EKSPORASI POTENSI MIKROALGA LAUT SEBAGAI

STUDI EKSPORASI POTENSI MIKROALGA LAUT

SEBAGAI SUMBER ENERGI TERBARUKAN

Heru Suryanto*, Sukarni*, Uun Yanuhar**

*Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Malang

Jl. Surabaya 6 Malang, telp 0341 7633621

**Jurusan MSP Fak. Perikanan dan Ilmu Kelautan Univer sitas Brawijaya E-mail :suryantoheru@yahoo.com1

ABSTRAK

Indonesia sebagai negara kepulauan memiliki biodiversitas perairan yang melimpah yang potensial untuk di kembangkan sebagai sumber energi terbarukan dari sumber kelautan. Adanya fenomena pemanasan global (global warming) dan sumber energi dari minyak dan gas bumi mulai menipis sehingga Kebijakan Energi Nasional menggali sumber energi alternatif, energi terbarukan termasuk energi Kelautan yang berba sis mikroalga. Keterbatasan sumberdaya minyak di Indonesia mengharuskan untuk menggali potensi energi terbarukan. Besarnya potensi perairan di Indonesia baik tawar apalagi laut dan kondisi iklim tropis dengan cahaya mataharinya sangat sesuai untuk kehidupan mikroalga. Potensi perairan yang sangat luas di Indonesia sangat mendukung untuk pengembangan biofuel dari mikroalga.Walaupun sejumlah jenis mikroalga telah dikembangkan untuk bahan baku kosmetik dan kebutuhan farmasi, namun aplikasinya untuk dikembangka n sebagai biofuel masih jarang dilakukan seperti mikroalga laut Nanocloropsis oculata yang merupakan mikroalga laut yang potensinya tersebar luas diseluruh wilayah pesisir dan lautan kepulauan Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi ba han laut yakni mikroalga laut jenis Nanocloropsis oculata sebagai sumber bahan biodiesel yang belum dikembangkan secara optimal. Penelitian ini dilakukan dengan metode eksplorasi untuk mengetahui kandungan minyak yang dperoleh dari ekstraksi mikro alga laut. Mikro alga diperoleh dari kultur mikro alga dengan pemupukan NPK. Lama kultur selama 8 hari. Setelah itu alga dipanen dan dikeringkan untuk selanjutnya dilakukan ekstraksi untuk mengambil minyak alga. Ekstraksi dilakukan dengan metode Soxhlet dengan pelarut n-hexana. Hasil penelitian menunjukkan bahwa melalui teknik kultur terbuka dalam bak kultur dalam 1 ton kultur dihasilkan 15 liter alga pekat. Dengan melalui penyaringan dan pengeringan dihasilkan alga kering seberat 125 gr kering alga. Setelah dilakukan proses ekstraksi dengan metode soxhlet, dari alga kering 125 gr telah berhasil dibuat ekstrak minyak dari mikroalga laut sebanyak 15 ml. Minyak ini merupakan bahan baku untuk pembuatan biodiesel. Minyak tersebut selanjutnya akan diesterifikasi/transesterifikasi untuk menghasilkan biodiesel.

Kata-kata kunci: mikroalga laut, energi terbarukan, biodiesel

Pendahuluan

Ditengah multi krisis yang sedang melanda dunia, salah sektor yang terpenting yakni terjadinya krisis bahan bakar. Berkurangnya cadangan minyak yang berpengaruh terhadap naiknya harga, maka seyogyanya seluruh komponen negeri harus memulai untuk mencari sumber-sumber alternatif yang potensial guna mengurangi kebutuhan konsumsi bahan bakar minyak (BBM) nasional sehingga diharapkan pada tahun 2010 konsumsi bahan bakar fosil diharapkan dapat dikurangi hingga mencapai 10% (Hambali dkk, 2007). Potensi Indonesia sebagai salah satu negara tropis dengan garis pantai terpanjang yaitu 81.000 km, memungkinkan untuk dikembangkannya industri pemanfaatan mikroalga yang hingga saat ini masih sedikit sekali disentuh.

Ketergantungan masyarakat terhadap BBM akan semakin tinggi, padahal BBM merupakan sumber

daya yang tak terbarukan. Diperkirakan, dengan teknologi yang ada sekarang, cadangan minyak dunia tidak akan bertahan lebih lama dari 50 tahun. Oleh karena itu maka harus ada upaya-upaya strategis untuk mengurangi ketergantungan pada minyak bumi. Hal ini sudah cukup mendesak mengingat cadangan minyak nasional hanya sampai 18 tahun lagi, sementara konsumsi dalam negeri terus meningkat. Diprediksikan pada tahun 2010, jumlah import BBM akan meningkat menjadi sekitar 60% - 70% dari kebutuhan BBM dalam negeri, fakta ini akan menjadikan Indonesia menjadi Pengimpor BBM terbesar di Asia.

satu sumber energi yang sangat potensial. Ganggang renik sebagai wacana energi alternatif yang sangat potensial pemanfaatannya, menjanjikan untuk mendukung keterikatan terhadap bahan bakar yang disisi lain masih tersubsidi oleh negara.

Besarnya potensi perairan di Indonesia baik tawar apalagi laut dan kondisi iklim tropis dengan cahaya mataharinya sangat sesuai untuk kehidupan mikroalga. Walaupun sejumlah jenis mikroalga telah dikembangkan untuk bahan baku kosmetik dan kebutuhan farmasi, namun aplikasinya untuk dikembangkan sebagai biofuel masih jarang dilakukan seperti mikroalga laut Nannocloropsis oculata yang merupakan mikroalga laut yang potensinya tersebar luas diseluruh wilayah pesisir dan lautan kepulauan Indonesia.

Nannochloropsis Merupakan sel berwarna kehijauan, tidak motil, dan tidak berflagel. Selnya berbentuk bola, berukuran kecil dengan diamater 4-6 µ m. Organisme ini merupakan divisi yang terpisah dari Nannochloris karena tidak adanya chlorophyl b. Merupakan pakan yang populer untuk rotifera, artemia, dan pada umumnya merupakan organisme filter feeder (penyaring).

N. oculata adalah alga bersel satu yang termasuk ke dalam kelas Eustigmatophyceae, yang biasa dikenal dengan marine chlorella dan umumnya dibudidayakan di pembenihan-pembenihan ikan sebagai pakan rotifera. N. oculata mempunyai peranan penting dalam suatu kegiatan pembenihan karena kandungan nutrisinya yang tinggi dan memiliki kemampuan memproduksi bahan-bahan yang sangat penting seperti pigmen (zeaxanthin dan astaxanthin) dan Poly Unsaturated Fatti Acid (PUFA). Pembenihan membutuhkan N. oculata dengan kuantitas serta kualitas yang baik, dalam hal ini adalah kepadatan sel serta kandungan protein yang tinggi.

Nannochloropsis sp. merupakan jenis alga hijau bersel satu yang dapat dimanfaatkan untuk mengabsorbsi ion-ion logam. Kemampuan absorbsinya cukup tinggi karena di dalam alga Nannochloropsis sp terdapat gugus fungsi amina, amida, dan karboksilat yang dapat berikatan dengan ion logam (Putra, 2007). N. oculata selnya berwarna kehijau-hijauan bila dilihat dengan menggunakan mikroskop perbesaran 400x terlihat sel berbentuk bulat dan kecil.

Klasifikasi dari mikroalga ini adalah: Kingdom : Chromista Phylum : Ochrophyta Class : Eustigmatophyceae Order : Eustigmatales Family : Monodopsidaceae Genus : Nannochloropsis

Species : Nannochloropsis oculata

N. oculata merupakan spesies yang hidup di perairan dengan kelimpahan nutrisi tinggi pada daerah pesisir dan estuari. Beberapa spesies dari Nannochloropsis dapat diidentifikasikan dan di

sampaikan. Nannochloropsis termasuk kelas eustigmatophyceae biasanya digunakan untuk kegiatan budidaya pada hatchery yang bertujuan sebagai langkah awal untuk rantai makanan. Alga ini mempunyai komposisi unik yang berupa asam lemak yang kemudian dikonsumsi oleh rotifera yang kemudian rotifera dikonsumsi oleh larva ikan (Sen dkk, 2005).

Aktivitas dan pertumbuhan N. oculata dipengaruhi oleh berbagai faktor. Hudaidah (2008) mengatakan bahwa, faktor yang mempengaruhi keberhasilan budidaya Nannochloropsis sp adalah ketersediaan nutrien, dan faktor lingkungan seperti suhu dan cahaya. Faktor yang berpengaruh terhadap kegagalan budidaya Nannochloropsis sp adalah kontaminasi oleh protozoa, diatom dan zooplankton.

N. oculata bersifat kosmoplit yang dapat tumbuh dimana-mana, kecuali pada tempat yang sangat kritis bagi kehidupan. Alga ini tumbuh pada salinitas 0-35 ppt. Kisaran suhu 25-30 oC merupakan kisaran suhu yang optimal untuk pertumbuhan alga ini. Isnansetyo & Kurniastuty (1995) menjelaskan bahwa pada kisaran suhu 25OC-30OC, alga ini masih dapat tumbuh dengan baik. Ekawati (2005) menjelaskan bahwa suhu dibawah 16OC dapat menghambat pertumbuhan, sedangkan suhu 35OC adalah mematikan untuk beberapa spesies. Untuk intensitas cahaya maka kisaran normal kehidupan alga dalam rentang 500-1000 lux (Martusudarmo dan Wilani, 1990 dalam Arum, 2004).

Kisaran pH optimal untuk N. oculata relatif bervariasi. Jusadi (2003) menjelaskan bahwa fitoplankton dapat mentolerir pH air 7-9 dan untuk kisaran pH yang optimum bagi pertumbuhan 8,2-8,7. Sedangkan menurut (Effendi, 2003) sebagian besar biota akuatik menyukai nilai pH sekitar 7-8,5. Pada pH <4 sebagian besar tumbuhan air mati karena tidak dapat bertoleransi terhadap pH rendah. Namun, algae Chlamydomonas aciophilia masih dapat bertahan hidup pada pH yang sangat rendah, yaitu 1 dan algae Euglena masih dapat bertahan hidup pada pH 1,6.

Dalam penumbuhan N. oculata pada kultur murni ini adalah dengan cara penularan (pemecahan) dari N. oculata itu sendiri yang sudah dikultur sebelumnya. Dalam kultur massal yang digunakan adalah pupuk TSP dan UREA. Pupuk UREA merupakan persenyawaan kimia organik CO (NH2)2. Kadar nitrogennya 45-46%

merupakan pupuk yang higrokopis berbentuk kristal butiran putih dengan diameter + 1mm larut dalam air (Purwohadiyanto dkk, 2006).

Pemanfaatan diversifikasi bahan baku yang menjadi sumber biofuel merupakan hal yang mutlak dilakukan mengingat adanya kampanye negatif terhadap sumber-sumber yang ada yang umumnya merupakan komoditas pangan sehingga perlu dicari alternatif lain untuk guna pemanfaatan mikroalga khususnya adalah mikroalga laut. Untuk itu, penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi potensi mikroalga laut sebagai sumber energi terbarukan melalui ekstraksi kandungan minyak dari N.oculata. Diharapkan dengan mengetahui kondisi awal dari potensi mikro alga dapat dikembangkan lebih lanjut untuk menjadi biodiesel dengan mengembangkan teknik kultivasi mikroalga, ekstraksi minyaknya, transesterifikasi menjadi biodiesel.

Metodologi

Penelitian ini akan dilakukan di UM dan Laboratorium Ilmu-ilmu Perairan dan Bioteknologi Kelautan dan UB Kultur N.oculata

Bibit N. oculata murni diperoleh dari Balai Budidaya Air Payau (BBAP) Situbondo. Kultur N.oculata dilakukan dengan metode kultur terbuka dalam bak air laut. Air laut sebanyak ±1000 liter dalam bak-bak dimasukkan bibit N.oculata, kemudian diberi pupuk walne setiap hari 0.5 ml. Selanjutnya diberikan aerasi dan cahaya matahari untuk pertumbuhan. Setelah hari ke 8 pemanenan dilakukan dengan cara memberikan soda api untuk mengendapkan N.oculata semalam. Selanjutnya N.oculata yang mengendap diambil dengan saringan ukuran 45 mikro meter. Selanjutnya alga yang telah diambil dikeringkan dalam inkubator suhu 70ºC dan hasilnya disimpan untuk diekstraksi minyaknya.

Penentuan kadar minyak

Penentuan kadar minyak meggunakan metode ekstraksi soxhlet. Sampel ditimbang 3 g lalu dimasukkan ke thimble. Labu lemak yang telah bersih dimasukkan ke dalam oven, lalu ditambahkan batu didih dan ditimbang sebagai bobot kosong. Thimble dimasukkan ke dalam soklet, kemudian labu lemak dihubungkan dengan soklet dan ditambahkan pelarut heksan 150 ml melewati soklet. Labu lemak dan soklet dihubungkan dengan penangas dan diekstrak selama 6 jam. Setelah ekstraksi selesai, labu lemak dievaporasi untuk menghilangkan pelarut. Selanjutnya labu lemak dimasukkan ke dalam

oven 1 suhu 105oC selama 1 jam. Setelah dingin

ditimbang sebagai bobot akhir (bobot labu dan lemak). Kadar lemak = [(c-b)/a] x 100%

Keterangan: a = bobot contoh b = bobot labu lemak dan labu didih c = bobot labu lemak, batu didih dan lemak

Penentuan Bilangan Penyabunan

Sampel minyak alga ditimbang 5 gram dan dimasukkan ke dalam labu ekstraksi 100 mL. Secara perlahan-lahan ditambahkan 50 mL KOH 0,5 M (1,4025 g dalam metanol) dengan pipet. Labu ekstraksi dihubungkan

dengan pendingin tegak dan sampel dididihkan dengan hati-hati selama 2 jam. Ke dalam larutan ini ditambahkan 1 mL larutan indikator phenolphtalein kemudian dititer dengan HCl 0,5 M sampai perubahan warnanya hilang.

Hasil dan Pembahasan

Kultur N. oculata untuk produksi minyak algal sebagai sumber biodesel dilakukan pada kultur massal seperti Gambar 1. Pupuk yang digunakan untuk memperkaya N. oculata adalah Urea dan NPK, serta pupuk Walne. Melalui teknik kultur terbuka dalam bak kultur dalam 1 ton kultur dihasilkan 15 liter alga pekat. Dengan melalui penyaringan dan pengeringan dihasilkan alga kering seberat 125 gr kering alga

Gambar 1. Hasil kultur mikroalga laut N. oculta pada kondisi standart kultur alga

Hasil kultur N. oculata berdasarkan hasil ekstraksi dengan soxhlet menunjukkan hasil seperti Tabel 1.

Gambar 2. Minyak alga hasil ekstraksi dengan soxhlet dengan pelarut hexane

Berdasarkan eksplorasi awal terhadap pemanfaatan mikroalga laut isolat lokal pada perlakuan pupuk standart kultur mikroalga laut N. oculata ternyata memberikan kontribusi terhadap produksi minyak alga dari mikrolaga laut N. oculata. Lebih lanjut sedang dikerjakan optimalisasi penggunaan dosis pupuk untuk menembah potensi produksi minyak alga seperti yang sedang dilakukan dalam pen elitian saat ini. Dikatakan oleh Vasudevan dan Briggs (2008) bahwa potensi alga untuk produksi biodesel sangat menjanjikan, dikarenakan bahan biologis ini merupakan bahan yang sifatnya dapat diperbarui dan dapat pula dibiodegradasi, sehingga minyak alga menjadikan potensi yang bisa dikembangkan oleh siapa saja sebagai sumber energi terbarukan. Pada kondisi yang sesuai mikroalga dapat menghasilkan Triacylglycerols (TAGs) yang dapat memproduksi lemak hingga 60 % dari jumlah berat keringnya. Proses transesterifikasi dari TAGs menjadi bentuk methyl atau ester menghasilkan bahan bakar yang disebut sebagai biodesel. Berdasarkan beberapa literatur disebutkan bahwa mikroalga memberikan peluang yang menjajikan sebagai sumber minyak baru, dan menjadi cadangan sumber minyak dunia dan perusahaan perminyakan (Targore, 2007). Dipertegas oleh Hadiwidjoyo (2009) bahwa pengembangan minyak nabati sebagai sumber energi terbarukan yang menjajikan karena (1) bahan bakar nabatai dapat digunakan sebagai pengganti atau pencampur BBM sehingga dapat mengurangi ketergantungan terhadap minyak bumi; (2) potensi penyediaan bahan baku BBN yang cukup besar (lahan dan biodeversitas di Indonesia); (3) teknologi biofuel sudah dikuasai oleh potensi nasional terutama untuk first generation (sebagai pendorong pemnafaatan kemampuan nasional; (4) bahan bakar nabati terbarukan bersifat ramah lingkungan; (5) pengembangan bahan bakar nabati dapat menciptakan lapangan kerja dan (6) pengembangan bahan bakar nabtai berpotensi untuk mengurangi kemiskinan.

Kesimpulan

Berdasarkan penelitian eksplorasi awal terhadap pengembangan potensi mikroalga laut sebagai sumber energi terbarukan diperoleh bahwa potensi minyak alga yang dihasilkan melalui kultur standar mikroalga laut tanpa memperhatikan kondisi dan perlakuan dosis pupuk dihasilkan presentase minyak alga mikroalga laut N. oculata sebesar 12%.

Ucapan Terima Kasih

Terimakasih kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat melalui Program Hibah Penelitian Strategis Nasional Tahun Anggaran 2009 dengan tema penelitian Energi Terbarukan.

Daftar Pustaka

Chisty, Yusuf. 2007. Biodiesel from Micromikroalgae. Institute of technology and engineering, Massey University. Palmerston North. New Zeland Effendi, H.Telaah Kualitas Air bagi Pengelolaan

Sumber Daya dan Lingkungan. Perairan. 2003. Penerbit Kanisius. Yogyakarta

Ekawati, A, W. Budidaya Makan Alami. 2005. Fakultas Perikanan Universitas Brawijaya. Malang Hadiwidjoyo, S.. Membangun Ketahan Energi Nasional

Melalui Pengembangan Bahan Bakar Nabati. Direktur Pembinaan Usaha Hilir Migas. Disampaikan dalam Seminar nasional Agriculture Enginering Event Universitas Brawijaya Malang, 4 Mei 2009

Hambali, E., Mujdalifah,S., Tambunan, A.H. Pattiwiri, W dan Hendroko, Teknologi Bioenergi. 2007, Agromedia Pustaka. Jakarta

Hudaidah, Siti. Budidaya Nannochloropsis sp dalam Skala Laboratorium, Semi Massal, dan Massal. 2008. http://www.unila.ac.id. Diakses tanggal 2 mei 2008

Isnansetyo, A dan Kurniastuty, Teknik Kultur Phytoplankton dan Plankton. 1995 Penerbit kanisius. Yogyakarta

Jusadi, D., Budidaya Chlorella. 2003. Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta

Purwohadiyanto, dkk. Pemupukan dan Kesuburan Perairan Budidaya. 2006. Fakultas Perikanan Universitas Brawijaya. Malang

Rendy, Benarkah Bahan Bakar Bio tidak Ramah Lingkungan? 2006. http://priyadi.net /archifves /2006/11/15

Sen, dkk. Studies on Growth Marine Microalgae in Batch Cultures : II. Nannochloropsis oculata (Eustigmatophyta). 2005 Faculty of Aquaculture Firat University. Turkey

/uses/fuel/sources/mikroalgae/biodieselmikroalg ae. htm