84
PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK MIKROALGA BLT0404 DAN BLT0502 TIPE LIAR DAN MUTAN SKRIPSI LARISSA RISKY AMALIA PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2018 M / 1439 H

PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK

MIKROALGA BLT0404 DAN BLT0502 TIPE LIAR DAN MUTAN

SKRIPSI

LARISSA RISKY AMALIA

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2018 M / 1439 H

Page 2: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK

MIKROALGA BLT0404 DAN BLT0502 TIPE LIAR DAN MUTAN

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kimia

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidyatullah Jakarta

Oleh

LARISSA RISKY AMALIA

NIM : 11140960000072

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2018 M / 1439 H

Page 3: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …
Page 4: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …
Page 5: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …
Page 6: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

ABSTRAK

LARISSA RISKY AMALIA. Produksi Lipid dan Karakterisasi Asam Lemak

Mikroalga BLT0404 dan BLT0502 Tipe Liar dan Mutan. Dibimbing oleh

SANDRA HERMANTO dan DIAN NOVERITA WIDYANINGRUM

Mikroalga memiliki kandungan lipid dan asam lemak yang dapat dimanfaatkan

untuk keperluan berbagai industri. Peningkatan produksi lipid pada mikroalga dapat

dilakukan dengan mutasi sinar ultraviolet (UV). Dalam penelitian ini dilakukan

mutasi sinar UV pada mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan.

Ekstraksi lipid mikroalga dengan modifikasi Bligh dan Dyer dan analisis komposisi

asam lemak dilakukan dengan gas chromatography mass spectrofotometry. Hasil

penelitian menunjukkan peningkatan kandungan lipid pada mikroalga yang

dimutasi dimana BLT0404 mutan memiliki kandungan lipid sebesar 41,5 % b/b dan

tipe liar sebesar 27,5 % b/b serta mikroalga BLT0502 mutan sebesar 58,4 % b/b

dan tipe liar sebesar 30,3 % b/b.. Mikroalga yang dimutasi juga memiliki perbedaan

komposisi asam lemak dengan tipe liar. Perbedaan profil asam lemak BLT0404

mutan dan tipe liar yaitu pada asam lemak C16:3(Δ7,10,13 ) dan C18:3(Δ9,11,13) dan

BLT0502 mutan dan liar yaitu pada asam lemak C16:3(Δ7,10,13 ), C16:2(Δ7,10

),

C16:1 dan C18:1(Δ11 ). Di sisi lain kandungan total PUFA pada mikroalga mutan

relatif lebih rendah dibandingkan tipe liar.

Kata kunci : Asam lemak, ekstraksi, lipid, mutasi UV, mikroalga

Page 7: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

vii

ABSTRACT

LARISSA RISKY AMALIA. Lipid Production and Fatty Acid Composition of

Microalgae BLT0404 and BLT0502 Wildtype and Mutant. Supervised by

SANDRA HERMANTO and DIAN NOVERITA WIDYANINGRUM

Microalgae contain lipids and fatty acids that can be used in various industries.

Increase the production of lipids in microalgae with ultraviolet (UV) mutation. The

microalga used were BLT0404 and BLT0502 wild and mutant types. Lipid

microalgae were extracted with Bligh and Dyer modification and fatty acid analysis

was performed by mass gas chromatography spectrophotometry. Microalgae

mutation increased lipid content seen in BLT0404 mutants had lipid content of

41.5% w / w and 27.5% w / b and 278% b / b mutant BLT0502 mutant mutants and

30.3% % b / b. The results of the mutant microalgae showed that the BLT0404 and

BLT0502 mutant lipid content were higher than the type of liar. The mutated

microalgae have fatty acid values with a liar type. Differences in fatty acid profiles

of BLT0404 mutant and type lie on fatty acids C16: 3 (Δ7,10,13) and C18: 3

(Δ9,11,13) and BLT0502 mutants and liars: in fatty acids C16: 3 (Δ7,10, 13), C16:

2 (Δ7,10), C16: 1 and C18: 1 (Δ11). The highest lipid content and total PUFA

content is low in the mutated microalgae.

Keyword : Extraction, fatty acid, lipid, microalgae, UV mutation

Page 8: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullah Wabarakatuh

Puji dan syukur penulis haturkan ke hadirat Allah SWT, atas segala nikmat-

Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan dengan baik skripsi ini. Shalawat

serta salam semoga selalu dilimpahkan kepada junjungan kita nabi Muhammad

SAW. Skripsi ini berjudul “Produksi Lipid dan Karakterisasi Asam Lemak

Mikroalga BLT0404 dan BLT0502 Tipe Liar dan Mutan”. Pada kesempatan

ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak yang telah

membantu dan mendukung sehingga penelitian dan penulisan skripsi penelitian ini

dapat diselesaikan.

1. Dr. Sandra Hermanto, M.Si selaku pembimbing I yang telah memberikan ilmu

dan bimbingan terhadap penulis.

2. Dian Noverita Widyaningrum, M.Si selaku pembimbing II yang telah

memberikan saran, masukan serta kemudahan terhadap penulis selama proses

penelitian.

3. Dr. Sri Yadial Chalid, M.Si selaku penguji I yang telah memberikan saran

4. Isalmi Aziz, MT selaku penguji II yang telah memberikan saran

5. Drs. Dede Sukandar, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia, Fakultas Sains

dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah, Jakarta.

6. Dr. Agus Salim, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif

Hidayatullah, Jakarta.

7. Dr. Siti Nurbayti, M.Si selaku dosen pembimbing akademik yang telah

memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis selama kuliah

Page 9: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

ix

8. Dr. Dwi Susilaningsih selaku Kepala Laboratorium Bioenergi dan Bioproses,

Pusat Penelitian Bioteknologi, LIPI di Cibinong.

9. Orang tua dan keluarga besar yang senantiasa memberikan semangat dan batuan

moril maupun materi dan doa untuk kelancaran tugas akhir.

10. Swastika Praharyawan, M.Si, Apt dan Saeful Anhari S.Si selaku staf

laboratorium bioenergi dan bioproses yang telah membantu dalam penelitian

penulis serta canda tawa selama empat bulan.

11. Hana Nurbaiti SH, Nurul Qomariyah dan Nailil Amani sebagai teman

penelitian selama di LIPI Cibinong.

Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu

pengetahuan, khususnya di bidang kimia, Amin Ya Rabbal’alamin.

Ciputat, Juli 2018

Penulis

Page 10: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

xi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 4

1.3 Hipotesis ........................................................................................................... 4

1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 5

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 5

BAB II TINJAUN PUSTAKA ............................................................................. 6

2.1 Mikroalga .......................................................................................................... 6

2.1.1 Faktor Pertumbuhan Mikroalga ............................................................... 7

2.1.2 Fase Pertumbuhan Mikroalga ................................................................ 10

2.2 Kultivasi Mikroalga ........................................................................................ 12

2.2.1 Skala Laboratorium ................................................................................ 13

2.2.2 Skala Semi Outdoor ............................................................................... 13

2.2.3 Skala Outdoor ........................................................................................ 13

2.3 Pemanenan Mikroalga .................................................................................... 13

2.4 Ekstraksi Lipid Mikroalga .............................................................................. 14

2.5 Ekstraksi Bligh dan Dyer Modifikasi ............................................................. 15

2.6 Komposisi Asam Lemak ................................................................................. 16

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 18

Page 11: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

xii

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................................... 18

3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................ 18

3.2.1 Alat ......................................................................................................... 18

3.2.2 Bahan ..................................................................................................... 18

3.3 Prosedur Penelitian ......................................................................................... 19

3.3.1 Diagram Alir .......................................................................................... 19

3.3.2 Kultivasi ................................................................................................. 20

3.3.2.1 Kultivasi Bibit ..................................................................................... 20

3.3.2.2 Kultivasi Skala Lapang (Outdoor) ...................................................... 20

3.3.4 Ekstraksi Lipid ....................................................................................... 22

3.3.6 Pemanenan Mikroalga ........................................................................... 23

3.3.7 Karakterisasi Profil Fatty Acid Methyl Ester (FAME) .......................... 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 25

4.1 Parameter Pertumbuhan Mikroalga ................................................................ 25

4.2 Efek Mutasi terhadap Kerapatan Sel (Optical Density) .................................. 29

4.3 Ekstraksi Lipid Mikroalga .............................................................................. 31

4.5 Efek Mutasi Mikroalga Terhadap Kandungan Lipid ...................................... 32

4.6 Karakterisasi Profil Asam Lemak Mikroalga ................................................. 35

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 41

5.1 Simpulan ......................................................................................................... 41

5.2 Saran ............................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 42

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... 47

Page 12: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi kimia beberapa mikroalga ...................................................... 6

Tabel 2. Sistem operasi instrumen GCMS ........................................................... 24

Tabel 3. Pengukuran parameter lingkungan pertumbuhan ................................... 25

Tabel 4. Komposisi asam lemak BLT0404 tipe liar dan mutan ........................... 37

Tabel 5. Komposisi asam lemak BLT0502 tipe liar dan mutan ........................... 39

Page 13: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Kurva pertumbuhan mikroalga .......................................................... 10

Gambar 2. Sistem Kultivasi a.kultivasi terbuka dan b. kultivasi tertutup ........... 12

Gambar 3. Jenis metode ektraksi lipid ................................................................ 14

Gambar 4. Diagram alir penelitian ...................................................................... 19

Gambar 5. Kerapatan sel BLT0404 tipe liar dan mutan ...................................... 30

Gambar 6. Kerapatan sel BLT0502 tipe liar dan mutan ..................................... 29

Gambar 7. Kandungan lpid mikroalaga BLT0404 tipe liar dan mutan ............... 32

Gambar 8. Kandungan lipid mikrolaga BLT0502 tipe liar dan mutan ............... 33

Gambar 9. Reaksi transesterifikasi ...................................................................... 35

Gambar 10. Kromatogram asam lemak BLT0404 tipe liar ................................. 36

Gambar 11. Kromatogram asam lemak BLT0404 mutan ................................... 36

Gambar 12. Kromatogram asam lemak BLT0502 mutan ................................... 38

Gambar 13. Kromatogram asam lemak BLT0502 tipe liar ................................ 38

Page 14: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Komposisi media F/2 dalam 100 ml Aquades ................................ 47

Lampiran 2. Database GCMS mikroalga BLT0404 tipe liar .............................. 48

Lampiran 3. Database GCMS mikroalga BLT0404 mutan ................................ 50

Lampiran 4. Database GCMS mikroalga BLT0502 tipe liar .............................. 52

Lampiran 5. Database GCMS mikroalga BLT0502 mutan ................................ 54

Lampiran 6. Strelisasi alat dan bahan.................................................................. 55

Lampiran 7. Pembuatan media f/2 Guillard ........................................................ 56

Lampiran 8. Hasil rata-rata kerapatan sel BLT0502 ........................................... 57

Lampiran 9. Hasil rata-rata kerapatan sel BLT0502 ........................................... 58

Lampiran 10. Hasil Kromatogram asam lemak BLT0404 tipe liar..................... 59

Lampiran 11. Hasil kromatogram asam lemak BLT0404 mutan ........................ 61

Lampiran 12. Hasil kromatogram asam lemak BLT0502 tipe liar ..................... 63

Lampiran 13. Hasil kromatogram asam lemak BLT0502 mutan ........................ 65

Lampiran 14. Alat ukur intensitas cahaya ........................................................... 67

Lampiran 15. Alat ukur salinitas ......................................................................... 68

Page 15: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mikroalga mengandung tiga komponen utama yaitu karbohidrat, protein dan

lipid (Hadiyanto & Azim, 2012). Kandungan lipid pada berbagai jenis mikroalga

berkisar 1 – 40 % (Wolfgang, Becker., 1994). Kondisi pertumbuhan mikroalga

mempengaruhi kandungan lipid yang dihasilkan. Kondisi pertumbuhan yang tidak

menguntungkan (stres) menyebabkan kandungan lipid mikroalga meningkat 20 –

50 % (Hu, et al., 2008). Keadaan ini dapat membuat mikroalga mengubah jalur

bisointesis lipid menuju akumulasi lipid netral (Hu, et al., 2008). Akumulasi lipid

netral dalam bentuk triasilgliserol (TAG) bermanfaat sebagai bahan baku biodiesel.

Hal ini menandakan bahwa segala sesuatu yang telah Allah SWT ciptakan memiliki

bermanfaat dan merupakan tanda kebesaran dan kekuasaan-Nya. Sebagaimana

Allah SWT berfirman dalam Q.S Luqman (31: 10).

Artinya :

Dia menciptakan langit tanpa tiang sebagaimana kamu melihatnya dan Dia

meletakkan gunung-gunung (di permukaan) bumi supaya ia (bumi) tidak

menggoyangkan kamu; dan memperkembangbiakkan segala macam jenis makhluk

bergerak yang bergerak di bumi. Dan Kami turunkan air hujan dari langit, lalu Kami

tumbuhkan padanya segala macam tumbuh-tumbuhan yang baik.

Page 16: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

2

Berdasarkan ayat al-quran Q.S Luqman ayat 10 bahwa didunia ini Allah

menciptakan segala sesuatu sesuai dengan kebutuhan manusia dan memiliki

manfaat salah satunya yaitu mikroalga yang dapat menghasilkan lipid dan asam

lemak yang dapat digunakan pada berbagai industri seperti pangan, kosmetik,

bahan bakar dan lain-lain.

Mikroalga adalah tanaman bersel satu yang hidup di air dan menggunakan

reaksi fotosintesis untuk menghasilkan biomassa (Nur, 2014). Lipid yang

dihasilkan mikroalga dikelompokkan menjadi dua kategori yaitu lipid penyimpanan

(lipid netral) dan lipid struktural (lipid polar). Lipid struktural pada umumnya

memiliki kadar asam lemak tak jenuh ganda yang tinggi. Lipid penyimpanan

terutama dalam bentuk triasilgliserol (TAG) yang tersusun atas asam lemak jenuh

yang lebih dominan dan beberapa asam lemak tak jenuh yang dapat

ditransesterifikasi menghasilkan metil ester. (Sharma, et al., 2012).

Peningkatan akumulasi kandungan lipid pada mikroalga dilakukan dengan

membuat kondisi pertumbuhan mikroalga menjadi stres dengan cara mutasi (Hu, et

al., 2008; Sharma, et al., 2012). Mutasi mikroalga dapat merubah komposisi asam

lemak yang dihasilkan (Hu, et al., 2008). Mutasi menyebabkan mikroalga Chlorella

sp mengalami pertumbuhan yang cepat dibandingkan tipe liarnya (Ong, et al.

2010). Berdasarkan penelitian Doan & Obbard (2012) efek mutasi etil

metansulfonat (EMS) mikroalga jenis Nannochloropsis sp. meningkatkan

kandungan lipid dibandingkan tipe liar, dimana pada tipe liar sebesar 34,0 ± 3,8 %

b/b dan setelah dimutasi meningkat menjadi 50,8 ± 6,8 % b/b. Mutasi yang di

lakukan pada mikroalga selain meningkatkan kandungan lipid juga dapat

mempengaruhi komposisi asam lemak. Berdasarkan penelitian Doan & Obbard

Page 17: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

3

(2012) efek mutasi Nannochloropsis sp. memiliki pengaruh terhadap kandungan

polysaturated fatty acid (PUFA) pada fase stasioner, dimana hasil PUFA menurun

dari 14,3 ± 1,5 % (tipe liar) menjadi 8,3 ± 0,5 %.

Penelitian yang dilakukan oleh Nguyen et al (2013) mutasi mutasi pada jenis

Chlamydomonas reinhardtii, dapat menurunkan sebesar 65 % kandungan asam

lemak C16:3 (Δ7,10,13 ), C16:4 (Δ4,7,10,13

), C18:3(Δ9,12,15 ) dan C18:4 (Δ5,9,12,15

).

Goes, et al (1994) menjelaskan efek mutasi dengan UV-B mikroalga Tetraselmi sp

terdapat perbedaan komposisi asam lemak, dimana mikroalga mutan tidak terdapat

asam lemak C16:3 sedangkan pada tipe liar terdapat asam lemak C16:3 dan mutasi

tersebut meningkatkan jumlah SFA yaitu C16:0 sebesar 50 %.

Ekstraksi lipid dilakukan dengan modifikasi Bligh dan Dyer yaitu dengan

modifikasi perbandingan perlarut lipid yang ditambahkan bervariasi dan modifikasi

dalam proses perusakan membran sel yaitu pengocokkan dan perubahan suhu.

Kelebihan ekstraksi lipid metode Bligh dan Dyer telah dilakukan oleh Patmawati

et al (2014) yaitu hasil lipid yang diperoleh sebesar 20,45 % b/b dan hasil lipid

dengan metode soxhlet (n-heksana) sebesar 0,06 % b/b. Hasil tersebut

menunjukkan bahwa dengan metode ekstraksi Bligh dan Dyer dihasilkan

kandungan lipid yang lebih tinggi dibandingkan metode soxhlet dengan n-heksana.

Penelitian lain telah dilakukan Sheng et al (2011) yaitu hasil ekstraksi lipid metode

Bligh and Dyer menghasilkan lipid 4,22 ± 0,00 % b/b dan metode Floch yaitu 4,20

± 0,01 % b/b.

Ekstraksi lipid pada penelitian ini dilakukan modifikasi untuk meningkatkan

kandungan lipid yang diperoleh. Berdasarkan penelitian Irhamni et al (2014) bahwa

hasil ekstraksi lipid dari biomassa basah mikroalga hijau jenis Chlorella vulgaris

Page 18: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

4

menggunakan metode Bligh and Dyer yang dimodifikasi sebesar 1,37 % b/b dan

metode Bligh & Dyer (1959) yaitu sebesar 0,71 % b/b. Hasil yang diperoleh bahwa

dengan melakukan modifikasi metode Bligh dan Dyer diperoleh peningkatan

kandungan lipid dari 0,71 % b/b menjadi 1,37 % b/b.

Berdasarkan uraian diatas, penelitian ini penting dilakukan untuk

meningkatkan kandungan lipid pada mikroalga yang memiliki manfaat serta

melihat komposisi asam lemak pada mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar

dan mutan melalui tahapan kultivasi dengan media F/2 Guillard, pemanenan

dengan pengendapan menggunakan NaOH, ekstraksi dan analisis lipid

menggunakan metode Bligh dan Dyer yang dimodifikasi, serta karakterisasi profil

fatty acid metil ester (FAME) menggunakan GCMS.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini yaitu :

1. Apakah mutasi mikroalga BLT0404 dan BLT0502 menghasilkan lipid lebih

tinggi dibandingkan tipe liar?

2. Apakah mutasi mikroalga BLT0404 dan BLT0502 memepengaruhi komposisi

asam lemak?

1.3 Hipotesis

1. Kandungan lipid mikroalga yang dimutasi lebih tinggi dibandingkan dengan

tipe liar.

2. Komposisi asam lemak pada mikroalga yang dimutasi memiliki perbedaan

dengan mikroalga tipe liar

Page 19: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

5

1.4 Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang diuraikan, tujuan penelitian ini adalah :

1. Menentukkan kandungan lipid mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan

mutan

2. Menentukkan komposisi asam lemak mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe

liar dan mutan

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kandungan

lipid dan komposisi asam lemak mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan

mutan, sehingga dapat dimanfaatkan untuk keperluan lain di bidang industri.

Page 20: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mikroalga

Mikroalga adalah organisme mikroskopik bersel tunggal dan dapat

ditemukan di air tawar dan lingkungan laut. Mikroalga terdapat lebih dari 300.000

jenis mikroalga (Scott, et al., 2010). Mikroalga merupakan mikroorganisme

fotosintestik yang memiliki kemampuan memproduksi biomassa mengunakan sinar

matahari, air dan karbon dioksida (Demirbas, 2010). Komponen utama mikroalga

yaitu karbohidrat, protein dan lipid (Hadiyanto & Azim, 2012). Tabel 1 merupakan

komponen utama berbagai jenis mikroalga.

Tabel 1. Komposisi kimia beberapa mikroalga

Jenis Mikroalga Protein

(%)

Karbohidrat

(%)

Lipid

(%)

Asam nukleat

(%)

Scendesmus obliquus 50-56 10-17 12-14 3-6

Scendesmus quadricauda 47 - 1.9 -

Scendesmus dimorphus 8-18 21-52 16-40 -

Chlamydomonas rheinhardii 48 17 21 -

Chlorella vulgaris 51-58 12-17 14-22 4-5

Chlorella pyrenoidosa 57 26 2 -

Spirogyn sp 6-20 33-64 11-21 -

Dunaliella bioculata 49 4 8 -

Dunaliella salina 57 32 6 -

Euglena gracilis 39-61 14-18 14-20 -

Prymnesium parvum 28-45 25-33 22-39 1-2

Tetrasilmis maculata 52 15 3 -

Porphyridium cruentum 28-39 40-57 9-14 -

Spirulina plantesis 46-43 8-14 4-9 2-5

Spirulina maxima 60-71 13-16 6-7 3-4,5

Synechoccus sp 63 15 11 5

Anabaena cylindrica 43-56 25-30 4-7 -

Sumber : (Becker, E.W.,1994)

Page 21: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

7

Tabel 1 diatas menunjukkan jenis mikroalga yang berbeda memiliki

komposisi yang berbeda-beda terutama lipid. Lipid yang terdapat mikroalga

berkisar 1 – 40 % dalam keadaan optimum (Becker, E.W., 1994). Kandungan lipid

berbeda pada setiap jenis mikroalga dan kondisi pertumbuhan dapat mempengaruhi

kandungan lipid. Kondisi pertumbuhan mikroalga yang tidak menguntungkan

(stres) menyebabkan kandungan lipid mikroalga meningkat 20 – 50 % (Hu, et al.,

2008).

Lipid pada mikroalga dikelompokkan menjadi dua kategori yaitu lipid

penyimpanan (lipid netral) dan lipid struktural (lipid polar). Lipid struktural pada

umumnya memiliki kadar asam lemak tak jenuh ganda yang tinggi. Lipid

penyimpanan terutama dalam bentuk triasilgliserol (TAG) yang dominan tersusun

atas asam lemak jenuh dan beberapa asam lemak tak jenuh yang keduanya dapat

ditransesterifikasi menghasilkan metil ester. (Sharma, et al., 2012).

2.1.1 Faktor Pertumbuhan Mikroalga

Pertumbuhan mikroalga dipengaruhi oleh intensitas cahaya, temperatur,

nutrisi, oksigen, karbon dioksida, salinitas, pH dan pengadukkan. Berikut

merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi laju pertumbuhan mikroalga :

a. Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya diperlukan dalam proses fotosintesis karena berhubungan

dengan energi yang diterima mikroalga untuk fotosintesis. Intensitas cahaya yang

diberikan pada mikroalga mempengaruhi pertumbuhan mikroalga (Becker, 1994).

Menurut Cohen (1999) cahaya merupakan faktor penting dalam pertumbuhan

mikroalga karena pertumbuhan mikroalga dipengaruhi oleh tinggi rendahnya

intensitas cahaya. Penelitian (Prakash & Sharma, 2015) efek intensitas cahaya

Page 22: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

8

sebesar 2100, 2700 dan 3300 lux terhadap mikroalga Chlorella sp mempengaruhi

pertumbuhan mikroalga yaitu pertumbuhan maksimum diperoleh pada intensitas

cahaya 2700 lux sebesar 1,0500 g/L.

b. Suhu

Mikroalga dapat tumbuh pada berkisar suhu 15 sampai 40 ºC. Suhu mikroalga

> 40 ºC menyebabkan perumbuhan mikroalga melambat bahkan tidak akan tumbuh

(Mata, et al., 2010). Suhu ideal untuk pertumbuhan mikroalga yaitu 20 sampai 30

ºC (Chisti, 2008).

b. Nutrisi

Nutrisi yang dibutuhkan terdiri dari makronutrisi (karbon, nitrogen, hidrogen,

sulfur, kalium, magnesium dan fosfor), mikronutrisi (zat besi, boron, mangan,

vanadium, silikon, selenium, tembaga, nikel dan molibdenum) dan vitamin

(Sharma, et al., 2012). Nutrisi yang dibutuhkan mikroalga harus cukup selama

pertumbuhan, apabila terjadi keterbatasan nutrisi maka terjadi pergeseran jalur

metabolisme mikroalga. Kekurangan nitrogen dan posfor dapat menggeser

metabolisme sintesis lipid membrane menjadi lipid netral (Hu, et al., 2008)

c. Oksigen

Kultivasi mikrolga di dalam bioreaktor harus memperhatikan kebutuhan

oksigen, karena akumulasi oksigen memiliki efek terhadap penghambatan

pertumbuhan mikroalga (Lannan & Lannan, 2011). Mekanisme yang bertanggung

jawab terhadap efek oksigen yang dapat merusak pertumbuhan mikroalga adalah

efek kompetitif O2 pada fotorespirasi dan potoinhibisi/penghambatan yang

menyebabkan kerusak sel dari fotosistem II oleh adanya oksigen reaktif (ROS)

(Ohnishi, et al., 2005)

Page 23: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

9

d. Karbon Dioksida

Karbon dioksida (CO2) dapat larut dalam media pertumbuhan mikroalga dan

digunakan oleh mikroalga untuk melakukan fotosintesis (Lannan & Lannan, 2011).

Suplai CO2 digunakan pada fotosintesis alga karena CO2 adalah sumber utama

untuk karboksilasi RuBP (Ying, et al., 2014). Penelitian (Kong, et al.,2010)

mengenai efek karbon dioksida dan gas campuran udara yaitu CO2 100 %, CO2 66

% dan udara 34 %, CO2 33 % dan udara 67 % serta CO2 100 % menunjukkan bahwa

dengan penambahan CO2 33 % dan udara 67 % menghasilkan pertumbuhan yang

lebih banyak pada Chlamydomonas reinhardtii yaitu 2.0 g/L/hari dan penambahan

CO2 yang terlalu tinggi (CO2 100 %) akan menghambat pertumbuhan mikroalga

dan menurunkan pH karena penambahan CO2 100 % pada Chlamydomonas

reinhardtii menghasilkan kerapatan sel sebesar 1,3 g/L/hari.

e. Salinitas

Salinitas dapat mempengaruhi pertumbuhan dan komposisi sel mikroalga.

Nilai salinitas dipengaruhi oleh jenis mikroalga dan kondisi pertumbuhan

mikroalga (Mata, et al., 2010). Perubahan salinitas pada mikroalga dilakukan

dengan tiga cara stres osmotik, ion garam dan perubahan rasio ion seluler akibat

permeabilitas selektif membran (Moheimani, 2005). Penelitian yang dilakukan

(Sukmawan, et al., 2014) bahwa salinitas optimum pada Nannochloropsis

sp. sebesar 30,96 ‰ dan menghasilkan pertumbuhan optimal sebesar 0,41 g/L.

f. pH

Nilai pH disesuaikan dengan media pertumbuhan mikroalga. Nilai pH yang

sesuai untuk mikroalga umumnya 6 – 8 (Feng, et al., 2011). Nilai pH pada

mikroalga memiliki hubungan dengan kadar CO2. Penurunan pH pada media kultur

Page 24: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

10

alga disebabkan oleh reaksi karbon dioksida dengan air menghasilkan asam

karbonat HCO3− yang selanjutnya mengalami disosiasi asam karbonat menghasilkan

ion hidrogen (H+), ion hidrogen ini yang menyebabkan pH menjadi turun. Popoluasi

mikroalga meningkat, maka penyerapan karbon dioksida semakin besar selama

fotosintesis sehingga pH cenderung naik (Khairuddin & Sahabuddin, 2013).

g. Pengadukan

Proses ini bertujuan mencegah terjadinya pengendapan biomassa,

menghomogenkankan nutrisi dalam media dan meningkatkan difusitas gas CO2

(Mata, et al., 2010).

2.1.2 Fase Pertumbuhan Mikroalga

Fase pertumbuhan mikroalga digambarkan dalam bentuk grafik di bawah ini

mulai dari fase awal hingga fase kematian. Kurva pertumbuhan mikroalga terlihat

pada Gambar 1.

.

Gambar 1 menurut Forget et al (2010) terdapat empat fase pertumbuhan

mikroalga terdiri dari fase lag, eksponensial, stasioner dan kematian. Berikut ini

fase pertumbuhan yang dialami mikroalga :

Gambar 1. Kurva pertumbuhan mikroalga (Forget, et al., 2010)

Lag phase

Exponential phase

Stasionary phase Death phase

Page 25: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

11

a. Fase lag

Fase ini merupakan fase adaptasi mikroalga dalam media baru. Mikroalga

lebih sensitif terhadap nutrisi serta perubahan lingkungan sekitar. Pada fase lag ini

tidak terjadi pertumbuhan mikroalga. Jika mikroalga tidak dapat beradaptasi, maka

mengalami penurunan jumlah sel bahkan kematian.

b. Fase eksponensial

Mikroorganisme mengalami pertumbuhan yang cepat, sel membelah,

aktivitas metabolik serta keadaan pertumbuhan seimbang dengan asupan makanan

(Istirokhatun & Aulia, 2017). Mikroalga pada fase skponensial ini terjadi

peningkatan serapan CO2 dan laju pembentukan biomassa lebih tinggi (Prayitno,

2016).

c. Fase Stasioner

Fase ini ditandai dengan laju pertumbuhan sel seimbang dengan laju kematian

sel (Prayitno, 2016). Fase ini ditandai pula dengan jumlah sel minimal dan

kepadatan sel mulai megalami kemunduran terus-menerus hingga masuk fase

kematian (Chalid, et al., 2010). Fase stasioner ini adalah fase dimana mikroalga

mulai stres dan menyebabkan kandungan lipid meningkat. Menurut Kawaroe et al

(2010) fase stasioner yang terbaik untuk menentukan waktu panen adalah pada

menjelang akhir fase stasioner karena pada fase ini mikroalga berada dalam kondisi

yang paling optimal, sehingga kandungan nutrisi dalam selnya tinggi.

d. Fase Kematian

Fase ini menunjukan jumlah sel yang mati lebih banyak dari jumlah sel yang

hidup, kebutuhan nutrisi berkurang bahkan habis, cadangan makanan dalam tubuh

Page 26: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

12

sel berkurang serta semakin banyak racun yang dihasilkan (Dianursanti, et al.,

2014).

2.2 Kultivasi Mikroalga

Kultivasi mikroalga disebut juga dengan pembudidayaan mikroalga atau

kulturisasi. Kultivasi mikroalga bertujuan untuk meningkatkan atau memperbanyak

jumlah sel mikroalga. Mikroalga menggunakan cahaya sebagai sumber energi dan

CO2 sebagai sumber karbon (Ariyanti, et al., 2015). Sistem kultivasi terbagi dua

yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup.

a b

Gambar 2 diatas menunjukkan sistem kultivasi mikroalga, dimana Gambar

2a merupakan sistem kultivasi terbuka dan Gamabr 2b menunjukkan sistem

kultivasi tertutup dengan menggunakan bioreaktor. Cara pemilihan sistem kultivasi

diantaranya memperhatikan intensitas sumber cahaya, kebutuhan CO2, mudah

dioperasikan, tingkat kontaminasi rendah, kebutuhan nutrisi mencukupi dan mudah

mengatur suhu pertumbuhan (Wolf, et al., 2016). Sistem terbuka lebih rentan

terhadap kontaminasi dan sistem tertutup memiliki ketahanan terhadap kontaminasi

lingkungan luar, namun parameter pengukursn seperti pH, suhu, karbon dioksida

dapat dengan mudah dikontrol. Sistem tertutup ini menyebabkan akumulasi oksigen

Gambar 2. Sistem Kultivasi a.kultivasi terbuka dan b. kultivasi tertutup (Ugwu, et al, 2008)

Page 27: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

13

kurang maksimal dan dapat merugikan pertumbuhan mikroalga (Lannan & Lannan,

2011). Tahapan budidaya mikroalga ada tiga yaitu skala laboratorium/pembibitan,

skala semi outdoor dan skala outdoor (Kabinawa, 2006; Sari dan Manan, 2012).

2.2.1 Skala Laboratorium

Kultivasi skala laboratorium merupakan proses mempersiapkan kultur untuk

digunakan pada skala semi outdoor dan skala outdoor (Kabinawa, 2006).

2.2.2 Skala Semi Outdoor

Kultivasi semi outdoor dilakukan untuk mempersiapkan mikroalga ke tahap

outdoor. Skala semi outdoor menggunakan bioreaktor sederhana. Pencahayaan

yang digunakan yaitu cahaya matahari namun tidak secara langsung menembus

mikroalga (Sari dan Manan, 2012).

2.2.3 Skala Outdoor

Kultivasi outdoor dilakukan dengan menggunakan sistem terbuka dan sistem

tertutup dan menggunakan matahari sebagai sumber energi (Sari dan Manan, 2012).

2.3 Pemanenan Mikroalga

Pemanenan merupakan cara untuk memisahkan biomassa mikroalga dari

media pertumbuhannya (Loerke, et al., 2017). Pemanenan mikroalga dilakukan

mencapai fase stasioner. Fase stasioner ini dipilih untuk mencegah mikroalga

mengalami penurunan jumlah sel (Rafaelina, et al., 2016). Metode pemanenan yang

digunakan salah satunya dengan cara kimiawi yaitu flokulasi. Flokulasi sering

digunakan sebagai pre treatment awal untuk menaikkan ukuran partikel.

Flokulasi adalah proses pembentukkan gumpalan atau disebabkan oleh

perubahan pH atau penambahan larutan elektrolit sebagai flokulan. Proses

flokulasi terjadi pada saat zat terlarut saling bertumbukan dan menempel satu sama

Page 28: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

14

lain sehingga flokulasi membuat mikroalga menggumpal dan mudah dipanen

(Ariyanti dan Handayani. 2015).

2.4 Ekstraksi Lipid Mikroalga

Minyak dan lemak merupakan komponen utama yang terkandung dalam

mikroalga selain protein, karbohidat dan air. Minyak dan lemak adalah kelompok

lipid yang tidak larut dalam pelarut polar tetapi larut dalam pelarut non polar seperti

eter, kloroform dan hidrokarbon. Ekstraksi lipid ini dilakukan berdasarkan prinsip

like dissolved like. Prinsip ekstraksi didasarkan kesaaamaan polaritas antara zat

terlarut dengan pelarut, sehingga zat yang polar akan larut dalam pelarut polar dan

zat non polar akan larut dengan pelarut non polar (Halim, et al., 2011).

Lipid mikroalga dapat diekstraksi dengan cara mekanik, kimia maupun

biologi (Purwanti, 2015). Berikut merupakan cara ekstraksi lipid dari mikroalga

(Gambar 3).

Gambar 3. Jenis metode ektraksi lipid (Ugwu, et al., 2008)

Biomassa

alga

Mekanik

Kimia

Biologi

Press

Microwave

Ultra sound

Bead milling

Electroporation

Liquid nitrogen

Bligh and Dyer

Sokhlet

Supercritical fluids

Cell miking

Enzymatics dan Genetics modification

Page 29: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

15

Gambar 3 menunjukkan macam-macam metode ekstraksi lipid mikroalga.

Metode ekstraksi lipid yang digunakan salah satunya adalah metode Bligh dan

Dyer. Metode Bligh dan Dyer pertama kali digunakan untuk ekstraksi lipid pada

jaringan ikan menggunakan pelarut kloroform, metanol dan air. Perbandingan

pelarut ekstraksi yang digunakan antara klorofrom, methanol dan air adalah (1 : 2 :

0.8). Perbandingan pelarut tersebut digunakan karena menghasilkan kandungan

lipid tinggi pada jaringan ikan dan diperoleh hasil kandungan lipid sebesar 94 %

(Bligh & Dyer, 1959)

2.5 Ekstraksi Bligh dan Dyer Modifikasi

Metode ekstraksi lipid pertama kali yaitu metode Bligh dan Dyer. Metode

Bligh dan Dyer yang digunakan pada jaringan ikan. Metode tersebut mengalami

modifikasi sesuai dengan sampel yang digunakan. Sampel seperti mikroalga

memerlukan modifikasi metode ekstraksi lipid karena memiliki dinding sel yang

cukup sulit dipecah, sehingga untuk mengektraksi lipid didalam sel mikroalga

menggunakan metode modifikasi Bligh dan Dyer. Modifikasi ekstraksi lipid

mikroalga bertujuan untuk memperoleh kandungan lipid yang tinggi. Ekstraksi

lipid dilakukan dengan modifikasi Bligh dan Dyer yaitu dengan modifikasi

perbandingan perlarut lipid yang ditambahkan bervariasi dan modifikasi dalam

proses perusakan membran sel yaitu pengocokkan dan perubahan suhu (Irhamni, et

al., 2014). Modifikasi Bligh dan Dyer pada penelitian ini yaitu modifikasi

perbandungan pelarut kloroform, metanol dan air (1 : 1 : 1) dan proses pemecahan

sel dengan dengan pengocokkan pada alat pengocok selama proses ekstraksi dan

kejutan suhu dengan cara menyimpan sampel pada suhu 4 °C selama 24 jam dan

Page 30: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

16

memindahkannya pada suhu yang lebih tinggi yaitu 29 oC. Penambahan air

bertujuan untuk mengekstraksi senyawa polar dan mengikat metanol.

Modifikasi ekstraksi lipid Bligh dan Dyer memiliki kelebihan yaitu hasil

kandungan lipid yang diperoleh lebih tinggi dibandingkan metode lain.

Berdasarkan penelitian penelitian Irhamni et al (2014) bahwa hasil ekstraksi lipid

dari biomassa basah mikroalga hijau jenis Chlorella vulgaris menggunakan metode

Bligh and Dyer yang dimodifikasi sebesar 1.37 % b/b dan metode Bligh & Dyer

(1959) yaitu sebesar 0.71 % b/b. Hasil yang diperoleh bahwa dengan melakukan

modifikasi metode Bligh dan Dyer diperoleh peningkatan kandungan lipid dari 0.71

% b/b menjadi 1.37 % b/b.

2.6 Komposisi Asam Lemak

Asam lemak merupakan asam organik berantai panjang yang mempunyai

gugus karboksil (COOH) dan dan gugus metil (CH3). Komposisi asam lemak yang

terdapat pada mikroalga adalah asam lemak jenuh/saturated fatty acid (SFA), asam

lemak tak jenuh tunggal/monounsaturated fatty acid (MUFA) dan asam lemak tak

jenuh ganda/polyunsaturated fatty acid (PUFA). Asam lemak jenuh adalah asam

lemak yang hanya memiliki ikatan tunggal pada rantai hidrokarbonnya. Asam

lemak tak jenuh tunggal adalah asam lemak yang memiliki satu ikatan rangkap pada

rantai hidrokarbonnya. Asam lemak yang mengandung dua atau lebih ikatan

rangkap disebut asam lemak tak jenuh jamak (PUFA) (Jacoeb, et al., 2014)

Setiap mikroalga memiliki komposisi asam lemak yang berbeda-beda

Mikroalga Bacillariophyceae didominasi oleh asam palmitat C16:0 (38.87 – 47.68

%), asam palmitoleat C16:1 (0.5 – 18.61 %), C18:2 asam linoleat (1.34 - 9.65 %)

dan asam linolenat C18:3 (0.02 – 25.31 %). Komposisi asam lemak Cyanophyceae

Page 31: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

17

adalah asam palmitat C16:0 (47.33 – 66.05 %), asam stearat C18:0 (9.78 – 14.16

%), asam palmitoleat C16:1 (4.14 – 12.19 %) dan asam oleat C18:1 (5.31 – 24.85

%) (Hartati, et al., 2013).

Komposisi asam lemak pada mikroalga salah satunya dapat digunakan

sebagai biodiesel (Kaur. et al., 2012). Kandungan asam lemak dalam mikroalga

yang paling umum adalah asam palmitat (C16:0), asam stearat (C16:0), asam oleat

(C18:1), asam linoleat (C18:2) dan asam linolenat (C18:3). Asam lemak yang

terkandung di dalam mikroalga memiliki pengaruh terhadap suatu bahan bakar

(Islam, et al., 2013).

Page 32: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

18

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Oktober 2017 hingga bulan Januari 2018.

Penelitian ini meliputi proses preparasi, kultivasi, ekstraksi lipid dan analisis profil

asam lemak. Proses preparasi, kultivasi dan ekstraksi sampai analisis dilakukan di

Laboratorium Bioenergi dan Bioproses (LBB), Pusat Penelitian Bioteknologi,

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia sedangkan analisis profil asam lemak

menggunakan GCMS dilakukan di Pusat Laboratorium Terpadu Universitas Islam

Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Peralatan yang digunakan meliputi galon 5 L, batu aerasi (water stone),

peralatan gelas, spektrofotometer UV-VIS Shimadzu Pharmaspec 1700, kertas pH

indikator, salinometer ATAGO ATC-S/Mill-E, luxmeter Fisher Sci Light Meter,

tabung sentrifugasi Falcon 50 mL, sentrifuge HITACHI CR 2IGIII, pengocok,

magnetic stirrer, oven, timbangan analitik, cawan petri, peralatan gelas, refluks,

laminar air flow, rotary evaporator dan GCMS Shimadzu QP 2010.

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan meliputi mikroalga berasal dari pantai di Bangka

Belitung dengan kode BLT0404 dan BLT0502, mikroalga BLT0404 dan BLT0502

yang telah dimutasi oleh Laboratorium Bioenergi dan Bioproses, Lipi dengan

lampu UV 30 watt selama 90 menit, media f/2 (media yang telah dikurangai

komposisinya ½ dari jumlah semula pada media f2 Guillard, 1975), air laut,

Page 33: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

19

metanol, kloroform, akuades, natrium hidroksida, boron triflorida dalam metanol,

natrium klorida jenuh dan n-heksana dan f/2 metal Komposisi media f/2 adalah

natrium nitrat, natrium diposfat dihidrat, vitamin B12, biotin, tiamin HCl, natrium

metasilikat nonahidrat, dan air laut (lampiran 1). Komposisi f/2 metals yaitu

natrium etilen diamin tetra asetat dihidrat, besi (III) klorida heksahidrat, kobalt (II)

sulfat heptahidrat, mangan (II) klorida tetrahidrat, seng (II) sulfat heptahidrat,

tembaga (II) sulfat pentahidrat (dan natrium molibdat dihidrat.

3.3 Prosedur Penelitian

3.3.1 Diagram Alir

BLT0502 tipe

liar dan mutan

BLT0404 tipe

liar dan mutan

Kultivasi dengan media

f/2 dan pengukuran suhu,

slainitas, pH dan cahaya

Pemanenan

Ekstraksi Lipid Bligh

and Dyer modifikasi

Gambar 4. Diagram alir penelitian

Kultur

mikraalga

Biomassa

mikraolga

Ekstrak lipid

Transesterifikasi

Fatty acid

metil ester Gliserol Karakterisasi asam

lemak (GCMS)

Page 34: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

20

3.3.2 Kultivasi (Lannan & Lannan, 2011)

3.3.2.1. Kultivasi bibit

Mikroalga BLT0404 tipe liar dan mutan dikultivasi pada media f/2 dalam air

laut, isolat BLT0502 tipe liar dan mutan dikultivasi pada media f/2 dalam akuades

dan masing-masing dalam botol kultur 1 L. Kultur diaerasi sampai dengan

kekeruhan sel mikroalga mencapai absrobansi 1 yang disebut fase eksponensial.

3.3.2.2. Kultivasi Skala Lapang (Outdoor)

Kultivasi mikroalga skala lapang menggunakan galon 5 L. Prekultur

sebanyak 500 mL ditambahkan ke dalam 4500 mL media kultur f/2 dalam air laut

untuk BLT0404 tipe liar dan mutan dan 4500 mL media kultur f/2 dalam air tawar

untuk BLT0502 tipe liar dan mutan. Kultur diaerasi menggunakan aerator. Energi

yang digunakan untuk fotosintesis berasal dari energi matahari. Pengamatan

dilakukan setiap hari mulai hari ke 0 (awal kultivasi) hingga kultur mencapai fase

stasioner. Mikroalga selama kultivasi dilakukan pengamatan yang dilakukan

meliputi kekeruhan sel, pH, salinitas, suhu dan intensitas cahaya.

a. Pengukuran Kerapatan Sel

Pengukuran kerapatan sel dilakukan dari hari ke 0 hingga hari ke 13 dan

dilakukan pada pagi hari pukul 09.00. Pengukuran kerapatan sel yaitu dengan cara

mengambil 1 mL dari setiap kultur dan diukur menggunakan spektrofotometer UV-

VIS pada panjang gelombang 680 nm. Hasil kerapatan sel dibuat dalam bentuk

grafik kurva pertumbuhan dengan memplotkan data kerapatan sel pada sumbu y

dan waktu kultivasi pada sumbu x.

Page 35: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

21

b. Pengukuran pH

Pengukuran pH dilakukan dari hari ke 0 hingga hari ke 13 dan dilakukan pada

pagi hari pukul 09.00. Pengukuran pH yaitu dengan cara memasukkan kertas

indikator pH ke dalam kultur mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan

selama 3 detik. Perubahan warna pada kertas indikator pH dicocokan dengan

parameter pH yang terdapat pada kotak kertas indikator pH, sehingga diketahui

besarya pH setiap sampel.

c. Pengukuran Salinitas

Pengukuran salinitas dilakukan hari ke 0 hingga hari ke 13 dan dilakukan

pada pagi hari pukul 09.00. Pengukuran salinitas pada kultur mikroalga BLT0404

dan BLT0502 tipe liar dan mutan dengan cara meneteskan pada permukaan alat

salinometer sebanyak 1 tetes. Salinometer terlebih dahulu dibersihkan permukaan

tempat sampel dengan menggunakan alkohol dan tisu. Sampel yang telah diteteskan

dibaca salinitasnya pada salinometer dan dicatat hasilnya (Lampiran 15).

d. Pengukuran Intensitas Cahaya

Pengukuran inensitas cahaya dilakukan dari hari ke 0 hingga hari ke 13 dan

dilakukan pada pagi hari pukul 09.00. Pengukuran intensitas cahaya ini

menggunakan luxmeter. Cara kerja alat tersebut yaitu sensor cahaya diposisikan

tepat di daerah yang akan diukur intensitas cahayanya, kemudian dilihat hasil

pengukuran pada layar alat luxmeter dan dicatat (Lampiran 14).

e. Pengukuran Suhu

Pengukuran suhu dilakukan dari hari ke 0 hingga hari ke 13 dan dilakukan pada

pagi hari pukul 09.00. Pengukuran suhu ini menggunakan termometer yang

Page 36: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

22

dimasukkan ke dalam kultur BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan untuk

mengetahui suhu kultur.

3.3.4 Ekstraksi Lipid (Modifikasi Bligh and Dyer, 1959)

Ekstraksi lipid dilakukan pada fase pertumbuhan mikroalga yaitu fase lag,

fase eksponensial dan fase stasioner. Fase tersebut dilihat berdasarkan pengukuran

kerapatan sel dan dilihat dari grafik pertumbuhan mikroalga dari hari ke 0 hingga

hari ke 13. Kultur BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan masing-masing

sebanyak 40 mL dimasukkan ke dalam tabung sentrifugasi yang sudah ditimbang

bobot kosongnya dan disentrifugasi dengan kecepatan 6000 rpm selama 10 menit.

Sampel akan terpisah menjadi 2 bagian yaitu supernatan dan pelet. Supernatan

dibuang, sedangkan pelet ditambahkan 4 mL metanol, 4 mL kloroform. Setiap

penambahan pelarut ekstraksi dilakukan pengocokkan pada suhu 29 ºC selama 1

jam. Terakhir ditambahkan akuades 4 mL dan dikocok selama 15 menit.

Sampel disentrifugasi pada kecepatan 2000 rpm selama 5 menit dan

didiamkan hingga terpisah sempurna menjadi tiga lapisan. Lapisan atas berupa

metanol dan akuades, lapisan tengah berupa biomassa dan lapisan bawah berupa

lipid dan kloroform. Lapisan atas dibuang, lapisan bawah dipindahkan ke cawan

petri yang telah ditimbang bobot kosongnya dan lapisan tengah dioven pada suhu

60 oC dan ditimbang bobotnya. Lapisan bawah diuap anginkan hingga bau

kloroform hilang ditandai sampel sudah tidak berbau kloroform dan sudah kering.

Bobot lipid dicatat. Kandungan lipid dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Kadar Lipid (%) = Bobot lipid X 100 %

Bobot Biomassa + bobot lipid

Page 37: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

23

3.3.6 Pemanenan Mikroalga (Amini, 2005)

Kultur yang telah mencapai fase stasioner diendapkan menggunakan NaOH

sebanyak 1,255 g dalam 500 mL akuades yang dimasukkan dalam kultur. Kultur

tersebut dan diaduk hingga homogen dan didiamkan (tanpa aerasi) selama 4 jam

hingga biomassa mengendap. Media dibuang dan biomassa di lapisan bawah

disentrifugasi pada kecepatan 6000 rpm selama 10 menit. Biomassa diekstraksi

lipid untuk selanjutnya dilakukan transesterifikasi.

3.3.7 Karakterisasi Profil Fatty Acid Methyl Ester (FAME) (Moigradean, et

al, 2013)

Lipid hasil ekstraksi sebanyak 0,1 g dimasukan ke dalam labu ekstraksi dan

ditambahkan 4 mL NaOH 2 % dalam metanol, kemudian direfluks pada suhu 80 ºC

selama 20 menit. Sampel ditambahkan BF3 dalam metanol sebanyak 4 mL dan

direfluks kembali pada suhu 80 ºC selama 20 menit. Sampel ditambahkan 4 mL

NaCl jenuh dan dihomogenkan, kemudian ditambahkan 4 mL n-heksana dan

dihomogenkan kembali selama 10 menit lalu direfluks kembali pada suhu 80 ºC

selama 20 menit. Sampel dimasukkan ke dalam corong pisah dan didiamkan hingga

terbentuk dua lapisan yaitu lapisan gliserol di bagian bawah dan biodiesel di bagian

atas. Biodiesel dipisahkan dari gliserol untuk dilakukan analisis profil asam lemak

menggunakan GCMS.

Senyawa fatty acid methyl ester (FAME) yang dihasilkan dikarakterisasi

dengan menggunakan GCMS Shimadzu QP 2010. Berikut adalah parameter

instrument GCMS yang digunakan.

Page 38: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

24

Tabel 2. Sistem operasi instrumen GCMS

GC Condition

Coloumn

Column Oven

Temperature

Column Flow

C18 DB5-MS Agilent

60 ºC

1.00 mL/min

Injection Temperature

Injection Mode

Presure

230 ºC

Split

57.4 kPa

Carrier gas

Total Flow

Helium

104.0 mL/min

Oven temperature

program 10 ºC/min to 230 ºC.

MS Condition

Ion Source Temp.

Interface Temperature

250 ºC

270 ºC

Scan Speed 1111

Page 39: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

25

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Parameter Pertumbuhan Mikroalga

Mikroalga selama pertumbuhan dipengaruhi oleh faktor pertumbuhan

mikroalga. Penelitian ini mengamati faktor pertumbuhan mikroalga seperti suhu,

pH, intensitas cahaya dan salinitas. Pengukuran parameter lingkungan dilakukan

pada hari ke 0 hingga hari ke 13 pada jam 09.00 WIB. Menurut Ho et al (2014)

suhu adalah faktor penting bagi pertumbuhan mikroalga dan fisiologi mikroalga.

Pertumbuhan sel mikroalga akan terus bertambah secara eksponensial jika berada

pada rentang suhu optimum atau ideal dan akan menurun pertumbuhannya setelah

melewati suhu optimal pertumbuhan (Ho, et al., 2014).

Tabel 3 dibawah ini menunjukkan hasil pengamatan suhu, pH, intensitas

cahaya dan salinitas dari mikroalgan BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan.

Tabel 3. Pengukuran parameter lingkungan pertumbuhan

W = Wildtype/tipe liar

M = Mutan

Faktor pertumbuhan pertama berdasarkan Tabel 4 adalah pengukuran suhu

pada BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan di lapang (outdoor). Hasil

pengukuran suhu yang diperoleh bahwa mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar

dan mutan selama penelitian adalah 24 - 33 °C. Suhu pada media kultur mikroalga

dipengaruhi oleh keadaan lingkungan (lapang) pada saat kultivasi. Range suhu yang

Kode Suhu (°C) pH Intensitas Cahaya

(lux)

Salinitas

(0/00)

BLT0404 W 24 – 33 6 – 8 3500 - 88200 35 - 42

BLT0404 M 24 – 33 6 – 8 3500 - 88200 35 - 43

BLT0502 W 24 – 33 5 – 9 3500 - 88200 1 - 5

BLT0502 M 24 – 33 5 – 9 3500 - 88200 2 - 10

Page 40: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

26

diperoleh bertujuan untuk mengetahui kemampuan mikroalga dapat tumbuh pada

skala lapang (outdoor). Kisaran suhu pada penelitian ini masih berada pada kisaran

suhu optimal yang dibutuhkan mikroalga untuk pertumbuhan. Suhu optimal setiap

mikroalga berbeda dan terdapat beberapa penelitian mengenai faktor lingkungan

yaitu suhu untuk pertumbuhan mikroalga.

Berdasarkan penelitian Han et al (2013) suhu pertumbuhan optimal Chlorella

pyrenoidosa yaitu 30 °C. Yoshimura et al (2013) menunjukkan bahwa mikroalga

Botryococcus braunii tumbuh stabil pada suhu 15 – 30 °C dan tidak dapat tumbuh

pada suhu 45 °C. Suhu ideal menurut Chisti (2008) untuk pertumbuhan mikroalga

20 - 30 ºC. Mata et al (2010) menjelaskan bahwa suhu pertumbuhan mikroalga

memiliki batas toleransi yaitu kisaran 2 - 4 °C dari suhu pertumbuhan optimal

mikroalga dan apabila melewati batas kisaran suhu toleransi mikroalga akan

mengalami pertumbuhan yang lambat. Berdasarkan uraian diatas bahwa pada

penelitian ini mikrolaga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan mengalami

pertumbuhan yang optimal karena masih berada pada kisaran suhu pertumbuhan

mikroalga dan toleransi suhu pertumbuhan.

Faktor pertumbuhan kedua berdasarkan Tabel 4 adalah pengukuran pH

kultur. Mikroalga BLT0404 tipe liar dan mutan dapat tumbuh pada kisaran pH 6 -

8 dan mikroalga BLT0502 tipe liar dan mutan dapat tumbuh pada kisaran pH 5 - 9.

Pengukuran pH tersebut menunjukkan bahwa mikroalga BLT0404 dan BLT0502

dapat tumbuh dan bertahan hidup pada pH tersebut. Nilai pH dapat mempengaruhi

kerja enzim, sehingga dapat menghambat proses fotosintesis dan pertumbuhan

mikroalga. Nilai pH yang semakin meningkat disebabkan bertambahnya gugus

hidroksil (OH−) dalam kultur akibat asilmilasi CO2 dan HCO3 − oleh mikroalga.

Page 41: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

27

Mikroalga mampu melakukan metabolisme kabon dioksida (CO2), sehingga

dapat meningkatkan pH (Rocha, et al., 2003). Nilai pH pada mikroalga memiliki

hubungan dengan kadar CO2. Penurunan pH pada media kultur alga disebabkan

oleh reaksi karbon dioksida dengan air menghasilkan asam karbonat HCO3− yang

selanjutnya mengalami disosiasi asam karbonat menghasilkan ion hidrogen (H+),

ion hidrogen ini yang menyebabkan pH menjadi turun (Khairuddin & Sahabuddin,

2013). Setiap mikroalga memiliki pH optimal yang berbeda. Penelitian yang

dilakukan oleh Bartley et al (2014) bahwa pH optimum Nannochloropsis salina

adalah pada pH 8 sampai 9 dan pada pH 10 mikroalga ini tidak dapat tumbuh.

Nannochloropsis salina memiliki pertumbuhan yang baik pada pH 7 pada kultivasi

indoor. Menurut Feng et al (2011) bahwa pH yang baik untuk pertumbuhan

mikroalga yaitu 6 - 8. Pengukuran pH pada setiap mikroalga berbeda sesuai dengan

kondisi lingkungan pertumbuhan mikroalga.

Faktor pertumbuhan ketiga berdasarkan Tabel 4 adalah pengukuran intensitas

cahaya. Penelitian ini dilakukan pada skala lapang (outdoor) dengan memanfaatkan

cahaya matahari sebagai sumber energi untuk fotosintesis. Intensitas cahaya kultur

mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar dan mutan selama penelitian adalah

3500 - 88200 lux. Cahaya mempengaruhi secara langsung terhadap pertumbuhan

mikroalga dan merupakan kebutuhan utama mikroalga untuk melakukan proses

fotosintesis karena mikroalga merupakan organisme fototrofik yang menggunakan

cahaya sebagai sumber energi (Bellinger dan Sigee, 2010).

Fotosintesis merupakan pembentukan glukosa dengan memanfaatkan energi

cahaya, karbon dioksida (CO2) dan juga air (H2O). Glukosa yang dihasilkan dari

proses fotosintesis akan digunakan untuk aktivitas pertumbuhan dan perkembangan

Page 42: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

28

sel mikroalga (Salisbury dan Ross, 2000). Peningkatan intensitas cahaya pada

mikroalga menyebabkan laju pertumbuhan meningkat, hal ini dikarenakan semakin

banyak jumlah energi cahaya yang diterima mikroalga untuk melakukan

fotosintesis (Hasanudin, 2010).

Faktor pertumbuhan keempat berdasarkan Tabel 4 adalah pengukuran

salinitas. Salintas memiliki pengaruh terhadap tekanan osmotik tubuh, kemampuan

adaptasi mikroalga dan menghambat proses pertumbuhan sel serta kepadatan sel

(Rudiyanti, 2011; Sukmawan, et al., 2014). Salinitas kultur mikroalga BLT0404

tipe liar yaitu 35 – 42 ppt (0/00), BLT0404 mutan 35 – 43 ppt (0/00), BLT0502 tipe

liar 1 -5 ppt (0/00) dan BLT0502 mutan 2 – 10 ppt (0/00).

Penelitian yang dilakukan oleh Adenan et al (2011) menulis bahwa

mikroalga Chaetoceros calcitrans dapat tumbuh pada salinitas 30 ppt (0/00) dan

Chlorella sp dapat tumbuh pada salinitas 25 ppt (0/00). Tekanan osmotik membuat

mikroalga mengalami keseimbangan tekanan osmotik dengan cairan di

lingkunganya yaitu dengan medianya. Keseimbangan tersebut akan membantu

penyerapan unsur hara sebagai nutrisi untuk melakukan fotosintesis sehingga

pertumbuhan alga menjadi optimal (Rudiyanti, 2011).

Page 43: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

29

4.2 Efek Mutasi terhadap Kerapatan Sel (Optical Density)

Pengamatan pertumbuhan dilakukan dengan membuat kurva pertumbuhan

sel mikroalga dimulai dari hari ke-0 hingga fase stasioner.

Gambar 5 menunjukkan hasil kerapatan sel BLT0404 tipe liar dan mutan.

Garfik tersebut menunjukkan bahwa mikroalga mengalami fase lag, eksponensial

dan stasioner. Fase lag terjadi dari hari ke 0 hingga ke 1, eksponensial hari ke 2

hingga hari ke 4 dan stasioner terjadi hari ke 5 hingga hari 10 (BLT0404 mutan),

hari ke 13 (BLT0404 tipe liar). Menurut Madigan et al (2003) pada fase lag,

mikroalga mengalami proses adaptasi terhadap lingkungan baru. Mikroalga yang

tidak tahan terhadap lingkungan baru akan cepat mati atau bahkan mengalami

pertumbuhan yang lambat. Berdasarkan Madigan et al (2003) bahwa kurva

pertumbuhan mikroalga BLT0404 tipe liar dan mutan mampu beradaptasi

dilingkungan dan media yang baru dilihat dari pola grafik pertumbuhan pada

Gambar 5. Pengambilan waktu panen dilakukan pada fase akhir stasioner yaitu pada

hari ke-13 (H13) dengan nilai kerapatan sel 0.490 sel/ml.

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

0 2 4 6 8 10 12 14

Ker

apat

an S

el

(ab

s)

Waktu kultivasi (Hari)

Gambar 5. Kerapatan sel BLT0404 tipe liar dan mutan

BLT0404 BLT0404

Page 44: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

30

Gambar 6 menunjukkan hasil kerapatan sel BLT0404 tipe liar dan mutan.

Garfik tersebut menunjukkan bahwa mikroalga mengalami fase lag, eksponensial

dan stasioner. Fase lag terjadi dari hari ke 0 hingga ke 1, eksponensial hari ke 2

hingga hari ke 4 dan stasioner terjadi hari ke 5 hingga hari ke 9 (BLT0502 mutan)

dan hari ke 13 (BLT0502 tipe liar). Pola grafik kerapatan sel terlihat naik dan turun

serta tidak terlihatnya fase stasioner secara sempurna, hal ini dikarenakan

lingkungan kultivasi mikroalga yaitu pada skala lapang bergantung terhadap

kondisi cuaca. Faktor lingkungan mendukung pertumbuhan mikroalga terutama

cahaya matahari untuk fotosintesis, apabila cuaca sedang tidak mendukung

(mendung/hujan) maka pertumbuhan mikroalga menurun dan bila cuaca terang

pertumbuhan meningkat.

Pertumbuhan mikroalga dipengaruhi oleh faktor eksternal seperi pH, CO2,

intensitas cahaya dan suhu serta dipengaruhi oleh keadaan iklim selama kultivasi

serta pengaruh radiasi lampu UV (Li et al., 2011). Pengaruh sinar ultaviolet (UV)

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

0 2 4 6 8 10 12

Ker

apat

an S

el

(ab

s)

Waktu kultivasi (Hari)

Gambar 6. Kerapatan sel BLT0502 tipe liar dan mutan

BLT0502 BLT0502M

Page 45: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

31

pada mikroalga dapat mengurangi kapasitas penyerapan nutrisi seperti nitrogen,

posfat dan karbon anorganik terlarut yang digunakan mikroalga selama

pertumbuhan (Hessen, et al., 1997). Menurut Wiencke et al (2004) efek dari radiasi

UV dapat mengakibatkan gangguan dan penghambatan pembelahan sel,

pengurangan pertumbuhan serta pengurangan fotosintesis.

4.3 Ekstraksi Lipid Mikroalga

Ekstraksi lipid dilakukan dengan metode Bligh dan Dyer yang dimodiikasi.

Pelarut yang digunakan pada proses ekstraksi lipid yaitu pelarut tunggal atau pelarut

campuran (Cooney, et al., 2009). Penelitian ini menggunakan metode ekstraksi

kimia dan pelarut yang digunakan adalah pelarut campuran yaitu metanol,

kloroform dan air. Modifikasi yang dimaksud adalah modifikasi perbandingan

perlarut lipid yang ditambahkan bervariasi, sehingga dapat diperoleh lipid yang

lebih banyak dan modifikasi dalam proses perusakan membran sel, sehingga lipid

dalam sel dapat diekstraksi. Penambahan metanol bertujuan untuk mengekstraksi

dan melarutkan senyawa polar. Penambahan kloroform bertujuan untuk

mengekstraksi lipid yang ada pada mikroalga. Pemecahan sel merupakan cara

untuk mengekstraksi lipid dari dalam sel. Proses pemecahan sel dilakukan dengan

pengocokkan pada alat pengocok selama proses ekstraksi dan kejutan suhu dengan

cara menyimpan sampel pada suhu 4 °C selama 24 jam dan memindahkannya pada

suhu yang lebih tinggi yaitu 29 oC. Penambahan air bertujuan untuk mengekstraksi

senyawa polar dan mengikat metanol.

Page 46: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

32

4.5 Efek Mutasi Mikroalga Terhadap Kandungan Lipid

Analisis kandungan lipid pada mikroalga BLT0404 dan BLT0502 tipe liar

dan mutan dilakukan pada fase lag, eksponensial dan stasioner. Berikut merupakan

hasil analisis kandungan lipid yang dapat dilihat pada Gambar 6

Gambar 7 menunjukkan bahwa kandungan lipid BLT0404 tipe liar dan mutan

mengalami kenaikan pada setiap fasenya. BLT0404 tipe liar dan mutan memiliki

kandungan lipid tertinggi pada fase stasioner. Berdasarkan Gambar 7 tersebut

terlihat bahwa kandungan lipid tertingi yaitu pada mikroalga BLT0404 yang

dimutasi.

Kan

dungan

Lip

id (

%) 13.5 14.5

25.7

18.8

26.4

41.5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

lag eksponensial stasioner

Fase pertumbuhan

kan

dungan

lip

id (

%)

BLT0404M BLT0404

Gambar 7. Kandungan lpid mikroalaga BLT0404 tipe liar dan mutan

Page 47: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

33

Analisis kandungan lipid BLT0502 tipe liar dan mutan dapat dilihat pada

Gambar 8 dibawah ini.

Gambar 8 menunjukkan bahwa kandungan lipid BLT0502 tipe liar dan

mutan mengalami kenaikan pada setiap fasenya. BLT0502 tipe liar dan mutan

memiliki kandungan lipid tertinggi pada fase stasioner. Berdasarkan Gambar 8

tersebut terlihat bahwa kandungan lipid tertingi yaitu pada mikroalga BLT0502

yang dimutasi.

Berdasarkan penelitian Hartati et al (2011) kandungan lipid Nannochloropsis

oculata pada fase stasioner lebih tinggi sebesar 67,7 % dibandingkan dengan pada

fase eksponensial sebesar 35.7 % Hal ini dikarenakan pada fase stasioner mikroalga

mengalami tekanan (stres) akibat kekurangan nutrisi. Pada saat mikroalga

kekurangan nutrisi untuk pertumbuhan, mikroalga akan mempertahankan hidup

dengan cara mengakumulasi lipid yang dikandungnya. Lipid ini merupakan sumber

energi yang disimpan pada saat fotosintesis. Energi yang disimpan mikroalga pada

23.9

29.9 30.328.1

30.8

58.4

0

10

20

30

40

50

60

70

lag eksponensial stasioner

Fase pertumbuhan

Kan

du

ng

anli

pid

(%

)

BLT0502M BLT0502

Gambar 8. Kandungan lipid mikrolaga BLT0502 tipe liar dan mutan

Page 48: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

34

saat fotosintesis digunakan untuk pertumbuhan, cadangan makanan dan

mempertahankan diri pada saat terjadi tekanan pada lingkungannya (Khoo et al.,

2011).

Mikroalga mutan memiliki lipid lebih tinggi dibandingkan tipe liar. Hal ini

dikarenakan mikroalga tersebut berada lingkungan yang kurang menguntungkan

(stres), sehingga mikroalga dapat mengubah jalur biosintesis lipid menuju

pembentukkan dan akumulasi lipid netral dalam bentuk triasilgliserol (TAG) dan

mikroalga dapat bertahan dalam keadaan yang kurang menguntungkan. Sintesis

lipid netral dalam bentuk TAG dapat dilakukan pada banyak spesies dalam kondisi

stress dan lipid ini merupakan prekursor yang cocok untuk produksi biodiesel (Hu,

et al., 2008). Peningkatan kandungan lipid dalam mikroalga dapat dilakukan

dengan membuat mikroalga berada dalam keadaan stress. Keadaan stress tersebut

seperti kekurangan nutrisi, temperatur yang tinggi atau rendah, salinitas yang

berbeda, pH, cahaya serta radiasi sinar UV (Sharma, et al., 2012).

Mikroalga dalam keadaan stres (lingkungan yang tidak menguntungkan)

masih dapat bertahan hidup karena mampu mengubah metabolisme lipid secara

efisien sebagai respon terhadap perubahan lingkungan (Guschina dan Harwood,

2006). Mikroalga pada kondisi pertumbuhan yang optimal mensistensis asam

lemak terutama mengarah kepada sintesis lipid membran. Kondisi sebaliknya yaitu

dalam lingkungan yang tidak menguntungkan (stres), banyak mikroalga yang

merubah jalur biosintesis lipid menuju ke pembentukan dan akumulasi lipid netral

dalam bentuk TAG. Peran TAG yaitu sebagai bentuk penyimpanan karbon dan

energi. Peningkatan kandungan lipid total pada mikroalga selama kondisi stress

yaitu meningkatnya kandungan lipid netral teutama TAG. Hal ini disebabkan oleh

Page 49: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

35

pergesaran metabolisme lipid dari sintesis lipid membran menjadi lipid netral atau

lipid penyimpanan (Hu, et al., 2008)

Wang et al (2009) menjelaskan mikroalga pada keadaan stress dapat

mengalami pergeseran fluks karbon untuk sintesis pati menjadi biosintesis TAG,

sehingga dapat meningkatkan produksi minyak di mikroalga. Penelitian Wang et al

(2009) Chlamydomonas reinhardtii yang dimutasi dapat meningkatkan akumulasi

lipid penyimpanan dalam kondisi stres sebesar 70 % dibandingkan jenis tipe liar.

Uraian diatas menunjukkan bahwa mutasi dapat meningkatkan kandungan lipid dan

sesuai dengan hasil penelitian ini bahwa kandungn lipid (%) mikroalga BLT0404

dan BLT0502 yang dimutasi memiliki kandungan lipid (%) yang lebih besar

dibandinglan tipe liar.

4.6 Karakterisasi Profil Asam Lemak Mikroalga

Mikroalga dapat dikonversi menjadi biodiesel dengan reaksi transesterifikasi

yang melibatkan reaksi antara trigliserida dan alkohol untuk membentuk asam

lemak metil ester dan gliserol (Gambar 8).

Triagliserida Metanol metil ester Gliserol

Katalis

Gambar 9. Reaksi transesterifikasi (Chisti, 2008)

Page 50: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

36

Asam lemak yang dihasilkan selanjutnya dianalisis dengan GCMS dan

diperoleh hasil profil asam lemak BLT0404 tipe liar pada Gambar 10 dan mutan

hasil analisis GCMS dapat dilihat pada Gambar 11.

Berdasarkan kromatogram Gambar 10 dan Gambar 11 masing-masing

menghasilkan tujuh peak asam lemak. Peak yang muncul kemudian diidentifikasi

profil asam lemaknya berdasarkan % kemiripan senyawa target dengan database

2 1

3

4

5

6 7 1 2

3

4

5

6 7

6 7

2 1

Gambar 10. Kromatogram asam lemak BLT0404 tipe liar

Gambar 11. Kromatogram asam lemak BLT0404 mutan

Page 51: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

37

NIST. Hasil komposisi asam lemak mikroalga BLT0404 tipe liar dan mutan dapat

dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Komposisi asam lemak BLT0404 tipe liar dan mutan

Tabel 4 merupakan komposisi asam lemak mikroalga BLT0404 tipe liar dan

mutan. Asam lemak dominan pada BLT0404 tipe liar dan BLT0404 mutan adalah

asam oleat secara berurutan sebesar 36,49 % dan 35,32 %. Mikroalga BLT0404

tipe liar ini mengandung asam lemak saturated fatty acid (SFA) sebesar 32,58,

monosaturated fatty acid (MUFA) sebesar 39,73 dan polyunsaturated fatty acid

(PUFA) sebesar 27,68 %. Mikroalga BLT0404 mutan mengandung SFA, MUFA

dan PUFA secara berurutan sebesar 35,54, 38,53 dan 25,93 %. Kandungan

Perbedaan komposisi asam lemak yang dihasilkan mikroalga BLT0404 tipe liar dan

mutan yaitu pada BLT0404 tipe liar tidak terdapat asam lemak linolenat. Asam

lemak tak jenuh menurut literature dapat berfungsi sebagai antibakteri dan

antioksidan (Agoramoorthy, G et al., 2007)

Hasil analisis asam lemak BLT0502 tipe liar Gambar 12 dan mutan dengan

menggunakan GCMS dapat dilihat pada Gambar13.

Asam Lemak No Peak Peak Area

(%) No Peak

Peak Area

(%)

SFA

Metil Palmitat (C16:0)

Metil Stearat (C18:0)

Total SFA

3

7

28,14

4,44

32,58

3

7

30.97

4.57

35.54

MUFA

Metil Oleat (C18:1)

Metil Vaksenat (C18:1)

Total MUFA

5

6

36,59

3,14

39,73

5

6

35.32

3.21

38.53

PUFA

Metil 7,10-heksadekanoat (C16:2)

Metil 7,10,13-heksadekanoat (C16:3)

Metil linoleat (C18:2)

Metil linolenat (C18:3)

Total PUFA

1

2

4

-

3,18

3,39

21,11

-

27,68

1

-

4

-

3.06

-

19.35

3.52

25.93

Page 52: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

38

Gambar 13. Kromatogram asam lemak BLT0502 mutan

6 5 4

8

9

2 1

7

1 2

3 4

1

1

Gambar 12. Kromatogram asam lemak BLT0502 tipe liar

Page 53: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

39

Berdasarkan kromatogram Gambar 11 dan Gambar 12 masing-masing

menghasilkan sembilan peak dan lima peak asam lemak. Masing-masing peak yang

muncul kemudian diidentifikasi profil asam lemaknya berdasarkan % kemiripan

senyawa target dengan database NIST. Hasil komposisi asam lemak mikroalga

BLT0502 tipe liar dan mutan dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Komposisi asam lemak BLT0502 tipe liar dan mutan

Tabel 5 merupakan komposisi asam lemak mikroalga BLT0502 tipe liar dan

mutan. Asam lemak dominan pada BLT0502 tipe liar adalah asam oleat sebesar

29,99 % dan BLT0502 mutan adalah asam palmitat 27,80 %. Mikroalga BLT0502

tipe liar mengandung SFA, MUFA dan PUFA secara berurutan sebesar 37,10,

33,53 dan 29,54 %. Mikroalga BLT0502 mutan mengandung SFA, MUFA dan

PUFA secara berurutan sebesar 61,10, 19,99 dan 19,87 %. Perbedaan komposisi

asam lemak BLT0502 tipe liar dan mutan yaitu BLT0502 mutan tidak terdapat

C16:3(Δ7,10,13 ), C16:2(Δ7,10

), C16:1 dan C18:1(Δ11 ).

Asam Lemak No Peak Peak Area

(%) No Peak

Peak Area

(%)

SFA

Metil Palmitat (C16:0)

Metil Stearat (C18:0)

Metil Arakidat (C20:0)

Total SFA

4

8

9

25,23

7,64

4,23

37,10

1

4

5

27,80

10,56

22,74

61,10

MUFA

Metil Palmitoleinat (C16:1)

Metil Oleat (C18:1)

Metil Vaksenat (C18:1)

Total MUFA

3

6

7

1,15

29,99

2,21

33,53

-

3

-

-

19,99

-

19,99

PUFA

Metil 7,10-heksadekanoat (C16:2)

Metil 7,10,13-heksadekanoat (C16:3)

Metil linoleat (C18:2)

Metil linolenat (C18:3)

Total PUFA

1

2

5

-

2,80

1,42

25,32

-

29,54

-

-

2

-

-

- 19,87

-

19,87

Page 54: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

40

Penelitian tentang efek mutasi pada mikroalga dilakukan oleh Wang & Chai

(1994) bahwa mutasi pada mikroalga Phaeodactylum tricornutum, Chroomonas

salina, Pavlovalutheri dan Thalassiosira pseudonana dapat mengurangi kandungan

PUFA yaitu eicosapentaenoic acid (C20:5) dan docosahexaenoic acid (C22:6).

Doan dan Obbard (2012) menuliskan bahwa pada mikroalga Nannochloropsis sp

yang dimutasi memiliki komposisi asam lemak tak jenuhnya lebih rendah sebesar

14,6 ± 0,3 % total fatty acid dibandingkan pada tipe liarnya sebesar 21,4 ± 1,3 %

total fatty acid. Penurunan tingkat PUFA dapat dijelaskan oleh perubahan dalam

mekanisme seluler yang berkaitan dengan metabolisme lipid (Hessen, et al., 1997).

Enzim karboksilase asetil-CoA merupakan enzim kunci yang terlibat dalam

sintesis asam lemak de novo dan bergantung kepada ketersediaan adenosine

triphosphate (ATP) (Harwood, 1988).

Proses desaturasi dan elongasi pada biosintesis PUFA membutuhkan jumlah

ATP jauh lebih besar dibandingkan dengan biosintesis SFA dan MUFA

(Thompson, et al., 1990). Penurunan PUFA kemungkinan disebabkan oleh

rendahnya ketersediaan ATP akibat terpapar tekanan sinar UV dan adanya

penghambatan aktivitas beberapa enzim yang terlibat dalam biosintesis asam lemak

tak jenuh (denaturasi dan elongasi). Kandungan PUFA BLT0404 dan BLT0502

yang dimutasi terlihat lebih rendah dibandingkan tipe liar.

Page 55: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

41

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan peneloitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan :

1. Mutasi sinar UV mampu meningkatkan kandungan lipid pada mikroalga

dimana pada mikroalga BLT0404 yang dimutasi memiliki kandungan lipid

sebesar 41,5 % dan tipe liar sebesar 25,7 % serta mikroalga BLT0502 mutan

memiliki kandungan lipid sebesar 58,4 % dan tipe liar sebesar 30,3 %.

2. Mutasi sinar UV juga mempengaruhi komposisi asam lemak dan total PUFA

yang dihasilkan dimana pada mikroalga BLT0404 mutan tidak mengandung

asam lemak C16:3(Δ7,10,13 ) sedangkan pada BLT0404 tipe liar tidak

mengandung asam lemak C18:3(Δ9,11,13). Mikroalga BLT0502 mutan tidak

mengandung asam lemak C16:3(Δ7,10,13 ), C16:2(Δ7,10

), C16:1 dan C18:1(Δ11 )

5.2 Saran

Saran perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui atau

meningkatkan potensi mikroalga yang memiliki kandungan asam lemak tertentu

dalam jumlah yang tinggi. Hal ini penting dilakukan untuk aplikasi skala industru.

Page 56: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

42

DAFTAR PUSTAKA

Adenan, N. S., Yusoof, F. M., & Shariff, M. 2011. Effect of Salinity and

Temperaturein The Growth of Diatoms and Green Algae. Fisheries and

Aquatic Science, 6(2), 186–193.

Ariyanti, D. & Handayani, N. A. 2015. Mikroalga sebagai Sumber Biomasa

Terbarukan: Teknik Kultivasi dan Pemanenan. Jurusan Teknik Kimia UNDIP,

(April), 35–40.

Bartley, M. L., Boeing, W. J., Dungan, B. N., Holguin, F. O., & Schaub, T. 2014.

pH effects on growth and lipid accumulation of the biofuel microalgae

Nannochloropsis salina and invading organisms. Journal of Applied

Phycology, 26(3), 1431–1437.

Bellinger, E. G., & Sigee, D. C. 2010. Freshwater Algae. (J. Wiley & Sons, Eds.)

(I). USA: Wiley-Blackwell.

Bligh, E., & Dyer, W. 1959. A Rapid Method of Total Lipid Extraction And

Purification. Can.J.Biochem.Physiol., 37, 911–917.

Chalid, S. Y., Amini, S., & Lestari, S. D. 2010. Kultivasi Chlorella , sp Pada Media

Tumbuh Yang Diperkaya Dengan Pupuk Anorganik Dan Soil Extract. Valensi,

1(6), 298–304.

Chisti, Y. 2008. Biodiesel from microalgae beats bioethanol. Trends in

Biotechnology, 26(3), 126–131.

Cooney, M., Young, G., & Nagle, N. 2009. Separation & Purification Reviews

Extraction of Bio ‐ oils from Microalgae. Separation & Purification Reveiws,

38(June 2013), 291–325.

Demirbas, A. 2010. Use of algae as biofuel sources. Energy Conversion and

Management, 51(12), 2738–2749.

Dianursanti, Taufiq, B., & Teguh, M. 2014. Industrial Tofu Wastewater as a

Cultivation Medium of Microalgae Chlorella vulgaris. Energy Procedia, 47,

56–61.

Doan, T. T. Y., & Obbard, J. P. 2012. Enhanced intracellular lipid in

Nannochloropsis sp. via random mutagenesis and flow cytometric cell sorting.

Algal Research, 1(1), 17–21.

E. W. Becker. 1994. Microalgae: Biotechnology and Microbiology. Cambridge

University Press.

Feng, Y., Li, C., & Zhang, D. 2011. Lipid production of Chlorella vulgaris cultured

in artificial wastewater medium. Bioresource Technology, 102(1), 101–105.

Forget, N., Belzile, C., Rioux, P., & Nozais, C. 2010. Teaching the microbial

growth curve concept using microalgal cultures and flow cytometry. Journal

of Biological Education, 44(4), 185–189.

Page 57: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

43

Goes, J. I., Handa, N., Taguchi, S., & Hama, T. 1994. Effect of UV-B radiation on

the fatty-acid composition of the marine-phytoplankton Tetraselmis sp -

relationship to cellular pigments. Marine Ecology Progress Series, 114, 259–

274.

Guillard, R. R. L. 1975. Culture of Phytoplankton for Feeding Marine Invertebrates.

In W. L. Smith & M. H. Chanley (Eds.), Culture of Marine Invertebrate

Animals: Proceedings --- 1st Conference on Culture of Marine Invertebrate

Animals Greenport (pp. 29–60). Boston, MA: Springer US.

Guschina, I. A., & Harwood, J. L. 2006. Lipids and lipid metabolism in eukaryotic

algae. Progress in Lipid Research, 45(2), 160–186. Hadiyanto, & Azim, M.

2012. Mikroalga Sumber Pangan & Energi Masa Depan. UPT UNDIP Press

Semarang (Vol. 38).

Halim, R., Gladman, B., Danquah, M. K., & Webley, P. A. 2011. Bioresource

Technology Oil extraction from microalgae for biodiesel production.

Bioresource Technology, 102(1), 178–185.

Han, F., Wang, W., Li, Y., Shen, G., Wan, M., & Wang, J. 2013. Changes of

biomass, Lipid content and fatty acids composition under a light-dark cyclic

culture of Chlorella pyrenoidosa in response to different temperature.

Bioresource Technology, 132, 182–189.

Hartati, R., Endrawati, H., & Mamuaja, J. 2013. Fatty acid composition of marine

microalgae in Indonesia. JOURNAL OF TROPICAL BIOLOGY AND

CONSERVATION, 10(May), 75–82.

Hartati, R., Endrawati, H., Yudiati, E., Iriani, V. R., Pembahasan, H., & Metode,

M. 2011. Pengaruh Pengurangan Konsentrasi Nutrien Fosfat dan Nitrat

Terhadap Kandungan Lipid Total Nannochloropsis oculata. Ilmu Kelautan,

16(1), 24–29.

Harwood, J. L. 1988. Fatty Acid Metabolism. Annual Review of Plant Physiology

and Plant Molecular Biology, 39(1), 101–138.

Hasanudin, M. 2010. Pengaruh Perbedaan Intensitas Cahaya terhadap Pertumbuhan

dan Kadar Lipid Mikroalga Scendesmus sp yang dibudidayakan pada Limbah

Cair Tapioka. Biologi, 1–9.

Hessen, D. O., DeLange, H. J., & Donk, E. Van. 1997. UV-induced changes in

phytoplankton cells and its effect on grazers. Freshw. Biol., 38, 513–524.

Ho, S. H., Chen, C. N. N., Lai, Y. Y., Lu, W. Bin, & Chang, J. S. 2014. Exploring

the high lipid production potential of a thermotolerant microalga using

statistical optimization and semi-continuous cultivation. Bioresource

Technology, 163, 128–135.

Hu, Q., Sommerfeld, M., Jarvis, E., Ghirardi, M., Posewitz, M., Seibert, M., &

Darzins, A. 2008. Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel

production: Perspectives and advances. Plant Journal, 54(4), 621–639.

Irhamni, Elvitriana, & Viena, V. 2014. Kultivasi Mikroalga Hijau Pada Sumber

Page 58: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

44

Nitrogen Berbeda Untuk Ekstraksi Lipida. Jurnal Purifikasi, 14(2), 99–105.

Islam, M. A., Ayoko, G. A., Brown, R., Stuart, D., & Heimann, K. 2013. Influence

of fatty acid structure on fuel properties of algae derived biodiesel. Procedia

Engineering, 56, 591–596.

Istirokhatun, T., & Aulia, M. 2017. Potensi Chlorella Sp . untuk Menyisihkan COD

dan Nitrat dalam Limbah Cair Tahu. Jurnal Presipitasi : Media Komunikasi

Dan Pengembangan Teknik Lingkungan, 14(2), 88–96.

Jacoeb, A. M., Suptijah, P., & Kamila, R. 2014. JARINGAN DAGING BELUT

SEGAR DAN REBUS The Contents af Fatty Acid , Cholestrol , and

Description of Tissue in Fresh and Boiled Eel. Jurnal Pengolahn Hasil

Perikanan Indonesia, 17(Wpi 2010), 134–143.

Kaur, S., Sarkar, M., Srivastava, R. B., Gogoi, H. K., & Kalita, M. C. 2012. Fatty

acid profiling and molecular characterization of some freshwater microalgae

from India with potential for biodiesel production. New Biotechnology, 29(3),

332–344.

Khairuddin, & Sahabuddin. 2013. Komposisi Nutrien dan Pertumbuhan Mikroalga

Chaetoceros Gracilis yang di Kultur pada Berbagai Konsentrasi

Karbondioksida. Galung Tropika, 2(2), 106–115.

Khoo, H. H., Sharratt, P. N., Das, P., Balasubramanian, R. K., Naraharisetti, P. K.,

& Shaik, S. 2011. Life cycle energy and CO2 analysis of microalgae-to-

biodiesel: Preliminary results and comparisons. Bioresource Technology,

102(10), 5800–5807.

Kong, Q. X., Li, L., Martinez, B., Chen, P., & Ruan, R. 2010. Culture of microalgae

chlamydomonas reinhardtii in wastewater for biomass feedstock production.

Applied Biochemistry and Biotechnology, 160(1), 9–18.

Lannan, E., & Lannan, E. 2011. Scale-up of algae growth system to cleanse

wastewater and produce oils for biodiesel production. Rochester Institute of

Technology.

Li, Y., Zhou, W., Hu, B., Min, M., Chen, P., & Ruan, R. R. 2011. Integration of

algae cultivation as biodiesel production feedstock with municipal wastewater

treatment: Strains screening and significance evaluation of environmental

factors. Bioresource Technology, 102(23), 10861–10867.

Loerke, R., Tan, X., & Liu, Q. 2017. Dewatering of Oil Sands Mature Fine Tailings

by Dual Polymer Flocculation and Pressure Plate Filtration. Energy and Fuels,

31(7), 6986–6995.

Mata, T. M., Martins, A. A., & Caetano, N. S. 2010. Microalgae for biodiesel

production and other applications: A review. Renewable and Sustainable

Energy Reviews, 14(1), 217–232.

Moheimani, N. 2005. The Culture of Coccolithophorid Algae for Carbon.

Philosophy of Murdoch University.

Moigradean, D., Poiana, M., Alda, L., & Gogoasa, I. 2013. Quantitative

Page 59: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

45

identification of fatty acids from walnut and coconut oils using GC-MS

method. Journal of Agroalimentary Processes and Technologies 2013, 19(4),

2–6.

Nguyen, H. M., Cuiné, S., Beyly-adriano, A., Légeret, B., Billon, E., Auroy, P., …

Biologie, U. M. R. 2013. The Green Microalga Chlamydomonas reinhardtii

Has a Single v -3 Fatty Acid Desaturase That Localizes to the Chloroplast and

Impacts Both Plastidic and Extraplastidic Membrane Lipids 1 [ C ][ W ]. Plant

Physiol, 163, 914–928.

Nur, M. M. A. 2014. Potensi Mikroalga sebagai Sumber Pangan Fungsional di

Indonesia. Eksergi, XI(2), 1–6.

Ohnishi, N., Allakhverdiev, S. I., Takahashi, S., Higashi, S., Watanabe, M.,

Nishiyama, Y., & Murata, N. 2005. Two-step mechanism of photodamage to

photosystem II: Step 1 occurs at the oxygen-evolving complex and step 2

occurs at the photochemical reaction center. Biochemistry, 44(23), 8494–8499.

Ong, S., Kao, C., Chiu, S., Tsai, M., & Lin, C. 2010. Bioresource Technology

Characterization of the thermal-tolerant mutants of Chlorella sp . with high

growth rate and application in outdoor photobioreactor cultivation.

Bioresource Technology, 101(8), 2880–2883.

Patmawati, Ibrahim, B., Setyaningsih, I., & Sudadi, U. 2014. Produksi Biodiesel

dari Biomassa Chlamydomonas Sp. ICCB 9113 Dikultivasi Menggunakan

Media yang Murah : Efektivitas Dari Metode Ekstraksi. Teknologi Hasil

Perairan Fakultas Perikanan Dan Ilmu Kelautan IPB, 17(2), 269–276.

Prakash, M., & Sharma, N. 2015. Effect of Salinity, pH, Light Intensity on Growth

and Lipid Production of Microalgae for Bioenergy Application. OnLine

Journal of Biological Sciences, 15(4), 260–267.

Prayitno, J. 2016. Pola Pertumbuhan dan Pemanenan Biomassa dalam

Fotobioreaktor Mikroalga untuk Penangkapan Karbon Growth Pattern and

Biomass Harvesting in Microalgal Photobioreactor for Carbon Sequestration.

Teknologi Lingkungan, 17(1), 45–52.

Purwanti, A. 2015. Pengaruh Proses Ekstraksi Bertekanan dalam Pengambilan

Lipid dari Mikroalga Jenis Nannochloropsis sp. dengan Pelarut. Vol . 7 No . 2

Februari 2015 ISSN : 1979-8415 Vol . 7 No . 2 Februari 2015, 7(2), 112–117.

Rafaelina, M., Rustam, Y., & Amini, S. 2016. Pertumbuhan dan aktivitas

antioksidan dari mikroalga. Jurnal Biologi, 12(1), 12–21.

Rocha, J. M. S., Garcia, J. E. C., & Henriques, M. H. F. 2003. Growth aspects of

the marine microalga Nannochloropsis gaditana. Biomolecular Engineering,

20(4–6), 237–242.

Rudiyanti, S. 2011. Pertumbuhan Skeletonema costatum Pada Berbagai Tingkat

Salinitas Media. Jurnal Saintek Perikanan, 6(2), 69–76.

Salisbury, F. B., & Ross, C. W. 2000. Fisiologi Tanaman (2nd ed., Vol. 7386, pp.

1–10). Bandung.

Page 60: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

46

Sari, I. P., & Manan, A. 2012. Pola Pertumbuhan Nannochloropsis sp pada Kultur

Skala Laboratorium, Intermediet dan Massal. Jurnal Ilmiah Perikanan Dan

Kelautan, 4(2), 123–127.

Scott, S. A., Davey, M. P., Dennis, J. S., Horst, I., Howe, C. J., Lea-Smith, D. J., &

Smith, A. G. 2010. Biodiesel from algae: Challenges and prospects. Current

Opinion in Biotechnology, 21(3), 277–286.

Sharma, K. K., Schuhmann, H., & Schenk, P. M. 2012. High lipid induction in

microalgae for biodiesel production. Energies, 5(5), 1532–1553.

Sheng, J., Vannela, R., & Rittmann, B. E. 2011. Evaluation of methods to extract

and quantify lipids from Synechocystis PCC 6803. Bioresource Technology,

102(2), 1697–1703.

Sukmawan, M. A., Antara, N. S., & Arnata, I. W. 2014. Optimization Salinity And

Initial pH onThe Biomass PRODUCTION of Nannochloropsis sp . K-4.

Jurnal Rekayasa Proses, 2(1), 19–28.

Thompson, P. A., Harrison, P. J., & Whyte, J. N. . 1990. Influence of Irradiance on

The Fatty Acid Composition of Phytoplankton. Journal of Phycology, 26(2),

278–288.

Wang, K. S., & Chai, T. J. 1994. Reduction in omega-3-fatty-acids by uv-b

irradiation in microalgae. Journal Of Applied Phycology, 6(4), 415–421.

Wang, Z. T., Ullrich, N., Joo, S., Waffenschmidt, S., & Goodenough, U. 2009.

Algal lipid bodies: Stress induction, purification, and biochemical

characterization in wild-type and starchless chlamydomonas reinhardtit.

Eukaryotic Cell, 8(12), 1856–1868.

Wiencke, C., Clayton, M. N., & Schoenwaelder, M. 2004. Sensitivity and

acclimation to UV radiation of zoospores from five species of Laminariales

from the Arctic. Marine Biology, 145(1), 31–39.

Wolf, J., Stephens, E., Steinbusch, S., Yarnold, J., Ross, I. L., Steinweg, C., …

Hankamer, B. 2016. Multifactorial comparison of photobioreactor geometries

in parallel microalgae cultivations. Algal Research, 15, 187–201.

Ying, K., Gilmour, D. J., & Zimmerman, W. B. 2014. Microbial & Biochemical

Technology Effects of CO 2 and pH on Growth of the Microalga Dunaliella

salina. Microbial and Biochemical Technology, 6(1), 167–173.

Yoshimura, T., Okada, S., & Honda, M. 2013. Bioresource Technology Culture of

the hydrocarbon producing microalga Botryococcus braunii strain Showa :

Optimal CO 2 , salinity , temperature , and irradiance conditions. Bioresource

Technology, 133, 232–239.

Page 61: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

47

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Komposisi media F/2 dalam 100 ml Aquades

Bahan Jumlah

NaNO3 7.5 mg

NaH2HPO4. 2H2O 0.6 mg

Vitamin B12 0.05 µg

Biotin 0.05 µg

Tiamin HCl 10 µg

Na2SiO3. 9H2O 0.83 µL

F/2 Metals

- Na2EDTA. 2 H2O

- FeCl3. 6 H2O

- CoSO4. 7 H2O

- MnCl2. 4 H2O

- ZnSO4. 7 H2O

- CuSO4. 5 H2O

- Na2MoO4. 2 H2O

- Distillad water

0.1 mL

440 mg

316 mg

1.2 mg

2.1 mg

18 mg

0.7 mg

0.7 mg

100 mL

Air laut 99.9 mL

Page 62: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

48

Lampiran 2. Database GCMS mikroalga BLT0404 tipe liar

Page 63: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

49

Page 64: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

50

Lampiran 3. Database GCMS mikroalga BLT0404 mutan

Page 65: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

51

Page 66: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

52

Lampiran 4. Database GCMS mikroalga BLT0502 tipe liar

Page 67: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

53

Page 68: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

54

Lampiran 5. Database GCMS mikroalga BLT0502 mutan

Page 69: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

55

Lampiran 6. Strelisasi alat dan bahan

Proses sterilisasi alat dan bahan dilakukan dengan menggunakan otoklaf pada

suhu 121 ᴼC selama 15 menit. Alat yang disterilisasi dalam otoklaf meliputi selang

aerasi, tips 5 mL dan 1 mL, botol kultur dan gelas ukur. Sterilisasi alat seperti galon

5 L dengan tutup, batu aerasi direndam alkohol dan disinari UV di laminar. Alat

yang disterilisasi dengan otoklaf sebagian dibungkus dengan alumunium foil dan

ada yang dimasukkan ke dalam plastik tahan panas. Sterilisasi bahan meliputi

sterilisasi media pertumbuhan mikroalga, akuades dan air laut.

Page 70: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

56

Lampiran 7. Pembuatan me dia f/2 Guillard

Natrium nitrat (NaNO3) dan natrium dihidrogen pospat anhidrat (NaH2PO4.2

H2O) ditimbang berturut-turut sebanyak 7.5 mg dan 0.6 mg. Bahan tersebut

dimasukkan kedalam botol Scott yang telah terisi akuades steril sebanyak 1 L. botol

Scott 1 L kemudian ditambahkan 0.833 mL larutan natrium silikat anhidrat

(Na2SiO3. 9H2O) dan 100 mL larutan f/2 metal. Botol Scott di streilisasi di otoklaf

selama 2 jam pada suhu 121 °C dan media tersebut didinginkan. Media yang telah

dingin ditambahkan 0.5 mL tiamin HCl, 0.5 mL biotin dan 0.5 mL vitamin B12.

Penambahan setiap bahan-bahan yang dibutuhkan dilakukan pengocokan hingga

merata dan media tersebut siap digunakan.

Page 71: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

57

Lampiran 8. Hasil rata-rata kerapatan sel BLT0502

Hari Rata-rata Kerapatan Sel

BLT0502 BLT0502 M

0 0.111 0.099

1 0.141 0.145

2 0.352 0.307

3 0.660 0.606

4 0.896 1.414

5 0.852 1.102

6 0.946 1.101

7 0.880 1.033

8 0.851 0.922

9 0.853 0.888

11 0.892

Page 72: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

58

Lampiran 9. Hasil rata-rata kerapatan sel BLT0502

Hari Rata-rata Kerapatan Sel

BLT0404 BLT0404 M

0 0.138 0.127

1 0.185 0.182

2 0.385 0.387

3 0.652 0.658

4 0.842 0.971

5 1.033 0.722

6 0.734 0.805

7 0.875 0.688

8 0.750 0.907

9 0.667 0.563

10 0.360 0.507

13 0.343

Page 73: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

59

Lampiran 10. Hasil Kromatogram asam lemak BLT0404 tipe liar

Analyzed by : Admin Dilution Factor : 1.000

Analyzed : 4/9/2018 4:54:15 PM Vial # : 3

Sample Type : Unknown Injection Volume : 1.000

Level # : 1 Modified by : Admin

Sample Name : larissa risky amalia Modified : 4/10/2018 2:46:22 PM

Sample ID : mikroalga

IS Amount : [1]=1.000

Sample Amount : 1.000

Data File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\04(2)_09042018.qgd

Method File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\fame.qgm

Tuning File : C:\GCMSsolution\System\Tune1\fame_09042018.qgt

Page 74: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

60

Page 75: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

61

Lampiran 11. Hasil kromatogram asam lemak BLT0404 mutan

Analyzed by : Admin Dilution Factor : 1.000

Analyzed : 4/9/2018 3:14:48 PM Vial # : 2

Sample Type : Unknown Injection Volume : 1.000

Level # : 1 Modified by : Admin

Sample Name : larisa Modified : 4/10/2018 2:44:28 PM

Sample ID :

IS Amount : [1]=1.000

Sample Amount : 1.000

Data File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\04m(2)_09042018.QGD

Method File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\fame.qgm

Tuning File : C:\GCMSsolution\System\Tune1\fame_09042018.qgt

Page 76: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

62

Page 77: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

63

Lampiran 12. Hasil kromatogram asam lemak BLT0502 tipe liar

Analyzed by : Admin Dilution Factor : 1.000

Analyzed : 4/10/2018 1:03:34 PM Vial # : 6

Sample Type : Unknown Injection Volume : 1.000

Level # : 1 Modified by : Admin

Sample Name : larissa risky amalia Modified : 4/13/2018 9:50:44 AM

Sample ID : mikroalga

IS Amount : [1]=1.000

Sample Amount : 1.000

Data File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\05(1)_10042018.qgd

Method File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\fame.qgm

Tuning File : C:\GCMSsolution\System\Tune1\fame_09042018.qgt

Page 78: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

64

Page 79: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

65

Lampiran 13. Hasil kromatogram asam lemak BLT0502 mutan

Analyzed by : Admin Dilution Factor : 1.000

Analyzed : 4/10/2018 3:07:35 PM Vial # : 4

Sample Type : Unknown Injection Volume : 1.000

Level # : 1 Modified by : Admin

Sample Name : larissa risky amalia Modified : 4/11/2018 3:40:18 PM

Sample ID : mikroalga

IS Amount : [1]=1.000

Sample Amount : 1.000

Data File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\05m(2)_10042018b.qgd

Method File : C:\GCMSsolution\Data\Project1\fame.qgm

Tuning File : C:\GCMSsolution\System\Tune1\fame_09042018.qgt

Page 80: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

66

Page 81: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

67

Lampiran 14. Alat ukur intensitas cahaya

Page 82: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

68

Lampiran 15. Alat ukur salinitas

Page 83: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

69

BIODATA MAHASISWA

IDENTITAS PRIBADI

Nama Lengkap : Larissa Risky Amalia

Tempat Tanggal Lahir : Jakarta, 12 September 1995

NIM : 11140960000072

Anak ke : 1 dari 2 bersaudara

Alamat Rumah : Perumahan Grand Kahutipan

Jl. Bromo VI Blok BG No.2

Klapanunggal. Kab. Bogor. Jawa

Barat

Telp/HP. : 081517439682

Email : [email protected]

Hobby/ Keahlian (softskill) : Kuliner

PENDIDIKAN FORMAL

Sekolah Dasar : SD Negeri 01 Cipete Utara, Jakarta

Lulus tahun 2007

Sekolah Menengah Pertama : SMP Negeri 13 Jakarta Selatan Lulus

tahun 2010

SLTA/SMK : SMK Analis Kimia (SMAKBO) Lulus

tahun 2014

Perguruan Tinggi : UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

Masuk tahun 2014

PENDIDIKAN NON FORMAL

Kursus/Pelatihan

1. Keselamatan Kerja di Lab : No. Sertifikat -

2. Training Shimadzu Spektrofotometer : No. Sertifikat -

3. Training Shimadzu Chromatography : No. Sertifikat -

Page 84: PRODUKSI LIPID DAN KARAKTERISASI ASAM LEMAK …

70

4. Pelatihan Kalibrasi dan Perawatan pH meter

dan analytical balance

: No. Sertifikat -

PENGALAMAN ORGANISASI

1. Himpunan Mahasiswa Kimia

(HIMKA)

Jabatan staff akademik Tahun 2014 sd

2015

2. Himpunan Mahasiswa Kimia

(HIMKA)

Jabatan staff akademik Tahun 2015

sd 2016

3. Ikatan Himpunan Mahasiswa Kimia

Indonesia (IKAHIMKI)

Jabatan Staff Litbang Tahun 2017

4. Dewan Eksekutif Mahasiswa Tingkat

Universitas (DEMA-U)

Jabatan Staff Pendidikan Tahun 2017

PENGALAMAN KERJA

1. Praktek Kerja Lapangan (PKL) : PT Pupuk Kujang Cikampek/

november 2013 – Maret 2014 Judul

PKL Analisis Cooling Water

2. Praktek Kerja Lapangan (PKL) : PT Pupuk Kujang Cikampek/ Januari

2017 – Februari 2017 Judul PKL

Pemanfaatan Limbah Bahan Baku

Pupuk Organik Sebagai Bahan

Campuran Pupuk Buatan

3. Penelitian : Pusat Penelitian Bioteknologi, Lipi/

Oktober 2017 – Januari 2018

Judul Penelitian Produksi Lipid dan

Karakterisasi Asam Lemak