3. BAHAN DAN METODE. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2009 hingga bulan April

Transkripsi

1 3. BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2009 hingga bulan April 2010 bertempat di Laboratorium Kultivasi Mikroalga di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan Tabel 1. Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini dicantumkan pada Tabel 1. Alat dan Bahan Alat dan Bahan Unit Keterangan Erlenmeyer 1000 ml 3 buah Wadah kultivasi (1 L) Oven 1 buah Mengeringkan peralatan-peralatan gelas Selang 3 buah Aerasi Gas CO 2 1 Sumber karbondioksida Batu Pemberat 3 buah Aerasi Mikroskop 1 set Menghitung kelimpahan mikroalga Haemocytometer 1 set Menghitung kelimpahan mikroalga Pipet tetes 3 buah Pengambilan sampel kultur untuk perhitungan kelimpahan mikroalga Media Guillard 10 ml Nutrien Termometer 1 buah Mengukur suhu ruangan Air Laut 3 liter Media kultivasi Hand-held Refraktometer 1set Mengukur salinitas ATAGO Handylab ph 11 SCHOOT 1 set Mengukur ph kultivasi Tisu 1 rol Membersihkan Haemocytometer Kertas label 1 set Pemberian label pada sampel Alumunium foil 2 rol Penutup Erlenmeyer/peralatan ketika disterilisasi Bibit Nannochloropsis sp. 2.5 liter Bibit kultivasi Akuades 1 L Bahan bilasan dan alat pencuci 11

2 Metode Penelitian Tahap Persiapan Tahap persiapan ini terdiri dari sterilisasi alat dan bahan sebelum proses kultivasi dilakukan Sterilisasi Alat Kegiatan sterilisasi ini diawali dengan mencuci dan merendam alat-alat yang terbuat dari kaca, yaitu labu erlenmeyer dan pipet tetes, di dalam larutan detergen. Bilas dengan air kran, sebelum dimasukkan ke dalam oven terlebih dahulu erlenmeyer dan pipet tetes ditutup dengan alumunium foil. Erlenmeyer dan pipet tetes dioven selama 5 jam dengan suhu 105 C (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995) Sterilisasi Bahan Bahan dan media kultivasi yang digunakan dalam penelitian ini juga dilakukan sterilisasi untuk menghindari kontaminasi. Air laut yang digunakan terlebih dahulu disaring dengan menggunakan kertas saring 0,45 µm, selanjutnya disterilisasi dengan cara direbus hingga mendidih (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Nutrien yang digunakan disimpan dalam botol gelap dan disimpan di dalam kulkas. Jika nutrien akan digunakan, terlebih dahulu dikeluarkan dari kulkas dan didiamkan hingga suhunya sama dengan suhu ruang (27 C). Bibit mikroalga diperoleh dari koleksi batch mikroalga yang ada di laboratorium Laboratorium Kultivasi Mikroalga di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi, IPB.

3 Metode Penelitian Pendahuluan Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengamati pertumbuhan Nannochloropsis sp. dengan penambahan karbondioksida pada salah satu perlakuan. Hal ini dilakukan untuk menguji apakah penambahan karbondioksida dapat dilakukan pada kultivasi mikroalga. Pengujian dapat dilihat dari jumlah sel mikroalga yang bertambah atau tidak atau bahkan mati dalam kurun waktu tertentu. Tahapan pada penelitian pendahuluan ini adalah kultivasi 1000 ml pada tiga buah erlenmeyer ukuran 1000 ml. Spesies yang digunakan adalah Nannochloropsis sp., lalu dimasukkan air laut steril dan bibit mikroalga dengan perbandingan 2/3 air laut steril dan 1/3 bibit mikroalga (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Ketiga labu erlenmeyer diberi label/tanda agar tidak tertukar; erlenmeyer pertama berisi air laut, bibit mikroalga media Guillard dan tidak diberi aerasi dinamakan kontrol; erlenmeyer kedua berisi air laut, bibit mikroalga media Guillard dan diberi aerasi dinamakan P1; erlenmeyer ketiga berisi air laut, bibit mikroalga media Guillard, diberi aerasi dan penambahan karbondioksida dinamakan P2, selanjutnya dilakukan di kultivasi selama 10 hari. Pada penelitian pendahuluan ini tidak dilakukan ulangan pada tiap kultivasi, karena pada hari ke-8 kultivasi flowmeter mengalami kebocoran. Perhitungan kelimpahan sel dilakukan dengan menggunakan haemocytometer dan mikroskop dihitung setiap hari sejak hari pertama kultivasi. Pengukuran suhu, salinitas dan ph dilakukan 1 kali setiap hari selama 10 hari. Pengukuran suhu pada penelitian pendahuluan menggunakan thermometer, pengukuran salinitas menggunakan hand refraktometer dan pengukuran ph

4 14 menggunakan indikator ph universal. Perhitungan alkalinitas pada penelitian pendahuluan tidak dilakukan, karena pada hari ke-8 kultivasi terdapat kebocoran pada flowmeter sehingga pengukuran ph tidak dilakukan. Pemberian karbondioksida sebanyak 0,5 cc/min selama 6 jam atau ± 180 cc setiap 2 hari, banyaknya pemberian karbondioksida pada kultur didasarkan pada penelitian Chiu et al. (2008). Hasil yang diperoleh dari penelitian pendahuluan akan dijadikan acuan pada penelitian selanjutnya yaitu penelitian utama. Berdasarkan penelitian pendahuluan didapatkan bahwa dengan penambahan karbondioksida pada perlakuan P2 dapat meningkatkan pertumbuhan mikroalga. Data penelitian pendahuluan disajikan pada Lampiran 1. Ringkasan penelitian pendahuluan tercantum dalam Gambar 3. Sterilisasi Alat dan Bahan Kontrol (Tanpa Aerasi) P1 (Menggunakan Aerasi) P2 (Menggunakan karbondioksida) Kultivasi (10 hari) Pengukuran parameter suhu, salinitas dan ph Perhitungan kelimpahan sel Gambar 3. Diagram Alir Prosedur Penelitian Pendahuluan

5 Metode Penelitian Utama Penelitian utama ini banyak erlenmeyer yang digunakan sama seperti pada penelitian pendahuluan. Hal ini dilakukan berdasarkan hasil dari penelitian pendahuluan yang menunjukkan bahwa penambahan karbondioksida pada P2 mempengaruhi pertumbuhan sel mikroalga. Pertumbuhan sel mikroalga dengan penambahan karbondioksida lebih tinggi daripada kontrol dan P1. Data penelitian utama disajikan pada Lampiran 2. Sterilisasi Alat dan Bahan Kontrol (Tanpa Aerasi) P1 (Menggunakan Aerasi) P2 (Menggunakan Karbondioksida) Pengukuran parameter suhu, salinitas dan ph Kultivasi (10 hari) Pengukuran ph pada P2 dilakukan dua kali, sebelum dan sesudah diberikan karbondioksida Perhitungan kelimpahan sel Gambar 4. Diagram Alir Prosedur Penelitian Utama Tahapan kultivasi pada penelitian ini tidak terlalu berbeda dengan penelitian pendahuluan. Penelitian utama terdiri dari kontrol dan 2 perlakuan yaitu pada erlenmeyer kontrol berisi air laut bibit mikroalga media Guillard dan tidak diberi aerasi, erlenmeyer dua merupakan P1 berisi air laut bibit mikroalga

6 16 media Guillard dan diaerasi dan erlenmeyer tiga merupakan P2 berisi air laut bibit mikroalga media Guillard diberi aerasi dan penambahan karbondioksida. Sedikit berbeda pada penelitian pendahuluan pada penelitian utama ini penambahan karbondioksida dilakukan setiap hari sebesar 0,5 cc/min selama 5 jam atau ± 150 cc setiap hari. Hal ini dilakukan agar pertumbuhan Nannochloropsis sp. menjadi lebih maksimum. Ulangan yang dilakukan sebanyak 3 kali untuk mendapatkan hasil yang terbaik. Data parameter suhu, salinitas dan ph disajikan pada Lampiran Metode Analisis Data Perhitungan Sel Mikroalga Perhitungan kelimpahan sel mikroalga dari masing-masing Erlenmeyer pada penelitian pendahuluan dan penelitian utama dilakukan setiap hari. Perhitungan kelimpahan sel menggunakan Haemocytometer dan mikroskop. Kelimpahan mikroalga dihitung dengan menggunakan formula Improved Neubaeur Haemocytometer sebagai berikut: (ind/ml) =. (1) N = jumlah sel mikroalga yang teramati Perhitungan kelimpahan sel mikroalga disajikan pada Lampiran 4. Selain menghitung kelimpahan sel mikroalga, juga dilakukan penghitungan laju pertumbuhan spesifik (µ) (Krichnavaruk et al, 2004) dengan menggunakan formula:

7 17 N t = kelimpahan populasi pada waktu t N o = kelimpahan populasi sel pada waktu o T o = waktu awal T t = waktu pengamatan Laju pertumbuhan spesifik maksimum (µ maks) dihitung dari kelimpahan pada saat awal kultur hingga puncak kelimpahan maksimum. Perhitungan laju pertumbuhan spesifik disajikan pada Lampiran Sidik Ragam Uji statistik yang dilakukan pada penelitian ini adalah untuk melihat perbedaan tiap perlakuan dengan kontrol. Untuk sidik ragam (ANOVA) menggunakan metode Rancangan Acak Kelompok (RAK) (Mattjik dan Sumertajaya, 2006)... (3) Y ij = nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, kelompok ke-j µ = rata-rata umum populasi τ i = pengaruh aditif perlakuan ke-i β j = pengaruh aditif perlakuan ke-j Σ ij = galat percobaan.

8 18 Hipotesis yang diuji dalam analisis ini adalah sebagai berikut: Ho : Karbondioksida yang diberikan tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan Nannochloropsis sp. H 1 : Karbondioksida berpengaruh terhadap pertumbuhan Nannochloropsis sp. Perhitungan sidik ragam dapat dilihat pada Lampiran Alkalinitas Alkalinitas merupakan kemampuan suatu larutan untuk menetralkan asam ke titik ekuivalen karbonat atau bikarbonat. Perhitungan alkalinitas dilakukan untuk mendapatkan jumlah total karbondioksida pada larutan. Untuk menentukan alkalinitas dilakukan pengukuran ph pada larutan, lalu dihitung dengan menggunakan rumus (Strickland dan Parsons, 1972): 1. Apabila ph < 4 maka menggunakan rumus : H Alk tot = 2,5 (1250 ).. (4) f Apabila ph > 4 maka menggunakan rumus : Alk tot = alkalinitas total H Alk tot = 3 (1300 ) (5) f α H f = aktivitas ion hidrogen = faktor perhitungan total alkalinitas Nilai α H dan f diperoleh dari tabel pada Lampiran 7 dan 8

9 19 2. Hitung alkalinitas karbonat (CA), menggunakan rumus : CA = Alk tot A.. (6) CA A = alkalinitas karbonat = konversi alkalinitas total menjadi alkalinitas karbonat Nilai A diperoleh dari tabel pada Lampiran 9 3. Hitung konsentrasi total karbondioksida dengan rumus : Σ CO 2 = CA x F T.. (7) Σ CO 2 = karbondioksida total F T = faktor konversi alkalinitas karbonat menjadi karbondioksida total Nilai F T diperoleh dari tabel pada Lampiran Hitung tekanan parsial dengan rumus : P CO2 = CA x F P (8) P CO2 F p = tekanan parsial karbondioksida = konversi karbondioksida total menjadi tekanan parsial karbondioksida Nilai F P diperoleh dari tabel pada Lampiran Hitung karbondioksida terlarut dengan menggunakan rumus : [CO 2 ] = P CO2 x γ. (9) γ = daya larut karbondioksida Nilai γ diperoleh dari tabel pada Lampiran 12 Maka akan didapatkan hasil dengan satuan mmol/l CaCO 3, agar sesuai dengan satuan alkalinitas lainnya maka dilakukan konversi menjadi satuan yang

10 20 diinginkan yaitu mg/l CaCO 3. Perhitungan konversi dari mmol/l CaCO 3 menjadi mg/l CaCO 3 dapat dilihat pada Lampiran 13. Gambar alat dan bahan yang digunakan pada penelitian disajikan pada lampiran 14. Dokumentasi penelitian pendahuluan disajikan pada Lampiran 15 dan dokumentasi penelitian utama disajikan pada Lampiran 16.