skripsi pengaruh intensitas cahaya terhadap
Post on 28-Jan-2017
267 Views
Preview:
TRANSCRIPT
SKRIPSI
PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN
KAROTENOID Chlorella sp.
Oleh:
AGUS PARIAWAN
LAMONGAN – JAWA TIMUR
FAKULTAS PERIKANAN DAN KELAUTAN
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2014
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
SKRIPSI
PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN
KAROTENOID Chlorella sp.
sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan pada
Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga
Oleh :
AGUS PARIAWAN
NIM. 141011010
Menyetujui,
Komisi Pembimbing,
Pembimbing Pertama Pembimbing Kedua
Sudarno, Ir., M.Kes. Rahayu Kusdarwati, Ir., M.Si.
NIP. 19550713 198601 1 001 NIP. 19591022 198601 2 001
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
SKRIPSI
PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN
KAROTENOID Chlorella sp.
sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan pada
Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga
Oleh :
AGUS PARIAWAN
NIM. 141011010
Telah diuji pada
Tanggal : 17 Juli 2014
KOMISI PENGUJI SKRIPSI
Ketua : Moch. Amin Alamsjah, Ir., M.Si., Ph.D
Anggota : Dr. Endang Dewi Masithah, Ir., MP.
Sapto Andriyono, S. Pi., M.T.
Sudarno, Ir., M. Kes.
Rahayu Kusdarwati, Ir., M.Si.
Surabaya,
Fakultas Perikanan dan Kelautan
Universitas Airlangga
Dekan,
Prof. Dr. Hj. Sri Subekti, drh., DEA.
NIP. 19520517 197803 2 001
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya :
N a m a : Agus Pariawan
N I M : 141011010
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang berjudul :
PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN
KAROTENOID Chlorella sp.
adalah benar hasil karya saya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya dalam
skripsi tersebut diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam daftar pustaka.
Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia
menerima sanksi akademik yang berlaku di Universitas Airlangga, termasuk
berupa pencabutan gelar kesarjanaan yang telah saya peroleh.
Demikian surat pernyataan yang saya buat ini tanpa ada unsur paksaan dari
siapapun dan dipergunakan sebagaimana mestinya.
Surabaya, 20 Juli 2014
Yang membuat pernyataan,
Agus Pariawan
----------------------
NIM.141011010
Materei
Rp. 6.000,-
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
RINGKASAN
AGUS PARIAWAN. Pengaruh Intensitas Cahaya terhadap Kandungan
Karotenoid Chlorella sp. Dosen Pembimbing: Sudarno, Ir., M.Kes. dan
Rahayu Kusdarwati, Ir., M.Si.
Karotenoid adalah pigmen tumbuhan yang terdiri dari 40 atom karbon per
molekul (Tetraterpenoid). Karotenoid berfungsi untuk memberi warna pada ikan
dan juga bermanfaat bagi kesehatan manusia. Chlorella sp. didominasi oleh warna
hijau (chlorophyll), selain itu Chlorella sp. juga mengandung karotenoid lutein.
Intensitas cahaya mampu meningkatkan level mRNA carotenoid hydroxylase
(CH) dan phytoene synthase (PSY). Dengan meningkatnya level mRNA
carotenoid hydroxylase (CH) dan phytoene synthase (PSY) maka phytoene yang
merupakan penyusun karotenoid juga meningkat. Meningkatnya phytoene dapat
mempengaruhi meningkatnya karotenoid yang disintesis. Cahaya dapat
menyebakan naiknya produk fotosintesis. Cahaya dapat menyebakan
meningkatkan ATP yang dihasilkan pada fotosintesis, sehingga mempercepat
metabolisme sel.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh intensitas cahaya
yang berbeda terhadap kandungan karotenoid Chlorella sp. serta untuk
mengetahui intensitas cahaya yang mampu menghasilkan karotenoid paling tinggi.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen (percobaan) dengan rancangan
acak lengkap. Terdapat empat perlakuan pencahayaan (A=500 lux, B=3.700 lux,
C=7.400 lux dan D=11.700 lux) dan 5 ulangan sehingga terdapat 20 satuan
percobaan. Hasil penelitian menunjukan bahwa kandungan karotenoid tertinggi
terdapat pada perlakuan C (0,298080 µg/ml), disusul perlakuan B (0,255392
µg/ml) kemudian perlakuan D (0,220056 µg/ml). Kandungan karotenoid terendah
terdapat pada perlakuan A (0,207552 µg/ml). Hasil analysis of variance (ANOVA)
menunjukkan bahwa setiap perlakuan intensitas cahaya memberikan pengaruh
yang berbeda nyata terhadap kandungan karotenoid Chlorella sp. (p<0,05).
SUMMARY
iv
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
AGUS PARIAWAN. Effect of Light Intensity on the Carotenoid Content of
Chlorella sp. Advisor: Sudarno, Ir., M.Kes. and Rahayu Kusdarwati, Ir.,
M.Si.
Carotenoids are plant pigments which consists of 40 carbon atoms per
molecule (Tetraterpenoid). Carotenoids function are for pigmentation of fishes,
furthermore it also beneficial to human health. Chlorella sp. dominated by green
pigment (chlorophyll), but its so had carotenoid lutein. Light intensity increase of
carotenoid hydroxylase mRNA levels (CH) and phytoene synthase (PSY).
Increased of mRNA levels of carotenoid hydroxylase (CH) and phytoene synthase
(PSY) simultaneous increased of phytoene. The inclined of phytoene stimulate
carotenoid synthesized. High light intensity stimulate increase of photosynthesis
product. Hight light intensity stimulate increase of Adenosin Triphospat (ATP), so
it increased of metabolism rate.
The purpose of this study was to determine the effect of different light
intensities on the carotenoid content of Chlorella sp. and to determine light
intensity is capable of producing the highest carotenoid. This study used an
experimental method with a completely randomized design. There are four light
treatments (A = 500 lux, B = 3700 lux, C = 7400 lux and D = 11700 lux) and five
replications so that there are 20 experimental units. The results showed that the
highest carotenoid content found in treatment C (0.298080 g/ml), followed by
treatment B (0.255392 g/ml) and than treatment D (0.220056 g/ml). Lowest
carotenoid content contained on treatment A (0.207552 g/ml). Results of analysis
of variance (ANOVA) showed that the light intensity of each treatment were
significantly different effect on carotenoid content of Chlorella sp. (P <0.05).
v
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
KATA PENGANTAR
Segala Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha
Pengasih dan Penyayang, oleh karena rahmat-Nya penulis telah menyelesaikan
penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penulisan ini tidak terlepas dari
dukungan moril dan materil dari semua pihak. Melalui kesempatan ini, dengan
kerendahan hati, perkenankan penulis menghaturkan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada :
1. Dosen Pembimbing, Bapak Sudarno, Ir., M.Kes dan Ibu Rahayu
Kusdarwati, Ir., M.Si, yang telah memberikan saran dan nasehat yang
berguna bagi penulis selama penyusunan skripsi ini.
2. Dosen penguji, Bapak Moch. Amin Alamsjah, Ir., M.Si., Ph.D, Ibu Dr.
Endang Dewi Masithah, Ir., MP. dan Bapak Sapto Andriyono, S.Pi., M.T.,
yang telah memberi banyak masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
3. Dekan Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga, Ibu Prof.
Dr. Hj. Sri Subekti, drh., DEA.
4. Ibunda dan Ayahanda tercinta, Ngadiso dan Partik yang senantiasa
memberikan semangat dan dukungan do’a selama penyusunan skripsi ini.
5. Teman-teman angkatan 2010 yang senantiasa memberi semangat dan
dukungan penulis untuk menyelesaikan penyusunan skripsi ini.
6. Teman-teman SKI BEM FPK UA, teman-teman PPSDMS, kawan-kawan
kontrakan Umar dan BEM FPK UA 2013 yang telah memberikan
semangat.
vi
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
7. Teman-teman yang dengan sukarela meminjamkan laptopnya untuk
penulisan skripsi ini.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan
penyelesaian skripsi ini.
Semoga Allah Yang Maha Pengasih dan Penyayang melimpahkan berkah-
Nya, atas segala bantuan dan kebaikan yang telah diberikan oleh semua
pihak kepada penulis
Surabaya, Juli 2014
Penulis
vii
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN .................................................................................................. iv
SUMMARY ..................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xii
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................... 3
1.3 Tujuan ................................................................................................. 4
1.4 Manfaat .............................................................................................. 4
II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Klasifikasi Chlorella sp....................................................................... 5
2.2 Struktur dan morfologi Chlorella sp. .................................................. 6
2.3 Habitat ................................................................................................. 7
2.4 Pertumbuhan Chlorella sp................................................................... 8
2.5 Media Kultur ....................................................................................... 10
2.6 Intensitas Cahaya ................................................................................ 11
2.7 Karotenoid ........................................................................................... 13
2.8 Faktor-faktor Pembentuk Karotenoid ................................................. 16
III KERANGKA KONSEP
3.1 Kerangka Konseptual ......................................................................... 20
3.2 Hipotesis ............................................................................................. 23
viii
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
IV METODOLOGI
4.1 Tempat dan Waktu .............................................................................. 24
4.2 Materi Penelitian
4.2.1 Peralatan Penelitian ................................................................... 24
4.2.2 Bahan Penelitian ........................................................................ 24
4.3 Metode Penelitian
4.3.1 Rancangan Penelitian ................................................................ 25
4.3.2 Prosedur Kerja ........................................................................... 26
4.3.3 Parameter ................................................................................... 31
4.3.4 Analisa Data ............................................................................... 31
V HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Hasil .................................................................................................... 32
5.1.1 Kandungan Karotenoid ............................................................. 32
5.1.2 Populasi Chlorella sp. ............................................................... 34
5.1.3 Analisis Korelasi Eksponensial Kandungan Karotenoid dengan
Kepadatan populasi Chlorella sp. ............................................. 36
5.1.4 Kualitas Air ............................................................................... 36
5.2 Pembahasan ......................................................................................... 37
VI SIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan ......................................................................................... 46
6.2 Saran .................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 47
LAMPIRAN ..................................................................................................... 51
ix
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Kandungan Walne ...................................................................................... 11
5.1 Hasil rata-rata kandungan karotenoid Chlorella sp.................................... 32
5.2 Hasil rata-rata kepadatan populasi Chlorella sp. ....................................... 35
5.3 Kisaran nilai kualitas air............................................................................. 37
x
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1. Chlorella sp. .............................................................................................. 5
2.2 Intensitas cahaya (Illuminance)................................................................. 12
2.3 Steradian dan solid angel .......................................................................... 12
..........................................................................................................................
2.4. Struktur beberapa karotenoid .................................................................... 14
3.1. Kerangka konseptual penelitian ................................................................ 22
4.1. Denah penempatan perlakuan ................................................................... 25
..........................................................................................................................
4.2. Diagram alir penelitian .............................................................................. 26
5.1 Grafik kandungan karotenoid Chlorella sp. .............................................. 33
5.2 Grafik pertumbuhan Chlorella sp.. ........................................................... 35
5.3 Analisis korelasi eksponensial kandungan karotenoid dengan kepadatan
populasi Chlorella sp.. .............................................................................. 36
5.4 Pengaruh suhu terhadap rekasi enzim ....................................................... 43
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Kandungan karotenoid Chlorella sp. (µg/ml). ............................................. 51
2. Kepadatan populasi Chlorella sp. (per unit percobaan) ............................... 52
3. Kisaran suhu per hari, kisaran salinitas per hari
dan kisaran pH per hari ............................................................................... 53
4. SPSS kandungan karotenoid ........................................................................ 54
5. SPSS kepadatan populasi Chlorella sp. selama 6 hari ................................. 57
6. Gambar kegiatan penelitian ......................................................................... 63
xi
xii
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Karotenoid adalah pigmen tumbuhan yang terdiri dari 40 atom karbon per
molekul (Tetraterpenoid) (Britton et al, 2008 dalam Biolab Medical Unit, 2010).
Lebih dari 750 struktur karotenoid ditemukan di alam yaitu pada tumbuhan darat,
algae, bakteri termasuk cyanobacteria dan bakteri fotosintesis, archaea, jamur
dan hewan (Britton et al., 2004 dalam Takaichi, 2011).
Karotenoid berfungsi untuk memberi warna pada kulit ikan (Britton, 1976
dalam Siegler, 1998). Pewarnaan sangat penting bagi hewan akuakultur seperti
pewarnaan merah dan kuning pada ikan, pewarnaan pada daging ikan salmon,
pada eksoskeleton dan otot epitelium udang maupun lobster serta pada karapas
krustacea lain (Sigurgisladottir et al.,1997 dalam Bjerkeng, 2000). Pewarnaan
akan meningkatkan nilai ekonomis ikan di pasar. Karotenoid juga bermanfaat bagi
kesehatan manusia. Karotenoid mampu meningkatkan respon imun serta mampu
mereduksi resiko kanker, penyakit jantung dan katarak (Amstrog, 1997 dalam
Rodriguez-Amaya and Kimura, 2004).
Terdapat dua macam karotenoid yang digunakan dalam budidaya perairan
yaitu sintetik dan alami. Turunan karotenoid alami diantaranya zeaxanthin, lutein,
α-caroten, β-caroten, cryptoxanthin dan lain-lain, sedangkan untuk karoten
sintetik hanya ada β-caroten. Selama proses pembuatan karoten sintetis
digunakan pelarut petrokimia dan pelarut organik komplek lainnya, yang mana ini
menyebabkan residu pada ikan. Karotenoid sintetik juga sangat mahal dan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
penggunaannya dalam formula pakan ikan sangat terbatas sesuai dengan spesies
masing-masing. (Gupta et al., 2007).
Chlorella sp. merupakan produsen dalam rantai makanan makhluk hidup
yang kaya gizi (Merizawati, 2008). Chlorella sp. adalah organisme kosmopolit.
Alga ini mampu tumbuh pada salinitas 0 – 35 ppt. Chlorella sp. masih dapat
bertahan hidup pada suhu 40oC. Rentang suhu antara 25o-30oC merupakan suhu
yang optimal untuk pertumbuhan (Alim dan Kurniastuty, 1995 dalam Merizawati,
2008). Chlorela sp. dengan sifatnya yang seperti di atas sangat cocok untuk
dikembangan di Indonesia.
Chlorella sp. didominasi oleh warna hijau (chlorophyll), selain itu
Chlorella sp. juga mengandung karotenoid lutein (Shi et al., 2002 dalam Geetha
et al., 2010). Dalam proses fotosintesis, karotenoid dan klorofil dibutuhkan oleh
rantai peptida untuk membentuk pigmen protein komplek pada membran tilakoid
(Neilson and Durnford, 2010 dalam Takaichi, 2011). Karotenogenesis pada
Haematococcus pluvialis diinduksi dengan penambahan NaCl (0,2 dan 0,8 %),
perlakuan intensitas cahaya yang tinggi (150 µmol/m2/s atau 11.700 lux) dan
pengurangan nitrogen (Cifuentes et al., 2003). Pada kondisi lingkungan yang
memicu stres (intensitas cahaya yang tinggi, radiasi UV dan kurangnya nutrisi),
beberapa Chlorophyceae (Heamatococcus, Chlorella dan Scenedesmus)
mengakumulasi ketokarotenoid, canthaxanthin dan astaxanthin. Karotenogenesis
ini disintesis oleh kombinasi β-carotene hydroxylase gene (CrtR-b) dan β-karoten
ketolase (CtrW, BKT) (Lemione and Schoefs, 2010 dalam Takaichi, 2011).
2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Enzim yang berpengaruh dalam biosintesis karotenoid yaitu phytoene
synthase (PSY), phytoene desaturase (PDS), ζ-carotene desaturase (ZDS),
lycopene cyclase (LCYB), β-carotene ketolase dan carotenoid hydroxylase (CH)
(Cunningham and Gantt, 1998 dalam Steinbrenner and Linden, 2001). Intensitas
cahaya mampu meningkatkan level mRNA carotenoid hydroxylase (CH) dan
phytoene synthase (PSY) (Steinbrenner and Linden, 2001). Dengan meningkatnya
level mRNA carotenoid hydroxylase (CH) dan phytoene synthase (PSY) maka
phytoene yang merupakan penyusun karotenoid juga meningkat. Meningkatnya
phytoene dapat mempengaruhi meningkatnya karotenoid yang disintesis.
Cahaya dapat menyebabkan naiknya produk fotosintesis (Peel and
Wveatherly, 1962 dalam Servaites and Geiger, 1974). Cahaya dapat
menyebabkan meningkatkan Adenosine Triphosphate (ATP) yang dihasilkan
pada fotosintesis (Plaut and Reinhold, 1969 dalam Servaites and Geiger, 1974).
Berdasarkan latar belakang tersebut, perlu dilakukan penelitian tentang
pengaruh intensitas cahaya terhadap kandungan karotenoid Chlorella sp.
1.2 Perumusan Masalah
1. Apakah intensitas cahaya yang berbeda, berpengaruh terhadap kandungan
karotenoid Chlorella sp.?
2. Berapakah intensitas cahaya yang mampu menghasilkan karotenoid paling
tinggi?
3
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
1.3 Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk
1. Mengetahui pengaruh intensitas cahaya yang berbeda terhadap kandungan
karotenoid Chlorella sp.
2. Mengetahui intensitas cahaya yang mampu menghasilkan karotenoid
paling tinggi.
1.4 Manfaat
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah dapat memberikan informasi
tentang pengaruh intensitas cahaya yang berbeda terhadap kandungan karotenoid
Chlorella sp. serta nilai intensitas cahaya yang mampu menghasilkan karotenoid
paling tinggi. Informasi ini nantinya bisa digunakan oleh masyarakat luas pada
umumnya dan khususnya sektor privat untuk pedoman budidaya Chlorella sp.
sebagai produsen karotenoid. Diharapkan hasil penelitian ini dapat dikembangkan
lebih lanjut.
4
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Klasifikasi Chlorella sp.
Menurut Bougis (1979) dalam Merizawati (2008) Chlorella sp. termasuk dalam :
Filum : Chlorophyta
Kelas : Chlorophyceae
Ordo : Chlorococcales
Famili : Chlorellaceae
Genus : Chlorella
Spesies : Chlorella sp.
Gambar 2.1. Chlorella sp. (Sumber: http://ccala.butbn.cas.cz, diakses Desember 2013)
Alga hijau atau Chlorophyta, merupakan yang terbesar diantara semua
filum alga. Mereka digolongkan sebagai alga hijau karena warna hijau yang
merupakan gabungan pigmen klorofil a dan b, karoten (α, β dan γ) dan beberapa
xantophylls (Goodwin, 1974 dalam Happey-Wood, 1988). Diantara semua alga,
Chlorophyta adalah yang paling dekat hubungannya dengan tanaman tingkat
tinggi. Hal ini berdasarkan kemiripannya dalam pigmen fotosintesis, penyimpanan
tepung dan struktur organel kloroplas (adanya tumpukan lamella fotosintesis
seperti grana dan zona intergrana) (Bisulputra, 1974 dalam Happey-Wood, 1988).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
2.2 Struktur dan morfologi Chlorella sp.
Chlorella sp. adalah salah satu jenis mikroalga yang mengandung klorofil
serta pigmen lainnya untuk melakukan fotosintesis. Kata Chlorella berasal
dari bahasa latin yaitu ”Chloros” yang berarti hijau dan ”ella” yang berarti kecil.
Chlorella sp. merupakan pakan dasar biota yang ada di perairan termasuk ikan.
Chlorella sp. merupakan produsen dalam rantai makanan makhluk hidup yang
kaya akan gizi. Bentuk sel Chlorella sp. bulat atau bulat telur, merupakan alga
bersel tunggal (uniseluler) dan kadang - kadang bergerombol (Merizawati, 2008).
Warna hijau pada alga ini disebabkan selnya mengandung klorofil a dan b dalam
jumlah yang besar selain itu juga mengandung karoten dan xantofil (Volesky, 1970
dalam Rostini, 2007).
Diameter sel Chlorella sp. berkisar antara 2−8 mikron. Dinding selnya
keras terdiri dari selulosa dan pektin. Sel ini mempunyai protoplasma yang
berbentuk cawan. Chlorella sp. dapat bergerak (motil) tetapi sangat lambat
sehingga pada pengamatan seakan-akan tidak bergerak (non motil) (Merizawati,
2008).
Kelimpahan fitoplankton didefinisikan sebagai jumlah individu
fitoplankton persatuan volume. Fitoplankton merupakan tumbuhan yang
paling banyak ditemukan di perairan, tetapi karena ukurannya mikroskopis
sehingga sulit dilihat tanpa alat bantu penglihatan. Konsentrasinya bisa mencapai
ribuan hingga jutaan sel per liter air. Jumlah individu fitoplankton berlimpah pada
lokasi tertentu, sedangkan pada lokasi lain di perairan yang sama jumlahnya
sedikit (Merizawati, 2008). Distribusi fitoplankton di perairan yang tidak
6
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
homogen ini disebabkan oleh arus, unsur hara, dan aktifitas pemangsaan
(Merizawati, 2008).
Absorbansi Chlorella sp. diukur menggunakan spektrofotometer dengan
panjang gelombang ultraviolet dan cahaya tampak. Dari hasil pengukuran
diperoleh bahwa Chlorella sp. memiliki nilai absorbansi yang tinggi untuk
panjang gelombang 687 nanometer dan 490 nanometer (Merizawati, 2008).
2.3 Habitat
Chlorella sp. dapat tumbuh di semua tempat (kosmopolit), kecuali pada
tempat yang sangat kritis bagi kehidupan. Alga ini mampu tumbuh pada salinitas
0-35 ppt. Salinitas 10-20 ppt merupakan salinitas optimum
untuk pertumbuhannya. Chlorella sp. masih dapat bertahan hidup pada suhu
40oC. Rentang suhu antara 25o–30oC merupakan suhu yang optimal untuk
pertumbuhan. Chlorella sp. bereproduksi secara aseksual dengan pembelahan sel
dan pemisahan autospora dari sel induknya (Alim dan Kurniastuty, 1995 dalam
Merizawati, 2008).
Kebanyakan spesies Chlorella mampu tumbuh menggunakan fotosintetik
atau pada kondisi dimana tidak terdapat cahaya dengan mengambil bahan organik
secara langsung dari mediumnya. Selain itu, beberapa spesies Chlorella dapat
tumbuh baik pada air tawar maupun air laut (Hoff and Snell, 1989 dalam Shah et
al., 2003). Chlorella secara umum merupakan genus air tawar, namun beberapa
spesies mampu beradaptasi pada suhu dan salinitas dengan rentang yang lebar
serta dapat dikultur pada air laut yang diperkaya dengan pupuk (Wilkerson, 1998
dalam Shah et al., 2003).
7
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Ordo chlorococcales kurang memiliki daya mengapung dan tidak memiliki
flagella sehingga membuatnya tidak dapat bergerak secara aktif. Oleh karena itu
Chlorococcales tergantung pada turbulensi air yang mempertahankannya tetap
tersuspensi. Pada saat stratifikasi suhu stabil, sel atau koloni cenderung
mengendap. Ketika rata-rata pertumbuhan sel yang bertahan pada zona eupotik
lebih besar daripada rata-rata populasi yang hilang karena pengendapan, maka
kondisi itu disebut dengan pertumbuhan yang ditunjukan oleh kenaikan populasi
fitoplankton. Pertumbuhan pada alga tergantung pada perubahan yang seimbang
antara fotosintesis (terwujud dengan peningkatan sel) dan proses metabolisme
(respirasi dan sedimentasi pada populasi) (Happey-Wood, 1988).
Penyebaran populasi tergantung pada turbulensi air pada zona epilimnion.
Bantuk sel dan keberadaan getah (perekat cair) akan cenderung mengurangi
hilangnya populasi karena sedimentasi (Happey-Wood, 1988).
2.4 Pertumbuhan Chlorella sp.
Pertumbuhan fitoplankton dalam kultur dapat ditandai dengan bertambah
besarnya ukuran sel atau bertambah banyaknya jumlah sel yang secara langsung
akan berpengaruh terhadap kepadatan fitoplankton (Isnansetyo dan Kurniastuty,
1995). Pada awal kultur, sel beradaptasi dengan medium baru, bersiap untuk
mulai tumbuh dan bersiap memulai pembelahan sel. Fase ini disebut lag fase,
yang lamanya tergantung pada kepadatan inokulum, spesies alga. Sel alga
kemudian membela dengan cepat sehingga populasinya meningkat secara
logaritmik. Ini disebut fase pertumbuhan eksponensial. Fase eksponensial
kemudian diikuti dengan fase stasioner. Pada fase stasioner pembelahan sel
8
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
menurun dan sudah tidak ada lagi penambahan kepadatan sel. Fase stasioner
kemudian diikuti oleh fase senescent, yang mana kepadatan sel menurun
(Creswell, 2010).
Hal yang paling menarik dan paling penting untuk diperhatikan dalam
ekologi fitoplankton air tawar yaitu antara pertumbuhan dan kematian terjadi
secara serentak bersama-sama yang ditengahi (dibatasi) oleh pasokan nutrisi,
pertukaran tropik dan pengadukan (mixing) faktor fisik pada sistem (Reynolds et
al., 1982 dalam Sandgren, 1988).
Sandgren (1988) menyatakan bahwa kebanyakan fitoplankton air tawar
menggabungkan diri menjadi fase istirahat untuk bertahan sebagai strategi
hidupnya. Beberapa percobaannya menyebutkan “Packaging Plans” merupakan
solusi revolusioner atas masalahnya terhadap kondisi stress dan habitat planktonik
yang berubah secara berkala (Sandgren, 1988).
Alga nonmotil mampu mengalami pertumbuhan jika kondisi cahaya dan
turbulensi air dalam kondisi seimbang yang menyebabkan peningkatan kepadatan
populasi lebih tinggi daripada proses kematian atau sedimendasi (Happey-Wood,
1988).
Sze (1993) menyatakan bahwa pertumbuhan populasi fitoplakton
tergantung pada selisih antara sel baru yang dihasilkan dengan rata-rata sel yang
mati. Sel baru yang diproduksi, sebagian besar tergantung pada cahaya dan
ketersediaan nutrisi.
Sutomo (2005), menyatakan bahwa pola pertumbuhan Chlorella sp.
memiliki karakteristik yang sama dengan Chaetoceros gracilis dan Tetraselmis sp.
9
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Chlorella sp. mempunyai daya adaptasi yang cukup cepat dan juga mempunyai
pola pertumbuhan dengan dua puncak populasi. Secara umum pertumbuhan
mikroalga akan menurun setelah mencapai puncak I dan kemudian naik kembali
sampai mencapai puncak II. Pertumbuhan mikroalga akan turun kembali setelah
mencapai puncak II.
Puncak kepadatan Chlorella sp. umumnya dicapai relatif lambat yaitu pada
hari ke 9 atau lebih, kecuali hasil penelitihan Sutomo tahun 1990 pada percobaan
ke 2 yang dicapai pada hari ke 5. Pencapaian puncak kepadatan yang lebih cepat
ini disebabkan karena kepadatan awal pelakuan yang lebih tinggi. Volume air
media pemeliharaan berpengaruh terhadap puncak kepadatan maksimal sel
Chlorella sp. Volume air yang lebih besar akan menghasilkan kepadatan sel
maksimal yang lebih rendah dan sebaliknya (Sutomo, 2005).
2.5 Media Kultur
Air laut merupakan medium komplek yang terdiri beragam senyawa
organik. Mengkultur alga hanya dengan menggunakan air laut kadang-kadang bisa
juga dilakukan. Penambahan medium artifisial untuk optimalisasi hasil budidaya
menjadi penting karena tanpa penambahan beberapa nutrisi dan trace metal, hasil
budidaya biasanya sangat rendah (Harrison and Berges, 2004). Tetelepta (2011)
menggunakan medium Walne untuk mengkultur Chlorella sp. Medium Walne
terdiri dari beragam senyawa (Tabel 2.1.).
Menurut Fulks and Main (1991) dalam Shah et al. (2003), tipe kultur
dapat dibagi menjadi dua yaitu indoor / kultur terkontrol dan outdoor / kultur
terbuka. Terdapat perbedaan pendekatan dalam kultur mikroalga yaitu batch
10
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
culture, semi-continues culture dan continues culture. Batch culture merupakan
metode yang paling konsisten dan dapat diandalkan. Pada metode batch culture,
mikroalga dikultur pada sebuah wadah dan semuanya dipanen keseluruhan ketika
populasinya hampir mencapi kepadatan maksimal.
Tabel 2.1. Kandungan Walne
Stok Bahan Kebutuhan Kegunaan
Trace
metal
Solution
(TMS)
ZnCl2 2,1 g Per 100 ml
CoCl2.6H2O 2 g
(NH4)6Mo7O24.4H2O 0,9 g
CuSO2.5H2O 2 g
Vitamin
Solution
Vitamin B12 10 mg Per 100 ml
Vitamin B1 (Thiamine.HCl) 10 mg
Vitamin H (Biotin) 200 µg
Nutrient
Solution
FeCl3.6H2O 1,3 g Per Liter
MnCl2.4H2O 0,36g
H3BO3 33,6 g
EDTA (DisodiumSalt) 45 g
NaH2PO4.2H2O 20 g
NaNO3 100 g
TMS 1 ml
Sumber : Walne (1970)
2.6 Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya atau illuminance adalah sebuah ukuran fotometri flux per
unit area atau flux density yang terlihat. Illuminance atau intensitas cahaya
dinyatakan dalam lux (lumen per meter persegi) atau foot-candel (lumen per foot
kuadrat) (Ryer, 1998).
11
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Gambar 2.2. Intensitas cahaya (Illuminance) (Ryer, 1998).
Pada gambar diatas (Gambar 2.2.), bola lampu menghasilkan 1 kandela.
Kandela adalah unit dasar pengukuran cahaya. Juga bisa didefinisikan 1 kandela
sumber cahaya memancarkan 1 lumen per steradian ke segala arah. Steradian
adalah sudut padat (solid angel) yang didapat dari inti bola yang memotong
sebuah area persegi pada titik radiusnya. Nilai steradian pada sebuah sinar sama
dengan proyeksi area dibagi kuadrat jarak (Ryer, 1998).
Gamber 2.3. Steradian dan solid angel (Ryer, 1998).
Intensitas cahaya erat hubunganya dengan hukum kuadrat terbalik, yaitu
hubungan antara intensitas cahaya dengan sumber cahaya dan jarak. Ini berarti
12
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
intensitas cahaya bervariasi tergantung jarak penampang dengan sumber cahaya
(Ryer, 1998).
2.7 Karotenoid
Karotenoid adalah pigmen tanaman dengan 40 atom karbon per molekul
(tetraterpenoids) (Britton et al. 2008 dalam Biolab Medical Unit, 2010).
Karotenoid yang berikatan dengan oksigen dikenal dengan sebutan xanthophylls,
sedangkan yang tidak berikatan dengan oksigen dikenal dengan karoten. Pada
tumbuhan, karotenoid bertindak sebagai pigmen tambahan saat fotosintesis dan
juga berfungsi untuk melindungi dari radikal bebas yang dilepaskan dari
chloroplast selama fotosintesis (Miller et al., 1996 dalam Biolab Medical Unit,
2010). Karotenoid juga melindungi tanaman dari foto-oksidatif perusak melalui
disipasi suhu (siklus xanthophyll). Proses ini terjadi ketika eksesif cahaya
meningkatkan pH tilakoid, yang mana aktivitas enzim violaxanthin de-epoxidase
(VDE), mengkonversi violaxanthin menjadi zeaxanthin. Molekul zeaxanthin dan
foton mengubah konformasi di light harvesting complexes (LHC), membantu
disipasi suhu (Baroli and Nigoyi, 2000 dalam Stange and Flores, 2012 ).
Karotenoid yang umumnya ditemukan pada alga coklat adalah β-karoten,
yakni karotenoid yang tidak memiliki atom oksigen dalam strukturnya (Blunt
dkk., 2006 dalam Biranti dkk., 2009). Golongan senyawa karoten sudah dikenal
memiliki aktivitas antitumor yang baik (Clevidence dkk., 1997 dalam Biranti
dkk., 2009). Pada proses fotosintesis, karotenoid dan klorofil keduanya
dibutuhkan oleh rantai peptida untuk membentuk pigmen protein komplek pada
membran tilakoid (Neilson and Durnford, 2010 dalam Takaichi, 2011).
13
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Lebih dari 750 struktur karotenoid ditemukan di alam yaitu pada
tumbuhan darat, algae, bakteri termasuk cyanobacteria dan bakteri fotosintesis,
archaea, jamur dan hewan (Britton et al., 2004 dalam Takaichi, 2011). Berbagai
jenis karotenoid yang ditemukan dari spesies algae telah dipelajari. Struktur
beberapa karotenoid penting dalam algae diilustrasikan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Struktur Beberapa Karotenoid (Takaichi, 2011)
14
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Di antara struktur tersebut, sekitar 30 jenis mungkin memiliki fungsi
dalam fotosintesis, dan lainnya berfungsi untuk akumulasi karotenoid atau
karotenogenesis. Beberapa karotenoid hanya ditemukan di beberapa divisi atau
kelas algae, karena itu, karotenoid dan klorofil juga dapat digunakan sebagai
penanda kemotaksonomi (Rowan, 1989 dalam Takaichi, 2011).
Karotenoid telah banyak ditemukan pada alga. Fucoxanthin ditemukan
pada algae coklat dan diatom. 19'-acyloxyfucoxanthin ditemukan pada
Haptophyta dan Dinophyta. Peridinin hanya ditemukan pada dinoflagellata.
Alloxanthin, crocoxanthin dan monadoxanthin ditemukan pada Cryptophyta.
Diadinoxanthin dan diatoxanthin ditemukan pada Heterokontophyta, Haptophyta,
Dinophyta dan Euglenophyta (Takaichi, 2011).
Karotenoid berfungsi untuk memberi warna pada kulit ikan (Britton, 1976
dalam Siegler, 1998). Pewarnaan sangat penting bagi hewan akuakultur seperti
pewarnaan pada daging ikan salmon, eksoskeleton dan otot epitelium udang,
lobster dan kaparas krustacea lain, integumen merah dan kuning pada ikan
(Sigurgisladottir et al.,1997 dalam Bjerkeng, 2000). Karotenoid juga bermanfaat
bagi kesehatan manusia. Karotenoid mampu meningkatkan respon imun dan
mereduksi resiko kanker, penyakit jantung dan katarak (Amstrog, 1997 dalam
Rodriguez-Amaya and Kimura, 2004).
Pada kondisi lingkungan yang memicu stress (cahaya yang tinggi, radiasi
UV dan kurangnya nutrisi), beberapa Chlorophyceae (Heamatococcus, Chlorella
dan Scenedesmus) mengakumulasi ketokarotenoid, canthaxanthin dan
astaxanthin. Karotenogenesis ini disintesis oleh kombinasi β-karoten hidroxilase
15
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
gene (CrtR-b) dan β-karoten ketolase (CtrW, BKT) (Lemione and Schoefs, 2010
dalam Takaichi, 2011).
Enzim yang berpengaruh dalam biosintesis karotenoid yaitu phytoene
synthase (PSY), phytoene desaturase (PDS), ζ-carotene desaturase (ZDS),
lycopene cyclase (LCYB), β-carotene ketolase, dan carotenoid hydroxylase (CH)
(Cunningham and Gantt, 1998 dalam Steinbrenner and Linden, 2001). Menurut
Steinbrenner and Linden (2001), Intensitas cahya mampu meningkatkan level
mRNA carotenoid hydroxylase (CH) dan phytoene synthase (PSY).
2.8 Faktor-faktor Pembentuk Karotenoid
2.8.1 Cahaya
Pada proses fotosintesis, cahaya diserap oleh pigmen dan dikonversi
menjadi energi kimia ATP dan NADPH, yang mana digunakan untuk mensintesis
bahan organik dari karbondioksida. Cahaya yang digunakan untuk proses
fotosintesis berada pada rentang spektrum elektromagnetik 400-700 nm, yang
biasa disebut photosynthetically active radiation (PAR). Sebuah pigmen secara
selektif mengabsorbsi panjang gelombang PAR tertentu. Pigmen utama pada
semua alga adalah klorofil A, tetapi proses absorsinya juga dibantu oleh pigmen
lain (pigmen asesoris). Pigmen asesoris mengabsorbsi panjang gelombang PAR
yang berbeda dan mentransfer energi cahaya ke klorofil A. Pigmen fotosintetik
berasosiasi dengan protein dalam membran tilakoid untuk membentuk light
harvesting complexes. Masing-masing fotosistem terdiri dari ratusan pigmen-
protein komplek kemudian menyalurkan energi ke pusat reaksi (terdiri dari
klorofil A khusus berikatan dengan unit protein). Dua tipe fotosistem bekerja
16
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
bersama-sama untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH dan mengkonversi ADP
menjadi ATP. Fotosistem I hanya terdiri dari klorofil a saja, sedangkan fotosistem
II terdiri dari klorofil a dan pigmen asesoris. Alga dapat mengatur aliran elektron
pada fotosistem I dan fotosistem II untuk merespon cahaya di lingkungan
sekitarnya sehingga efisiensi fotosintesis tetap terjaga (Chow et al., 1990 dalam
Sze, 1993).
Cahaya yang dipancarkan oleh sinar matahari berfungsi dalam proses
fotosintesis, tetapi hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan untuk
proses fotosintesis tersebut, masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya
terhadap proses fotosintesis terkait dengan jenis pigmen penangkap cahaya.
Semakin banyak cahaya yang diserap pada saat fotosintesis maka spektrum
karotenoid semakin terlihat yaitu peningkatan dan penampakan warna jingga
(Pamungkas dan Kurniady, 2006).
Menurut Cifuentes et al. (2003), karotenogenesis paling baik pada H.
pluvialis dipicu oleh intensitas cahaya yang tinggi. Hal ini hampir sama dengan
hasil penelitian Harker et al. (1996b) dalam Cifuentes et al. (2003) yang
menyatakan bahwa faktor utama yang paling penting pada karotenogenesis alga
yaitu intensitas cahaya yang tinggi. Lebih spesifik Cifuentes et al. (2003)
menyatakan bahwa intensitas cahaya terbaik untuk memicuh karotenogenesi H.
pluvialis adalah 150 µmol/m2/s yang sebelumnya dikultur pada nitrat dengan
intensitas 35 µmol/m2/s. Kandungan karotenoid meningkat dari 1,7 menjadi 4,88
mg/liter dan dari 10 menjadi 25 pg/sel ini sangat signifikan bila dibandingkan
dengan perlakukan yang lain (salinitas dan pengurangan Nitrogen).
17
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Enzim yang berpengaruh dalam biosintesis karotenoid yaitu phytoene
synthase (PSY), phytoene desaturase (PDS), ζ-carotene desaturase (ZDS),
lycopene cyclase (LCYB), β-carotene ketolase, dan carotenoid hydroxylase (CH)
(Cunningham and Gantt, 1998 dalam Steinbrenner and Linden, 2001). Intensitas
cahya mampu meningkatkan level mRNA carotenoid hydroxylase (CH) dan
phytoene synthase (PSY) (Steinbrenner and Linden, 2001). Dengan meningkatnya
level mRNA carotenoid hydroxylase (CH) dan phytoene synthase (PSY) maka
phytoene yang merupakan penyusun karoten juga meningkat. Meningkatnya
phytoene dapat memempengaruhi meningkatnya karotenoid yang disintesis.
2.8.2 Salinitas
Penambahan NaCl dapat menyebabkan kematian (mortalitas 45%), tetapi
pada sel yang hidup (survive) terjadi peningkatan warna merah. Kenaikan total
karotenoid per sel dan kadar astaxantin per berat bersih terjadi ketika dikombinasi
dengan intensitas cahaya tinggi ( 85 µmol/m2/s). Hal ini menunjukan bahwa NaCl
merupakan faktor pemicu karotenogenik pada alga jenis H. pluvialis (Cifuentes et
al., 2003).
Harker et al. (1995) dalam Cifuentes et al. (2003) telah mempelajari
keefektifan penambahan NaCl pada karotenogenesis H. pluvialis strain CCAP
34/7 dan menyatakan bahwa peningkatan astxanthin saat panen terjadi saat
mereka mengkobinasikan kadar NaCl yang lebih rendah dengan intensitas cahaya
yang sangat tinggi ( 1600-1700 µmol/m2/s). Menurut Sarada et al. (2002) dalam
Cifuentes et al. (2003) menyatakan bahwa umur kultur sangat penting untuk
18
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
memicu produksi astaxanthin pada kultur yang distreskan dengan pemicu
salinitas. Kultur yang lebih muda (umur dua sampai delapan hari) sangat sensitif
terhadap penambahan NaCl, sedangkan kultur yang lebih tua ( umur 12-16 hari)
resisten dan mengakumulasi lebih banyak astaxanthin ketika NaCl ditambahkan
dengan sodium acetate dan setelah masa inkubasi panjang ( selama 20 hari).
Pada penelitian yang dilakukan Cifuentes et al. (2003) menunjukan bahwa
level karotenoid yang diakumulasi dengan perlakuan menggunakan salinitas lebih
rendah bila dibandingkan dengan perlakuan yang lain.
19
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
III KONSEPTUAL PENELITIAN DAN HIPOTESIS
3.1 Kerangka Konseptual
Karotenoid berfungsi untuk memberi warna pada kulit ikan (Britton, 1976
dalam Siegler, 1998). Pewarnaan sangat penting bagi hewan akuakultur seperti
pewarnaan merah dan kuning pada ikan, pewarnaan pada daging ikan salmon,
pada eksoskeleton dan otot epitelium udang maupun lobster serta pada karapas
krustacea lain (Sigurgisladottir et al.,1997 dalam Bjerkeng, 2000). Pewarnaan
akan meningkatkan nilai ekonomis ikan di pasar. Karotenoid juga bermanfaat bagi
kesehatan manusia. Karotenoid mampu meningkatkan respon imun dan
mereduksi resiko kanker, penyakit jantung dan katarak (Amstrog, 1997 dalam
Rodriguez-Amaya and Kimura, 2004).
Ada banyak faktor yang mempengaruhi pembentukan karotenoid pada
Haematococcus pluvialis yaitu dengan penambahan NaCl (0,2 and 0,8 %),
pengurangan nitrogen dan intensitas cahaya yang tinggi (150 µmol/m2/s atau
11.700 lux) (Cifuentes, 2003). Pada lingkungan yang tidak sesuai seperti cahaya
yang tinggi, radiasi UV dan nutrisi yang tidak sesuai, beberapa Chlorophyceae,
seperti Haematococcus, Chlorella dan Scenedosmus, mengakumulasi karotenoid,
canthaxanthin dan astaxanthin, yang disintesis oleh kombinasi β-carotene
hydroxylase gene (CrtR-b) dan β-karoten ketolase (CtrW, BKT) (Lemione and
Schoefs, 2010 dalam Takaichi, 2011). Enzim yang berpengaruh dalam biosintesis
karotenoid yaitu phytoene synthase (PSY), phytoene desaturase (PDS), ζ-carotene
desaturase (ZDS), lycopene cyclase (LCYB), β-carotene ketolase, dan carotenoid
hydroxylase (CH) (Cunningham and Gantt, 1998 dalam Steinbrenner and Linden,
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
2001). Menurut Steinbrenner and Linden (2001), Intensitas cahya mampu
meningkatkan level mRNA carotenoid hydroxylase (CH) dan phytoene synthase
(PSY).
Cahaya dapat menyebakan naiknya produk fotosintesis (Peel and
Wveatherly, 1962 dalam Servaites and Geiger, 1974). Cahaya dapat menyebakan
meningkatkan ATP yang dihasilkan pada fotosintesis (Plaut and Reinhold, 1969
dalam Servaites and Geiger, 1974). Naiknya ATP akan memicuh semakin
cepatnya laju metabolisme dan akan mempengaruhi metabolisme karotenoid
dalam sel alga. Peri et al. (2009) menyatakan bahwa intensitas cahaya memiliki
hubungan positif terhadap kecepatan fotosintetik dan konduksi stomata.
Kecepatan fotosintetik menurun dengan menurunya intensitas cahaya, begitu pula
sebaliknya.
Berdasarkan referensi di atas, maka pada penelitian ini kami mencoba
mengkultur Chlorella sp. yang diberi perlakuan dengan intensitas cahaya yang
berbeda untuk mengetahui pengaruhnya terhadap kandungan karotenoid pada
Chlorella sp. Parameter kualiatas air, seperti salinitas dan pH di diseragamkan
sebelum proses kultur. Chlorella sp. dibudidayakan pada medium Walne cair dan
diamati pertumbuhan populasinya setiap hari. Setelah panen algae dilakukan
ekstraksi dilanjutkan dengan pengamatan kandungan karotenoid. Dari pengamatan
tersebut akan didapat data kandungan karotenoid Chlorella sp.yang kemudian
dapat dianalisis dan disimpulkan hasilnya.
21
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Diperoleh dengan
Gambar 3.1. Kerangka konseptual penelitian
Kultur Chlorella
Meningkatkan level
mRNA carotenoid
hydroxylase (CH) dan
phytoene synthase (PSY).
Karotenoid
cahaya suhu pH Nutrisi
Alami
Sintetis
karotenogenesis
Alga Sayuran Buah
Sumber
Chlorella
Rodhophyta Chlorophyta
Dunaliela
N NaCl Intensitas Cahaya
Intensitas Cahaya
Phytoene meningkat
Produksi Karotenoid meningkat
Bermanfaat
bagi Kesehatan
Antikanker
Antioksidan
Meningkatkan
kecepatan fotosintesis
ATP
Proses metabolisme
22
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
3.2 Hipotesis
H1 :Intensitas cahaya yang berbeda, akan memberikan pengaruh terhadap
kandungan karotenoid Chlorella sp.
H1 : Intensitas cahaya tertentu mampu menghasilkan karotenoid paling tinggi.
23
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
IV METODOLOGI
4.1 Tempat dan Waktu
Kegiatan penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Basah dan
Laboratorium Kering Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga
Surabaya pada bulan Mei-Juni 2014.
4.2 Materi Penelitian
4.2.1 Peralatan Penelitian
Alat-alat yang digunakan antara lain: tabung kaca, selang aerator, aerator,
Erlenmeyer, gelas ukur, neraca digital dengan ketelitian 0,1 gram, pipet,
mikroskop binokuler, haemacytometer, spektrofotometer, lampu TL,
refraktometer, kertas pH , lux meter, autoclave, rak, papan penyekat, hand
counter, kabel, cover glass, terminal listrik, steker listrik, gunting, tabung reaksi
dan sentrifus.
4.2.2 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah inokulan
Chlorella berasal dari koleksi Balai Besar Pengembangan Budidaya Air Payau
(BBPBAP) Jepara, medium Walne, air laut, steryofoam, benang, lakban, plastik
gelap, koran/kertas bungkus ( pembungkus saat proses autoclave), metanol, dietil
eter, KOH (Kalium Hidroksida), alkohol, sabun, tisu dan aquades.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
4.3 Metode Penelitian
4.3.1 Rancangan Penelitian
Metode penelitian digunakan untuk memecahkan suatu masalah yang
dapat dilakukan dengan pengumpulan data melalui pengamatan, survei, ataupun
melalui percobaan (Kusriningrum, 2008). Penelitian ini menggunakan metode
eksperimen (percobaan) dengan rancangan acak lengkap. Terdapat empat
perlakuan pencahayaan (500, 3.700, 7.400 dan 11.700 lux) dan 5 ulangan
sehingga terdapat 20 satuan percobaan. Terdapat beberapa variabel dalam
penelitian ini diantaranya:
Variabel bebas : intensitas cahaya yang berbeda
Variabel terikat : Kandungan karotenoid Chlorella sp.
Variabel kontrol : nutrisi, pH, salinitas dan aerasi.
Denah penempatan perlakuan pada penelitian dibawah ini adalah sebagai
berikut:
Perlakuan A : 500 lux ( Myers, 1944)
Perlakuan B : 3.700 lux (Myers, 1944)
Perlakuan C : 7.400 lux ( Cifuentes, 2003)
Perlakuan D : 11.700 lux (Cifuentes, 2003)
A
(500 lux)
A2 A4 A1 A3 A5
B
(3.700 lux)
B3 B5 B2 B4 B1
C
(7.400 lux)
C4 C1 C3 C5 C2
D
(11.700 lux)
D2 D1 D4 D5 D3
Gambar 4.1. Denah Penempatan Perlakuan
25
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Gambar 4.2. Diagram Alir Penelitian
4.3.2 Prosedur Kerja
A. Persiapan
Medium kultur yang digunakan adalah medium Walne yang diperoleh dari
Balai Besar Pengembangan Budidaya Air Payau (BBPBAP) Jepara. Terdapat 20
satuan percobaan sehingga dibutuhkan 20 tabung kaca. Setiap tabung kaca diisi
500 ml medium cair (0,5 ml Walne solution dan 499,5 ml air laut steril).
Perlakuan pencahayaan diperoleh dengan lampu TL yang penempatannya
diatur pada ruang kultur. Intensitas cahaya dipengaruhi oleh jarak lampu dengan
tabung kultur. Penentuan jarak ini dilakukan dengan bantuan lux meter. Sensor
Chlorella sp. diinokulasikan pada media dengan
intensitas cahaya berbeda
Perhitungan pertumbuhan alga (menghitung jumlah sel)
Pencatatan hasil jumlah sel
Analisa Data
Persiapan kultur alga
B
A
C
Panen dan analisa kandungan karotenoid
Sterilisasi peralatan dan bahan
D
26
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
lux meter dimasukkan ke dalam tabung dan jarak antara tabung dengan sumber
lampu diatur sehingga didapat intensitas yang diharapkan sesuai perlakuan. Posisi
tabung diberi tanda sehingga kedudukannya terhadap sumber cahaya tidak
berubah. Tanda diberikan di bagian alas tempat tabung kultur.
Ruang kultur dipersiapkan dengan membuat sekat dan penutup. Kerangka
kotak tempat kultur terbuat dari kayu, bagian atap dan alasnya terbuat dari kayu
triplek dan sisi-sisinya terbuat dari bahan steryofoam kecuali bagian pintu yang
terbuat dari plastik gelap (trash bag) supaya fleksibel untuk membuka dan
menutup.
B. Sterilisasi Peralatan dan Bahan
Sterilisasi didefinisikan sebagai sebuah proses untuk menjamin semua
kehidupan mikroba tidak aktif. Steril merupakan suatu syarat yang harus
diperhatikan dan dipenuhi dalam budidaya alga. Kondisi ini dapat dicapai melalui
desinfektan volatile (mudah menguap) dan non volatile, metode uap yaitu dengan
menggunakan autoclave dan metode pemanasan udara dengan oven atau mesin
pengering (Masithah dkk., 2012). Sterilisasi dilakukan untuk membunuh
kontaminan yang dapat menggangu pertumbuhan Chlorella sp. Sterilisasi dalam
kultur Chlorella sp. skala laboratorium terdiri atas sterilisasi ruang, peralatan dan
bahan penelitian.
Beberapa peralatan yang perlu disterilkan diantaranya adalah tabung kaca,
selang aerasi, batu aerasi dan pipet. Bahan yang perlu disterilisasi yaitu medium
air laut dan medium Walne.
27
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Sterilisasi ruangan diawali dengan membersihkan ruang kultur lalu
dilakukan penyemprotkan alkohol 70% beberapa kali sampai merata. Ruang
kultur ditutup rapat dan lampu tetap dinyalakan unyuk menjaga kesterilan
ruangan.
Sterilisasi peralatan diawali dengan pencucian menggunakan detergen dan
air hingga bersih kemudian di dikeringkan. Peralatan kemudian dibungkus dengan
kertas, pada bagian mulut pipet ditutup dengan menggunakan kapas yang
dibungkus dengan gauze (kain kasa). Peralatan kemudian disetrilisasi dengan
autoclave pada suhu 121oC dengan tekanan 1 kg/cm2 selama 15 menit. Sebelum
digunakan peralatan perlu dikeringkan terlebih dahulu.
Sterilisasi medium dilakukan dengan memasukan medium ke dalam
Erlemeyer atau tabung kaca yang steril kemudian Erlemeyer atau tabung kaca
ditutup dengan menggunakan kapas dan gauze. Kapas dan gauze pada Erlemeyer
atau tabung kaca dibungkus dengan aluminium foil. Erlemeyer atau tabung kaca
yang berisi medium disetrilisasi dengan autoclave pada suhu 121oC dengan
tekanan 1 kg/cm2 selama 15 menit.
C. Inokulasi
Chlorella sp. selanjutnya dikultur dalam wadah kultur berupa tabung kaca
800 ml. Kepadatan inokulum yang diujikan dalam penelitian ini adalah 100.000
sel/mL. Kondisi lingkungan diawal kultur diusahakan sama, yaitu pH 8,5 dan
salinitas 30 ppt dengan mendapatkan aerasi selama 24 jam/hari (Tetelepta, 2011).
28
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Menurut Satyantini dan Masithah (2008), penghitungan jumlah bibit
plankton yang diperlukan untuk kultur menggunakan rumus :
1
221
N
VNV
Keterangan:
V1 = Volume bibit untuk penebaran awal (ml)
N1 = Kepadatan bibit plankton (unit/ ml)
V2 = Volume media kultur yang dikehendaki (ml)
N2 = Kepadatan bibit plankton yang dikehendaki (unit/ ml)
D. Pengukuran Pertumbuhan Chlorella sp.
Pertumbuhan kultur Chlorella sp. diukur dengan menghitung kepadatan
selnya setiap hari. Pengukuran dilaksanakan setiap pagi hari pukul 08.00 WIB.
Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan pipet. Penghitungan
kepadatan sel dilakukan dengan bantuan haemacytometer dan hand counter serta
dilakukan di bawah mikroskop cahaya binokuler dengan pembesaran 400 kali.
Selanjutnya data diformulasikan dengan rumus small block untuk mengetahui
kuantitas kepadatan sel. Pengamatan terhadap kepadatan sel kultur dilakukan
selama 6 hari.
Menurut Aujero (1982) dalam Saputro (2010), penghitungan
menggunakan metode “Small Block” sebagai berikut : Pertama, sel fitoplankton
dihitung mulai dari sisi kiri kotak ke arah kanan kotak dan menghitung sel yang
berada di dalam garis atau yang mendekati garis batas bagian dalam kotak. Kedua,
penghitungan pada blok A, B, C, D, E dijumlahkan. Ketiga, kepadatan
fitoplankton (sel/mL) dihitung dengan menggunakan rumus penghitungan “Small
Block”.
29
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Keterangan :
nA, nB, nC, nD: jumlah sel fitoplankton pada blok A, B, C, D dan E
5 : jumlah blok yang dihitung
4 x 10-6 : luas kotak kecil (A, B, C, D atau E)
(Sumber : Aujero, 1982 dalam Saputro, 2010)
E. Penghitungan Kandungan Karotenoid
Penghitungan karotenoid dilaksanakan setelah 6 hari budidaya. Sample
kemudian dibawa ke laboratorium kering FPK UNAIR untuk dilakukan proses
ekstraksi. Pengukuran kadar karotenoid menggunakan metode yang berasal dari
Davies (1976) dalam Pramusinta (2012). Sebanyak 10 mL hasil kultur Chlorella
sp. disentrifus pada kecepatan 3000 rpm selama 15 menit. Hasil supernatan
sentrifus dibuang dan pellet Chlorella sp. yang berada di dasar tube diekstraksi
dengan 5 ml metanol dan 5 ml dietil eter. Karotenoid pada fraksi metanol dengan
bantuan larutan NaCl ditambahkan ke dalam dietil eter. Gabungan fraksi eter
disaponifikasi dengan 2 ml metanol-KOH (konsentrasi akhir basa 5%), diinkubasi
selama 12 sampai 16 jam pada suhu ruang. Kelebihan basa pada filtrat
dihilangkan dengan menambahkan air. Fase dietil eter kemudian diukur
serapannya pada panjang gelombang 452 nm.
Karotenoid (µg/ml) = 3,68 A452 dengan:
A = Absorban ( serapan pada panjang gelombang maksimum sampel)
Kepadatan fitoplankton (sel/mL) = nA + nB + nC + nD + nE
5 x 4 x 10-6
30
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
4.3.3 Parameter
4.3.3.1 Parameter Utama
Parameter utama yang diamati adalah kandungan karotenoid Chlorella sp.
yang dilihat dari analisa karotenoid setelah fase panen.
4.3.3.2 Parameter Pendukung
Parameter pendukung penelitian ini adalah kepadatan sel alga dan kualitas
air yaitu suhu, pH dan salinitas.
4.3.4 Analisa Data
Data hasil percobaan dapat dianalisis dengan analisis ragam atau analysis
of variance (ANOVA). Dalam analisis ragam terdapat nilai F hitung dan juga F
tabel. Nilai F hitung dibandingkan dengan F tabel sehingga dapat disimpulkan ada
tidaknya pengaruh perlakuan yang diberikan. Apabila terdapat pengaruh perlakuan
yang diberikan, maka unutk menentukan perlakuan mana yang berbeda dengan
yang lain perlu dilakukan uji perbandingan berganda (Kusriningrum, 2008). Uji
perbandingan berganda yang digunakan yaitu Uji Jarak Berganda Duncan
(Duncan’s Multiple Range Test).
31
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
V HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Hasil
Hasil pengamatan penelitian berupa data kandungan karotenoid dan
kepadatan populasi Chlorella sp. Hasil tersebut digunakan untuk mengetahui
pengaruh intensitas cahaya terhadap kandungan karotenoid Chlorella sp. Hasil
pengamatan penelitian berupa populasi Chlorella sp. digunakan untuk mengambil
korelasi hubungan antara populasi Chlorella sp. dengan kandungan karotenoid
Chlorella sp. Parameter kualitas air berupa kisaran pH, suhu dan salinitas selama
penelitian ditampilkan sebagai data pendukung untuk melengkapi pembahasan.
5.1.1 Kandungan Karotenoid
Hasil pengamatan penelitian berupa kandungan karotenoid Chlorella sp.
pada hari keenam yang dikultur dengan intensitas cahaya berbeda disajikan pada
Lampiran 1. Hasil rata-rata kandungan karotenoid Chlorella sp. disajikan pada
Tabel 5.1.
Tabel 5.1. Hasil rata-rata kandungan karotenoid Chlorella sp.
Perlakuan Kandungan Karotenoid (µg/ml)
A 0,207552b
B 0,255392ab
C 0,298080a
D 0,220056b
Keterangan : Superskrip berbeda dalam satu kolom menunjukkan ada perbedaan yang nyata
(p<0,05).
Perlakuan A : 500 Lux
Perlakuan B : 3.400 Lux
Perlakuan C : 7.400 Lux
Perlakuan D : 11.700 Lux
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Data kandungan karotenoid Chlorella sp. kemudian dianalisis dengan
analysis of variance (ANOVA). Hasil analysis of variance (ANOVA)
menunjukkan bahwa setiap perlakuan intensitas cahaya memberikan pengaruh
yang berbeda nyata terhadap kandungan karotenoid Chlorella sp. (p<0,05).
Analisis dilanjutkan menggunakan uji jarak berganda Duncan dengan derajat
kepercayaan 0,05. Hal ini untuk menentukan perlakuan mana yang berbeda
dengan yang lain.
Hasil uji jarak berganda Duncan memperlihatkan bahwa perlakuan C
berbeda nyata (p<0,05) dengan perlakuan A dan D. Perlakuan A tidak berbeda
nyata (p>0,05) dengan perlakuan D.
Nilai ulangan setiap perlakuan dirata-rata sehingga didapat nilai rata-rata
kandungan karotenoid Chlorella sp. setiap perlakuan. Grafik kandungan
karotenoid Chlorella sp ditampilkan pada Gambar 5.1.
Gambar 5.1. Grafik kandungan karotenoid Chlorella sp. (µg/ml).
Keterangan :
Perlakuan A : Intensitas 500 Lux Perlakuan C : Intensitas 7400 Lux
Perlakuan B : Intensitas 3700 Lux Perlakuan D : Intensitas 11700 Lux
33
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Grafik di atas memperlihatkan bahwa kandungan karotenoid tertinggi
terdapat pada perlakuan C (0,29808µg/ml). Kandungan karotenoid terendah
terdapat pada perlakuan A (0,207552 µg/ml).
5.1.2 Populasi Chlorella sp.
Hasil pengamatan penelitian berupa penghitungan kepadatan populasi
Chlorella sp. (per unit percobaan) ditampilkan pada Lampiran 2. Grafik
pertumbuhan Chlorella sp. ditampilkan pada Gambar 5.2.
Data yang diperoleh selama penelitian kemudian dianalisis dengan
analysis of variance (ANOVA). Hasil analysis of variance (ANOVA)
menunjukkan bahwa setiap perlakuan intensitas cahaya memberikan pengaruh
yang berbeda nyata terhadap kapadatan populasi Chlorella sp. (p<0,05). Analisis
dilanjutkan menggunakan uji jarak berganda Duncan dengan derajat kepercayaan
0,05. Hal ini untuk menentukan perlakuan mana yang berbeda dengan yang lain.
Hasil kepadatan populasi Chlorella sp. dapat dilihat pada Tabel 5.2.
Hasil uji jarak berganda Duncan menunjukan bahwa perlakuan A tidak
berbeda nyata dengan perlakuan D namun berbeda nyata dengan perlakuan B dan
C. Perlakuan B tidak berbeda nyata dengan perlakuan C namun berbeda nyata
dengan perlakuan A dan D. Perlakuan C tidak berbeda nyata dengan perlakuan B
namun berbeda nyata dengan perlakuan A dan D. Perlakuan D tidak berbeda nyata
dengan perlakuan A namun berbeda nyata dengan perlakuan B dan C.
34
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Tabel 5.2. Hasil rata-rata kepadatan populasi Chlorella sp.
Perlakuan Rata-rata kepadatan populasi
Chlorella sp. (sel/ml)
A 0,34b
B 5,5067a
C 8,0417a
D 0,6067b
Keterangan : Superskrip berbeda dalam satu kolom menunjukkan ada perbedaan yang nyata
(p<0,05).
Perlakuan A : Intensitas 500 Lux
Perlakuan B : Intensitas 3700 Lux
Perlakuan C : Intensitas 7400 Lux
Perlakuan D : Intensitas 11700 Lux
Gambar 5.2. Grafik pertumbuhan Chlorella sp.
Puncak populasi tertinggi terdapat pada perlakuan C (14,62x106 sel/ml)
yang terjadi pada hari kelima. Puncak populasi terendah terdapat pada perlakuan
A yang terjadi pada hari pertama dengan kepadatan (0,69x106 sel/ml).
35
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
5.1.3 Analisis Korelasi Eksponensial Kandungan Karotenoid dengan
Kepadatan populasi Chlorella sp.
Analisis korelasi eksponensial dilakukan untuk mengetahui hubungan
antara kandungan karotenoid dengan kepadatan populasi Chlorella sp.
Gambar 5.3 Grafik korelasi eksponensial kandungan karotenoid dan kepadatan
populasi Chlorella sp.
Grafik korelasi eksponensial antara kandungan karotenoid dan kepadatan
populasi Chlorella sp. terdapat pada Gambar 5.3. Hasil analisis menunjukan
adanya hubungan antara kandungan karotenoid dengan kepadatan populasi
Chlorella sp. yang ditunjukan dengan R2=0,861.
5.1.4 Kualitas Air
Pertumbuhan Chlorella sp. salah satunya dipengaruhi oleh kualitas air.
Pengukuran kualitas air (suhu, pH dan salinitas) dilakukan setiap hari selama
masa pemeliharaan. Kisaran nilai kualitas air secara umum selama masa
36
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
pemeliharaan dapat dilihat pada Tabel 5.3. Kisaran nilai kualitas air yang lebih
detail (kisaran suhu per hari, kisaran salinitas per hari dan kisaran pH per hari)
terdapat pada Lampiran 3.
Tabel 5.3. Kisaran nilai kualitas air
Perlakuan
Kisaran Nilai Kualitas Air (suhu,
salinitas, pH)
Suhu (oC) Salinitas (ppt) pH
A 29-33 24-41 7-8
B 33-35 25-58 8-9
C 34-36 27-68 7-10
D 39-42 22-60 7-9
5.2 Pembahasan
Urutan kandungan karotenoid Chlorella sp. dari yang tertinggi adalah
perlakuan C disusul kemudian perlakuan B, lalu perlakuan D sampai yang
terendah yaitu perlakuan A. Urutan rata-rata kepadatan populasi Chlorella sp. dari
yang tertinggi yaitu perlakuan C disusul kemudian perlakuan B, D sampai yang
terendah yaitu perlakuan A. Ini menunjukan ada hubungan yang relevan antara
kandungan karotenoid dengan kepadatan populasi Chlorella sp. Hubungan ini
dipertegas dari analisis korelasi linier antara kandungan karotenoid dengan
kepadatan populasi, yang menyatakan terdapat hubungan diantara keduanya
(R2=0,8327).
Hasil analysis of variance (ANOVA) terhadap kandungan karotenoid
menunjukkan bahwa setiap perlakuan intensitas cahaya memberikan pengaruh
37
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
yang berbeda nyata terhadap kandungan karotenoid Chlorella sp. (p<0,05). Ini
berarti intensitas cahaya berpengaruh terhadap kandungan karotenoid Chlorella
sp. Semakin tinggi intensitas cahaya maka kandungan karotenoid yang dihasilkan
akan semakin tinggi. Hal ini karena pada kondisi intensitas cahaya tinggi, enzim
bekerja secara optimal untuk menghasilkan karotenoid. Karotenogenesis ini
disintesis oleh kombinasi β-carotene hydroxylase gene (CrtR-b) dan β-karoten
ketolase (CtrW, BKT). Intensitas cahaya mampu meningkatkan level mRNA
carotenoid hydroxylase (CH) dan phytoene synthase (PSY) (Steinbrenner and
Linden, 2001). Dengan meningkatnya level mRNA carotenoid hydroxylase (CH)
dan phytoene synthase (PSY) maka phytoene yang merupakan penyusun karoten
juga meningkat. Meningkatnya phytoene dapat mempengaruhi meningkatnya
karotenoid yang disintesis. Simkin et al. (2003) dalam Kurniawan (2010)
menyatakan bahwa biosintesis karotenoid dipengaruhi oleh adanya gen psy-1
kemudian gen psy-1 yang akan menyandi enzim phytoen synthase. Adanya enzim
tersebut akan mengawali biosintesis karotenoid. Johnson and An (1991) dan
Albrecht and Sandman (1994) dalam Kurniawan (2010) mengemukakan bahwa
cahaya merupakan salah satu faktor penting dalam biosintesis karotenoid.
Menurut Bramley (2002) dalam Kurniawan (2010) peran cahaya tersebut adalah
untuk meningkatkan aktivitas enzim yang berperan dalam biosintesis karotenoid.
Cahaya dapat menyebakan naiknya produk fotosintesis (Peel and
Wveatherly, 1962 dalam Servaites and Geiger, 1974). Cahaya dapat menyebakan
meningkatkan ATP yang dihasilkan pada fotosintesis (Plaut and Reinhold, 1969
37
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
dalam Servaites and Geiger, 1974). Naiknya ATP akan memicuh semakin
cepatnya laju metabolisme dan akan mempengaruhi metabolisme karotenoid
dalam sel alga. Peri et al. (2009) menyatakan bahwa intensitas cahaya memiliki
hubungan positif terhadap kecepatan fotosintetik bersih dan konduksii stomata.
Kecepatan fotosintetik menurun dengan menurunya intensitas cahaya begitu
sebaliknya.
Terlihat dari data kandungan karotenoid bahwa semakin tinggi intensitas
cahaya semakin tinggi pula kandungan karotenoid yang didapatkan kecuali pada
perlakuan D. Jika dibandingkan antara perlakuan A (500 lux) dengan perlakuan D
(11.700 lux) terlihat bahwa kandungan karotenoid perlakuan A lebih rendah dari
pada perlakuan D meskipun tidak berbeda nyata.
Hubungan suhu dan karotenoid menyebabkan perlakuan D lebih rendah
dibanding perlakuan C. Muhtadi (1992) dalam Satriyanto dkk. (2012) mengatakan
bahwa terdapat pengaruh suhu terhadap oksidasi karotenoid. Dijelaskan bahwa
karotenoid belum mengalami kerusakan pada pemanasan 60 oC tetapi reaksi
oksidasi karotenoid dapat berjalan lebih cepat pada suhu yang relatif tinggi.
Erawati (2006) dalam Satriyanto dkk. (2012) menyatakan semakin tinggi
temperatur maka akan terjadi peningkatan laju reaksi menyebabkan total karoten
yang dihasilkan juga semakin besar. Setelah mencapai titik tertentu peningkatan
temperatur justru akan merusak pigmen itu sendiri dan akan menurunkan total
karoten.
39
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Kandungan karotenoid pada perlakuan D lebih rendah dari perlakuan C
juga dikarenakan kepadatan populasi Chlorella sp. perlakuan D lebih rendah
dibanding perlakuan C. Akumulasi sel Chlorella sp. akan mempengaruhi
akumulasi akhir karotenoid yang dihasilkan. Dengan begitu perlakuan C yang
jumlah selnya lebih banyak mampu mengoptimalkan penyerapan cahaya
dibandingkan dengan perlakuan yang lain sehingga Chlorella sp. pada perlakuan
C bisa mengakumulasi karotenoid lebih banyak.
Hasil analysis of variance (ANOVA) terhadap kepadatan populasi
Chlorella sp. menunjukkan bahwa setiap perlakuan intensitas cahaya memberikan
pengaruh yang berbeda nyata terhadap kepadatan populasi Chlorella sp. (p<0,05).
Ini berarti intensitas cahaya berpengaruh terhadap kepadatan populasi Chlorella
sp.
Hal ini karena intensitas cahaya merupakan faktor yang sangat penting
untuk memaksimalkan konversi dari energi cahaya menjadi biomasa alga
(Edwards et al.,2006 dalam Choochote et al., 2012). Dalam penelitiannya
(Choochote et al., 2012), terlihat bahwa intensitas cahaya 5000 lux menghasilkan
kepadatan tertinggi (3,88x 108 sel/ml) dibandingkan perlakuan 4000 lux dan 3000
lux. Sel yang tumbuh di bawah kondisi intensitas cahaya tinggi mampu
menghasilkan kepadatan yang tinggi (Choochote et al., 2012). Seperti halnya
menurut Hu et al. (1998) dalam Choochote et al. (2012) yang menyatakan bahwa
terdapat peningkatan kepadatan sel Chlorococccum littorale dengan
meningkatnya intensitas cahaya menggunakan sebuah fotobiorekator pipih.
40
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Untuk perlakuan D (11.700 lux) dimana memiliki intensitas yang tinggi
namun memiliki kepadatan yang lebih rendah dari perlakuan C dan B. Hal ini
karena intensitas cahaya berpengaruh pada suhu dan salinitas sehingga perlakuan
D (11.700 lux) memiliki kendala dalam pertumbuhan yang berakibat pada
rendahnya kepadatan populasi akhirnya. Menurut Alim dan Kurniastuty (1995)
dalam Merizawati (2008), Chlorella sp. adalah organisme kosmopolit yang
mampu tumbuh pada salinitas nol sampai dengan 35 ppt. Chlorella sp. masih
dapat bertahan hidup pada suhu 40oC. Pengaruh intensitas cahaya seperti yang
disebutkan oleh Choochote et al. (2012) bahwa intensitas cahaya mampu
menghasilkan kepadatan yang tinggi, terbukti dalam penelitian ini. Terlihat bahwa
perlakuan A dan D yang sama-sama dalam kondisi ekstrem (keduannya tidak
berbeda nyata dalam pertumbuhan) namun perlakuan D menunjukan hasil mampu
mencapai kepadatan populasi yang lebih tinggi dibanding perlakuan A.
Semakin tinggi intensitas, maka semakin tinggi suhu karena cahaya
sebagai gelombang elektromagnetik memiliki energi yang dilepaskan yang
menimbulkan panas. Intesitas cahaya merupakan jumlah flux per unit area.
Menurut Ryer (1998), flux adalah ukuran rata-rata aliran energi (energi photon).
Energi photon dipengaruhi oleh panjang gelombang. Dalam penelitian ini,
panjang gelombang dianggap sama, namun karena intensitasnya berbeda
menyebakan besarnya flux per unit area juga berbeda. Hal ini yang
mengakibatkan adanya perbedaan suhu. Eppley and Sloan (1966) dalam
Goldman and Carpenter (1974) menyatakan bahwa efek cahaya dan suhu pada
41
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
rata-rata pertumbuhan alga adalah saling berhubungan. Eppley and Stricland
(1968) and Middlebooks and Porcella (1971) dalam Goldman and Carpenter
(1974) telah mendiskusikan pentingnya interaksi antara intensitas cahaya, suhu
dan konsentrasi nutrisi pada rata-rata pertumbuhan alga.
Suhu yang tinggi dapat mempengaruhi metabolisme sel. Ini berefek pada
pertumbuhan, seperti pendapat Reynolds (1988), bahwa rata-rata pertumbuhan
tergantung pada temperatur. Dalam metabolisme, enzim berfungsi sebagai
biokatalisator dan sangat dibutuhkan keberadaannya. Enzim merupakan
biokatalisator yang mampu mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
Salah satu sifat enzim yaitu sangat peka terhadap faktor-faktor yang menyebabkan
denaturasi protein misalnya suhu. Enzim bekerja maksimum pada suhu 40oC
(Worthington Biochemical Corporation, 1972). Pengaruh suhu terhadap reaksi
enzim terlihat pada Gambar 5.4.
Gambar 5.4. tersebut memperlihatkan bahwa reaksi enzim terus meningkat
sejalan dengan peningkatan suhu hingga pada titik tertentu, setelah melalui batas
toleransi, suhu yang terus naik akan menyebabkan reaksi enzim menurun dan
bahkan mampu merusak enzim. Jika enzim rusak maka metabolisme terganggu,
hal ini berpengaruh pada pertumbuhan dan juga menghambat pembentukan
karotenoid seperti halnya pada perlakuan D (11700 lux).
42
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Gambar 5.4. Pengaruh suhu terhadap reaksi enzim (Worthington Biochemical
Corporation, 1972)
Kisaran kualitas air terutama suhu dan salinitas berada dalam kondisi
fluktuatif bahkan ada yang memperlihatkan kondisi ekstrem. Percobaan pada
laboratorium oleh Lund (1949) dalam Reynolds (1988) menunjukkan bahwa
beberapa spesies menunjukkan respon yang berbeda terhadap suhu. Foy et al.
(1976) dalam Reynolds (1988) menambahkan bahwa beberapa spesies memliki
sensitivitas yang berbeda terhadap intensitas cahaya dan fotoperiode. Menurut
Reynolds (1988), kajian ini untuk menekankan bahwa hasil rata-rata pertumbuhan
tergantung pada beberapa proses pokok, yang mana masing-masing respon
fluktuatif pada temperatur (suhu) luar. Transpor intraseluler, asimilasi fotosintesis
dan nutrisi lain serta penyusunan material sel baru, tergantung pada temperatur,
khususnya ketika proses perakitan organel. Pada proses ini fotosintesis sangat
tergantung pada cahaya.
Faktor lingkungan yang mendukungan pertumbuhan Chlorella sp. adalah
suhu air, suhu ruangan, salinitas dan pH (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Hasil
43
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
pengukuran suhu air selama penelitian berkisar antara 29-40oC. Tingginya suhu
disebabkan oleh intensitas cahaya yang tinggi pada perlakuan C (7.400 lux) dan D
(11.700 lux). Salinitas pada media pemeliharaan Chlorella sp. berkisar antara 22-
60 ppt. Fast (1983) dalam Satyantini (2006) mengklasifikasikan air berdasarkan
salinitasnya, yang mana salah satunya yaitu kelompok hypersaline. Hypersaline
adalah air yang memiliki salinitas diatas 40 ppt.
Air payau mempunyai salinitas kurang dari 25 ppt sementara air
hipersalinitas memiliki salinitas lebih dari 40 ppt. Salinitas bervariasi tergantung
antara penguapan dan presipitasi, serta besarnya pencampuran antara air
permukaan dan air kedalaman. Salinitas air dapat mencapai maksimum jika
penguapan melampaui presipitasi. Salinitas cenderung tinggi apabila penguapan
sangat tinggi sedangkan aliran air terbatas (Universitas Diponegoro, 2007).
Oxtoby et al. (2001) menyatakan bahwa setiap larutan memiliki titik jenuh, begitu
pula kadar garam. Titik tercapainya keadaan jenuh larutan sangat dipengaruhi oleh
beberapa faktor lingkungan, seperti suhu, tekanan dan kontaminasi. Secara umum
kelarutan suatu zat sebanding terhadap suhu.
Salinitas media pemeliharaan mengalami peningkatan disebabkan karena
suhu semakin naik sebagai akibat dari intensitas cahaya yang tinggi. Secara
sederhana ada dua hal penting yang berpengaruh terhadap salinitas yaitu evaporasi
dan presipitasi (Pinnet, 1992 dalam Huboyo dan Zaman, 2007). Evaporasi akan
meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur (Huboyo dan Zaman, 2007).
Nilai pH pada media pemeliharaan Chlorella sp. selama penelitian adalah 7-9.
44
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Menurut Nielsen (1955) dalam Prihantini et al. (2005) menyatakan bahwa pH
yang sesuai dengan pertubuhan Chlorella sp. berkisar antara 4,5-9,3.
45
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
VI KESIMPULAN
6.1 Kesimpulan
Kesimpulan penelitian ini adalah :
1. Intensitas cahaya memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap
kandungan karotenoid Chlorella sp.
2. Cahaya dengan intensitas 7.400 lux dapat menghasilkan karotenoid
yang tertinggi sebesar 0,298080 µg/ml.
6.2 Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih jauh terkait kultur semi-massal
Chlorella sp. menggunakan tabung fotobioreaktor dengan memanfaatkan
cahaya matahari untuk menghasilkan karotenoid.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
DAFTAR PUSTAKA
Biolab Medical Unit. 2010. Carotenoid. BIOLAB. Ltd. London, England. P. 1.
Biranti, F., M. Nursid dan B. Cahyono. 2009. Analisis Kuantitatif β-karotenoid
dan Uji Aktivitas Karotenoid dalam Alga Coklat Turbinaria decurrens.
Jurnal Sains & Matematika (JSM). Jakarta. Vol. 17 No.2. hal. 90.
Bjerkeng, B. 2000. Carotenoid Pigmentation of Salmonid Fishes - Recent
Progress. AKVAFORSK, Institute of Aquaculture Research AS,
Sunndalsøra, Norway. p. 71.
Cifuentes A. S., M.A Gonzalez, S. Vargas, M. Hoeneisen and N. Gonzalez. 2003.
Optimization of Biomass, Total Carotenoids and Astaxanthin Production in
Haematococcus pluvialis Flotow Strain Steptoe (Nevada, USA) under
Laboratory Conditions. Chile. Biol Res 36. pp. 343-357.
Choochote, W., K. Paiboonsin, S. Ruangpan and A. Pharuang. 2012. Effects of
Urea and Light Intensity on the Growth of Chlorella sp. The 8th
International Symposium on Biocontrol and Biotechnology. Bangkok
p.130-131.
Creswell, L. 2010. Phytoplankton Culture for Aquaculture Feed. SRAC
Publication No.5004. Florida. USA. p.2.
Geetha, B.V., R.Navasakthi and E. Padmini. 2010. Investigation of Antioxidant
Capacity and Phytochemical Composition of Sun Chlorella -An Invitro
Study. Journal of Aquaculture Research & Development. Tamilnadu, India.
P. 1
Goldman, J. C. and E. J. Carpenter. 1974. A Kinetic Approach to the Effect of
Temperature on Algal Growth. Woods Hole Oceanographic Institution.
Woods Hole. Massachusetts Vol. 19 (5). p. 756.
Gupta, S.K., A.K. Jha, A.K Pal and G. Venkateshwarlu. 2007. Use of Natural
Karotenoids for Pigmentation in Fishes. Natural Product Radiance,
Vol.6(1). pp. 46-49.
Happey-Wood, C. M. 1988. Ecology of Freshwater Planktonic Green Algae. In: C.
D. Sandgren (Eds.). Growth and Reproductive Strategies of Freshwater
Phytoplankton. Cambridge University Press. Cambridge. pp. 175, 218-
219.
Harrison, P. J. and J. A. Berges. 2004. Marine Culture Media. Academic Press. pp.
21-22.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Huboyo, H. S. dan B. Zaman. 2007. Analisis Sebaran Temperatur dan Salinitas Air
Limbah PLTU-PLTGU Berdasarkan Sistem Pemetaan Spasial (Studi
Kasus: PLTU-PLTGU Tambak Lorok Semarang). Jurnal PRESIPITASI.
Vol. 3 No.2. Semarang. hal. 44.
Isnansetyo, A. dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton dan
Zooplankton. Kanisius. Yogyakarta. hal. 34-85.
Kurniawan, M., M. Izzati, dan Y. Nurchayati. 2010. Kandungan Klorofil,
Karotenoid dan Vitamin C pada Beberapa Spesies Tumbuhan Akuatik.
Buletin Anatomi dan Fisiologi. Semarang. vol. XVIII, No.1. 34 hal.
Kusriningrum R.S. 2008. Perancangan Percobaan. Airlangga University Press.
Surabaya. hal. 1,11,77.
Masithah, E.D, W. H. Satyantini, M. A. Alamsjah, Prayogo dan S. Andriyono.
2012. Penuntun Praktikum Budidaya Pakan Alami. Fakultas Perikanan dan
Kelautan Universitas Airlangga. Surabaya. hal. 20-39.
Merizawati. 2008. Analisis Sinar Merah, Hijau, dan Biru (RGB) untuk Mengukur
Kelimpahan Fitoplankton (Chlorella sp.). Skripsi Program Studi Ilmu dan
Teknologi Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut
Pertanian Bogor. 87 hal.
Myers, J. 1944. The Growth of Chlorella pyrenoidosa Under Varius Cunture
Conditions. Plant Physiology. Austin, Texas. p. 579.
Oxtoby, D.W, H.P. Gilis, dan N.H Nachtrieb. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia
Modern. Edisi ke-4. Jilid 1. Diterjemahkan oleh S.S. Achmadi. Erlangga.
Jakarta. hal 346-347.
Pamungkas, W. A dan Y. E. Kurniady. 2006. Optimasi Proses Ekstraksi Pigmen
Karotenoid dari Spirulina platensis. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas
Teknik. Universitas Diponegoro. Semarang. 33 hal.
Peri, P. L., G. M. Pastur and M. V. Lencinas. 2009. Light Intensities and Water
Status of Two Main Nothofagus Species of Southern Patagonian Forest,
Argentina. Journal of Forest Science, 55, 2009 (3). Santa Croz. Argentina.
P.105, 107.
Pramusinta, G. 2012. Pengaruh Pemberian Pupuk Cair Limbah Ikan Lemuru
Terhadap Kandungan Karotenoid Spirulina platensis. Skripsi. Fakultas
Perikanan dan Kelautan. Universitas Airlangga. Surabaya. 57 hal.
Prihantini, N. B., B. Putri dan R. Yuniati. 2005. Pertumbuhan Chlorella spp.
dalam Medium Ekstrak Tauge (MET) dengan Variasi pH Awal.
MAKARA, SAINS, VOL.9, N0. 1. Depok. hal. 2.
48
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Reynolds, C. S. 1988. Fungtional Morphology and The Adaptive Strategies of
Freshwater Phytoplankton. Cambridge University Press. Cambridge. 405
p.
Rodriguez-Amaya, D. B. and M. Kimura. 2004. HarvestPlus Handbook for
Carotenoid Analysis. HarvestPlus. Washington, DC. pp. 2-3.
Rostini, I. 2007. Kultur Fitoplankton (Chlorella sp. dan Tetraselmis chuii) Pada
Skala Laboratorium. Universitas Padjadjaran Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan. Jatinangor. 10 hal.
Ryer, A. 1998. Light Measurement Handbook. Technical Publications Dept.
International Light, Inc. 17 Graft Road Newburyport, MA. USA. pp. 29-
32.
Sandgren, C. D. 1988. The Ecology of Chrysophyte Flagellates: Their Growth and
Perennation Strategies As Freshwater Phytoplanton. In: C. D. Sandgren
(Eds.). Growth and Reproductive Strategies of Freshwater Phytoplankton.
Cambridge University Press. Cambridge. pp. 1-2.
Saputro, H. 2010. Pemanfaatan Blotong Kering sebagai Pupuk untuk Peningkatan
Pertumbuhan Populasi Dunaliella salina. Skripsi. Fakultas Perikanan dan
Kelautan. Universitas Airlangga. Surabaya. 64 hal.
Satriyanto, B., S. B. Widjanarko dan Yunianta. 2012. Stabilitas Warna Ekstrak
Buah Merah (Pandanus conoideus) Terhadap Pemanasan Sebagai Sumber
Potensial Pigmen Alami. Jurnal Teknologi Pertanian. Malang. Vol. 3 No. 2
. 158 hal.
Satyantini, W. H. 2006. Diktat Kuliah Dasar-Dasar Akuakultur. Fakultas
Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga. Surabaya. 5 hal. (tidak
diterbitkan)
Satyantini, W. H. dan E. D. Masithah. 2008. Diktat Penuntun Praktikum Budidaya
Pakan Alami. Fakultas Perikanan dan Kelautan Universitas Airlangga.
Surabaya. hal. 28 – 49.
Seigler, D. S. 1998. Tetraterpenes or Carotenoids. Springer. US. pp. 486-505.
Servaites, J. C. and D. R. Geiger. 1974. Effects of Light Intensity and Oxygen on
Photosynthesis and Translocation in Sugar Beet. Plant Physiol. 54. Ohio.
P. 575.
Shah, M. M. R., M. J. Alam and M. Y. Mia. 2003. Chlorella sp.: Isolation, Pure
Culture and Small Scale Culture in Brackish-water. Bangladesh J.Sci. Ind.
Res. Khulna. Bangladesh. 38 (3-4). pp. 165-166.
49
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Stange, C. and C. Flores. 2012. Carotenoids and Photosynthesis - Regulation of
Carotenoid Biosyntesis by Photoreceptors In Advances in Photosynthesis -
Fundamental Aspects. InTech. Rijeka, Croatia. p.77.
Steinbrenner, J. and H. Linden. 2001. Regulation of Two Carotenoid Biosynthesis
Genes Coding for Phytoene Synthase and Carotenoid Hydroxylase during
Stress-Induced Astaxanthin Formation in the Green Alga Haematococcus
pluvialis. Plant Physiol. American Society of Plant Biologists. America.
Vol. 125. pp. 811-815.
Sutomo. 2005. Kultur Tiga Jenis Mikroalga (Tetraselmis sp., Chlorella sp. dan
Chaetoceros gracilis) dan Pengaruh Kepadatan Awal Terhadap
Pertumbuhan C. gracilis di Laboratorium. Jurnal Oseanografi dan
Limnologi di lndonesia. No. 37. hal. 43 – 58.
Sze, P. 1993. A Biology of The Algae. Second Edition. wm. C. Brown
Communications. Inc. Dubuque. USA. p. 3.
Takaichi, S. 2011. Carotenoids in Algae: Distributions, Biosyntheses and
Functions. Mar. Drugs. Kawasaki 211-0063, Japan. 9. pp. 1101-1118.
Tetelepta, L. D. 2011. Pertumbuhan Kultur Chlorella spp. Skala Laboratorium
Pada Beberapa Tingkat Kepadatan Inokulum. Prosiding Seminar Nasional:
Pengembangan Pulau-Pulau Kecil. 199 hal.
Universitas Diponegoro. 2007. Buku Ajar Mata Kuliah Oseanografi Fisika.
Program Studi Ilmu Kelautan Jurusan Ilmu Kelautan Fakultas Perikanan
dan Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro. Semarang. hal. 10-13.
Walne, P. R. 1970. Studies on the Food Value of Nineteen Genera of Algae to
Juvenile Bivalves of the Genera Ostrea, Crassostrea, Mercenaria, and
Mytilis. Fish. Invest. 26. pp. 1-62. Worthington Biochemical Corporation. 1972. Introduction to Enzymes.
Worthington Publishing. New Jersey. pp.1,14,15.
50
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Lampiran 1. Kandungan Karotenoid Chlorella sp. (µg/ml)
ULANGAN
PERLAKUAN
A B C D
1 0,19504 0,27600 0,33856 0,24288
2 0,22448 0,19872 0,29072 0,20976
3 0,19504 0,23920 0,20976 0,21344
4 0,21712 0,27600 0,36432 0,23920
5 0,20608 0,28704 0,28704 0,19500
Keterangan:
Perlakuan A : 500 Lux
Perlakuan B : 3.400 Lux
Perlakuan C : 7.400 Lux
Perlakuan D : 11.700 Lux
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Lampiran 2. Kepadatan populasi Chlorella sp. (per unit percobaan)
Unit
Percobaan HARI 1 HARI 2 HARI 3 HARI 4 HARI 5 HARI 6
A1 0,50 0,30 0,90 0,20 0,05 0,05
A2 0,90 0,60 0,70 0,20 0,05 0,05
A3 0,35 0,45 0,50 0,10 0,10 0,10
A4 0,65 0,55 0,70 0,35 0,60 0,60
A5 1,05 0,40 0,55 0,70 0,25 0,25
B1 0,75 2,70 6,60 6,60 8,25 8,30
B2 0,45 3,45 2,25 1,15 4,95 4,50
B3 0,30 5,45 8,60 10,70 15,30 14,45
B4 0,65 5,15 4,40 1,15 6,45 5,80
B5 0,80 4,50 5,96 1,45 11,35 10,60
C1 0,85 6,20 3,20 5,20 3,15 1,85
C2 0,55 3,45 2,95 5,45 6,80 4,70
C3 0,30 1,60 6,25 8,20 7,25 5,40
C4 0,80 6,35 8,90 20,10 24,35 15,85
C5 0,55 2,00 10,35 5,45 31,55 17,40
D1 0,25 0,30 0,55 0,40 1,55 1,55
D2 0,35 0,55 0,50 1,15 1,60 1,60
D3 0,40 0,75 0,55 0,75 0,80 0,80
D4 0,70 0,90 0,50 0,60 1,50 1,50
D5 0,40 0,30 0,40 0,10 0,05 0,05
Keterangan:
Perlakuan A : 500 Lux
Perlakuan B : 3.400 Lux
Perlakuan C : 7.400 Lux
Perlakuan D : 11.700 Lux
Satuan : sel/ ml
52
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Lampiran 3. Kisaran suhu per hari, kisaran salinitas per hari dan kisaran
pH per hari
Tabel kisaran suhu per hari
Perlakuan
Kisaran Suhu Per Hari
Hari 1 hari 2 hari 3 hari 4 hari 5 hari 6
A 29 32-33 32-33 32 32 32
B 34 34-35 33 33 34 34
C 36 35 34 34 34 34
D 40 39-42 38-39 39 40 40
Tabel kisaran salinitas per hari
Perlakuan
Kisaran Salinitas Per Hari
Hari 1 Hari 2 Hari 3 Hari 4 Hari 5 Hari 6
A 27-32 26-35 24-30 28-38 27-40 27-41
B 27-35 25-35 26-38 28-45 29-53 25-58
C 28-32 29-35 28-45 27-48 27-56 27-68
D 27-30 25-30 28-34 30-47 22-47 32-60
Tabel kisaran pH per hari
Perlakuan
Kisaran pH Per Hari
Hari 1 Hari 2 Hari 3 Hari 4 Hari 5 Hari 6
A 8 8 7-8 8 7-8 7-8
B 8 8 9 8 8-9 8-9
C 7-9 8 8-9 8-9 8-10 7-9
D 8 8 8 7-9 7-9 7-9
53
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Lampiran 4. SPSS kandungan karotenoid
Oneway
Descriptives
KAROTENOID
N Mean Std.
Deviation Std. Error
95% Confidence Interval for Mean
Minimum
Maximum
Lower Bound
Upper Bound
A 5 .20755200 .013165968 .005888
000 .19120429 .22389971 .195040 .224480
B 5 .25539200 .036485859 .016316
972 .21008882 .30069518 .198720 .287040
C 5 .29808000 .059166802 .026460
198 .22461471 .37154529 .209760 .364320
D 5 .22005600 .020402267 .009124
171 .19472324 .24538876 .195000 .242880
Total 20 .24527000 .049436198 .011054
270 .22213315 .26840685 .195000 .364320
Test of Homogeneity of Variances
KAROTENOID Levene Statistic df1 df2 Sig.
2.537 3 16 .093
ANOVA
KAROTENOID
Sum of
Squares Df Mean Square F Sig. Between Groups .025 3 .008 6.087 .006 Within Groups .022 16 .001 Total .046 19
Post Hoc Tests Homogeneous Subsets
KAROTENOID
Duncan
PERLAKUAN N Subset for alpha = .05
1 2 A 5 .20755200 D 5 .22005600 B 5 .25539200 .25539200 C 5 .29808000 Sig. .068 .085
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 5.000.
54
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Summarize Case Processing Summary(a)
Cases Included Excluded Total
N Percent N Percent N Percent KAROTENOID * PERLAKUAN 20 100.0% 0 .0% 20 100.0%
a Limited to first 100 cases. Case Summaries(a)
KAROTENOID PERLAKUAN A 1 .195040
2 .224480 3 .195040 4 .217120 5 .206080 Total N 5
Mean .20755200 Std. Deviation .013165968 Minimum .195040 Maximum .224480
B 1 .276000 2 .198720 3 .239200 4 .276000 5 .287040 Total N 5
Mean .25539200 Std. Deviation .036485859 Minimum .198720 Maximum .287040
C 1 .338560 2 .290720 3 .209760 4 .364320 5 .287040 Total N 5
Mean .29808000 Std. Deviation .059166802 Minimum .209760 Maximum .364320
55
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
D 1 .242880 2 .209760 3 .213440 4 .239200 5 .195000 Total N 5
Mean .22005600 Std. Deviation .020402267 Minimum .195000 Maximum .242880
Total N 20 Mean .24527000 Std. Deviation .049436198 Minimum .195000 Maximum .364320
a Limited to first 100 cases.
56
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Lampiran 5. SPSS kepadatan populasi Chlorella sp. selama 6 hari
Oneway
Descriptives KEPADATAN POPULASI Chlorella sp.
N Mean Std.
Deviation Std. Error
95% Confidence Interval for Mean
Minimum Maximu
m Lower Bound
Upper Bound
A 6 .3400 .20258 .08270 .1274 .5526 .09 .67 B 6 5.5067 3.22970 1.31852 2.1173 8.8960 .59 9.26 C 6 8.0417 5.53101 2.25802 2.2372 13.8461 .61 14.62 D 6 .6067 .25033 .10220 .3440 .8694 .42 1.10 Total 24 3.6238 4.48829 .91617 1.7285 5.5190 .09 14.62
Test of Homogeneity of Variances KEPADATAN POPULASI Chlorella sp
Levene Statistic df1 df2 Sig.
10.330 3 20 .000
ANOVA
KEPADATAN POPULASI Chlorella sp
Sum of
Squares Df Mean Square F Sig. Between Groups 257.695 3 85.898 8.354 .001 Within Groups 205.634 20 10.282 Total 463.329 23
Post Hoc Tests Homogeneous Subsets
KEPADATANPOPULASIChlorella
Duncan
PERLAKUAN N
Subset for alpha = .05
1 2 A 6 .3400 D 6 .6067 B 6 5.5067 C 6 8.0417 Sig. .887 .186
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 6.000.
57
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Summarize Case Processing Summary(a)
Cases
Included Excluded Total
N Percent N Percent N Percent PERLAKUAN * KEPADATANPOPULASIChlorella
24 100.0% 0 .0% 24 100.0%
a Limited to first 100 cases. Case Summaries(a)
PERLAKUAN KEPADATAN POPULASI Chlorella
.09 1 A Total N 1
Mean 1.0000 Minimum A Maximum A Std. Deviation . Variance .
.21 1 A Total N 1
Mean 1.0000 Minimum A Maximum A Std. Deviation . Variance .
.30 1 A Total N 1
Mean 1.0000 Minimum A Maximum A Std. Deviation . Variance .
.31 1 A Total N 1
Mean 1.0000 Minimum A Maximum A Std. Deviation . Variance .
58
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
.42 1 D Total N 1
Mean 4.0000 Minimum D Maximum D Std. Deviation . Variance .
.46 1 A 2 D Total N 2
Mean 2.5000 Minimum A Maximum D Std. Deviation 2.12132 Variance 4.500
.50 1 D Total N 1
Mean 4.0000 Minimum D Maximum D Std. Deviation . Variance .
.56 1 D Total N 1
Mean 4.0000 Minimum D Maximum D Std. Deviation . Variance .
.59 1 B Total N 1
Mean 2.0000 Minimum B Maximum B Std. Deviation . Variance .
.60 1 D Total N 1
Mean 4.0000 Minimum D Maximum D Std. Deviation . Variance .
59
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
.61 1 C Total N 1
Mean 3.0000 Minimum C Maximum C Std. Deviation . Variance .
.67 1 A Total N 1
Mean 1.0000 Minimum A Maximum A Std. Deviation . Variance .
1.10 1 D Total N 1
Mean 4.0000 Minimum D Maximum D Std. Deviation . Variance .
3.86 1 C Total N 1
Mean 3.0000 Minimum C Maximum C Std. Deviation . Variance .
4.21 1 B Total N 1
Mean 2.0000 Minimum B Maximum B Std. Deviation . Variance .
4.25 1 B Total N 1
Mean 2.0000 Minimum B Maximum B Std. Deviation . Variance .
60
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
6.00
1
B
Total N 1 Mean 2.0000 Minimum B Maximum B Std. Deviation . Variance .
6.33 1 C Total N 1
Mean 3.0000 Minimum C Maximum C Std. Deviation . Variance .
8.73 1 B Total N 1
Mean 2.0000 Minimum B Maximum B Std. Deviation . Variance .
9.04 1 C Total N 1
Mean 3.0000 Minimum C Maximum C Std. Deviation . Variance .
9.26 1 B Total N 1
Mean 2.0000 Minimum B Maximum B Std. Deviation . Variance .
13.79 1 C Total N 1
Mean 3.0000 Minimum C Maximum C Std. Deviation . Variance .
61
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
14.62 1 C Total N 1
Mean 3.0000 Minimum C Maximum C Std. Deviation . Variance .
Total N 24 Mean 2.5000 Minimum A Maximum D Std. Deviation 1.14208 Variance 1.304
a Limited to first 100 cases.
62
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
Lampiran 6. Gambar kegiatan penelitian
a b c d
e f g
h i j k
l m n o
Ket:
a.Proses Autoclave
b. Setting intensitas cahaya
c.Mempersiapkan kuvet
d.Mengamati dengan Mikroskop
e. Mengoperasikan Spektrofotometer
f.Membaca serapan spektrofotometer
g.tampilan Chlorella sp. di
mikroskop
h.Kultur C
i. Kultur D
j. Kultur B
k. Kultur A
l. Ruang kultur 1
m. Ruang kultur 2
n. Proses ekstraksi
o.Tabung reaksi dan sampel
63
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGARUH INTENSITAS CAHAYA TERHADAP KANDUNGAN KAROTENOID Chlorellasp.
AGUS PARIAWAN
top related