Produksi Biomassa dan Potensi Nutrisi Mikroalga Nannochloropsis sp K4.
IS B N : 9 7 8 -6 0 2 -9 0 3 0 -4 9 -5
PROSIDING
Bidang: Analisa Pangan dan Pangan Fungsional
SE M IN A R NASIO N AL P A T P I2013
P e ra n T e k n o lo g i D a n In d u s tr i P a n g a n U n tu k P e rc e p a ta n
T e rc a p a in y a K e d a u la ta n P a n g a n In d o n e s ia ”
Qisponsori Oleh: tps$f | PT. TIGA PILAR SEJAHTERA FOOD Tbk.
H O TEL A S TO N
Jem ber | 2 6 -2 9 A g u stu s 2013
P e rh iitip u n a n A h li T ekno lo g i Pangan In d on esia
p a tp i.o r.id
(2)
DAFTAR ISI
H alam an
H A L A M A N J U D U L ... i
H A L A M A N S P O N S O R ... ii
P E N D A H U L U A N ... ili D A F T A R I S I ...iv
K A T A P E N G A N T A R ... xx
S A M B U T A N K E T U A P A T P I P U S A T ... xxi
S A M B U T A N K E T U A P A T P I J E M B E R ... ... xxiii
P IH A K P E N Y E L E N G G A R A ... xxv
O R A L B ID A N G K A J IA N A N A L IS IS P A N G A N D A N P A N G A N F U N G S IO N A L ( K O D E A )... 1
P em an faatan Ubi Jalar Kuning S ebagai A lternatif U ntuk M eningkatkan Previtam in A D an P ew arna A lam i P ad a M akanan Tradisional K ue Singkong (C assau b i) (T h e U se O f Y e llo w S w eet Potato A s An A lternative To In creased Provitam in A A nd N atural D yes In Traditional Food C a ke C assav a “C assau bi” ) D yah Titin L asw ati... 1
E fek H ipoglikem ik P ad a Tikus W is ta r D iabetes Y ang Diinduksi D engan S tre p to z o to c in Pasca Pem b erian C u ka S a la k(S a la c c a V in e g a r) ( H y p o g ly c e m ic E ffe c ts O f D ia b e te s W is ta r R a t in d u c e d B y S tre p to z o to c in P o s t-C o n s u m p tio n O f A p p le C id e r V in e g a r ) E lo k Z u b a id a h ,........... . 9
K arakterisasi G u la C a ir B atang Sorgum (S o rg u m s p ) [C h a r a c te r iz a tio n O f L iq u id S u g a r S te m S o rg h u m (S o rg h u m S p )] E ndang N o e rh a rta ti... 18
Inhibisi A lfa-A m ilase D a n A lfa-G lu o sid ase T e h H ijau D ipen garuhi O leh C a ra P enyedu han D an P roses P en cem aan
(3)
M inum an Fungsional B ubuk B ekatul Padi B erflavor U ntuk P encegahan P en yakit T id a k M enular(7/?e F u n c tio n a l D r in k O f F la v o r e d R ic e B ra n P o w d e r F o r N o n C o m m u n ic a b le D is e a s e P re v e n tio n )
Evy D a m a yan th i... 38
P engaruh S u plem entasi Iso lat Protein Sorghum T e rh a d a p S ifat Kim ia, B iologis D an O rg anoleptik Biskuit Sorghum
F atim llla n in g ty a s... 51
Produksi B iom assa D an Potensi Nutrisi M ikroalga N a n n o c h lo ro p s is Sp. K 4(B iom ass Production A nd Potential N utrition O f M icro alg ae
N a n n o c h lo ro p s is Sp. K 4)
IW a y a n A m a ta ... 6 7
S tabilitas A ntioksidan Jelly D rink P e p a y a -N a n a s D en g an Penam bahan E kstrak Biji B uah S o m b a S e la m a P enyim panan
Isti H a n d a y a n i... 7 8
Pengaruh B erbagai Jen is T e h T e rh a d a p K adar G likogen H ati D an O tot T ikus H iperglikem ik
Lilik K u stiyah ... 9 0
Pengem ban gan Produk M inum an S ari B uah T o m a t D an B ekatul S e b ag ai M inum an Fungsional (T h e Product D evelo pm ent O f Tom ato Juice A nd R ice B ran D rink A s Functional D rink)
Lilik K u stiyah ... ... 104
K ajian K andungan K im ia D an Toksisitas Kulit Biji K akao D engan M eto de B rin e S h rim p L e ta lity T e s t (B slt)
M oham ad D ja li... 112
T h e Study O f Stability O f Fo u r O ’clock Flo w er (M ira b i)is J a la p a Linn) Extract In D ifferent Ph And T em p eratu re
(4)
Prosiding Seminar Nasional PATPI 2013
P R O D U K S I B IO M A S S A D A N P O T E N S I N U T R IS I M IK R O A L G A
Nannochloropsis
s p . K 4
(B io m a s s P ro d u c tio n a n d P o te n tia l N u tritio n o f M ic ro a lg a e
Nannochloropsis
s p . K 4)
1)l W a y a n A rn a ta , 1)l B W a y a n G u n a m , 1,A A M D e w i A n g g re n i, 1)W R e d i A ry a n ta , 2>P M . L o b e rto .
1>Teknologi Industri P ertanian U niversitas U d ayan a J) A lum ni Teknologi Industri P ertanian U niversitas U d ayan a
Em ail: yan _kadir@ yah op.com A B S T R A K
P enelitian ini bertujuan untuk m enetukan konsentrasi nitrat dan fo sfat untuk produksi biom assa dan m engetahui potensi nutrisi dari m ikroalga N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4. Untuk produksi biom assa m engg unakan m etode respon perm ukaan dengan m em perlakukan konsentrasi nitrat dan fosfat, sed angkan untuk m engetahui potensi nutrisi dilakukan an alisa proksim at terh ad ap biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. K4 yang m eliputi anaiisis k a d a r air, abu, lem ak, protein, dan kad ar karbohidrat.
H asil pen elitian m en un jukkan bah w a produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. K4 optim al seb esar 0 ,3 3 g/l diperoleh pad a konsentrasi nitrat 1 0 4 ,1 2 g/l dan fo sfat 1 5 ,7 2 g/l. H asil a n a lisa proksim at m enunjukkan bahw a N a n n o c h lo ro p s is sp K 4 berpotensi seb ag ai sum ber karbo hidrat den g an kad ar 4 0 ,3 0 % , protein 3 9 ,0 7 % dan lem ak 1 4 ,4 4 % . M ikroalga
N a n n o c h lo ro p s is sp K 4 m engadung kad ar a ir 3,41 % dan kad ar abu 4 ,7 7 % . K a ta ku n c i: N a n n o c h lo ro p s is s p . K 4 , B io m a s s a , N u tris i
A B S T R A C T
T h e ob jective o f this research w as to d eterm in e o f th e optim al concentration o f nitrate and phosphorus on biom ass production and d eterm in e o f th e nutrition potential o f m icro alg ae
N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4. R esp onse surface m ethodology (R S M ) has b een utilized fo r finding the optim al values o f nitrate an d phosphorus concentration on biom ass production, w h ereas
N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 biom ass w as proxim ate an alyzed to d eterm in e th e potential nutrients, w hich includes analysis o f m oisture, ash, fat, protein, and carbo hydrate content.
T h e results show ed th a t th e optim al N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 biom ass production of 0 .3 3 g /L w as obtained a t 1 0 4 .1 2 g I I nitrate concentrations and 1 5 .7 2 g/LI phosphate concentrations. P roxim ate analysis results show ed th at N annochloropsis has potential as a source o f carbo hydrates (4 0 .3 0 % ), protein (3 9 .0 7 % ) an d fa t (1 4 .4 4 % ) w ith m oisture an d ash con tents o f 3.41 % and 4 .7 7 % , respectively.
K e y w o rd s : N a n n o c h lo ro p s is sp. K4, biom ass, nutrition P E N D A H U L U A N
W ilayah Indonesia seb agian b esar m erupakan lau t dan m em iliki kekayaan yang b eran ekarag am . S a a t ini, pen ggalian potensi biota laut teru ta m a m ikro alg a untuk m eningkatkan ketahanan pan gan m asih san g at m inim. D en g an w ilayah perairan yang san g at luas ini, m aka Indonesia m em iliki potensi yan g san g at b es ar untuk m enem ukan spesies m ikroalga yang cocok untuk dikem bangkan seb ag ai sum ber nutrisi. B erdasarkan
(5)
Presiding Seminar Nasionai PATPI2013
hasiJ penelitian A rn a ta e t a /., (2 0 1 0 ) dip erairan F a n ta i P ulau Bali teJah berhasil diisolasi b eb erap a jen is m ikroalga sep erti m ikroalga dari gen us N a n n o c h lo ro p s is sp, N itz s c h ia sp,
B o try o c o c c u s sp, C h a e to c e ro s sp, C e ra tiu m sp, C io s te riu m sp, C y c lo te ila sp, d a n S k e le to n e m a . D ari b eb erap a gen us yang berhasil diisolasi, te m y a ta N a n n o c h lo ro p s is sp m em punyai kecep atan dan kestabilan pertum buhan yang paling tinggi di bandingkan dengan g en u s-g en u s lainnya. B erkaitan den gan hal ini, m aka diperlukan ad a n ya pen elitian lebih lanjut m engenai potensi m ikroalga khususnya N a n n o c h lo ro p s is sp. isolat K 4 seb ag ai sum ber pangan.
M ikroalga m engandung berbagai m acam kom ponen yang san g at berm an faat khususnya untuk nutrisi dalam bah an pangan, sep erti lipid, karbohidrat, protein dan asa rn -asam nukleat (B row n e t a l , 1 9 9 3 ., S a n k a r dan R am asu b ram an ian ., 2 0 1 2 ). Lem ak yang terkandu ng dalam m ikroalga um um terdirt a tas asa m lem ak tidak jen u h , sep erti linoleat,
e ic o s a p e n ta e n o ic ac/d /E P A (R eb o llo so e t a l., 2 0 0 1 ) dan d o c o s a h e x a e n o ic ac/d /D H A (H u dan G ao , 2 0 0 6 ., C histi, 2 0 0 7 ). A sam -a sam lem at tid ak jen u h tela h b an yak dilaporkan san g at m enguntungkan bagi keseh atan teru ta m a seb agai m akanan suplem en p en cegah an p en yakit kardiovaskuler, arterosklerosis, d an k an ker (C olquhoun, e t a l., 2 0 0 8 ). E ic o s a p e n ta e n o ic a c id
atau E P A d an D H A m em ainkan p eran penting dalam perkem bangan otak dan retinal bayi. S eiain lem ak, m ikroalga ju g a m engandung protein dan asa m -as am nukela t (S p o lao re e t a l.,
2 0 0 6 ). S e b ag ai contohnya m ikroalga C h lo re lla v u lg a ris m engandung protein sekitar 51 -5 8 % d an as a m n u k le a t 4 - 5 % (B ecker, 199 4). M ik ro a lg a ju g a berpo ten si m enghasilkan pigm en yang d a p a t dim anfaatkan seb ag ai bioaktif, sep erti D u n a lie lla m engandung karotenoid s ek itar 12 ,6 % bk (F re te s e t a l., 2 0 1 2 ) dan N a n n o c h lo ro p s is sp m engandung klorofil-a sekitar 0 ,7 3 -2 ,8 5 |jg /m l (A llsul dan W an , 2 0 1 2 ). B erb agai je n is pigm en yang dihasilkan dari m ikroalga d ap at dim anfaatkan seb ag ai sum ber antioksidan d alam bahan pangan.
D alam m em produksi kom ponen-kom ponen nutrisi, m aka jen is m edia dalam kultivasi dan fakto r lingkungan san g at berpengaruh terh ad ap pertum buhan dan perkem bangan m ikroalga (F a ria e t a l., 2 0 1 2 ). K ondisi m edia dan lingkungan berhubungan langsung dengan proses fotosintesis, m etabolism e, m aupun reproduksi (G rah a m e t a l., 2 0 0 9 ). D alam m edia pertum buhan unsur nitrat dan posfat m erupakan d u a unsur yang m utlak harus tersed ia dalam m edia kultur alg a. N itrogen dalam nitrat m erupakan salah satu m akronutrien yang san g at m em peng aruhi pertum buhan dan produktifitas biom assa a lg a karen a dibutuhkan untuk pem bentuk protein, lem ak dan klorofil (H u dan G ao , 2 0 0 6 ). Lebih lanju t R enaud dan P arry (1 9 9 4 ) m enyebutkan bah w a m odifikasi fakto r nutrient p ad a m edia sep erti konsentrasi nitrat, fo sfat dan pen gaturan fakto r-fakto r lingkungan sep erti cah aya, pH , tem p eratu r dan salinitas ju g a diperlukan dan d a p a t berpengaruh terh ad ap kuantitas biom assa d an kom posisi kom ponen nutrisi yang terkandu ng dalam m ikroalga.
M efihat banyaknya kean eka ra g am an d an potensi yang dim iliki ofeh m ikroalga serta belum diketahuin ya b eb erap a fakto r nutrisi m edia yang optim al dalam pertum buhan untuk m em produksi biom assa dan kom ponen-kom ponen nutrisi, m aka pen elitian ini bertujuan untuk m enen tukan konsentrasi nitrat dan fo sfat yang optim al untuk produksi biom assa
N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 yang m aksim al dan m engetahui potensi kandungan nutrisi
N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 p ad a produksi biom assa yang m aksim al dengan kondisi m edium
(6)
Presiding Seminar Nasionol PATPI 2013
B A H A N D A N M E T O D E B a h a n
B ahan yang digunakan dalam pen elitian ini ad a la h kultur N a n n o c h lo ro p s is sp. dipero leh dari stok kultur m ikroalga Laboratorium Bioindustri T IP -F T P U nud. FeC I3, M nC I2,5 H 20 ,
H3BO3,
N a -2 E D T A , N a H2
P04
.2
H20
, N a N 0 3, Z n C I2, C o C I2,6 H 20 , (N H4
)6
M o7024
, 4 H 20 , C u S 0 4,5 H 20 , H C I, Vitam in B i dan Vitam in B 12. B ahan yang digunakan dalam proses analisis nutrisi ad a la h : tab let kjeldahl, H 2S 0 4, aq u ad es, indikator PP , antibuih, N aO H , HC I dan heksana. B ahan-bahan yang dipergunakan b erstan d ar p .a yang diperoleh dari Zig m a Aldrich.P e rs ia p a n M e d ia
M ed ia w aln e (A ndersen, 2 0 0 5 ) terdiri m eliputi 4 je n is solusi nutrisi yaitu (1 ) solusi E, dibuat den g an m elarutkan V itam in B 12 seb an yak 0,1 g ke d alam 2 5 0 ml a ir laut. (2 ) solusi C , dibuat den gan m encam purkan 0 ,2 g r V itam in B1 den gan 2 5 ,0 m l solution E, kem udian dilarutkan k e dalam 2 0 0 m l a ir laut. (3 ) solusi B dib u at den gan 2 ,1 g r Z n C k ; 2 ,0 g r C o C I2,6 H 20 ; 0 ,9 g r (N H
4
)6
M o7024
. 4 H 20 ; 2 ,0 g r C u S04
,5
H20
dan 1 0 ,0 ml H C I dilarutkan dalam 100 ml den gan a ir la u t,(3 ) solusi A dibuat dengan 0 ,8 g r F eC I3; 0 ,4 g r M nC I2,5 H 20 ; 3 3 ,6 g r H 3B 0 3; 4 5 ,0 g r N a -2 ED TA ; 2 0 ,0 g r N a H2
P04
,2
H20
; 1 0 0 ,0 g r N a N 0 3, dan solusi B 1 ,0 m l, kem udian dilarutkan ke d alam 1 I a ir laut. U ntuk proses kultivasi diperlukan solusi A , B dan C m asing-m asing 1 m l/L kultur.K u ltiv a s i
Kultivasi m ikroalga dilakukan den gan m encam purkan 3 0 % kultur m ikroalga k e dalam 70% m ed ia tum buh (Isnanstyo dan K um iastuti, 1995; K aw aro e e t a l, 2 0 1 0 ). P a d a pen elitian ini kultivasi N a n n o c h lo ro p s is sp. dilakukan sec ara bertingkat, dim ulai dari volum e 10 ml hingga m en capai volu m e 12 liter. Proses kultivasi dilakukan dengan pH m edia 6, suhu 2 8 ±2 °C , intensitas cah aya se b e s a r 2 ,5 klux, salinit as 3 0 ppt, dan dilakukan aera si selam a proses kultivasi.
P e n e n tu a n W a k tu P a n e n
W aktu pan en ditentukan den gan m em buat kurva pertum buhan m ikroalga dalam m edia w aln e. P a d a tah ap ini prep arasi inokulum dilakukan dalam kea d aan aseptik. Sel m ikroalga seb an yak 0 ,3 0 % v/v diinokulasikan pad a flask 2 L yang m engandung m edia w aln e. K ultivasi dilakukan dalam erle n m e y e r 2 L den g an pH m edia 6 , suhu 2 8 ±2 °C , intensitas cah aya 2 ,5 klux den g an sikius perbandingan terang dengan g elap 2 4 :0 jam , salinitas 3 0 ppt, dan dilakukan a e ra s i den gan m engafirkan u dara ke d alam m edia. Proses kultivasi dilaksan akan selam a 2 m inggu atau 14 hari. P eru b ah an bio m asa kultur diam ati setiap 2 4 jam s ec ara aseptis. S e tiap perlakuan dilakukan d u a kali ulangan. D a ta yang diperoleh kem udian dibuatkan kurva pertum buhannya. W aktu panen ditentukan berdasarkan w aktu aw al stasio n er yang m em berikan konsentrasi biom assa tertinggi. B iom assa yang diukur berdasarkan ju m lah sel yang dihitung den gan m enggunakan h a e m a c y to m e te r (P a l e t a l.,2 0 1 1 ) dan bobot kering (R o ch a e t a l. , 2 0 0 3 ).
P e m a n e n a n
P em an en an biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. dilakukan den gan m engg unakan m etode p en gendapan (tan p a a e ra s i), yaitu biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. yang m engendap
(7)
Prosiding Seminar Nasional PATPi 2013
dipisahkan dari m ed ia dan biom assa N a n n o c h lo ro p s is s p . selan ju tn ya dioven selam a 2 4 ja m pad a suhu 8 0 °C (Suiistyo, 201 0; G unaw an , 2 0 1 2 ).
O p tim a s i P ro d u k s i B io m a s s a N a n n o c h lo r o p s is s p . K 4
P ad a perco baan ini ditetap kan dua variab el independen yang berpengaruh terh ad ap produksi biom assa yaitu konsentrasi N a N 0 3 den gan kisaran 80, 100, 120 g/l dan K onsentrasi N a H
2
P04
.2
H20
den gan kisaran 10, 2 0 , 3 0 gr/l. P en etap an m odel untuk respon biom assa m enggunakan m odel kuadratik dari rancangan perco baan C e n tr a l C o m p o s iteD e s ig n (C C D ). D ari rancangan ini diperoleh 12 kom binasi perlakuan yang m engikuti
rancangan perco baan C C D . D a ta yang dihasilkan dari rancangan perco baan tersebut dianalisis den gan m engg unakan R e s p o n s e S u rfa c e M e th o d o lo g y (R S M ). M eto d e respon perm ukaan digunakan untuk m elih at pengaruh perlakuan konsentrasi nitrat dan fosfat terh ad ap produksi biom assa m ikroalga. D a ta yan g diperoleh dianalisis dengan m engg unakan program Statistica 10. B en tu k dan kod e perlakuan serta rancangan perco baan C C D den gan sistem pen gkodean d ap at dilihat p ad a T a b e l 1 dan T a b e l 2.
T a b e l 1. P erlaku an dan kode perlakuan rancangan C C D .
Perlakuan
Kode perlakuan
-1:414
-1
0
1
1,414
Konsentrasi NaNOa(g/l)
71,72
80
100
120
128,28
Konsentrasi NaH;P04.2H;0 (gd)
5,86
10
20
30
34,14
T a b e l 2. R ancang an perco baan C C D
No Kode Rons. NOs
Kode Koris. POj
Kons.
NaNO^gfl) K0ns.NaHiPO.,.2H,Om
1 -1 -1 80 10
2 1 -1 120 10
3 -1 1 SO 30
4 1 1 120 30
5 -1 414 0 71,72 20
6 1.414 0 128.28 20
7 0 -1.414 100 5,86 8 0 1.414 100 34,14
9 0 0 100 20
10 0 0 100 20
11 0 0 100 20
(8)
Prosiding Seminar Nasionai PATPi 2013
V a lid a s i m o d e l
V a lid asi m odel dilakukan setelah tah ap optim asi produksi biom assa diperoleh. P roses ini dilakukan den gan d u a pen dekatan, yaitu m engg unakan statistik uji t dengan volum e produksi 1 liter dan validasi den gan sistem produksi pad a volum e yang lebih b esar (scale up) yaitu volum e 2 5 liter, V alid asi dilakukan den gan m enguji p erb ed aan bobot biom assa N annochloropsis sp. K 4 yang dihasilkan s ec ara actual atau riil den g an prediksi bobot biom assa N annochloropsis sp. yang dihasilkan dari persam aan m odel optim um . P a ra m e te r y a n g d ia m a ti
P en g am atan terh ad ap p aram e ter pen elitian dilakukan terh ad ap konsentrasi biom assa den gan m eto de h e m a c y to m e te r (P a l e t a l.,2 0 1 1 ), laju pertum buhan spesifik (B an erjee, 2 0 1 1 ), bobot biom assa kering (R o ch a e t a l., 2 0 0 3 ), kad ar a ir den gan m etode oven (A O A C , 19 9 8 ), k a d a r ab u den gan cara kering (A O A C , 1998), k a d a r lem ak den gan m etode ekstraksi
s o x h le t (S udarm ad ji e t a l., 1 9 8 4 ), kad ar protein den g an m etode sem i m ikro kjeldahl (S u d arm ad ji e t a l., 1 9 8 4 ), dan kad ar karbohidrat sec ara b y d iffe r e n c e (S udarm ad ji e t a l.,
198 4).
H A S IL D A N P E M B A H A S A N W a k tu P a n e n N a n n o c h lo r o p s is s p . K 4
P enentuan w aktu pan en didasarkan p ad a kep ad atan sel tertingai yang ditentukan dari kurva pertum buhan. P a d a aw al inokulasi terd ap at ra ta -ra ta 2 ,8 0 x 10 ± 7 ,7 8 x 106 sel/m l dan ju m lah sel m aksim um den gan ra ta -ra ta 2 ,7 5 x 10s± 2 .1 2 x 1 0 7 sel/m l terjad i pad a hari ke-10. B erd asarkan kurva pertum buhan tersebut, m aka w aktu panen N a n n o c h lo ro p s is sp. ditentu kan p a d a h a r i k e 1 0 k u ltiv a s i y a n g m e ru p a k a n titik s ta s io n e r p e rtu m b u h a n d e n g a n
konsentrasi sel 0 ,2 5 ± 0 ,0 7 g/l (b k) dan laju pertum buhan spesifik 0 ,2 3 ±0 ,0 3 /h a ri. F a s e aw al stasio n er dipilih seb agai w aktu pan en karen a p ad a fa s e ini, m ikroalga m engalam i pertum buhan yang seim bang, dim ana laju reproduksi m ikroalga sam a den gan laju kem atiannya, sehingga m em buat kandungan nutrisi pad a s e l m ikroalga yang dipanen akan m enjadi lebih baik dari fa s e -fa s e seb elu m n ya (K aw aro e e t a l., 2 0 1 0 ). K urva pertum buhan
N a n n o c h lo ro p s is sp .K 4 disajikan p ad a G am b ar 1.
3.5E408
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
W a k tu p e n g a m a ta n (h a ri)
(9)
Prosiding Seminar Nasional PATPI 2013
Chiu e t a l., (2 0 0 9 ) m elap orkan bah w a m ikroalga N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta m encapai fa s e stasio n er a n ta ra 6 sam pai 8 hari den gan bobot biom assa b erkisar an tara 0 ,3 7 2 ±0 ,0 2 2 g/L sam pai 0 ,4 8 0 ±0 ,0 2 9 g /L dan laju pertum buhan spesifik 0 ,5 7 1 /h a ri. H asil ini lebih tinggi dibandingkan den gan hasil yang diperoleh p ad a pen elitian ini. A d an ya p erb ed aan w aktu untuk m en capai fa s e stasioner dan kep ad atan sel d ap at disebabkan oleh p erb ed aan fakto r nutrisi selam a kultivasi kultivasi (Sutom o, 2 0 0 5 ). Lebih lanjut, R o cha e t a l., (2 0 0 3 ) dan K aw aroe e t a l., (2 0 0 9 ) m enyebutkan bah w a perbedaan laju pertum buhan spesifik m ikroalga d ap at disebabkan oleh p erb ed aan strain atau sp esies N a n n o c h lo ro p s is dan um ur sel. S elain itu pertum buhan m ikroalga ju g a dipengaruhi oleh fakto r lingkungan seperti intensitas cah aya (P a l e t a l., 2 0 1 1 ), m edia kultur untuk kultivasi (O lofsson e t a l., 2 0 1 2 )., suplai C 0 2 (C hiu e t a l.,
2 0 0 9 ), m etode kultivasi (Z ittelli e t a l. , 199 9).
O p tlm a s l P ro d u k s i B io m a s s a N a n n o c h lo r o p s is s p .
T a b e l 3. B obot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. aktual, dan bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is
sp. m odel
R e s p o n B o b o t K o n s e n tra s i K o n s e n tra s i B io m a s s a (g /l)
N itra t (g /l) F o s fa t (g /l)
A k tu a l M o d e l 8 0 10 0 ,1 6 0 ,1 5 1 2 0 10 0 ,2 8 0 ,3 0 8 0 30 0 ,2 3 0,21 1 2 0 30 0 ,0 8 0 ,0 9 7 1 .7 2 2 0 0 ,1 4 0 ,1 6 1 2 8 .2 8 2 0 0 ,1 9 0 ,1 7 1 0 0 5 .8 6 0 ,2 7 0 ,2 6 1 0 0 3 4 .1 4 0 ,1 5 0 ,1 6 1 0 0 2 0 0 ,3 6 0 ,3 3 1 0 0 2 0 0,41 0 ,3 3 1 0 0 2 0 0 ,2 5 0 ,3 3 1 0 0 20 0 ,3 0 0 ,3 3
O ptim asi produksi biom assa pad a pen elitian ini bertujuan untuk m encari variabel optim um pengaruh konsentrasi nitrat dan fo sfat terh ad ap produksi biom assa
N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 yang m aksim al. D a ta pengujian produksi biom assa
N a n n o c h lo ro p s is sp. dengan kom binasi konsentrasi nitrat dan fosfat d ap at dilihat pad a T ab el 3.
(10)
Prosiding Seminar Nasionai PATPI 2013
HasiJ optim asi produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. den gan m enggunakan R S M diperoleh m odel p ersam aan Y = -2 ,5 9 8 3 + 0 ,0 4 8 3 X , + 0 ,5 0 4 0 X 2 - 0 ,0 0 0 2 X i - 0 ,0 0 0 3 X 1.X 2 =0,0006 X
2
2, d im an a Y ad a la h biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. K4, X1 ad alah konsentrasi N a N03
dan X 2 a d a la h konsentrasi N a H2
P04
.2
H20
. K oefisien determ inasi (R 2) = 0 ,8 4 2 3 , ini m enunjukkan bahw a sekitar 8 4 ,2 3 % biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. dipengaruhi oleh variab el konsentrasi nitrat dan posfat, sedangkan sisanya sekitar 1 5 ,7 7 % dipengaruhi oleh variabel lain yang tid ak diperlakukan dalam penelitian ini. V a ria b e l-v a ria b e l lain ini d ap at berup a fakto r-fakto r lingkungan sep erti salim'tas, suhu, p H dan intensitas cah aya (O tofeson e t a l., 2 0 1 2 ).B erd asarkan p ersam aan m odel tersebut, diperoleh kondisi optim um dari variab el konsentrasi nitrat 1 0 4 ,1 2 g/l dan fo sfat 1 5 ,7 2 g /l den gan hasil produksi biom assa optim um s eb esar 0 ,3 3 g/l. G rafik r e s p o n s u rfa c e dan c o u n te r p lo t produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is
sp. K 4 disajikan p ad a G a m b a r 2 dan G a m b a r 3. B erd asarkan bentuk kontur yang m em usat m enunjukkan bah w a titik stasio n er m erupakan titik stasio n er m aksim um
Fitted Surface; triable: Biomassa (gl)
G am b ar 2, G ra fik respon perm ukaan produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp.
Fitted Surface; Variable: Biomassa (g/L)
40
...0.3 — 0.2
-0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 0.1
60 70 80 90 100 110 120 130 140
Nitrat (g/L)
(11)
Prosiding Seminar Nasional PATPI 2013
Produksi biom assa optim al N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 seb e s a r 0 ,3 3 g /l diperoleh pad a kosentrasi nitrat (1 0 4 ,1 2 g /l) dan fo sfat (1 5 ,7 2 g /l), sed ikit b erbeda dengan hasil pen elitian B ae dan H u r (2 0 1 1 ) dan W idianingsih e t a l. (2 0 1 1 ) yang m en yatakan bah w a produksi biom assa optim al N a n n o c h lo ro p s is sp. den gan konsentrasi nitrat seb esar 100 g/l dan fosfat 2 0 g /l d a p a t m enghasilkan biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. se b e s a r 0 ,4 5 - 0 ,5 0 g /l. A d anya perb ed aan bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. yang dihasilkan p ad a penelitian ini diduga karen a selain fakto r nutrisi berup a nitrat dan fosfat, ju g a terd ap at fakto r-fakto r lain yang berpengaruh te rh a d a p produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. itu sendiri, sep erti suhu (C ro w e e t a l. , 2 0 1 2 ), salinitas (H u dan G ao , 2 0 0 6 ; A denan, 2 0 1 3 ), pH (B a n e rje e e t a i , 2 0 1 1 ), cah aya (F a b re g a s e t a l., 2 0 0 4 ), dan C 0 2 (C hiu e t a l., 2 0 0 9 ).
V a lid a s i m o d e l
B erd asarkan hasil proses validasi yang dilakukan den gan uji t diperoleh nilai t-te s t seb e s a r 0 ,0 0 4 den gan nilai p > 0 ,0 5 . H a l ini m enunjukkan bahw a, tid a k a d a perb ed aan yang nyata a n ta ra bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. s e c a ra aktual den gan prediksi bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. yang dhasilkan dari p ersam aan m odel optim um pad a kultivasi volum e kultivasi 1 liter (T a b e l 3). P a d a validasi m enggunakan sistem produksi den gan volum e kultivasi yang lebih b es ar yaitu 2 5 liter, diperoleh bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is
sp. s ec ara aktual se b e s a r 7 ,8 9 ± 0 ,4 3 g. dan bobot ini tldak b erbeda nyata den gan respon bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. yang dihasilkan dari p ersam aan m odel optim um yaitu s e b e s a r 8 ,2 5 g. D ari hasil validasi m enunjukkan bah w a m odel yang dikem bangkan d a p a t m ew akili sistem yang se b e n a m y a atau kondisi aktual.
N u tris i B io m a s s a N a n n o c h lo r o p s is s p . K 4
D ari hasil analisis proksim at biom assa diperoleh bah w a m ikro alga N a n n o c h lo ro p s is
sp. K 4 m em punyai kandungan karbohidrat 4 0 ,3 0 ± 0 ,3 7 % , protein 3 9 ,0 7 ± 0 ,0 8 % , lem ak 1 2 ,4 4 ±0 ,1 4 % , abu 4 ,7 7 ± 0 ,7 9 % d an a ir 3 ,4 1 ±0 ,3 7 % . D ari hasil ini m enunjukkan bahw a b iom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 m em punyai kandungan karbohidrat dan protein yang cukup tinggi. H al ini sejalan den g an p ern yataan H u d an G a o (2 0 0 6 ) d an W idianingsih e t a l.
(2 0 1 1 ) yang m en yatakan bahw a, ad a n ya p en am bahan konsentrasi nitrat dan fo sfat pada m edia tum buh m ikroalga akan d ap at m eningkatkan kandungan protein dan karbohidrat yang dihasilkan. S elain itu, je n is m ed ia den gan kom posisi nutrisi yang b erb ed a ju g a akan berpengaruh terh ad ap perub ahan kandungan nutrisi dari biom assa m ikroalga. T o rres e t a l.,
2 0 1 2 m elaporkan bah w a N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta yang dikutivasi p ad a m edia G uillard F /2 den g an konsentrasi nitrat 2 0 ,2 % , fo sfat 5 ,0 % dan silika 2 1 ,9 % m engandung karbohidrat 1 8 .8 5 ±1 .3 1 % , protein 2 0 .8 9 ±1 .5 4 % , lipid 3 0 .2 4 ±1 .4 3 % d an ab u 2 7 .3 ±1 ,0 9 % . S ed an g kan jik a dikutivasi p ad a m edia pupuk p ertanian den g an konsentrasi nitrat 11,0 % , fosfat 4 8 ,0 % dan silika 2 2 ,7 % m enghasilkan karbo hidrat 2 4 .5 1 ±1 .0 7 % , protein 20.6 1 ±1 .4 4 % , lipid
2 4 .8 4 ± 1 .0 8 % d a n a b u 2 6 .9 ±2 .2 1 % .
A d anya perb ed aan kandungan nutrisi m ikroalga N a n n o c h lo ro p s is sp. diduga karen a ad a n ya p erb ed aan dalam nutrisi je n is dan sp esias dari m ikroalga (O lofsson e t a l., 2 0 1 2 ). S elain fakto r nutrisi, fakto r-fakto r lihgkungan sep erti salinitas, pH , intensitas cah aya dan suhu aka n m em berikan pengaruh terh ad ap karakteristik nutrisi m ikroalga (K hatoon e t a l., 201 0; H em aisw arya e t a l., 2 0 1 1 ).
K E S IM P U L A N
Produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp yang m aksim al seb esar 0 ,3 3 g/l, dihasilkan p ad a konsentrasi nitrat 1 0 4 ,1 2 g /l d an fo sfat seb esar 1 5 ,7 2 g/l. N a n n o c h lo ro p s is sp. K4 m em iliki potensi kan dungan karbohidrat (4 0 ,3 0 % ), protein (3 9 ,0 7 % ), dan lem ak (1 2 ,4 4 % ) yang cukup tinggi.
(12)
Prosiding Seminar Nasionai PATPI 2013
U C A P A N TE R JM A K A S IH
P eneliti berterim akasih ata s d an a pen elitian P N B P H ibah B ersaing universitas U d ayan a 2 0 1 2 dan sem ua pihak yang tela h m em bantu kelancaran penelitian ini.
D A F T A R P U S T A K A
A d enan N S , Fatim ah M D . Yusoff, M oham ed S . 2 0 1 3 . E ffect o f Salinity an d T em p e ra tu re on th e G row th o f D iatom s and G re e n A lgae. J. Fisheries and A quatic S cien ce (8): 3 9 7 -4 0 4 . Doi: 1 0 .3 9 2 3 /jfa s .2 0 1 3 .3 9 7 .4 0 4
A lsull M , W a n M, W a n O . 2 0 1 2 . R esponses o f T etraselm is sp. A nd N annochloropsis sp. Isolated from P enang N atio nal P ark C o astal W aters, M alaysia, to th e C om bined Influ ences of Salinity, Light and N itrogen Lim itation. International C o n fe re n ce on C h em ical, Ecolo gy an d Environm ental S cien ces (IC E E S '2 0 1 2 ) m arch 1 7 -1 8 , 2 0 1 2 B angkok pp: 1 4 2 -1 4 5
A ndersen RA . 2 0 0 5 . A lg al Culturing Techniques. E lsevier A cadem ic Press. A m erica. A O A C . 199 8. O fficial M eth ods of Analysis. 15th ed. V o l. 2 . Virginia.
A rn a ta I W , G unam IB W , A nggreni A A M D . 2 0 1 0 . Eksplorasi Potensi M ikroalga di P antai Pulau B ali U n tuk Produksi B iodiesel. Laporan P en elitian H ibah U nggulan U d ayana, U niversitas U d ayana.
B ae JH , H u r SB . 2 0 1 1 . D evelo pm ent o f Econom ical F ertilizer-B ased M ed ia for M ass C ulturing of N a n n o c h lo ro p s is o c e a n ic a . D ep artm en t o f M arin e B iom aterials and A q uaculture Pukyong N ational U niversity. B usan-K orea.
B a n erje e S , W e i W H , H e le n a K, M oham ed S , Fatim ah M Y . 2 0 1 1 . G row th and P roxim ate C om position o f T ro p ical M arin e C h a e to c e ro s c a lc itra n s and N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta
C ultured O utdoors and U n der A boratory C onditions. J. B iotechnology 10 (8): 1 3 7 5 -1 3 8 3 . Doi: 10 .5 8 9 7 /A J B 1 0 ,1 7 4 8
B ecker W E . 1 9 9 4. M icro alg ae : B iotechnology And M icrobiology. C am b ride U niversity Press. A u stralia.
B raden, C row e B, S aid A , S h w eta A , P e te r W ,R a n d y R, Jon V W , A aron C , John K, M u rat K, Kim LO , M ich ael H. 2 0 1 2 . A C om parison o f N a n n o c h lo ro p s is s a lin a G row th Perform an ce in Tw o O utdoor Pond D esigns: C onventional R acew ays versus th e A R ID Pond with S u p erio r T em p e ra tu re M an ag em en t. J. C h em ical Engineering (2 0 1 2 ): 1-9. Doi: 1 0 .1 1 5 5 /2 0 1 2 /9 2 0 6 0 8
Brown M R . G arlan d C D , Jeffrey S W , Jam eson ID , Leroi J M .1 9 9 3 . T h e G ross an d Am ino Acid C om positions o f Batch and S em i-C ontinuous C u ltu res o f Is o c h r y s is sp. (clone T .IS O ), P avlova lutheri an d N annochloropsis oculata. J. A pplied Phycology 5: 2 8 5 -2 9 6 . C hiu S Y , C h ien Y K , M ing T T , S e o w C O , C hiun H C , C hih SL. 2 0 0 9 . Lipid A ccum ulation and
C 0 2 U tilization o f N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta in R esponse to C 0 2 A eration. J. B ioresource Technolo gy (1 0 0 ): 8 3 3 -8 3 8 . D o i:1 0 .1 0 1 6 /j.b io rte c h .2 0 0 8 .0 6 .0 6 1
(13)
Presiding Seminar Nasionai PATPi 2013
C olquhoun D, A ntonio FJ, T u esd ay U, B arb ara E. 2 0 0 8 . Fish, Fish Oils, n -3 Polyu nsaturated F atty A cids an d C ard io vascu lar H ealth. N utrition and M etabolism C o m m ittee o f the H eart Foundation. A ustralia.
F ab reg as J, M ased a A, D om ingu ez A , O tero A. 2 0 0 4 . T h e C ell C om position of
N a n n o c h lo ro p s is sp. C h an g es U n d er D ifferen t Irrad ian ces In Sem icontinuous C ulture. W orld J. M icrobiol. B iotechnol. 2 0 , 3 1 -3 5 .
F aria G R , C aro lin e R P S , P aes, D om inique JFA , C astro, N atelia AB , Tinoco, E lisab ete B, S erg io O L. 2 0 1 2 . Effects o f T h e A vailability o f C 0 2 on G row th, N utrient U ptake, and C h em ical C om position of T h e M arin e M icro alg ae C h lo re lla sp. and N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta , Tw o P o ten tially U seful Strains fo r Biofuel Production. Journal o f Biotechnology 3 (5 ): 6 5 -7 5 .
F retes H D , S u santo AB , B u d h i P , L e e n a w a ty L. 2 0 1 2 . K arotenoid dari M akro alg a d a n
M ikroalga: Potensi K eseh atan A plikasi dan Bioteknologi. J. Teknol. D an Industri Pangan 2 3 (2 ) :2 2 1 -2 2 8 .
G ra h am LE, G ra h am JE, W ilco x LW . 2 0 0 9 . A lg ae. 2nd ed. B enjam in C um m ings (P earso n ). S an Francisco. P. 720.
G unaw an . 2 0 1 2 . R espon Pertum buhan M ikroalga (T etraselm is sp .) P a d a B erb agai Intensitas C a h aya . F M IP A U n iversitas Lam bung M angkurat. K alim antan S elatan .
H em aisw arya S , R a ja R, K um ar R R , G an esan V , A n b azh ag an C , 2 0 1 1 . M icroalgae: A S u sta in ab le F ee d So urce F o r A quaculture. W o rld J. M icrobiol. B iotechnol., 27: 1 7 3 7 -1746.
Hu H, G a o K. 2 0 0 6 . O ptim ization o f G row th and Fatty Acid C om position o f a U n icellu lar M arin e Picoplankton, N a n n o c h lo ro p s is sp. w ith Enriched C arbon Sources. B iotechnology Letters. 2 5 (5 ):4 2 1 -4 2 5 . D o i:1 0 .1 0 0 7 /s 1 0 5 2 9 -0 0 6 -9 0 2 6 -6
Isnanstyo A , Kurniastuti. 1 9 9 5. T ek n ik K ultiur Phytoplankton dan Zooplankton. Kansius. Jogjakarta.
K hatoon H, S anjo y B, Fatim ah M Y , M o h am ed S. 2 0 1 0 . E ffects o f Salinity on the G row th and P roxim ate C om position o f S e le c ted Tropical M arin e Periphytic D iatom s and C yanobacteria. J. A q uaculture R esearch 4 1 (9 ): 1 3 4 8 1 3 5 5 . Doi: 1 0 .1 1 1 1 /j.1 3 6 5 -2 1 0 9 .-2 0 0 9 .0 -2 4 -2 3 .x
K aw aroe M, T ri P, A driani S , D ahlia W S , D in a A . 2 0 0 9 . Laju Pertum buhan S p esifik C h lo re lla
Sp. dan D u n a lie lla Sp. B erd asarkan P erb ed aan N utrien dan Fotoperiode. J. Ilm u-ilm u P e ra iran dan P erikan an Indonesia 16 (1): 7 3 -7 7 .
K aw aroe M , P rartono T , Sunuddin A , W u lan D S , A ugustine D. 2 0 1 0 . M ikroalga : Potensi dan P em an fa atan n ya U ntuk Produksi Bio B ahan B akar. IP B Press. Bogor.
O lofsson M, T e re s a L, E m m elie N, Jean PB , V ictb ria D P , Pauliin a U, C a th e rin e L. 2 0 1 2 . S easo n a l V ariatio n o f Lipids and Fatty A cids o f th e M icro alg ae N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta
G row n in O utdoor L arg e -S c a le Photobioreactors. J. E n ergies (5): 1 5 7 7 -1 5 9 2 . Doi: 10 .3 3 9 0 /e n 5 0 5 1 5 7 7
(1)
V a lid a s i m o d e l
V a lid asi m odel dilakukan setelah tah ap optim asi produksi biom assa diperoleh. P roses ini dilakukan den gan d u a pen dekatan, yaitu m engg unakan statistik uji t dengan volum e produksi 1 liter dan validasi den gan sistem produksi pad a volum e yang lebih b esar (scale up) yaitu volum e 2 5 liter, V alid asi dilakukan den gan m enguji p erb ed aan bobot biom assa N annochloropsis sp. K 4 yang dihasilkan s ec ara actual atau riil den g an prediksi bobot biom assa N annochloropsis sp. yang dihasilkan dari persam aan m odel optim um .
P a ra m e te r y a n g d ia m a ti
P en g am atan terh ad ap p aram e ter pen elitian dilakukan terh ad ap konsentrasi biom assa den gan m eto de h e m a c y to m e te r (P a l e t a l.,2 0 1 1 ), laju pertum buhan spesifik (B an erjee, 2 0 1 1 ), bobot biom assa kering (R o ch a e t a l., 2 0 0 3 ), kad ar a ir den gan m etode oven (A O A C , 19 9 8 ), k a d a r ab u den gan cara kering (A O A C , 1998), k a d a r lem ak den gan m etode ekstraksi
s o x h le t (S udarm ad ji e t a l., 1 9 8 4 ), kad ar protein den g an m etode sem i m ikro kjeldahl (S u d arm ad ji e t a l., 1 9 8 4 ), dan kad ar karbohidrat sec ara b y d iffe r e n c e (S udarm ad ji e t a l.,
198 4).
H A S IL D A N P E M B A H A S A N
W a k tu P a n e n N a n n o c h lo r o p s is s p . K 4
P enentuan w aktu pan en didasarkan p ad a kep ad atan sel tertingai yang ditentukan dari kurva pertum buhan. P a d a aw al inokulasi terd ap at ra ta -ra ta 2 ,8 0 x 10 ± 7 ,7 8 x 106 sel/m l dan ju m lah sel m aksim um den gan ra ta -ra ta 2 ,7 5 x 10s± 2 .1 2 x 1 0 7 sel/m l terjad i pad a hari ke-10. B erd asarkan kurva pertum buhan tersebut, m aka w aktu panen N a n n o c h lo ro p s is sp. ditentu kan p a d a h a r i k e 1 0 k u ltiv a s i y a n g m e ru p a k a n titik s ta s io n e r p e rtu m b u h a n d e n g a n
konsentrasi sel 0 ,2 5 ± 0 ,0 7 g/l (b k) dan laju pertum buhan spesifik 0 ,2 3 ±0 ,0 3 /h a ri. F a s e aw al stasio n er dipilih seb agai w aktu pan en karen a p ad a fa s e ini, m ikroalga m engalam i pertum buhan yang seim bang, dim ana laju reproduksi m ikroalga sam a den gan laju kem atiannya, sehingga m em buat kandungan nutrisi pad a s e l m ikroalga yang dipanen akan m enjadi lebih baik dari fa s e -fa s e seb elu m n ya (K aw aro e e t a l., 2 0 1 0 ). K urva pertum buhan
N a n n o c h lo ro p s is sp .K 4 disajikan p ad a G am b ar 1.
3.5E408
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
W a k tu p e n g a m a ta n (h a ri)
(2)
Chiu e t a l., (2 0 0 9 ) m elap orkan bah w a m ikroalga N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta m encapai fa s e stasio n er a n ta ra 6 sam pai 8 hari den gan bobot biom assa b erkisar an tara 0 ,3 7 2 ±0 ,0 2 2 g/L sam pai 0 ,4 8 0 ±0 ,0 2 9 g /L dan laju pertum buhan spesifik 0 ,5 7 1 /h a ri. H asil ini lebih tinggi dibandingkan den gan hasil yang diperoleh p ad a pen elitian ini. A d an ya p erb ed aan w aktu untuk m en capai fa s e stasioner dan kep ad atan sel d ap at disebabkan oleh p erb ed aan fakto r nutrisi selam a kultivasi kultivasi (Sutom o, 2 0 0 5 ). Lebih lanjut, R o cha e t a l., (2 0 0 3 ) dan K aw aroe e t a l., (2 0 0 9 ) m enyebutkan bah w a perbedaan laju pertum buhan spesifik m ikroalga d ap at disebabkan oleh p erb ed aan strain atau sp esies N a n n o c h lo ro p s is dan um ur sel. S elain itu pertum buhan m ikroalga ju g a dipengaruhi oleh fakto r lingkungan seperti intensitas cah aya (P a l e t a l., 2 0 1 1 ), m edia kultur untuk kultivasi (O lofsson e t a l., 2 0 1 2 )., suplai C 0 2 (C hiu e t a l.,
2 0 0 9 ), m etode kultivasi (Z ittelli e t a l. , 199 9).
O p tlm a s l P ro d u k s i B io m a s s a N a n n o c h lo r o p s is s p .
T a b e l 3. B obot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. aktual, dan bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is
sp. m odel
R e s p o n B o b o t K o n s e n tra s i K o n s e n tra s i B io m a s s a (g /l)
N itra t (g /l) F o s fa t (g /l)
A k tu a l M o d e l
8 0 10 0 ,1 6 0 ,1 5
1 2 0 10 0 ,2 8 0 ,3 0
8 0 30 0 ,2 3 0,21
1 2 0 30 0 ,0 8 0 ,0 9
7 1 .7 2 2 0 0 ,1 4 0 ,1 6
1 2 8 .2 8 2 0 0 ,1 9 0 ,1 7
1 0 0 5 .8 6 0 ,2 7 0 ,2 6
1 0 0 3 4 .1 4 0 ,1 5 0 ,1 6
1 0 0 2 0 0 ,3 6 0 ,3 3
1 0 0 2 0 0,41 0 ,3 3
1 0 0 2 0 0 ,2 5 0 ,3 3
1 0 0 20 0 ,3 0 0 ,3 3
O ptim asi produksi biom assa pad a pen elitian ini bertujuan untuk m encari variabel
optim um pengaruh konsentrasi nitrat dan fo sfat terh ad ap produksi biom assa
N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 yang m aksim al. D a ta pengujian produksi biom assa
N a n n o c h lo ro p s is sp. dengan kom binasi konsentrasi nitrat dan fosfat d ap at dilihat pad a T ab el 3.
(3)
HasiJ optim asi produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. den gan m enggunakan R S M diperoleh m odel p ersam aan Y = -2 ,5 9 8 3 + 0 ,0 4 8 3 X , + 0 ,5 0 4 0 X 2 - 0 ,0 0 0 2 X i - 0 ,0 0 0 3 X 1.X 2 =0,0006 X
2
2, d im an a Y ad a la h biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. K4, X1 ad alah konsentrasi N a N03
dan X 2 a d a la h konsentrasi N a H2
P04
.2
H20
. K oefisien determ inasi (R 2) = 0 ,8 4 2 3 , ini m enunjukkan bahw a sekitar 8 4 ,2 3 % biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. dipengaruhi oleh variab el konsentrasi nitrat dan posfat, sedangkan sisanya sekitar 1 5 ,7 7 % dipengaruhi oleh variabel lain yang tid ak diperlakukan dalam penelitian ini. V a ria b e l-v a ria b e l lain ini d ap at berup a fakto r-fakto r lingkungan sep erti salim'tas, suhu, p H dan intensitas cah aya (O tofeson e t a l., 2 0 1 2 ).B erd asarkan p ersam aan m odel tersebut, diperoleh kondisi optim um dari variab el konsentrasi nitrat 1 0 4 ,1 2 g/l dan fo sfat 1 5 ,7 2 g /l den gan hasil produksi biom assa optim um s eb esar 0 ,3 3 g/l. G rafik r e s p o n s u rfa c e dan c o u n te r p lo t produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is
sp. K 4 disajikan p ad a G a m b a r 2 dan G a m b a r 3. B erd asarkan bentuk kontur yang m em usat m enunjukkan bah w a titik stasio n er m erupakan titik stasio n er m aksim um
Fitted Surface; triable: Biomassa (gl)
G am b ar 2, G ra fik respon perm ukaan produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp.
Fitted Surface; Variable: Biomassa (g/L)
40
...0.3
— 0.2
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5 0.1
60 70 80 90 100 110 120 130 140
Nitrat (g/L)
(4)
Produksi biom assa optim al N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 seb e s a r 0 ,3 3 g /l diperoleh pad a kosentrasi nitrat (1 0 4 ,1 2 g /l) dan fo sfat (1 5 ,7 2 g /l), sed ikit b erbeda dengan hasil pen elitian B ae dan H u r (2 0 1 1 ) dan W idianingsih e t a l. (2 0 1 1 ) yang m en yatakan bah w a produksi biom assa optim al N a n n o c h lo ro p s is sp. den gan konsentrasi nitrat seb esar 100 g/l dan fosfat 2 0 g /l d a p a t m enghasilkan biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. se b e s a r 0 ,4 5 - 0 ,5 0 g /l. A d anya perb ed aan bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. yang dihasilkan p ad a penelitian ini diduga karen a selain fakto r nutrisi berup a nitrat dan fosfat, ju g a terd ap at fakto r-fakto r lain yang berpengaruh te rh a d a p produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. itu sendiri, sep erti suhu (C ro w e e t a l. , 2 0 1 2 ), salinitas (H u dan G ao , 2 0 0 6 ; A denan, 2 0 1 3 ), pH (B a n e rje e e t a i , 2 0 1 1 ), cah aya (F a b re g a s e t a l., 2 0 0 4 ), dan C 0 2 (C hiu e t a l., 2 0 0 9 ).
V a lid a s i m o d e l
B erd asarkan hasil proses validasi yang dilakukan den gan uji t diperoleh nilai t-te s t seb e s a r 0 ,0 0 4 den gan nilai p > 0 ,0 5 . H a l ini m enunjukkan bahw a, tid a k a d a perb ed aan yang nyata a n ta ra bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. s e c a ra aktual den gan prediksi bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. yang dhasilkan dari p ersam aan m odel optim um pad a kultivasi volum e kultivasi 1 liter (T a b e l 3). P a d a validasi m enggunakan sistem produksi den gan volum e kultivasi yang lebih b es ar yaitu 2 5 liter, diperoleh bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is
sp. s ec ara aktual se b e s a r 7 ,8 9 ± 0 ,4 3 g. dan bobot ini tldak b erbeda nyata den gan respon bobot biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. yang dihasilkan dari p ersam aan m odel optim um yaitu s e b e s a r 8 ,2 5 g. D ari hasil validasi m enunjukkan bah w a m odel yang dikem bangkan d a p a t m ew akili sistem yang se b e n a m y a atau kondisi aktual.
N u tris i B io m a s s a N a n n o c h lo r o p s is s p . K 4
D ari hasil analisis proksim at biom assa diperoleh bah w a m ikro alga N a n n o c h lo ro p s is
sp. K 4 m em punyai kandungan karbohidrat 4 0 ,3 0 ± 0 ,3 7 % , protein 3 9 ,0 7 ± 0 ,0 8 % , lem ak 1 2 ,4 4 ±0 ,1 4 % , abu 4 ,7 7 ± 0 ,7 9 % d an a ir 3 ,4 1 ±0 ,3 7 % . D ari hasil ini m enunjukkan bahw a b iom assa N a n n o c h lo ro p s is sp. K 4 m em punyai kandungan karbohidrat dan protein yang cukup tinggi. H al ini sejalan den g an p ern yataan H u d an G a o (2 0 0 6 ) d an W idianingsih e t a l.
(2 0 1 1 ) yang m en yatakan bahw a, ad a n ya p en am bahan konsentrasi nitrat dan fo sfat pada m edia tum buh m ikroalga akan d ap at m eningkatkan kandungan protein dan karbohidrat yang dihasilkan. S elain itu, je n is m ed ia den gan kom posisi nutrisi yang b erb ed a ju g a akan berpengaruh terh ad ap perub ahan kandungan nutrisi dari biom assa m ikroalga. T o rres e t a l.,
2 0 1 2 m elaporkan bah w a N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta yang dikutivasi p ad a m edia G uillard F /2 den g an konsentrasi nitrat 2 0 ,2 % , fo sfat 5 ,0 % dan silika 2 1 ,9 % m engandung karbohidrat 1 8 .8 5 ±1 .3 1 % , protein 2 0 .8 9 ±1 .5 4 % , lipid 3 0 .2 4 ±1 .4 3 % d an ab u 2 7 .3 ±1 ,0 9 % . S ed an g kan jik a dikutivasi p ad a m edia pupuk p ertanian den g an konsentrasi nitrat 11,0 % , fosfat 4 8 ,0 % dan silika 2 2 ,7 % m enghasilkan karbo hidrat 2 4 .5 1 ±1 .0 7 % , protein 20.6 1 ±1 .4 4 % , lipid
2 4 .8 4 ± 1 .0 8 % d a n a b u 2 6 .9 ±2 .2 1 % .
A d anya perb ed aan kandungan nutrisi m ikroalga N a n n o c h lo ro p s is sp. diduga karen a ad a n ya p erb ed aan dalam nutrisi je n is dan sp esias dari m ikroalga (O lofsson e t a l., 2 0 1 2 ). S elain fakto r nutrisi, fakto r-fakto r lihgkungan sep erti salinitas, pH , intensitas cah aya dan suhu aka n m em berikan pengaruh terh ad ap karakteristik nutrisi m ikroalga (K hatoon e t a l., 201 0; H em aisw arya e t a l., 2 0 1 1 ).
K E S IM P U L A N
Produksi biom assa N a n n o c h lo ro p s is sp yang m aksim al seb esar 0 ,3 3 g/l, dihasilkan p ad a konsentrasi nitrat 1 0 4 ,1 2 g /l d an fo sfat seb esar 1 5 ,7 2 g/l. N a n n o c h lo ro p s is sp. K4 m em iliki potensi kan dungan karbohidrat (4 0 ,3 0 % ), protein (3 9 ,0 7 % ), dan lem ak (1 2 ,4 4 % ) yang cukup tinggi.
(5)
U C A P A N TE R JM A K A S IH
P eneliti berterim akasih ata s d an a pen elitian P N B P H ibah B ersaing universitas U d ayan a 2 0 1 2 dan sem ua pihak yang tela h m em bantu kelancaran penelitian ini.
D A F T A R P U S T A K A
A d enan N S , Fatim ah M D . Yusoff, M oham ed S . 2 0 1 3 . E ffect o f Salinity an d T em p e ra tu re on th e G row th o f D iatom s and G re e n A lgae. J. Fisheries and A quatic S cien ce (8): 3 9 7 -4 0 4 . Doi: 1 0 .3 9 2 3 /jfa s .2 0 1 3 .3 9 7 .4 0 4
A lsull M , W a n M, W a n O . 2 0 1 2 . R esponses o f T etraselm is sp. A nd N annochloropsis sp. Isolated from P enang N atio nal P ark C o astal W aters, M alaysia, to th e C om bined Influ ences of Salinity, Light and N itrogen Lim itation. International C o n fe re n ce on C h em ical, Ecolo gy an d Environm ental S cien ces (IC E E S '2 0 1 2 ) m arch 1 7 -1 8 , 2 0 1 2 B angkok pp: 1 4 2 -1 4 5
A ndersen RA . 2 0 0 5 . A lg al Culturing Techniques. E lsevier A cadem ic Press. A m erica.
A O A C . 199 8. O fficial M eth ods of Analysis. 15th ed. V o l. 2 . Virginia.
A rn a ta I W , G unam IB W , A nggreni A A M D . 2 0 1 0 . Eksplorasi Potensi M ikroalga di P antai Pulau B ali U n tuk Produksi B iodiesel. Laporan P en elitian H ibah U nggulan U d ayana, U niversitas U d ayana.
B ae JH , H u r SB . 2 0 1 1 . D evelo pm ent o f Econom ical F ertilizer-B ased M ed ia for M ass C ulturing of N a n n o c h lo ro p s is o c e a n ic a . D ep artm en t o f M arin e B iom aterials and A q uaculture Pukyong N ational U niversity. B usan-K orea.
B a n erje e S , W e i W H , H e le n a K, M oham ed S , Fatim ah M Y . 2 0 1 1 . G row th and P roxim ate C om position o f T ro p ical M arin e C h a e to c e ro s c a lc itra n s and N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta
C ultured O utdoors and U n der A boratory C onditions. J. B iotechnology 10 (8): 1 3 7 5 -1 3 8 3 . Doi: 10 .5 8 9 7 /A J B 1 0 ,1 7 4 8
B ecker W E . 1 9 9 4. M icro alg ae : B iotechnology And M icrobiology. C am b ride U niversity Press. A u stralia.
B raden, C row e B, S aid A , S h w eta A , P e te r W ,R a n d y R, Jon V W , A aron C , John K, M u rat K, Kim LO , M ich ael H. 2 0 1 2 . A C om parison o f N a n n o c h lo ro p s is s a lin a G row th Perform an ce in Tw o O utdoor Pond D esigns: C onventional R acew ays versus th e A R ID Pond with S u p erio r T em p e ra tu re M an ag em en t. J. C h em ical Engineering (2 0 1 2 ): 1-9. Doi: 1 0 .1 1 5 5 /2 0 1 2 /9 2 0 6 0 8
Brown M R . G arlan d C D , Jeffrey S W , Jam eson ID , Leroi J M .1 9 9 3 . T h e G ross an d Am ino Acid C om positions o f Batch and S em i-C ontinuous C u ltu res o f Is o c h r y s is sp. (clone T .IS O ), P avlova lutheri an d N annochloropsis oculata. J. A pplied Phycology 5: 2 8 5 -2 9 6 .
C hiu S Y , C h ien Y K , M ing T T , S e o w C O , C hiun H C , C hih SL. 2 0 0 9 . Lipid A ccum ulation and C 0 2 U tilization o f N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta in R esponse to C 0 2 A eration. J. B ioresource Technolo gy (1 0 0 ): 8 3 3 -8 3 8 . D o i:1 0 .1 0 1 6 /j.b io rte c h .2 0 0 8 .0 6 .0 6 1
(6)
C olquhoun D, A ntonio FJ, T u esd ay U, B arb ara E. 2 0 0 8 . Fish, Fish Oils, n -3 Polyu nsaturated F atty A cids an d C ard io vascu lar H ealth. N utrition and M etabolism C o m m ittee o f the H eart Foundation. A ustralia.
F ab reg as J, M ased a A, D om ingu ez A , O tero A. 2 0 0 4 . T h e C ell C om position of
N a n n o c h lo ro p s is sp. C h an g es U n d er D ifferen t Irrad ian ces In Sem icontinuous C ulture. W orld J. M icrobiol. B iotechnol. 2 0 , 3 1 -3 5 .
F aria G R , C aro lin e R P S , P aes, D om inique JFA , C astro, N atelia AB , Tinoco, E lisab ete B, S erg io O L. 2 0 1 2 . Effects o f T h e A vailability o f C 0 2 on G row th, N utrient U ptake, and C h em ical C om position of T h e M arin e M icro alg ae C h lo re lla sp. and N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta , Tw o P o ten tially U seful Strains fo r Biofuel Production. Journal o f Biotechnology 3 (5 ): 6 5 -7 5 .
F retes H D , S u santo AB , B u d h i P , L e e n a w a ty L. 2 0 1 2 . K arotenoid dari M akro alg a d a n
M ikroalga: Potensi K eseh atan A plikasi dan Bioteknologi. J. Teknol. D an Industri Pangan 2 3 (2 ) :2 2 1 -2 2 8 .
G ra h am LE, G ra h am JE, W ilco x LW . 2 0 0 9 . A lg ae. 2nd ed. B enjam in C um m ings (P earso n ). S an Francisco. P. 720.
G unaw an . 2 0 1 2 . R espon Pertum buhan M ikroalga (T etraselm is sp .) P a d a B erb agai Intensitas C a h aya . F M IP A U n iversitas Lam bung M angkurat. K alim antan S elatan .
H em aisw arya S , R a ja R, K um ar R R , G an esan V , A n b azh ag an C , 2 0 1 1 . M icroalgae: A S u sta in ab le F ee d So urce F o r A quaculture. W o rld J. M icrobiol. B iotechnol., 27: 1 7 3 7 -1746.
Hu H, G a o K. 2 0 0 6 . O ptim ization o f G row th and Fatty Acid C om position o f a U n icellu lar
M arin e Picoplankton, N a n n o c h lo ro p s is sp. w ith Enriched C arbon Sources.
B iotechnology Letters. 2 5 (5 ):4 2 1 -4 2 5 . D o i:1 0 .1 0 0 7 /s 1 0 5 2 9 -0 0 6 -9 0 2 6 -6
Isnanstyo A , Kurniastuti. 1 9 9 5. T ek n ik K ultiur Phytoplankton dan Zooplankton. Kansius. Jogjakarta.
K hatoon H, S anjo y B, Fatim ah M Y , M o h am ed S. 2 0 1 0 . E ffects o f Salinity on the G row th and P roxim ate C om position o f S e le c ted Tropical M arin e Periphytic D iatom s and C yanobacteria. J. A q uaculture R esearch 4 1 (9 ): 1 3 4 8 1 3 5 5 . Doi: 1 0 .1 1 1 1 /j.1 3 6 5 -2 1 0 9 .-2 0 0 9 .0 -2 4 -2 3 .x
K aw aroe M, T ri P, A driani S , D ahlia W S , D in a A . 2 0 0 9 . Laju Pertum buhan S p esifik C h lo re lla
Sp. dan D u n a lie lla Sp. B erd asarkan P erb ed aan N utrien dan Fotoperiode. J. Ilm u-ilm u P e ra iran dan P erikan an Indonesia 16 (1): 7 3 -7 7 .
K aw aroe M , P rartono T , Sunuddin A , W u lan D S , A ugustine D. 2 0 1 0 . M ikroalga : Potensi dan P em an fa atan n ya U ntuk Produksi Bio B ahan B akar. IP B Press. Bogor.
O lofsson M, T e re s a L, E m m elie N, Jean PB , V ictb ria D P , Pauliin a U, C a th e rin e L. 2 0 1 2 . S easo n a l V ariatio n o f Lipids and Fatty A cids o f th e M icro alg ae N a n n o c h lo ro p s is o c u la ta
G row n in O utdoor L arg e -S c a le Photobioreactors. J. E n ergies (5): 1 5 7 7 -1 5 9 2 . Doi: 10 .3 3 9 0 /e n 5 0 5 1 5 7 7