PENGARUH KONSENTRASI LIMBAH CAIR TAHU TERHADAP PERTUMBUHAN MIKROALGA Scenedesmus sp.

Transkripsi

1 PENGARUH KONSENTRASI LIMBAH CAIR TAHU TERHADAP PERTUMBUHAN MIKROALGA Scenedesmus sp. ZAHARA FADILLA PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2010 M/1431 H

2 PENGARUH KONSENTRASI LIMBAH CAIR TAHU TERHADAP PERTUMBUHAN MIKROALGA Scenedesmus sp. SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Pada Program Studi Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta ZAHARA FADILLA PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2010 M/1431 H

3 PENGESAHAN UJIAN Skripsi berjudul Pengaruh Konsentrasi Limbah Cair Tahu Terhadap Pertumbuhan Mikroalga Scenedesmus sp. yang ditulis oleh Zahara Fadilla, NIM telah diuji dan dinyatakan LULUS dalam sidang Munaqosyah Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada tanggal 19 Mei Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Biologi. Penguji 1, Menyetujui, Penguji 2, Fahma Wijayanti, M.Si NIP Pembimbing 1, Dra. Nani Radiastuti, M.Si NIP Pembimbing 2, DR. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud NIP Dasumiati, M.Si NIP Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Mengetahui, Ketua Program Studi Biologi DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis NIP DR. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud NIP

4 PERNYATAAN DENGAN INI SAYA MENYATAKAN KEASLIAN SKRIPSI INI BENAR- BENAR HASIL KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA MANAPUN. Jakarta, 19 Mei 2010 Zahara Fadilla

5 ABSTRAK Zahara Fadilla. Pengaruh Konsentrasi Limbah Cair tahu terhadap pertumbuhan Mikroalga Scenedesmus sp. Skripsi. Program Studi Biologi. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi limbah cair tahu terhadap pertumbuhan mikroalga Scenedemus sp. yang dihasilkan dengan menggunakan limbah cair tahu sebagai medium pertumbuhan. Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri atas enam perlakuan. Kultur Scenedemus sp. dipelihara pada laboratorium kultur dengan 6 perlakuan yang berbeda, yaitu limbah cair tahu konsentrasi 10%, 20%, 30%, dan 40%, Medium Basal Bold (kontrol positif), dan akuades (kontrol negatif) selama 13 hari. Analisis data menggunakan analisis varian yang dilanjutkan dengan uji Duncan. Berdasarkan hasil analisis varian diketahui bahwa terdapat perbedaan kerapatan jumlah sel Scenedesmus sp. di antara keenam konsentrasi limbah cair tahu dan kontrol. Pertumbuhan sel tertinggi berada pada konsentrasi limbah cair tahu 30% dengan rata-rata jumlah sel ,67 sel/ml yang dicapai pada hari ke-3 dan konsentrasi 0% Medium Basal Bold (kontrol positif) dengan rata-rata jumlah sel ,33 sel/ml yang dicapai pada hari ke-10. Kata kunci: Scenedesmus, kerapatan sel, limbah cair tahu

6 ABSTRACT Zahara Fadilla. Effect of The Liquid Waste Tofu Concentration on Growth of Microalgae Scenedesmus sp. Minithesis. Departement of Biology. Faculty of Science and Technology. State Islamic University of Jakarta. The liquid waste of tofu is use as a medium of Scenedesmus sp. growth. The research was conducted the effect of the liquid waste to the growth of microalgae Scenedesmus sp. It was a completely random design which has 6 variety concentration 10%, 20%, 30%, 40%, Bold Basal Medium (Positive control) and aquades (negative control). It was observed for 13 days. Data obtained were analyzed by analysis of variance then continued with Duncan analysis. The result showed differences on the density of cell Scenedesmus sp. The highest cell density is 30% consentration, with ,67 cell/ml wich was achieved at 3 rd day observation and 0% consentration with ,33 cell/ml wich was achieved at 10 th day observation. Key World : Scenedesmus sp., density of cells, liquid waste of tofu

7 KATA PENGANTAR Bismillahirohmanirrohim, Puji syukur kehadirat Allah SWT, Tuhan Semesta Alam yang telah memberikan nikmat, rahmat dan Hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Tidak lupa shalawat serta salam semoga senantiasa dilimpahkan kepada Nabi dan Rasul mulia, Muhammad SAW yang diutus Allah sebagai rahmat bagi seluruh semesta alam, beserta keluarganya, para sahabatnya, dan orang-orang yang tegak diatas Din-Nya hingga akhir zaman. Skripsi berjudul Pengaruh Konsentrasi Limbah Cair tahu terhadap pertumbuhan Mikroalga Scenedesmus sp. disusun untuk memenuhi syarat dalam meraih gelar S.Si. Pada kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus dan tak terhingga kepada kedua orang tua dan semua pihak yang telah memberikan bantuan baik moril maupun materil dalam menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada: Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada: 1. Bapak DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta beserta seluruh stafnya. 2. Ibu DR. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud selaku Ketua Program Studi Biologi FST UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

8 3. Ibu DR. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud selaku pembimbing I dan ibu Dasumiati, M.Si selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, saran, dan nasihatnya untuk penulis. 4. Ibu Fahma Wijayanti M.Si dan Ibu Dra.Nani Radiastuti, M.Si selaku penguji dalam sidang munaqosyah. 5. Bapak Paskal Sukandar, M.Si dan ibu Etyn Yunita, M.Si selaku penguji yang telah memberikan masukan untuk proposal dan hasil penelitian ini. 6. Ibu Mega R. Pikolli selaku ketua Laboratorium Biologi (PLT UIN) dan stafstaf laboran yang telah membantu penulis selama penelitian. 7. Mama, Ayah, kakak dan adik tercinta yang selalu memberikan motivasi, do a yang tulus, serta dukungan materil dan moril. 8. Mba Dini Damayanti, S.Si yang telah banyak membantu penulis dalam melaksanakan penelitian. 9. Teman-teman Mahasiswa Biologi khususnya angkatan 2005 (Bioma), Wulan, Nelly, Habibah, Diah, Susti, Mai, k Qq, k Helma, Devi, Ainul, k Iis dan orang-orang spesial yang tak lelah memberikan semangat, tausiyah dan saran kepada penulis. Penulis menyadari bahwa karya ini masih memiliki banyak kekurangan, untuk itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi terciptanya karya yang lebih sempurna. Semoga karya ini dapat bermanfaat tidak hanya untuk penulis tetapi juga untuk pembaca. Di akhir kalimat ini, penulis memohon kepada Allah SWT, semoga orangorang yang telah bermurah hati membantu penulis mendapatkan limpahan rizki

9 dan semoga amalnya menjadi amal yang sholeh dan mendapatkan balasan yang dari Allah SWT. Amin Jakarta, Mei 2010 Penulis

10 DAFTAR ISI JUDUL Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perumusan Masalah Hipotesis Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Limbah cair tahu Mikroalga Scenedesmus sp Klasifikasi dan Struktur Scenedesmus sp Habitat, Reproduksi Scenedesmus sp Fisiologi Scenedesmus sp Kultur Mikroalga Teknik Kultur Mikroalga Faktor Yang berpengaruh terhadap Kultur Mikroalga Kurva Tumbuh Kerangka Berfikir BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian... 19

11 3.2. Bahan dan Alat Rancangan Penelitian Cara Kerja Persiapan Alat Isolasi Mikroalga Scenedesmus sp Pembuatan Medium Basal Bold (MBB) Pemurnian Scenedesmus sp Pembuatan Medium Ekstrak Tauge Perbanyakan Kultur Mikroalga Scenedesmus sp Pembuatan Medium Limbah Cair Tahu Inokulasi Scenedesmus sp Penghitungan Jumlah Sel Scenedesmus sp Pengukuran ph Medium Pengukuran Kondisi Fisik Ruang Kultur Pembuatan Kurva Tumbuh Analisis Data BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Isolasi dan Perbanyakan Sel Scenedesmus sp Rata-Rata Kerapatan Jumlah Sel Scenedesmus sp Kurva Pertumbuhan Scenedesmus sp BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN... 48

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Data Kerapatan Sel Scenedesmus sp. (sel/ml) pada enam Perlakuan yang berbeda Tabel 2. Jumlah sel Scenedesmus sp. (sel/ml) pada medium limbah cair tahu dengan konsentrasi 10%, 20%, 30%, 40%, 0%(MBB), dan 0% (Akuades) selama 13 hari pengamatan Tabel 3. Total Rata-Rata Jumlah Sel Scenedesmus sp Tabel 4. Total Kuadrat Rata-Rata Jumlah Sel Scenedesmus sp Tabel 5. Rata-Rata dan Log Jumlah Sel Scenedesmus sp Tabel 6. Analisis Sidik Ragam Limbah Cair Tahu dan Waktu (hari) Tabel 7. Pembanding (Duncan) Untuk Konsentrasi Limbah Cair Tahu dan Waktu (Hari) Terhadap Rata-Rata Jumlah Sel Scenedesmus sp Tabel 8. Uji Jarak Berganda Duncan untuk konsentrasi Limbah Cair Tahu Terhadap Rata-Rata Jumlah Sel Scenedesmus sp Tabel 9. Uji Jarak Berganda Duncan untuk Waktu (Hari) Pengamatan Terhadap Jumlah Rata-Rata Jumlah Sel Scenedesmus sp Tabel 10. Ringkasan Pengujian Pengaruh Interaksi Limbah Cair Tahu TerhadapWaktu (Hari) Pengamatan Dalam Bentuk Tabel Dua Arah Tabel 11. Komposisi Medium Basal Bold Tabel 12. Pengukuran ph Medium Perlakuan Tabel 13. Data Kondisi Lingkungan Ruang kultur meliputi : Suhu, dan Intensitas Cahaya Tabel 14. Analisis Limbah Cair Tahu... 62

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Sel Scenedesmus sp Gambar 2. Sel Scenedesmus sp Gambar 3. Reproduksi Scenedesmus obliquus... 9 Gambar 4. Fase Pertumbuhan Mikroalga Gambar 5. Budidaya Mikroalga Skala Laboratorium Gambar 6. Pola Kotakkan pada Haemocytometer (Improved Neubauer) Gambar 7. Hubungan antara Log Jumlah Sel Perlakuan Limbah Cair Tahu dan Kontrol (MBB dan Akuades) Dengan waktu Gambar 8. Hubungan antara nilai ph Dengan waktu Gambar 9. Bagan Proses Pembuatan Tahu Gambar 10. Rak Perlakuan Gambar 11. Pemeliharaan Kultur Starter Sel Scenedesmus sp Gambar 12. Kultur Stok Scenedesmus sp

14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Bagan Alir Penelitian Lampiran 2. Data Hasil Pengamatan dan Analisis Data Kerapatan Jumlah Sel Scenedesmus sp Lampiran 3. Komposisi Medium Basal Bold Lampiran 4. Data Derajat Keasaman (ph) dan Pengukuran Kondisi Fisik Ruang Kultur Lampiran 5. Hasil Analisis Limbah Cair Tahu Lampiran 6. Bagan Proses Pembuatan Tahu Lampiran 7. Penampakan Makroskopis kultur Mikroalga Scenedesmus sp Pada Medium Perlakuan Lampiran 8. Foto Pengamatan Penelitian... 65

15 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tahu merupakan salah satu produk olahan kedelai yang telah lama dikenal dan banyak disukai, karena harganya murah dan mudah didapat. Selain itu industri tahu ini juga ikut berperan dalam meningkatkan nilai gizi masyarakat, karena terbuat dari protein nabati (Fatha, 2007). Zat gizi utama yang terkandung dalam tahu adalah protein yang berbentuk gumpalan pada proses pembuatan tahu (Hariyadi, 2002). Industri tahu di Indonesia semakin berkembang dengan meningkatnya kebutuhan gizi masyarakat. Industri tahu saat ini telah menjadi salah satu industri rumah tangga yang tersebar luas baik di kota-kota besar maupun kecil. Dalam proses produksinya, industri tahu menghasilkan limbah padat dan cair (Rossiana,2006). Limbah padat berupa ampas tahu, umumnya telah dapat ditanggulangi dengan memanfaatkannya sebagai bahan pembuatan oncom dan bahan makanan ternak. Limbah cairnya adalah whey tahu yang merupakan cairan buangan (Rossiana,2006). Sebagian besar industri tahu mengalirkan langsung limbah cairnya ke saluran-saluran pembuangan, sungai ataupun badan air penerima lainnya tanpa diolah terlebih dahulu. Hal ini seringkali menjadi masalah bagi lingkungan sekitarnya karena dapat menyebabkan pencemaran. Jumlah limbah cair tahu yang melimpah jika tidak ditangani secara tepat, maka dikhawatirkan akan

16 menyebabkan terganggunya kualitas lingkungan perairan di sekitar industri tahu (Rossiana, 2006). Limbah cair tahu dapat diolah dengan cara fisika, kimia, maupun biologi. Pengolahan limbah cair secara biologi memanfaatkan mikroorganisme sebagai dasar fungsional dalam proses penanganan (Citroreksono, 1996). Hal utama dalam penanganan limbah cair adalah pengembangan dan pemeliharaan kultur mikoorganisme yang cocok (Jenie & Rahayu, 1993). Vegetasi tingkat rendah terutama kelompok mikroalga lebih dominan diangkat sebagai agen pengolahan limbah mineral di lingkungan perairan. Pemilihan mikroalga ini adalah karena mikroalga dapat memanfaatkan mineral yang terlarut di dalam air untuk pertumbuhan dan perkembangannya, serta mikroalga dapat hidup di kolom air mulai dari permukaan hingga ke batas daya tembus cahaya di badan air tersebut (Mulyadi, 1999). Menurut Nurtiyani (1998), salah satu mikroalga yang sering digunakan dalam memecahkan masalah pencemaran limbah adalah Scenedesmus sp. Mikroalga ini mampu merombak nutrient yang terkandung di dalam limbah cair tahu menjadi biomassa. Steenblock (1987 dalam Sriharti dan Carolina, 2000) menyatakan bahwa Scenedesmus sp. merupakan sumber daya potensial yang mempunyai prospek yang cerah di masa mendatang, karena kandungan proteinnya cukup tinggi, juga mengandung karbohidrat, lemak, vitamin, asam-asam amino esensial, asam lemak esensial, enzim, beta karoten dan klorofil. Sebagai salah satu sumber daya hayati, mikroalga ini memiliki beberapa potensi yang dapat dimanfaatkan oleh manusia, antara lain sebagai pakan alami (jenis udang, ikan),

17 bahan makanan non-konvensional, bahan baku industri kimia dan farmasi, indikator pencemaran air serta sebagai agen bioremediasi (Prihantini dkk, 2007). Dari penelitian ini diharapkan mikroalga Scenedemus sp. dapat menghasilkan biomasa sel Scenedesmus sp. yang dapat dimanfaatkan Perumusan Masalah 1. Apakah limbah cair tahu dapat dimanfaatkan sebagai medium pertumbuhan mikroalga Scenedesmus sp.? 2. Apakah konsentrasi limbah cair tahu berpengaruh terhadap kerapatan sel Scenedesmus sp.? 1.3. Hipotesis 1. Limbah cair tahu dapat dimanfaatkan sebagai medium pertumbuhan mikroalga Scenedesmus sp. 2. Konsentrasi limbah cair tahu berpengaruh terhadap kerapatan sel Scenedesmus sp Tujuan Penelitian 1. Memanfaatkan limbah cair tahu sebagai medium pertumbuhan Mikroalga Scenedesmus sp. 2. Mengetahui pengaruh konsentrasi limbah cair tahu terhadap kerapatan kultur sel Scenedesmus sp.

18 1.5. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan solusi terhadap penanganan limbah cair tahu dan limbah cair tahu juga dapat digunakan sebagai medium alternatif untuk kultur sel Scenedesmus sp.

19 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Limbah Cair Tahu Limbah cair industri tahu berasal dai proses pencucian dan perendaman kedelai, serta dari proses pengepresan dan pencetakan tahu (Djarwati dkk, 2000). Selain itu juga dari sisa larutan serta dari proses pencucian peralatan. Pada proses pembuatan tahu akan dihasilkan limbah (Lampiran 6). Limbah dari pengolahan tahu ini berupa limbah padat dan limbah cair (Hariyadi, 2002). Limbah padat berupa ampas tahu dapat digunakan sebagai bahan pangan yaitu tempe gambus dan oncom, sedangkan limbah cairnya adalah whey (air buangan) sisa proses penggumpalan tahu. Di dalam whey tahu masih terdapat sisa protein yang tidak menggumpal dan zat-zat lain yang larut dalam air, termasuk lesitin dan oligosakarida. Whey tahu yang tidak dimanfaatkan akan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena membusuknya senyawa-senyawa organik tersebut, sedangkan pemanfaatannya masih sangat terbatas (Hariyadi, 2002). Limbah cair dan ampas tahu berbeda dengan ampas kedelai yang diperoleh dari kedelai segar, dimana limbah cair dan ampas tahu berasal dari kedelai yang sudah dimasak. Protein limbah cair dan ampas tahu mempunyai nilai lebih tinggi dari pada biji kedelai itu sendiri (Dahiyat, 1990). Buangan dalam limbah cair tahu masih banyak mengandung zat organik, seperti protein, karbohidrat, lemak, zat terlarut yang mengandung zat padatan

20 tersuspensi (Sola, 1994). Dalam hasil analisis limbah cair tahu oleh Kantor Pengkajian Perkotaan dan Lingkungan DKI Jakarta (1995, dalam Johari 1999) lihat (Tabel 14), terdapat unsur-unsur hara makro dan mikro yang dibutuhkan bagi pertumbuhan mikroalga antara lain N, P, K, dan Mg. Berdasarkan kandungan nutrisi yang masih terdapat pada limbah cair tahu, maka pemanfaatannya sebagai medium alternatif pertumbuhan mikroalga merupakan salah satu bentuk pemecahan masalah limbah cair tahu. Cara ini memiliki banyak keunggulan di antaranya adalah penanganannya mudah dan murah (Aspuranto, 1989). Pengolahan limbah cair tahu dengan mikroalga telah dilakukan oleh Johari pada tahun 1999 dengan menggunakan Chlorella. Hasil dari penelitian tersebut menunjukan bahwa Chlorella mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada medium limbah cair tahu, sehingga dapat diasumsikan bahwa limbah cair tahu juga dapat digunakan sebagai medium alternatif untuk pertumbuhan Scenedesmus Mikroalga Scenedesmus sp Klasifikasi dan Struktur Scenedesmus sp. Dalam Bold dan Wyne (1985), Scenedesmus sp. diklasifikasikan sebagai berikut: Divisi : Chlorophyta Kelas : Chlorophyceae Ordo : Chlorococcales Famili : Scenedesmaceae

21 Genus : Scenedesmus Spesies: Scenedesmus sp. Scenedesmus talusnya terdiri dari 1 atau 2 sel terkadang 3 sel, biasanya membentuk koloni yang terdiri dari 2,4, atau 8 bahkan bisa mencapai 16 sel sampai 32 sel pada setiap koloninya (Gambar 2.). Sel berbentuk silindris, oval, bulat, dengan ujung sel berbentuk bulat atau lancip (John dkk, 2002). Sel Scenedesmus memiliki 1 inti sel, dan kloroplas yang terdapat satu pyrenoid (Graham dan Wilcox, 2000). Gambar 2. Sel Scenedesmus sp. Sumber: Zahara Fadilla Gambar 3. Sel Scenedesmus sp. Sumber: Zahara Fadilla Pada bagian terminal sel Scenedesmus terdapat ornamen sel yang disebut dengan spina, yang ukurannya dapat mencapai panjang sampai 20 mikrometer. Spina ini berguna untuk menjaga keseimbangan, mendeteksi keberadaan prey (predator) atau juga dapat membantu sel dalam mencapai tempat yang memiliki cahaya dan nutrien yang optimum (Graham dan Wilcox, 2000). Scenedesmus berwarna hijau rumput karena adanya klorofil a dan b yang lebih dominan dibanding pigmen lain. Pigmen-pigmen terdapat dalam plastid dan sangat tahan

22 terhadap cahaya panas. Dinding sel lapisan luar terbentuk dari bahan pektin sedangkan lapisan dalam dari selulosa (Bachtiar, 2007) Habitat dan Reproduksi Scenedesmus sp. Bold dan Wynne (1985) menyatakan bahwa Scenedesmus merupakan alga hijau yang terdistribusi secara luas. Terdapat pada hampir semua tipe perairan dan tanah. Reproduksi aseksual Scenedesmus sp. terjadi melalui pembentukan autokoloni. Sel induk membelah membentuk koloni anakan. Pembelahan akan dilakukan sampai terbentuk empat sel anakan. Pelepasan autokoloni dilakukan dengan cara memecah dinding sel induk, tiap koloni yang dihasilkan mempunyai kemampuan untuk memproduksi autokoloni (Graham dan Wilcox, 2000). Beberapa spesies Scenedesmus sp. Dapat melakukan reproduksi seksual dengan pembentukan zoospore biflagel dan isogami, menurut Pickett-Heaps (1975 dalam Damayanti, 2006) reproduksi seksual diawali dengan pembentukan sel gamet pada masing-masing sel induk. Dua buah sel gamet akan melebur dan membentuk zigot. Zigot kemudian akan tumbuh menjadi koloni anak dan akhirnya menjadi sel induk.

23 Gambar 3. Reproduksi Scenedesmus obliquus Sumber: Hori (1993 dalam Damayanti, 2006) Keterangan Gambar: 1.Koloni Sel induk 2.Autospora 3.Koloni sel anak 4.Gamet 5.Zigot a.kloroplas b.pirenoid c.flagela d.dinding Sel Fisiologi Scenedesmus sp. Mikroalga merupakan makhluk bersel tunggal yang hidup di lingkungan yang mengandung air, tumbuh dan berkembang dengan memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber energi untuk melakukan fotosintesis serta dapat memanfaatkan nutrien anorganik sederhana seperti CO 2 serta komponen N, P, K dan komponen lainnya (Setiawan dkk, 2008). Namun dalam kondisi tanpa cahaya, mikroalga menggunakan bahan organik sama halnya seperti organisme non-fotosintetik. Jadi, mikroalga dapat melakukan metabolismenya

24 dengan menggunakan energi kimia dari degradasi simpanan pati atau minyak, atau dari konsumsi protoplasma alga itu sendiri (Saeni, 1989). Menurut (Muslimin, 1995) Mikroalga bersifat fotoautotrof yang akan menggunakan cahaya matahari sebagai sumber energi dan CO 2 sebagai sumber karbonnya. Pada proses ini CO 2 akan diubah menjadi karbohidrat melalui proses fotosintesis Kultur Mikroalga Teknik Kultur Mikroalga Menurut Isnansetyo dan Kurniastuty (1995), tahapan yang akan dilakukan dalam kultur mikroalga, yaitu koleksi, isolasi dan perbanyakan. 1. Koleksi Proses koleksi ini bertujuan untuk mendapatkan satu atau beberapa jenis mikroalga yang diinginkan yang berasal dari alam untuk dikultur secara murni. Pengambilan fitoplankton dapat dilakukan dengan menggunakan plankton net. Kemudian diperiksa dengan bantuan mikroskop kemudian dilakukan isolasi. 2. Isolasi Ada lima metode isolasi yang dapat dilakukan, yaitu: a) Metode Isolasi secara Biologis Metode ini dilakukan berdasarkan pergerakan fitoplankton, yaitu menggunakan pengaruh fototaksis positif organisme. Organisme akan bergerak menuju cahaya, sehingga dapat dikumpulkan. b) Metode Isolasi Pengenceran Berseri

25 Metode yang akan dilakukan bila jumlah organisme yang terkumpul sangat banyak dan ada salah satu spesies yang dominan. Cara ini dilakukan dengan memindahkan sampel ke dalam beberapa tabung reaksi dengan komposisi hara, suhu dan cahaya yang cocok untuk pertumbuhan fitoplankton yang akan diisolasi. c) Metode Isolasi Pengulangan Sub-Kultur Metode ini dilakukan jika organisme yang terkumpul jumlah dan jenisnya sedikit sehingga dilakukan kultur pada media dengan komposisi hara, suhu dan intensitas cahaya yang sesuai untuk pertumbuhan fitoplankton yang akan disolasi. d) Metode Isolasi Pipet Kapiler Metode ini dilakukan dengan cara meletakkan sampel sebanyak tetes ditengah-tengah cawan petri. Kemudian memasukan 6-8 tetes medium yang sesuai di sekeliling sampel tersebut. Isolasi dilakukan dengan memindahkan sampel air pada salah satu tetesan media dengan pipet kapiler steril, kemudian diamati di bawah mikroskop hingga diperoleh unit fitoplankton tunggal yang diinginkan. e) Metode Isolasi Goresan Metode ini menggunakan media agar-agar sebanyak 1,5% yang dicampur dengan sampel air, kemudian dipanaskan hingga mendidih dan terlarut sempurna dan berwarna kuning jernih. Larutan agar-agar ini disterilisasi dan dituangkan kedalam cawan petri atau tabung reaksi yang sudah steril. Setelah agar membeku dilakukan penebaran bibit fitoplankton dengan cara menggoreskan sampel air

26 dengan menggunakan ose. Bibit fitoplankton digoreskan pada agar dengan pola zig-zag untuk mencegah kontaminasi Untuk proses penumbuhannya diletakkan pada rak kultur yang disinari dengan lampu TL 40 watt secara terus menerus. Setelah beberapa hari fitoplankton akan tumbuh pada goresan agar, tetapi masih tercampur dengan fitoplankton jenis lain, kemudian dilakukan penggoresan berulang-ulang pada media agar-agar yang sama sampai diperoleh fitoplankton yang telah murni. Hasil Kultur murni dari media agar dikembangkan dalam media cair yang sesuai untuk pertumbuhan fitoplankton yang diinginkan. 3. Perbanyakan a) Kultur Skala Laboratorium Kultur skala laboratorium dimulai dari volume 0,5 liter hingga 5 liter. Pupuk yang digunakan adalah stok pupuk cair dengan unsur-unsur hara yang lengkap baik hara makro (N, P, K, S, Mg) maupun hara mikro (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Si, dan unsur mikro lainnya). Untuk pemeliharaanya dilakukan pada rak kultur dengan pencahyaan lampu TL dan dilakukan aerasi pada kultur. b) Kultur Skala Massal 1) Kultur Skala Massal Semi Out-Door Kultur ini dimulai dari volume 30 liter hingga 100 liter dalam wadah berupa akuarium yang diletakkan di luar laboratorium. Pupuk yang digunakan sama dengan pupuk pada skala laboratorium yang diberikan sesuai takaran yang dibutuhkan.

27 2) Kultur Skala Massal Out-Door Kultur skala massal out-door ini dimulai dari volume 1 ton hingga 20 ton atau lebih. Pada kultur skala massal out-door ini pupuka yang digunakan adalah pupuk pertanian seperti ZA, Urea dan TSP Faktor-Faktor yang berpengaruh terhadap kultur Mikroalga Pertumbuhan suatu jenis fitoplankton atau mikroalga sangat erat kaitannya dengan ketersedian hara makro dan mikro serta dipengaruhi oleh kondisi lingkungan berupa nutrien, suhu, cahaya, ph dan Karbondioksida (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). a.) Nutrien Fitoplankton (mikroalga) membutuhkan berbagai unsur untuk pertumbuhannya. Beberapa unsur ini dibutuhkan dalam jumlah yang relatif besar dan disebut hara makro (macro-nutrient) misalnya C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen), N (nitrogen), P (fosfor), Si (silikon), S (sulfur), Mg (magnesium), K (Kalium) dan Ca (kalsium). Selain hara makro diperlukan juga hara mikro (micronutrient) untuk pertumbuhan alga fitoplankton. Menurut Nontji (2006), hara mikro ini berupa unsur-unsur kelumit (trace elements) yang diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil seperti Fe (besi), Mn (mangan), Cu (tembaga), Zn (seng), B (boron), Mo (molybdenum), V (vanadium), dan Co (kobal). Setiap unsur hara ini mempunyai fungsi-fungsi khusus yang tercermin pada pertumbuhan dan kepadatan yang dicapai, tanpa mengesampingkan pengaruh kondisi lingkungan. Unsur N, P, dan S penting untuk pembentukan

28 protein, dan K berfungsi dalam metabolism karbohidrat. Fe dan Na berperan untuk pembentukan klorofil, sedangkan Si dan Ca merupakan bahan untuk pembentukan dinding sel atau cangkang. Vitamin B 12 banyak digunakan untuk memacu pertumbuhan melalui rangsangan fotosintetik (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). b.) Suhu Suhu berpengaruh langsung karena reaksi kimia enzimatik yang berperan dalam proses fotosintesis dikendalikan oleh suhu. Peningkatan suhu sampai batas tertentu akan menaikkan laju fotosintesis (Nontji, 2006). Suhu optimal kultur fitoplankton secara umum antara C. hampir semua fitoplankton toleran terhadap suhu antara C. Suhu di bawah 16 C dapat menyebabkan kecepatan pertumbuhan turun, sedangkan suhu di atas 36 C dapat menyebabkan kematian pada jenis tertentu (Cotteau, 1998; Taw, 1990). c.) Cahaya Cahaya matahari mutlak diperlukan untuk reaksi fotosintesis. Cahaya merupakan sumber energi dalam proses fotosintetis yang berguna untuk pembentukan senyawa karbon organik. Kebutuhan akan cahaya bervariasi tergantung kedalaman kultur dan kepadatannya. Intensitas cahaya yang terlalu tinggi dapat menyebabkan fotoinbihisi dan pemanasan. Intensitas cahaya 1000 lux cocok untuk kultur dalam Erlenmeyer, sedangkan intensitas lux untuk volume yang lebih besar (Cotteau, 1998; Taw, 1990). Pertambahan intensitas cahaya pada mulanya akan membantu proses awal pertumbuhan sel, namun

29 setelah intensitas cahaya meningkat melebihi batas optimum bisa menjadi faktor penghambat (Darley, 1982). d.) ph Derajat keasaman merupakan gambaran jumlah atau aktivitas ion hydrogen dalam perairan. Secara umum nilai ph menggambarkan seberapa besar tingkat keasaman atau kebasaan. Menurut Suriawiria (2005), batas ph untuk pertumbuhan mikroorganisme merupakan suatu gambaran dari batas ph bagi kegiatan enzim. Untuk tiap mikroorganisme dikenal dengan nilai ph minimum, optimum dan maksimum. Variasi ph dapat mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroalga dalam beberapa hal, antara lain mengubah keseimbangan dari karbon organik, mengubah ketersediaan nutrien, dan dapat mempengaruhi fisiologis sel Kurva Tumbuh Pertumbuhan jasad hidup, dapat ditinjau dari dua segi, yaitu pertumbuhan secara individu dan pertumbuhan secara kelompok dalam satu populasi. Pertumbuhan individu diartikan sebagai adanya penambahan volume sel serta bagian-bagian lainnya dan diartikan pula sebagai penambahan kuantitas isi dan kandungan di dalam selnya. Pertumbuhan populasi merupakan akibat adanya pertumbuhan individu. Pada mikroorganisme, pertumbuhan dapat berubah langsung menjadi pertumbuhan populasi (Suriawiria, 2005).

30 Gambar 4. Fase Pertumbuhan Mikroalga (Sumber: Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Isnansetyo dan Kurniastuty (1995) dan Suriawiria (2005) menyatakan, hingga saat ini kerapatan sel digunakan secara luas untuk mengetahui pertumbuhan fitoplankton dalam kultur pakan alami. Ada empat fase pertumbuhan yaitu fase lag, logaritmik, stasioner dan kematian (gambar 4). a) Fase Lag (Adaptasi) Selam fase ini pertumbuhan tidak secara nyata terlihat, karena itu fase ini juga dinamakan fase adaptasi (Sesaat setelah penambahan inokulum ke dalam media kultur, populasi tidak mengalami perubahan). Ukuran sel pada saat ini pada umumnya meningkat. Secara fisiologis fitoplankton sangat aktif dan terjadi proses sintesis protein baru. Organisme mengalami metabolism, tetapi belum terjadi pembelahan sel hingga kepadatan sel belum meningkat. b) Fase Logaritmik (Eksponensial) Fase ini diawali oleh pembelahan sel dengan laju pertumbuhan tetap. Pada kondisis kultur yang optimum. Laju pertumbuhan pada fase ini mencapai maksimal karena pada fase ini sel melakukan konsumsi nutrient dan proses fisiologis lainnya.

31 c) Fase Stasioner Pada fase ini pertumbuhan mulai mengalami penurunan dibandingkan dengan fase logaritmik. Pada fase ini laju reproduksi sama dengan laju kematian. Dengan demikian penambahan dan pengurangan jumlah fitoplankton relatif sama atau seimbang sehingga kepadatan fitoplankton tetap. d) Fase Kematian Pada fase ini laju kematian lebih cepat daripada laju reproduksi. Jumlah sel menurun secara geometrik. Penurunan kepadatan mikroalga ditandai dengan perubahan kondisi optimum yang dipengaruhi oleh suhu, cahaya, ph air, jumlah hara yang ada, dan beberapa kondisi lingkungan yang lain.

32 2.4. Kerangka Berfikir Tingginya tingkat konsumsi tahu di Indonesia Limbah cair tahu Berlimpah Limbah cair tahu Limbah padat tahu Pemanfaatan limbah cair tahu sebagai medium kultur mikroalga Scenedesmus sp. Pemanfaatan limbah padat menjadi sumber pakan Produksi sel mikroalga Scenedesmus sp.

33 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ekologi dan Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Adapun waktu penelitian adalah selama lima bulan, mulai dari bulan Juni sampai dengan November Bahan dan Alat Bahan yang diperlukan adalah biota peliharaan yang digunakan berupa mikroalga Scenedesmus sp. yang sebelumnya diisolasi terlebih dahulu dari danau Agathis Universitas Indonesia, limbah cair tahu yang digunakan sebagai medium kultur mikroalga berasal dari pabrik tahu sumedang Mekar Sari Pamulang- Tangerang Selatan, akuades steril, formalin, alkohol, alumunium foil. Bahan kimia untuk Medium Basal Bold (MBB) berupa NaNO 3, CaCl.2H 2 O, MgSO 4. 7H 2 O, K 2 HPO 4, KH 2 PO 4, NaCl, EDTA, FeSO 4. 7H 2 O, H 3 BO 3, ZnSO 4. 7H 2 O, MoO 3, CuSO 4.5H 2 O, MnCl 2.4H 2 O, Co(No 3 ) 2.6H 2 O, dan Medium Ekstrak Tauge (MET). Alat-alat yang digunakan adalah akuarium, wadah isolat Scenedesmus sp. berupa akuarium, erlenmeyer, aerator, timbangan analitik, sentrifuge, autoclave, lampu, selang aerator, mikroskop cahaya, pipet, tabung ukur, Haemacytometer

34 (Improved Neubauer), object glass, cover glass, hand counter, thermometer, dan luxmeter Rancangan Penelitian Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri atas enam perlakuan dan tiga kali ulangan. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah variasi konsentrasi limbah cair tahu dan kerapatan rata-rata jumlah sel mikroalga Scenedesmus sp. Berikut ini merupakan perlakuan yang akan diberikan. 1. Perlakuan I : Limbah Cair Tahu konsentrasi 10% 2. Perlakuan II : Limbah Cair Tahu konsentrasi 20% 3. Perlakuan III : Limbah Cair Tahu konsentrasi 30% 4. Perlakuan IV : Limbah Cair Tahu konsentrasi 40% 5. Perlakuan V : Medium Basal Bold (MBB) sebagai kontrol positif. 6. Perlakuan VII : Akuades streril sebagai control negatif 3.4. Cara Kerja Persiapan Alat Erlenmeyer, tabung ukur, dan pipet yang akan digunakan dicuci, dikeringkan, dan dibungkus dengan kertas kemudian disterilisasi menggunakan autoclave dengan suhu 121 o C selama 15 menit dengan tekanan 2 atm.

35 Isolasi mikroalga Scenedesmus sp. Untuk mengisolasi spesies yang diinginkan dari alam, diambil 5 liter air danau Agathis UI Depok. Kemudian air danau tersebut dimasukkan ke dalam wadah isolasi berupa akuarium dan ditambahkan dengan pupuk NPK yang sebelumnya telah dilarutkan dengan akuades terlebih dahulu. Selanjutnya wadah tersebut diletakkan di tempat terbuka yang terkena sinar matahari dan dimasukkan selang aerator. Pembiakan mikroalga ini ditunggu hingga hari ke-4 setelah didapatkannya biota yang diinginkan yaitu Scenedesmus sp Pembuatan Medium Basal Bold (MBB) terdiri atas : Sebelum membuat MBB, terlebih dahulu dibuat larutan stok MBB yang a) NaNO 3 b) CaCl 2. 2H2O c) MgSO 4. 7H 2 O d) K 2 HPO 4 e) NaCl f) Trace element EDTA dan KOH g) Trace element FeSO 4.7H 2 O h) Trace element H 3 BO 3 i) dan Trace element ZnSO 4. 5H 2 O, MoO 3, CuSO 4.5H 2 O, MnCl 2.4H 2 O, Co(No 3 ) 2.6H 2 O

36 Larutan stok MBB ini dibuat dengan cara melarutkan bahan kimia sesuai dengan komposisi medium yang ditetapkan (Tabel 11). Menurut Nichols (1973 dalam Damayanti, 2006), Pembuatan Medium Basal Bold (MBB) dilakukan dengan cara menambahkan 10 ml dari setiap larutan stok makronutrien dan mikronutrien ke dalam erlenmeyer 1 liter kemudian ditambahkan akuades. Larutan yang telah dihomogenkan tersebut selanjutnya disterilisasi menggunakan autoclave pada suhu 121 o C dengan tekanan 2 atm selama 15 menit Pemurnian Scenedesmus sp. Kultur Scenedesmus dimurnikan menggunakan metode pengenceran. Sebanyak 1 ml biakan Scenedesmus dari hasil isolasi dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 9 ml MBB kemudian dicampur hingga homogen. Selanjutnya dari kultur tersebut diambil 0,1 ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi ke dua. Proses ini dilakukan hingga tabung reaksi keempat. Kultur selanjutnya diletakkan di rak kultur dan diinkubasi selama 14 hari. Kultur Scenedesmus yang tumbuh dengan baik dan murni (tanpa kontaminan) diperbanyak lagi secara bertahap hingga didapatkan 100 ml kultur murni Scenedesmus (Damayanti, 2006) Pembuatan Medium Ekstrak Tauge (MET) Tauge kacang hijau seberat 100 gram dicuci di bawah air mengalir sampai bersih, kemudian direbus di dalam air sebanyak 500 ml selama 1 jam. Air rebusan tauge disaring dengan menggunakan kain kasa untuk diambil air rebusannya

37 (ekstraknya). Selanjutnya ekstrak tauge disterilisasi selama 15 menit dengan suhu 121 o C. Medium ekstrak tauge yang dinginkan adalah dengan MET dengan konsentrasi 4%. Dengan menggunakan rumus M1.V1=M2.V2 untuk membuat MET 4% sebanyak 300 ml, maka dibutuhkan 12 ml ekstrak tauge yang di tambahkan dengan aquades steril sebanyak 288 ml Perbanyakan Kultur Mikroalga Scenedesmus sp. Dalam memperbanyak kultur mikroalga Scenedesmus sp. digunakan medium ekstrak tauge (MET) 4% yang digunakan sebagai kultur starter. Pemberian ekstrak tauge ini dilakukan secara kontinyu setiap 3-4 hari sebanyak ml sampai tercukupinya kebutuhan akan sel-sel Scenedesmus sp. yang akan diinokulasikan pada medium perlakuan Pembuatan Medium Limbah Tahu Pembuatan medium limbah cair tahu dibuat sesuai perlakuan penelitian yaitu, konsentrasi 0%, 10%, 20%, 30%, dan 40%, masing-masing perlakuan dibutuhkan sebanyak 250 ml. Pembuatan limbah cair tahu adalah sebagai berikut : a. 0% (250 ml medium MBB tanpa limbah cair tahu) sebagai kontrol positif b. 0% (250 ml aquades steril) sebagai kontrol negatif c. 10% (25 ml limbah cair tahu steril+ 225 ml akuades steril) d. 20% (50 ml limbah cair tahu steril ml akuades steril) e. 30% (75 ml limbah cair tahu steril ml akuades steril) f. 40% (100 ml limbah cair tahu steril ml akuades steril)

38 Inokulasi Scenedesmus sp. Sel Scenedesmus sp. dari hasil pemurnian yang ditumbuhkan pada medium ekstrak tuage (MET) disentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 15 menit untuk memisahkan biomassa mikroalga Scenedesmus sp. dari media. Supernatan dibuang dan endapan sel diinokulasikan ke dalam medium perlakuan kontrol dan limbah cair tahu dengan jumlah sel antara 5x 10 4 sel/ml. Berikut ini cara penghitungan jumlah sel/ml yang akan di inokulasikan. Inokulum yang dibutuhkan: sel/ml Volume kultur : 250 ml Total sel yang dibutuhkan : sel/ml x 250 ml = sel/ml 1 ml = x ml = /x = / x = / = 4,30 sel/ml Jadi dalam pada setiap perlakuan akan dimasukkan 4,30 sel/ml kultur sel Scenedesmus sp. ke dalam 250 medium perlakuan. Labu kultur diletakkan di rak kultur dan diberi pencahayaan dari dua buah lampu TL masing-masing berkekuatan 36 watt..

39 Gambar 5. Budidaya Mikroalga Skala Laboraotium Sumber: (Jusadi, 2003) Penghitungan Jumlah Sel Scenedesmus sp. Penghitungan jumlah sel untuk mendapatkan data kerapatan sel dilakukan setiap 24 jam sekali mulai dari t 0 (hari ke-0) hingga t 10 (hari ke-10). Sebanyak 1 ml kultur diambil secara aseptik dari tiap-tiap perlakuan. Penghitungan jumlah sel dilakukan dengan menggunakan kamar hitung Haemocytometer (Improved Neubauer). Rumus yang digunakan untuk menghitung kerapatan sel Scenedesmus sp. adalah : k = n x p x 2500 dalam Michael (1994) Keterangan: K = kerapatan sel Scenedesmus sp. (sel/ml) n = jumlah total sel dalam 4 kotak kamar hitung Improved Neubauer (white) p = adalah tingkat pengenceran yang digunakan. Cara penghitungan kerapatan sel mikroalga adalah pertama-tama Haemocytometer dibersihkan dan dipasang cover glass. Sampel air mikroalga yang akan dihitung kerapatannya diteteskan dengan pipet pada bagian parit yang melintang hingga penuh. Selanjutnya Haemocytometer diamati di bawah

40 mikroskop serta dilakukan penghitungan jumlah sel pada setiap bidang kotak (sel darah putih/leukosit) dengan bantuan hand counter. Gambar 6. Pola Kotakkan pada Haemocytometer (Improved Neubauer) Sumber: (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995) Pengukuran ph medium Pengukuran ph dilakukan setiap hari selama penelitian dengan cara menyelupkan kertas ph universal ke dalam sampel kultur yang akan dihitung Pengukuran kondisi fisik ruang kultur Pengukuran kondisi fisik ini dilakukan setiap hari selama penelitian. Pengukuran ini meliputi suhu ruang ( o C), kelembaban (%), dan intensitas cahaya (lux) Pembuatan Kurva Tumbuh Pembuatan kurva tumbuh dilakukan setelah dilakukan kultur sampai hari ke14 dengan cara mentransformasikan data dari rata-rata kerapatan pertumbuhan sel Scenedesmus sp. dengan waktu (hari) dalam bentuk logaritma.

41 3.6. Analisis Data Data hasil pengamatan kerapatan jumlah sel Scenedesmus sp. diolah secara statistik dengan menggunakan matode analisis sidik ragam dengan rancangan acak lengkap pada taraf signifikansi 5%. Hipotesis 0 (H 0 ) = parameter pada kontrol dan perlakuan tidak berbeda nyata. Hipotesis 1 (H 1 ) = parameter pada kontrol dan perlakuan berbeda nyata. Dasar penentuan keputusan: 1. Jika F hitung > F tabel maka Ho ditolak. 2. Jika F hitung < F tabel maka Ho diterima. Jika hasil berbeda nyata maka dilakukan uji lanjutan dengan menggunakan uji Duncan

42 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Isolasi dan Perbanyakan Sel Scenedesmus sp. Untuk mendapatkan isolat Scenedesmus sp. dilakukan pengambilan sampel air di danau Agathis UI. Sebagai medium pertumbuhan digunakan akuades yang di tambahkan dengan 1% pupuk NPK, karena untuk mendapatkan biomassa mikroalga dibutuhkan unsur-unsur hara yang digunakan sebagai nutrisi dalam pertumbuhannnya. Setiap unsur mempunyai fungsi-fungsi khusus yang tercermin pada pertumbuhan dan kerapatan yang dicapai dan pada kultur mikroalga N, P, dan K termasuk hara makro yang dibutuhkan oleh mikrolaga (Isnansetyo dan Kurniastuty,1995). Pemeliharaan mikroalga dalam tahap isolasi dilakukan ditempat yang langsung terkena sinar matahari, karena cahaya sangat dibutuhkan sebagai sumber energi dalam proses fotosintesis mikroalga (Darley, 1982). Metode yang digunakan dalam mengisolasi mikroalga yang diinginkan dalam hal ini Scenedesmus sp. adalah menggunakan metode pengenceran berseri (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Pada proses isolasi Scenedesmus ini digunakan medium basal bold (MBB) yang merupakan medium selektif bagi pertumbuhan mikroalga khusunya dari divisi Chlorophyta atau alga hijau. Penggunaan medium selektif ini sangat penting karena pada media ini hanya dapat ditumbuhi oleh mikroalga jenis tertentu dan akan menghambat mikroalga jenis-

43 jenis lain (Suriawiria, 2005). Pemeliharaan dalam tahap isolasi ini dilakukan selama 14 hari. Setelah didapatkan isolat murni Scenedemus sp. akan dilakukan perbanyakan sel. Dalam tahap perbanyakan sel ini digunakan medium ekstrak tauge (MET) 4%, ini dilakukan berdasarkan penelitian Damayanti (2006) yang menggunakan ekstrak tauge dalam kultur Scenedesmus sp. dan kerapatan sel yang dihasilkan cukup tinggi. Selain itu perbanyakan kultur sel Scenedesmus sp. dengan menggunakan medium ekstrak tauge (MET) juga mudah dilakukan serta menghemat biaya bila dibandingkan dengan penggunaan bahan kimia sebagai medium kultur. Kultur Scenedemus sp. ini akan digunakan sebagai kultur stok yang nantinya akan dipersiapkan untuk diinokulasikan kedalam medium perlakuan yaitu limbah cair tahu. Pemeliharan kultur sel Scenedesmus sp. dilakukan pada ruang kultur dengan kondisi yang disesuaikan untuk pertumbuhan sel Scenedesmus sp. Suhu ruangan kultur selama penelitian berkisar antara C (Tabel 13). Suhu tersebut masih berada dalam kisaran suhu yang optimal bagi pertumbuhan sel Scenedesmus sp. karena suhu yang optimal untuk kultur fitoplankton secara umum adalah antara C. Suhu ruangan untuk kultur ini sangat penting bagi pertumbuhan mikroalga, Oh-Hama dan Miyachi (1992) menyatakan bahwa suhu mempengaruhi aktivitas fisiologi membran tilakoid pada kloroplas sehingga mempengaruhi kecepatan transpor elektron dalam proses fotosintesis. Sedangkan kelembapan berkisar antara % dengan intensitas cahaya bekisar antara lux.

44 Scenedesmus sp. yang ditumbuhkan pada medium ekstrak tauge pada awalnya berwarna hijau muda kemudian setelah hari ketujuh kultur Scenedesmus sp. menjadi berwarna hijau tua yang pekat lihat (Gambar 12). Menurut Agustini dan Kabinawa (1993), kadar klorofil meningkat sejalan dengan waktu kultur. Warna hijau pada kultur menandakan bahwa pigmen fotosintesis (klorofil) ini yang dominan dalam sel mikroalga tersebut (Sze, 1993). Sel Scenedemus sp. yang dihasilkan pada medium ekstrak tauge ini tumbuh sangat baik dengan bentuk sel yang utuh tanpa adanya kontaminasi mikroalga lainnya Rata-Rata Kerapatan Jumlah Sel Scenedesmus sp. Pertumbuhan mikroalga diamati berdasarkan rata-rata kerapatan jumlah sel Scenedesmus sp. Hasil penelitian pertumbuhan mikroalga Scenedesmus sp. pada kontrol dan perlakuan yang menggunakan medium limbah cair tahu disajikan dalam data kerapatan rata-rata sel selama 13 hari pengamatan, lihat (Tabel 1). Hasil penelitian menunjukan bahwa rata-rata kerapatan sel Scenedesmus sp. dalam perlakuan limbah cair tahu bervariasi. Hasil hasil analisis sidik ragam (Tabel 6) pada taraf nyata 5% menunjukan bahwa terdapat pengaruh yang nyata terhadap konsentrasi limbah cair tahu, waktu (hari), dan interaksi antara keduanya. Hasil uji Duncan untuk konsentrasi berdasarkan jumlah kerapatan sel Scenedesmus menunjukan bahwa terdapat perbedaan yang nyata pada konsentrasi 40% dengan konsentrasi 10%, 20%, 30%, kontrol (MBB), dan kontrol (akuades). Perbedaan yang nyata juga ditunjukan pada konsentrasi 10% dengan konsentrasi

45 20%, 30%, kontrol (MBB), dan kontrol (akuades). Hal ini menunjukan bahwa konsentrasi limbah cair tahu mempengaruhi pertumbuhan Scenedesmus sp. Namun, pada konsentrasi 20% berdasarkan uji Duncan menunjukan tidak terdapat perbedaan yang nyata terhadap konsentrasi 0% (akuades). Sama halnya dengan konsentrasi 30% yang menunjukan tidak terdapat perbedaan yang nyata dengan konsentrasi 20% dan 0% (akuades). Unsur-unsur yang terdapat pada limbah cair tahu sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan Scenedesmus sp. karena unsur tersebut digunakan sebagai nutrisi pertumbuhan. Berdasarkan daftar komposisi tahu Pranoto dalam Fatha (2007), kandungan limbah cair tahu yang dihasilkan oleh industri tahu antara lain kalsium, Phospor dan besi. Masing-masing unsur tersebut mempunyai fungsifungsi khusus, unsur Kalsium dan Posphor penting untuk metabolisme karbohidrat dan pembentukan protein. Unsur besi (Fe) penting bagi pembentukan pigmen fotosintesis yaitu klorofil (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Pengaruh konsentrasi medium memang terlihat nyata pada medium perlakuan 40% yang konsentrasi limbah cair tahunya lebih tinggi, kerapatan jumlah selnya paling rendah. Menurut (Chrismada dan Nofdianto, 1994) penurunan pertumbuhan pada konsentrasi yang tinggi adalah karena konsentrasi nutrien yang tinggi tersebut meracuni sel-sel mikroalga, sehingga keberadaan nutrsi dalam konsentrasi yang tinggi malah menghambat pertumbuhan. Perbedaan yang nyata juga terdapat pada konsentrasi limbah cair tahu 10% dengan konsentrasi limbah cair tahu 20%, 30%, dan kontrol (MBB dan akuades). Terdapatnya perbedaan yang nyata ini diduga karena rendahnya konsentrasi

46 nutrien dalam medium akibat pengenceran atau pemberian akuades steril pada limbah cair tahu. Sehingga nutrisi menjadi faktor pembatas bagi pertumbuhan yang akan berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuhan dan ketersedian nutrien yang cukup akan menyebabkan terjadinya pembelahan sel dengan cepat (Sriharti dan Carolina, 2000). Pada konsentrasi limbah cair tahu 20% dan 30% tidak menunjukan perbedaan yang nyata. Hal ini diduga karena pengenceran yang dilakukan dengan penambahan akuades ini mengurangi kepekatan limbah, sehingga sel dapat menyerap nutrien dengan mudah. Pada uji Duncan untuk lamanya waktu pengamatan terhadap jumlah kerapatan sel menunjukan perbedaan yang nyata antara hari ke-0 dengan hari ke- 1 sampai hari ke-13, begitupula pada hari ke-13 terdapat perbedaan yang nyata terhadap hari ke-1 sampai hari ke-11 kecuali pada hari ke-12 yang menunjukan tidak berbeda nyata. Ini tampak dari notasi yang didapatkan pada uji Duncan, lihat (Tabel 9) hari ke-0, hari ke-4, dan hari ke-7 memiliki notasi yang berbeda dengan hari yang lain. Perbedaan nyata yang tampak pada lamanya waktu pengamatan ini membuktikan bahwa sesungguhnya sel Scenedesmus sp. dalam selang waktu tertentu mencoba untuk beradaptasi dengan lingkungan. Perbedaan yang nyata pada hari ke-0 dengan hari berikutnya selama pengamatan selama 13 hari membuktikan bahwa pada awal inokulasi terdapat ketersedian nutrisi yang cukup dalam media. Sama halnya dengan hari ke-4 dan hari ke-7. Selain itu faktor lain berupa umur kultur yang menyangkut dengan daur hidup mikroalga Scenedesmus

47 sp. tersebut. Isnansetyo dan Kurniastuty (1995) menyatakan bahwa mikroalga umumnya mempunyai daur hidup yang cukup singkat berkisar antara 3 sampai 7 hari setelah inokulasi. Untuk hari ke-13 menunjukan perbedaan yang nyata dengan hari pertama sampai hari ke-11. Hal ini menunjukan bahwa setelah meningkatnya pertumbuhan sel mengakibatkan semakin tingginya kebutuhan akan nutrisi. Sementara ketersediaan nutrisi tidak bertambah, maka berakibat terjadinya penurunan populasi mikroalga Scenedesmus sp. Pada perlakuan kontrol (MBB) dan perlakuan limbah cair tahu terdapat perbedaan waktu pada saat kerapatan tertinggi. Kontrol MBB (medium basal bold) kerapatan tertinggi terjadi hari ke 9 sedangkan perlakuan limbah air tahu antara hari ke 2 sampai hari ke 4. Kemungkinan hal ini terjadi karena pada perlakuan kontrol MBB tidak terdapat unsur trace element EDTA yang berfungsi sebagai ion pengelat atau sebagai unsur yang berfungsi untuk mengikat ion-ion logam yang memang dibutuhkan mikroalga dalam metabolisme selnya (Damayanti, 2006). Rata-rata kerapatan sel Scenedesmus sp. pada ke enam perlakuan berbeda yang dihitung pada saat puncak yaitu pada media limbah cair tahu 10% sebesar ,33 sel/ml yang dicapai pada hari ke-3, 20% sebesar ,33 sel/ml yang dicapai pada hari ke-2, 30% sebesar ,67 sel/ml yang dicapai pada hari ke-3, 40% sebesar sel/ml yang dicapai pada hari ke-4. Pada perlakuan tanpa limbah cair tahu yaitu 0% (kontrol MBB) sebesar ,33 sel/ml dicapai pada hari ke-10, dan 0% (kontrol akuades) sebesar sel/ml dicapai pada hari ke-9.

48 Tabel 1. Data rata-rata kerapatan pertumbuhan sel Scenedesmus sp. pada enam perlakuan (konsentrasi) yang berbeda selama 13 hari pengamatan. Hari (t) Rata-rata Kerapatan Jumlah Sel (sel/ml) Pada Enam Perlakuan 10% 20% 30% 40% 0% (MBB) 0%(Akuades) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,00 Rata-rata peningkatan jumlah sel Scenedesmus sp. terlihat dari terjadinya perubahan warna kultur itu sendiri baik pada kontrol, medium basal bold, dan medium ekstrak tauge. Berdasarkan hasil penampakan makroskopik pada awal perlakuan (hari ke 0) kultur sel tampak berwarna bening, baru beberapa hari setelah inokulasi tampak warna hijau pada masing-masing perlakuan. Berdasarkan pengamatan makroskopis (lampiran 7) tampak bahwa pada seluruh perlakuan limbah cair tahu, kontrol MBB dan kontrol aquades pada akhir pengamatan (hari ke-13) kultur tampak semakin hijau padahal rata-rata kerapatan sel sudah menurun jumlahnya. Pemberian cahaya secara terus menerus selama penelitian diduga dapat memacu peningkatan kadar klorofil. Tidak adanya fase gelap (tanpa cahaya) dalam penelitian ini karena pembentukan ATP jauh lebih

49 banyak dilakukan oleh kloroplas, sehingga klorofil sebagai pigmen penangkap cahaya akan semakin banyak terbentuk (Irawati, 1998). Pada pengamatan akhir limbah cair tahu yang digunakan sebagai medium pertumbuhan Scenedesmus sp. di ketahui bahwa bau aroma limbah cair tahu telah berkurang bahkan untuk perlakuan yang konsentrasi limbahnya lebih kecil bau limbah tersebut telah hilang. Perubahan warna juga terjadi pada masing-masing perlakuan, hampi semua limbah yang telah di tumbuhi Scenedesmus sp. ini telah berubah warna menjadi hijau kecuali pada perlakuan limbah cair tahu 40% yang masih tampak kekuningan. Bila dibandingkan dengan penelitian Damayanti (2006) yang mengkultur mikroalga Scenedesmus sp. dengan menggunakan medium ekstrak tauge, kepadatan sel Scenedesmus sp.yang didapat dengan medium limbah cair tahu jauh lebih rendah. Walaupun limbah cair tahu juga mengandung bahan organik sama halnya dengan medium ekstrak tauge, namun faktor lingkungan berupa nilai ph yang sangat rendah diduga sebagai penyebab terhambatnya pertumbuhan sel Scenedesmus sp. Berbeda dengan medium ekstrak tauge yang mempunyai ph cendrung mendekati netral yang memang sesuai untuk pertumbuhan Scenedesmus sp Kurva Pertumbuhan Scenedesmus sp. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan terhadap pertumbuhan kerapatan sel Scenedesmus sp. (sel/ml) pada medium kultur selama 13 hari

50 didapatkan kurva pertumbuhan pada masing-masing perlakuan yang ditransformasikan dalam bentuk logaritma. Gambar 7. Hubungan antara log jumlah sel perlakuan limbah cair tahu(lct) dan kontrol (MBB dan akuades) dengan waktu (hari) Pola pertumbuhan pada masing-masing perlakuan medium limbah cair tahu (LCT) 10%, 20%, 30 %, 40%, 0% (MBB), dan 0% ( Akuades) membentuk kurva pertumbuhan yang berbeda-beda. Pada seluruh perlakuan, kecuali pada perlakuan limbah cair tahu 40% fase lag (adaptasi) tidak tampak nyata, karena jumlah pertumbuhan biomassa sel langsung meningkat setelah hari ke-1. Hal ini dapat terjadi karena kemungkinan fase lag ini berlangsung singkat kurang dari 24 jam sehingga tidak dapat diamati. Hal ini membuktikan bahwa sel Scenedesmus sp. yang diinokulasikan kedalam medium limbah cair tahu (LCT) dan medium kontrol mampu beradaptasi dengan lingkungan yang baru sehingga mampu

51 membelah diri dengan cepat. Menurut (Fogg & Thake, 1987) lamanya fase lag bergantung pada jumlah dan umur inokulum serta substrat yang digunakan sebagai media. Fase eksponensial pada masing-masing perlakuan tampak berbeda, untuk perlakuan yang menggunakan medium limbah cair tahu (LCT) 10%, 20%, 30%, 40% kerapatan jumlah sel tertinggi adalah pada hari ke-2 sampai hari ke-4. Berbeda dengan perlakuan kontrol, baik kontrol (MBB) atau akuades mengalami fase eksponensial ini pada hari ke-10 dan hari ke-9. Fase eksponensial tertinggi terdapat pada perlakuan 30% dan kontrol (MBB) sedangkan untuk seluruh perlakuan yang menggunakan medium limbah cair tahu (LCT) kepadatan selnya lebih rendah. Peningkatan kerapatan jumlah sel Scenedesmus sp. pada periode awal pertumbuhan disebabkan karena tersedianya nutrisi dalam media (Sriharti dan Carolina, 2000). Menurut Graham dan Wilcox (2000), kandungan nutrisi pada medium sangatlah penting. Unsur N berperan dalam pembentukan senyawa asam amino dan klorofil, unsur P berperan dalam pembentukan ATP, DNA dan fosfolipid pada sel sedangkan Cl dan Mg membantu proses fotosintesis. Pada perlakuan yang kosentrasinya lebih rendah yaitu 10 % dan 20 % kepadatan jumlah selnya lebih rendah, hal ini diduga terjadi karena rendahnya nutrien yang terdapat dalam medium. Walaupun pada kondisi yang demikian, selsel mikroalga dapat tetap tumbuh tetapi proses pembelahannya terhambat (Chrismada dan Nofdianto, 1994). Pada medium kontrol (MBB) jumlah kerapatan selnya adalah yang tertinggi karena komposisi bahan-bahan kimia

52 dalam MBB (Lampiran 3) dapat memenuhi kebutuhan nutrien mikroalga. Dalam penelitian ini juga tampak jelas pada perlakuan 20%, 30%, kontrol (MBB), dan kontrol (akuades) mengalami beberapa kali fase peningkatan dan penurunan kerapatan jumlah sel sehingga fase stasioner tidak tampak nyata. Jadi kerapatan jumlah sel Scenedesmus sp. setelah fase lag mengalami fluktuasi kerapatan jumlah sel. Fluktuasi kerapatan jumlah sel ini terjadi kemungkinan disebabkan oleh perubahan nilai ph pada medium. Pertumbuhan sel Scenedesmus sp. dipengaruhi oleh ph medium. Berdasarkan data pengukuran ph tampak bahwa nilai ph seluruh perlakuan selama 13 hari mengalami perubahan. Nilai ph dari masing-masing perlakuan mengalami peningkatan selama pengamatan berlangsung. Nilai ph medium pada perlakuan yang mengunakan limbah cair tahu 10%, 20%, 30% dan 40 % pada awalnya adalah 4 sampai pada hari ke-5.kemudian nilai ph pada media limbah cair tahu yang konsentrasinya lebih rendah yaitu 10% dan 20% mulai mengalami peningkatan di hari ke-6 menjadi 5 hingga hari ke-9, sedangkan untuk media limbah cair tahu yang konsentrasinya lebih tinggi, yaitu 30% dan 40% nilai phnya tetap yaitu 4. Kenaikan nilai ph itu berlanjut hingga nilai ph pada medium limbah cair tahu mendekati ph netral yaitu 6, kecuali pada medium limbah cair tahu konsentrasi 40% nilai ph tertingginya adalah 5.

53 Gambar 8. Hubungan antara nilai ph dengan waktu (hari) Berbeda dengan perlakuan yang menggunakan limbah cair tahu, pada perlakuan kontrol positif (MBB) ph menunjukan nilai netral, yaitu 7 hingga hari ke-8 dan peningkatan ph berlanjut hingga ph bernilai 9, tetapi kemudian ph kontrol positif ini kembali turun menjadi 8. Dan untuk nilai ph pada kontrol negatif (Akuades) cendrung konstan dengan nilai ph 5-6, walaupun pada hari ke- 9 ph turun menjadi 5. Pada awal penelitian nilai ph untuk perlakuan 10%, 20%, 30% dan 40% bersifat asam yaitu 4, kemudian di hari ke-6 dan ke-10 ph meningkat menjadi 5 dan 6. Kemungkinan ph yang awalnya asam ini menyebabkan terganggunya proses metabolisme sel pada awal inokulasi, sehingga menyebabkan kemampuan sel untuk menyerap nutrien tidak optimal dan mempengaruhi proses pertumbuhan sel selanjutnya (Putri, 2005). Peningkatan nilai ph dapat terjadi karena terjadinya penguraian protein dan persenyawaan nitrogen lain seperti Amonium (NH + 4 ), Nitrat(NO - 3 ), dan