PERTUMBUHAN MIKROALGA Spirulina HASIL KULTUR SKALA SEMI MASSAL Oleh: Dra. Ilwi Sunu Widyartini, MSi
PENDAHULUAN Sel-sel mikroatga, merupakan pakan alami bagi lanra dalam pembenihan karena pada awal kehidupan ikan/ non ikan membutuhkan persyaratan pakan yang sangat spesifik dan kompleks. Penguasaan teknik kultur harus didasari pengetahuan
biologi organisme yang akan dibudidayakan. Pertumbuhan mikroalga kulttr, membututrkan berbagai senyawa anorganik, sebagai hara makro dan mikro. Uns,ul hara makro Fe, Zn, Mn,
protein.
yaitu: N, P, K
So
Na, Si, dan Ca. Unsur hara mikro yaitu:
Cu" Mg, Mo, Co, B. Unsur N, P, dan S penting untuk pembentukan
Unsr K
berfungsi dalam nnetabolisrne karbohi&at. Fe dan Na berperan
dalarn pembentukan khlorofil. Sid an Ca merupakan bahsn mtuk pembentukan
dinding sel. Vitarnin (812) untuk trnemacu pertumbuhan dengan merangsang proses
fotosintesis. Selain itu kondisi lingkungan seperti cahay4 suhu" tekanan osmosis dan pH juga dapat rnemacu atau mengharnbat pertwnbuhan. Faklor genetie iuga sebagai fbktor internal (sifat- sifat pertumbuhan).
PERTUMBUHAN MIKROALGA: Perfurnbulran rnikroalga dalam kultur ditandai bertambah basar ukuran sel atau bertambah banyaknya
j"mlatt sel. Ada 4 fap perhrmbuhan pada mikroalge yang
dikultur yaitu:
1.
Fase istirahat Sesaat setelah starter dimasukkan pada media
kultur. Populasi tidak mengalami
sel membesar, tetapi belurn terjadi pembelahan sel sehingga kepadatan sel belum meningkat. Organisme aktif rrelakukan
perubalran. Uktrran
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
metabolisme, terjadi sintesis protein.
2"
Fase
logaritrnit
Terjadi pembelahan sel dengan laju pertumbuhan tetap. Pada kondisi yang optimum, laju pertumbuhan mencapai maksimal.
J.
fase stationer
Perturnbuhan mulai mengalami penurunan dibandingkan fase logaritmik. Laju
reproduksi sarna dengan laju kematian. Penambahan dan pengurangan jumlah sel relatif sama atau seimbang, sehingga kepadatan tetap. fase kematian
Laju kematian lebih cepat dari laju reproduksi. Jwdah sel menurun
secara
geometrik. Penurunan kepadatan ditardai dengan perubahan kondisi optimum, yangdikarenakan temperatur, cahaya, pH danhara yang ada
Penghitungan kepadatan untuk nrengetahui pertumbuhan sel, kepadatan
bibit, kepadatan awal kultur dan kepadatan pada saat panen. Kepadatan dihitung dengan menggunakan Hemacytometer atau sedgewich
rafter.
Sebagai alat bantu
adalah rnikroskop, Hand counter dan pipet tetes.
Ilemrcytometer adalah alat yang terbuat dari gelas yang dibagi rnenjadi kotak-kotak pada dua tempat bidang pandang. Kotak berbentuk bujm sangkar dengan sisi
I
mm, tinggi 0,1 rnm
ruangan: 0,1 firn3 atau l0
'
dan ditutup dengan gelas penutup (volume
ml. Kotak bujur sang!<ar sisi knrn dibsgi mer{adi 25
kotak bujur sangkm yang dibagr lagi rnenjadi 16 kotak bujur sangkar lebih kecil. Penghitungan; pada bidang yang kotak-kotak lmrn arah ke kanan ke bawatr ke
kiri
ke bawah ke kanan dan reterusnya Perhitungan dapat boleh hanya dilakukan beberapa
kobk
saja-
Kepadatan
- N x 104seU ml
Keterangan:
1q: jrrmlah mikroalga yang terdapat pada bujur sangkar dengan sisi lmrn
$edgemieh rafter adalah alat yang s€rupa gelas obyek tetapi tebal daa pada
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
setiap sisinya lebih tinggi sehingga pada sisi dalarn memkntuk lekukan persegl pa&jang. ukuran lekukan 50
x 20 x0,1 mm3. Untuk menghitung
dihitung terlebih dahulu ukuran sdgewich raftet, yaitu:
Paqiang: 50 mm lebar:20
mm tinggi :
Maka:
Volume= g$ x20 x
I mm3 = 1 ml
lmm
kepadatan maka
Keterangan: d = diameter bidang pandang 1000: volume Luas bidangp*g*C (Lbp) = 3,14 x (d I
2f
Maka:
Jumlah bidang pandang (Jbp) = 1ffi0 Jurnlah rerata
sel
10
lLbp
x pengamalan: n
Maka:
Kepadafan (tT) : JbP x n seUml Keterangan:
N:
kepadatan n = rata-rata jumlah plankton dari l0
x
pengamatan
TAKTOR PEMBATAS PERTUMBUHAN Faldor pmbatas adalah sumber daya penting yang paling dekat dengan pembatas, minimum kritis yang dibututrkan oleh organisme/ alga. Beberapa faldor dan antara lain kekumngan nutrisi kimia dan parameter fisik, intensitas cahaya kondisi temperatur, serfia organisme p€mangsa/ biotik. Kekrhasilan di alam karena
optimal untuk hidw, adapun yang membatasi adalah toleransi alga
terhadap
pararneter biotik dan abiotik, yaitu:
l"
Habitat
Kedalaman suatu tempat mernpengaruhi zona-zona suatu perairan. yang Keberadaan sel alga pada zona eufotilq lebih sering dari pada di zona-zona lain. peran angtn berfimgsi dalam rnengaduk permukaan air reeara rneluas. lvlusim akan nemprgarutri tunpratur suatu tempat. Temperatur rnenrpakan variabel
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
penting dalam proses pengadukan. h{usim, temperatu: dan salinitas sangat juga mampenganrhi sguktur keraptan air Meningkataya salinitas, kerapatan meningkat. Daerah pantai mempunyai kisaran salinitas 28o/x juga rnennbantu memenuhi nutrisi pada permukaan air'
'3296.
Pengadukan
Batu karang mergpakan ekosistem yang paling produktif, keragarnan organisme-organismenya besar. Pemkntukan batu karang oleh individu-individu binatang karang polyp yang rnengeluarkan sejumlatr corelyt kalsiurn karbonat.
plankton atau Setiap karang nrernpunyai tentaket yang melingkar untuk menangkap mangsa lain.
Disamping itu makanan diperoleh dari simbiosis dinoflagellata di dalarn selselnya" disebut zooxanthella. Tumbgh pada kedalaman kurang dan25 m, sehingga zo oxonthe lla fi rampu
2.
berfotosintesa
Ternperatur
Temperatur secara langsrmg mempengaruhi organisme hidW rnelalui
prosos rnetabolisrne. Temperatur bartambah se.ialan dengan salinitas dan pengeadalian berat jenis air. Temperatur rnerupakan variabel penting dalam proses
pengadgkan, pengamhnya lebih lanjut terhadap kerapatan air, oleh karena itu mempenganrhi stabilitas kolom air. Temperatur optimum rmtuk pertumbuhan alga 0C. Ada beberapa yang mempunyai t€mpeiatur optimuni rendah 4-6 antara (18-25) "C, Diatomae di Antartika.
3.
Cahaya
Alga membutuhkan catraya untuk fatosintesis. Yang harus dipertimbangkan
dari cahaya adalah fotopriodisitas dan kualitas (panjang gelombang). Intensitas cahaya berkurang seoara eksponensial selama menesrbus air- Berkumngnya cahaya selaras dengan absorbsi air, materi dalaur air dan sejrrnlah partikel keeil terlarut (termasuk plankton). Intensitas cahaya rendah sebagai pembatas di rnusim dingin, karena kecepatan fotosintesis rendah.
Intensitas cahaya tinggi mempercepat fotosintesiq sebagai pernbatas adatah carbon. Cyanophyta mendominasi perairan dan tanah karena mampu berfotosintesis
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
pada pencahayaan rendah. Cryptophyta ada penanrbahan fikoeritrin (maksirnum msnyerap 545
nm). Cahaya hijau (540 nm),
cahaya merah {6a0 nm). Intensitas
cahaya penting ddam pembentukan makromolekul dari COz, Bssarnya fluktuasi caluya terganhnrg kedalaman dan waktu (harian dan musirnan).
4.
Salinitas
perubahan lapisan
lingtungan
akuatrk,
air berpengarub terhadap
perbedaan berat jenis pada
ini disebut dengan stratifikgi, yang mempengaruhi
sel pada zfirra euphotik dan keberadaan nutrien. Garam-gararn anorganik tidak larut di lautan. Fungsi nereka sebagpi penyusun elemen yang penting dalam aktivitas osmosis. Garam-garanr di lperairan yang kuat arusnya
keberadaan
didominasi oleh Ca*, HCO:- dan COr- yang mempengaruhi tingginya pH (di atas 8). Perairan yang tenang dengan total garam-garam tidak larut rendah dari Na dsn
Cl
sehingga kardungan
5.
Arus air
pt{ lebih asam {di ba$iah 7).
Arus air atau daerah lotik
di
daerah sungai-sungai cepat dan lambat di
kolam-kolarn. Sungai yang dalam anrsnya lebih tenang. Dasar sungai tertutup oleh sedimen bobas (endapan dan lumpur). Cahaya tidak rnensmbus sampai dasar sungai, sehingga perfumbtrhanalga terbatas pada daeratr dangkal di sepanjang tepi
sungai. Kelompok penting penghasil pros€s fotosintesis adalah fumbuhan berpembuluh, Bryophyta, alga benthik {diatom pennatae), filamen Chlorophyt4 Batraclw spermrrr (Rhodophyta) dan Cyanobacteria
6. Nutrisi nurisi menentuka$ tingkat prtr.mbuhan alga. Kebanyakan nutrisi-nutrisi tersabut terdapat dalam jumlah yang cukup sesuai kebutuhan, sehingga tidak menjadi frktor pembafas tenaga unfilk pertnrnbuhan. Tinggi Ketersediaan
rendahnya diberi istilah eutrofi dan
oligotrofi. Respon terhadap pembatas nutrisi
perturnbuhan adalah berkurangnya jumlatr sel. AsWk lainnya dari komposisi dan
fisiologi, kecendenrngan peilrruffm kandungan khlorofil dan protein per sel, serta penambahan karSohidrat (kadang-kadang lemak).
Unfuk keperluan nutrisi, terutama pada kultur alga, unstrr-unstn hara yang
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
dibutuhkan alga untuk kelangsungan hidupnya terdiri atas
:
Selain bahan anorganik, beberapa alga juga menggunakan batmn organik
sebagai surnber energi dan pertumbuhan, antara
lain biotin, tiamin,
atau
sianokobalamin (Brz). Konsentrasi nitrogen dan fosfat yang ctrkup rendah mempengaruhi prosentase karbon tertentl berhtrbungan dengan kenaikan protein
dan penurunan karbohidrat. Mikroalga dapat juga melakukan perfumbuhan hoterotropik, yaihr dalam kultur di laboratorium. Media yang digunakan glukos4 asetatatau l*ktat.
Nitrogen Kebanyakan alga dapat mengikat NQ-s, NOz atau NH*q sebagai sumber nitrogen walaupun beberapa flagellat4 khususnya Euglena tidak dapat tumbuh pada daerah yang kaya
nitrit dan nitrat. Nitrit pada perairan atami tidak berada dalam
junnlah banyak karena dalam bentuk lain. Beberapa alga mampu meagikat ni*ogen
anorganik teruhma urea Amonium seringkali dalarn jumlah sedikit, sabagai
NOI
Ntf4, konsenkasi 0,5 * I per mol. NC}: harus direduksi terlebih dahulu menjadi Nlf4 oleh aktivitas nitrat reduktase pada sel sebelum bergabrmg menjadi
dai
pada
asarn amino.
Posfor Orthophosphat
GOI)
adalah satu-satunya sumber bahan organik penting
untuk alga walaupun mudah terisi elemen dari macarn-macarn bahan organofosfat. Dalam kondisi defisiensi fosfat, aktivitas fosf,atase alkalin rneningkat cepat {10-100
kali). Alga menyimpan
kelebihan fosfat sebagai polifosfat di granula sitoplamra
yang berdiameter 30-500
nm. Sebagai corrtoh
Glyserofosfat sering digunakan
sebagai rnedia kultur.
Silikon Diatomae mengandung frustula silicon Si(OH)a, disamping
itu
, dalarn bentuk asam orthosilisat,
Si diperlukan unflrk mernbentuk dinding sel , sintesis DNA.
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
Sel yang kektnangan
Si
menimbun lemak Diatomae kekurangan
N dan P
menimbun karbohidrat.
Mikroelermen dan vitamin
Meskipun bul€n factor pembafas (seperti
N, P dan Si), elernen
mikro
diperlukan dengan konsenEasi yaog keciV sedikit. Fe, hiln, Co dan Zn menrpakan
elemem mikro. EDTA adalah agen sintesis dalam media alami. Beberapa algaiuga membutuhkan sumber vitamin, yaitu vitamin 812, Thiarnin atau Biotin. Kandrmgan
vitamin dalam perairan berkisar 10 - 100 mg/liter
Pemanenan Pemanenan mikroalga yang tepat berdasarkan pola pertwrbuhan hanrs dilakrrkan pada saat mikroalga mencapai puncak populasi . Pernanenan terlampau ocpat atau belum mencapai puncak ppulasi, maka sisa zat hara masih cukup besar
sehingga dapat mernbatrayakan organiwte pemangsa. Pernanenan terlambat rnaka sudatr banyak terjadi kematian sehingga kualitasnya tunm.
Pernanelran dapat dilakukan serara total atau sebagian. Apabila dilakukan
@ian- Sisa yang l/3 bagian diberi lagi air laut dengan kberapa peralatan yang bisa digunakan antara lain: planktonnet
sebagian, diambil 2/3
.
centrifuge, plate separator dan ber,hgai macam
filts.
Unttrk mikroalga bentuk
filamen" seperti Skeketonems daa Spirulina dapat juga dengan cara penyaringan-
B€ntuk kering didspat dari hasil penjemuran konsensat mikroalga di bawah
sinar matatrari dengan suhu 70 oC atau rnenggrmakan oven.Mikroalga kering disimpan dalam botol-botol yang tertutup rapat. Bentuk basatt beku diperoleh dengan penyimpanan yangtelah dipadatkan di dalam fuezer.
Pemelihar**n stok murni Pemeliharaan yang kesinambrurgan mikroalga perlu dilakukan dengan pemeliharaan stok murni. Stok mumi disimpn dalarn media agar atau rnedia cair dan disirnpan dalam lemari
pndingin
Penyimpanan sfiak dalam
nrdia agar dapat
bertatran sampai 6 bulan Penyimpanan stok murni dalam media cair dilakukan
dalam tabung reaksi volurne
l0 ml, diberi ptrpuk tanpa
pengocokan s€tiap hari. Biak€{t stok murni
diganti
aerasi, harus dilakukan
sekali dan diletakkan
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
pada rak kultur dengan pencahayaan lampu pendingin dapat bertahan sampai I bulan.
PEN{JTUP
TL.
Penyimpanan dalam lemari
Pemacenan mikroalga
yang tepat
berdasarkan
pola
pertumbuhan.
Pemanenao terlampau cepat atau belum mencapai puncak populasi, maka sisa zat
hara rnasih cukup besar sehingga dapat membahayakan organisme pemangsa. Pemanesan terlambat maka sudah banyak terjadi kematian sehingga kualitasnya
turun. Sesaat setelah fase pertumbtrtran logaritmit terjadi pembelahan sel dengan laju pertumbuhan tetap. Pada kondisi yang optimum, laju pertumbuhan mencapai maksirnal.
DAFTAR PU$TAKA
Bol4 H.C. and Michael J. Wynne. 1985. Introduction to the Algae. Sec. Ed. Prestice llall Inc., Englewood Clitrs. N.J. 07632. Borowitzka"
M. A. dan L. J. Borowitzka.
1988. Dunalietrla. Microalgal
Biotechnology. Canrbridge University Press, Canobridge.
Campbell, N.A., J.B. Reece and L.G. Mitchell. 1999. Biologi. Edisi Kelima. Terjenrahan N{anahl W. Penerbit Erlangga, JakartaDarley, W. M. 1992. Algal Biology: a physiological approach. Blackwell Scientific Putrlications, Oxford, London. Dire}$orat Bina Pembenihan- 1998- Budidaya Mikroalga Skala Laboratoriurn dan Massal. Direktorat Jenderal PerikanarU Jakarta.
Isnansetyo, A, dan E. Kunriastury. 1995. Teknik kultur Phytoplankton dan Zooplankton. Pakan Alami untuk Pernbedhan Organisne Laut. Penerbit Kanisius, Yogyakarta. Lee,
R E. 1989. Phycology, Second
Edition. Carnbridge University Press, New
York.
Merchanf R. E. 2006. The Benedifits of Dietary supplernentation with Chtarella pyrenoidaso in Patients with Brain cancer or Suffering from certain Common Chronie lllnesses. http://ruskandi.tripod.com/idt s.htnl.
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
Nurhidayati, T,, s. B. M. Sambiriog dao M. Munir. 2005. Pengaruh Penambahan IAA Terhadap Laju Pertumbuhan Populasi Spirulina sp- Dalam Media zarrouk Modifikasi. Jurnal TPTEK 8 (3) : 143-150.
oH-Hama,
T. and s. Miyachi.
Cambrisge, l.ondon
1988. chlorella Mikroalgae Biotechnology.
E. $. Dan Strsi, A. w. 2005. Green Algae (Chlorella ry.) Biosoq$ion forNirat and Phospat- Jurnal Furifikasi 6 (l) : 73'78'
Pandebesie,
Martosudarms, B. dan sabarudi4 s. 1980. Makanan Hidup Larva udang Paneid' Direkfiomt Jenderal Perikanan, Departemen Pettanian, Jal€rta Sze,
p. lggi.A. Biology of The Algae.
Second Edition. \Ym" C. Broqm hrblishers'
Oxfurd, Engtrand. Sutomo. 2005. Kuftur Tiga Jenis Mikrcalga {Tetraselmis, Chlorella danChaetoceros
gracilis) dan fengaruh Kepadatan Aqral Terhadap Peffimbuhan di
IoU.*t*i r*. Oseanologi
dan Limnologi di Indonesia 37: 43-5E.
bio.unsoed.ac.id bio.unsoed.ac.id
