KANDUNGAN MINYAK MIKROALGA JENIS Tetraselmis sp. DAN Chlorella sp. BERDASARKAN UMUR PERTUMBUHANNYA

1133

Kandungan minyak mikroalga ... (Sri Amini)

KANDUNGAN MINYAK MIKROALGA JENIS Tetraselmis sp. DAN Chlorella sp. BERDASARKAN UMUR PERTUMBUHANNYA Sri Amini dan Sugiyono Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan Jl. K.S. Tubun, Petamburan VI, Slipi, Jakarta E-mail: [email protected]

ABSTRAK Penelitian kandungan minyak pada mikroalga jenis Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. berdasarkan umur pertumbuhannya telah dilakukan dilaboratorium Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi, Jakarta. Kultivasi mikroalga Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. dilakukan didalam wadah ukuran 100 liter dan ditempatkan diluar ruangan. Sebagai media pertumbuhannya Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. dikultivasi menggunakan air laut dengan kadar garam 20 ppt, aerasi dilakukan terus menerus kemudian diberi pupuk Conwy. Pengamatan pertumbuhan dan pemanenan biomassa sel mikroalgae dilakukan setiap 5 hari sekali. Ekstraksi minyak dilakukan menggunakan pelarut hexana. Hasil penelitian menunjukkan umur 10 hari pada Tetraselmis sp. menghasilkan kandungan minyak tertinggi 6,96% dengan kepadatan log 6,75 sel/mL, kemudian menurun pada umur 15 hari yaitu 5,92% kepadatan log 6,95 sel/mL. Sedangkan Chlorella sp. pada umur 15 hari kandungan minyak tertinggi 9,80% dengan kepadatan log 6,50 sel/mL. KATA KUNCI:

mikroalga, pertumbuhan, kandungan minyak, Tetraselmis sp., Chlorella sp.

PENDAHULUAN Tetraselmis sp. dan Chlorela sp. merupakan mikroalga laut termasuk ke dalam tumbuhan tingkat rendah. Mikroalga dikelompokkan ke dalam Filum Talofita karena tidak memiliki akar, batang dan daun sejati (semu). Namun mikroalga ini memiliki zat warna hijau daun (pigmen klorofil) yang mampu melakukan fotosintesis dengan bantuan air (H 2O), CO2 dan sinar matahari yang dapat mengubah energi kinetik menjadi energi kimiawi dalam bentuk biomassa atau yang lebih dikenal dengan karbohidrat. Dalam struktur piramida Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. sangatlah penting karena menempati posisi sebagai produksi primer mengandung nutrisi yang tinggi terdiri dari protein, karbohidrat dan lemak. Sebagai dasar mata rantai pada siklus makanan di laut mikroalgae merupakan makanan alami bagi zooplankton baik yang masih kecil maupun yang sudah dewasa. Selain itu mikroalgae atau fitoplankton juga digunakan sebagi indikator kesuburan suatu perairan (Kabinawa,2001). Dilihat dari komposisi nutrisinya, mikroalga mengandung protein 30%-55%, karbohidrat 10%30%, lemak 10%-25%, mineral 10%-40%, dan asam nukleat 4%-6% (Pranayogi, 2003). Selama ini kegunaan mikroalgae jenis Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. merupakan pakan alami larva ikan,udang dan biota perairan lainnya yang telah dibudidayakan dikolam-kolam, tambak ataupun di perbenihan khususnya. Perkembangbiakan mikroalgae terjadi secara aseksual. dapat tumbuh dalam berbagai media yang mengandung cukup unsur hara, seperti N, P, K dan unsur mikro lainnya dan tumbuh baik pada temperatur optimal 25°C. Unsur nutrien yang diperlukan mikroalga dalam jumlah besar adalah karbon, nitrogen, fosfor, sulfur, natrium, magnesium dan kalsium. Sedangkan unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah relatif sedikit adalah besi, tembaga(Cu), mangan (Mn), seng (Zn), silicon (Si), boron (B), molibdenum (Mo), vanadium (V) dan kobalt (Co) ( Manahan,1984; Chumaedi et al., 2004). Akhir akhir ini mikroalga telah diteliti sebagai sumber energi baru terbarukan sebagai pengganti fuel fossil. Energi yang selama ini digunakan berasal dari fuel fossil sudah dirasa kurang sesuai untuk kelanjutannya sebagai sumber energi. Hal ini disebabkan fossil fuel merupakan sumber energi yang terbatas. Selain itu, proses pembakarannya menghasilkan efek yang kurang sehat bagi lingkungan

Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2011

1134

dan kesehatan seperti efek green house, karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2) dan oksida nitrogen (Nox) (Patil et al., 2008). Biofuel atau biodiesel dari mikroalgae hampir mirip dengan biodiesel yang diproduksi dari tumbuhan penghasil minyak seperti jarak dan kelapa sawit. Sebab semua biodiesel diproduksi menggunakan triglyserida (biasa disebut lemak) dari minyak nabati. Pola pertumbuhan mikroalga tidak memerlukan waktu yang lama cukup 7 hari sudah dapat dipanen biomassanya sebagai bahan baku pakan,pangan dan lainnya. Oleh sebab itu, perlu dilakukan penelitian kandungan minyak nabati dari Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. untuk mengetahui kandungan minyak berdasarkan umur pertumbuhannya. BAHAN DAN METODE Kultivasi mikroalga jenis Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. dilakukan pada sistem outdoor (di luar ruangan) menggunakan media air laut dengan kadar garam 20 ppt, pada wadah yang berukuran 100 liter. Pencahayaan dengan sinar matahari untuk proses fotosintesis sel dan media pertumbuhannya diberi pupuk Conwy (Amini,2004 ). Pupuk Conwy yang digunakan terdiri dari: Larutan A:

Dilarutkan 100,0 g NaNO3, 20,0 g NaH2PO2.2H2O, 45,0 g Na-EDTA, 33,6 g H3BO3, 0,78 g FeCl3, 0,36 g MnCl24H2O dalam 1000,0 mL aquades.

Larutan B:

2,1 g ZnCl2, 2,0 g CoCl26H2O, 0,9 g CuSO45H2O, 10,0 mL HCl pekat, dalam 100,0 mL aquades.

Tambahkan pada media air laut perliter dengan larutan A = 1 mL dan larutan B= 0,001 mL Pada penelitian ini setiap jenis mikroalgae Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. dilakukan 3 kali ulangan. Pengamatan pertumbuhan sel mikroalgae dilakukan setiap 5 hari sekali dan dihitung kepadatan selnya dengan menggunakan haemocytometer dan counting hand. Penghitungan kelimpahan mikroalga menggunakan persamaan berikut ini (Parsons et al., 1989).

n 10. 000 x  sel mL x 1 Keterangan: n = total sel hasil perhitungan x = faktor divisi berdasarkan persentase dari masing-masing kisi perhitungan (=1)

Sedangkan laju pertumbuhan sel (k) dihitung dengan menggunakan rumus OHama & Miyachi (1992) berikut ini.

log 10 k 

N No

t - to

x 3,32

Keterangan: N to 3,32

= jumlah sel diakhir kultur , N0 = jumlah sel diawal kultur = waktu awal saat kultur, t = waktu akhir saat kultur = faktor koreksi

Pemanenan biomassa Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. dari hasil produksi dilakukan setiap 5 hari dengan cara mengendapkan dengan NaOH sampai pH 9,0 kemudian didiamkan selama 24 jam lalu endapan disaring menggunakan kain satin atau filterbag. Pengeringan biomassa Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. dilakukan dengan cara penjemuran di atas kain satin dengan menggunakan sinar matahari. Bobot kering biomassa mikroalga dihitung berdasarkan metode AOAC (1999). Biomassa kering yang didapatkan kemudian diseparasi untuk mendapatkan minyak yang terkandung didalamnya. Perlakuan pemisahan minyak nabati mikroalga dilakukan dengan menggunakan pelarut heksan.

1135


Ekstraksi Minyak Nabati Mikroalgae Ekstraksi minyak nabati dilakukan dengan menggunakan pelarut hexana dengan dasar pertimbangan pelarut tersebut bersifat non-polar yang dapat mengikat minyak atau lemak (trigliserida) yang bersifat non-polar, mudah dipisahkan dari campurannya dengan zat terlarut, kekentalan relatif rendah, murah biayanya. Pelarut yang cukup baik tidak merusak zat yang terlarut yang diharapkannya. Metode Ekstraksi Minyak nabati Mikroalgae dengan menggunakan modifikasi Banerjee et al. (2002), Dayananda et al. (2007), dan Anonim (2006) sebagai berikut :

Mikroalgae strains xy

Biomassa kering (10 g)

Maserasi selama 24 jam dengan Hexane Biomassa : Soven = 1 : 1 Sentrifuse kecepatan 3000 rpm selama 10 menit. Pisahkan larutan jernih dan endapan Larutan jernih diuapkan di dalam rotary evaporator untuk memisahkan pelarut dan minyak nabati

Minyak nabati disimpan dalam katalis methanol dan NaOH (0,25 g NaOH dicampur dengan 24 mL methanol)

HASIL DAM BAHASAN Hasil penelitian kandungan minyak mikroalgae dilakukan berdasarkan umur pertumbuhan sel selama kultivasi dalam umur 5, 10, dan 15 hari dapat dilihat pada Gambar 1. Dari Gambar 1 terlihat bahwa pertumbuhan sel mikroalgae tertinggi terdapat pada kultivasi Tetraselmis sp. pada umur 10 hari yaitu 6,75 log sel/mL pada fase eksponensial sampai umur 15 hari. Sedangkan Chlorella sp. kepadatan tertinggi terjadi pada umur 15 hari 6,60 log sel/mL. Walaupun kedua jenis mikroalgae tersebut dikultur dalam kondisi yang sama yaitu kepadatan awal masing-masing 4,0 log sel/mL, media air laut dengan kadar garam 20 ppt dan diberi pupuk Conwy. Perkembangbiakan mikroalgae terjadi secara aseksual. dapat tumbuh dalam berbagai media yang mengandung cukup unsur hara, seperti N, P, K dan unsur mikro lainnya dan tumbuh baik pada temperatur optimal 25°C. Unsur nutrien yang diperlukan mikroalga dalam jumlah besar adalah karbon, nitrogen, fosfor, sulfur, natrium, magnesium dan kalsium. Sedangkan unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah relatif sedikit adalah besi, tembaga(Cu), mangan (Mn), seng (Zn), silicon (Si), boron (B), molibdenum (Mo), vanadium (V) dan kobalt (Co) (Manahan,1984; Chumaedi,2004). Dengan pemberian pupuk Conwy dalam media pertumbuhan Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. sudah cukup menunjang pertumbuhannya,dikarenakan hampir semua unsur trace elemen sudah cukup tersedia. Sedangkan laju pertumbuhan tertinggi mikroalgae terdapat pada kultivasi Tetraselmis sp. pada umur 5 hari yaitu k = 4,70 dam Chlorella sp. k = 2,13. Disini terlihat fase eksponensial terdapat pada umur pertumbuhan 5 hari merupakan fase doubling time (kelipatan) dari jenis Tetraselmi sp. ataupun Chlorella sp. (Gambar 2)


1136

Gambar 1. Pertumbuhan Mikroalga dalam log sel/mL

Gambar 2. Laju pertumbuhan Mikroalga Sebagai data pendukung parameter lingkungan media tumbuh terdiri dari pH, kadar garam dan suhu dapat dilihat pada Tabel 1. Kisaran parameter media pada 2 jenis mikroalga yaitu Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. menunjukkan nilai-nilai tidak berbeda nyata dan masih menunjang pertumbuhan mikroalga. Borowitzka & Borowitzka,1992 menyatakan bahwa mikrolaga dapat hidup dilingkungan perairan yang cukup ekstrim dengan suhu > 40°C dari optimum suhu 20°C-30°C, pH 1-11. Sedangkan pada penelitian ini rata-rata pH media kultur berkisar antara 8-8,5, kadar garam 20-23 ppt dan suhu 26°C-33°C. Tabel 1. Rata-rata Pengamatan lingkungan media pertumbuhan mikroalga meliputi pH dan kadar garam (S=ppt)

Umur (Hari) 1 5 10 15

Tetraselmis sp. pH = 8,0 S = 20 pH = 8,2 S = 20 pH = 8,3 S = 23 pH = 8,3 S = 23

Chlorella sp. pH = 8,0 S = 20 pH = 8,2 S = 20 pH = 8,5 S = 20 pH = 8,5 S = 22

1137


Pengamatan suhu media tumbuh selama 24 jam berkisar antara 26°C-33°C Kandungan minyak nabati mikroalga dari jenis Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. dengan menggunakan pelarut hexana dapat dilihat pada Tabel 1, Nilai tertinggi kandungan minyak nabati terdapat pada jenis Chlorella sp. yaitu 9,80% pada umur 10 hari pada fase eksponensial,kemudian menurun menjadi 5,70% pada hari ke-15 menuju fase stasionary (fase konstan). Sedangkan kandungan minyak nabati dari Tetraselmis sp. tertinggi terdapat pada umur 5 hari yaitu 6,96% pada fase eksponensial kemudian menurun pada hari ke-10 dan ke-15 hari. Borowitzka (1992) menyatakan bahwa kandungan minyak pada jenis Chlorella sp. berkisar antara 29,2%-52,8%, Nannochloropsis 35,5%, Botryococcus braunii 54,2% dan Nitschia 39,5%. Menurut Chisti (2007), mikroalga mempunyai kandungan minyak 15%-60%, Nannochloropsis 31% dan Spirulina 14% (Becker, 1992). Hasil penelitian ekstraksi minyak nabati Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. disini masih menunjukkan nilai yang rendah. Hal tersebut perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan beberapa perlakuan kultivasi sehingga memperoleh kandungan minyak tinggi.

Tabel 2. Hasil rerata kandungan minyak nabati mikroalga (%) berdasarkan bobot kering biomassa Umur (hari)

Tetraselmis sp.

Chlorella sp.

1

0,99

5,70

5

6,96*

8,46

10

5,92

9,80*

15

0,99

5,70

KESIMPULAN Kandungan minyak nabati mikroalgae Tetraselmis sp. dan Chlorella sp. telah diteliti berdasarkan umur kultur dalam hari. Hasil penelitian menunjukkan kandungan minyak nabati tertinggi terdapat pada jenis Chlorella sp. yaitu 9,80% dengan kepadatan 6,60 log sel/mL pada fase eksponensial pada umur 10 hari kemudian menurun pada fase sel konstan. Sedangkan jenis Tetraselmis sp. kandungan minyak nabati 6,96% pada umur 5 hari dengan kepadatan 6,75 log sel/mL pada fase eksponensial dan menurun pula pada fase konstan. DAFTAR ACUAN Amini,S. 2004.Pengaruh umur ganggang halus laut jenis Chlorella,sp dan Dunaliella,sp. Terhadap pigmen klorofil dan karotenoid sebagai bahan baku makanan kesehatan. Seminar Nasional & Temu Usaha,Fakultas Pertanian Universitas Sahid,Jakarta. P.229 – 238. Anonim 2006. Algae Oil Extraction, www.oilgae.com/algae/oil/extract/extract.html, d i a k s e s tanggal 26/12/2006. AOAC,1999.Official Methods of Analysis. 13rd ed.Association of Official Analytical Chemist. Washington D.C. Banerjee, A.; Sharma, R.; Chisty, Y. and Banerjee, U.C. 2002. Botryococcus braunii: A renewable Source of hydrocarbons and other chemicals. Critical Reviews in Biotechnology, ( 22) 3. p. 245279. Becker, E.W., 1992. Micro-algae for human and animal consumtion. Micro – algal. Biotechnology Section I. The Algae Cambridge Univ.Press. p.222 – 256. Borowitzka,M.A.,1992. Fats, oils and Hydrocarbons. Micro-algal. Biotechnology. Section.The Algae. Cambridge Univ. Press. p.257 – 287. Borowtzka,M.A. and Borowitzka,L.J. 1992. Microalgae Biotechnology. Cambridge Univ.Press. 477 p. Chisti,Y. 2007. Biodiesel from Microalgae. Biotechnology Advances 25. Elsevier Inc New Zealand P.294 – 306. Chumaedi, S. Ilyaas, Yunus, M. Sahlan, R. Utami, A. Priyadi, P T .Imanto, S. Hartati, Bastiawan, Z.


1138

Jangkaru dan R. Arifudin.1992. Pedoman teknis budidaya pakan alami ikan dan udang. Pusat Pengembangan Perikanan.Jakarta.84 p. Dayananda, C., R. Sarada, V. Kumar, & G. A. Ravishankar. 2007. Isolation and Characterization of Hydrocarbon Producing Green Alga Botryococcus braunii from Indian Freshwater Bodies. Electronic Journal of Biotechnology 10 (1) : 80-91.Parso Pranayogi,D.2003. Studi potensi pigmen klorofil dan karotenoid dari mikroalgae Jenis Chlorophyceae. Skripsi Universitas Lampung. 59 p. Kabinawa. I. N. K. 2001 Mikroalga Sebagai Sumber Daya Hayati (SDH) Perairan dalam Perspektif Bioteknologi Puslitbang Bioteknologi LIPI. Bogor. Hlm. 5 – 13. Manahan, E.S.1984. Environmental chemistry. 4 th Edition. Brooks / Cole. Publishing Company. Monterey. 612 p. Oh-Hama ,T. And S.Miyachi., 1992. Chlorella. Micro -Algal Biotechnology. Edited by M.A. Borowitzka and L.J.Borowitzka Cambridge.Univ.Press.25 p. Patil, V., K.Q. Tran and H.R. Giselrod. 2008. Towards sustainable production of biofuels from microalgae. Int. J. Mol. Sci. (9): 1158-1195

KANDUNGAN MINYAK MIKROALGA JENIS Tetraselmis sp. DAN Chlorella sp. BERDASARKAN UMUR PERTUMBUHANNYA

Recommend Documents