iii

I Gusti Bagus Ananta Wijaya Putra. 1211205004. 2016. PengaruhPenambahan Feri Klorida (FeCl3) pada Media NPSi terhadap KonsentrasiBiomassa dan Kandungan Protein Mikroalga Chaetoceros calcitrans. Dibawah bimbingan Anak Agung Made Dewi Anggreni, S.TP, M.Si. dan Ir. IdaBagus Wayan Gunam, MP, Ph.D.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan feriklorida (FeCl3) pada media NPSi terhadap konsentrasi biomassa dan kandunganprotein mikroalga Chaetoceros calcitrans serta menentukan konsentrasi feri kloridaterbaik untuk produksi mikroalga Chaetoceros calcitrans dengan kandunganprotein tertinggi. Penelitian ini dirancang dengan rancangan acak kelompok satufaktor, dengan perlakuan 4 konsentrasi feri klorida yaitu 0 µM, 12 µM, 24 µM dan36 µM. Masing-masing perlakuan dikelompokkan menjadi 4 berdasarkan waktukultivasi. Data yang diperoleh dianalisis dengan analysis of variance, jika terdapatpengaruh nyata akan dilanjutkan dengan uji BNT. Hasil penelitian menunjukkanbahwa penambahan feri klorida berpengaruh sangat nyata terhadap konsentrasibiomassa dan kandungan protein. Konsentrasi biomassa dan kandungan proteintertinggi didapat pada perlakuan penambahan feri klorida dengan konsentrasi 36µM sebesar 4,1 x 107 sel/mL dan 25,41%.

Kata kunci : biomassa, Chaetoceros calcitrans, feri klorida, NPSi, protein.

iv

I Gusti Bagus Ananta Wijaya Putra. 1211205004. 2016. Influence of AdditionFerric Chloride (FeCl3) on NPSi Medium on Biomass Concentration andProtein Content of Mikrolagae Chaetoceros calcitrans. Under the guidance ofAnak Agung Made Dewi Anggreni, S.TP, M.Si. and Ir. Ida Bagus WayanGunam, MP, Ph.D.

ABSTRACT

This study aims were to know the effect of ferric chloride (FeCl3) onbiomass concentration and protein content of microalgae Chaetoceros calcitransand determine the best concentration of ferric chloride for production of microalgaeChaetoceros calcitrans with highest protein content. This study was designed withrandomized block design with single factor. The factor was different ferric chlorideconcentration consist of 4 concentration, i.e. 0 µM, 12 µM, 24 µM and 36 µM. Eachtreatment was grouped into 4 based on time of cultivation. The data obtained wereanalyzed by analyzed of variance followed by least significant difference test, if atreatment had significant effect. The result showed that addition of ferric chloridehad very significant effect on the biomass concentration and protein content. Thehighest biomass concentration and protein content was obtained from themicroalgae Chaetoceros calcitrans which was cultivated in 36 µM ferric chlorideamounted of 4.1 x 107 cell/mL and 25.41%.

Keywords: biomass, Chaetoceros calcitrans, Ferric Chloride, NPSi, protein.

v

RINGKASAN

Mikroalga adalah 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. Morfologi mikroalga berbentuk uniseluler. Salah satu mikroalga

potensial adalah Chaetoceros calcitrans. Biomasa Chaetoceros gracilis yang

dikultivasi di luar ruangan dengan media NPSi memiliki kandungan air sebesar

27%, abu sebesar 25%, lemak sebesar 12,1%, protein sebesar 20,27%, dan

karbohidrat sebesar 15,63%. (Ermayanti, 2011).

Pada media NPSi tidak mengandung feri klorida padahal Chaetoceros

calcitrans membutuhkan feri klorida sehingga perlu ditambahkan. Feri klorida

memiliki peranan penting dalam komposisi biokimia seluler karena memiliki

redoks dan implikasi dalam proses-proses penting seperti fotosintesis, respirasi,

fiksasi nitrogen dan sintesis DNA. Keterbatasan zat besi dapat menurunkan

kandungan protein (Vassiliev et al., 1995). Besi termasuk unsur yang esensial bagi

makhluk hidup. Pada tumbuhan termasuk algae, besi berperan sebagai penyusun

sitokrom dan klorofil. Selain itu, besi juga berperan dalam sistem enzim dan

transfer elektron pada proses fotosintesis (Effendi, 2003).

Tujuan dari penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan

feri klorida terhadap konsentrasi biomassa dan kandungan protein pada

Chaetoceros calcitrans dan menentukan konsentrasi feri klorida terbaik untuk

produksi mikroalga Chaetoceros calcitrans dengan kandungan protein tertinggi.

Penelitian ini dirancang dengan rancangan acak kelompok satu faktor, dengan

perlakuan 4 konsentrasi feri klorida yaitu 0 µM, 12 µM, 24 µM dan 36 µM. Masing-

vi

masing perlakuan dikelompokkan menjadi 4 berdasarkan waktu kultivasi. Data

yang diperoleh di analisis dengan Anova (Two-Factor Without Replication), jika

terdapat pengaruh nyata akan dilanjutkan dengan uji BNT.

Pelaksanaan penelitian ini diawali dengan sterilisasi peralatan, persiapan

media, pembuatan starter Chaetoceros calcitrans pada media NPSi dengan

konsentrasi feri klorida yang berbeda, produksi biomassa Chaetoceros calcitrans

pada konsentrasi feri klorida yang berbeda, analisis konsentrasi biomassa, dan

analisis kandungan protein. Waktu panen optimum ditentukan pada saat

pertumbuhan Chaetoceros calcitrans berada diakhir fase eksponensial. Pada

penelitian ini waktu panen optimum Chaetoceros calcitrans pada hari ke-6.

Penelitian dilanjutkan dengan produksi biomassa Chaetoceros calcitrans pada

konsentrasi feri klorida yang berbeda dengan volume yang lebih besar, yang akan

digunakan untuk analisis protein.

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa perlakuan penambahan

FeCl3 berpengaruh sangat nyata terhadap konsentrasi biomassa sel Chaetoceros

calcitrans. Konsentrasi biomassa tertinggi terdapat pada perlakuan dengan

penambahan FeCl3 sebanyak 36 µM dengan nilai 4,1 x 107 sel/mL. Konsentrasi

biomassa terendah terdapat pada perlakuan tanpa penambahan FeCl3 dengan nilai

2,3 x 107 sel/mL. Hal ini dikarenakan Fe berperan penting dalam regulasi

metabolisme sel sebagai unsur esensial pada mikroalga yang dapat meningkatkan

pertumbuhan sel, sehingga jika kekurangan konsentrasi Fe akan menekan

pertumbuhan sel yang mengakibatkan kepadatan sel menjadi lebih sedikit (Allen et

al., 2011). Berdasarkan hasil analisis kandungan protein yang dilakukan terhadap

biomassa Chaetoceros calcitrans yang dikultur pada konsentrasi feri klorida yang

berbeda menunjukkan bahwa kandungan protein F0, F1, F2 dan F3 berturut-turut

vii

yaitu, 18,44%, 20,22%, 22,86% dan 25,41%. Peningkatan kandungan protein dari

masing-masing perlakuan terjadi dikarenakan Fe bekerja sama dengan enzim nitrat

reduktase dalam mereduksi nitrat menjadi nitrit, kemudian nitrit menjadi amonium.

Amonium merupakan sumber nitrogen yang mampu diserap oleh mikroalga.

Nitrogen merupakan nutrien yang dibutuhkan paling banyak untuk pertumbuhan

mikroalga, yaitu sebagai unsur penting dalam pembentukan protein.

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah konsentrasi feri

klorida berpengaruh nyata terhadap konsentrasi biomassa dan kandungan protein.

Konsentrasi feri klorida terbaik untuk produksi biomassa Chaetoceros calcitrans

adalah 36 µM dengan kepadatan biomassa sel sebesar 4,1 x 107 sel/mL. Konsentrasi

feri klorida sebanyak 36 µM juga merupakan konsentrasi terbaik untuk

menghasilkan kandungan protein dengan nilai sebesar 25,41%.

viii

ix

RIWAYAT HIDUP

I Gusti Bagus Ananta Wijaya Putra dilahirkan di Desa Marga,

Kecamatan Penebel, Kabupaten Tabanan pada 12 Maret 1994. Penulis merupakan

anak kedua dari dua bersaudara dari pasangan I Gusti Ketut Astika dan Ni Made

Wirati.

Penulis memulai pendidikan di SD N 1, 4 dan 6 Dajan Peken pada tahun

2000 dan menyelesaikannya pada tahun 2006, lalu melanjutkan pendidikan di SMP

N 1 Tabanan dan menyelesaikannya pada tahun 2009. Pada tahun 2012 penulis

menyelesaikan pendidikan di SMA N 2 Tabanan. Sejak tahun 2012 penulis terdaftar

sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Udayana.

Selama menjalani perkuliahan, penulis aktif sebagai panitia pelaksana

maupun panitia pengarah pada kegiatan-kegiatan kemahasiswaan dan sebagai

fungsionaris organisasi kemahasiswaan di lingkungan Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Udayana.

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa,

karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul

“Pengaruh Penambahan Feri Klorida (FeCl3) Pada Media NPSi terhadap

Konsentrasi Biomassa dan Kandungan Protein Mikroalga Chaetoceros calcitrans”.

Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar

Sarjana Teknologi Pertanian di Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas

Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin

mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang

setulus-tulusnya kepada:

1. Ibu Anak Agung Made Dewi Anggreni, S.TP, M.Si., selaku dosen

pembimbing I dan Bapak Ir. Ida Bagus Wayan Gunam, MP, Ph.D., selaku

dosen pembimbing II yang tidak pernah lelah memberikan bimbingan, arahan

dan solusi dalam penyelesaian skripsi ini.

2. Bapak Dr. Ir. Dewa Gede Mayun Permana, M.S., selaku Dekan Fakultas

Teknologi Pertanian Universitas Udayana, atas bantuan moral dan bimbingan

yang diberikan.

3. Ibu Ir. Amna Hartiati, MP., selaku Ketua Jurusan Teknologi Industri

pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

4. Bapak/Ibu dosen beserta pegawai di lingkungan Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Udayana, atas fasilitas dan dukungan selama

menempuh kuliah hingga penyusunan skripsi ini.

xi

5. Orang Tua, Bapak I Gusti Ketut Astika dan Ibu Ni Made Wirati serta Saudari

tercinta Gusti Ayu Putu Seriasih S.Pd., atas doa, dukungan dan motivasinya.

6. Teman-teman sebimbingan, Dedi, Gek Ita, Agus dan Sari yang selalu

memberi semangat dan kerja samanya.

7. Sahabat-sahabat seperjuangan, Dayu Sinta, Dode, Dodik, Budiastra, Kesuma,

Angga, Sadia, Surya, Ferry, Adi, Pramananta, Yoga, Anton dan Pande yang

selalu memberi dukungan selama penelitian.

8. Teman-teman TIP 2012, yang senantiasa membantu dan memberikan penulis

semangat dalam menyelesaikan Skripsi ini.

9. Ayu Ratih Utami Naraiswari yang senantiasa memberikan penulis semangat,

doa serta motivasi dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini.

Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa membalas

semua budi baik ini dengan balasan yang lebih baik. Penulis telah berupaya optimal

untuk menyelesaikan tugas akhir dengan baik, namun dengan terbuka penulis

sangat menghargai segala saran dan kritik yang membangun dalam rangka

penyempurnaannya. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca.

Bukit Jimbaran, November 2016

Penulis

xii

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ..................................................................................................... i

HALAMAN PERSYARATAN ............................................................... ii

ABSTRAK ............................................................................................... iii

RINGKASAN .......................................................................................... v

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. viii

RIWAYAT HIDUP ................................................................................. ix

KATA PENGANTAR ............................................................................. x

DAFTAR ISI ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL .................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xvi

I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... 3

1.3. Hipotesis ..................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 5

2.1. Mikroalga Chaetoceros calcitrans .............................................. 5

2.2. Protein Mikroalga ...................................................................... 6

2.3. Feri Klorida (FeCl3) .................................................................... 7

2.4. Media NPSi ................................................................................ 8

2.5. Faktor Pertumbuhan Chaetoceros calcitrans ............................. 9

2.5.1. Nutrien .................................................................................... 9

2.5.2. Suhu ........................................................................................ 9

2.5.3. Salinitas ................................................................................... 10

2.5.4. Intensitas cahaya ..................................................................... 10

2.5.5. pH ............................................................................................ 10

xiii

2.5.6. CO2 .......................................................................................... 11

III. METODE PENELITIAN ................................................................... 12

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................... 12

3.2. Bahan dan Alat ............................................................................ 12

3.3. Rancangan Percobaan ................................................................. 13

3.4. Prosedur Percobaan ..................................................................... 13

3.4.1. Sterilisasi Alat dan Bahan ........................................................ 13

3.4.2. Pembuatan Media ..................................................................... 14

3.4.2.1. Pembuatan trace element media NPSi .................................. 15

3.4.2.2. Pembuatan FeCl3 ................................................................... 15

3.4.2.3. Pembuatan media NPSi ........................................................ 16

3.4.2.4. Pembuatan vitamin mix ........................................................ 16

3.4.3. Kultur Mikroalga .................................................................... 17

3.4.3.1. Pembuatan starter pada media NPSi ...................................... 17

3.4.3.2. Kultivasi mikroalga Chaetoceros calcitrans ......................... 18

3.4.3.3. Pemanenan ............................................................................. 18

3.4.3.4. Pengeringan............................................................................ 19

3.4.3.5. Analisis konsentrasi biomassa ............................................... 19

3.4.3.6. Analisis kadar air Chaetoceros calcitrans ............................. 20

3.4.3.7. Analisis kandungan protein Chaetoceros calcitrans ............. 21

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 23

4.1. Konsentrasi Biomassa .................................................................. 23

4.2. Kandungan Protein ...................................................................... 24

V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 27

5.1. Kesimpulan ................................................................................. 27

5.2. Saran ........................................................................................... 27

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 28

LAMPIRAN ............................................................................................. 32

xiv

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

1 Komposisi Trace Element NPSi ..................................................... 14

2 Komposisi Media NPSi.................................................................... 15

3 Komposisi Vitamin Mix .................................................................. 15

4 Konsentrasi Biomassa Chaetoceros calcitrans................................ 23

5 Kandungan Protein dan Kadar Air Chaetoceros calcitrans ............ 25

xv

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

1 Chaetoceros calcitrans pembesaran 40x (A) dan Chaetoceros

calcitrans 20x (B) ........................................................................... 5

2 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian .............................................. 22

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

No Judul Halaman

1 Analisis Konsentrasi Biomassa Chaetoceros calcitran ................... 33

2 Analisis Kandungan protein Chaetoceros calcitrans ...................... 37

3 Analisis Kadar Air Chaetoceros calcitrans ..................................... 38

4 Foto-foto Penelitian ......................................................................... 39

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Mikroalga adalah 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. Morfologi mikroalga berbentuk uniseluler. Salah satu mikroalga

potensial adalah Chaetoceros calcitrans. Biomasa Chaetoceros gracilis yang

dikultivasi di luar ruangan dengan media NPSi memiliki kandungan air sebesar

27%, abu sebesar 25%, lemak sebesar 12,1%, protein sebesar 20,27%, dan

karbohidrat sebesar 15,63%. Biomassa Chaetoceros gracilis juga mengandung

alkaloid, terpenoid, karbohidrat, gula pereduksi, dan asam amino (Ermayanti.,

2011). Dilihat dari kandungan nutrisinya, Chaetoceros calcitrans merupakan

mikroalga penghasil protein yang potensial. Protein merupakan senyawa reaktif

yang tersusun dari beberapa asam amino yang mempunyai gugus reaktif yang dapat

berikatan dengan komponen lain, misalnya gula pereduksi, polifenol, lemak dan

produk oksidasinya.

Pada media NPSi tidak mengandung feri klorida padahal Chaetoceros

calcitrans membutuhkan feri klorida sehingga perlu ditambahkan. Feri klorida

memiliki peranan penting dalam komposisi biokimia seluler karena memiliki

redoks dan implikasi dalam proses-proses penting seperti fotosintesis, respirasi,

fiksasi nitrogen dan sintesis DNA. Keterbatasan zat besi dapat menurunkan

kandungan protein (Vassiliev et al., 1995). Besi termasuk unsur yang esensial bagi

makhluk hidup. Pada tumbuhan termasuk algae, besi berperan sebagai penyusun

2

sitokrom dan klorofil. Selain itu, besi juga berperan dalam sistem enzim dan

transfer elektron pada proses fotosintesis (Effendi, 2003).

Menurut penelitian Putri et al. (2009), Chaetoceros calcitrans pada media

air laut tanpa penambahan FeCl3 memiliki kepadatan sel tertinggi senilai 1,2 x 106

sel/mL sedangkan pada penelitian Trikuti et al. (2015), Chaetocetos calcitrans pada

media NPSi memiliki kepadatan sel tertinggi sebesar 2,4 x 107 sel/mL. Menurut

Masitah et al. (2009), penambahan FeCl3 sebesar 12 µM dapat meningkatkan

pertumbuhan dan populasi Spirulina platensis sebesar 4,6 x104 sel/mL dengan berat

biomassa 1,22 g/L pada hari ke-6. Pada penelitian Primaryadi et al. (2015),

mikroalga Tetraselmis chuii pada media BG-11 dengan penambahan zat besi

berupa FeCl3 sebanyak 24 µM menghasilkan konsentrasi biomassa tertinggi sebesar

4,3 x 106 sel/mL namun belum dilakukan pengujian kandungan protein. Penelitian

Vassiliev et al. (1995), mikroalga Dunaliella tertiolecta pada media air laut dengan

penambahan Fe sebanyak 0,25 µM menghasilkan kandungan protein lebih tinggi

dibandingkan tanpa Fe.

Kepadatan biomassa Chaetoceros calcitrans yang dihasilkan dari kultivasi

dengan media NPSi memiliki perbandingan 20 kali lebih besar dibandingkan

dengan air laut saja sehingga media NPSi lebih baik digunakan untuk mendapatkan

kepadatan biomassa yang lebih tinggi. Namun pada media NPSi biomassa

Chaetoceros calcitrans memiliki kandungan protein yang rendah dibandingkan

Chaetoceros calcitrans pada media Pertanian, Guillard dan Walne. Hal ini

disebabkan tidak terdapat kandungan FeCl3 yang terdapat di dalam media NPSi

(Trikuti et al., 2015). Berdasarkan hal tersebut perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut untuk menentukan penambahan FeCl3 pada konsentrasi tertentu pada media

3

NPSi untuk menghasilkan konsentrasi biomassa Chaetoceros calcitrans dengan

kandungan protein tertinggi.

1.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh penambahan FeCl3 pada media NPSi terhadap

konsentrasi biomassa dan kandungan protein mikroalga Chaetoceros

calcitrans?

2. Berapakah penambahan FeCl3 yang tepat pada media NPSi sehingga

dapat menghasilkan konsentrasi biomassa dengan kandungan protein

yang tertinggi?

1.3. Hipotesis

1. Penambahan FeCl3 pada media NPSi berpengaruh terhadap konsentrasi

biomassa dan protein mikroalga Chaetoceros calcitrans.

2. Pada penambahan FeCl3 tertentu dalam media NPSi dihasilkan

konsentrasi biomassa Chaetoceros calcitrans dengan kandungan

protein tertinggi.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui pengaruh penambahan FeCl3 pada media NPSi terhadap

konsentrasi biomassa dan protein mikroalga Chaetoceros calcitrans.

2. Menentukan penambahan FeCl3 terbaik dalam media NPSi untuk

menghasilkan konsentrasi biomassa Chaetoceros calcitrans dengan

kandungan protein tertinggi.

4

1.5. Manfaat Penelitian

1. Memberikan informasi mengenai pengaruh penambahan FeCl3 terbaik

untuk menghasilkan konsentrasi biomassa Chaetoceros calcitrans

dengan kandungan protein tertinggi pada media NPSi.

2. Diharapkan dapat digunakan sebagai formulasi terbaik untuk

pengembangan dalam budidaya Chaetoceros calcitrans.