3.3 Metode Penelitian 3.3.1 Tahap Persiapan
Tahap persiapan ini terdiri dari sterilisasi alat dan bahan sebelum proses kultivasi dilakukan.
3.3.1.1 Sterilisasi Alat
Kegiatan sterilisasi ini diawali dengan mencuci dan merendam alat-alat yang terbuat dari kaca, yaitu labu erlenmeyer dan pipet tetes, di dalam larutan
detergen. Bilas dengan air kran, sebelum dimasukkan ke dalam oven terlebih dahulu erlenmeyer dan pipet tetes ditutup dengan alumunium foil. Erlenmeyer
dan pipet tetes dioven selama 5 jam dengan suhu 105 °C Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995.
3.3.1.2 Sterilisasi Bahan
Bahan dan media kultivasi yang digunakan dalam penelitian ini juga dilakukan sterilisasi untuk menghindari kontaminasi. Air laut yang digunakan
terlebih dahulu disaring dengan menggunakan kertas saring 0,45 µm, selanjutnya disterilisasi dengan cara direbus hingga mendidih Isnansetyo dan Kurniastuty,
1995. Nutrien yang digunakan disimpan dalam botol gelap dan disimpan di dalam kulkas. Jika nutrien akan digunakan, terlebih dahulu dikeluarkan dari
kulkas dan didiamkan hingga suhunya sama dengan suhu ruang 27 °C. Bibit mikroalga diperoleh dari koleksi batch mikroalga yang ada di laboratorium
Laboratorium Kultivasi Mikroalga di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, IPB.
3.3.2 Metode Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengamati pertumbuhan Nannochloropsis sp. dengan penambahan karbondioksida pada salah satu
perlakuan. Hal ini dilakukan untuk menguji apakah penambahan karbondioksida dapat dilakukan pada kultivasi mikroalga. Pengujian dapat dilihat dari jumlah sel
mikroalga yang bertambah atau tidak atau bahkan mati dalam kurun waktu tertentu.
Tahapan pada penelitian pendahuluan ini adalah kultivasi 1000 ml pada tiga buah erlenmeyer ukuran 1000 ml. Spesies yang digunakan adalah
Nannochloropsis sp., lalu dimasukkan air laut steril dan bibit mikroalga dengan perbandingan 23 air laut steril dan 13 bibit mikroalga Isnansetyo dan
Kurniastuty, 1995. Ketiga labu erlenmeyer diberi labeltanda agar tidak tertukar; erlenmeyer pertama berisi air laut, bibit mikroalga media Guillard dan tidak diberi
aerasi dinamakan kontrol; erlenmeyer kedua berisi air laut, bibit mikroalga media Guillard dan diberi aerasi dinamakan P1; erlenmeyer ketiga berisi air laut,
bibit mikroalga media Guillard, diberi aerasi dan penambahan karbondioksida dinamakan P2, selanjutnya dilakukan di kultivasi selama 10 hari. Pada penelitian
pendahuluan ini tidak dilakukan ulangan pada tiap kultivasi, karena pada hari ke-8 kultivasi flowmeter mengalami kebocoran. Perhitungan kelimpahan sel
dilakukan dengan menggunakan haemocytometer dan mikroskop dihitung setiap hari sejak hari pertama kultivasi.
Pengukuran suhu, salinitas dan pH dilakukan 1 kali setiap hari selama 10 hari. Pengukuran suhu pada penelitian pendahuluan menggunakan thermometer,
pengukuran salinitas menggunakan hand refraktometer dan pengukuran pH
menggunakan indikator pH universal. Perhitungan alkalinitas pada penelitian pendahuluan tidak dilakukan, karena pada hari ke-8 kultivasi terdapat kebocoran
pada flowmeter sehingga pengukuran pH tidak dilakukan. Pemberian karbondioksida sebanyak 0,5 ccmin selama 6 jam atau ± 180 cc setiap 2 hari,
banyaknya pemberian karbondioksida pada kultur didasarkan pada penelitian Chiu et al. 2008.
Hasil yang diperoleh dari penelitian pendahuluan akan dijadikan acuan pada penelitian selanjutnya yaitu penelitian utama. Berdasarkan penelitian
pendahuluan didapatkan bahwa dengan penambahan karbondioksida pada perlakuan P2 dapat meningkatkan pertumbuhan mikroalga. Data penelitian
pendahuluan disajikan pada Lampiran 1. Ringkasan penelitian pendahuluan tercantum dalam Gambar 3.
Gambar 3. Diagram Alir Prosedur Penelitian Pendahuluan Sterilisasi
Alat dan Bahan
P2 Menggunakan karbondioksida
P1 Menggunakan Aerasi
Kontrol Tanpa Aerasi
Perhitungan kelimpahan sel
Kultivasi 10 hari
Pengukuran parameter suhu, salinitas dan pH
3.3.3 Metode Penelitian Utama
Penelitian utama ini banyak erlenmeyer yang digunakan sama seperti pada penelitian pendahuluan. Hal ini dilakukan berdasarkan hasil dari penelitian
pendahuluan yang menunjukkan bahwa penambahan karbondioksida pada P2 mempengaruhi pertumbuhan sel mikroalga. Pertumbuhan sel mikroalga dengan
penambahan karbondioksida lebih tinggi daripada kontrol dan P1 . Data
penelitian utama disajikan pada Lampiran 2.
Gambar 4. Diagram Alir Prosedur Penelitian Utama Tahapan kultivasi pada penelitian ini tidak terlalu berbeda dengan
penelitian pendahuluan. Penelitian utama terdiri dari kontrol dan 2 perlakuan yaitu pada erlenmeyer kontrol berisi air laut bibit mikroalga media Guillard dan
tidak diberi aerasi, erlenmeyer dua merupakan P1 berisi air laut bibit mikroalga Sterilisasi
Alat dan Bahan
P2 Menggunakan Karbondioksida
P1 Menggunakan Aerasi
Kontrol Tanpa Aerasi
Perhitungan kelimpahan sel
Kultivasi 10 hari Pengukuran parameter
suhu, salinitas dan pH Pengukuran pH pada P2
dilakukan dua kali, sebelum dan sesudah diberikan
karbondioksida
media Guillard dan diaerasi dan erlenmeyer tiga merupakan P2 berisi air laut bibit mikroalga media Guillard diberi aerasi dan penambahan karbondioksida. Sedikit
berbeda pada penelitian pendahuluan pada penelitian utama ini penambahan karbondioksida dilakukan setiap hari sebesar 0,5 ccmin selama 5 jam atau ± 150
cc setiap hari. Hal ini dilakukan agar pertumbuhan Nannochloropsis sp. menjadi lebih maksimum. Ulangan yang dilakukan sebanyak 3 kali untuk mendapatkan
hasil yang terbaik. Data parameter suhu, salinitas dan pH disajikan pada Lampiran 3.
3.3.4 Metode Analisis Data 3.3.4.1 Perhitungan Sel Mikroalga
Perhitungan kelimpahan sel mikroalga dari masing-masing Erlenmeyer pada penelitian pendahuluan dan penelitian utama dilakukan setiap hari.
Perhitungan kelimpahan sel menggunakan Haemocytometer dan mikroskop. Kelimpahan mikroalga dihitung dengan menggunakan formula Improved
Neubaeur Haemocytometer sebagai berikut: indml =
………………………. 1 dimana,
N = jumlah sel mikroalga yang teramati Perhitungan kelimpahan sel mikroalga disajikan pada Lampiran 4. Selain
menghitung kelimpahan sel mikroalga, juga dilakukan penghitungan laju pertumbuhan spesifik µ Krichnavaruk et al, 2004 dengan menggunakan
formula:
dimana, N
t
= kelimpahan populasi pada waktu t N
o
= kelimpahan populasi sel pada waktu o T
o
= waktu awal T
t
= waktu pengamatan Laju pertumbuhan spesifik maksimum µ maks dihitung dari kelimpahan
pada saat awal kultur hingga puncak kelimpahan maksimum. Perhitungan laju pertumbuhan spesifik disajikan pada Lampiran 5.
3.3.4.2 Sidik Ragam
Uji statistik yang dilakukan pada penelitian ini adalah untuk melihat perbedaan tiap perlakuan dengan kontrol. Untuk sidik ragam ANOVA
menggunakan metode Rancangan Acak Kelompok RAK Mattjik dan Sumertajaya, 2006.
………………………….. 3
dimana, Y
ij
= nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, kelompok ke-j µ = rata-rata umum populasi
τ
i
= pengaruh aditif perlakuan ke-i β
j
= pengaruh aditif perlakuan ke-j Σ
ij
= galat percobaan.
Hipotesis yang diuji dalam analisis ini adalah sebagai berikut: Ho
: Karbondioksida yang diberikan tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan Nannochloropsis sp.
H
1
: Karbondioksida berpengaruh terhadap pertumbuhan Nannochloropsis sp.
Perhitungan sidik ragam dapat dilihat pada Lampiran 6.
3.3.4.3 Alkalinitas
Alkalinitas merupakan kemampuan suatu larutan untuk menetralkan asam ke titik ekuivalen karbonat atau bikarbonat. Perhitungan alkalinitas dilakukan
untuk mendapatkan jumlah total karbondioksida pada larutan. Untuk menentukan alkalinitas dilakukan pengukuran pH pada larutan, lalu
dihitung dengan menggunakan rumus Strickland dan Parsons, 1972: 1. Apabila pH 4 maka menggunakan rumus :
Alk tot =
1250 5
, 2
f
H
………………….. 4
Apabila pH 4 maka menggunakan rumus :
Alk tot =
1300 3
f
H
………………………5
dimana, Alk tot = alkalinitas total
α
H
= aktivitas ion hidrogen f
= faktor perhitungan total alkalinitas Nilai α
H
dan f diperoleh dari tabel pada Lampiran 7 dan 8
2. Hitung alkalinitas karbonat CA, menggunakan rumus : CA
= Alk tot – A ……………………….. 6
dimana, CA
= alkalinitas karbonat A
= konversi alkalinitas total menjadi alkalinitas karbonat Nilai A diperoleh dari tabel pada Lampiran 9
3. Hitung konsentrasi total karbondioksida dengan rumus : Σ CO
2
= CA x F
T
………………………….. 7 dimana,
Σ CO
2
= karbondioksida total F
T
= faktor konversi alkalinitas karbonat menjadi karbondioksida total Nilai F
T
diperoleh dari tabel pada Lampiran 10 4. Hitung tekanan parsial dengan rumus :
P
CO2
= CA x F
P
…………………………… 8 dimana,
P
CO2
= tekanan parsial karbondioksida F
p
= konversi karbondioksida total menjadi tekanan parsial karbondioksida Nilai F
P
diperoleh dari tabel pada Lampiran 11 5. Hitung karbondioksida terlarut dengan menggunakan rumus :
[CO
2
] = P
CO2
x γ ……………………………. 9 dimana,
γ = daya larut karbondioksida
N ilai γ diperoleh dari tabel pada Lampiran 12
Maka akan didapatkan hasil dengan satuan mmolL CaCO
3
, agar sesuai dengan satuan alkalinitas lainnya maka dilakukan konversi menjadi satuan yang
diinginkan yaitu mgL CaCO
3
. Perhitungan konversi dari mmolL CaCO
3
menjadi mgL CaCO
3
dapat dilihat pada Lampiran 13. Gambar alat dan bahan yang digunakan pada penelitian disajikan pada
lampiran 14. Dokumentasi penelitian pendahuluan disajikan pada Lampiran 15 dan dokumentasi penelitian utama disajikan pada Lampiran 16.
21
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Pendahuluan
Kelimpahan Nannochloropsis sp. pada penelitian pendahuluan pada kultivasi kontrol, kultivasi menggunakan aerasi P1 dan kultivasi menggunakan
karbondioksida P2 memperlihatkan hasil yang berbeda. Kelimpahan tertinggi dicapai pada perlakuan P2 dengan penambahan karbondioksida. Kelimpahan sel
mikroalga disajikan pada Gambar 5 dan Tabel 2.
Gambar 5. Kurva Kelimpahan Nannochloropsis sp. Penelitian Pendahuluan Menurut Mata et.al 2010, terdapat beberapa faktor abiotik dan biotik yang
mempengaruhi pertumbuhan mikroalga. Pengaruh faktor abiotik antara lain cahaya kualitas dan kuantitas, suhu, konsentrasi nutrien, oksigen O
2
, karbondioksida CO
2
, pH dan salinitas. Faktor biotik yang mempengaruhi antara lain patogen bakteri, jamur dan virus dan kompetisi dari jenis mikroalga yang lain.