ganggang mikro pada 150 L media (lapang, kolam raceways)

Produksi biomassa

Analisis produksi kadar Nitrogen Total serta

(23)

11

3.3.1. Persiapan Isolat

Tahapan awal dilakukan dengan mempersiapkan isolat ganggang mikro yang dijadikan obyek perlakuan baik pada tahap kultivasi maupun kultur ganggang mikro pada skala laboratorium maupun lapang. Isolat yang digunakan yaitu ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113 dan ICBB 9114. Isolat ganggang mikro tersebut berasal dari koleksi Indonesian Center for Biodiversity and Biotecnology (ICBB).

3.3.2. Peremajaan Isolat

Tahapan peremajaan isolat ganggang mikro dilakukan terhadap 4 isolat yang sebelumnya telah ditumbuhkan di dalam wadah biakan. Tahap ini diawali dengan persiapan media standar BG11. Kemudian 2 ml isolat yang telah dimurnikan diinokulasikan ke dalam media BG11 dengan volume 50 ml dalam botol bening berukuran ± 100 ml. Setelah itu dilakukan proses inkubasi selama 3 minggu dengan cara digoyang (shaker) dan diletakkan di bawah sinar matahari secukupnya.

3.3.3. Kultivasi pada Media dengan Konsentrasi Berbeda

(24)

Tabel 3. Komposisi Perlakuan Konsentrasi Media M4

Media M4

Komposisi (g/l)

Perlakuan

0.75 M4 1 M4 1,25 M4 1.5 M4 1.75 M4

g/L

NaNO3 teknis 1,5 1,125 1,5 1,875 2,25 2,625 KH2PO4 teknis 0,0313 0,0235 0,0313 0,0391 0,0470 0,0548 MgSO4 0,0366 0,0275 0,0366 0,0458 0,0549 0,0641 CaCl2 teknis 0,0271 0,0203 0,0271 0,0339 0,0407 0,0474 Citric acid teknis 0,006 0,0045 0,006 0,0075 0,009 0,0105 Fe-amonium citrate 0,006 0,0045 0,006 0,0075 0,009 0,0105 EDTA teknis 0,001 0,00075 0,001 0,0013 0,0015 0,0018 Na2CO3 teknis 0,02 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035

Hara mikro (ml) 1 0,75 1 1,25 1,5 1,75

3.3.4. Kultivasi pada Skala Lapang

Tahapan kultivasi pada skala lapang dilakukan pada ganggang yang telah terseleksi pada tahapan modifikasi konsentrasi. Tahapan ini dilakukan pada media kolam raceways dengan volume optimum 150 L (Gambar 2) dengan tujuan menghasilkan biomassa ganggang dalam waktu panen 2 hari. Pada tahap awal dilakukan kultivasi dengan media biakan sebanyak 2 L. Tahapan ini bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan ganggang dan produksi biomassa pada kondisi lingkungan terbuka yang dihasilkan selama masa tanam 2 hari dan hasil panen tersebut dapat dianalisis produksi nitrogen total dan jumlah protein pada masing-masing ganggang.

(25)

13

3.3.5. Produksi Biomassa pada Skala Lapang

Biomassa ganggang mikro dipanen dalam waktu 2 hari dengan laju pertumbuhan ganggang yang direpresentasikan oleh kerapatan optik (OD) minimum mencapai 0,5. Setelah biakan ganggang mikro mencapai nilai OD minimum 0,5 maka dilakukan proses kultivasi kembali dengan tujuan menentukan OD minimum dan volume biakan (L) pada hari ke-0 agar nilai OD panen minimum 0,5. Pendekatan yang dilakukan adalah dengan menentukan persamaan linier y = a + bx dari laju pertumbuhan ganggang mikro, dimana x = hari, dan y = nilai OD.

Produksi biomassa ganggang diawali dengan melakukan proses sentrifugasi untuk pemisahan biomassa dari larutannya. Larutan media yang bercampur dengan biomassa ganggang disentrifuse 3500 rpm selama 10 menit. Setelah biomassa terpisah, supernatan dibuang dan endapan biomassa disimpan dalam oven (80 oC) selama 1 malam hingga kering untuk mendapatkan biomassa kering.

3.3.6. Analisis N-Total dan Protein

(26)

dari hijau ke merah. Penetapan blanko juga dilakukan namun tanpa sampel. Normalitas blanko yang diperoleh yaitu 0,05. Rumus perhitungan :

N-Total =

Keterangan :

Bm = biomassa kering

Kadar protein pada masing-masing ganggang dihitung dengan cara mengalikan total nitrogen tersebut dengan nilai 6,25 (Guerrero et al., 2004). Besar faktor perkalian N menjadi protein tergantung pada persentase N yang menyusun protein dalam suatu bahan dengan menggunakan rumus :

• % Protein = % N x fk = % N x 100/16 = % N total x 6,25

Keterangan: fk = faktor konversi (6,25)

3.3.7. Rancangan Penelitian

Pengaruh perlakuan konsentrasi media terhadap pertumbuhan 4 isolat ganggang mikro dalam 50 ml media selama 31 hari ditetapkan berdasarkan nilai OD dengan menggunakan rancangan acak lengkap dengan faktor tunggal. Satu perlakuan dengan 5 taraf (0,75 M4; M4; 1,25 M4; 1,50 M4; 1,75 M4) dan diulang 3 kali sehingga didapat 15 unit percobaan untuk masing-masing isolat ganggang mikro.

Pengaruh perlakuan terhadap pertumbuhan ganggang mikro didasarkan hasil analisis keragaman (ANOVA) dengan membandingkan nilai F hitung terhadap F Tabel pada selang kepercayaan 95% dan 99% dengan kaidah pengambilan keputusan sebagai berikut:

Yij = µ + αi + βj + εij

Yij : Hasil pada perlakuan konsentrasi media ke-i dan ulangan ke-j µ : rataan umum

αi : pengaruh perlakuan konsentrasi media ke-i βj : pengaruh ulangan ke-j

εij : pengaruh galat percobaan dari perlakuan konsentrasi media ke-i dan ulangan ke-j

(27)

15

i : perlakuan konsentrasi media ke-1, 2, 3, 4, dan 5 j : ulangan 1, 2, 3, dan 4

• Apabila nilai F hitung < dari F Tabel, maka perlakuan tidak memberikan pengaruh yang nyata.

(28)

4.1. Penetapan Konsentrasi Media Optimum untuk Setiap Isolat Ganggang Mikro

Pada penelitian ini dilakukan uji anova untuk menentukan konsentrasi optimum media yang memberikan pengaruh nyata terhadap pertumbuhan ganggang mikro. Konsentrasi optimum yang diperoleh digunakan pada kultivasi skala lapang. Hasil uji lanjut DMRT dari pengaruh konsentrasi media terhadap pertumbuhan ganggang mikro disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4. Rata-rata Pengaruh Konsentrasi Media terhadap Pertumbuhan Ganggang Mikro berdasarkan Nilai Optical Density (OD).

Isolat Perlakuan Media

0,75 M4 M4 1,25 M4 1,50 M4 1,75 M4 Nilai OD

ICBB 9111** 0,1400b 0,2367a 0,1100b 0,21167a 0,0900b ICBB 9112** 0,3017a 0,1750c 0,2917ab 0,2397b 0,1750c ICBB 9113* 0,1700b 0,4700a 0,1700b 0,1350b 0,1150b ICBB 9114* 0,3433a 0,2930ab 0,2310b 0,2417b 0,2417b Keterangan: ** = angka yang diberi huruf sama berdasarkan baris tidak berbeda nyata pada taraf uji 1% menurut Uji DMRT untuk masing-masing isolat, * = angka yang diberi huruf sama berdasarkan baris, tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% menurut uji DMRT untuk masing-masing isolat.

(29)

17

4.2. Kultivasi dan Produksi Biomassa Ganggang Mikro pada Skala Laboratorium dan Skala Lapang

Pertumbuhan dan peningkatan jumlah ganggang dipengaruhi oleh faktor lingkungan yaitu cahaya, temperatur, bahan kimia anorganik maupun organik (Dring, 1974). Selain itu, faktor aerasi juga mempengaruhi distribusi O2 ke dalam media pertumbuhan. Laju pertumbuhan ganggang mikro skala laboratorium dan skala lapang disajikan pada Gambar 3a sampai 3d.

Gambar 3a. Laju pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9111 pada skala laboratorium dan skala lapang

(30)

[image:30.595.166.464.84.262.2]

Gambar 3c. Laju pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9113 pada skala laboratorium dan skala lapang

Gambar 3d. Laju pertumbuhan ganggang mikro ICBB 9114 pada skala laboratorium dan skala lapang.

[image:30.595.182.481.373.536.2]

(31)

19

mendapatkan aerasi melalui penggoyangan sedangkan skala lapang mendapatkan aerasi melalui penggunaan aerator. Aerator mendistribusikan O2 ke dalam media pertumbuhan lebih baik daripada penggoyangan, sehingga dapat meningkatkan fotosintesis dan laju pertumbuhan ganggang meningkat. Nugroho (2009) menemukan bahwa pertumbuhan ganggang mikro tipe 62 yang menggunakan aerator mencapai OD 0.2 dalam waktu 6 hari, sedangkan pertumbuhan ganggang dengan menggunakan shaker mencapai OD 0.2 dalam waktu 11 hari.

Kultivasi ganggang mikro pada skala lapang bertujuan untuk memproduksi biomassa masing-masing ganggang. Pada kultivasi skala lapang, ganggang mikro memerlukan tiga komponen penting untuk tumbuh, yaitu sinar matahari, karbon dioksida dan air. Ganggang mikro menggunakan sinar matahari untuk menjalankan proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses biokimia penting pada tumbuhan, ganggang baik makro maupun mikro, dan beberapa bakteri untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Danielo (2005) menyatakan bahwa organisme fotosintesis mikroskopik dapat tumbuh cepat, sehingga memungkinkan dapat dipanen hanya dalam beberapa hari.

Waktu panen yang ditentukan untuk dapat memproduksi biomassa ganggang mikro yaitu 2 hari. Proses ini diawali dengan menetapkan OD biomassa ganggang pada hari ke nol, melalui inokulasi biakan ganggang (L) ke dalam kolam. Selain itu ditetapkan OD minimum untuk ganggang mikro dapat dipanen yaitu 0,5. Sutomo (2005) menyatakan bahwa kepadatan awal l00 dan 1000 sel/ml dipandang kurang efektif karena sekalipun mempunyai laju pertumbuhan yang cepat tetapi tidak dapat menghasilkan kepadatan maksimum yang lebih tinggi. Kepadatan awal yang dapat menghasilkan puncak kepadatan tertinggi adalah 10.000 sel/ml, sehingga dalam 7 hari dapat menghasilkan puncak kepadatan sebesar 1.317.000 sel/ml.

(32)

[image:32.595.110.516.103.386.2]

Tabel 5. Volume Biakan yang Ditambahkan dan Produksi Biomassa Kering.

Tipe Ganggang Mikro Panen

1 2 3 ICBB 9111

Volume biakan ganggang (L) 110 56,60 57

OD awal (hari ke-0) 0,192 0,194 0,196

OD panen (2 hari 0,509 0,512 0,521

Produksi biomassa kering (g/l) 0,290 0,250 0,290 ICBB 9112

Volume biakan ganggang (L) 40 48 52

OD awal (hari ke-0) 0,194 0,193 0,190

OD panen (2 hari) 0,591 0,561 0,521

OD awal (hari ke-0) 0,198 0,196 0,196

OD panen (2 hari) 0,523 0,514 0,512

OD awal (hari ke-0) 0,151 0,154 0,152

OD panen (2 hari) 0,511 0,521 0,519

Produksi biomassa kering (g/l) 0,310 0,320 0,320

Dari Tabel 5, dapat dilihat bahwa biomassa tertinggi terdapat pada ganggang mikro ICBB 9114 dengan produksi biomassa tahap 1, 2 dan 3 yaitu 0,31; 0,32 dan 0,32 gram/liter. Biomassa kering terendah dihasilkan ganggang mikro ICBB 9112 dengan produksi biomassa kering pada tahap 1, 2 dan 3 yaitu masing-masing sebesar 0,21; 0,21 dan 0,20 gram/liter. Secara keseluruhan produksi biomassa kering pada masing-masing ganggang lebih dari 0.2 gram/liter.

4.3. Kadar Nitrogen Total dan Protein dari Biomassa Kering Ganggang Mikro.

(33)

[image:33.595.166.483.122.298.2]

21

Gambar 5. Produksi kadar nitrogen total pada skala

Gambar 6. Produksi kadar protein pada skala lapang

Berdasarkan Gambar 5 dan 6, kadar protein tertinggi terdapat pada ganggang mikro ICBB 9114 dengan nilai rata-rata yaitu 33,99%, sedangkan kadar protein terendah terdapat pada ganggang mikro ICBB 9113 dengan nilai rata-rata yaitu 26,05%.

[image:33.595.162.483.358.566.2]

(34)

ini juga menunjukkan bahwa isolat ICBB 9114 tersebut merupakan isolat yang memiliki metabolisme paling baik serta diduga mampu memanfaatkan faktor-faktor lingkungan secara optimum dibandingkan isolat lainnya, contohnya dalam memanfaatkan sinar matahari yang dapat memfiksasi nitrogen menjadi asam amino (Diharmi, 2001). Selain itu, isolat ICBB 9114 juga mempunyai kemampuan lebih baik dalam memanfaatkan hara baik makro maupun mikro dalam media dibandingkan dengan isolat lainnya, terutama dalam penggunaan sumber N dan P yang merupakan sumber utama dalam pembentukan protein dalam sel (Trismilah dan Sumaryanto, 2005). Widianingsih et al., (2008) menemukan perbedaan kadar protein pada ganggang mikro air tawar jenis Spirullina plantesis yang ditumbuhkan pada media yang berbeda. Kadar protein tertinggi diperoleh pada ganggang yang terdapat pada media Walne dengan nilai 50,05±0,53% dan terendah pada media kontrol yaitu 4,85±0,76%. Pada media teknis kadar proteinnya adalah 16,23± 0,41 %. Perbedaan tersebut disebabkan oleh media Walne memiliki unsur hara yang lengkap yang dibutuhkan untuk membentuk protein dalam tubuh ganggang mikro dibandingkan dengan media teknis dan kontrol.

Kadar protein yang dihasilkan pada setiap isolat ganggang mikro bervariasi (Gambar 6). Gressler, et al., (2010) menemukan kadar protein yang berbeda pada isolat ganggang mikro L. filiformis dan L. intricate, yaitu 18,3%, dan 4,6%. Meski berasal dari genus yang sama, kandungan protein pada ganggang mikro tersebut berbeda-beda, tergantung pada jenis ganggang mikro dalam melakukan kegiatan metabolisme dalam tubuhnya. Selain itu, perbedaan protein pada ganggang mikro dapat disebabkan oleh periode musim, letak geografis, cahaya, pH, suhu, hara dalam media pertumbuhan, maupun kondisi lingkungan ganggang mikro tersebut (Khotimchenko et al., 2002; Leonardos dan Lucas, 2000).

(35)

23

peran sebagai alat komunikasi (syaraf), pertahanan tubuh (anti bodi), pengatur metabolik (hormon), katalis biokimia (enzim), dan transport oksigen (hemoglobin). Protein juga dibutuhkan sebagai sumber energi tubuh, serta sebagai penghasil jaringan baru.

(36)

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan perlakuan optimasi konsentrasi media, ganggang mikro ICBB 9114 dan ICBB 9112 memiliki pertumbuhan maksimum pada media 0,75 M4, sedangkan ganggang mikro ICBB 9113 dan ICBB 9111 pada media standar M4. Produksi kadar protein tertinggi dihasilkan oleh ganggang mikro ICBB 9114 dengan rata-rata 33,99% , dan terendah pada ganggang ICBB 9112 dengan nilai rata-rata kadar protein sebesar 26,05%. Ganggang mikro ICBB 9114 merupakan isolat yang paling prospektif dibandingkan dengan isolat lainnya. Perbedaan kadar protein masing-masing ganggang mikro disebabkan oleh jenis ganggang mikro, tingkat metabolisme, pemanfaatan hara, serta faktor lingkungan.

5.2. Saran

(37)

VI. DAFTAR PUSTAKA

Angka, L. S., Suhartono, M. T. 2000. Bioteknologi Hasi-Hasil Laut. Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan – Institut Pertanian Bogor.

Aslan, M. L. 1998. Budidaya Rumput Laut. Kansius. Yogyakarta.

Becker, E. W. 1994. Microalgae: Biotechnology and Microbiology. Cambridge Univ. Press. Great Britain.

Boyd, C. E. 1992. Water Quality in Warmwater Fish Ponds. Departemen of Fisheries and Applied Aquacultures. Alabama.

Ciferri, O. 1983. Spirulina, the edible microorganism. Microbiol Rev. 47(4): 551-578.

Colman, B., Kehl K. A. 1983. Effect of external pH on the internal pH of Chlorella saccharophila. J Plant Physiol. 77(4) : 917-921.

Darley, W. M. 1982. Algal biology: A physiological approach. In: J. F. Wilkinson (ed). Basic Microbiol. Blackwell Sci. Pub. London.

Daniello, O. 2005. An Algae Based Fuel. Bio. 255 /Mei 2005.

Diharmi, A. 2001. Pengaruh Pencahayaan terhadap Kandungan Pigmen Bioaktif Mikroalga Spirulina Plantesis Strain Lokal (Ink). Tesis. IPB : Bogor.

Dring, M. J. 1974. Reproduction. In: Alga Physiology and Biochemistry. Botanical Monographs. V.10. Blackwell Sci. Pub. Oxford. London Edinburgh, Melbourne.

Espinoza, E. V., Nunez R. M., Cebrero, F. N. 2002. Protein, carbohydrate, lipid and chlorophyll a content in Isochrysis aff. galbana (clone T-Iso) cultured with a low cost alternative to the f/2 medium. Aquacult. Engineer. 25: 207– 216.

Gressler, V. Nair S. Y., Mutue T. F., Pio C., Jorge M. F.,Rosangela P.V. and Ernani P. 2010. Lipid, fatty acid, protein, amino acid and ash contents in four Brazilian red algae species. Food Chemist. 120 : 585-590.

Guerrero, J.L.G., Juarez R.N., Mart_ınez J.C.L., Madrid P.C., Fuentes, R. 2004. Functional properties of the biomass of three microalgal species. Journal of Food Engineer. 65: 511–517.

(38)

Leonardos, N. Lucas I. A. N. 2000. The nutritional value of algae grown under different culture conditions for Mytilus edulis L. larvae. Aquacult. 182: 301– 315.

Mubarak, H. 1981. Budidaya Rumput Laut 1. Training workshop on Seafarming. Denpasar, Bali, Indonesia. Maret 1981. http://www.fao.org/docrep/field /003/AB873E02.html [Diakses pada tanggal 20 oktober 2010].

McKinney, E, R. 2004. Enviromental Pollution Control Microbiology. Marcell Decker, Inc. New York.

Mulyadi. A. 1999. Pertumbuhan dan daya serap nutrient dari ganggang mikro Dunaliella tertiolecta yang dipelihara pada Limbah Domestik. Jurnal Natur

Indonesia. 2(1): 65-68.

Munasinghe, C. P., Khanal, S. K. 2010. Biomass-derived syngas fermentation into biofuels: Opportunities and challenges. Biores. Tech. 101: 5013–5022.

Nybakken J. W. 1993. Marine Biology. An Ecological Approach. Ed ke-3. Harper Collins College Pub. New York.

Oliveira, M. A., De, M. P., Monteiro, P. G., Robbs, and Leite S. 1999. Growth and chemical composition of Spirulina maxima and Spirulina plantesis biomas at different temperatures. Aquacult. Int. 7: 261-275.

Panggabean, Lily G. M. (1998). Mikroalgae: Alternatif Pangan dan Bahan Industri di Masa Mendatang. Oseana. Vol. XXIII N0 1: 19-26.

Pelczar. J. M., Chan, J. 1986. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jilid 1. UI Press. Jakarta.

Rachmaniar. 1994. Pengenalan Jenis-Jenis Rumput Laut Indonesia. Puslitbang Oseanologi – LIPI. Jakarta.

Reynolds, C. S. 1990. The Ecology of Fresh Water Phytoplankton. Cambridge Univ. Press. New York.

Siregar, C. 2004. Nutrisi. Fakultas Kedokteran. Universitas Sumatera Utara.

Sudarmadji, S., Haryono, B., Suhardi, 1996. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Liberty. Yogyakarta.

Syahri, F. Y. 2009. Isolasi, Seleksi, dan Optimasi Pertumbuhan Ganggang Mikro yang Potensial sebagai Penghasil BBN. Tesis. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Institut Pertanian Bogor.

(39)

27

Sutandi, A. 2006. Penuntun Praktikum Analisis Tanah. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Institut Pertanian Bogor.

Sutomo. 2005. Kultur tiga jenis mikroalga (Tetraselmis sp., Chlorella sp. dan Chaetoceros gracilis) dan pengaruh kepadatan awal terhadap pertumbuhan C. Gracilis di Laboratorium. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia. 37: 43-58.

Tjitrosoepomo, G. 2005. Taksonomi Tumbuhan Obat-Obatan. Gadjah Mada Univ. Press. Yogyakarta.

Tokusoglu, O. and Uunal M. K. 2006. Biomass nutrient profile of three

microalgae: Spirulina platensis, Chlorella vulgaris and Isochrisis galbana. J. Food Sci. Vol. 86(4): 1144 -1148.

Trismilah dan Sumaryanto. 2005. Pengaruh kadar nitrogen dalam media pada pembuatan protease menggunakan Bacillus Megaterium DSM 319. Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia hal. 9-12.

Wardoyo, S. T. H. 1982. Kriteria Kualitas Air untuk Keperluan Pertanian dan Perikanan. Training Analisis Dampak Lingkungan : PPLH UNDP – PUSDI- PSL. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Widianingsih, Ridho A., Hartati. R., Harmoko. 2008. Kandungan nutrisi Spirulina Platensis yang dikultur pada media yang berbeda. Ilmu Kelautan vol.13(3): 167-170

Winarno, F. G., 1992. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta.

(40)

(41)

[image:41.595.86.515.243.745.2]

29

Tabel lampiran 1. Sumber Isolat Ganggang Mikro

Isolat Ganggang Lokasi Jenis Sampel

ICBB 9111 (ICBB 9111) Gunung Salak Tanah sawah 0ICBB 9112 (ICBB 9112) Singa jaya, Indramayu Air persawahan ICBB 9113 (ICBB 9113) Ciomas Permai, Bogor Air

ICBB 9114 (ICBB 9114) Telaga Warna, Puncak Air

Tabel lampiran 2. Analisis Ragam Pengaruh Konsentrasi Media terhadap Kerapatan Sel (Nilai OD) Ganggang mikro ICBB 9111

Sumber

Keragaman Derajat Bebas

Jumlah Kuadrat

Kuadrat

Tengah Fhitung Pr > F Hari ke-7

Perlakuan 4 0.00148 0.00037 2.77 0.1029tn Ulangan 2 0.00015 0.00008 0.58 0.5823tn Galat 8 0.00107 0.00013

Total 14 0.00270

Hari ke-11

Total 14 0.00336

Hari ke-15

Perlakuan 4 0.00402 0.00100 3.24 0.0735tn Ulangan 2 0.00118 0.00059 1.90 0.2111tn

Galat 8 0.00248 0.00031

Total 14 0.00767

Hari ke-19

Perlakuan 4 0.00138 0.00035 1.64 0.2554tn

Ulangan 2 0.00044 0.00022 1.04 0.3982tn Galat 8 0.00169 0.00021

Total 14 0.00351

Hari ke-23

Total 14 0.00995

Hari ke-27

Total 4 0.01191

Hari ke-31

Perlakuan 4 0.04896 0.01224 18.23 0.0054** Ulangan 2 0.00316 0.00158 2.36 0.1568tn Galat 8 0.00537 0.00067

Total 14 0.05749

(42)

[image:42.595.117.508.113.613.2]

Sumber

Keragaman Derajat Bebas

Jumlah Kuadrat

Kuadrat

Total 14 0.00270

Hari ke-11

Total 14 0.00336

Hari ke-15

Perlakuan 4 0.00402 0.00100 3.24 0.0735tn Ulangan 2 0.00118 0.00059 1.90 0.2111tn

Galat 8 0.00248 0.00031

Total 14 0.00767

Hari ke-19

Perlakuan 4 0.00138 0.00035 1.64 0.2554tn

Ulangan 2 0.00044 0.00022 1.04 0.3982tn Galat 8 0.00169 0.00021

Total 14 0.00351

Hari ke-23

Total 14 0.00995

Hari ke-27

Total 4 0.01191

Hari ke-31

Total 14 0.05749

(43)

[image:43.595.99.515.110.713.2]

31

Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat

Total 14 0.01026 Hari ke-11

Perlakuan 4 0.05831 0.01458 4.71 0.0301* Ulangan 2 0.00620 0.00310 1.00 0.4093tn Galat 8 0.02478 0.00310

(44)

[image:44.595.96.514.109.717.2]

Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat

(45)

[image:45.595.101.521.106.228.2]

33

Tabel Lampiran 6. Data dan Hasil Perhitungan Volume Biakan Ganggang Mikro

Isolat ganggang Persamaan Linier R² ODmin = (2/x) x y Volume biakan (L)

ICBB 9111 y = 0.056x – 0.052 0.919 0.110 29 L ICBB 9112 y = 0.115x – 0.103 0.892 0.192 40 L ICBB 9113 y = 0.082x – 0.018 0.984 0.158 40 L ICBB 9114 y = 0.083x – 0.053 0.959 0.151 42 L

Keterangan:

y = Nilai OD, x = waktu (hari), Volume biakan = (ODmin/ODstok) x 150 L

Contoh perhitungan:

Persamaan linier dari kurva pertumbuhan isolat ICBB 9112 yaitu, y = 0,115x – 0,103.

Target OD panen minimum dalam perhitungan (y) = 0,52

0.52 = 0.056x – 0.052

0.056x = 0.52 + 0.052

x = 0.572/0.056

x = 10,21 hari

Sedangkan nilai OD minium awal yang harus ditetapkan untuk mencapai target panen dalam 2 hari dengan OD sebesar 0,52 adalah:

= (2/10,21) x 0.52

= 0.101 = 0.10

Penetapan kebutuhan volume biakan ganggang yang perlu ditambahkan sehingga OD awal minimum sebesar 0.10 untuk tipe ganggang ICBB 9112 dalam media dengan volume 150 L sehingga tercapai target panen dalam 2 hari (OD panen minimum = 0,52) adalah:

(46)

Tabel Lampiran 7. Nilai dari Titrasi, Kadar Nitrogen dan Kadar Protein

Contoh Perhitungan kadar N pada isolat ICBB 9113:

% N =

=

= 4,58% Nitrogen

% Protein = 4,58 % x 6,25 = 28,62%

Tipe Ganggang Mikro Tahapan

1 2 3 ICBB 9111

Hasil titrasi (ml) 16,25 18,15 15,00

Hasil N total (%) 4,55 5,06 4,18

Kadar Protein (%) 28,43 31,62 26,12

ICBB 9112

Hasil titrasi (ml) 17,40 17,95 10,00

Hasil N total (%) 4,85 5,00 2,78

Kadar Protein (%) 30,31 31,25 17,37

ICBB 9113

Hasil titrasi (ml) 16,45 15,85 12,60

Hasil N total (%) 4,58 4,42 3,51

Kadar Protein (%) 28,62 27,62 21,93

ICBB 9114

Hasil titrasi (ml) 21,25 18,70 18,60

Hasil N total (%) 5,93 5,21 5,18

Kadar Protein (%) 37,06 32,56 32,37

(ml contoh – ml blanko) x 14 x N HCl x 100% 500 mg

(16,45 ml – 0,05 ml) x 14 x 0,0999 x 100% 500 mg

16,4 x 14 x 0,0999 x 100%

(47)

PRODUKSI PROTEIN EMPAT ISOLAT GANGGANG MIKRO ASAL AIR TAWAR DAN SAWAH

Natasha Sonya Septina A14060477

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

(48)

NATASHA SONYA SEPTINA. Produksi Protein Empat Isolat Ganggang Mikro Asal Air Tawar dan Sawah pada Skala Laboratorium dan Lapang: Pengaruh Konsentrasi Hara Media. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA dan UNTUNG SUDADI.

Hasil-hasil penelitian terdahulu membuktikan bahwa beberapa jenis ganggang mikro memiliki laju pertumbuhan dan kandungan protein tinggi, sehingga berpotensi untuk dibudidayakan sebagai sumber pakan maupun bahan pengganti pangan. Kandungan protein pada setiap jenis ganggang mikro berbeda-beda. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui komposisi dan konsentrasi hara dalam media pada skala laboratorium yang optimum bagi masing-masing dari 4 isolat ganggang mikro yang diteliti serta mengevaluasi kadar proteinnya pada skala lapang dengan selang waktu panen setiap 2 hari.

Penelitian diawali dengan mengkultivasi 4 isolat ganggang mikro (ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113, dan ICBB 9114) pada skala laboratorium masing-masing dalam 50 ml media dengan 5 konsentrasi berbeda. Kelima konsentrasi media tersebut adalah: 0.75 kali komposisi media standar M4 (0.75 M4), M4, 1.25 M4, 1.50 M4, dan 1.75 M4. Komposisi media standar M4 yang digunakan (g/L): 1.5 NaNO3, 0.049 K2HPO4, 0.0366 MgSO4, 0.0271 CaCl2, 0.006 Citric Acid, 0.006 Fe-Ammonium Citrate, 0.001 EDTA, 0.02 Na2CO3, dan 1 ml hara mikro dengan komposisi (g/L): 2.86 H3BO3, 0.1485 MnCl2, 0.1245 ZnSO4, 0.0506 Na2MoO4.2H2O, 0.056 CuSO4 dan 0.043 CoCl2.6H2O.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa laju pertumbuhan pada skala laboratorium dari 4 isolat ganggang mikro yang diteliti mencapai optimum pada konsentrasi media yang berbeda: isolat ICBB 9111 dan ICBB 9113 pada media standar M4, sedangkan isolat ICBB 9112 dan ICBB 9114 pada media 0.75 M4. Konsentrasi media optimum untuk masing-masing isolat tersebut selanjutnya digunakan untuk kultivasi pada skala lapang. Kultivasi 4 isolat ganggang mikro yang diteliti pada skala lapang dengan selang waktu panen 2 hari menghasilkan biomassa yang berbeda-beda. Produksi rata-rata biomassa kering isolat ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113 dan ICBB 9114 berturut-turut 0.28, 0.21, 0.26 dan 0.32 g/L. Biomassa kering tersebut selanjutnya digunakan untuk menganalisis kadar protein. Kadar protein tertinggi diperoleh pada isolat ICBB 9114 dengan nilai rata-rata 33.99%, sedangkan kadar protein terendah pada isolat ICBB 9113 dengan nilai rata-rata 26.05%. Variasi produksi biomassa dan protein tersebut menunjukkan pengaruh dari jenis isolat ganggang mikro, tingkat pemanfaatan unsur hara atau metabolismenya serta faktor lingkungan.

(49)

SUMMARY

NATASHA SONYA SEPTINA. Protein Production of Four Microlgae Isolated from Fresh Water and Ricefield at Laboratory and Field Scale: Effects of Nutrients Concentration in the Media. Under supervison of DWI ANDREAS SANTOSA and UNTUNG SUDADI.

Results of previous studies proved that some types of microalgae have a high growth and high protein content, so it is potential to be cultivated as a source of forage and food substitutes. Protein content is different in each type of micro algae. This research was conducted to determine the optimum composition and concentration of nutrients in the media for cultivating each of the 4 microalgae isolates studied at laboratory scale as well as evaluating their protein content at field scale with 2 days-harvest interval.

The study was begun with the cultivation of 4 microalgae isolates (ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113, and ICBB 9114) at a laboratory scale each in 50 ml of media with 5 different concentrations. Concentrations of the 5 media tested were: 0.75 times the M4 standard media composition (0.75 M4), M4, 1.25 M4, 1.50 M4, and 1.75 M4. Composition of the M4 standard media used was (g/L): 1.5 NaNO3, 0.049 K2HPO4, 0.0366 MgSO4, 0.0271 CaCl2, 0006 Citric Acid, 0006 Fe-Ammonium Citrate, 0.001 EDTA, 0.02 Na2CO3, and 1 ml micro nutrient with a composition of (g/L): 2.86 H3BO3, 0.1485 MnCl2, 0.1245 ZnSO4, 0.0506 Na2MoO4.2H2O, 0056 CoCl2.6H2O and 0.043 CuSO4.

The results of this study indicated that the optimum growth rate at laboratory-scale of the 4 microalgae isolates studied was achieved at different media concentrations: for ICBB 9111 and ICBB 9113 isolates was at the M4 standart media, whereas for isolates ICBB 9112 and ICBB 9114 was at 0.75 M4. These optimum media concentrations were then used for cultivating each isolate at the field scale. Cultivation of the 4 microalgae isolates investigated at the field scale with an harvest-interval of 2 days produced different biomass weight. The average dry biomass production of isolates ICBB 9111, ICBB 9112, ICBB 9113 and ICBB 9114 were, respectively, 0.28, 0.21, 0.26 and 0.32 g/L. These dry biomass were then used to analyze the protein content. The highest protein content was obtained from the isolate ICBB 9114 with an average level of 33.99%, while the lowest one was from the isolate ICBB 9113 with an average level of 26.05%. Variations in biomass and protein production indicated the effects of isolate types of microalgae, rate of nutrients utilization or metabolism and environmental factors.

(50)

1.1. Latar Belakang

Ganggang merupakan tumbuhan yang belum mempunyai akar, batang dan daun yang sebenarnya, tetapi sudah memiliki klorofil sehingga bersifat autotrof. Tubuhnya ada yang terdiri atas satu sel (uniseluler) dan ada pula yang banyak sel (multi seluler). Fitoplankton merupakan salah satu contoh ganggang uniseluler, sedangkan yang multiseluler hidup sebagai nekton, bentos atau perifiton. (Ciferri, 1983).

Semua jenis ganggang memiliki komposisi kimia sel yang terdiri atas protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan asam nukleat. Kandungan keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis ganggang. Karena keempat komponen tersebut, ganggang mempunyai potensi besar untuk dikembangkan sebagai

bahan baku biodiesel, maupun sebagai bahan pengganti makanan. Oleh karena itu,

perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui kandungan karbohidrat, protein dan

lemak dari berbagai jenis ganggang yang berpotensi untuk dibudidayakan.

Protein merupakan suatu zat yang terdapat pada tumbuhan dan hewan yang merupakan komponen paling penting dalam kehidupan. Beberapa jenis ganggang mikro memiliki kandungan protein yang tinggi, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan makanan dan pakan alami. Pakan alami adalah pakan yang disediakan secara alami dari alam dan ketersediaannya dapat dibudidayakan oleh manusia. Salah satu sumber pakan alami yaitu ganggang mikro. Ganggang mikro yang biasa digunakan sebagai pakan alami berasal dari golongan cyanophyceae (ganggang biru), chlorophyceae (ganggang hijau), dan bacillariophyceae (diatom).

Kandungan protein pada tiap jenis ganggang berbeda-beda. Angka dan Suhartono (2000) menyatakan bahwa kandungan protein ganggang fotosintetik bersel tunggal mencapai 10-65% dari berat kering, ganggang hijau Chorella dan Sceredesmus mengandung 55% protein, dan Spirulina memiliki kandungan protein hingga 65%.

(51)

2

mikro tersebut membutuhkan makronutrien (N, P, S, K, Si dan Ca) dan mikronutrien seperti Fe, Mo, Cu, Ca, Mn, Zn, Co. Mikronutrien dibutuhkan dalam jumlah yang lebih kecil tetapi harus ada dalam budidaya Spirulina sp (Becker, 1994).

1.2. Tujuan penelitian

1. Menentukan konsentrasi hara dalam media yang optimum dan spesifik untuk kultivasi beberapa ganggang mikro asal sawah dan perairan tawar pada skala lapang, berdasarkan pertumbuhan pada skala laboratorium. 2. Mengekstrak dan menentukan kadar nitrogen dan protein dari biomassa

kering ganggang mikro setelah dikultivasi pada skala lapang dengan selang waktu panen tiap 2 hari.

1.3. Hipotesis Penelitian

1. Konsentrasi hara dalam media optimum dan laju pertumbuhan ganggang mikro berbeda antara yang dikultivasi pada skala laboratorium dan skala lapang.

(52)

2.1. Ganggang Mikro

Ganggang termasuk golongan organisme berklorofil dan memiliki ukuran beraneka ragam, mulai dari ukuran yang sangat kecil dalam skala µm hingga beberapa meter panjangnya. Beberapa ganggang menunjukkan diferensiasi bila dilihat sepintas dari luar, sehingga kenampakannya menyerupai kormus tumbuhan tinggi, tetapi dari segi anatomi sel-selnya belum menunjukkan adanya diferensiasi (perbedaan secara mendalam). Organisme ini mengandung klorofil dan pigmen lain untuk melangsungkan proses fotosintesis (Tjitrosoepomo, 2005).

Kebanyakan ganggang hidup di air dan mampu melakukan fiksasi karbon melalui fotosintesis. Jumlah karbon yang tertangkap oleh ganggang yang hidup di air sama dengan jumlah karbon yang tertambat oleh seluruh flora di daratan. Ganggang renik merupakan bagian dari fitoplankton dan berguna sebagai sumber makanan yang penting bagi organisme lain, termasuk organisme yang besar misalnya ikan hiu. Ganggang renik merupakan dasar atau permulaan dari rantai makanan akuatik karena kemampuannya melakukan fotosintesis, dan penghasil primer bahan organik (Pelzar dan Chan, 1986).

Angka dan Suhartono (2000) berpendapat bahwa ganggang laut terdiri atas jenis bentik dan planktonik. Ganggang bentik termasuk jenis yang tumbuh melekat pada substrat. Ganggang bentik banyak diperdagangkan dan terdiri atas ganggang hijau (Chlorophyta), ganggang merah (Rhodophyta) dan ganggang coklat (Phaeophyta). Jenis ganggang planktonik berukuran mikroskopik, hidupnya melayang atau mengapung dan gerakannya mengikuti gerakan air. Jenis yang termasuk ganggang planktonik yaitu Diatomae, Coccolithorid (Chrysophyta), dan Dinoflagellata (Pyrrophyta). Menurut Panggabean (1998), ganggang mikro merupakan jenis planktonik atau renik, yang termasuk tumbuhan bersel tunggal, berkembang biak sangat cepat dengan daur hidup relatif pendek.

(53)

4

sejati. Alat reproduksi terdiri atas satu sel dan zigot yang merupakan hasil pembuahan sel betina oleh sel jantan hanya akan tumbuh sesudah keluar dari alat kelamin betina.

[image:53.595.84.497.272.706.2]

Pelczar dan Chan (1986) mengklasifikasikan ganggang berdasarkan ciri-ciri berikut : (1) Susunan kimia pigmen, (2) Susunan kimia dari produk makanan cadangan, (3) Jumlah dan morfologi flagella, (4) Sifat kimia dan fisik dari dinding sel, (6) Organisasi sel, (7) Rangkaian perubahan hidup dan reproduksi. Ciri-ciri penting kelompok ganggang diperlihatkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Ciri-ciri Penting Kelompok Taksonomi Ganggang. Divisi (nama umum) Bahan cadangan Flagela dan struktur sel Chlorophycophyta

(ganggang hijau)

Pati, minyak Kebanyakan nonmotil (kecuali satu ordo) tetapi beberapa sel reproduktif dapat berflagela.

Rhodophycophyta (ganggang merah)

Pati, floridean (seperti glikogen)

Nonmotil; memiliki agar dan karegen dalam dinding sel.

Phaeophycophyta (ganggang coklat)

Flagela: 1, 2 sama atau tidak sama panjang; permukaannya tertutup sisik yang khas.

Bacillariophycophyta (diatom)

Flagela: 2 lateral, tak sama panjang; dinding sel mengandung asam lignat. Euglenophycophyta (euglenoid) Karbohidrat seperti pati; minyak

Flagela: 1, 2, atau 3, sama panjang, apikal; memiliki kerongkongan; tidak memiliki dinding sel tetapi memiliki pelikel elastik.

Cryptophycophyta (kriptomonad)

Pati Flagela: 2 tak sama panjang, lateral; pada beberapa spesies memiliki kerongkongan; tidak memiliki dinding sel.

Phyrrophycophyta (dinoflagelata, fitodinad)

Pati, minyak Flagela: 2, lateral: 1 digunakan untuk menyeret dan 1 lagi digunakan untuk melilitkan tubuhnya pada waktu bergerak.

Xantophycophyta (ganggang hijau-kuning)

Karbohidrat; pati, minyak

Flagela 2 tak sama panjang, Posisi flagela apikal

Sumber: Pelczar dan Chan (1986)

(54)

2.2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Ganggang Mikro Suriawiria (2005) mengemukakan bahwa pertumbuhan dan penambahan jumlah ganggang pada kurun waktu tertentu dapat digambarkan dalam bentuk kurva pertumbuhan. Kurva pertumbuhan merupakan gambaran dari pertumbuhan secara bertahap sejak awal hingga akhir pertumbuhan. Kurva ini umumnya terbagi ke dalam beberapa fase yaitu fase lag, fase eksponensial atau logaritmik, fase stationer dan fase kematian.

Berbagai faktor lingkungan seperti cahaya, suhu, zat hara (nitrat dan fosfat), salinitas serta pH sangat mempengaruhi pertumbuhan ganggang mikro. McKinney (2004) menyatakan bahwa ganggang menggunakan cahaya sebagai sumber energi untuk sintesis sel protoplasma. Ganggang membutuhkan cahaya untuk mengubah karbondioksida menjadi glukosa (Dring, 1974). Pigmen fotosintesis yang ada pada ganggang akan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia lewat transfer elektron. Reynolds (1990) juga menambahkan bahwa cahaya dengan intensitas yang rendah merupakan faktor pembatas untuk melakukan kegiatan fotosintesis, karena laju dari fotosintesis ditentukan oleh laju suplai energi cahaya. Laju difusi CO2 ke dalam sel juga dapat mengontrol laju fotosintesis secara keseluruhan. Aslan (1998) menyatakan bahwa kebutuhan cahaya pada ganggang merah agak rendah dibanding ganggang coklat. Gracilaria verrucosa misalnya, berkembang baik pada intensitas cahaya 400 lux, sedangkan Ectocarpus tumbuh cepat pada intensitas cahaya antara 6500-7500 lux.

(55)

6

Faktor lingkungan ketiga yang mempengaruhi pertumbuhan ganggang mikro adalah suhu. Munasinghe dan Khanal (2010) menyatakan bahwa efek suhu penting karena 2 alasan. Pertama, karena suhu mempengaruhi pertumbuhan mikrob dari ganggang tersebut. Kedua, suhu mempengaruhi kelarutan substrat gas (udara) dalam air. Selain itu, menurut Darley (1982), suhu optimum untuk pertumbuhan fitoplankton air laut dan air tawar yaitu 18-25 °C. Menurut Aslan (1998) perkembangan stadia reproduksi beberapa jenis ganggang tergantung pada kondisi suhu dan intensitas cahaya atau kombinasi kedua parameter tersebut. Perkembangan tetraspora polysiphonia misalnya, berlangsung baik pada suhu yang rendah dan intensitas cahaya tinggi.

Becker (1994) menyatakan bahwa pH merupakan indikator kelarutan karbondioksida dan mineral dalam medium, serta mempengaruhi metabolisme ganggang secara langsung maupun tidak langsung. Ganggang umumnya hidup dengan baik pada pH netral (pH 7). Colman dan Gehl (1983) menyatakan bahwa aktivitas fotosintesis akan turun menjadi 33% ketika pH turun pada 5.0. Menurut Wardoyo (1982), perairan yang berkondisi asam dengan pH kurang dari 6.0 menyebabkan pertumbuhan ganggang menjadi tidak baik. Nilai pH lebih rendah dari 4.0 merupakan perairan yang sangat masam dan dapat menyebabkan kematian organisme air, sedangkan pH lebih dari 9.5 merupakan perairan yang sangat basa dan dapat mengurangi produktivitas organisme air termasuk ganggang.

Soerawidjaja (2005) menyatakan bahwa berbagai jenis ganggang seperti

Griffthsia, Ulva, Enteromorpa, Gracilaria, Euchema dan Kappaphycus

(56)

2.3. Komponen Biomassa dan Kegunaan Ganggang Mikro

Menurut Sheehan et al. (1998), terdapat 3 komponen zat utama yang terkandung dalam ganggang mikro, yaitu karbohidrat, protein, dan triasilgliserol. Karbohidrat dapat difermentasikan menjadi alkohol, protein dapat diolah menjadi produk makanan dan kecantikan, dan triasilgliserol dapat diubah menjadi asam lemak. Kombinasi dari pemanfaatan 3 komponen tersebut dapat menghasilkan pakan. Menurut Espinoza et al. (2002), biomassa dalam budidaya ganggang mikro dapat diestimasi dari jumlah klorofil yang dihasilkan.

Pertumbuhan ganggang mikro dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu salinitas, pH, hara, suhu, sumber karbon dan cahaya. Faktor-faktor tersebut dapat menyebabkan ganggang mikro menghasilkan lemak, karbohidrat dan protein yang berbeda (Dring, 1974). Pelczar dan Chan (1986) menyatakan bahwa ganggang mikro dapat digunakan sebagai pupuk dan dapat digunakan sebagai sumber vitamin A dan D bagi organisme laut, misalnya ikan.

Ganggang mikro jenis Spirulina platensis telah diproduksi dalam skala besar dalam bentuk pil dan serbuk untuk makanan kesehatan. Kandungan protein Spirulina platensis mencapai 70% dari bobot kering sel, namun kandungan asam nukleatnya rendah (<5%) dan aman sebagai pangan dan pakan (Ciferri 1983). Berbeda dengan ganggang mikro, kadar protein pada ganggang makro lebih rendah. Rachmaniar (1994) menganalisis kadar protein yang terdapat pada ganggang makro dan mendapatkan nilai antara 2,8 - 6,08%, sedangkan kandungan karbohidrat antara 25-40% dan memiliki kandungan serat tinggi yaitu 2-13 %. Komposisi kimia dalam ganggang mikro dan makro memiliki kadar berbeda-beda tergantung faktor lingkungan dan jenis ganggang tersebut.

(57)

8

(58)

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB dan Indonesian Center for Biodiversity and Biotecnology (ICBB), Nagrak, Situgede, Kabupaten Bogor. Penelitian ini dilaksanakan sejak April sampai dengan Oktober 2010.

3.2. Bahan dan Alat

[image:58.595.99.519.394.692.2]

Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah isolat ganggang terpilih dari koleksi ICBB dan beberapa jenis bahan kimia untuk digunakan sebagai media biakan. Media biakan ganggang mikro yang digunakan adalah media standar BG11 dan media M4 (Tabel 2). Media BG11 digunakan dalam peremajaan serta tahap isolasi awal, kemudian digunakan Media M4 dalam kultivasi isolat ganggang mikro pada skala laborato