PERTUMBUHAN DAN PASCA PANEN MIKROALGAHASIL KULTUR SKALA SEMI MASSAL

Oleh: I)ra. Hexa Apriliana Hidayah, MS

PENDAHULUAN

Sel-sel mikroalg4 merupakan pakan alami bagi larva dalam pembenihan

karena pada awal kehidupan ikar/ non ikan membutuhkan persyamtan pakan yang

sangat spesifik dan kompleks. Penguasaan teknik kultur harus didasari pengetahuan

biologi organisme yang akan dibudidayakan. Pertumbuhan mikroalga kultur,

membutuhkan berbagai senyawa anorganik, sebagai hara makro dan mikro.

Unsur hara makro yaitu: N, B K S, Na Si, dan Ca. Unsur hara mikro yaitu:

Feo Zno Mn, Cu, Mg, Mo, Coo B. Unsur N, P, dan S penting unfuk pembenfukan

protein. Unsur K berfungsi dalam metabolisme karbohidrat. Fe dan Na berperan

dalam pembentukan khlorofil. Sid an Ca merupakan bahan untuk pembentukan

dinding sel. Vitamin (Bl2) untuk memacu pertumbuhan dengan merangsang pros€s

fotosintesis. Selain itu kondisi lingkungan seperti cahaya, suhu, tekanan osmosis

dan pH juga dapat memacu atau menghambat pertumbuhan. Faktor genetic juga

sebagai faktor internal (sifat- sifat pertunbuhan).

PERTUMBUIIAN MIKROALGA :

Pertumbuhan mikroalga dalam kultur ditandai bertambah besar ukuran sel

atau bertambah banyaknya jumlah sel. Ada 4 fase pertumbuhan pada mikroalga yang

dikultur yaitu:

1. Fase istirahat

bio.unsoed.ac.id

2.

.).

Sesaat setelah statler dimasukkan pada rnedia kultur. Populasi tidak mengalami

pelubahan. ukuran sel mernbesar, tetapi belum terjadi pembelahan sel

sehingga kepadatan sel belum meningkat. organisme aktif ,melakukan

metabolisme, terj adi sintesis protein.

Fase logaritmit

Terjadi pernbelahan sel dengan laju pertumbuhan tetap. pada kondisi yang

optimum" Iaju pertumbuhan mencapai maksimal.

fase stationer

Pertumbuhan mulai mengalami penurunan dibandingkan fase logaritmik. Laju

repnoduksi sama dengan laju kernalian. Fenambahan dan pengurangan jumlah

sel relatif sama atau seimbang, sehingga kepadatan tetap.

frse kematian

Laju kenlatian lebih cepat dari laju reprroduksi. Jurnlah sel menurun secara

geornetrik. Penurunan kepadatan ditandai dengan penrbahan kondisi optimum,

yang dikarenakan temperatur, cahay4 pH dan hara yarrg ada.

Penghitungan liepadatan unruk mengetahui perturnbuhal sel, kepadatan

hibit, kepadatan awal kultur dan kepadatan pada saat panen. Kepadatan dihitung

dengan menggunakan Hemacytometer atau sedgewich raffer. Sebagai alat bantu

adalah mikroskop, Hand counter dan pipet tetes;.

Hemacytonneter adalah alat yang terbuat dari gelas yang dibagi menjadi

kotak-kotak pada dua tempat bidarrg pandang. Kotak berbentuk bujur sangkar

dengan sisi i mm, tinggi 0,1 mm dan diftrtup dengan gelas penutup (volume

ruangan:0,1 mm3 atau l0 a ml. Kntak bujur sangkar sisi lmm dibagi menjadi 25

kotak bujur sanglrar yang dibagi lagi merrjadi 16 kotak buiur sangkar lebih kecil.

4.

bio.unsoed.ac.id

Penghitungani Pada bidang yang kotak-kotak lmm arah ke kanan ke bawah ke kiri

ke bawah ke kanan dan seterusnya. perhitungan dapat boleh hanya dilakukan

beberapa kotak s.aja.

Kepadatan * N x l04seV ml

Keterangan:

N: jumlah rnikroalga yang terdapat pada bujur sangkar dengan sisi 1mm

I

sedgewich rafter adalah alat yang serupa e{las obret tetapi teb4l dan pada

setiap sisinya letrih tinggi sehingga pada sisi Oafarfr membentuk teLuilan persegiI

panjang. tjkuran lekulcan 50 x 20 xO,l mm3. untui< menghiturrg kepadatan makaI

dihitung terlebih dahulu ukuran seclgewich raffer, yaiiu:I

Panjang,=50mm lebar=20rnm tinggi: lmm I

Maka:

Volume : 50 x20 x I mm3 : I ml

Keterangan:

d : diameter bidang pandang

1000: volume

Luas bidang pandang (Lbp) = 3,14 x (d / 2)2

Maka:

Jumlah tridang pandang (Jbp) = 1000 lLbp

.tumlah rerata sel l0 x pcngamatar: n

N{aka:

Kepadatan N) : Jhp x n seVmlbio.unsoed.ac.id

Keterangan:

N = kepadatan

n : rata-rata.jumlah plankton dari l0 x pengamatan

FAKTOR PEMBATAS PERTUMtsUHAI\I

Faktor pembatas adalah sumber daya penting yang paling dekat dengan

minimum kritis yang dibutuhkan oleh organisme/ alga. Beberapa faktor pembatas,

antara lain kekurangan nutrisi kimia dan parameter fisik, intensitas cahaya dan

temperatur, serta organisme pemangsa/ biotik. Keberhasilan di alam karena kondisi

optimal untuk hidup, adapun yang memuutrri adalah toleransi alga terhadap

parameter biotik dan abiotik, yaitu:

i. ilabitat

K.edalaman suatu ternpat mempengaruhi zana-zana suatu 'perairan.

Keberadaan sel alga pada zona eufotilg lebih sering dari pada di zona-zona yang

lain. Peran angin berfungsi clalarn mr:ngaduk permukaan air secara meluas. Musim

akan mentpengaruhi temperatur suatu ternpat. Temperatur merupakan variabel

penting dalarn proses pengadukan" Musirn, temperatur dan salinitas sangat

mempengaruhi struktur kerapatan air. Meningkatnya salinitas, kerapatan juga

meningkat. Daerah pantai rnerrpunyai kisaran salinitas 28%o 320,6. pengadukan

juga membantu memenuhi nutrisi pada permukaan air.

Batu karang merupakan ekosistem yang paling pr,otluktif keragaman

organisme-organismenya besar. Pembentukan batu karang oleh individu-individu

binatang l<arang polyp yang mengeluarkan sejumlah corelyt kalsium karbonat.bio.unsoed.ac.id

setiap karang mempunyai tentakel l,ang melingkar untuk menangkap plankton atau

mangsa iain.

Disamping itu makanatr diperoleh dari simbiosis dinoflagellata di dalam sel-

selnya, diseLrut zooxanthello. Tumbukr pada kedalaman kurang dari 25 m, sehingga

z: oox anthe I la mampu berfotosintesa.

2. Tenrperatur

lbrnpenatur secara langsung mempengaruhi organisme hidup melalui

proses metabolisme. Temperafur irertarnbah sejalan dengan salinitas dan

pengendalian berat jenis air. Temperatur variabel penting dalam proses

pengadui<an, pengaruhnya lebih lanjut terhadap air, oleh ikarena itu

mempengaruhi stabilitas kolom air. Temperalur untuk pertumbuhan alga

antara (ls-25) oc. Ada beberapa yang mempunyai temperatur optimum rendah 4-6

'C, f)iatornae di Antartjka.

3. Cahaya i

Alga mernbu'fuhkan cahaya untuk fotosintesis. Yang harus dipertimbangkan

dari cahaya adalah fotoperioclisitas dan kualitas (panjang gelombang). Intensitas

cahaya berkurang secara eksponensial selama menembus air. Berkurangnya cahaya

selaras dengan absorbsi air, materi dalam aii dan sejumlah partikel kecil terlarut

(tennasuk planklon). Intensitas cahaya rendah sebagai pembatas di musim dingin,

karena kecepatan fntosintesis rendah.

Intensitas cahaya tinggi mempercepat fotosintesis, sebagai pembatas adalah

carbon. Cyanophyta mendominasi perairan dan tanah karena mampu berfotosintesis

pada pencaha,vaan rendah. cryptophyta ada penambahan fikoeritrin (maksimum

menJ/erap 54.5 nrn). Cahaya hijau (540 run), cahaya rnaerah (6a0 nm). tntensitas

bio.unsoed.ac.id

cahaya penting dalarn pembentukan rnakromolekul dari COz. Besarnya fluktuasi

carhaya tergantung kedalaman dan waktu (harian dan musiman),

4. Salinitas

Perubahan lapisan air berpenlyaruh terhadap perbedaan berat jenis pada

lingkungan akuatrlq perubahan ini dise,but dengan stratifikasi, yang mempengaruhi

keberadaan sel pada zona euphotik dan keberadaan nutrien. Garam-garam

anorganik tidak larut di lautan. Fungsi mereka sebagai penyusun elemen yang

*.peutjng-do&sl*4ktiv.ttg.Lesmosis. Garam-ganam di lperairan yang kuat arusnya

didorninasi oleh ca*, HCor'dan co:- yang mempengaruhi tingginya pH (di atas

E). Perairan yang tenang dengan total garam-garam tidak larut renclah dari Na- dan

Cl- sehingga kandungan pH lebih asam (di bawah 7).

5. Arus air

Arus air atau daerah totik di daerah sungai-sungai cepat dan lambat di

kolam-kolann. Sungai yang dalam nrusnya lebih tenang. Dasar sungai tertutup oleh

sedimen bebas (endapan dan lumpur). cahaya tidak menembus sampai dasar

sungai, sehingga pertumbuhanalga terbatas pada daerah dangkal di sepanjang tepi

sungai. Kelnmpok panting penghasil pro5s5 fotosintesis adalah tumbuhan

berpernbuluh, Bryophyta" alga benthik (diatom pennatae), filamen chlorophyt4

B atr ac ho s pe r mum (R hodophyta) dan Cyanoba cteria.

6. Nutrisi

Ketersediaan nutrisi menentukan tingkat prertumbuhan alga. Kebanya!4q nutrisi-

nutrisi tersebut terdapat dalam.iumlah yang cukup sesuai kebutuhan, sehingga tidak

menjadi faktor pembatas tenaga untuk perturnbuhan. Tinggi rendahnya diberi istilah

bio.unsoed.ac.id

euffofi dan oligotrofi. Respon terhadap pembatas nutrtsi perturmbuhan adalah

berkurangnya .jumlah sel. Aspek lainn;va dari kornposisi dan fisiologi,

kecenderungan penurunan kandungan ldrh:rofil dan protein per sel, serta

penambahan karbohidrat (kadang-kadang l,e,mak).

tlnfuk keperluan nutrisi, terutama pacla kultur alga, uusur-unsur hara yang

dibutuhkan alga untuk kelangsungan lriduprrva terdiri atas ;

Selain bahan anorganik, beberapa alga juga menggunakan bahan organik

sebagai surnber energi dan pertumbuhan" antara lain biotin, tiamin, atau

sianohobalamin (Brz). Konsentrasi nitrogen dan fosfat yang cukup rendah

mempengaruhi prosentase karbon tertentu, Lrerhubungan dengan kenaikan protein

dan penurunan karbohidrat. Mikroalga dapat juga rnelakukan pertumbuhan

heterotropilg yaitu dala"m kultur di iaboratorium. Media yang digunakan glukos4

asetat atau laktat.

Nitrogen

Kebanyakan alga dapat mengikat NO-3, NO 2 atau NFI*a sebagai sumber

nlfrogen rvalaupun beberapa flagellata" khususnya Euglern tidak dapat tumbuh pada

daeratr yang kaya nitrit dan nitrat. Nihit pada perairan a.lami tidak berada dalam

jumlah ba.n1,ak karena rlalam bentuk lain. Beberapa alga marnpu mengikat nitrogen

anorganik t$rutama urea. Amonium seringkali dalam jumlah sedikit, sebagai NO-3

dari pada Nff a, kottsentrasi 0,5 - I per mol. NOI harus direduksi terlebih dahulu

bio.unsoed.ac.id

menjadi NIfa oleh aktivitas nitrat reduktase pada sel sebelurn bergabung menjadi

asam amino.

Posfor

orthophosphat (Poa3) adalah satu-satunya sumber bahan organik penting

untuk alga walaupun mudah terisi elemen dari macam-macarn bahan organofosfat.

Dalarn kondisi defisiensi fosfat, aktivitas fostbtase alkalin meningkat cepat (10-100

kali). .Alga nlenyimpan kelebihan fosfat sebagai polifosfat tli granula sitoplasma

yang berdiameter 30-500 nm. Sebagai contoh Glyserofbsfut sering cligunakan

setragai rnedia kultur.

Silikon

I)iatotnae mengandung frustula silicon , dalam bentuk asam orthosilisat,

Si(OH)4, disamping itu Si diperlukan unfuk membentuk dinding sel , sintesis DNA.

sel yang kekurangan Si menimbun remak. Diatomae kekurangan N dan p

meniml"run karboh idrat.

Mikroelelmen dan vitamin

Meskipun bukan factor perr,batas (seperti N, p cian si), elemen mikro

diperlukan dengan konsentrasi yang keciv sedikit. Fe, Mn, co dan Zn merupakan

*eGin'tniTiim:EDfA-uitlblah agen sintesis dalam media aia.mi. Beberapa alga jriga

rnembutuhkan sumber vitamin, yaitu vitamin 812, Thianrin atau Biotin, Kandungan

vitannin dalam perairan berkisar l0 - 100 mg/literbio.unsoed.ac.id

Il,'Pernanenan I

I

I

Pemanenan mikroalga yanfi tepat berdas{rkan pola pertumbuhan harusI

dilalmkan pada saat nnikoalga mencapai prmcak populasi . Pemanenan terlampauI

cepat atau belum ntencapai puncak populasi" maka pisa zathara. masih cukup besarI

sehingga dapat rnembahayakalr organisme pe.ang,!a. Pemanernn terlambat maka

]PA,SCA PA,}[EN MIKROALGA

Kegunaan rnikroalga bermacam-maoam, ada yang langsung digunakan

sebagai pakan alami, sebagai bibit, dikeringkan atau disimpan dalam freezer. Hasil

panen tlapat disrmpan dalam bentuk kering dan bentuk basah. penyimpanan baru

dapat dilakukan setelah mikroalga dikonsenhatkan dahulu menggunakan

planWonnet, centrifuge, plate separator dan berbagai nnacam filter atau bahan

fiokulan.

sudah banyak terjadi kematian sehingga kualitasnya turun.

Pernanenan dapat dilakukan secara total atau sebagian. Apabila dilakukan

sebagian, diannbil 2/3 bagian. Sisa yang ll3 bagian dib€ri lagi air laut dengan

pernrqrttkan" llelrcrapa peralatan yang bisa digunakan antara lain: planktonnet,

centrifuge, plate separator dan berbagai rnacam filter. Ljntuk mikroalga bentuk

filarnen, seperti Skekctonema dan Spinttina da.pat juga dengan cara penyaringan.

Bentuk kering didapat dari hasil penjemuran konsentrat mikroalga cli bawah

sinar matahari dengan suhu 70 oC atau rnenggunakair oven.Mikroalga kering

disimpan dalam botol-botol yang tertutup rapat. Bentuk basah beku diperoleh dengan

penyirnpanan yang teiah dipadatkan di dalam {leezer.bio.unsoed.ac.id

Femeliharaan stok murni

Pemeliharaan yang kesinambungan mikroalga perlu dilakukan dengan pemeliharaan

stok murni. Stok murni disimpan dalam rnedia agar atau media cair dan disimpan

dalam lemari pendingin. Penyimpanan stok dalam media agar dapat bertahan

sampai 6 bulan. Penyimpanan stok mumi dal;rm media cair dilakukan dalam tabung

reaksi volume 10 ml, diberi pupuk tanpa aerasi, harus dilakukan pengocokan setiap

hari" Biakan stok murni diganti seminggu sekali dan dileta.kkan pada'rak kultur

dengan perrcahayaan lampu TL. Penyimpanan dalam lemari pendingin dapat

bertahan sampai I bulan.

[,8hru.futr,

Pemanenan mikroalga yang tepat berdasarkan pola pertumbuhan.

Pemanenan terlarnpau cepat atau belum mencapai puncak populasi, maka sisa zat

hara rnasih cukup besar sehingga dapat membahayakan organisme pemangsa.

Femanenan terlambat maka sudah banyak terjadi kematian sehingga kualitasnya

tumn. Sesaat setelah fase pertumbuhan loganitmit tedadi pernbelahan sel dengan

laju perhrmbuhan tetap. Pada kondisi yang optimum, laju perturnbuhan mencapai

nnaksimal.

DAF"TAR PUSTAKA

Bold, F{.c. and Michael J. wynne. i985. Introduction to the Argae. sec. Ed.Prestice l{all Inc., Englewood Cliffs. N.J. 07632.

tsorowiteka, M. A. dan L. J. Bororviteka. 1988. Dunaliella. MicroalgalB iotec hno lo gy. Cambrid ge U n ivers i-r,"- Fre s s, C ambri d ge.

campbell, N.A., J.B. Reece and L.G. Mitchell. 1999. Biologi. Edisi l(elima.'lledemahan Manalu, W. Penerbit Erlangga, Jakarta.

bio.unsoed.ac.id

Darle1,, V/. M. 1992- Algal Biology: a physic,logical approach. Blackwell ScientificFublications, Oxford, London.

Direklorat Birra Pembenihan. 1998. fludidaya Mikroalga Skala Laboratorium dan

h{assal. Direktorat Jenderal Perikanan, Jakarta.

- +snanst$,o-4-.ds{F€- Kurniastuty- 1995., Teknik kuXtur Phytoplankton dan

Zooplanlcton. Fakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut. Penerbit

Kanisius, Yogyakarta.

l-ee, R. E. 1989. Phycology. Second Edition. Cambridge University hess, NewYork.

IV1erchant, R. E" 2006. The Benedifits of Dietary $upplernentation with Chlorellap),renoidosa in Patients with Brain can{er or Suffbring from certainCommon Chron ic lllnesses. http ://ruskandi.t{ipod.comi id I 5.htrn1"

I

Nurhidayati, T., S. B. M. Sambiring dan M. Munif. 2005. Pengaruh f;enambahanIA,A, 'f'erhadap Laju Pertumbuhan Popula{i Spirulina sp. Dalam Mediazarrouk Modifikasi. Jurnal IPTEK S (l) : 143-150.

I

OH-Hama, T'. and S. Miyachi. 1988. Chloreilg Mikroalgae Biotechnology.Cambrisge,I-ondon.

ii

Pandebesie, Il. S. Dan Susi, A. W.2005. Gr,:en Algae (Chlorella sp.) Biosorptionfor Nitrat and Phospat. Jumal Purifikasi 6 (tl : 73'78.

I

lVfartosudarmo, B. dan Sabarudin, S. 1980. Ir,4akanirn Hidup Larva Udang Paneid.

Direklorat .Ienderai Perikanan, Departemen Pertanian, Jakarta.

Sze, P, 1993. A. Biology of The Algae. Secorrd Edition. Wm. C. Brown Publishers,

Oxford, England.

[$utc'rmo. 2005. Kultur Tiga Jenis Mikroalga (Tetraselmis, Chlore.lla danChaetocerosgracilis) dan Peragaruh Kepadatan Awal Terhadap Perturnbuhan diLabor;atorium. Oseanologi dan Limnologi di Ind,cnesia 37: 43-58.

bio.unsoed.ac.id