i

LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING

TAHUN I (70%)

PRODUKSI BIOMASSA, LIPID DAN PROTEIN SEL

TUNGGAL MIKROALGA Nannochloropsis sp SEBAGAI

SUPLEMEN MAKANAN

TIM PENGUSUL

A. A. M. Dewi Anggreni, S.TP., M.Si. NIDN: 0017117401

Putu Ari Sandhi W., S.TP., M.Si. NIDN: 0016047402

UNIVERSITAS UDAYANA

JUNI 2015

Kode/Nama Rumpun Ilmu : 165/Teknologi Pangan dan Gizi

ii

iii

ABSTRAK

Beberapa jenis mikroalga telah berhasil di isolasi di Perairan Pantai Pulau Bali. Dari

seleksi beberapa jenis mikroalga, diperoleh isolat Nannochloropsis sp isolat K4 yang

mempunyai kecepatan tumbuh dan stabilitas tertinggi dari yang lainnya. Berkaitan dengan

kondisi ini, maka dalam penelitian akan dikaji potensi mikroalga Nannochloropsis sp isolat

K4. dalam menghasilkan produk berupa biomassa, lipid dan protein. Produk-produk ini

diharapkan dapat diaplikasikan sebagai nutrisi pangan, ataupun obat-obatan maupun

suplemen. Tujuan khusus penelitian ini adalah menentukan jenis media yang tepat pada

proses kultivasi untuk memproduksi biomassa, menentukan waktu panen yang tepat pada

proses produksi biomassa, menentukan titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam

produksi lipid dan protein, menentukan titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses

produksi lipid dan protein dan menentukan profil penyusun komponen lipida dan protein.

Penelitian ini dilaksanakan dua tahap. Tahap pertama yaitu produksi biomassa dan

lipid, tahap kedua yaitu produksi protein sel tungggal. Penelitian ini diawali dengan

penentuan pertumbuhan mikroalga Nannochloropsis sp pada 5 jenis media sehingga dapat

diperoleh waktu panen yang tepat berdasarkan bobot biomassa kering mikroalga.

Selanjutnya penentuan jenis media kultivasi yang tepat dengan menggunakan 5 taraf

perlakuan jenis media dan percobaan dirancang dengan Rancangan Acak Lengkap. Perlakuan

yang menghasilkan biomassa dan kadar lemak tertinggi dipergunakan untuk penelitian

selanjutnya. Setelah itu, dilakukan produksi biomassa dan lipid untuk tahap pertama dan

produksi protein pada tahap ke dua. Percobaan produksi biomassa, lipid dan protein sel

tunggal dirancang dengan model optimasi Central Composite Design. Perlakuan yang

dicobakan dalam rancangan ini adalah konsentrasi nitrat dan posfat, serta faktor lingkungan

yang terdiri dari pH dan salinitas. Data yang dihasilkan dianalisis dengan menggunakan

metode response surface. Dari tahap ini akan diperoleh kondisi-kondisi optimum untuk

produksi biomassa, lipid dan protein sel tungggal. Proses selanjutnya adalah proses ekstraksi

lipid dan protein. Lipid dan protein yang diperoleh kemudian dianalisa profil asam-asam

lemak dan asam-asam aminonya. Profil-profil asam lemak dan asam-asam amino kemudian

dapat dipergunakan untuk menentukan potensi mikroalga Nannochloropsis sp. baik dalam

bidang nutrisi pangan, obat-obatan maupun kosmetik.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa Waktu panen Nannochloropsis sp. berbeda-beda

pada berbagai media. Waktu panen Nannochloropsis sp. yangd ikultivasi pada media walne,

media pertanian, dan media guillard berturut-turut adalah hari ke 10, 8, dan 11 inkubasi. Pada

media Allen Miquel dan media Blue Green 11, waktu panen Nannochloropsis sp. adalah hari

ke 12 inkubasi. Konsentrasi biomassa tertinggi (0,21 g/l) diperoleh dari mikroalga

Nannochloropsis sp. yang dikultivasi pada media Walne, namun tidak berbeda jauh dari

media Guillard. Kadar lemak tertinggi dihasilkan oleh Nannochloropsis sp. yang dikultivasi

pada media Guillard sebesar 10,80%bk.

Kata Kunci : Mikroalga, Nannochloropsis sp isolat K4, biomassa, lipid, protein sel tunggal.

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih sedalam-dalamnya kami haturkan kehadapan Tuhan

Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan karunianya laporan penelitian yang berjudul

“Produksi Biomassa, Lipid Dan Protein Sel Tunggal Mikroalga Nannochloropsis Sp Sebagai

Suplemen Makanan” dapat diselesaikan, meskipun saat ini baru rampung 70%.

Pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada Direktorat

Jendral Pendidikan Tinggi (DIKTI) yang telah membiayai penelitian ini melalui program

Desentralisasi Hibah Bersaing 2015.

Atas segala kekurangan hasil penelitian ini, kami dengan setulus hati memohon maaf

dan mohon petunjuk dan saran sehingga penelitian ini dapat kami selesaikan tepat waktu dan

dapat diwujudkan sesuai dengan harapan.

Bukit Jimbaran, 26 Juni 2015

Peneliti

v

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ...............................................................................................i

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................................ii

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

KATA PENGANTAR ...................................................................................................iv

DAFTAR ISI ..................................................................................................................v

BAB I. PENDAHULUAN

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

1. 2. Perumusan Masalah .................................................................................................2

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mikroalga Nannochloropsis sp .................................................................................4

2.2. Manfaat dan Nutrisi Nannochloropsis sp. ...............................................................4

2.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroalga ...................................5

2.4. Road Map Penelitian................................................................................................6

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

3.1. Tujuan Khusus .......................................................................................................8

3.2. Manfaat Penelitian .................................................................................................8

BAB IV. METODE PENELITIAN

4.1. Sistematika dan Fishbone Usulan Penelitian ...........................................................11

4.2. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................................12

4.3. Bahan dan Alat Penelitian .......................................................................................12

4.4. Tahun I/Tahap I : Produksi Lipid..............................................................................13

4.4.1. Peremajaan kultur murni ........................................................................................13

4.4.2. Penentuan Waktu Panen ........................................................................................13

4.4.3 Penentuan Jenis Media. ..........................................................................................13

4.4.4. Produksi Lipid .......................................................................................................14

4.4.5. Ekstraksi Lipid dan Profil Asam Lemak ................................................................16

4.5. Luaran/Indikator capaian Penelitian Tahun I ..........................................................17

4.6. Prosedur Analisa .......................................................................................................17

BAB V. HASIL YANG DICAPAI 5.1. Pertumbuhan Mikroalga ..........................................................................................19

5.2. Produksi Biomassa Nannochloropsis sp .................................................................20

5.3. Kadar Lemak Nannochloropsis sp. .........................................................................21

5.4. Optimasi Nitrat dan Fosfat Terhadap Produksi Lemak Nannochloropsis sp...........21

BAB VI. RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA ...............................................23

BAB VII. KESIMPULAN ...........................................................................................24

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................25

LAMPIRAN

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Wilayah Indonesia sebagian besar merupakan laut dan memiliki kekayaan yang

beranekaragam. Saat ini, penggalian potensi biota laut terutama mikroalga untuk

meningkatkan ketahanan pangan masih sangat minim. Dengan wilayah perairan yang sangat

luas ini, maka Indonesia memiliki potensi yang sangat besar untuk menemukan spesies

mikroalga yang cocok untuk dikembangkan sebagai sumber nutrisi. Berdasarkan hasil

penelitian Arnata et al., (2010) diperairan Pantai Pulau Bali telah berhasil diisolasi beberapa

jenis mikroalga seperti mikroalga dari genus Nannochloropsis sp, Nitzschia sp, Botryococcus

sp, Chaetoceros sp, Ceratium sp, Closterium sp, Cyclotella sp, dan Skeletonema. Dari

beberapa genus yang berhasil diisolasi, ternyata Nannochloropsis sp mempunyai kecepatan

dan kestabilan pertumbuhan yang paling tinggi di bandingkan dengan genus-genus lainnya.

Berkaitan dengan hal ini, maka diperlukan adanya penelitian lebih lanjut mengenai potensi

mikroalga khususnya Nannochloropsis sp isolat K4 sebagai sumber pangan.

Dewasa ini, pengembangan produk makanan, minuman ataupun suplemen yang

diklaim memberikan efek kesehatan semakin banyak, hal ini erat kaitannya dengan semakin

meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya kesehatan. Berbagai sumber alam telah

banyak diteliti untuk memperoleh senyawa bioaktifnya untuk dijadikan suplemen makanan,

diantaranya adalah mikroalga. Saat ini mikroalga tidak saja diperuntukkan bagi dunia

perikanan (sebagai pakan alami rotifer) namun sangat potensial untuk dikembangkan sebagai

suplemen makanan, untuk farmasi, dan kosmetik. Keunggulan dari mikroalga adalah tidak

tergantung pada musim, waktu pertumbuhan cepat sehingga waktu panen tidak terlalu lama,

produksi dapat dilakukan secara terus menerus, tidak berdampak buruk bagi lingkungan,

produksinya dapat dilakukan sesuai dengan kebutuhan, serta aman bagi kesehatan. Mikroalga

mengandung berbagai macam komponen yang sangat bermanfaat khususnya untuk nutrisi

dalam bahan pangan, seperti lipid, karbohidrat, protein dan asam-asam nukleat (Brown et

al.,1993., Sankar dan Ramasubramanian., 2012). Lemak yang terkandung dalam mikroalga

umum terdiri atas asam lemak tidak jenuh, seperti linoleat, eicosapentaenoic acid/EPA

(Rebolloso et al., 2001) dan docosahexaenoic acid/DHA (Hu dan Gao, 2006., Chisti, 2007).

Asam-asam lemat tidak jenuh telah banyak dilaporkan sangat menguntungkan bagi kesehatan

terutama sebagai makanan suplemen pencegahan penyakit kardiovaskuler, arterosklerosis,

dan kanker (Colquhoun, et al., 2008). Eicosapentaenoic acid atau EPA dan DHA

2

memainkan peran penting dalam perkembangan otak dan retinal bayi. Selain lemak,

mikroalga juga mengandung protein dan asam-asam nukelat (Spolaore et al., 2006). Sebagai

contohnya mikroalga Chlorella vulgaris mengandung protein sekitar 51 – 58% dan asam

nukleat 4 – 5% (Becker, 1994). Tetraselmis chuii mengandung protein 48,42% (Brown et.al.,

1997). Mikroalga juga berpotensi menghasilkan pigmen yang dapat dimanfaatkan sebagai

bioaktif, seperti Dunaliella mengandung karotenoid sekitar 12,6% bk (Fretes et al., 2013),

dan Nannochloropsis sp mengandung klorofil-a sekitar 0,73-2,85 µg/ml (Allsul dan Wan,

2012). Berbagai jenis pigmen yang dihasilkan dari mikroalga dapat dimanfaatkan sebagai

sumber antioksidan dalam bahan pangan.

Dalam memproduksi komponen-komponen nutrisi, maka jenis media dalam kultivasi

dan faktor lingkungan sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan

mikroalga (Faria et al., 2012). Kondisi media dan lingkungan berhubungan langsung dengan

proses fotosintesis, metabolisme, maupun reproduksi (Graham et al., 2009). Dalam media

pertumbuhan unsur nitrat dan posfat merupakan dua unsur yang mutlak harus tersedia dalam

media kultur mikroalga. Nitrogen dalam nitrat merupakan salah satu makronutrien yang

sangat mempengaruhi pertumbuhan dan produktifitas biomassa alga karena dibutuhkan

untuk pembentuk protein, lemak dan klorofil (Hu dan Gao, 2006). Lebih lanjut Renaud dan

Parry (1994) menyebutkan bahwa pengaturan faktor-faktor lingkungan seperti cahaya, pH,

temperatur dan salinitas juga diperlukan dan dapat berpengaruh terhadap kuantitas biomassa

dan komposisi komponen nutrisi yang terkandung dalam mikroalga.

Melihat banyaknya keanekaragaman dan potensi yang dimiliki oleh mikroalga serta

belum diketahuinya jenis media, beberapa faktor nutrisi, dan lingkungan yang optimal dalam

pertumbuhan untuk memproduksi biomassa dan komponen-komponen nutrisi, maka perlu

dilakukan penelitian mengenai potensi penggunaan mikroalga sebagai sumber pangan

fungsional dengan memperlakukan faktor-faktor jenis media dan nutrisi beserta faktor-faktor

lingkungan.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang diatas maka rumusan permasalahan secara umum

adalah:

1. Apa jenis media yang tepat pada proses kultivasi untuk memproduksi biomassa

2. Berapakah waktu panen yang tepat untuk produksi biomassa

3. Berapakah titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi lipid

3

4. Berapakah titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi lipid

5. Bagaimana profil asam-asam lemak lipida yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga

6. Berapakah titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi protein

7. Berapakah titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi protein

8. Bagaimana profil asam amino protein yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga

4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mikroalga Nannochloropsis sp

Mikroalga Nannochloropsis sp. merupakan jenis alga hijau (Cholorphyta) yang

memiliki sel berwarna hijau, tidak bermotil, dan tidak memiliki flagel. Selnya berbentuk bola

berukuran sedang dengan diameter 2-8 μm, tergantung spesiesnya, dengan khloroplas

berbentuk cangkir. Nannochloropsis sp. melimpah di sepanjang pantai zona fotik dengan

konsentrasi 102-10

4 sel/cm

3 (Hu dan Gao, 2006). Nannochloropsis sp. dapat tumbuh baik

pada kisaran pH 7-9, tetapi tumbuh rendah pada pH 10 (Elzenga et al., 2000).

Nannochloropsis sp. adalah salah satu tanaman yang paling efisien dalam menangkap dan

memanfaatkan cahaya dan karbondioksida (CO2) untuk keperluan fotosintesis. Pertumbuhan

sel Nannochloropsis sp. sangat dipengaruhi oleh tiga komponen penting untuk tumbuh yaitu

cahaya, karbondioksida (CO2) dan nutrien (Diharmi, 2001). Nannochloropsis sp. memiliki

sejumlah kandungan pigmen dan nutrisi seperti protein (52,11%), karbohidrat (16%), lemak

(27,64%), dan vitamin C (0,85%) (Isnanstyo dan Kurniastuti, 1995).

2.2. Manfaat dan Nutrisi Nannochloropsis sp.

Nannochloropsis oculata lebih dikenal dengan nama Chlorella laut, dalam

pembenihan mempunyai tiga peranan yaitu digunakan sebagai pakan pada klutur rotifer,

untuk pengkayaan rotifer, dan untuk menghasilkan efek “green water” pada pemeliharaan

larva (Richmond and Cheng-Wu, 2001). Nannochloropsis oculata dapat digunakan sebagai

pakan rotifer, karena ukuran tubuhnya sesuai dengan bukaan mulut rotifer, mempunyai

kandungan vitamin B12 dan eicosa pentaenoic acid (EPA) sebesar 30,5% dan total

kandungan ω3 HUFA sebesar 42,7 %. Vitamin B12 sangat penting untuk populasi rotifer dan

EPA penting untuk nilai nutrisi rotifer untuk pakan larva dan juvenil ikan laut (Isnansetyo

dan Kurniastuty, 1995).

Nannochloropsis sp. telah dimanfaatkan dalam produksi biomassa, produksi energi,

produksi berbagai produk bermanfaat, bioakumulasi senyawa tertentu serta berbagai proses

biotransformasi. Produk-produk yang dihasilkan Nannochloropsis sp. sebagian besar bersifat

ekstraselular, mulai dari metabolit sederhana hingga antibiotik kompleks, toksin, pigmen

serta sejumlah produk bermanfaat lainnya (Becker , 1994). Chisti (2007) menambahkan

bahwa, Nannochloropsis sp. dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel dan biodiesel dari

Nannochloropsis sp. memiliki banyak keuntungan, hal tersebut dikarenakan mikroalga

5

mudah dikultivasi dan dalam waktu 24 jam mikroalga dapat bertambah banyak menjadi dua

kali lipat.

2.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroalga

Kultivasi mikroalga dipengaruhi oleh beberapa faktor umum seperti faktor eksternal

(lingkungan) dan nutrien. Faktor-faktor lingkungan dan nutrien tersebut berpengaruh

terhadap laju pertumbuhan dan metabolisme mikroalga. Faktor-faktor tersebut adalah :

(a) Derajat Keasaman (pH). Derajat keasaman atau pH digambarkan sebagai keberadaan ion

hidrogen. Variasi pH dalam media kultur dapat mempengaruhi metabolisme dan

pertumbuhan kultur mikroalga antara lain mengubah keseimbangan karbon anorganik,

mengubah ketersediaan nutrien dan mempengaruhi fisiologi sel. Kisaran pH untuk kultur alga

biasanya antara 7-9, kisaran optimum untuk alga laut berkisar antara 7,8-8,5. Secara umum

kisaran pH yang optimum untuk kultur mikroalga adalah antara 7–9 (Slamet, 2008).

(b) Salinitas. Kisaran salinitas yang berubah-ubah dapat mempengaruhi pertumbuhan

mikroalga. Beberapa mikroalga dapat tumbuh dalam kisaran salinitas yang tinggi tetapi ada

juga yang dapat tumbuh dalam kisaran salinitas yang rendah. Namun, hampir semua jenis

mikroalga dapat tumbuh optimal pada salinitas sedikit dibawah habitat asal. Pengaturan

salinitas pada media yang diperkaya dapat dilakukan dengan pengenceran dengan

menggunakan air tawar. Kisaran salinitas yang paling optimum untuk pertumbuhan

mikroalga adalah 25-35‰ (Sylvester et al., 2002).

(c) Suhu. Suhu merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan

mikroalga. Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses kimia, biologi dan fisika,

peningkatan suhu dapat menurunkan suatu kelarutan bahan dan dapat menyebabkan

peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi mikroalga di perairan. Secara umum suhu

optimal dalam kultur mikroalga berkisar antara 20-240C. Suhu dalam kultur diatur

sedemikian rupa bergantung pada media yang digunakan. Suhu di bawah 16 0C dapat

menyebabkan kecepatan pertumbuhan turun, sedangkan suhu diatas 36 0C dapat

menyebabkan kematian (Taw, 1990).

(d) Cahaya. Cahaya merupakan sumber energi dalam proses fotosintesis yang berguna untuk

pembentukan senyawa karbon organik. Intensitas cahaya sangat menentukan pertumbuhan

mikroalga yaitu dilihat dari lama penyinaran dan panjang gelombang yang digunakan untuk

fotosintesis. Cahaya berperan penting dalam pertumbuhan mikroalga, tetapi kebutuhannya

bervariasi yang disesuaikan dengan kedalaman kultur dan kepadatannya.

6

(e) Karbondioksida. Karbondioksida diperlukan oleh mikroalga untuk memenbantu proses

fotosintesis. Karbondioksida dengan kadar 1-2% biasanya sudah cukup digunakan dalam

kultur mikroalga dengan intensitas cahaya yang rendah. Kadar karbondioksida yang berlebih

dapat menyebabkan pH kurang dari batas optimum sehingga akan berpengaruh terhadap

pertumbuhan mikroalga (Taw, 1990).

(f) Nutrien. Mikroalga memperoleh nutrien dari air laut yang sudah mengandung nutrien

yang cukup lengkap. Namun pertumbuhan mikroalga dalam kultur dapat mencapai optimum

dengan mencampurkan air laut dengan nutrien yang tidak terkandung dalam air laut tersebut.

Nutrien tersebut dibagi menjadi makro nutrien dan mikro nutrien. Unsur makro nutrien terdiri

atas N (meliputi nitrat), P (Posfat), K (Kalium), C (Karbon), Si (silikat), S (Sulfat) dan Ca

(Kalsium). Unsur mikro nutrien terdiri atas Fe (Besi), Zn (Seng), Cu (Tembaga), Mg

(Magnesium), Mo (Molybdate), Co (Kobalt), B (Boron), dan lainnya (Sylvester et al., 2002;

Edhy et al., 2003; Cahyaningsih, 2009).

(g) Aerasi. Aerasi dalam kultivasi mikroalga digunakan dalam proses pengadukan media

kultur. Pengadukan sangat penting dilakukan bertujuan untuk mencegah terjadinya

pengendapan sel, nutrien tersebar dengan baik sehingga mikroalga dalam kultur mendapatkan

nutrien yang sama, mencegah sratifikasi suhu, dan meningkatkan pertukaran gas dari udara

ke media (Taw, 1990).

2.4. Road Map Penelitian

Road map penelitian ini disajikan pada Gambar 1.

Pengambilan Sampel

Mikroalga di perairan pantai

Pulau Bali)

Pe

ne

liti

an

da

n p

en

ge

mb

an

ga

n p

rod

uk

be

rba

sis

mik

roa

lga

Ind

ika

tor

ca

pa

in

(pro

du

k)

2011-1013 2014 2015

Kultivasi mikroalga pada

media standar

Isolasi dan Pemurnian

mikroalga

Penyimpanan dan

pemeliharaan strain

mikroalga

Peremajaan dan

perbanyakan sel isolat

Analis produksi biomassa

dan lipid

Pemilihan beberapa isolat

yang berpotensi

Isolat Mikroalga potensial

Isolat Mikroalga potensial

Peremajaan kultur murni

Penentuan jenis media yang tepat

Penentuan Waktu panen Yang tepat

Produksi lipid

Optimasi faktor nutrisi dan faktor

lingkungan Utk menghasilkan biomassa

dan lipid optimal

Time course pertumbuhan mikroalga

sesuai dengan jenis media, Waktu

panen terpilih, faktor nutrisi dan faktor

lingkungan yang optimal

2015- dst

Produksi dan

pemanenan

biomasa

Penelitian aplikasi

dibidang farmasi

dan kosmetik

Penelitian dibidang

Nutrisi dan food

suplement

Food suplement,

kosmetik dan obat-

obatan dll

Penentuan profil asam-asam lemak

penyusun lipid

1. Jenis media dan waktu yang tepat untuk

memproduksi biomassa dan lipid

2. Titik optimum nutrisi (nitrat dan posfat) dan

lingkungan (pH dan salinitas) dalam memproduksi

biomassa dan lipid

3. Asam-asam lemak penyusun lipid yang

potensial untuk dikembangkan sebagai sumber

pangan

Isolat Mikroalga potensial

Peremajaan kultur murni

Produksi protein

Optimasi faktor nutrisi dan faktor

lingkungan untuk menghasilkan

biomassa dan protein optimal

Time course pertumbuhan mikroalga

sesuai dengan jenis media, Waktu

panen terpilih, faktor nutrisi dan faktor

lingkungan yang optimal

Penentuan profil asam-asam amino

penyusun protein

1. Titik optimum nutrisi (nitrat dan posfat) dan

lingkungan (pH dan salinitas) dalam memproduksi

protein

2. Asam-asam amino penyusun protein yang

potensial untuk dikembangkan sebagai sumber

pangan

Penelitian isolasi

Pigmen (klorofil,

karotenoid dll)

Gambar 1. Roadmap penelitian

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

3.1. Tujuan Khusus

Tujuan khusus yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah

1. Menentukan waktu panen yang tepat pada proses produksi biomassa

Nannochloropsis sp isolat K4.

2. Menentukan jenis media yang tepat pada proses kultivasi untuk memproduksi

biomassa dan lemak Nannochloropsis sp isolat K4.

3. Menentukan titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi biomassa

dan lipid.

4. Menentukan titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi biomassa

dan lipid.

5. Menentukan profil asam-asam lemak lipida yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga

Nannochloropsis sp isolat K4.

3.2. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah dapat diperoleh waktu panen yang tepat pada proses

produksi biomassa Nannochloropsis sp isolat K4, diperoleh jenis media yang tepat pada

proses kultivasi untuk memproduksi biomassa Nannochloropsis sp isolat K4, diperoleh

titik optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam produksi biomassa dan lipid, diperoleh

titik optimum kondisi pH dan salinitas pada proses produksi biomassa dan lipid, serta

diperoleh profil asam-asam lemak yang dihasilkan dari ekstrak mikroalga

Nannochloropsis sp isolat K4.

11

BAB IV. METODE PENELITIAN

3.1. Sistematika dan Fishbone Usulan Penelitian

Sistematika penelitian yang akan dilakukan pada penelitian ini disajikan pada Tabel

1, sedangkan bagan fishbone disajikan pada Gambar 2.

Tabel 1. Sistematika Penelitian

Tahap Kegiatan Indikator capaian

Tahun

1

Produksi Biomassa dan Lipid

Pesiapan alat dan bahan

Peremajaan kultur murni

Penentuan jenis media yang sesuai

berdasarkan konsentrasi lipid tertinggi

yang digunakan untuk penelitian

selanjutnya

waktu panen berdasarkan konsentrasi

biomassa pada kurva pertumbuhan

Optimasi factor nutrisi media dalam

produksi lipid yang dipergunakan untuk

penelitian selanjutnya.

Optimasi factor lingkungan (pH dan

Salinitas) dalam produksi lipid yang

dipergunakan untuk penelitian selanjutnya.

Scale up pertumbuhan mikroalga sesuai

dengan jenis media, waktu panen, faktor

nutrisi dan faktor lingkungan yang optimal

Penentuan profil asam-asam lemak

penyusun lipid mikroalga

a. Diperoleh waktu panen

yang tepat dengan

konsentrasi biomassa

tertinggi

b. Diperoleh jenis media yang

tepat dalam memproduksi

lipid

c. Diperoleh kondisi optimum

konsentrasi nitrat dan posfat

dalam memproduksi lipida

d. Diperoleh kondisi optimum

kondisi pH dan Salinitas

dalam memproduksi lipida

e. Diperoleh profil asam-asam

lemak penyusun lipid

f. Diperoleh biomassa dan

lipid potensial utk

dikembangkan sebagai

suplemen makanan

g. Makalah untuk publikasi di

jurnal nasional terakreditasi

bertopik “optimasi produksi

lipid dari mikroalga

Nannochloropsis sp”.

Tahun

2

Produksi Protein Indikator capaian

Pesiapan alat dan bahan

Peremajaan kultur murni

Optimasi faktor nutrisi media dalam

produksi protein yang dipergunakan untuk

penelitian selanjutnya.

Optimasi faktor lingkungan (pH dan

Salinitas) dalam produksi protein yang

dipergunakan untuk penelitian selanjutnya.

Scale up pertumbuhan mikroalga sesuai

dengan jenis media, waktu panen, faktor

nutrisi dan faktor lingkungan yang optimal

dalam memproduksi protein.

Penentuan profil asam-asam amino

penyusun protein mikroalga

a. Diperoleh kondisi optimum

konsentrasi nitrat dan posfat

dalam memproduksi protein

yang tinggi

b. Diperoleh kondisi optimum

kondisi pH dan Salinitas

dalam memproduksi protein

yang tinggi

c. Diperoleh profil asam-asam

amino penyusun protein.

d. Diperoleh protein sel

tungggal potensial utk

dikembangkan sebagai

suplemen makanan.

e. Makalah untuk publikasi di

12

jurnal nasional terakreditasi

bertopik “optimasi produksi

lipid dari mikroalga

Nannochloropsis sp”.

Produksi biomassa, lipid dan protein sebagai sumber pangan

Mikroalga potensial (Nannochloropsis sp)

Peremajaan kultur

Penentuan jenis media

Optimasi produksi lipid

Mikroalga potensial (Nannochloropsis sp)

pH dan salinitas

Nitrat dan Posfat

Penentuan waktu panen

Penentuan profil asam-asam lemak lipid

Peremajaan kultur

Optimasi produksi protein

pH dan salinitas

Nitrat dan Posfat

Penentuan profil asam-asam amino protein

Gambar 2. Diagram fishbone penelitian produksi lipid dan protein

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Bioindustri, Laboratorium Analisis Pangan,

Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana. Waktu pelaksanaan penelitian tahun

2015.

3.3. Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : sampel mikroalga yang diisolasi

dari air laut di sepanjang pantai Kedonganan-Jimbaran, Badung, Bali. Bahan-bahan untuk

media tumbuh mikroalga meliputi : medium Guillard, medium pertanian, medium BG-11,

medium Allen-Miquel, dan medium standar walne. Bahan yang digunakan dalam proses

analisis nutrisi adalah H2SO4 pekat, aquades, indikator PP, antibuih, NaOH, HCl, dan pelarut

heksan. Alat yang dipergunakan adalah timbangan analitik, botol sampel, toples/galon, water

pump, aerator, lampu tabung, saringan berseri, sentrifuge, autoclave, oven, freezer, laminar

flow, lampu bunsen, pH meter, termometer, pipet mikro, jarum ose (loop), mikroskop, dan

alat-alat gelas.

13

3.4. Tahun I/ Tahap I : Produksi Lipid

3.4.1. Peremajaan kultur murni

Peremajaan kultur dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu menumbuhkan koloni

secara aseptik pada cawan petri berisi medium standar yang telah dipadatkan melalui

penambahan agar sebanyak 1-1.5% melalui metode for way streak. Koloni yang tumbuh

dipindahkan secara aseptik pada agar petri dish untuk mendapatkan kultur murni. Setelah

beberapa hari koloni dipindahkan pada test tube yang berisi medium cair sebagai stok baru.

Stok kultur kemudian dipergunakan untuk proses selanjutnya dengan melakukan propagasi

secara bertahap kevolume yang lebih besar.

3.4.2. Penentuan Waktu Panen

Waktu panen ditentukan dengan membuat kurva pertumbuhan mikroalga dengan jenis

media terpilih sesuai dengan penelitian sebelumnya. Pada tahap ini preparasi inokulum

dilakukan dalam keadaan aseptik. Sel mikroalga sebanyak 30 % v/v diinokulasikan pada

flask 2 L yang mengandung medium sesuai perlakuan. Kultivasi dilakukan dalam erlenmeyer

2 L dengan pH media 6, suhu 28±2 oC, intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan siklus

perbandingan terang dengan gelap 12:12 jam, salinitas 27 %, dan dilakukan aerasi dengan

mengalirkan udara ke dalam media. Proses kultivasi dilaksanakan selama 2 minggu atau 14

hari. Perubahan biomasa kultur diamati setiap 24 jam secara aseptis. Setiap perlakuan

dilakukan tiga kali ulangan. Data yang diperoleh kemudian dibuatkan kurva pertumbuhannya.

Waktu panen ditentukan berdasarkan waktu akhir fase log atau waktu awal fase stasioner

yang memberikan konsentrasi biomassa tertinggi. Biomassa yang diukur berdasarkan jumlah

bobot kering biomassa g/l. (Costa et al., 2002).

3.4.3. Penentuan Jenis Media

a. Rancangan percobaan

Penelitian pada tahap ini bertujuan untuk menentukan jenis media yang sesuai untuk

proses kultivasi mikroalga yang diperoleh pada tahap isolasi. Perlakuan dirancang dengan

Rancangan Acak Lengkap dengan lima perlakuan jenis media yaitu (1) medium pertanian ,

(2) medium Allen-Miquel, (3) medium guillard, (4) medium Blue Green 11 (BG 11) dan (5)

medium standar walne. Masing-masing perlakuan diulang 5 kali sehingga diperoleh 15 unit

percobaan. Apabila perlakuan berpengaruh nyata, maka dilanjutkan dengan uji Duncan.

b. Pelaksanaan penelitian dan parameter yang diamati

Pada tahap ini preparasi inokulum dilakukan dalam keadaan aseptik, dan isolat yang

diperoleh pada tahap isolasi dikultivasi dengan menggunakan medium sesuai dengan

perlakuan. Sel mikroalga sebanyak 30 % v/v diinokulasikan pada flask 2 L yang

mengandung medium sesuai perlakuan. Kultivasi dilakukan dalam erlenmeyer 2 L dengan pH

14

media 6, suhu 28±2 oC, intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan siklus perbandingan terang

dengan gelap 12:12 jam, salinitas 27 %, dan dilakukan aerasi dengan mengalirkan udara ke

dalam media. Proses kultivasi dilaksanakan selama 1 minggu dan pada akhir periode kultivasi

dianalisis konsentrasi biomassa dan lipidanya. Penentuan jenis media terbaik didasarkan pada

media yang menghasilkan konsentrasi biomassa dan lipida tertinggi. Hasil ini selanjutnya

dipergunakan sebagai faktor tetap dalam menentukan waktu panen. Media-media yang

dipergunakan dalam penelitian ini adalah:

1) Medium Pertanian mengandung : ZA 160 g/L, Urea 240 g/L, TSP 80 g/L, FeCl 120 g/L,

NaEDTA 120 g/L

2) medium Allen-Miquel mengandung : Larutan A dan Larutan B. Larutan A mengandung :

KNO3 20,2 g, aquadest 100 ml, Larutan B mengandung : Na2HPO4.12H2O 4 g,

CaCl2.6H2O 4 g, FeCl3 2 g, HCl 2 ml, aquadest 80 ml

3) Komposisi medium standar walne adalah Solution A (1 ml/L kultur): Ferric chloride

(FeCl3) 0,8 gram, Manganous Chloride (MnCl2,5H2O) 0,4 gram, Boric acid (H3BO3)

33,6 gram, EDTA, di-sodium salt 45,0 gram, Sodium di-hydrogen orthopHospHate

(NaH2PO4,2H2O) 20,0 gram, Sodium nitrate (NaNO3) 100,0 gram, Solution B 1,0 ml

(dilarutkan sampai 1 L dengan air laut). Solution B : Zinc chloride (ZnCl2) 2,1 gram,

Cobaltous chloride (CoCl2,6H2O) 2,0 gram, Ammonium molybdate ((NH4)6Mo7O24,

4H2O) 0,9 gram, Cupric sulpHate (CuSO4,5H2O) 2,0 gram, Concentrated HCl 10,0 ml

(dilarutkan sampai 100 ml dengan air laut). Solution C (0,1 ml/L kultur) : Vitamin B1

0,2 gram, Solution E 25,0 ml (dilarutkan sampai 200 ml dengan air laut). Solution E:

vitamin B12 0,1 g (dilarutkan sampai 250 ml dengan air laut).

3.4.4. Produksi Lipid

a. Rancangan percobaan pengaruh nitrat dan posfat

Rancangan percobaan yang digunakan adalah Central Composite Design (CCD).

Metode response surface digunakan untuk melihat pengaruh perlakuan konsentrasi nitrat dan

fosfat terhadap produksi lipid mikroalga. Data yang diperoleh dianalisis dengan

menggunakan program statistica 10. Bentuk dan kode perlakuan serta rancangan percobaan

dengan sistem pengkodean dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.

Tabel 2. Perlakuan dan kode perlakuan

Perlakuan Kode perlakuan

-1,414 -1 0 1 1,414

Konsentrasi NO3 (g/l) 29,3 50 100 150 170,7

Konsentrasi PO4 (g/l)) 0,86 5 15 25 29,14

15

Tabel 3. Rancangan percobaan dengan sistem pengkodean

No Kode konsentrasi

NO3

Kode Konsentrasi

PO4

Konsentrasi

NO3 (g/l)

Konsentrasi

PO4 (g/l)

1 -1 -1 50 5

2 1 -1 150 5

3 -1 1 50 25

4 1 1 150 25

5 -1.414 0 29,3 15

6 1.414 0 170,7 15

7 0 -1.414 100 0,86

8 0 1.414 100 29,14

9 0 0 100 15

10 0 0 100 15

11 0 0 100 15

12 0 0 100 15

13 0 0 100 15

b. Pelaksanaan penelitian optimasi pengaruh nitrat dan posfat dan parameter yang

diamati

Optimasi faktor nutrisi dilaksanakan pada jenis medium dan waktu panen terpilih

dengan memodifikasi senyawa nitrat (NO3) dan fosfat (PO4) dengan konsentrasi sesuai

perlakuan. Kultivasi dilakukan dalam erlenmeyer 2 L dengan pH media 6, suhu 28±2 oC,

intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan perbandingan terang dengan gelap 12:12 jam, salinitas

30 ppt, dan dilakukan aerasi dengan mengalirkan udara ke dalam media. Pengamatan

terhadap parameter penelitian dilakukan pada akhir masa kultivasi terhadap konsentrasi lipid

dan berat kering biomassa sel. Hasil optimum produksi lipid pada konsentrasi nitrat dan

posfat ini selanjutnya dipergunakan sebagai faktor tetap pada proses optimasi faktor

lingkungan (pH dan salinitas) terhadap produksi lipid.

c. Rancangan percobaan pengaruh pH dan salinitas

Rancangan percobaan yang digunakan adalah Central Composite Design (CCD). Data

yang dihasilkan dari rancangan percobaan tersebut akan dianalisis dengan menggunakan

metode response surface. Metode response surface digunakan untuk melihat pengaruh

perlakuan konsentrasi nitrat dan fosfat terhadap produksi lipid mikroalga. Data yang

diperoleh dianalisis dengan menggunakan program statistica 10. Bentuk dan kode perlakuan

serta rancangan percobaan dengan sistem pengkodean dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5.

16

d. Pelaksanaan penelitian optimasi pengaruh pH dan salinitas dan parameter yang

diamati

Optimasi faktor lingkungan pH dan salinitas dilaksanakan pada jenis medium dengan

konsentrasi nitrat dan posfat sesuai dengan hasil titik optimum sebelumnya. Kultivasi

dilakukan dalam erlenmeyer 2 L dengan pH dan salinitas sesuai dengan perlakuan pada

rancangan percobaan, suhu 28±2 oC,

intensitas cahaya 1,2 ±0,5 klux dengan perbandingan

terang dengan gelap 12:12 jam, dan dilakukan aerasi dengan mengalirkan udara ke dalam

media. Pengamatan terhadap parameter penelitian dilakukan pada akhir masa kultivasi

terhadap konsentrasi lipid dan berat kering biomassa sel. Hasil optimum produksi lipid pada

pH dan salinitas ini ini selanjutnya dipergunakan sebagai untuk proses produksi dalam skala

yang lebih besar.

Tabel 4. Perlakuan dan kode perlakuan

Perlakuan Kode perlakuan

-1,414 -1 0 1 1,414

Ph 4,59 5 6 7 7,41

Salinitas (ppt) 22,93 25 30 35 37,07

Tabel 5. Rancangan percobaan dengan sistem pengkodean

No Kode pH Kode salinitas pH Salinitas (ppt)

1 -1 -1 5 25

2 1 -1 7 25

3 -1 1 5 35

4 1 1 7 35

5 -1.414 0 4,59 30

6 1.414 0 7 30

7 0 -1.414 6 22,93

8 0 1.414 6 37,07

9 0 0 6 30

10 0 0 6 30

11 0 0 6 30

12 0 0 6 30

3.4.5. Ekstraksi Lipid dan Profil Asam Lemak

Mikroalga dikultivasi sesuai dengan jenis media, kondisi nutrisi dan lingkungan

optimal serta waktu panen yang tepat. Biomassa yang dihasilkan dari proses kultivasi pada

kondisi optimal, dipanen dan dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 80oC.

setelah kering, biomassa diukur kadar airnya. Ekstrak asam lemak dilakukan dengan

mengambil 20 gr bubuk mikroalga diekstrak dengan 150 ml pelarut N-heksan dalam dengan

metode soklet selama 7 jam (Kawaroe et al., 2012). Lemak yang dihasilkan dari proses

17

ekstraksi ini kemudian di analisa profil asam-asam lemaknya dengan menggunakan GC dan

GC-MS.

3.5. Luaran/Indikator capaian Penelitian Tahun I

Luaran penelitian tahun ke-1 adalah (1) diperoleh waktu panen yang tepat dengan

konsentrasi biomassa tertinggi. (2) diperoleh jenis media yang tepat dalam memproduksi lipid

tertinggi. (3) diperoleh kondisi optimum konsentrasi nitrat dan posfat dalam memproduksi

lipid tertinggi. (4) diperoleh kondisi optimum kondisi pH dan salinitas dalam memproduksi

lipid tertinggi. (5) diperoleh profil asam-asam lemak penyusun lipid. (6) diperoleh biomassa

dan lipid potensial utk dikembangkan sebagai suplemen makanan. (7) pengajuan makalah

untuk publikasi di jurnal nasional terakreditasi bertopik “optimasi produksi lipid dari

mikroalga Nannochloropsis sp”.

3.6. Prosedur Analisa

Analisis yang meliputi konsentrasi biomasa, kadar air, kadar lemak, protein, profil lipid, dan

protein adalah sebagai berikut

a. Analisa konsentrasi biomasa dengan metode Costa et al.,(2002). Kurva standart

konsentrasi biomasa mikroalga (g/l) dibuat dengan menghitung kepadatan sel dengan

menggunakan hemacytometer dan diplotkan terhadap berat kering mikroalga (g/l).

Kurva standart yang diperoleh digunakan untuk menghitung konsentrasi biomasa sample.

Jumlah kepadatan sel = rata-rata jumlah sel X 25.104

b. Kadar air. Penetapan kadar air dilakukan dengan menggunakan metode oven (AOAC,

1998). Sampel ditimbang 0,5 g, dimasukkan ke dalam cawan oven, selanjutnya

dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC hingga berat konstan.

Kadar air (%) = (kehilangan berat sampel/ berat sampel) x 100

c. Kadar lemak. Penetapan kadar lemak dilakukan dengan menggunakan metode

ekstraksi soxhlet (Sudarmadji et al., 1984). Sebelum digunakan labu lemak dioven dan

ditimbang terlebih dahulu. Sampel bubuk ditimbang 1 g. Sampel dibungkus dengan kertas

saring, dan diekstraksi soxhlet menggunakan pelarut heksan selama ± 6 jam. Labu lemak

hasil ekstraksi dioven dan ditimbang sampai tercapai berat konstan.

Lemak (%) = (berat lemak/ berat sampel) x 100

d. Penentuan profil asam lemak

Ekstrasi lipid. Total lipid yang diekstrasi dari 1 g sampel basah menurut metode Bligh

dan Dyer (Pratomyot et al.,2005). Sampel dilarutkan dengan kloroform (mengandung

18

BHT 0.1 ppm): methanol (mengandung BHT 0,1 ppm) dengan perbandingan 2:1,

dicampur dan dikeringkan dengan gas nitrogen. Ester metil asam lemak yang dipreparasi

dengan katalis asam transmetilasi total lipid (10 ml asam sulfur 2% dalam methanol yang

dioven pada 800

C selama 4 jam). Penambahan 5 ml sodium klorida 5%, 5 ml heksan

pada potasium bikarbonat 2% dan selanjutnya difiltrasi melalui sodium sulfat anhydrous

dan dikeringkan dengan gas nitrogen (Cristies, 1982).

Analisis asam lemak (Pratomyot et al.,2005). Pemisahan dan identifikasi asam lemak

menggunakan gas kromatografi dengan kolom kapiler (30 m x 0,25mm, ketebalan 0,25

µmol). Gas pembawa menggunakan helium pada 1,3 ml/menit. Sampel yang diijeksikan

sebanyak 1 ml pada kondisi yang telah ditentukan. Kolom temperatur 120оC selama 0,5

menit, gradien panas 195о C pada kelajuan 18

о C/menit, 195 sampai dengan 205

оC pada

kelajuan 3 0

C/menit, perbaikan 7 menit, 205 hingga 220 оC pada kelajuan 8

оC/menit.

Ester metil asam lemak yang diidentifikasi dengan membandingkan campuran standard

dan kuantitatif adalah persentase luas total asam lemak.

19

BAB V. HASIL YANG DICAPAI

4.1. PERTUMBUHAN MIKROALGA Nannochloropsis sp.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pertumbuhan mikroalga Nannochloropsis sp.

berbeda-beda pada jenis media yang berbeda. Kurva pertumbuhan mikroalga

Nannochloropsis sp.disajikan pada Gambar 3.

Gambar 3. Kurva pertumbuhan Nannochloropsis sp.pada berbagai jenis media

Gambar 3 menunjukkan bahwa konsentrasi biomassa kering bervariasi pada

setiap jenis media. Pada hari ke nol (0) sampai 5 hari inkubasi, sel Nannochloropsis sp

yang dikultivasi pada jenis media yang berbeda masih mengalami fase adaptasi. Jenis

media yang sesuai dengan media tumbuh akan dapat mempercepat proses adaptasi

sehingga mikroalga dapat tumbuh dengan cepat (Andersen, 2005). Setelah hari ke – 5

inkubasi, sel mengalami fase eksponensial. Perbedaan jenis media mengakibatkan akhir

fase eksponensial dicapai pada hari yang berbeda. Pada media walne, akhir fase

eksponensial tercapai setelah waktu inkubasi 10 hari. Pada media Pertanian, akhir fase

eksponensial tercapai setelah waktu inkubasi 8 hari. Akhir fase eksponensial tercapai

Waktu Inkubasi (hari)

B

i

o

m

a

s

s

a

(g)

20

pada hari ke 11 inkubasi jika sel Nannochloropsis sp. dikultivasi pada media guillard.

Pada media Blue Green 11 (BG 11) dan pada media Allen- Miquel (MQ), akhir fase

eksponensial tercapai setelah waktu inkubasi 12 hari. Hal ini sedikit berbeda dengan

penelitian Widyaningsih et al., (2011) yang menyatakan bahwa pada media walne

puncak pertumbuhan Nannochloropsis sp. terjadi pada hari ke – 9 inkubasi. Namun

penelitian ini sejalan dengan Sukmawan (2012) yang menyatakan bahwa pertumbuhan

optimum Nannochloropsis sp. dicapai pada hari ke – 10 inkubasi.

Menurut Isnanstyo dan Kurniastuty (1995) dan Kawaroe et al., (2010), akhir fase

eksponensial merupakan waktu terbaik untuk pemanenan sel mikroalga karena pada fase

eksponensial struktur sel masih berada pada kondisi normal dan secara nutrisi terjadi

keseimbangan antara nutrien dalam media dan nutrisi dalam sel. Selain itu, pada fase

eksponensial kandungan nutrisi dalam sel sangat tinggi, sehingga mikroalga berada pada

kondisi yang paling optimum.

4.2. Produksi Biomassa Nannochloropsis sp.

Produksi biomassa Nannochloropsis sp dilakukan dengan mengkultivasi

Nannochloropsis sp pada 5 jenis media (sesuai perlakuan) dengan volume kultur 15 L.

Sel Nannochloropsis sp selanjutnya dipanen pada akhir fase log. Penentuan waktu panen

(akhir fase log) berdasarkan pada Gambar 3. Waktu panen Nannochloropsis sp. yang

dikultivasi pada media walne, media pertanian, dan media guillard berturut-turut adalah

hari ke 10, 8, dan 11 inkubasi. Pada media Allen Miquel dan media Blue Green 11,

waktu panen Nannochloropsis sp. adalah hari ke 12 inkubasi. Data biomassa

Nannochloropsis sp disajikan pada Tabel 6.

Tabel 6. Biomassa Nannochloropsis sp. pada berbagai media

Media

Waktu

panen

(hari)

Konsentrasi Biomassa (g/l)

Jumlah Rerata 1 2 3 4 5 6

Walne 10 0,25 0,27 0,23 0,3 0,32 0,25 1,62 0,27

Pertanian 8 0,18 0,19 0,17 0,2 0,19 0,18 1,11 0,19

Allen-

Miquel

12 0,15 0,17 0,18 0,15 0,19 0,2

1,04 0,17

BG11 12 0,20 0,18 0,18 0,19 0,19 0,19 1,14 0,19

Guillard 11 0,25 0,28 0,23 0,26 0,30 0,22 1,54 0,26

21

4.3. Kadar lemak Nannochloropsis sp.

Kadar lemak Nannochloropsis sp. disajikan pada Tabel 7.

Tabel 7. Kadar Lemak (% bk) Nannochloropsis sp. yang Dikultur pada Berbagai Jenis

Media.

Jenis Media Kadar Lemak (% bk)

Walne 9,38

Blue Green (BG-11) 9,83

Guillard 10,80

Allen-Miquel (MQ) 5,97

Pertanian 8,57

4.3. Optimasi Nitrat dan Fosfat Terhadap Produksi lemak Nannochloropsis sp.

Optimasi produksi biomassa pada penelitian ini bertujuan untuk mencari

variabel optimum pengaruh konsentrasi nitrat dan fosfat terhadap produksi biomassa

Nannochloropsis sp. K4 yang maksimal. Data pengujian lemak Nannochloropsis sp.

dengan kombinasi konsentrasi nitrat dan fosfat pada media Guillard dapat dilihat pada

Tabel 7.

22

Tabel 7. Kadar Lemak Nannochloropsis sp. dengan Perlakuan Penambahan Nitrat dan

Fosfat pada Media Guillard

Unit Kode Nitrat Kode Fosfat Kon. Nitrat Kon. Fosfat Kadar Lemak

(%)

1 -1 -1 50 5 17,14%

2 1 -1 150 5 13,44%

3 -1 1 50 25 15,18%

4 1 1 150 25 19,09%

5 -1,414 0 29,3 15 26,71%

6 1,414 0 170,7 15 11,08%

7 0 -1,414 100 0,86 11,30%

8 0 1,414 100 29,14 16,30%

9 0 0 100 15 13,01%

10 0 0 100 15 10,39%

11 0 0 100 15 12,00%

12 0 0 100 15 11,01%

23

BAB VI. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA

Rencana tahapan berikutnya adalah melakukan optimasi faktor lingkungan (salinitas

dan pH) dalam menghasilkan kadar lemak Nannochloropsis sp. tertinggi dan menentukan

profil asam lemak Nannochloropsis sp.

24

BAB VII. KESIMPULAN

Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa :

1. Waktu panen Nannochloropsis sp. berbeda-beda pada berbagai media. Waktu

panen Nannochloropsis sp. yangd ikultivasi pada media walne, media pertanian,

dan media guillard berturut-turut adalah hari ke 10, 8, dan 11 inkubasi. Pada

media Allen Miquel dan media Blue Green 11, waktu panen Nannochloropsis

sp. adalah hari ke 12 inkubasi.

2. Konsentrasi biomassa tertinggi (0,21 g/l) diperoleh dari mikroalga

Nannochloropsis sp. yang dikultivasi pada media Walne, namun tidak berbeda

jauh dari media Guillard.

3. Kadar lemak tertinggi dihasilkan oleh Nannochloropsis sp. yang dikultivasi

pada media Guillard sebesar 10,80%bk.

25

DAFTAR PUSTAKA

Alsull M., Wan M., Wan O. 2012. Responses of Tetraselmis sp. And Nannochloropsis sp.

Isolated from Penang National Park Coastal Waters, Malaysia, to the Combined

Influences of Salinity, Light and Nitrogen Limitation. International Conference on

Chemical, Ecology and Environmental Sciences (ICEES'2012) march 17-18, 2012

Bangkok pp:142-145

Arnata, I W., Gunam, I.B.W dan Anggreni, A.A.M.D. 2010. Eksplorasi Potensi Mikroalga di

Pantai Pulau Bali Untuk Produksi Biodiesel. Laporan Penelitian Hibah Unggulan

Udayana, Universitas Udayana.

Becker, W.E. 1994. Microalgae : Biotechnology And Microbiology. Cambride University

Press. Australia.

Boolag D.M., Edelstein SJ. 1991. Protein Methods. Wiley-Liss. Inc. USA

Brown M. R., Garland C. D., Jeffrey S. W.,. Jameson I. D., Leroi J. M.1993. The gross and

amino acid compositions of batch and semi-continuous cultures of Isochrysis sp. (clone

T.ISO), Pavlova lutheri and Nannochloropsis oculata. J. Applied Phycology 5: 285-

296.

Cahyaningsih, S. 2009. Standar Nasional Indonesia Pembenian Perikanan (Pakan Alami).

Pelatihan MPM-CPIB Pembenihan Udang, 16-20 Juni 2009, Situbondo. Balai

Budidaya Air Payau Situbondo. Situbondo.

Chisti, Y. 2007. Biodiesel from Microalgae. Biotechnology Advances 25 : 294-306

Colquhoun D., Antonio F. J., Tuesday U., Barbara E. 2008. Fish, fish oils, n-3

polyunsaturated fatty acids and cardiovascular health. Nutrition and Metabolism

Committee of the Heart Foundation. Australia.

Costa, J.A.V., Colla, L.M., Duarte Filho, P.F., Kabke, K. Dan Weber, A. 2002. Modelling of

Spirulina Platensis Growth in Fresh Water Using Response Surface Methodology.

World J. Microbiol. Biotechnol. 18, 603-607.

Dunstan G.A., Volkman J.K., Barrett S.M., Garland C.D. 1993. Changes in the lipid

composition and maximisation of the polyunsaturated fatty acid content of three

microalgae grown in mass culture. J. Applied Phycology 5: 71-83.

Edhy, W.A., Januar, dan Kurniawan. 2003. Plankton di Lingkungan PT. Central Pertiwi

Bahari. Laboratorium Central Department, Aquaculture Division. PT. Central Pertwi

Bahari. Tulang Bawang.

Faria G. R., Caroline R.P.S., Paes, Dominique J.F.A., Castro, Natália A.B., Tinoco, Elisabete

B., Sergio O. L. 2012. Effects of the availability of CO2 on growth, nutrient uptake,

and chemical composition of the marine microalgae Chlorella sp. and Nannochloropsis

oculata, two potentially useful strains for biofuel production. Journal of Biotechnology

3(5) : 65-75.

Graham L.E., Graham J.E., Wilcox L.W. 2009. Algae. 2nd ed. Benjamin Cummings

(Pearson). San Francisco. P. 720

26

Hu, H., K. Gao. 2003. Optimization of growth and fatty acid composition of a unicellular

marine picoplankton, Nannochloropsis sp. with enriched carbon sources. Biotechnology

Letters. 25(5):421-425.

Isnanstyo, A., Kurniastuti. 1995. Teknik Kultiur Phytoplankton dan Zooplankton. Kansius.

Jogjakarta.

Kawaroe M., Tri P., Ayi R., Dahlia W.S., Dina A. 2012. Laju Pertumbuhan Spesifik dan

Kandungan Asam Lemak pada Mikroalga Spirulina platensis, Isochrysis sp. dan

Porphyridium cruentum. J. Ilmu Kelautan 17 (3): 125-131

Pratoomyot, J., Srivilas, P., Noiraksar, T. 2005. Fatty Acids Composition of 10 Microalgal

Species. Songklanakarin J. Sci. Technol. 27(6): 1179-1187.

Rebolloso F., NavarroP. A., GarcíaC. F., RamosM. J. J., Guil G. J.L. 2001. Biomass nutrient

profiles of the microalga Nannochloropsis. J Agric Food Chem. 49(6):2966-2972.

Renaud S., Parry D. 1994. Microalgae for use in tropical aquaculture, effect of salinity on

growth, gross chemical-composition and fatty-acid composition of 3 species of marine

microalgae. J Appl Phycol 6:347–356.

Richmond, A., and Cheng-Wu, Z. 2001. Optimization Of A Flat Plate Glass Reactor For

Mass Production Of Nannochloropsis sp. Outdoors. Journal of Biotechnology. 85 :

259–269.

Sankar, M., Ramasubramanian V. 2012. Biomass production of commercial algae Chlorella

vulgaris on different culture media. J. Life Science 1 (1): 56-60.

Slamet, B. 2008. Studi Kualitas Lingkungan Perairan Di Daerah Budidaya Perikanan Laut Di

Teluk Kaping Dan Teluk Pegametan Bali. Tesis. Program Pascasarjana Universitas

Udayana. Denpasar.

Spolaore, P., Claire J. C., Elie D., Arsène I. 2006. Commercial Applications of Microalgae. J.

Bioscience and Bioengineering 101(2): 87–96.

Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 1984. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan

Pertanian. Liberty, Yogyakarta.

Sudjana. 1989. Desain dan Analisis Eksperimen. Tarsito. Bandung.

Sulastri, H. 2008. Exploration of Indonesian,s Biodiesel Producing Microalgae as Sustainable

Energy source. Indonesian Centre for biodiversity and Biotechnology, Bogor.

Sylvester, B., Nelvy, dan Sudjiharno. 2002. Biologi Fitoplankton, Budidaya Fitoplankton dan

Zooplankton. Balai Budidaya Laut Lampung. Makara, Teknologi. 9: 3-23.

Takagi, Mutsumi., Karseno and Yoshida, Toshiomi. 2006. Effect of Salt Concentration on

Intracellular Accumulation of Lipids and Triacylglyceride in Marine Microalgae

Dunaliella Cells. Journal of Bioscience and Bioengineering, 101(3) : 223-226.

Taw, N. 1990. Petunjuk Pemeliharaan Kultur Murni dan Massal Mikroalga. Proyek

Pengembangan Udang, United nations development Programme, Food and Agriculture

Organizations of the United Nations.

27

Foto-foto selama penelitian

a

b

c d

e f

28

Keterangan

(a) : Media kultur air laut sebanyak 700 ml yang akan digunakan dalam proses kultivasi.

(b) : Kultur Nannochloropsis sp. sebanyak 300 ml yang digunakan dalam kultivasi

(c) : Kultivasi Nannochloropsis sp. Pada Berbagai jenis Media

(d) : Produksi Biomassa Nannochloropsis sp. pada Berbagai jenis Media

(e) : Pemanenan Kultur Nannochloropsis sp. dengan Metoda Flokulasi

(f) : Pengendapan Kultur Nannochloropsis sp. setelah Pencucian Berulang-ulang

(g) : Pengovenan Biomassa Nanochloropsis sp.

(h) : Biomassa Kering Nannochloropsis sp.

(i) & (j) : Analisis Kadar Lemak Biomassa Kering Nannochloropsis sp.

i j

g h

29