PEMBUATAN MEDIA PERTUMBUHAN MIKROALGA PEMBUATAN MEDIA PERTUMBUHAN MIKROALGA
Oleh : Oleh : Nama
Nama : : Dian Dian FaridahFaridah NIM NIM : : B1J014117B1J014117 Rombongan Rombongan : : IVIV Kelompok Kelompok : : 44 Asisten
Asisten : : Siti Siti RopikohRopikoh
LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI LAPORAN PRAKTIKUM FIKOLOGI
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI FAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO PURWOKERTO 2017 2017
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia memiliki potensi kelautan yang luar biasa, ditunjukkan dengan garis pantai yang terpanjang di dunia (81.000 km). Indonesia juga disebut mega biodiversity karena keanekaragaman hayatinya yang sangat besar dibandingkan negara lain. Salah satu keanekaragaman hayati laut Indonesia adalah mikroalga. Mikroalga merupakan kelompok tumbuhan berukuran renik, baik sel tunggal maupun koloni yang hidup di seluruh wilayah perairan air tawar, dan laut, diameternya antara 3-30 nanometer. Mikroalga lazim disebut fitoplankton, di dun ia mikroba mikroalga termasuk eukariotik, umumnya bersifat fotosintetik, dengan pigmen fotosintetik hijau, coklat, dan merah. Mikroalga saat ini menjadi salah satu alternative sumber energi baru yang sangat potensial (Isnansetyo & Kurniastuty, 1995).
Kultur mikroalga pada sistem semi terbuka dengan skala semi massal memerlukan perhatian yang cukup serius, terutama dalam penyediaan unsur hara (pupuk) di dalam
media hidupnya. Unsur hara/nutrien dalam media kultur ini sangat penting untuk menjaga kuantitas, kualitas dan kestabilan produksi sel mikroalga. Produktivitas sel S. platensis dipengaruhi oleh delapan komponen besar faktor media, antara lain adalah intensitas cahaya, temperature, ukuran inokulasi, muatan padatan terlarut, salinitas, ketersediaan makro dan mikronutrien (C, N, P, K, S, Mg, Na, Cl, Ca, dan Fe, Zn, Cu, Ni, Co, dan W) (Andersen, 2005). Kedelapan faktor utama tersebut salah satunya dipengaruhi oleh ketersediaan unsur hara makro dan mikro. Selain faktor pupuk, kultur mikroalga juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Seperti yang dilaporkan oleh Andersen (2005), bahwa faktor lingkungan tersebut adalah, komposisi media dan temperatur (16 – 38 oC) (Chisti, 2007).
Faktor nutrien adalah salah satu faktor penting yang perlu diperhatikan dalam pertumbuhan mikroalga. Nutrien yang dibutuhkan oleh mikroalga terdiri dari makronutrien dan mikronutrien. Makronutrien yang dibutuhkan antara lain C, H, N, P, K, S, Mg, dan Ca, sedangkan mikronutrien yang dibutuhkan antara lain adalah Fe, Cu, Mn, Zn, Co, Mo, Bo, Vn, dan Si. Penambahan nutrisi pertumbuhan ke dalam media kultur mikroalga dinilai merupakan aspek yang paling berpengaruh terhadap kuantitas biomassa hasil kultivasi mikroalga (Kawaroe et al., 201 0).
Tujuan dari praktikum pembutan media pertumbuhan mikroalga adalah untuk mengetahiu tahap pembuatan beberapa media kultur untuk pertumbuhan mikroalga di laboratorium.
C. Tinjauan Pustaka
Mikroalga merupakan kelompok tumbuhan berukuran renik yang termasuk dalam kelas alga, diameternya antara 3-30 μm, baik sel tunggal, maupun koloni yang hidup di seluruh wilayah perairan tawar maupun laut, yang lazim disebut fitoplankton. Di dunia mikrobia, mikroalga termasuk eukariotik, umumnya bersifat fotosintetik dengan pigmen fotosintetik hijau (klorofil), coklat (fikosantin), biru kehijauan (fikobilin), dan merah (fikoeritrin). Morfologi mikroalga berbentuk uniseluler atau multiseluler tetapi belum ada pembagian tugas yang jelas pada sel-sel komponennya. Hal itulah yang membedakan mikroalga dari tumbuhan tingkat tinggi (Erlina & Hastuti, 1986). Menurut Arlyza (2005), parameter pertumbuhan fitoplankton mencakup pH, Salinitas, suhu, cahaya, karbondioksida, nutrient, dan aerasi.
Kultur fitoplankton secara umum dapat dilakukan pada skala laboratorium, skala semi massal, dan skala massal. Unit-unit pembenihan ikan maupun udang biasanya hanya melakukan kultur skala semi massal dan skala massal. Namun demikian keberhasilan dari kultur semi massal dan massal tentunya tidak terlepas dari bibit yang dipergunakan (inokulum). Kultur fitoplankton dalam skala laboratorium banyak mengoleksi plankton dari berbagai jenis atau strain yang tidak terkontaminasi (murni) sehingga dapat digunakan sebagai bibit yang baik. Usaha pembenihan skala industri, kultur fitoplankton skala laboratorium untuk penyediaan bibit dalam memenuhui kebutuhan pakan alami sebagai pakan awal sudah mulai dilakukan (Suriadnyani, 2004).
Mikroalga yang melimpah dapat membuat pertambahan kelimpahan ikan juga. Adanya mikroalga juga dapat meminimalisir jumlah biaya produksi dalam budidaya ikan karena pakan yang digunakan merupakan pakan yang berharga murah, dan memiliki tingkat kandungan protein yang tinggi, sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan yang lebih tinggi pada budidaya perikanan. Alga jenis Spirullina
merupakan salah satu phytoplankton yang memiliki kandungan protein tinggi yang dapat digunakan sebagai pakan ikan maupun udang. Tingginya kandungan protein yang terdapat pada Spirullina sp. dapat meningkatkan kualitas ikan maupun udang yang mengkonsumsinya. Spirulina mengandung senyawa perangsang pertumbuhan yang diperkirakan berguna dalam mempetahankan kesehatan dan mencegah penyakit (Dewi, 2007).
Pertumbuhan mikroalga biasanya diukur dari kepadatan selnya pada setiap volume kulturnya (sel/ml). Menggunakan pengukuran kepadatan sel pada selang waktu yang tetap, maka kurva pertumbuhan mikroalga dapat dibuat. Tingkatan pertumbuhan yang terdapat pada kurva pertumbuhan ini adalah fase adaptasi, fase eksponensial, fase stasioner, dan fase kematian. Perkembangbiakan mikroalgae terjadi secara aseksual, dapat tumbuh dalam berbagai media yang mengandung cukup unsur hara, seperti N, P, K dan unsur mikro lainnya dan tumbuh baik pada temperatur optimal 25°C. Unsur nutrien yang diperlukan alga dalam jumlah besar adalah karbon, nitrogen, fosfor, sulfur, natrium, magnesium, dan kalsium, sedangkan unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah relatif sedikit adalah besi, tembaga(Cu), mangan (Mn), seng (Zn), silicon (Si), boron (B), molibdenum (Mo), vanadium (V) dan kobalt (Co) (Amini, 2008).
II. MATERI DAN METODE
A. Materi
Alat yang digunakan pada acara pembuatan media pertumbuhan mikroalga yaitu botol, gelas beaker, dan pengaduk.
Bahan yang digunakan adalah media Conway, media Zarrouk, dan media Miquel-Allen.
B. Medode Pembuatan Media Conway
1. Alat dan bahan disiapkan
2. 500 ml aquades dituangkan ke dalam beaker glass 3. Zat hara makro dan mikro dimasukkan satu per satu 4. Larutan dihomogenkan
5. Ditambahkan treat elemen dalam aquades hingga volume 50 ml Pembuatan Media Miquell-allen
1. Alat dan bahan disiapkan
2. 500 ml aquades steril dituang ke beaker glass 3. Dimasukkan solution A
4. Dihomogenkan dan dimasukkan solution B, kemudian dihomogenkan Pembuatan Media Zarrouk
1. Alat dan bahan disiapkan
2. 500 ml aquades steril dituang ke beaker glass. 3. Zat hara makro dan mikro dimasukkan
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Gambar 3.1 Media Conway Gambar 3.2 Media Miquel-allen
B. Pembahasan
Berdasarkan hasil yang didapatkan media pertumbuhan mikro alga yang telah dilakukan di dalam laboratorium adalah media zarrouk, media muquel-allen, dan media Conway memiliki ciri warna yang berbeda. Media Conway memiliki warna biru, zarrouk coklat dan muquel-allen berwarna keruh air. Menurut Andersen (2005), media pertumbuhan mikroalga memiliki komposisi dan penyusun yang berbeda sehingga memiliki fungsi dan kegunaan yang berbeda untuk mendapatkan biomassa dari setiap karakter mikroalga yang akan dikultur dalam skala laboratorium.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroalga, di antaranya faktor abiotik (cahaya matahari, temperatur, nutrisi, O2, CO2, pH, salinitas), faktor biotik
(bakteri, jamur, virus, dan kompetisi dengan mikroalga lain), serta faktor teknik (cara pemanenan). Mikroalga dapat tumbuh dengan sangat cepat pada kondisi iklim
yang tepat. Umumnya, mikroalga menduplikasikan diri dalam jangka waktu 24 jam atau bahkan 3,5 jam selama fase pertumbuhan eksponensial (Handayani & Ariyanti, 2012).
Media pertumbuhan merupakan bahan-bahan yang berguna sebagai makanan bagi mikro alga untuk tubuh, mengandung bahan-bahan yang digunakan untuk metabolisme dari Mikroalga. Media pertumbuhan yang digunakan dalam praktikum adalah Miquel-Allen, Conway, Zarrouk. Menurut Chalid (2009), komposisi media kultur terdiri dari: 1. Media Miquel-Allen
No Zat hara Jumlah (gram)
1 Solution A KNO3 Akuades steril 20,20 1000 ml 2 Solution B Na2HPO2 12H2O FeCl3 CaCl2 6H2O HCl Akuades steril 4 2 4 2 ml 80 l 2. Media Zarrouk
No Zat hara Jumlah (gram)
1 NaHCO3 K 2HPO4 lNa NO3 MgSO4 K 2SO4 NaCl CaCl2 8,4 g 0.25 g 1.25 g 0.1 g 0.5 g 0.5 g 20 mg
FeSO4 5 mg 2 EDTA Akuades steril 80 mg 1000 3. Media Conway
No Zat hara Jumlah (gram)
1 Makro NaNO3 NaH2PO4. 2 H2O FeCl3 .6 H2O H3BO3 MnCl2. 4 H2O EDTA Akuades 200 40 2,6 67,2 0,72 90 1000 ml 2 Treat elemen ZnCl2 CoCL2.5 H2O (NH4)6.Mo7O24. 4 H2O CuSO4. 5 H2O Akuades 2,1 2 0,9 2 100 ml
Media alga yang digunakan untuk pertumbuhan media spesifik yaitu media Conway, ketika komposisi C, H, N, dan O dalam substrat yang diketahui, stoichiometric dapat digunakan untuk estimasi komposisi gas ke dalam presentase molar. Komposisi kimia dan konsentrasi Media Conway untuk media pertumbuhan mikroalga menurut Ramaraj et al., (2014):
Zat Hara Jumlah
KNO3 NaEDT H3BO3 MnCl2.4H2O ZnCl2 CoCl2.6H2O (NH4) 6MoO7.4H2O CuSO4.H2O Vitamin B1 Vitamin B12 NaSiO3 Na2H2PO4.2H2O FeCl3.6H2O 116 gr 54 gr 33,6 gr 0,36 gr 2,1 gr 2 gr 0,9 gr 2 gr 200 mg 100 mg 20 g 20 g 1,3 g
Media yang digunakan untuk pertumbuhan mikroalga pada kultur skala laboratorium antara lain Conway, Miquel-Allen, dan Zarrouk. Media-media tersebut
mengandung unsur-unsur hara untuk pertumbuhan. Pertumbuhan sangat berkaitan dengan ketersediaan hara makro dan mikro. Namun, dalam praktikum media yang digunakan adalah media Zarrouk. Pembuatan media Zarrouk adalah sebanyak 8,4 g NaHCO3, 0.25 g K 2HPO4, 1.25 g NaNO3, 0.1 g MgSO4, 0.5 g K 2SO4, 0.5 g NaCl, 20
mg CaCl2, 5 mg FeSO4 dan 80 mg EDTA ditambahkan satu persatu ke dalam beker
glass berisi 500 ml air steril. Kemudian dilarutkan dengan menggunakan magnetik hot stirer. Setelah terbentuk larutan homogen, kemudian ditambahkan air steril hingga volume 1000 ml. Fungsi masing-masing zat hara yang terkandung dalam media Zarrouk adalah NaHCO3 berfungsi untuk mempercepat fotosintesis, K 2HPO4 berfungsi untuk
menstabilkan pH (sebagai buffer), NaNO3 berfungsi untuk proses sintesis protein,
MgSO4 berfungsi untuk pembentukan klorofil, atau sebagai katalisa, K 2SO4 berfungsi
sebagai katalisator yang mengaktifkan enzim dalam proses fotosintesis, dan respirasi, NaCl berfungsi untuk memacu pemecahan oksidasi, dan mengendalikan fotosintesis,
CaCl2 berfungsi untuk mengaktifkan osmosis sel, dan mencegah kehilangan air yang
tidak seimbang, atau menghasilkan karbohidrat, FeSO4 berfungsi untuk pembentukan
klorofil (Andersen, 2005). Media ini terbuat dari larutan zat hara makro dan larutan treat elemen. Media Miquel Allen dapat menghasilkan mikroalga dengan kandungan karbohidrat dan lemak tertinggi. Kekurangan media Miquel Allen yaitu tidak begitu efisien untuk mendukung pertumbuhan beberapa jenis mikroalga seperti Navicula spp. Sedangkan kelebihan media ini dapat menumbuhkan beberapa mikroalga dalam waktu yang lebih cepat dibandingkan media lainnya. Komposisi media Miquel Allen dapat terdiri dari KNO3, Na2HPO4.12H2O, FeCl, CaCl2.6H2O dan HCl (Makatipu, 1996).
Kelebihan dan kekurangan dari media pupuk Zarrouk dibandingkan pupuk Conway dan pupuk Miquel-Allen yaitu bahwa volume pemakaianya lebih banyak yaitu berisi 500 ml air steril hingga 1000ml. Sedangkan Conway hanya 1 ml untuk 1 liter akuades steril dan Miquel-Allen hanya 2 ml solusion A dan 1ml Solution B dalam 1 liter akuades steril. Media Zarrouk lebih murah dan sudah jelas diketahui nutrisinya (Chalid, 2009). Zarrouk merupakan media-media yang biasa digunakan dalam kultur massal sel mikroalgae. kultur mikroalga digunakan untuk mengetahui jumlah peningkatan produksi dan kandungan nutrisinya, serta untuk mendapatkan komposisi jenis media kultur yang terbaik dari ketiga media tersebut. Allen-Miquel yaitu adanya makro dan mikro nutrien (Chilmawati & Suminto, 2010). Selain hal tersebut, alasan menggunakan jenis media tersebut karena jenis media tersebut biasa digunakan untuk kultivasi
mikroalga dan diketahui menghasilkan biomassa sel yang tinggi.
Medium Conway tergolong medium yang sederhana karena komposisinya tidak kompleks. Medium ini dipakai untuk menumbuhkan berbagai strain diatom. Unsur N, P,
dan S adalah komponen penting untuk pembentukan protein. P penting dalam transfer energi dan biosintesis asam nukleat (Armanda, 2013). K berfungsi dalam metabolisme karbohidrat sementara Na berperan dalam pembentukan klorofil. Si merupakan bahan utama pembentuk dinding sel diatom, sehingga Si menjadi kebutuhan vital diatom. Dinding sel yang bersilikat ini merupakan bentuk adaptasi diatom sebagai mikroalga yang bisa melekat di substrat (bentonik) selain sifatnya yang planktonik (Prihantini et al., 2007).
Unsur-unsur hara yang dibutuhkan dalam kultur mikroalga terdiri atas makro elemen yang terdiri dari C, H, O, S, P, Ca, K, N. Hara makro adalah hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak. Mikro elemen terdiri atas Fe, Zn, Mn, Cu, Mg, Mo, Co, B. Mikro elemen diperlukan dengan konsentrasi yang kecil atau sedikit. Unsur N, P, dan S penting untuk pembentukan protein. Unsur K berfungsi dalam metabolisme karbohidrat. Fe dan Na berperan dalam pembentukan khlorofil. Unsur Si, dan Ca merupakan bahan untuk pembentukan dinding sel. Vitamin (B12) untuk memacu pertumbuhan dengan merangsang proses fotosintesis (Bougis, 1997). Fosfor dan kalsium berperan dalam pembelahan sel, sehingga semakin cepat pembelahan sel terjadi semakin cepat pertumbuhan dan kepadatan sel. Magnesium berfungsi dalam pembentukkan minyak, sehingga mikroalga dapat menghasilkan minyak yang saat ini masih dikembangkan dalam upaya mencari bahan bakar pengganti bahan bakar fosil (Chalid, 2009).
Kalium merupakan salah satu dari beberapa unsur utama yang diperlukan organisme fotosintesis dan sangat mempengaruhi tingkat produksinya. Kalium sangat penting dalam setiap proses metabolisme dalam sel organisme tersebut, yaitu sebagai katalisator dalam sintesa protein (dari asam amino, dan ion-ion amonium), selain itu kalium sangat berperan dalam proses fotosintesis, sebab bila dikonversikan menjadi senyawa organik. Alga akan memperoleh CO2 dari berbagai sumber antara lain: (a)
absorbsi dari udara, (b) respirasi aerobik, dan anaerobik dari organisme heterotropik, dan (c) alkalinitas bikarbonat. Peranan CO2 dalam proses fotosintesis adalah sebagai
berikut :
6CO2 + 6H2O cahaya C6H12O6 + 6O2 +Energi.
Klorofil
Selain nutrien makro, mikro, dan tris metal didalam pembuatan media kultur masih diperlukan penambahan vitamin untuk mengoptimalkan pertumbuhannya. Sebagian jenis mikroalga mempunyai sifat auxothropic dimana mereka tidak dapat mensintesa semua vitamin yang terlarut secara berlebihan dan cukup yang disediakan dari lingkungannya. Namun, sebagian besar dari jenis mikroalga (70%) mampu mensintesa
vitamin dengan baik untuk mendukung produksi maksimal biomassanya. Vitamin yang biasa digunakan dalam media kultur mikroalga, dan mampu disintesa sebagian besar mikroalgae adalah vitamin B1 (Thiamin- HCl), Vitamin B6 (Biotin), Vitamin B12 (Cobaltamin) (Bougis, 1997).
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa tahapan pembuatan media pertumbuhan mikroalga dapat dilakukan dengan sterilisasi bahan dan alat, kemudian tahap pembuatan media Zarrouk, media Conway, dan media Miquel-Allen sesuai dengan komposisi dan takarn nutrisi masing-masing media.
B. Saran
Saran untuk praktikum kali ini adalah untuk upload pembahasan tolong jangan terlalu lama, karena laporan bukan hanya fikologi.
DAFTAR REFERENSI
Amini, S. 2008. Pertumbuhan Mikroalgae (Nitzchia closterium) dengan Perlakuan Pupuk . Jakarta: Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan
Perikanan.
Andersen, R. A. 2005. Algal Culturing Techniques. United Kingdom: Elsevier Academic Press.
Arlyza, I. S. 2005. Isolasi Pigmen Biru dari Mikroalga Spirulina platensis. Oseanologi dan Limnologi di Indonesia, (38): 79-92.
Armanda, T. A. 2013. Pertumbuhan Kultur Mikroalga Diatom Skeletonema costatum (Greville) Cleve Isolat Jepara Pada Medium F/2 Dan Medium Conway. Bioma 2(1): 49-53.
Bougis, P. 1979. Marine Plankton Ecology. New York: Elsevier Publishing Company. Chalid, S. Y., Sri, A. & Dwi, L. S. 2009. Kultivasi Chlorella, sp Pada Media Tumbuh Yang Diperkaya Dengan Pupuk Anorganik Dan Soil Extrac. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Chilmawati, D. & Suminto. 2010. Penggunaan Media Kultur yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan Chlorella sp. Jurnal Saintek Perikanan 6(1): 71 – 78.
Chisti, Y. 2007. Biodiesel From Microalgae. Biotechnology Advances 25(3):294-306. Dewi, B. P. 2007. Teknik Kultur Spirulina sp. Skala Laboratorium di Balai Budidaya
Air Payau Situbondo Jawa Timur. Akuakultur, 4(2): 1-6.
Handayani, N. A. dan D. Ariyanti. 2012. Potensi mikroalga sebagai sumber biomassa dan pengembangan produk turunannya. Jurnal Teknik , 33 (2): 58-63.
Erlina, A. & Hastuti. 1986. Kultur Plankton. Jakarta: Ditjenkan-IDRC.
Isnanstyo, A. & Kurniastuti. 1995. Teknik Kultiur Phytoplankton Dan Zooplankton. Jogjakarta: Kansius.
Kawaroe, M., Partono, T., Sunudin, A., Wulan, D. S., & Augustine, D. 2010. Mikroalga : Potensi Dan Pemanfaatannya Untuk Produksi Bio Bahan Bakar .
Bogor: IPB Press.
Makatipu, P.C., Dwiono, S.A.P., Pradina. 1996. Pola Pertumbuhan Navicula spp. pada Media yang Berbeda. Perairan Maluku dan Sekitarnya. Vol 11.
Prihantini, N. B., Berta, P. & Ratna, Y. 2007. Pertumbuhan Chlorella sp. dalam Medium Ekstrak Tauge (Met) dengan Variasi pH Awal. Departemen Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Indonesia.
Ramaraj, R., Natthawud, D., Niwooti, W. & Yuwalee, U. 2015. Microalgae Biomass As An Alternative Substrate In Biogas Production. International Journal Of Sustainable And Green Energy, 4(1): 13-19.
Suminto. 2009. Penggunaan Jenis Media Kultur Teknis Terhadap Produksi Dan Kandungan Nutrisi Sel Spirulina platensis. Jurnal Saintek Perikanan 4 (2): 53 – 61.
Suriadnyani, N. N. 2004. Teknik Kultur Fitoplakton Secara Tradisional. Buletin Teknik Litkayasa Akuakultur , 3(2): 21-25.
