PENELITIAN MIKROALGAE LAUT JENIS Spirulina platensis DAN Nannochloropsis SEBAGAI SUMBER BIODIESEL Sri Amini dan Sugiyono Peneliti Balai Besar Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan Perikanan Jakarta 2008

ABSTRAK Spirulina platensis dan Nannochloropsis merupakan ganggang halus laut yang selama ini dikenal sebagai tumbuhan nabati laut.. Pada akhir-akhir ini muncul beberapa alternatif untuk mencari bahan baku biodiesel sebagai sumber minyak nabati yang dapat dimanfaatkan sebagai biodiesel dari beberapa jenis mikroalgae (ganggang halus laut). Penelitian kandungan minyak pada Spirulina platensis dan Nannochloropsis dilakukan dengan menggunakan cara Bligh and Dyers yang telah dimodifikasi oleh Jeffries dalam Parsons,1984.. Hasil penelitian menunjukkan kandungan minyak Spirulina platensis tertinggi = 2,06 % sedangkan Nannochloropsis tertinggi = 3,28 % dengan produksi biomassa kering menggunakan pupuk teknis Urea,TSP dan ZA.

PENDAHULUAN Sumber energi yang selalu dimanfaatkan pada saat ini terdiri dari minyak dan gas bumi selain energi yang diperoleh dari pasang surut, gelombang laut dan perbedaan suhu air laut. Energi terbaru seperti energi angin,energi surya,panas bumi,mini hidro saat ini sudah mulai berkembang tetapi biaya produksinya masih cukup tinggi. Oleh sebab itu dengan kemajuan bioteknologi perlu terobosan baru dibidang kelautan dengan memanfaatkan bio massa biota laut sebagai sumber energi. Mikroalga merupakan mikroorganisme atau jasad renik dengan tingkat organisasi selnya termasuk ke dalam tumbuhan tingkat rendah. mikroalga dikelompokkan ke dalam Filum Talofita karena tidak memiliki akar, batang dan daun sejati (semu). Namun mikroalga ini memiliki zat warna hijau daun (pigmen klorofil) yang mampu melakukan fotosintesis dengan bantuan air (H2O), CO2 dan sinar matahari yang dapat mengubah energi kinetik menjadi energi kimiawi dalam bentuk biomassa atau yang lebih dikenal dengan karbohidrat. Bentuk sel mikroalga beragam, ada yang berbentuk bulat, lonjong, memanjang seperti benang, bercabang atau tidak hingga berbentuk tidak beraturan yang hidup berkelompok dan tersebar diperairan. Mikroalga tidak hanya bersifat sebagai fitoplankton, juga bersifat sebagai banthos yang artinya hidup bermigrasi di dasar perairan, sebagai perifiton, mikroalga menempel pada benda-benda melayang di perairan atau pada tumbuhan air, sebagai neuston, mikroalga hidup di permukaan perairan. Sebagai Sumber Daya Hayati (SDH) perairan, mikroalga lebih dikenal dengan sebutan fitoplankton. Fitoplankton adalah plankton yang berklorofil dan hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop. Fitoplankton adalah mikroorganisme nabati yang hidup melayang-layang di dalam air, relatif tidak mempunyai daya gerak sehingga keberadaannya dipengaruhi oleh gerakan air serta mampu

berfotosintesis. Dalam struktur piramida makanan, fitoplankton sangatlah penting karena menempati posisi sebagai produksi primer mengandung nutrisi yang tinggi terdiri dari protein, karbohidrat dan lemak. Sebagai dasar mata rantai pada siklus makanan di laut, fitoplankton menjadi makanan alami bagi zooplankton baik yang masih kecil maupun yang sudah dewasa. Selain itu fitoplankton juga digunakan sebagi indikator kesuburan suatu perairan (Kabinawa,2001). Alga biasanya diklasifikasikan berdasarkan komposisi pigmen, jumlah dan jenis flagelnya. Alga dengan satu atau lebih flagel bersifat motil. Dilihat dari komposisi nutrisinya, mikroalga mengandung banyak protein dan sedikit asam nukleat (Tabel 1). Tabel 1. Komposisi Nutrisi Mikroalga Komposisi Kimia Jumlah (%) Protein 30 55 Karbohidrat 10 30 Lemak 10 25 Mineral 10 40 Asam nukleat 46 Sumber : Pranayogi, D. (2003) Secara teoritis, produksi biodiesel dari alga dapat menjadi solusi yang realistik untuk mengganti solar.. Ada jenis alga yang memiliki komponen fatty acids lebih dari 40%. Dari komponen fatty acids inilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi biodiesel. Biodiesel dari mikroalga hampir mirip dengan biodiesel yang diproduksi dari tumbuhan penghasil minyak (jarak pagar, sawit, dll) sebab semua biodiesel diproduksi menggunakan triglycerides (biasa disebut lemak) dari minyak nabati/alga. Mikroalga memproduksi banyak polyunsaturates, dimana semakin tinggi kandungan lemak asam polyunsaturates akan mengurangi kestabilan biodiesel yang dihasilkan. Di lain pihak, polyunsaturates memiliki titik cair yang lebih rendah dibandingkan monounsaturates sehingga biodiesel alga akan lebih baik pada cuaca dingin dibandingkan jenis bioIII - 1

feedstock yang lain. Pada penelitian ini dilakukan ekstraksi minyak mikroalgae dari jenis Spirulina platensis dan Nannochloropsis untuk mengetahui berapa kandungan minyaknya. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan bahwa kedua jenis mikroalgae tersebut mudah dibudidayakan dan banyak tersebar diperairan Indonesia serta tahan terhadap kontaminan.. BAHAN DAN METODE Kultur massal Spirulina platensis dan Nannochloropsis dilakukan di bak-bak fiber ukuran 0,5 ton sebanyak 3 buah pada masing-masing jenis dengan pencahayaan sinar matahari untuk proses fotosintesis, media air laut bersalinitas 15 ppt. Pupuk sebagai faktor penunjang pertumbuhan sel secara normal diperlukan minimal 16 unsur di dalamnya dan harus ada 3 unsur mutlak, yaitu nitrogen, fosfor dan kalium (Adhikari,2004, Higgins,2004 dan Manahan,1984 ). Disini yang digunakan adalah pupuk anorganik merupakan pupuk buatan, urea, NPK dan TSP. Dosis pupuk yang digunakan terdiri dari Urea 150 ppm, NPK 10 ppm,, ZA 10 ppm dan Fe Cl3 3 ppm.(Amini,2005, Kadek,1999 dan Sapto,dkk, 2003 ). Sterilisasi media air laut dilakukan dengan menggunakan kaporit sebanyak 10 ppm diaerasi terus menerus selama 24 jam, kemudian baru digunakan sebagai media kultur dengan inokulasi biakan murni Spirulina platensis dan Nannochloropsis yang

diperoleh dari hasil kultur skala laboratorium (in door culture). Untuk menghomogenkan media kultur diberi aerator secukupnya. Pertumbuhan kepadatan sel dihitung dengan menggunakan SRC (Sedwigt Raffter Counter) untuk Spirulina platensis dan haemocytometer untuk Nannochloropsis diletakkan didalam mikroskop. Pemanenan Spirulina platensis dan Nannochloropsis dilakukan pada umur 10 hari kultur Laju Pertumbuhan sel dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Oh-Hama dan Miyachi,1992 ) : k = Log 10 N/No X 3.22 T - To

Dimana : N adalah jumlah sel pada waktu T dan No adalah jumlah sel awal nilai 3,22 merupakan factor koreksi. Analisa kandungan minyak mikroalgae dilakukan dengan menggunakan metoda Bligh and Dryer dimodifikasi oleh Jeffries dalam Parsons dkk,1984. HASIL PENELITIAN Produksi biomassa Spirulina platensis dan Nannochloropsis yang telah dibudidayakan didalam bak-bak dipanen pada umur 10 hari dengan pertumbuhan sel dapat dilihat pada gambar 1 dan Lampiran 1.

8 7 Log sel/m L 6 5 4 3 2 1 0 1 3 5 HariSpirulina Nannochloropsis

7

9

11

Gambar 1. Pertumbuhan sel/ml Umur Pertumbuhan sel mikroalgae selama 10 hari menunjukkan nilai maksimum Spirulina platensis = log 5,1 sel/ml dan Nannochloropsis = log 7,0 sel/ml pada hari ke 7. Sel Spirulina platensis mempunyai ukuran 1 coccoid panjangnya 10 20 um, sedangkan Nannochloropsis berukuran 3 5 um. Sedangkan laju pertumbuhan (k) kedua jenis mikroalgae dapat dilihat pada gambar 2. Laju pertumbuhan tertinggi masing-masing terjadi pada umur kultivasi mikroalgae pada hari ke 3 pada Spirulina platensis (k= 1,82) dan Nannochloropsis (k=1,60). Pada fase pertumbuhan menuju fase konstan laju pertumbuhan sel semakin menurun.

III - 2

2 1,8 1,6 1,4 1,2K

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 3 5 7Hari

9

11

13

Spirulina platensis

Nannochloropsis

Gambar 2. Laju pertumbuhan (k) Mikroalgae Hasil panen biomassa Spirulina platensis dan Nannochloropsis pada umur 10 hari pemeliharaan dianalisa kandungan minyaknya masing-masing dalam bentuk biomassa kering ( kadar air rata-rata 10 %), setengah kering (kadar air 50 %) dan basah (kadar air 100%). Hasil ekstraksi minyak dengan menggunakan metoda Bligh and Dryer menunjukkan hasil sebagai berikut pada tabel 2. Tabel 2. Rata-rata kandungan minyak biomassa Mikroalgae (%) Setengah Jenis Kering Basah Kering Spirulina 2,06 0,50 0,20 platensis Nannocholropsis 3,28 1,00 0,30 Rendeman biomassa Spirulina platensis basah menjadi kering dengan kadar air 10 % sebesar 10 - 17 %. Sedangkan rendeman Nannochloropsis basah menjadi kering dengan kadar air 10 % sebesar 20 22 %. Pengeringan dilakukan dengan matahari memerlukan waktu 2 hari dengan ketebalan biomassa 1 2 cm. Melihat hasil rendeman biomassa mikroalgae tersebut diatas kalau dikonversi berat kering dengan hasil kandungan minyaknya dapat diperoleh 1 kg Spirulina platensis kering menghasilkan minyak nabati 20,10 ml, Nannochloropsis kering menghasilkan 32,8 ml per kg. Bila dilihat dari hasil ini untuk komersialisasi minyak dari mikroalgae masih belum optimum dan harus dicarikan jalan lain yaitu bagaimana cara mengkultur mikroalgae supaya dapat meningkatkan kandungan minyaknya. Chisti (2007) menyatakan penelitiaanya bahwa kandungan minyak Nannochloropsis mencapai 31 68 % dengan kultur didalam bioreaktor dengan penambahan CO2. Oleh sebab itu perlu diteliti lebih lanjut usaha budidaya dengan menggunakan CO2 untuk meningkatkan kandungan minyaknya. Selain hal tersebut diatas harus dicarikan metoda yang tepat untuk ekstraksi minyak nabati dari mikroalgae. KESIMPULAN DAN SARAN Hasil penelitian menunjukkan pertumbuhan mikroalgae Spirulina platensis dan Nannochloropsis terjadi pada umur 7 hari dengan laju pertumbuhan sel masing-masing jenis terdapat pada hari ke 3. Kandungan minyak Spirulina platensis tertinggi pada perlakuan kering yaitu 2, 06 % dan Nannochloropsis = 3,28 %. Perlu budidaya mikroalgae dengan peningkatan CO2 untuk memperoleh kandungan minyak yang tinggi, serta mencari metoda ekstraksi minyak dengan biaya yang murah. DAFTAR PUSTAKA Adhikari,2004. Fertilization, soil and water quality management in small scale ponds: Fertilization requirements and soil properties: 3 hlm. http://www.enach.org/aquaculture/article/oc t-Des2003/fertilizeation.pdf:Diakses tanggal 26 Juli 2003. Amini,S. 2004. Pengaruh umur ganggang halus laut jenis Chlorella,sp dan Dunaliella,sp. terhadap pigmen klorofil dan karotenoid sebagai bahan baku makanan kesehatan. Seminar Nasional & Temu Usaha,Fakultas Pertanian Universitas Sahid,Jakarta. P.229 238. Amini,S.2005, Studi kimia anorganik media budidaya mikroalgae jenis Spirulina,sp sebagai pakan alami biota perairan laut. Buku Perikanan Budidaya Berkelanjutan. Pusat Riset Perikanan Budidaya. Jakarta. P.233-246.

III - 3

Chisti,Y.

2007. Biodiesel from Microalgae. Biotechnology Advances 25. Elsevier Inc.New Zealand P.294 306.

UPT Ditjen Perikanan Budidaya, Yogyakarta 11 14 September.12 p. Lampiran 1. Rata-rata Kepadatan sel/ml (Log sel/ml) Hari Spirulina 1 3 5 7 9 11 3.7 4.2 4.6 5.1 5.1 5.1 Jenis Nannochloropsis 6.3 6.6 6.8 7 7 6.8

Higgins, J. 2004. Are fertilizers polluting our water supply. http://www.agosa.org/agcsaarticles 4.htm. Diakses tanggal 26 Juli 2004. Kabinawa. I. N. K. 2001 Mikroalga Sebagai Sumber Daya Hayati (SDH) Perairan dalam Perspektif Bioteknologi.Puslitbang Bioteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia . Bogor. Hlm. 5 13. Manahan, E. S. 1984. Environmental chemistry. 4 th Edition. Brooks/Cole. Publishing Company. Monterey. 612 p. Oh-Hama ,T. And S.Miyachi., 1992. Chlorella. Micro-Algal Biotechnology. Edited by M.A.Borowitzka and L. J. Borowitzka Cambridge. Univ. Press. 25 p. Parsons, T. R., Maita, Y., Lalli, C. M., 1984. A manual of Chemical and Biological Methods for Seawater Analysis. Pergamon Press.Oxford. p. 75 80. Pranayogi, D. 2003. Studi potensi pigmen klorofil dan karotenoid dari mikroalgae Jenis Chlorophyceae. Universitas Lampung. 59 p. Sapto, A.I.M.,2003. Teknik Penyimpanan dan Kegunaan Nata de Nanno.Pertemuan Lintas

III - 4