PEMANFAATAN GAS KARBONDIOKSIDA (CO2) PADA … · pemanfaatan gas karbondioksida (co 2) pada kultivasi mikroalga porphyridium cruentum dan konversinya menjadi minyak mentah. rizky

PEMANFAATAN GAS KARBONDIOKSIDA (CO2) PADA

KULTIVASI MIKROALGA Porphyridium cruentum DAN

KONVERSINYA MENJADI MINYAK MENTAH

RIZKY HERMAWAN

SKRIPSI

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

ii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini Saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul :

PEMANFAATAN GAS KARBONDIOKSIDA (CO2) PADA KULTIVASI

MIKROALGA Porphyridium cruentum DAN KONVERSINYA MENJADI

MINYAK MENTAH

adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa

pun kepada perguruan tinggi mana pun. Semua sumber data dan informasi yang

berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan oleh

penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di

bagian akhir Skripsi ini.

Bogor, Februari 2013

RIZKY HERMAWAN

C54080033

iii

RINGKASAN

RIZKY HERMAWAN. Pemanfaatan Gas Karbondioksida (CO2) pada

Kultivasi Mikroalga Porphyridium cruentum dan Konversinya Menjadi

Minyak Mentah. Dibimbing oleh MUJIZAT KAWAROE dan ADRIANI

SUNUDDIN.

Indonesia sebagai negara maritim yang memiliki keanekaragaman hayati

laut tinggi dan memiliki intensitas cahaya matahari tinggi, berpotensi untuk

mengembangkan energi terbarukan dari mikroalga. Mikroalga yang digunakan

dalam penelitian ini adalah Porphyridium cruentum yang diketahui memiliki

kemampuan tumbuh subur pada salinitas yang tinggi. Kultivasi dengan

memanfaatkan CO2 merupakan salah satu cara meningkatkan kelimpahan sel

mikroalga. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kelimpahan sel

Porphyridium cruentum yang dikultivasi selama 30 hari dengan perlakuan

kontrol, aerasi dan injeksi CO2, serta menganalisis pengaruh pemanfaatan injeksi

CO2 terhadap kadar minyak mentah Porphyridium cruentum.

Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari-Mei 2012 di Pusat Penelitian

Surfaktan dan Bioenergi (SBRC) Lembaga Penelitian dan Pengembangan

Masyarakat (LPPM IPB). Penelitian meliputi 3 tahapan, yaitu kultivasi

Porphyridium cruentum selama 30 hari, pemanenan hasil kultivasi dan ekstraksi

hasil panen Porphyridium cruentum yang dikeringbekukan dengan alat freeze

dryer. Tahap selanjutnya adalah analisis data (kelimpahan sel, laju pertumbuhan

spesifik, kadar minyak, alkalinitas dan uji statistik).

Puncak kelimpahan sel Porphyridium cruentum selama usia kultivasi 30

hari untuk perlakuan kontrol mencapai 4.11x106 sel/ml pada hari ke-12 dengan

nilai laju pertumbuhan spesifik 0.60, perlakuan aerasi mencapai 5.07x106 sel/ml

pada hari ke-24 dengan nilai laju pertumbuhan spesifik 1.13 dan perlakuan injeksi

CO2 mencapai 6.12x106 sel/ml pada hari ke-12 dengan nilai laju pertumbuhan

spesifik 0.57. Hasil kelimpahan Porphyridium cruentum ketika hari ke-30 untuk

perlakuan kontrol sebanyak 3.26x106 sel/ml, perlakuan aerasi sebanyak 3.95x10

6

sel/ml, dan perlakuan injeksi CO2 sebanyak 2.95x106 sel/ml.

Hasil uji kualitas air adalah pH (kisaran 5.37-9.60), salinitas (kisaran 46-

61 ‰) dan suhu (kisaran 21-26 °C). Nilai alkalinitas selama masa kultivasi

mencapai kisaran 32.28-110.22 mg/l CaCO3. Nilai rataan kadar minyak yang

diperoleh perlakuan kontrol 0.92%, perlakuan aerasi 1.91% dan perlakuan injeksi

CO2 5.97%. Nilai kadar minyak perlakuan injeksi CO2 merupakan nilai kadar

minyak tertinggi dari penelitian ini. Oleh karena itu, dapat disimpulkan kultivasi

dengan perlakuan injeksi CO2 dapat meningkatkan kadar minyak pada

Porphyridium cruentum dan spesies Porphyridium cruentum berpotensi sebagai

bahan baku biofuel untuk sumber energi terbarukan karena berhasil dikonversi

menjadi minyak mentah.

iv

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2013

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

v

PEMANFAATAN GAS KARBONDIOKSIDA (CO2) PADA

KULTIVASI MIKROALGA Porphyridium cruentum DAN

KONVERSINYA MENJADI MINYAK MENTAH

RIZKY HERMAWAN

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Ilmu Kelautan pada

Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

vi

Judul Skripsi : Pemanfaatan Gas Karbondioksida (CO2) pada Kultivasi

Mikroalga Porphyridium cruentum dan Konversinya

Menjadi Minyak Mentah

Nama Mahasiswa : Rizky Hermawan

NIM : C54080033

Disetujui oleh,

Pembimbing

Utama Anggota

Dr. Ir. Mujizat Kawaroe, M.Si Adriani Sunuddin, S.Pi, M.Si

NIP. 19651213 199403 2 002 NIP. 19790206 200604 2 013

Diketahui oleh,

Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan

Tanggal Lulus : 22 Februari 2013

Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc

NIP. 19640801 198903 1 001

vii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur bagi Rabb-ku Allah SWT, Penggenggam hidupku,

atas sebuah skenario kehidupan indah penuh rahmat, nikmat dan karunia yang

telah diberikan-Nya untukku. Shalawat teriring salam tercurah kepada Baginda

Rasulullah SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul :

”Pemanfaatan Gas Karbondioksida (CO2) pada Kultivasi Mikroalga

Porphyridium cruentum dan Konversinya Menjadi Minyak Mentah” dapat

diselesaikan dengan baik. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk

mendapatkan gelar Sarjana Ilmu Kelautan.

Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Ibu Dr. Ir.

Mujizat Kawaroe, M.Si dan Ibu Adriani Sunuddin, S.Pi, M.Si selaku dosen

pembimbing skripsi yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis

selama penelitian serta penulisan skripsi ini. Terima kasih kepada Bapak Beginer

Subhan, S.Pi, M.Si selaku dosen penguji. Terima kasih juga penulis ucapkan

untuk keluarga tercinta (Mama, Papa, Adit dan Fanny) atas do’a, cinta dan

semangat yang selalu diberikan. Selain itu, terima kasih juga ditujukan kepada

Ketua Departemen ITK beserta dosen dan staff atas bantuannya selama penulis

menyelesaikan studi di ITK IPB, seluruh karyawan SBRC LPPM IPB atas

bantuan dan kerja sama yang baik selama penelitian, kelompok PKM PIMNAS

penulis (Sadwika Najmi Kautsari, Yani, Fadhil dan Nita) atas pengalaman dan

perjuangan yang telah kita lalui bersama dalam PKM dan PIMNAS, Sekarsari

Utami Wijaya (Ami) yang mengajari rancangan percobaan statistika, keluarga

ITK 45 atas bantuan dan kerja sama selama kuliah, teman-teman DPM KM 2011-

2012, serta seluruh pihak yang membantu penelitian dan penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena

itu, penulis berharap saran dan kritik yang bersifat membangun demi

penyempurnaan skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat menambah khasanah

ilmu pengetahuan, bermanfaat bagi diri sendiri maupun orang lain yang

membacanya dan semoga dapat dikembangkan untuk penelitian selanjutnya.

Bogor, Februari 2013

Rizky Hermawan

viii

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ........................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR............................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xii

1 PENDAHULUAN ............................................................................ 1

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

1.2 Tujuan ......................................................................................... 2

2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 3

2.1 Mikroalga Porphyridium cruentum............................................... 3

2.2 Pengaruh Lingkungan terhadap Pertumbuhan Porphyridium

cruentum ...................................................................................... 5

2.3 Kultivasi Mikroalga ..................................................................... 8

2.4 Fase Pertumbuhan Mikroalga ....................................................... 8

2.5 Pemanfaatan CO2 oleh Mikroalga................................................. 11

2.6 Alkalinitas .................................................................................... 12

2.7 Potensi Biodiesel dari Mikroalga .................................................. 13

3 METODE PENELITIAN ................................................................. 15

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 15

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................ 15

3.3 Prosedur Penelitian....................................................................... 16

3.3.1 Sterilisasi Alat ................................................................... 16

3.3.2 Sterilisasi Bahan................................................................ 17

3.3.3 Tahap Kultivasi ................................................................. 18

3.3.4 Tahap Pemanenan ............................................................. 20

3.3.5 Tahap Ekstraksi ................................................................. 21

ix

3.4. Analisis Data ................................................................................ 22

3.4.1 Perhitungan Kelimpahan Sel Mikroalga ............................ 22

3.4.2 Analisis Kadar Minyak ...................................................... 23

3.4.3 Rancangan Percobaan ....................................................... 24

3.4.4 Analisis Alkalinitas ........................................................... 26

4 HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 28

4.1 Kelimpahan Sel dan Laju Pertumbuhan Porphyridium cruentum .. 28

4.1.1 Kelimpahan Sel Porphyridium cruentum Hari ke-0 sampai

Hari ke-11 ......................................................................... 30


Hari ke-21 ......................................................................... 36


Hari ke-30 ......................................................................... 40

4.2 Kondisi Kualitas Air terhadap Pertumbuhan Porphyridium

cruentum...................................................................................... 44

4.2.1 Derajat Keasaman (pH) ...................................................... 45

4.2.2 Salinitas ............................................................................. 48

4.2.3 Suhu................................................................................... 50

4.3 Pengaruh Alkalinitas .................................................................... 52

4.4 Kadar Minyak Hasil Kultivasi Porphyridium cruentum ................ 55

5 KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 58

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 58

5.2 Saran ............................................................................................ 58

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 59

LAMPIRAN ............................................................................................ 65

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ................................................................ 83

x

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Alat dan bahan ...................................................................................... 15

2 Kelimpahan sel dan laju pertumbuhan (μ) Porphyridium cruentum ....... 28

3 Nilai rataan parameter kualitas air media kultivasi Porphyridium

cruentum .............................................................................................. 45

4 Hubungan antara pH, alkalinitas, dan CO2 termanfaatkan ..................... 53

5 Massa freeze dry, massa ekstrak, dan kadar minyak .............................. 79

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Porphyridium cruentum ........................................................................ 4

2 Struktur sel Porphyridium cruentum ..................................................... 5

3 Pola pertumbuhan mikroalga ................................................................. 9

4 Skema proses penelitian ........................................................................ 16

5 Laminar air flow ................................................................................... 17

6 Autoclave .............................................................................................. 18

7 Sketsa proses kultivasi Porphyridium cruentum .................................... 19

8 Porphyridium cruentum hasil proses flokulasi ....................................... 21

9 Proses ekstraksi mikroalga Porphyridium cruentum .............................. 22

10 Perhitungan kelimpahan sel mikroalga dengan haemocytometer ........... 23

11 Grafik kelimpahan sel Porphyridium cruentum interval 10 hari

pertama ................................................................................................ 30

12 Grafik kelimpahan sel Porphyridium cruentum interval 10 hari kedua . 36

13 Grafik kelimpahan sel Porphyridium cruentum interval 10 hari ketiga.. 40

14 Perubahan rata-rata pH Porphyridium cruentum selama kultivasi ......... 46

15 Perubahan rata-rata salinitas Porphyridium cruentum selama kultivasi . 49

16 Perubahan rata-rata suhu Porphyridium cruentum selama kultivasi ...... 51

17 Grafik perbandingan kadar minyak dari berbagai perlakuan ................. 56

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Perhitungan kelimpahan sel Porphyridium cruentum ............................ 65

2 Perhitungan laju pertumbuhan spesifik Porphyridium cruentum ........... 66

3 Perhitungan kadar minyak .................................................................... 67

4 Uji statistik hasil kelimpahan sel hari ke-0 sampai hari ke-11 ............... 68

5 Uji statistik hasil kelimpahan sel hari ke-11 sampai hari ke-21 ............. 69

6 Uji statistik hasil kelimpahan sel hari ke-21 sampai hari ke-30 ............. 70

7 Uji statistik hasil kadar minyak ............................................................ 71

8 Tabel perhitungan alkalinitas (αh) ......................................................... 72

9 Tabel perhitungan alkalinitas (ƒ) .......................................................... 73

10 Tabel perhitungan alkalinitas (A) ......................................................... 74

11 Tabel perhitungan alkalinitas (FT) ........................................................ 75

12 Tabel perhitungan alkalinitas (Fp) ........................................................ 76

13 Tabel perhitungan alkalinitas (ɣ) .......................................................... 77

14 Perhitungan konversi satuan alkalinitas ................................................ 78

15 Tabel hasil massa freeze dry, massa ekstrak dan kadar minyak ............. 79

16 Dokumentasi penelitian ........................................................................ 80

1

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia sebagai negara maritim yang memiliki keanekaragaman hayati laut

tinggi dan memiliki intensitas cahaya matahari tinggi, berpotensi untuk

mengembangkan energi terbarukan. Energi terbarukan tersebut berasal dari eksplorasi

sumberdaya laut dengan berbagai macam keanekaragaman biota laut Indonesia. Salah

satu potensi bahan baku biofuel dari laut adalah mikroalga. Mikroalga merupakan

tumbuhan tingkat rendah prokariotik yang dapat berfotosintesis serta dapat tumbuh

dengan cepat.

Mikroalga memiliki kandungan minyak sebesar 35-80% berat kering lebih

tinggi dibandingkan dengan jarak (30-35% berat kering), kelapa sawit (25-30% berat

kering) (Kawaroe et al. 2010), dan jagung (25-75% berat kering) (Chisti 2007).

Menurut Widjaja (2009), mikroalga dapat tumbuh jauh lebih cepat dibandingkan

dengan tumbuhan tingkat tinggi. Keuntungan lain adalah kultivasi mikroalga tidak

membutuhkan lahan yang luas (Hoshida et al. 2005).

Produksi mikroalga laut sebagai bahan bakar alternatif masih dalam proses

pengembangan dan salah satu cara untuk memproduksi biomassa mikroalga laut

dalam jumlah besar yaitu dengan melakukan kultivasi. Kultivasi dengan

memanfaatkan gas karbondioksida (CO2) merupakan salah satu teknik untuk

meningkatkan kelimpahan sel mikroalga. Mikroalga laut efisien dalam memanfaatkan

energi matahari dan diprediksi dapat mengakumulasi CO2 karena memiliki laju

pertumbuhan tinggi pada medium yang memiliki kelarutan CO2 tinggi (Kawaroe et

2

al. 2010). Menurut Schneider (1989), CO2 merupakan gas yang dominan

menyebabkan pemanasan global.

Mikroalga yang digunakan pada penelitian ini adalah Porphyridium cruentum.

Menurut Borowitzka dan Borowitzka (1988), Porphyridium cruentum diketahui

mampu hidup dalam perairan bersalinitas tinggi. Penelitian ini dilakukan selama 30

hari untuk proses kultivasi mikroalga Porphyridium cruentum dengan perlakuan

kontrol, aerasi dan injeksi CO2. Hasil kultivasi selanjutnya dipanen dan dikonversi

menjadi minyak mentah mikroalga.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Menganalisis kelimpahan sel Porphyridium cruentum yang dikultivasikan

dengan perlakuan kontrol, aerasi, dan injeksi CO2 selama 30 hari,

2. Menganalisis pengaruh pemanfaatan injeksi CO2 terhadap hasil kadar minyak

mentah Porphyridium cruentum.

3

2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mikroalga Porphyridium cruentum

Mikroalga tergolong produsen primer perairan karena mampu berfotosintesis.

Porphyridium cruentum adalah mikroalga merah bersel satu yang termasuk Kelas

Rhodophyceae (alga merah), hidup bebas atau berkoloni yang terikat dalam

mucilago. Senyawa mucilago dieksresikan secara berkelanjutan oleh sel untuk

membentuk sebuah kapsul yang mengelilingi sel. Mucilago merupakan polisakarida

sulfat yang bersifat larut dalam air (Borowitzka dan Borowitzka 1988). Porphyridium

cruentum dapat hidup di berbagai habitat alam seperti air laut, air tawar, maupun

pada permukaan tanah yang lembab dan membentuk lapisan kemerah-merahan.

Habitat asli Porphyridium cruentum diduga berasal dari laut karena dapat hidup

dengan baik pada media air laut cair maupun padat (Vonshak 1988).

Porphyridium cruentum bisa hidup soliter atau koloni menjadi bentuk yang

tidak beraturan berupa lendir. Selnya tidak dilindungi dinding sehingga materi

ekstraplasmanya tidak memiliki komponen rangka atau serat mikro. Beberapa sel

memiliki bentuk amoeboid dan saling membantu dalam merespon phototaksis positif.

Masing-masing sel memiliki kloroplas tunggal yang menonjol dan berbentuk bintang

dengan daerah pyrenoid yang terpusat (Kawaroe et al. 2010). Menurut penelitian

Fuentes et al. (2000), biomassa sel Porphyridium cruentum mengandung rata-rata

minyak 5.78%, sedangkan Hasanah (2011), mendapatkan nilai yang lebih rendah

yaitu sebesar 0.33%. Produk komersial dari Porphyridium cruentum adalah asam

arakidonat, polisakarida dan fikoeritrin (Vonshak 1988). Bentuk sel Porphyridium

4

cruentum dapat dilihat pada Gambar 1. Klasifikasi Porphyridium cruentum (Vonshak

1988) adalah sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Sub Kelas : Bangiophycidae

Ordo : Porphyridiales

Famili : Porphyridiaceae

Genus : Porphyridium

Species : Porphyridium cruentum

(a) (b)

Gambar 1 Porphyridium cruentum: a. dokumentasi pribadi, b. Department of

Enviromental Science 2008.

Struktur sel Porphyridium cruentum terdiri dari kloroplas, nukleus (inti),

mitokondria, lendir, pati, badan golgi dan vesikel. Selnya berbentuk bulat dengan

diameter 4-9 μm (Lee 1989). Hasil yang berbeda diperoleh Wanner dan Kost (1980),

yang mendapati struktur Porphyridium cruentum terdiri atas vakuola, pyrenoid,

kloroplas, pati, badan golgi dan mitokondria (Gambar 2).

5

Keterangan: C : Kloroplas, G : Badan Golgi, M : Mitokondria, P : Pyrenoid,

S : Pati, V : Vakuola

Gambar 2 Struktur sel Porphyridium cruentum (Wanner dan Kost 1980).

2.2 Pengaruh Lingkungan terhadap Pertumbuhan Porphyridium cruentum

Pertumbuhan Porphyridium cruentum dipengaruhi oleh faktor internal

(metabolisme) dan eksternal. Faktor eksternal atau lingkungan yang mempengaruhi

pertumbuhan Porphyridium cruentum, yaitu suhu, derajat keasaman (pH), cahaya,

salinitas, dan nutrien.

1) Suhu

Suhu merupakan salah satu faktor yang berperan dalam pertumbuhan

mikroalga karena dapat mempengaruhi komposisi dan kandungan membran

lipid mikroalga tersebut pada saat kultur (Kawaroe et al. 2010). Perubahan

suhu berpengaruh terhadap proses fisika, kimia dan biologi. Kenaikan suhu

dapat menurunkan kelarutan bahan dan menyebabkan terjadinya kenaikan

kecepatan metabolisme serta respirasi mikroalga dalam kultur.

6

Menurut Vonshak (1988), Porphyridium cruentum dapat hidup dalam

kisaran suhu 10-35 °C dengan suhu optimum 25 °C. Menurut Richmond

(1988), suhu optimum untuk pertumbuhan Porphyridium cruentum adalah 21-

26 °C dan pada suhu lebih rendah dari 13 °C, pertumbuhan Porphyridium

cruentum melambat, sedangkan pada suhu lebih dari 31 °C pertumbuhannya

terhambat, bahkan bisa mengalami kematian.

2) Derajat keasaman (pH)

Derajat keasaman (pH) merupakan keberadaan ion hidrogen yang

dapat memengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroalga. pH optimum

untuk fotosintesis Porphyridium cruentum adalah 7.5. Sel Porphyridium

cruentum masih dapat hidup dengan baik pada kisaran pH 5.2-8.3.

Pertumbuhan Porphyridium cruentum akan terhambat jika pH kurang dari 5

dan aktivitas fotosintesis akan mengalami penurunan maksimum mencapai

33% (Borowitzka dan Borowitzka 1988).

3) Cahaya

Cahaya berperan penting dalam pertumbuhan mikroalga karena

merupakan faktor yang berperan dalam proses fotosintesis. Intensitas cahaya

sangat menentukan pertumbuhan mikroalga, yaitu dilihat dari lama

penyinaran dan panjang gelombang yang digunakan untuk fotosintesis.

Pertumbuhan Porphyridium cruentum tergantung pada intensitas cahaya

meskipun Porphyridium cruentum memiliki toleransi yang cukup tinggi

terhadap intensitas cahaya. Pertumbuhan ini juga diikuti dengan peningkatan

7

volume sel dan granula sitoplasma. Kandungan pigmen dan ukuran kloroplas

menurun sejalan dengan meningkatnya intensitas cahaya (Vonshak 1988).

4) Salinitas

Mikroalga laut memiliki toleransi tinggi terhadap perubahan salinitas

dan sebagian besar mikroalga laut dapat tumbuh optimum pada kisaran

salinitas 25-35 ‰ (Sylvester et al. 2002). Porphyridium cruentum dapat

bertahan hidup pada kisaran salinitas yang cukup tinggi yaitu sebesar 0.5-2

kali konsentrasi air laut (Borowitzka dan Borowitzka 1988). Kondisi salinitas

kurang dari 35 ‰ mengakibatkan mikroalga Porphyridium cruentum tidak

mampu bersaing hidup dengan mikroalga lainnya jika ditumbuhkan pada

kultur terbuka. Menurut Richmond (1988), salinitas sebesar 46 ‰ tidak

menghambat proses pertumbuhan. Salinitas dengan kisaran 35-45 ‰ dapat

memacu pertumbuhan yang optimal.

5) Nutrien

Nutrien (unsur hara) merupakan parameter penting yang mendukung

pertumbuhan mikroalga selain suhu, derajat keasaman (pH), cahaya dan

salinitas (Sen et al. 2005). Nutrien yang diperoleh dalam kultur mikroalga

tidak selengkap kandungan nutrien yang berasal dari lautan. Oleh karena itu,

untuk mencapai pertumbuhan yang optimum dalam kultur mikroalga

diperlukan campuran air laut dengan nutrien yang tidak terkandung dalam air

laut tersebut, gunanya untuk mencukupi kebutuhan nutrien saat kultur

berlangsung. Nutrien yang dibutuhkan mikroalga terdiri dari makro-nutrien

dan mikro-nutrien. Makro-nutrien terdiri dari C, H, N, P, K, S, Mg dan Ca.

8

Mikro-nutrien terdiri dari Fe, Cu, Mn, Zn, Co, Mo, Bo, Vn dan Si. Faktor

pembatas untuk pertumbuhan mikroalga adalah N dan P (Cahyaningsih 2009).

2.3 Kultivasi Mikroalga

Pertumbuhan mikroalga bergantung pada volume kultivasi dan kepadatannya.

Hal ini diasumsikan, kumpulan mikroalga ditempatkan pada wadah bervolume besar,

tersedia cukup CO2 dan cahaya matahari sebagai pemicu pertumbuhan mikroalga

agar maksimum (Richmond 2003). Mikroalga dapat dikultivasi secara massal untuk

menghasilkan produk komersial dalam jumlah banyak seperti minyak, gula, dan

senyawa bioaktif. Kultivasi mikroalga dilakukan untuk meningkatkan kelimpahan sel

dan laju pertumbuhan secara optimal (Rocha et al. 2003).

Mikroalga mudah untuk dikultivasi karena tidak membutuhkan lahan yang

luas, tidak berkompetisi dengan bahan pangan, produktivitas tinggi (Guerrero 2010).

Pemanfaatan mikroalga fotosintetik sangat beragam, yakni dalam produksi biomassa,

produksi energi, produksi berbagai produk bermanfaat, bioakumulasi senyawa

tertentu serta berbagai proses biotransformasi (Kurniawan dan Gunarto 1999).

Mikroalga juga merupakan satu-satunya sumber biodiesel yang potensial untuk

menggantikan bahan bakar fosil karena dapat tumbuh dengan cepat dan menjadi dua

kali lipat lebih banyak dalam waktu 24 jam (Chisti 2007).

2.4 Fase Pertumbuhan Mikroalga

Menurut Fogg (1975), fase pertumbuhan pada kultur mikroalga dapat ditandai

dengan bertambahnya jumlah sel (kelimpahan meningkat) ataupun besarnya ukuran

9

sel mikroalga. Hal tersebut dapat dibedakan berdasarkan lima fase yaitu fase lag (fase

adaptasi), fase eksponensial (logaritmik), fase deklinasi (penurunan laju

pertumbuhan), fase stasioner dan fase kematian. Pola pertumbuhan mikroalga pada

lima fase dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Pola pertumbuhan mikroalga (Fogg 1975).

1) Fase lag

Fase lag merupakan fase awal dalam pertumbuhan mikroalga. Sel

mikroalga mengalami penambahan kelimpahan dalam jumlah sedikit. Pada

fase ini biasanya terjadi tekanan secara fisiologis karena terdapat perubahan

kondisi lingkungan dari media sebelum kultivasi ke media kultivasi yang

baru, sehingga mikroalga perlu melakukan proses adaptasi (penyesuaian)

terlebih dahulu terhadap media kultur baru (Kawaroe et al. 2010).

2) Fase eksponensial

Fase eksponensial merupakan tahapan pertumbuhan lanjutan setelah

fase lag, pada fase ini mikroalga mengalami pertambahan biomassa dengan

cepat. Hal itu ditandai oleh penambahan jumlah sel yang sangat cepat melalui

pembelahan sel mikroalga (Kawaroe et al. 2010). Menurut Fogg (1975), pada

10

fase eksponensial terjadi percepatan pertumbuhan dan perbandingan

konsentrasi komponen biokimia menjadi konstan.

3) Fase deklinasi

Fase deklinasi atau penurunan laju pertumbuhan terjadi karena

populasi sel terus bertambah namun tidak ada penambahan nutrien dalam

media, sedangkan pemanfaatan nutrien oleh mikroalga terus berlanjut.

Kondisi tersebut menyebabkan terjadinya persaingan antar sel untuk

mendapatkan nutrien yang semakin berkurang dan pada akhirnya jumlah sel

menurun (Fogg 1975).

4) Fase stasioner

Menurut Kawaroe et al. (2010), fase stasioner ditandai dengan

pertumbuhan mikroalga secara konstan akibat terjadinya keseimbangan

anabolisme dan katabolisme dalam sel mikroalga. Fase ini juga terjadi

keseimbangan antara ketersediaan nutrien dalam kultur dengan banyaknya

jumlah sel mikroalga yang membutuhkan nutrien (rendahnya tingkat nutrien

dalam sel mikroalga).

5) Fase kematian

Menurut Kawaroe et al. (2010), fase ini ditandai dengan perubahan

warna air pada media kultur, terbentuknya buih di permukaan media kultur

dan terdapatnya gumpalan mikroalga yang mengendap di dasar wadah kultur.

Fase kematian ini terjadi akibat penurunan kemampuan metabolisme

mikroalga dan penurunan kandungan nutrien dalam media kultur. Terjadinya

penurunan jumlah kelimpahan sel secara cepat dan sampai pada tahap

11

kematian sel mikroalga, namun ada sebagian sel yang mengalami dormansi

(beristirahat sejenak lalu kembali mengalami pertumbuhan).

2.5 Pemanfaatan CO2 oleh Mikroalga

Karbondioksida (CO2) merupakan gas yang memiliki dua atom oksigen

berikatan secara kovalen dengan atom karbon. Karbondioksida dihasilkan dari

respirasi semua makhluk hidup. Selain itu, organisme berklorofil juga memanfaatkan

karbondioksida dalam proses fotosintesis. Salah satu tumbuhan berklorofil adalah

mikroalga. Penyerapan CO2 oleh tumbuhan dapat mengurangi kadar CO2 di atmosfer.

Proses tersebut dinamakan asimilasi karbon dengan memanfaatkan energi cahaya

untuk menggabungkan air dan CO2 melalui proses produksi materi organik

(Borowitzka dan Borowitzka 1988). Menurut Taw (1990), CO2 diperlukan mikroalga

untuk membantu proses fotosintesis. Karbondioksida dengan kadar 1-2% sudah

cukup dimanfaatkan dalam kultur mikroalga dengan intensitas cahaya yang rendah.

Kadar CO2 yang berlebih menyebabkan pH kurang dari batas optimum yang

dibutuhkan mikroalga sehingga akan berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroalga.

Mikroalga laut memiliki kemampuan berfotosintesis yang tinggi dan mudah

ditumbuhkan pada media air laut yang memiliki kadar CO2 yang tinggi.

Karbondioksida tidak bisa disuplai melalui difusi secara langsung dari udara karena

konsentrasinya di udara relatif kecil (0.03%), sehingga diperlukan injeksi CO2 untuk

meningkatkan pertumbuhan optimal dan produktivitas yang tinggi (Becker 1994).

Pemanfaatan CO2 untuk mikroalga dapat dilakukan dengan perlakuan injeksi CO2

pada media saat kultivasi. Menurut Benemann (1997), injeksi CO2 pada kultivasi

12

mikroalga dapat menyebabkan mikroalga tumbuh lebih cepat. Berdasarkan hasil

penelitian yang dilakukan Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, Institut Pertanian

Bogor (SBRC IPB) injeksi CO2 yang dilakukan saat kultivasi mampu meningkatkan

kelimpahan mikroalga jenis Nannochloropsis sp. (Kawaroe et al. 2010).

2.6 Alkalinitas

Alkalinitas didefinisikan sebagai hubungan dari semua anion yang berikatan

dengan H+. Selain itu, dapat pula diartikan sebagai jumlah dari ion bikarbonat dan ion

karbonat. Terdapat dua ion negatif yang berperan dalam sistem karbondioksida yaitu

ion karbonat dan bikarbonat (Spotte 1992). Effendi (2003) menerangkan bahwa

alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk kuantitas anion (menetralkan asam)

dalam air, dapat menetralkan kation hidrogen, dan sebagai kapasitas penyangga

terhadap perubahan pH perairan. Pembentuk utama alkalinitas adalah hidroksida,

karbonat dan bikarbonat. Bikarbonat merupakan ion terbanyak di antara ketiga ion

tersebut yang terdapat dalam perairan. Dongoran (2003) berpendapat bahwa

alkalinitas adalah total basa yang terkandung dalam perairan dan umumnya

ditentukan oleh CO32-

dan HCO3- dengan satuan CaCO3. Perairan dengan nilai

alkalinitas lebih besar dari 40 mg/l CaCO3 disebut perairan sadah (hard water),

sedangkan perairan dengan nilai alkalinitas kurang dari 40 mg/l CaCO3 disebut

perairan lunak (soft water). Semakin tinggi nilai alkalinitas maka perairan tersebut

cenderung bersifat alkali (Effendi 2003).

Menurut Anggraeni (2002), perairan dengan nilai alkalinitas tinggi dan

cenderung bersifat alkali lebih produktif daripada perairan dengan nilai alkalinitas

13

yang rendah. Lebih produktifnya perairan dengan nilai alkalinitas tinggi berkaitan

dengan keberadaan fosfor dan elemen esensial lainnya yang meningkat kadarnya

dengan bertambahnya nilai alkalinitas. Alkalinitas tidak hanya dipengaruhi oleh pH

juga dipengaruhi oleh komposisi mineral, suhu dan kekuatan ion (Effendi 2003).

2.7 Potensi Biodiesel dari Mikroalga

Minyak mentah merupakan bahan baku dalam memproduksi biodiesel.

Biodiesel merupakan bahan bakar yang berpotensi untuk dapat diperbaharui dan

terbuat dari sumber bahan nabati yang dihasilkan melalui proses transesterifikasi,

esterifikasi ataupun proses esterifikasi-transesterifikasi (Hambali 2007). Biodiesel

digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti BBM untuk motor diesel.

Penggunaan biodiesel dapat dalam bentuk 100% maupun campuran dengan minyak

atau solar dengan konsentrasi tertentu. Biodiesel memiliki sifat yang mirip dengan

solar, sehingga prosprektif untuk dikembangkan. Selain itu, biodiesel juga memiliki

kelebihan dibandingkan solar karena tidak menghasilkan emisi gas yang merugikan

lingkungan. Prinsip proses pembuatan biodiesel tergolong sederhana karena biodiesel

dihasilkan melalui proses transesterifikasi minyak atau lemak dengan alkohol.

Alkohol menggantikan gugus alkohol pada struktur ester minyak dengan bantuan

katalis seperti NaOH dan KOH (Hambali 2007).

Mikroalga memiliki potensi untuk menghasilkan biofuel dalam jumlah besar.

Biofuel merupakan sebuah solusi dari kelangkaan fosil fuel yang saat ini sedang

terjadi karena biofuel dapat terbarukan. Umdu et al. (2009) menyatakan bahwa

mikroalga memiliki potensi yang tinggi sebagai biodiesel karena mengandung lipid

14

yang cocok untuk esterifikasi atau transesterifikasi. Selain itu, mikroalga memiliki

laju pertumbuhan tinggi, kandungan lipid dapat disesuaikan dengan mengubah

komposisi media kultur dan dapat dipanen lebih dari sekali dalam setahun.

15

3 METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari-Mei 2012. Tempat penelitian

di Laboratorium Kultivasi Mikroalga Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi

(SBRC) Lembaga Penelitian dan Pengembangan Masyarakat (LPPM IPB).

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Alat dan bahan.

Alat dan Bahan Unit Kegunaan

Toples Kaca Volume 2.5 liter Oven

9 buah 1 buah

Wadah kultivasi Mengeringkan alat

Laminar Air Flow 1 buah Sterilisasi UV dan mengeringkan peralatan Mixing Chamber Autoclave Orsat

Kompresor Alkohol 70% Selang

1 buah 1 buah 1 buah

1 buah 1 liter 6 buah

Pencampur CO2 dengan O2 dari kompresor Sterilisasi air laut Menghitung persentase kadar CO2

Sumber O2 Sterilisasi alat dan sterilisasi tangan Aerasi dan CO2

Gas CO2 1 set Sumber CO2 Mikroskop 1 set Menghitung kelimpahan mikroalga Aerator dan Batu Pemberat 1 set Aerasi, (untuk CO2 cukup batu pemberat) Haemocytometer 1 set Menghitung kelimpahan mikroalga NaOH Teknis Padat 100 gram Proses flokulasi Seperangkat soxlet & kondensator 1 set Proses ekstraksi

Pelarut n-Hexan 2.5 liter Pelarut proses ekstraksi Pipet Tetes 3 buah Pengambilan sampel kultur NPFe 2 liter Nutrien Termometer 1 buah Mengukur suhu Air Laut 10 liter Media kultivasi Hand-held Refraktometer ATAGO 1 set Mengukur salinitas Handylab pH 1.1 SCHOOT 1 set Mengukur pH kultivasi Tisu 3 rol Membersihkan peralatan

Kertas Label 1 set Pemberian label pada sampel Bibit Porphyridium cruentum 2.5 liter Bibit kultivasi Labu Lemak 2 buah Wadah n-hexan (ukuran 50 ml dan 250 ml) Freeze Dryer 1 set Proses pengeringan beku natan Hot Plate 1 buah Pemanas labu lemak saat ekstraksi Akuades 3 liter Bahan bilasan dan alat pencuci Neraca Digital 1 buah Mengukur bobot

16

3.3 Prosedur Penelitian

Penelitian ini meliputi 3 tahapan, yaitu: kultivasi Porphyridium cruentum

selama 30 hari, pemanenan hasil kultivasi dan ekstraksi hasil panen untuk

mendapatkan minyak mentah. Selanjutnya, dilakukan tahapan analisis data. Skema

proses penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Skema proses penelitian.

3.3.1 Sterilisasi Alat

Sterilisasi bertujuan untuk membersihkan alat dan bahan dari mikroorganisme

serta bahan kimia yang dapat menyebabkan kontaminasi (Kawaroe et al. 2010). Oleh

Laju Pertumbuhan Spesifik :

Sterilisasi

Alat dan Bahan

Kultivasi

Pengamatan Kelimpahan Sel Mikroalga

menggunakan Mikroskop

Ekstraksi

Pengukuran Parameter

Suhu, Salinitas, dan pH

Analisis Kadar CO2 Termanfaatkan

menggunakan Alat Orsat

Analisis Kadar Minyak Hasil Ekstraksi

Analisis Data

Rancangan Percobaan : Rancangan Acak Lengkap (RAL) :

Yij = μ + τi + εij Koefisien Keragaman :

Uji Lanjut Duncan

rα,p,v SȲ

Analisis Alkalinitas

Kelimpahan (106 sel/ml) =

Kontrol (Tanpa Aerasi dan CO2) Menggunakan Aerasi Menggunakan CO2 (2 hari sekali)

Pemanenan (Flokulasi)

Pengeringan (Freeze Drying)

17

karena itu, sebelum memulai penelitian, alat-alat seperti toples kaca, pipet tetes, batu

aerasi dan selang aerasi terlebih dahulu dicuci lalu direndam dalam larutan detergen.

Bilas alat-alat tersebut dengan air mengalir dan keringkan dengan oven dalam suhu

105 °C (Isnansetyo dan Kurniastuty 1995). Setelah kering, alat-alat ditutup dengan

alumunium foil dan agar lebih steril alat-alat tersebut dimasukkan ke dalam laminar

air flow untuk disterilisasi menggunakan sinar UV selama kurang lebih 1 jam.

Setelah proses sinar UV selesai, nyalakan blower selama kurang lebih 15 menit untuk

membersihkan radiasi sinar UV. Laminar air flow dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Laminar air flow.

3.3.2 Sterilisasi Bahan

Air laut, nutrien dan bahan lainnya untuk kultivasi dalam penelitian ini juga

dilakukan sterilisasi untuk menghindari kontaminasi mikroorganisme. Air laut yang

digunakan terlebih dahulu disaring dengan menggunakan kain saring 0.45 µm,

selanjutnya disteriliasai dengan cara direbus hingga mendidih (Isnansetyo dan

Kurniastuty 1995). Perebusan air laut dengan menggunakan autoclave pada tekanan

1.5 atm dan suhu hingga 126 ºC. Autoclave dapat digunakan selama kurang lebih 45

menit. Nutrien NPFe yang digunakan disimpan di dalam kulkas. Bibit mikroalga

18

diperoleh dari koleksi laboratorium kultivasi mikroalga SBRC LPPM IPB. Proses

sterilisasi bahan dengan Autoclave dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Autoclave.

3.3.3 Tahap Kultivasi

Kultivasi menggunakan toples kaca volume 2.5 liter. Spesies yang digunakan

adalah Porphyridium cruentum, kemudian dimasukkan air laut steril dan bibit

mikroalga dengan perbandingan air laut steril dan bibit mikroalga (Isnansetyo dan

Kurniastuty 1995). Kesembilan toples kaca ditempelkan label agar tidak tertukar.

Toples kaca pertama berisi air laut, bibit Porphyridium cruentum, nutrien NPFe dan

tidak diberikan aerasi dinamakan kontrol. Toples kaca kedua berisi air laut, bibit

Porphyridium cruentum, nutrien NPFe dan diberikan aerasi. Toples kaca ketiga berisi

air laut, bibit Porphyridium cruentum, nutrien NPFe dan injeksi CO2 dari mixing

chamber (Komposisi mixing chamber : 50% CO2 dan 50% O2).

Dosis yang diperlukan dalam pembuatan nutrien NPFe, yaitu : NaNO3 242.40

ppm, KH2PO4 4.38 ppm dan FeCL3 0.29 ppm. Unsur N merupakan komponen utama

(16-18%) dalam sel protein yang merupakan dasar kehidupan. Unsur P penting untuk

pembentukan protoplasma sel dan nukleus yang dipergunakan untuk aktifitas

19

kehidupan. Unsur Fe penting dalam pembentukan kloroplas dan sebagai komponen

esensial dalam proses oksidasi. Nutrien NPFe menyebabkan nitrat mengalami

denitrifikasi menjadi nitrit dan natrium nitrat lebih bersifat basa sehingga cenderung

mengasilkan nilai pH yang lebih tinggi (Kurniastuty dan Widiastuti 1992).

Selanjutnya dilakukan kultivasi selama 30 hari. Kultivasi mikroalga dilakukan

sebanyak 3 ulangan dalam waktu yang bersamaan (metode triplo). Gambar 7

menunjukkan sketsa proses kultivasi.

(a)

(b)

Gambar 7 Sketsa proses kultivasi Porphyridium cruentum: a. tahap awal pembuatan

media kultur Porphyridium cruentum, b. ilustrasi kultivasi Porphyridium cruentum.

20

Setelah itu, dilakukan juga pengukuran suhu, salinitas dan pH setiap hari

selama 30 hari. Pengamatan kelimpahan sel saat kultivasi dilakukan setiap hari

dengan waktu yang sudah ditentukan. Pengukuran parameter fisika dan kimia seperti

suhu (ºC) ruangan kultivasi pada penelitian ini menggunakan thermometer,

pengukuran salinitas (‰) menggunakan Hand-held Refraktometer ATAGO, analisis

kadar gas CO2 termanfaatkan (%) menggunakan Orsat dan pengukuran pH dengan

mengggunakan Handylab pH 1.1 SCHOOT. Injeksi CO2 mengunakan mixing

chamber sebanyak 0.5x100 cc/min selama 4 jam setiap 2 hari sekali. Sebanyak

0.5x100 cc/min pemberian CO2 pada kultur berdasarkan pada penelitian Zumaritha

(2011).

3.3.4 Tahap Pemanenan

Pemanenan menggunakan metode flokulasi. Flokulasi merupakan proses

pengendapan mikroalga dengan menggunakan bahan kimia sehingga sel mikroalga

terpisah dengan air laut lalu terjadi pengendapan di dasar wadah (Kawaroe et al.

2010). Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah larutan NaOH 10%.

Larutan NaOH 10% tersebut diperoleh dari pengenceran 100 gram NaOH teknis

padat dengan akuades 1000 ml. Larutan tersebut dituangkan ke dalam mikroalga yang

sudah siap dipanen dan diaduk sampai terjadi pemisahan warna, lalu tunggu lebih

kurang 1 hari untuk melihat hasil endapan sempurna berupa natan (pasta mikroalga).

Setelah terjadi pemisahan antara air laut dengan natan maka air laut tersebut

dikeluarkan dan dipindahkan ke wadah lain (Kawaroe et al. 2010). Gambar 8

merupakan visualisasi hasil proses flokulasi.

21

Gambar 8 Porphyridium cruentum hasil proses flokulasi.

Langkah selanjutnya adalah proses pengeringbekuan natan dengan

menggunakan alat freeze dryer. Pengeringan dengan alat freeze dryer berlangsung

pada saat bahan dalam keadaan beku, sehingga proses perubahan fase yang terjadi

adalah sublimasi. Sublimasi dapat terjadi jika suhu dan tekanan ruang sangat rendah,

yaitu di bawah titik tripel air hingga berbentuk serbuk. Suhu alat freeze dryer

dipersiapkan hingga mencapai -50 ºC dan natan beku dimasukkan ke dalam freeze

dryer. Proses berlangsung selama 48 jam untuk memperoleh serbuk mikroalga.

3.3.5 Tahap Ekstraksi

Mikroalga yang sudah menjadi serbuk hasil dari proses freeze dry selanjutnya

diekstrak dalam alat pemerasan mikroalga untuk memperoleh minyak mentah. Proses

ekstraksi adalah pemisahan yang memiliki komponen kimiawi berbeda dengan

pelarut yang selektif untuk mengambil sisa minyak yang tertinggal. Proses ekstraksi

menggunakan perangkat soxlet dengan kondensornya, hot plate dan pelarut yang

digunakan pada penelitian ini adalah pelarut n-hexane (pelarut non-polar) yang

diproses selama 6 jam untuk memperoleh hasil maksimal dari serbuk mikroalga

tersebut. Hasil ekstraksi masih berupa campuran pelarut hexane dan minyak mentah,

22

maka campuran tersebut disaring untuk memisahkan fase cair. Pemisahan minyak

mentah dengan pelarut dilakukan menggunakan destilasi. Setelah itu, diperoleh hasil

ekstraksi berupa minyak mentah (Kawaroe et al. 2010). Gambar 9 merupakan

visualisasi proses ekstraksi Porphyridium cruentum.

Gambar 9 Proses ekstraksi mikroalga Porphyridium cruentum.

3.4 Analisis Data

3.4.1 Perhitungan Kelimpahan Sel Mikroalga

Perhitungan kelimpahan sel mikroalga dari masing-masing toples kaca pada

penelitian dilakukan setiap hari. Perhitungan kelimpahan sel menggunakan

haemocytometer dan mikroskop (Gambar 10). Kelimpahan mikroalga dihitung

dengan menggunakan rumus Improved Neubaeur Haemocytometer sebagai berikut:

Kelimpahan (sel/ml) = …….. (1)

keterangan:

N = jumlah sel teramati

Selain menghitung kelimpahan mikroalga, dilakukan juga perhitungan laju

pertumbuhan spesifik (Krichnavaruk et al. 2005) dengan rumus berikut :

23

μ = ……….. (2)

keterangan:

Nt = kelimpahan populasi pada waktu pengamatan

No = kelimpahan populasi pada waktu awal

Tt = waktu pengamatan

To = waktu awal

Gambar 10 Perhitungan kelimpahan sel mikroalga dengan haemocytometer.

3.4.2 Analisis Kadar Minyak

Selesai melakukan ekstraksi dilakukan perhitungan rendemen kadar minyak

dengan rumus (AOAC 2005) sebagai berikut :

……… (3)

keterangan:

W2 = massa labuh lemak setelah ekstraksi

W1 = massa labuh lemak sebelum ekstraksi

W2 – W1 = massa ekstrak

W = massa serbuk hasil freeze dry

24

3.4.3 Rancangan Percobaan

Uji statistik ini dilakukan pada hasil kelimpahan sel untuk melihat perbedaan

dari tiga perlakuan (kontrol, aerasi dan injeksi CO2) dan dilakukan pula uji kadar

minyak untuk melihat pengaruh tiap perlakuan pada potensi kadar minyak dari tiap

perlakuan tersebut.

Hasil penelitian ini diuji dengan uji-F yang diperoleh dari hasil analisis ragam

atau analysis of variance (ANOVA) untuk mengetahui perbedaan hasil kelimpahan

sel dari tiga perlakuan dan untuk melihat pengaruh tiap perlakuan terhadap potensi

kadar minyak. Rancangan percobaan menggunakan metode rancangan acak lengkap

(RAL) dengan taraf nyata 5%, dilanjutkan dengan nilai koefisien keragaman. Uji

lanjut Duncan untuk mengetahui beda antar perlakuan jika pada uji-F memberikan

hasil berpengaruh nyata (Mattjik dan Sumertajaya 2006).

Rancangan percobaan menggunakan metode rancangan acak lengkap (RAL) :

Yij = μ + τi + εij ; i =1,2,3. ; j = 1,2,3. …….. (4)

keterangan:

Yji = nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, kelompok ke-j

μ = rata-rata umum

τi = (μi - μ ) = pengaruh aditif perlakuan ke-i

εij = galat percobaan dari perlakuan ke-i ulangan ke-j dengan εij ~ N (0,σ2)

1) Hipotesis yang diuji untuk mengetahui pengaruh tiap perlakuan pada hasil

kelimpahan sel Porphyridium cruentum :

H0 = karbondioksida yang diberikan tidak berpengaruh terhadap kelimpahan

sel Porphyridium cruentum.

25

H1 = karbondioksida berpengaruh terhadap kelimpahan sel Porphyridium

cruentum.

2) Hipotesis yang diuji untuk mengetahui pengaruh tiap perlakuan pada hasil

kadar minyak Porphyridium cruentum :

H0 = karbondioksida yang diberikan tidak berpengaruh terhadap hasil

kadar minyak Porphyridium cruentum.

H1 = karbondioksida berpengaruh terhadap hasil kadar minyak

Porphyridium cruentum.

Metode RAL (Rancangan Acak Lengkap) memiliki asumsi, yaitu

kehomogenan ragam. Asumsi kehomogenan ragam dapat terpenuhi jika nilai

koefisien keragaman yang diperoleh peneliti kurang dari 25% yang berarti tingkat

keakuratan data tersebut tinggi (Mattjik dan Sumertajaya 2006).

KK = ..………… (5)

keterangan:

KK = koefisien keragaman

σ = kuadrat tengah galat (KTG) atau deviasi baku

Ȳ = rata-rata nilai pengamatan

Prosedur uji lanjut Duncan didasarkan pada sekumpulan nilai beda nyata yang

ukurannya semakin besar dan bergantung pada jarak pangkat-pangkat dari dua nilai

tengah yang dibandingkan. Selain itu, dapat juga digunakan untuk menguji perbedaan

antara semua pasangan perlakuan tanpa memperhatikan jumlah perlakuan. Nilai

keakuratan uji lanjut Duncan lebih tinggi daripada uji Tukey (Mattjik dan

Sumertajaya 2006).

26

Rp = rα,p,v SȲ ………. (6)

keterangan :

Rp = statistik uji Duncan

r = ulangan

rα,p,v = nilai wilayah nyata Duncan

α = taraf nyata

p = jarak relatif antara perlakuan tertentu dengan peringkat berikutnya (2,3,..t)

v = derajat bebas galat

3.4.4 Analisis Alkalinitas

Menurut Strickland dan Parsons (1972), alkalinitas adalah kemampuan larutan

untuk menetralkan asam ke titik ekuivalen karbonat atau bikarbonat. Perhitungan

alkalinitas dilakukan untuk mendapatkan jumlah total CO2 pada larutan. Alkalinitas

berguna untuk pengukuran pH dalam larutan, selanjutnya dihitung dengan rumus :

1) Apabila pH < 4 maka digunakan rumus :

Alk tot = 2.5 – (1250 ) ………… (7)

Apabila pH > 4 maka digunakan rumus :

Alk tot = 3 – ( 1300 ) ……….. (8)

keterangan:

Alk tot = alkalinitas total

= aktivitas ion hidrogen

= faktor perhitungan total alkalinitas

27

2) Hitung alkalinitas karbonat ( CA ) dengan rumus :

CA = Alk tot – A ……….. (9)

keterangan:

CA = alkalinitas karbonat

A = konversi alkalinitas total menjadi alkalinitas karbonat

3) Hitung konsentrasi total CO2 dengan rumus :

CO2= CA x FT …………… (10)

keterangan:

CO2 = karbondioksida total

FT = faktor konversi alkalinitas karbonat menjadi karbondioksida total.

4) Hitung tekanan parsial dengan rumus :

PCO2= CA x FP …………… (11)

keterangan:

PCO2 = tekanan parsial karbondioksida

FP = konversi CO2 total menjadi tekanan parsial karbondioksida.

5) Hitung karbondioksida terlarut dengan menggunakan rumus :

[CO2] = PCO2 x …………….. (12)

keterangan:

= daya larut CO2

Maka akan didapatkan hasil dengan satuan mmol/l CaCO3 agar sesuai dengan

satuan alkalinitas lainnya maka dilakukan konversi menjadi satuan yang diinginkan

yaitu mg/l CaCO3.

28

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kelimpahan Sel dan Laju Pertumbuhan Porphyridium cruentum

Kelimpahan sel dan laju pertumbuhan Porphyridium cruentum disajikan pada

Tabel 2.

Tabel 2 Kelimpahan sel dan laju pertumbuhan (μ) Porphyridium cruentum.

Hari ke- Kontrol Aerasi CO2

(106 sel/ml) µ (10

6 sel/ml) µ (10

6 sel/ml) µ

0 3.17 ± 1.34 --- 2.63 ± 0.78 --- 2.90 ± 1.54 ---

1 2.56 ± 0.64 -0.21 2.18 ± 0.23 -0.18 2.85 ± 0.79 -0.02

2 2.32 ± 1.29 -0.10 3.06 ± 1.14 0.34 4.58 ± 2.10 0.48

3 2.48 ± 0.98 0.07 2.84 ± 0.24 -0.07 3.94 ± 1.07 -0.15

4 3.39 ± 0.79 0.31 2.80 ± 0.94 -0.01 4.88 ± 3.03 0.21

5 3.31 ± 0.19 -0.02 2.16 ± 0.93 -0.26 5.08 ± 0.72 0.04

6 4.03 ± 1.69 0.20 3.03 ± 0.84 0.34 3.68 ± 0.86 -0.32

7 2.79 ± 2.79 -0.37 2.20 ± 1.47 -0.32 4.65 ± 1.38 0.24

8 2.45 ± 1.91 -0.13 2.71 ± 0.72 0.21 3.83 ± 1.32 -0.19

9 2.57 ± 1.36 0.05 2.24 ± 1.78 -0.19 4.63 ± 2.06 0.19

10 3.24 ± 2.41 0.23 3.61 ± 0.16 0.48 4.42 ± 2.05 -0.05

Rata-rata 2.74 ± 0.75 --- 2.69 ± 0.50 --- 4.13 ± 0.76 ---

11 2.25 ± 1.24 -0.37 2.75 ± 1.58 -0.27 3.45 ± 2.77 -0.25

12 4.11 ± 1.53 0.60 3.73 ± 0.48 0.31 6.12 ± 2.75 0.57

13 2.95 ± 1.68 -0.33 3.73 ± 1.63 0.00 5.00 ± 1.74 -0.20

14 3.87 ± 0.47 0.27 4.43 ± 1.57 0.17 5.67 ± 1.45 0.13

15 2.76 ± 1.74 -0.34 3.55 ± 1.70 -0.22 3.87 ± 0.68 -0.38

16 4.00 ± 1.49 0.37 3.45 ± 1.17 -0.03 3.78 ± 1.93 -0.02

17 2.33 ± 1.52 -0.54 3.41 ± 1.53 -0.01 4.36 ± 0.95 0.14

18 2.43 ± 1.09 0.05 3.98 ± 0.41 0.16 3.53 ± 0.99 -0.21

19 3.36 ± 0.74 0.32 1.95 ± 0.61 -0.71 1.61 ± 0.88 -0.78

20 3.12 ± 0.40 -0.07 4.58 ± 0.69 0.85 4.95 ± 2.24 1.12

Rata-rata 3.12 ± 0.70 --- 3.56 ± 0.77 --- 4.23 ± 1.29 ---

21 1.70 ± 0.74 -0.61 3.28 ± 1.28 -0.33 3.73 ± 0.85 -0.28

22 2.99 ± 0.80 0.57 3.42 ± 1.67 0.04 4.24 ± 2.20 0.13

23 1.64 ± 1.10 -0.60 1.64 ± 0.33 -0.73 2.86 ± 1.77 -0.39

24 3.05 ± 1.67 0.62 5.07 ± 0.48 1.13 3.18 ± 1.42 0.11

25 2.78 ± 1.85 -0.09 2.53 ± 2.01 -0.69 3.91 ± 2.62 0.21

26 1.93 ± 1.81 -0.36 2.48 ± 1.37 -0.02 3.52 ± 1.70 -0.11

27 1.24 ± 0.19 -0.44 4.09 ± 1.85 0.50 2.36 ± 2.14 -0.40

28 2.21 ± 1.15 0.58 3.30 ± 2.23 -0.22 3.92 ± 0.73 0.51

29 1.58 ± 0.55 -0.33 1.71 ± 0.04 -0.66 4.87 ± 3.32 0.22

30 3.26 ± 2.42 0.72 3.95 ± 2.04 0.84 2.95 ± 1.15 -0.50

Rata-rata 2.24 ± 0.72 --- 3.15 ± 1.08 --- 3.55 ± 0.74 ---

Keterangan : µ = laju pertumbuhan spesifik per hari

29

Pertumbuhan mikroalga spesies Porphyridium cruentum pada kultivasi dapat

dilihat dari hasil kelimpahan sel. Kelimpahan sel Porphyridium cruentum untuk

perlakuan kontrol pada hari ke-0 adalah 3.17x106 sel/ml, sedangkan untuk perlakuan

aerasi dan injeksi CO2 adalah 2.63x106 sel/ml dan 2.90x10

6 sel/ml. Selanjutnya

mikroalga tersebut akan mengalami fase pertumbuhan berupa fase lag, fase

eksponensial (logaritmik), fase deklinasi, fase stasioner, dan fase kematian (Fogg

1975). Puncak kelimpahan sel Porphyridium cruentum selama usia kultivasi 30 hari

untuk perlakuan kontrol mencapai 4.11x106 sel/ml yang teramati pada hari ke-12

dengan nilai laju pertumbuhan spesifik 0.60, perlakuan aerasi mencapai 5.07x106

sel/ml pada hari ke-24 dengan nilai laju pertumbuhan spesifik 1.13 dan perlakuan

injeksi CO2 mencapai 6.12x106 sel/ml pada hari ke-12 dengan nilai laju pertumbuhan

spesifik 0.57.

Ho-Oh et al. (2009) melakukan penelitian kultivasi Porphyridium cruentum

dengan usia kultivasi selama 20 hari dan tercatat hasil kelimpahan Porphyridium

cruentum pada hari ke-20 sebanyak 2x106 sel/ml. Kelimpahan Porphyridium

cruentum pada penelitian ini ketika hari ke-30 untuk perlakuan kontrol sebanyak

3.26x106

sel/ml, perlakuan aerasi sebanyak 3.95x106 sel/ml, dan perlakuan injeksi

CO2 sebanyak 2.95x106 sel/ml. Hasil tersebut menunjukkan bahwa penelitian selama

30 hari menghasilkan kelimpahan sel Porphyridium cruentum lebih besar dari

penelitian Ho-Oh et al. (2009) selama 20 hari yang menghasilkan kelimpahan pada

hari ke-20 sebesar 2x106 sel/ml. Secara visual terlihat bahwa kultur Porphyridium

cruentum pada hari ke-30 akan lebih pekat dibandingkan hari ke-20. Kultivasi

dilakukan selama 30 hari untuk mendapatkan kelimpahan sel yang lebih tinggi. Hal

30

tersebut disebabkan karena semakin meningkatnya jumlah kelimpahan sel

Porphyridium cruentum, serta adanya endapan sel yang dorman di lapisan bawah

media kulturnya.

4.1.1 Kelimpahan Sel Porphyridium cruentum Hari ke-0 sampai Hari ke-11

Kelimpahan sel dan laju pertumbuhan Porphyridium cruentum dapat dilihat

pada Tabel 2 dan grafik kelimpahan sel Porphyridium cruentum interval 10 hari

pertama (hari ke-0 sampai hari ke-11) disajikan pada Gambar 11.

Gambar 11 Grafik kelimpahan sel Porphyridium cruentum interval 10 hari pertama.

Grafik kultivasi untuk interval 10 hari pertama (hari ke-0 sampai hari ke-11)

memperlihatkan kelimpahan sel tertinggi terdapat pada perlakuan injeksi CO2 dengan

nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 4.13x106 sel/ml (Lampiran 4), kemudian

dilanjutkan dengan perlakuan kontrol (nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 2.74x106

31

sel/ml) dan aerasi (nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 2.69x106 sel/ml). Gambar 11

menunjukkan pada akhir kultivasi interval 10 hari pertama kelimpahan tertinggi

terdapat pada perlakuan injeksi CO2 kemudian dilanjutkan dengan aerasi dan kontrol.

Hasil penelitian ini juga diperkuat oleh analysis of variance (ANOVA) RAL

yang menunjukkan bahwa P-value 0.0001 lebih kecil dari nilai α = 0.05. Hasil P-

value tersebut menyatakan tolak H0 (hipotesis nol) sehingga cukup bukti bahwa

kultivasi injeksi CO2 yang diberikan dua hari sekali berpengaruh terhadap

kelimpahan sel Porphyridium cruentum pada taraf nyata 5% dengan nilai koefisien

keragaman sebesar 12.33%. Nilai koefisien keragaman tersebut lebih kecil daripada

nilai koefisien kewajaran 25% sehingga dapat dinyatakan bahwa ragam pada

perlakuan injeksi CO2 adalah homogen (tingkat keakuratan data yang diperoleh

tinggi) (Mattjik dan Sumertajaya 2006).

Hasil uji Duncan (Lampiran 4) memperkuat hipotesis pengaruh perlakuan

injeksi CO2 (Duncan grouping A) dibandingkan perlakuan kontrol (Duncan grouping

B) dan aerasi (Duncan grouping B) memberikan respon yang berbeda nyata terhadap

jumlah kelimpahan sel Porphyridium cruentum, namun perlakuan kontrol dan aerasi

memberikan respon yang sama pada taraf nyata 5%. Menurut Triswanto (2011),

fluktuatifnya grafik kelimpahan sel diduga akibat sel Porphyridium cruentum

mengalami periode kriptik karena sel Porphyridium cruentum yang masih hidup

memanfaatkan tambahan nutrisi untuk pertumbuhannya dari sel Porphyridium

cruentum yang telah lisis sehingga Porphyridium cruentum kembali dapat menaikkan

kelimpahan sel.

32

Kelimpahan sel tertinggi perlakuan kontrol pada interval kultivasi 10 hari

pertama teramati pada hari ke-6 sebesar 4.03x106 sel/ml dengan nilai laju

pertumbuhan spesifik 0.20, memiliki nilai pH 8.43, salinitas 52 ‰ dan suhu 22.33 ºC.

Gambar 11 menunjukkan bahwa fase lag pada perlakuan kontrol berlangsung selama

tiga hari (hari ke-0 sampai hari ke-3) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-0 sebesar

3.17x106 sel/ml dan kelimpahan sel hari ke-3 mencapai 2.48x10

6 sel/ml. Adaptasi

yang cukup lama pada lingkungan kultur baru diduga karena bibit Porphyridium

cruentum yang digunakan pada perlakuan kontrol sebelumnya sedang berada pada

fase kematian. Prihantini et al. (2005) menyatakan bahwa salah satu faktor yang

menentukan lamanya fase adaptasi adalah umur kultur yang digunakan sebagai bibit

Porphyridium cruentum (inokulum). Fase adaptasi akan menjadi lebih singkat apabila

sel-sel yang diinokulasikan berasal dari kultur yang berada dalam fase eksponensial.

Menurut Sylvester et al. (2002), kondisi optimum untuk kehidupan mikroalga laut

adalah salinitas 25-35 ‰, suhu 25-32 °C, dan pH 7-8.

Fase eksponensial berawal dari hari ke-3 (mencapai 2.48x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik 0.07) sampai hari ke-6 (mencapai 4.03x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik 0.20). Menurut Fogg (1975), pada fase eksponensial terjadi

percepatan pertumbuhan dan perbandingan konsentrasi komponen biokimia menjadi

konstan. Fase selanjutnya adalah deklinasi yang terjadi pada hari ke-6 (mencapai

4.03x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.20) sampai hari ke-8 (mencapai

2.45x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.13). Fase stasioner mikroalga

pada hari ke-8 (mencapai 2.45x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.13)

33

sampai hari ke-10 (mencapai 3.24x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik

0.23), setelah mengalami fase pertumbuhan, selanjutnya mikroalga akan mengalami

fase kematian. Menurut Kawaroe et al. (2010), fase ini terjadi akibat penurunan

metabolisme mikroalga dan penurunan kandungan nutrien dalam media kultur. Selain

itu, terjadi pula penurunan jumlah kelimpahan sel secara cepat dan sampai pada tahap

kematian sel mikroalga, akan tetapi ada sebagian sel yang mengalami dormansi

(beristirahat sejenak lalu kembali mengalami pertumbuhan). Fase kematian

berlangsung pada hari ke-10 (mencapai 3.24x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan

spesifik 0.23) sampai hari ke-11 (mencapai 2.25x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan

spesifik -0.37).

Kelimpahan sel tertinggi perlakuan aerasi pada interval kultivasi 10 hari



Fase lag pada perlakuan aerasi berlangsung selama satu hari (hari ke-0 sampai hari

ke-1) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-0 sebesar 2.63x106 sel/ml dan kelimpahan

sel hari ke-1 mencapai 2.18x106 sel/ml. Adaptasi yang cepat pada lingkungan kultur

baru tersebut terjadi karena bibit Porphyridium cruentum (inokulum) yang digunakan

pada perlakuan aerasi sebelumnya sedang berada pada fase eksponensial. Hal tersebut

juga diperkuat dari penelitian Hasanah (2011) bahwa inokulum yang berasal dari fase

eksponensial (logaritmik) pada kultivasi sebelumnya akan mengalami fase adaptasi

yang cepat. Fase eksponensial berawal dari hari ke-1 (mencapai 2.18x106 sel/ml

dengan laju pertumbuhan spesifik -0.18) sampai hari ke-4 (mencapai 2.80x106 sel/ml

dengan laju pertumbuhan spesifik -0.01). Fase selanjutnya adalah deklinasi yang

34

terjadi pada hari ke-4 (mencapai 2.80x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -

0.01) sampai hari ke-7 (mencapai 2.20x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -

0.32). Menurut Fogg (1975), deklinasi disebabkan populasi sel terus bertambah

namun tidak ada penambahan nutrien dalam media sedangkan pemanfaatan nutrien

oleh mikroalga terus berlanjut, sehingga terjadi persaingan antar sel untuk

mendapatkan nutrien yang semakin berkurang dan mengakibatkan penurunan tingkat

pertumbuhan jumlah sel.

Fase stasioner mikroalga pada hari ke-7 (mencapai 2.20x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik -0.32) sampai hari ke-8 (mencapai 2.71x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik 0.21). Fase stasioner terjadi sangat singkat. Hal tersebut

diduga karena nutrien pada kultur sudah tidak mencukupi sehingga pada fase

stasioner mengalami waktu yang singkat dan mempercepat proses kematian

mikroalga. Fase kematian berlangsung pada hari ke-8 (mencapai 2.71x106 sel/ml

dengan laju pertumbuhan spesifik 0.21) sampai hari ke-9 (mencapai 2.24x106 sel/ml

dengan laju pertumbuhan spesifik -0.19).

Kelimpahan sel tertinggi perlakuan injeksi CO2 pada interval kultivasi 10 hari



Fase lag pada perlakuan injeksi CO2 berlangsung sangat cepat yaitu selama satu hari

(hari ke-0 sampai hari ke-1) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-0 sebesar 2.90x106

sel/ml dan kelimpahan sel hari ke-1 mencapai 2.85x106 sel/ml. Hal tersebut diduga

karena bibit Porphyridium cruentum (inokulum) yang digunakan pada perlakuan

injeksi CO2 sebelumnya sedang berada pada fase eksponensial, sehingga fase lag di

35

lingkungan kultur baru berlangsung sangat cepat. Fase eksponensial berawal dari hari

ke-1 (mencapai 2.85x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.02) sampai hari

ke-4 (mencapai 4.88x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.21). Fase

deklinasi terjadi pada hari ke-4 (mencapai 4.88x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan


spesifik -0.32).

Fase stasioner mikroalga pada hari ke-6 (mencapai 3.68x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik -0.32) sampai hari ke-8 (mencapai 3.83x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik -0.19). Prihantini et al. (2007) menyatakan bahwa fase

stasioner pada kultivasi mikroalga berkaitan dengan berkurangnya sejumlah besar

nutrien dalam media dan akumulasi senyawa-senyawa beracun sisa metabolisme.

Penurunan juga terjadi akibat berkurangnya intensitas cahaya yang diterima oleh sel.

Hal tersebut juga diperkuat oleh Kawaroe et al. (2010) bahwa fase stasioner ditandai

dengan pertumbuhan mikroalga secara konstan akibat terjadinya keseimbangan

anabolisme dan katabolisme dalam sel mikroalga. Fase ini juga terjadi keseimbangan

antara ketersediaan nutrien dalam kultur dengan banyaknya jumlah sel mikroalga

yang membutuhkan nutrien dalam media kultivasi.

Fase kematian berlangsung pada hari ke-8 (mencapai 3.83x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik -0.19) sampai hari ke-11 (mencapai 3.45x106 sel/ml

dengan laju pertumbuhan spesifik -0.25). Terjadinya penurunan jumlah sel pada fase

kematian diduga akibat pemanfaatan nutrien yang berlebihan pada hari sebelumnya,

sehingga menyebabkan ketersediaan nutrien berkurang untuk asupan hari selanjutnya

(Fachrullah 2011). Menurut Kawaroe et al. (2010), fase ini ditandai dengan

36

perubahan warna air pada media kultur, terbentuknya buih di permukaan media kultur

dan terdapatnya gumpalan mikroalga yang mengendap di dasar wadah kultur.




kedua (hari ke-11 sampai hari ke-21) disajikan pada Gambar 12.

Gambar 12 Grafik kelimpahan sel Porphyridium cruentum interval 10 hari kedua.

Grafik kultivasi untuk interval 10 hari kedua (hari ke-11 sampai hari ke-21)

memperlihatkan kelimpahan sel tertinggi terdapat pada perlakuan injeksi CO2 dengan

nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 4.23x106 sel/ml (Lampiran 5), kemudian

dilanjutkan dengan perlakuan aerasi (nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 3.56x106

sel/ml) dan kontrol (nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 3.12x106 sel/ml). Gambar

37

12 menunjukkan pada akhir kultivasi interval 10 hari kedua kelimpahan tertinggi

terdapat pada perlakuan injeksi CO2 dan aerasi kemudian perlakuan kontrol.









tinggi) (Mattjik dan Sumertajaya 2006). Hasil uji Duncan (Lampiran 5) memperkuat

hipotesis pengaruh perlakuan injeksi CO2 (Duncan grouping A) dibandingkan

perlakuan aerasi (Duncan grouping B) dan kontrol (Duncan grouping B) memberikan

respon yang berbeda nyata terhadap jumlah kelimpahan sel Porphyridium cruentum,

namun perlakuan aerasi dan kontrol memberikan respon yang sama pada taraf nyata

5%.


kedua teramati pada hari ke-12 sebesar 4.11x106 sel/ml dengan nilai laju



satu hari (hari ke-10 sampai hari ke-11) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-10

sebesar 3.24x106 sel/ml dan kelimpahan sel hari ke-11 mencapai 2.25x10

6 sel/ml,

kemudian dilanjutkan dengan fase eksponensial yang berlangsung pada hari ke-11

38

(mencapai 2.25x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.37) sampai hari ke-

12 (mencapai 4.11x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.60). Fase deklinasi

yang terjadi pada hari ke-12 (mencapai 4.11x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan


spesifik 0.27), fase stasioner pada hari ke-14 (mencapai 3.87x106 sel/ml dengan laju

pertumbuhan spesifik 0.27) sampai hari ke-16 (mencapai 4.00x106 sel/ml dengan laju

pertumbuhan spesifik 0.37) dan fase kematian berlangsung pada hari ke-16

(mencapai 4.00x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.37) sampai hari ke-20

(mencapai 3.12x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.07).



pertumbuhan spesifik 0.85, memiliki nilai pH 8.87, salinitas 59.7 ‰ dan suhu 21.33

ºC. Fase lag pada perlakuan aerasi berlangsung selama dua hari (hari ke-9 sampai

hari ke-11) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-9 sebesar 2.24x106 sel/ml dan

kelimpahan sel hari ke-11 mencapai 2.75x106 sel/ml, kemudian dilanjutkan dengan

fase eksponensial yang berlangsung pada hari ke-11 (mencapai 2.75x106 sel/ml

dengan laju pertumbuhan spesifik -0.27) sampai hari ke-14 (mencapai 4.43x106

sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.17). Fase deklinasi yang terjadi pada hari

ke-14 (mencapai 4.43x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.17) sampai hari

ke-15 (mencapai 3.55x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.22). Fase

stasioner pada hari ke-15 (mencapai 3.55x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan

spesifik -0.22) sampai hari ke-18 (mencapai 3.98x106 sel/ml dengan laju

pertumbuhan spesifik 0.16) dan fase kematian berlangsung pada hari ke-18

39



Kelimpahan sel tertinggi perlakuan injeksi CO2 pada interval kultivasi 10 hari



ºC. Fase lag pada perlakuan injeksi CO2 berlangsung selama dua hari (hari ke-11

sampai hari ke-13) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-11 sebesar 3.45x106 sel/ml

dan kelimpahan sel hari ke-13 mencapai 5.00 x106 sel/ml. Fase eksponensial yang



pertumbuhan spesifik 0.13), fase deklinasi yang terjadi pada hari ke-14 (mencapai


4.36x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.14), fase stasioner pada hari ke-

17 (mencapai 4.36x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.14) sampai hari

ke-18 (mencapai 3.53x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.21) dan fase

kematian berlangsung pada hari ke-18 (mencapai 3.53x106 sel/ml dengan laju

pertumbuhan spesifik -0.21) sampai hari ke-19 (mencapai 1.61x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik -0.78).

Gambar 12 secara umum menunjukkan kelimpahan sel tertinggi

Porphyridium cruentum terjadi pada perlakuan injeksi CO2. Hal tersebut

membuktikan bahwa CO2 berfungsi sebagai bahan utama dalam proses fotosintesis

mikroalga untuk meningkatkan kelimpahan sel mikroalga. Heldt (2005)

menambahkan bahwa fase pada reaksi fotosintesis mikroalga terdiri dari reaksi terang

40

dan reaksi gelap. Menurut Kawaroe et al. (2010), reaksi terang membutuhkan enzim

yang dimiliki oleh membran tilakoid. Heldt (2005) menyatakan bahwa energi yang

diperlukan untuk sintesis asam lemak (fatty acid) yaitu NADPH dan ATP yang

dihasilkan pada reaksi terang. Menurut Kawaroe et al. (2010), setelah NADPH dan

ATP terbentuk, maka mikroalga siap untuk menyintesis kerbohidrat dan mengikat

CO2 melalui mekanisme reaksi gelap yang berlangsung di stroma. Reaksi gelap pada

mikroalga Porphyridium cruentum berfungsi untuk mengikat CO2 yang diawali

dengan terjadinya proses biosintesis fatty acid pada Porphyridium cruentum.

Salisbury dan Ross (1995) menyatakan bahwa fatty acid dibentuk oleh kondensasi

berganda unit asetat dari asetil CoA.




ketiga (hari ke-21 sampai hari ke-30) disajikan pada Gambar 13.

Gambar 13 Grafik kelimpahan sel Porphyridium cruentum interval 10 hari ketiga.

41

Grafik kultivasi untuk interval 10 hari ketiga (hari ke-21 sampai hari ke-30)

secara umum memperlihatkan kelimpahan sel tertinggi terdapat pada perlakuan

injeksi CO2 dengan nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 3.55x106 sel/ml (Lampiran

6), kemudian dilanjutkan aerasi (nilai rata-rata kelimpahan sel sebesar 3.15x106

sel/ml) dan kelimpahan sel terendah pada perlakuan kontrol (nilai rata-rata

kelimpahan sel sebesar 2.24x106 sel/ml). Gambar 13 menunjukkan pada akhir

kultivasi interval 10 hari ketiga kelimpahan tertinggi terdapat pada perlakuan aerasi

disusul perlakuan kontrol dan terendah perlakuan injeksi CO2.









tinggi) (Mattjik dan Sumertajaya 2006). Hasil uji Duncan (Lampiran 6) memperkuat

hipotesis pengaruh perlakuan injeksi CO2 (Duncan grouping A) dibandingkan

perlakuan aerasi (Duncan grouping B) dan kontrol (Duncan grouping B) memberikan

respon yang berbeda nyata terhadap kelimpahan sel Porphyridium cruentum pada

taraf nyata 5%.

42


ketiga teramati pada hari ke-30 sebesar 3.26x106 sel/ml dengan nilai laju



tiga hari (hari ke-20 sampai hari ke-23) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-20

sebesar 3.12x106 sel/ml dan kelimpahan sel hari ke-23 mencapai 1.64x10

6 sel/ml,

kemudian dilanjutkan dengan fase eksponensial yang berlangsung pada hari ke-23

(mencapai 1.64x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.60) sampai hari ke-

24 (mencapai 3.05x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.62). Fase deklinasi

yang terjadi pada hari ke-24 (mencapai 3.05x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan


spesifik -0.44), fase stasioner pada hari ke-27 (mencapai 1.24x106 sel/ml dengan laju

pertumbuhan spesifik -0.44) sampai hari ke-28 (mencapai 2.21x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik 0.58) dan diakhiri oleh fase kematian berlangsung pada

hari ke-28 (mencapai 2.21x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.58) sampai

hari ke-29 (mencapai 1.58x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.33).


ketiga teramati pada hari ke-24 sebesar 5.07x106 sel/ml dengan nilai laju


ºC. Fase lag pada perlakuan aerasi berlangsung selama tiga hari (hari ke-19 sampai

hari ke-22) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-19 sebesar 1.95x106 sel/ml dan

kelimpahan sel hari ke-22 mencapai 3.42x106 sel/ml kemudian dilanjutkan dengan

fase eksponensial yang berlangsung pada hari ke-22 (mencapai 3.42x106 sel/ml

43

dengan laju pertumbuhan spesifik 0.04) sampai hari ke-24 (mencapai 5.07x106 sel/ml

dengan laju pertumbuhan spesifik 1.13). Fase deklinasi yang terjadi pada hari ke-24


(mencapai 2.53x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.69). Fase stasioner

pada hari ke-25 (mencapai 2.53x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.69)

sampai hari ke-28 (mencapai 3.30x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -

0.22) dan diakhiri oleh fase kematian berlangsung pada hari ke-28 (mencapai

3.30x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.22) sampai hari ke-29


Kelimpahan sel tertinggi perlakuan injeksi CO2 pada kultivasi interval

kultivasi 10 hari ketiga teramati pada hari ke-29 sebesar 4.87x106 sel/ml dengan nilai

laju pertumbuhan spesifik 0.22, memiliki nilai pH 5.67, salinitas 46 ‰ dan suhu

22.67 ºC. Fase lag pada perlakuan injeksi CO2 berlangsung selama dua hari (hari ke-

21 sampai hari ke-23) dengan nilai kelimpahan sel hari ke-21 sebesar 3.73x106 sel/ml

dan kelimpahan sel hari ke-23 mencapai 2.86 x106 sel/ml. Fase eksponensial yang



pertumbuhan spesifik 0.21), fase deklinasi yang terjadi pada hari ke-25 (mencapai


2.36x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.40), fase stasioner pada hari ke-

27 (mencapai 2.36x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik -0.40) sampai hari

ke-29 (mencapai 4.87x106 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik 0.22) dan diakhiri

oleh fase kematian berlangsung pada hari ke-29 (mencapai 4.87x106 sel/ml dengan

44

laju pertumbuhan spesifik 0.22) sampai hari ke-30 (mencapai 2.95x106 sel/ml dengan

laju pertumbuhan spesifik -0.50).

Injeksi CO2 menyebabkan peningkatan proses fotosintesis mikroalga sehingga

proses metabolisme dapat berlangsung lebih cepat dan kelimpahan sel meningkat

(Prihantini et al. 2005). Gas CO2 yang diinjeksikan untuk Porphyridium cruentum

adalah sebanyak 0.5x100 cc/min selama dua hari sekali dapat meningkatkan

kelimpahan sel mikroalga namun tidak signifikan. Hal tersebut sesuai dengan teori

Benemann (1997) yang menyatakan bahwa pemanfaatan CO2 pada kultivasi

mikroalga menyebabkan mikroalga dapat tumbuh sangat cepat serta tidak

membutuhkan tempat atau lahan yang sangat luas untuk tumbuh.

4.2 Kondisi Kualitas Air terhadap Pertumbuhan Porphyridium cruentum

Pertumbuhan mikroalga dan perbedaan bentuk kurva kelimpahan sel pada

kultivasi Porphyridium cruentum diduga disebeabkan oleh faktor-faktor lingkungan.

Faktor-faktor tersebut adalah pH, salinitas, dan suhu. Hasil pengukuran parameter

kualitas air pada media kultivasi Porphyridium cruentum disajikan pada Tabel 3.

45

Tabel 3 Nilai rataan parameter kualitas air media kultivasi Porphyridium cruentum.

Hari Ke- Kontrol Aerasi CO2

pH Salinitas Suhu pH Salinitas Suhu pH Salinitas Suhu

0 8.07 50.0 22.33 7.90 49.7 22.67 8.07 58.0 23.33 1 8.10 55.0 21.67 8.00 51.7 22.33 5.80 58.7 22.33 2 9.07 53.0 22.00 8.53 53.3 22.33 6.33 61.0 21.67 3 9.37 53.0 23.33 8.57 51.7 23.33 5.80 58.7 23.67 4 9.33 54.0 21.67 8.60 57.0 22.00 5.50 59.0 22.33 5 8.97 55.0 22.67 8.30 52.3 21.67 5.37 54.0 22.33 6 8.43 52.0 22.33 8.00 54.0 22.00 5.80 54.7 21.33

7 8.47 56.0 23.00 8.03 54.3 22.33 5.77 54.7 21.67 8 8.70 53.0 21.33 8.33 56.0 21.67 5.87 55.0 21.33 9 8.87 52.0 22.00 8.37 56.0 21.67 5.50 54.3 21.33 10 9.30 50.0 22.67 8.50 51.0 21.33 5.90 53.7 23.00 11 9.23 54.0 21.33 8.50 56.0 21.67 5.93 54.3 21.00

12 9.30 50.0 23.67 8.80 54.0 23.67 5.93 52.7 23.33 13 9.40 51.0 22.33 8.50 56.3 22.00 5.80 52.7 21.67 14 9.37 50.0 25.67 8.77 51.3 25.67 6.03 47.7 25.33

15 9.23 50.0 21.67 8.73 58.7 21.67 5.97 53.3 22.00 16 9.40 49.0 23.67 8.93 55.7 23.33 6.07 49.0 23.67 17 9.50 52.0 25.67 9.03 54.7 24.67 6.03 48.3 25.67 18 9.53 50.0 26.00 9.03 53.0 25.33 6.13 51.7 25.67 19 9.33 54.0 22.67 8.80 54.7 22.00 5.97 51.7 22.67 20 9.40 53.0 21.67 8.87 59.7 21.33 6.17 47.0 22.00 21 9.40 50.0 22.33 8.97 52.3 21.67 6.00 47.3 21.33

22 9.20 54.0 23.33 8.97 56.7 23.67 6.30 51.7 24.00 23 9.30 52.0 24.00 9.00 59.7 23.33 6.07 49.0 23.67 24 9.60 51.0 23.67 9.10 58.7 23.67 6.40 53.7 24.33 25 9.17 53.0 24.67 8.63 60.7 24.33 5.93 49.7 24.67 26 8.63 48.0 23.33 8.30 58.3 24.00 5.90 48.0 23.67 27 8.50 49.0 24.00 8.30 58.3 24.67 5.73 49.0 23.67 28 8.63 51.0 24.67 8.43 57.0 24.33 5.97 47.7 25.00 29 8.70 53.0 22.67 8.37 58.3 22.00 5.67 46.0 22.67 30 8.83 50.0 24.67 8.43 56.0 23.33 6.00 50.0 24.67

Rata-rata 9.04 51.84 23.12 8.57 55.39 22.89 5.99 52.33 23.06

4.2.1 Derajat Keasaman (pH)

Nilai pH pada kultivasi Porphyridium cruentum dapat dilihat di Tabel 3 dan

grafik pH kultivasi Porphyridium cruentum disajikan pada Gambar 14. Derajat

keasaman (pH) pada perlakuan kontrol, aerasi dan injeksi CO2 terlihat cenderung

stabil namun pada perlakuan injeksi CO2 terlihat adanya penurunan nilai pH.

Perubahan pH pada saat kultivasi Porphyridium cruentum diduga karena adanya

perubahan kelarutan CO2 didalam media pertumbuhan sehingga pemberian asupan

injeksi CO2 dapat menurunkan nilai pH secara drastis.

46

Hasil rata-rata kelimpahan sel Porphyridium cruentum selama 30 hari pada

perlakuan kontrol sebesar 2.77x106 sel/ml (nilai rata-rata pH 9.04), aerasi sebesar

3.11x106 sel/ml (nilai rata-rata pH 8.57), dan CO2 sebesar 3.98x10

6 sel/ml (nilai rata-

rata pH 5.99). Hasil rata-rata kelimpahan sel selama 30 hari memperlihatkan bahwa

kelimpahan sel tertinggi terdapat pada perlakuan CO2 walaupun peningkatan yang

terjadi tidak signifikan. Peningkatan kelimpahan sel tersebut diduga dipengaruhi oleh

perairan yang bersifat asam akibat peningkatan konsentrasi CO2 yang bersumber dari

injeksi CO2. Pengaruh perubahan nilai pH pada peningkatan kelimpahan sel

Porphyridium cruentum pada masing-masing perlakuan menunjukkan bahwa pH

merupakan faktor pembatas utama pada penelitian ini.

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

pH

Hari ke-

Kontrol

Aerasi

CO2

Gambar 14 Perubahan rata-rata pH Porphyridium cruentum selama kultivasi.

Menurut Borowitzka dan Borowitzka (1988), pH optimum untuk fotosintesis

Porphyridium cruentum adalah 7.5. Umumnya kisaran pH untuk kultur mikroalga

biasanya antara 7 sampai 9, namun sel Porphyridium cruentum masih dapat hidup

pada kisaran pH 5.2-8.3. Adanya perlakuan injeksi CO2 menyebabkan asupan CO2

47

menjadi berlebih pada media kultivasi Porphyridium cruentum sehingga pH stabil

pada nilai 5.99.

Gambar 14 memperlihatkan kultivasi dengan perlakuan kontrol menampilkan

kisaran nilai pH sebesar 8.07-9.60, perlakuan aerasi menampilkan kisaran nilai pH

sebesar 7.90-9.10 dan perlakuan injeksi CO2 menampilkan kisaran nilai pH sebesar

5.37-8.07. Nilai kisaran pH tersebut merupakan hasil rata-rata nilai pH dari tiga kali

ulangan penelitian dari tiap perlakuan, nilai selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3.

Menurut Kawaroe et al. (2010), kekurangan CO2 dan tingginya nilai pH (kondisi pH

perairan bersifat sangat basa) dapat menghambat laju fotosintesis mikroalga. Nilai pH

tertinggi pada perlakuan kontrol mencapai 9.60 dan aerasi mencapai 9.10, dari kedua

perlakuan tersebut memiliki nilai pH yang cenderung cukup tinggi. Menurut Boyd

1988, tingginya nilai pH tersebut dikarenakan turunnya konsentrasi CO2 yang

menyebabkan menurunkan konsentrasi H+, sehingga kondisi perairan pada kedua

perlakuan tersebut mengalami kehabisan CO2 saat fotosintesis berlangsung. Interval

nilai pH yang dihasilkan pada perlakuan kontrol dan aerasi masih dalam kondisi yang

wajar, sehingga laju fotosintesis mikroalga tidak terhambat.

Perlakuan injeksi CO2 mengalami kecenderungan pH bersifat asam (pH

kurang dari 7). Hal tersebut terlihat pada Gambar 14, pH perlakuan injeksi CO2

mengalami penurunan pada hari pertama. Penurunan pH terjadi akibat pengaruh

injeksi CO2. Setelah menurun pada hari pertama yang mencapai nilai pH sebesar

5.80, selanjutnya pH pada perlakuan injeksi CO2 cenderung stabil sampai akhir

periode kultivasi dengan kisaran pH sebesar 5.37-6.40.

48

Sel Porphyridium cruentum masih dapat hidup dan berfotosintesis dalam

kisaran pH sebesar 5.37-6.40. Pertumbuhan Porphyridium cruentum akan terhambat

jika pH kurang dari 5 dan aktivitas fotosintesis akan mengalami penurunan

maksimum mencapai 33% (Borowitzka dan Borowitzka 1988). Perlakuan injeksi CO2

tidak dapat dilakukan terus menerus sehingga dalam penelitian ini perlakuan injeksi

CO2 dilakukan setiap dua hari sekali guna mempertahan kestabilan nilai pH pada

lingkungannya agar memberikan cukup waktu pada Porphyridium cruentum untuk

memanfaatkan CO2 dalam berfotosintesis (Kawaroe et al. 2010). Menurut Effendi

(2003), CO2 memiliki sifat kelarutan yang tinggi, sehingga jika CO2 terlarut dalam

air, maka CO2 akan bereaksi dengan air dan akan membentuk asam karbonat (H2CO3)

di dalam perairan tersebut.

4.2.2 Salinitas

Salinitas merupakan faktor pembatas yang berpengaruh terhadap perubahan

tekanan osmosis di dalam selnya. Aktifitas sel mikroalga dapat terganggu jika

salinitas terlampau tinggi atau rendah (Sylvester et al. 2002). Nilai salinitas pada

kultivasi Porphyridium cruentum dapat dilihat di Tabel 3 dan grafik salinitas kultivasi

Porphyridium cruentum dapat dilihat pada Gambar 15. Salinitas pada perlakuan

kontrol, aerasi dan injeksi CO2 terlihat fluktuatif. Berdasarkan Gambar 15 diketahui

bahwa besarnya salinitas pada perlakuan kontrol relatif stabil, berbeda dengan

perlakuan aerasi yang hampir semakin meningkat (salinitas tinggi) selama kultivasi.

Menurut Nontji (2007), salinitas meningkat dan tinggi karena terjadinya penguapan

yang sangat kuat. Salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya penguapan dalam

49

penelitian ini adalah asupan aerasi yang diberikan selama 24 jam. Indikasi penguapan

dapat terlihat pada permukaan tutup toples wadah kultur yang terdapat garam.

Kondisi salinitas pada perlakuan injeksi CO2 hampir selalu menurun karena adanya

asupan CO2 dan proses penguapan tidak tinggi. Mikroalga laut memiliki toleransi

tinggi terhadap perubahan salinitas (Sylvester et al. 2002).


perlakuan kontrol sebesar 2.77x106 sel/ml (nilai rata-rata salinitas 51.84 ‰), aerasi

sebesar 3.11x106 sel/ml (nilai rata-rata salinitas 55.39 ‰), dan CO2 sebesar 3.98x10

6

sel/ml (nilai rata-rata salinitas 52.33 ‰). Nilai-nilai tersebut menunjukkan bahwa

kelimpahan sel Porphyridium cruentum berpengaruh pada nilai salinitas perairan dan

Porphyridium cruentum mampu meningkatkan kelimpahan sel dalam perairan

bersalinitas tinggi.

Gambar 15 Perubahan rata-rata salinitas Porphyridium cruentum selama kultivasi.

Gambar 15 memperlihatkan perubahan salinitas (kenaikan dan penurunan

salinitas) dari masing-masing perlakuan tersebut tidak terlalu signifikan. Kultivasi

50

dengan perlakuan kontrol menampilkan kisaran nilai salinitas sebesar 48-56 ‰,

perlakuan aerasi menampilkan kisaran nilai salinitas sebesar 49.7-60.7 ‰ dan

perlakuan injeksi CO2 menampilkan kisaran nilai salinitas sebesar 46-61 ‰.

Porphyridium cruentum dapat bertahan hidup pada kisaran salinitas yang cukup

tinggi yaitu sebesar 0.5-2 kali konsentrasi air laut (Borowitzka dan Borowitzka 1988).

Menurut Effendi 2003, konsentrasi salinitas air laut normal berkisar 30-40 ‰.

Nilai kisaran salinitas tersebut merupakan hasil rata-rata nilai salinitas dari

tiga kali ulangan penelitian dari tiap perlakuan, nilai selengkapnya dapat dilihat pada

Tabel 3. Porphyridium cruentum tidak mampu bersaing hidup dengan mikroalga

lainnya jika kondisi salinitas kurang dari 35 ‰. Menurut Richmond (1988), salinitas

sebesar 46 ‰ tidak menghambat proses pertumbuhan.

4.2.3 Suhu

Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses fisika, kimia dan biologi.

Kenaikan suhu dapat menurunkan kelarutan bahan dan menyebabkan terjadinya

kenaikan kecepatan metabolisme serta respirasi mikroalga dalam kultur. Nilai suhu

pada kultivasi Porphyridium cruentum dapat dilihat di Tabel 3 dan grafik suhu

kultivasi Porphyridium cruentum dapat dilihat pada Gambar 16. Suhu pada perlakuan

kontrol, aerasi dan injeksi CO2 terlihat tidak jauh berbeda dan cenderung stabil. Nilai

suhu yang tidak jauh berbeda diduga karena kultivasi dilakukan dalam ruangan

terkontrol.


perlakuan kontrol sebesar 2.77x106 sel/ml (nilai rata-rata suhu 23.12 °C), aerasi

51

sebesar 3.11x106 sel/ml (nilai rata-rata suhu 22.89 °C), dan CO2 sebesar 3.98x10

6

sel/ml (nilai rata-rata suhu 23.06 °C). Nilai-nilai tersebut menunjukkan bahwa

kelimpahan sel Porphyridium cruentum berpengaruh pada nilai suhu perairan dan

Porphyridium cruentum mampu meningkatkan kelimpahan sel karena suhu perairan

pada penelitian ini masih berada dalam kisaran suhu untuk Porphyridium cruentum

hidup. Porphyridium cruentum dapat hidup dalam kisaran suhu 10-35 °C dengan

suhu optimum 25 °C dan aktivitas optimum fotosintesis dari kultur Porphyridium

cruentum terjadi pada suhu 25 °C (Vonshak 1988).

Gambar 16 Perubahan rata-rata suhu Porphyridium cruentum selama kultivasi.

Gambar 16 memperlihatkan kultivasi dengan perlakuan kontrol memiliki

kisaran nilai suhu sebesar 21.33-26.00 °C, perlakuan aerasi 21.33-25.67 °C,

sedangkan perlakuan injeksi CO2 21.00-25.67 °C. Nilai kisaran suhu tersebut

merupakan hasil rata-rata nilai suhu tiap perlakuan selama tiga kali ulangan

penelitian. Nilai selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3. Menurut Richmond (1988),

pada suhu di bawah 13 °C pertumbuhan Porphyridium cruentum melambat dan pada

52

suhu lebih dari 31 °C pertumbuhannya terhambat bahkan bisa mengalami kematian.

Nilai suhu yang dihasilkan dalam penelitian ini masih dalam batas toleransi suhu

untuk Porphyridium cruentum masih dapat hidup yaitu 10-35 °C (Vonshak 1988).

4.3 Pengaruh Alkalinitas

Menurut Svobodova at al. (1993), ion bikarbonat (HCO3-) normal pada

kisaran pH 6.0-8.3. Ion bikarbonat berinteraksi dengan CO2 terlarut dan ion karbonat

(CO3-) berperan untuk mengontrol kestabilan nilai pH. Oleh karena itu, nilai

alkalinitas sangat dipengaruhi oleh nilai pH. Ion bikarbonat akan menyerap ion

hidrogen ketika pH kurang dari 8.0 karena ion bikarbonat dikonversi menjadi gas

CO2 terlarut sehingga pH dapat stabil walaupun masih dalam kisaran 5.37-6.40

selama kultivasi injeksi CO2 yang berlangsung 2 hari sekali dengan komposisi input

CO2 sebanyak 0.5x100 cc/min selama 4 jam. Kadar ion bikarbonat dan alkalinitas

akan menjadi tinggi jika jumlah gas CO2 yang ditambahkan terlalu banyak

(Svobodova at al. 1993). Menurut Effendi (2003), nilai alkalinitas alami tidak

melebihi dari 500 mg/l CaCO3 karena nilai alkalinitas yang terlalu tinggi kurang

disukai oleh organisme akuatik. Hubungan antara pengaruh nilai pH, alkalinitas dan

CO2 termanfaatkan pada kultivasi dengan injeksi CO2 disajikan pada Tabel 4.

Perhitungan nilai alkalinitas pada penelitian ini hanya dilakukan untuk perlakuan

injeksi CO2 saja karena bertujuan untuk mengetahui pengaruh kualitas perairan kultur

akibat asupan CO2 yang diberikan secara langsung.

53

Tabel 4 Hubungan antara pH, alkalinitas, dan CO2 termanfaatkan.

Hari ke- pH Alkalinitas (mg/l CaCO3) CO2 Termanfaatkan (%)

1 5.80 40.16 18.00

3 5.80 45.94 18.33

5 5.37 32.28 21.00

7 5.77 72.28 22.00

9 5.50 81.25 22.67

11 5.93 76.51 22.67

13 5.80 110.22 19.33

15 5.97 41.59 20.67

17 6.03 53.71 20.33

19 5.97 53.71 19.33

21 6.00 41.59 21.67

23 6.07 81.25 20.33

25 5.93 32.28 19.00

27 5.73 32.28 19.67

29 5.67 41.59 21.00

Karbondioksida memiliki kelarutan yang tinggi sehingga jika CO2 terlarut

dalam air, maka CO2 akan bereaksi dengan air dan membentuk asam karbonat

(H2CO3) di dalam perairan tersebut (Effendi 2003). Terlihat dari Tabel 4 bahwa

alkalinitas media kultivasi pada awal injeksi CO2 adalah 40.16 mg/l CaCO3, diduga

pada awal kultivasi perairan bersifat sadah atau memiliki kandungan mineral yang

tinggi. Perairan dengan nilai alkalinitas lebih besar dari 40 mg/l CaCO3 disebut

perairan sadah (hard water), sedangkan perairan dengan nilai alkalinitas kurang dari

40 mg/l CaCO3 disebut perairan lunak (soft water) (Effendi 2003). Nilai alkalinitas

pada hari terakhir injeksi CO2 adalah 41.59 mg/l CaCO3 dan perairan masih bersifat

sadah. Selama kultivasi, kisaran nilai alkalinitas adalah antara 32.28-110.22 mg/l

CaCO3. Nilai tersebut masih tercakup dalam rentang nilai alkalinitas yang baik bagi

kehidupan organisme perairan yaitu berkisar antara 30-500 mg/l CaCO3 (Effendi

54

2003). Menurut Saeni (1989), alkalinitas memegang peran penting dalam penentuan

kemampuan air untuk meningkatkan kelimpahan sel mikroalga karena alkalinitas

merupakan sebuah indikator untuk mengetahui kesuburan perairan. Oleh karena itu,

nilai alkaninitas dapat mempengaruhi kelimpahan sel Porphyridium cruentum dan

alkalinitas merupakan fakor pembatas dalam penelitian ini.

Tabel 4 memperlihatkan bahwa nilai CO2 termanfaatkan pada kultivasi

Porphyridium cruentum pada perlakuan injeksi CO2 berkisar 18-22.67%. Injeksi CO2

dilakukan setiap 2 hari sekali untuk komposisi input CO2 sebanyak 0.5x100 cc/min

selama 4 jam. Analisis kadar CO2 tersebut membuktikan bahwa injeksi CO2

dimanfaatkan dengan baik untuk meningkatkan kelimpahan sel mikroalga (Chiu et al.

2008). Oleh sebab itu, kadar CO2 dalam perairan mempengaruhi nilai alkalinitas pada

perairan tersebut. Semakin tinggi alkalinitas, maka perairan tersebut cenderung

bersifat alkali (Effendi 2003).

Menurut Anggraeni (2002), nilai alkalinitas yang tinggi dan cenderung

bersifat alkali lebih produktif daripada perairan dengan nilai alkalinitas yang rendah

serta lebih produktifnya perairan. Hal tersebut terkait dengan keberadaan fosfor dan

elemen esensial lainnya yang meningkat kadarnya dengan bertambahnya nilai

alkalinitas. Effendi (2003) berpendapat bahwa alkalinitas juga berkaitan erat dengan

nilai pH dan CO2. Tabel 4 menyajikan nilai pH dengan kisaran nilai pH lebih dari 5,

karena jika nilai pH kurang dari 5 maka alkalinitas dapat mencapai nilai nol (Effendi

2003).

55

4.4 Kadar Minyak Hasil Kultivasi Porphyridium cruentum

Minyak mentah hasil ekstraksi dari mikroalga merupakan bahan baku minyak

yang memiliki potensi untuk memproduksi biodiesel. Biodiesel merupakan bahan

bakar yang berpotensi untuk dapat diperbaharui dan terbuat dari bahan nabati

(Hambali 2007). Minyak mentah tersebut berasal dari kandungan lipid dalam tubuh

mikroalga. Menurut hasil penelitian Fuentes et al. (2000), sel Porphyridium cruentum

mengandung rata-rata minyak 5.78% dan menurut hasil penelitian Hasanah (2011),

hasil rata-rata minyak Porphyridium cruentum sebesar 0.33%.

Hasil penelitian ini menampilkan nilai rata-rata kadar minyak Porphyridium

cruentum dari perlakuan kontrol, perlakuan aerasi dan perlakuan injeksi CO2,

disajikan pada Gambar 17 yang menampilkan nilai rataan kadar minyak tertinggi

dihasilkan dari perlakuan injeksi CO2 yaitu sebesar 5.97%. Lampiran 15

memperlihatkan nilai keseluruhan hasil kadar minyak dari 3 kali ulangan pada

perlakuan kontrol, perlakuan aerasi, dan perlakuan injeksi CO2. Menurut Benemann

(1997), injeksi CO2 pada kultivasi mikroalga dapat mempengaruhi mikroalga untuk

tumbuh lebih cepat.

56

Keterangan : a = hasil uji Duncan (Perlakuan CO2 1.93±0.22

a)

b = hasil uji Duncan (Perlakuan Aerasi 1.06±0.06b)

c = hasil uji Duncan (Perlakuan Kontrol 0.65±0.02c)

Gambar 17 Grafik perbandingan kadar minyak dari berbagai perlakuan.

Kadar minyak yang diperoleh dari perlakuan kontrol adalah 0.92%, perlakuan

aerasi 1.91%, sedangkan dari perlakuan injeksi CO2 sebesar 5.97% yang merupakan

nilai kadar minyak tertinggi. Jika dibandingkan dengan hasil penelitian Fuentes et al.

(2000), Porphyridium cruentum mengandung kadar minyak 5.78% dan menurut

Hasanah (2011), menghasilkan kadar minyak Porphyridium cruentum 0.33%.

Kultivasi perlakuan injeksi CO2 dapat meningkatkan kadar minyak pada

Porphyridium cruentum karena hasilnya lebih tinggi dibandingkan dengan penelitian

Fuentes et al. (2000) dan Hasanah (2011) walaupun kelimpahan sel tidak signifikan

mengalami peningkatan.

Hasil penelitian ini juga diperkuat oleh analisis ANOVA RAL yang

menunjukkan bahwa P-value 0.0001 lebih kecil dari nilai α = 0.05. Hasil P-value

57

tersebut menyatakan tolak H0 (hipotesis nol) sehingga cukup bukti bahwa kultivasi

injeksi CO2 yang diberikan dua hari sekali berpengaruh terhadap hasil kadar minyak

Porphyridium cruentum pada taraf nyata 5% dengan nilai koefisien keragaman

sebesar 10.79%. Nilai koefisien keragaman tersebut lebih kecil daripada nilai

koefisien kewajaran 25% sehingga dapat dinyatakan bahwa ragam pada perlakuan

injeksi CO2 adalah homogen (tingkat keakuratan data yang diperoleh tinggi) (Mattjik

dan Sumertajaya 2006). Hasil uji Duncan (Lampiran 7) menguatkan bahwa pengaruh

perlakuan injeksi CO2 (Duncan grouping A) dibandingkan perlakuan aerasi (Duncan

grouping B) dan kontrol (Duncan grouping C) memberikan respon yang berbeda

nyata untuk tiap perlakuan terhadap hasil kadar minyak mentah dari Porphyridium

cruentum.

58

5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kultivasi Porphyridium cruentum selama 30 hari memperlihatkan bahwa

peningkatan kelimpahan sel mikroalga dengan pemanfaatan injeksi CO2 tidak

signifikan. Hal tersebut dapat dilihat dari rata-rata kelimpahan sel Porphyridium

cruentum pada perlakuan kontrol sebesar 2.77x106 sel/ml, aerasi sebesar 3.11x10

6

sel/ml, dan CO2 sebesar 3.98x106 sel/ml.

Berbeda dengan minyak mentah yang dikonversikan. Minyak mentah

menunjukkan peningkatan signifikan dari mikroalga Porphyridium cruentum yang

dikultivasi dengan injeksi CO2 dengan yang tidak. Kadar minyak mentah dari

Porphyridium cruentum pada perlakuan kontrol adalah 0.92%, aerasi 1.91%, dan

injeksi CO2 5.97%. Hal ini mengindikasikan bahwa injeksi CO2 mempengaruhi kadar

minyak yang dihasilkan mikroalga Porphyridium cruentum.

5.2 Saran

Penelitian selanjutnya perlu dilakukan penelitian pendahuluan untuk optimasi

kultivasi sehingga dapat diperkirakan pola kurva pertumbuhan berdasarkan

kelimpahan sel Porphyridium cruentum. Sebelum melakukan kultivasi perlu

dilakukan uji pendahuluan pada parameter kualitas air untuk media kultivasi.

59

DAFTAR PUSTAKA

[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 2005. Official Method of

Analysis of The Association of Official Analytical of Chemist. Arlington: The

Association of Official Analytical Chemist, Inc.

Anggraeni I. 2002. Kualitas Air Perairan Laut Teluk Jakarta selama Periode 1996-

2002 [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Benemann JR. 1997. CO2 mitigation with microalgae systems. Energy Conversion

and Management. 38:475-479.

Becker EW. 1994. Microalgae Biotechnology and Microbiology. New York (USA):

Cambridge University Press.

Borowitzka MA dan Borowitzka LJ. 1988. Microalgae Biotechnology. New York

(USA): Cambridge University Press.

Boyd CE. 1988. Water Quality in Warmwater Fish Ponds. Fourth Print-ing. Alabama

(USA): Auburn University Agricutural Experiment Station.

Cahyaningsih S. 2009. Standar Nasional Indonesia Pembenian Perikanan (Pakan

Alami). Pelatihan MPM-CPIB Pembenihan Udang [ulasan]. Balai Budidaya

Air Payau Situbondo. 4(3):80-84.

Chisti Y. 2007. Biodiesel from Microalgae. Biotechnol Adv. 25(3):294-306.

Chiu SY, Chien YK, Ming TT, Seow CO, Chiun HC, Chih SL. 2008. Lipid

Accumulation and CO2 Utilization of Nannochloropsis oculata in Response to

CO2 Aeration. Bioresource Tech. 100(2):833-838.

Department of Enviromental Science University of Kalyani. 2008. Type: Algae.

http://envis.kuenvbiotech.org/algae.htm [12 Agustus 2012].

60

Dongoran RK. 2003. Pengaruh Alkalinitas Total dari Kalsium Karbonat (CaCO3)

Terhadap Kelangsungan Hidup dan Pertumbuhan Larva Ikan Jambal Siam

(Pangasius sp.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan

Perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius.

Fachrullah MR. 2011. Laju Pertumbuhan Mikroalga Penghasil Biofuel Jenis

Chlorella sp. dan Nannochloropsis sp. yang Dikultivasi Menggunakan Air

Limbah Hasil Penambangan Timah di Pulau Bangka [skripsi]. Bogor (ID):

Institut Pertanian Bogor.

Fogg GE. 1975. Algal Culture and Phytoplankton Ecology. London (UK): The

University of Wisconsin Press.

Fuentes MMR, Fernandez GGA, Perez JAS, Guerrero JLG. 2000. Biomass nutrient

profiles of the microalga Porphyridium cruentum. Food Chemistry. 70(3):345-

353.

Guerrero MG. 2010. Bioethanol from Microalgae. Sevilla (SPN): Instituto

Bioquiimica Vegetaly Fotosmica Fotosiintesisntesi.

Hambali E. 2007. Teknologi Bioenergi. Jakarta (ID): Agro Media Pustaka.

Hasanah. 2011. Mikroenkapsulasi Biomassa Porphyridium cruentum [skripsi]. Bogor

(ID): Institut Pertanian Bogor.

Heldt HW. 2005. Plant Biochemistry. 3rd edition. California (USA): Elsevier

Academic Press.

Hoshida HT, Ohira A, Minematsu R, Akada Y, Nishizawa. 2005. Accumulation of

Eicosapentaenoic Acid in Nannochloropsis sp. in Response to Elevated CO2

Concentrations. Applied Phycology. 17:29-34.

61

Ho Oh S, Han JG, Kim Y, Ha JH, Kim SS, Jeong MH, Jeong HS, Kim NY, Cho JS,

Yoon WB et al. 2009. Lipid Production in Porphyridium cruentum Grown

Under Different Culture Conditions. Bioscence and Bioenginering.

108(5):429-434.

Isnansetyo A, Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Pytoplankton dan Zooplankton

Pakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut. Yogyakarta (ID): Kanisius.

Kawaroe M, Pratono T, Sunuddin A, Sari DW, Agustine D. 2010. Mikroalga: Potensi

dan Pemanfaatannya untuk Produksi Bio Bahan Bakar. Bogor (ID): IPB

Press.

Krichnavaruk S, Loataweesup W, Powtongsook S, Pavasant P. 2005. Optimal

Growth Conditions and The Cultivation of Chaetoceros calcitrans in Airlift

Photobioreactor. Chemical Enginering. 105(3):91-98.

Kurniastuty, Widiastuti E. 1992. Pertumbuhan Dunaliella sp. pada media kultur

dan dosis yang berbeda [ulasan]. Bul Budidaya Laut. Balai Budidaya Laut.

6:8.

Kurniawan H, Lukman G. 1999. Aspek Industri Sistem Kultivasi Sel Mikroalga

Imobil. Tinjauan Ilmiah Riset Biologi dan Bioteknologi Pertanian. 2:2.

Lee ER. 1989. Phycology. Canada: Cambrige University Press.

Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2006. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi

SAS dan Minitab. Bogor (ID): IPB Press.

Nontji A. 2007. Laut Nusantara. Jakarta (ID): Djambatan.

Prihantini NB, Putri B, Yuniati R. 2005. Pertumbuhan Chlorella sp. dalam medium

ekstrak tauge (MET) dengan variasi pH awal. Makara Sains. 9(1):1-6.

Prihantini NB, Damayanti D, Yuniati R. 2007. Pengaruh konsentrasi medium ekstrak

tauge (MET) terhadap pertumbuhan Scenedesmus isolate Subang. Makara

Sains. 11(1):1-9.

62

Richmond A. 1988. Microalgae Biotechnology. New York (USA): Cambridge

University Press.

Richmond A. 2003. Handbook of Microalgal Culture Biotechnology and Applied

Phycology. New York (USA): Blackwell Publishing.

Rocha JMS, Garcia JEC, Henriques MHF. 2003. Growth Aspects of the Marine

Microalga Nannochloropsis gaditana. Biomoleculer Engineering. 20(4-

6):237-242.

Saeni MS. 1989. Kimia Lingkungan. Bogor (ID): IPB Press.

Salisbury FB, Ross CW. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Jilid ke-2. Lukman DR,

Sumaryono, penerjemah; Bandung (ID): ITB Bandung Press. Terjemahan

dari: Plant Physiology.

Schneider SH. 1989. The Green House Effect: Science and Policy. Science. 243:771.

Sen B, Alp MT, Kocer MAT. 2005. Studies on Growth of Marine Microalgae in

Batch Culture: Isochrysis galbana (haptophyta). Asian Journal of Plant

Sciences. 4(6):639-641.

Spotte S. 1992. Captive Seawater Fishes: Science and Technology. The University of

Connecticut. John Willey and Sons, Inc, Canada.

Strickland JDH, Parsons TR. 1972. A Practical Handbook of Seawater Analysis.

Fisheries Research Board of Canada. Ottawa.

Svobodova Z, Richard L, Jana M, Blanka V. 1993. Water Quality and Fish Health.

EIPAC Technical Paper. FAO Fisheries Department. 3:22-24.

Sylvester BDD, Nelvy, Sudjiharno. 2002. Persyaratan Budidaya Fitoplankton.

Budidaya Fitoplankton dan Zooplankton. (Prosiding) Proyek Pengembangan

Perekayasaan Teknologi Balai Budidaya Laut Lampung Tahun 2002. 24-36.

63

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. 120(2):20-35.

Triswanto Y. 2011. Kultivasi Diatom Penghasil Biofuel Jenis Skeletonema costatum,

Thalassiosira sp., dan Chaetoceros gracilis pada Sistem Indoor dan Outdoor

[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Umdu ES, Tuncer M, Seker E. 2009. Transesterification of Nannochloropsis oculata

Microalga’s Lipid to Biodiesel on Al2O3 Supported CaO and MgO Catalyst.

Bioresource Technology. 100(11):2828-2831.

Vonshak A. 1988. Porphyridium. Dalam Borowitzka MA dan Borowitzka LJ.(Eds).

Microalgae Biotechnology. New York (USA): Cambridge University Press.

Wanner G, Kost HP. 1980. Investigations on The Arrangement and Fine Structure of

Porphyridium cruentum Phycobilisomes. ProtopIasma. 102:97-109.

Widjaja A. 2009. Lipid Production from Microalgae As a Promising Candidate for

Biodiesel Production. Makara Teknologi. 13(1):47-51.

Zumaritha F. 2011. Pemanfaatan karbondioksida (CO2) untuk Kultivasi Mikroalga

Nannochloropsis sp. Sebagai Bahan Baku Biofuel [skripsi]. Bogor (ID):

Institut Pertanian Bogor.

64

LAMPIRAN

65

LAMPIRAN

Lampiran 1 Perhitungan Kelimpahan Sel Porphyridium cruentum

Contoh kelimpahan Porphyridium cruentum dihitung dengan menggunakan

rumus Improved Neubaeur Haemocytometer sebagai berikut :

Kelimpahan (sel/ml) =

keterangan :

N = jumlah sel teramati

Pengamatan dilakukan dengan 2 kali ulangan.

N = 182 (kemudian dibagi dengan ulangan pengamatan)

Contoh perhitungan kelimpahan kontrol hari ke-0 :

(182/2) x (25/5) x 104 = 4550000 sel/ml atau 4.55x10

6 sel/ml.

66

Lampiran 2 Perhitungan Laju Pertumbuhan Spesifik Porphyridium cruentum

Contoh perhitungan laju pertumbuhan spesifik (Krichnavaruk et al. 2005)

dengan rumus berikut :

μ =

keterangan :

Nt = kelimpahan populasi pada waktu pengamatan

No = kelimpahan populasi pada waktu awal

Tt = waktu pengamatan

To = waktu awal

Contoh : kelimpahan sel Porphyridium cruentum pada perlakuan injeksi CO2

hari ke-9 4.63x106 sel/ml, kelimpahan sel Porphyridium cruentum pada perlakuan

injeksi CO2 hari ke-10 4.42x106 sel/ml, kelimpahan sel Porphyridium cruentum pada

perlakuan injeksi CO2 hari ke-11 3.45x106 sel/ml dan kelimpahan sel Porphyridium

cruentum pada perlakuan injeksi CO2 hari ke-12 6.12x106 sel/ml.

μ pada hari ke-10 adalah

μ pada hari ke-11 adalah

μ pada hari ke-12 (μ maks) adalah

67

Lampiran 3 Perhitungan Kadar Minyak

Contoh perhitungan randemen kadar minyak dengan rumus (AOAC 2005)

sebagai berikut :

keterangan :

W2 = massa labuh lemak setelah ekstraksi

W1 = massa labuh lemak sebelum ekstraksi

W2 – W1 = massa ekstrak

W = massa serbuk hasil freeze dry

Contoh : ulangan pertama perlakuan injeksi CO2 massa ekstrak (W2 – W1)

0.9319 gram dan massa serbuk hasil freeze dry pada ulangan pertama 13.3 gram.

Setelah seluruh kadar minyak dari tiap ulangan diperoleh maka dirata-ratakan

untuk membuat grafik kadar minyak.

68

Lampiran 4 Uji Statistik Hasil Kelimpahan Sel Hari ke-0 sampai Hari ke-11

Hasil analysis of variance (ANOVA) kelimpahan sel tiap perlakuan

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah

F

Hitung

Nilai-

P

Perlakuan 2 14.89662693 7.44831347 16.56 0.0001

Galat 30 13.49274394 0.44975813

Total 32 28.38937087

Jika nilai-P 0.0001 lebih kecil dari α = 0.05, maka tolak H0

Koefisien keragaman kelimpahan sel tiap perlakuan

R-

Kuadrat

Koefisien

Keragaman

Akar Kuadrat Tengah

Galat

Rata-rata Kelimpahan

Sel

0.467744 12.32537 0.173245 1.405598

Nilai koefisien keragaman 12.33% lebih kecil dari nilai koefisien kewajaran 25%

Nilai rata-rata dan standar deviasi

Perlakuan Jumlah Data

Kelimpahan Sel

Rata-rata Standar Deviasi

Aerasi 11 2.67803030 0.45994071

CO2 11 4.13106061 0.75853560

Kontrol 11 2.73530303 0.74990178

Hasil uji Duncan

Pengelompokan Duncan Rata-rata Jumlah Data Perlakuan

A 4.1311 11 CO2

B 2.7353 11 Kontrol

B 2.6780 11 Aerasi

69



Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah

F

Hitung

Nilai-

P

Perlakuan 2 6.30947685 3.15473843 3.44 0.0467

Galat 27 24.76956250 0.91739120

Total 29 31.07903936



R-

Kuadrat

Koefisien

Keragaman

Akar Kuadrat Tengah

Galat


Sel

0.158106 14.49546 0.218693 1.508703




Kelimpahan Sel


Aerasi 10 3.55583333 0.76848667

CO2 10 4.23166667 1.29395437

Kontrol 10 3.11666667 0.69805727

Hasil uji Duncan


A 4.2317 10 CO2

B 3.5558 10 Aerasi

B 3.1167 10 Kontrol

70



Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah

F

Hitung

Nilai-

P

Perlakuan 2 9.05601389 4.52800694 6.08 0.0066

Galat 27 20.11728473 0.74508462

Total 29 29.17329862



R-

Kuadrat

Koefisien

Keragaman

Akar Kuadrat Tengah

Galat


Sel

0.321593 16.62079 0.224180 1.348794




Kelimpahan Sel


Aerasi 10 3.14666667 1.08017488

CO2 10 3.55250000 0.73782348

Kontrol 10 2.23833333 0.72394240

Hasil uji Duncan


A 3.5525 10 CO2

B 3.1467 10 Aerasi

B 2.2383 10 Kontrol

71

Lampiran 7 Uji Statistik Hasil Kadar Minyak

Hasil analysis of variance ANOVA hasil kadar minyak

Sumber

Keragaman

Derajat

Bebas

Jumlah

Kuadrat

Kuadrat

Tengah

F

Hitung

Nilai-

P

Perlakuan 2 2.53502541 1.26751270 73.64 0.0001

Galat 6 0.10327862 0.01721310

Total 8 2.63830402


Koefisien keragaman hasil kadar minyak tiap perlakuan

R-

Kuadrat

Koefisien

Keragaman

Akar Kuadrat Tengah

Galat

Rata-rata Hasil Kadar

Minyak

0.960854 10.79540 0.131199 1.215321




Hasil Kadar Minyak


Aerasi 3 1.06581989 0.06040607

CO2 3 1.92704955 0.21813016

kontrol 3 0.65309297 0.02023982

Hasil uji Duncan


A 1.9270 3 CO2

B 1.0658 3 Aerasi

C 0.6531 3 kontrol

72

Lampiran 8 Tabel Perhitungan Alkalinitas (αh)

73

Lampiran 9 Tabel Perhitungan Alkalinitas (ƒ)

74

Lampiran 10 Tabel Perhitungan Alkalinitas (A)

75

Lampiran 11 Tabel Perhitungan Alkalinitas (FT)

76

Lampiran 12 Tabel Perhitungan Alkalinitas (Fp)

77

Lampiran 13 Tabel Perhitungan Alkalinitas (ɣ)

78

Lampiran 14 Perhitungan Konversi Satuan Alkalinitas

Satuan alkalinitas yang diperoleh dari perhitungan adalah mmol/l CaCO3 akan

diubah menjadi mg/l CaCO3.

Contoh perhitungan alkalinitas : nilai alkalinitas = 0.39841 mmol/l

Jawaban :

mmol akan diubah terlebih dahulu menjadi mol (x10-3

) : 0.39841x10-3

=

3.9841x10-4

mol

mol kemudian diubah menjadi gram (x berat atom CaCO3), berat atom CaCO3

adalah Ca : 40.08; C : 12; O : 16

massa atom CaCO3 adalah 100.8. maka, 3.9841x10-4

mol x 100.8 = 0.04016

gram

kemudian gram diubah menjadi mg (x103). jadi, 0.04016 gram x 10

3 = 40.16

mg/l CaCO3

79

Lampiran 15 Tabel Hasil Massa Freeze Dry, Massa Ekstrak dan Kadar Minyak

Tabel 5 Massa freeze dry, massa ekstrak, dan kadar minyak.

Perlakuan Ulangan Massa freeze dry (g) Massa ekstrak (g) Kadar minyak (%)

Kontrol 1 13.4 0.1256 0.9373134

2 23.5 0.2233 0.9502128

3 23.3 0.2045 0.8776824

Aerasi 1 32.9 0.5747 1.7468085

2 30.4 0.6373 2.0963816

3 24.9 0.4674 1.8771084

CO2 1 13.3 0.9319 7.0067669

2 21.5 0.9355 4.3511628

3 12.9 0.8469 6.5651163

80

Lampiran 16 Dokumentasi Penelitian

Gambar 1 Oven Gambar 3 Freeze

dryer

Gambar 2 Mixing

chamber Gambar 4 Neraca

digital

Gambar 5

Perangkat soxlet Gambar 6 Alkohol

dan akuades Gambar 7

Mikroskop

Gambar 8

Termometer

Gambar 9 Labu

lemak

Gambar 10

Tabung gas CO2 Gambar 11 Orsat Gambar 12

Larutan NaCl 3 %

Gambar 13

Haemocytometer

Gambar 15 Hand-held

Refraktometer ATAGO Gambar 14 Handylab pH

1.1 SCHOOT

81

Lanjutan Lampiran 14

Gambar 16 Kompresor Gambar 17 Ruangan

kultivasi

Gambar 18 NaOH

padat

Gambar 19 Sterilisasi ruangan

Gambar 20 Penataan

toples kultivasi

Gambar 21 Mengambil air laut

Gambar 22 Persiapan

media kultur

Gambar 23 Kultivasi perlakuan kontrol

Gambar 24 Kultivasi perlakuan aerasi

Gambar 25 Kultivasi

perlakuan injeksi CO2 Gambar 26

menyalakan aerasi

Gambar 27 menyalakan

injeksi CO2

Gambar 28

Pengukuran suhu

Gambar 29

Pengukuran pH

Gambar 30

Pengukuran salinitas

Gambar 31 Pengukuran

kadar CO2

82

Lanjutan Lampiran 14

Gambar 32 Persiapan

pengamatan sel

Gambar 33

Pengamatan sel

Gambar 34 Sel Porphyridium

cruentum dilihat dari mikroskop

Gambar 35 Tahap

awal flokulasi Gambar 36 Proses

pemindahan natan

Gambar 37 Natan

hasil flokulasi

Gambar 38 Serbuk

hasil freeze drying

Gambar 40 Minyak

mentah hasil ekstraksi

Gambar 39 Persiapan

proses ekstraksi

Gambar 41 Menimbang

massa hasil ekstrak

Gambar 42 Minyak

mentah perlakuan

kontrol

Gambar 44 Minyak

mentah perlakuan

injeksi CO2

Gambar 43 Minyak

mentah perlakuan

aerasi

83

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta, 4 Juli 1990 dari Ayah H. Drs

Mahmud dan Ibu Hj. Henny Suryani. Penulis adalah anak

pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2005-2008, penulis

menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 49 Jakarta. Pada

tahun 2008, penulis diterima sebagai mahasiswa Institut

Pertanian Bogor (IPB), Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

(FPIK), Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan (ITK)

melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).

Selama mengikuti perkuliahan di IPB, penulis pernah aktif sebagai asisten

dosen pada mata kuliah Biologi Tumbuhan Laut tahun akademik 2012-2013 dan

pernah aktif sebagai Penyuluh Perikanan LSM PPNSI dari Bantuan Sosial Gubernur

Jawa Barat (2011-2012). Penulis juga aktif dalam beberapa organisasi seperti anggota

LPQ (Lembaga Pengajar Qur’an) LDK Al Hurriyyah (2008-2009), anggota Forum

for Scientific Studies (FORCES) (2008-2009, 2009-2010 dan 2010-2011), anggota

komisi 3 Dewan Perwakilan Mahasiswa Keluarga Mahasiswa (DPM KM) (2010-

2011), anggota badan pekerja konstitusi Majelis Permusyawaratan Mahasiswa

Keluarga Mahasiswa (MPM KM) (2010-2011), ketua komisi 3 DPM KM (2011-

2012) dan anggota badan pekerja konstitusi MPM KM (2011-2012). Selain itu,

penulis turut aktif mengikuti aktivitas dan kompetisi ilmiah seperti peserta Bayer

Young Environmental Envoy (BYEE) (2010), MTQ IPB (2011), peserta Pekan Ilmiah

Mahasiswa IPB (PIM IPB) (2012) dan peserta Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional

(PIMNAS) (2012) di UMY-Yogyakarta. Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah

meraih prestasi seperti semi finalis tingkat nasional BYEE 2010, Finalis MTQ IPB

cabang LKTIA 2010 dan peraih Tanoto Research Award 2012. Dalam menyelesaikan

studi di FPIK, penulis menyusun sebuah skripsi dengan judul ”Pemanfaatan Gas

Karbondioksida (CO2) pada Kultivasi Mikroalga Porphyridium cruentum dan

Konversinya Menjadi Minyak Mentah”.

Documents

PEMANFAATAN GAS KARBONDIOKSIDA (CO2) PADA … · pemanfaatan gas karbondioksida (co 2) pada kultivasi mikroalga porphyridium cruentum dan konversinya menjadi minyak mentah. rizky