ISOLASI, SELEKSI DAN OPTIMASI PERTUMBUHAN GANGGANG MIKRO YANG POTENSIAL SEBAGAI PENGHASIL BAHAN BAKAR NABATI

Transkripsi

1 ISOLASI, SELEKSI DAN OPTIMASI PERTUMBUHAN GANGGANGG MIKRO YANG POTENSIAL SEBAGAI PENGHASIL BAHAN BAKAR NABATI YOLANDA FITRIA SYAHRI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI TUGAS AKHIR DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir Isolasi, Seleksi, dan Optimasi Pertumbuhan Ganggang mikro yang Potensial Sebagai Penghasil Bahan Bakar Nabati adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka dibagian akhir tugas akhir ini Bogor, September 2009 Yolanda Fitria Syahri NRP A

3 ABSTRACT YOLANDA FITRIA SYAHRI. Isolation, Selection, and Growth Optimation of Microalgae as Potential Biofuel Producer. Supervised by DWI ANDREAS SANTOSA, RAHAYU WIDYASTUTI and SYAIFUL ANWAR. The objectives of this research were to obtain specific microalgae strain produces high total lipid, and to determine suitable culture media for optimum growth and lipid production. Microalgae were collected from diverse ecosystems of West and Central Java. Primarily, appropriate microalgae were isolated, selected, cultivated at various media of M4 and MJ. Those selected microalgae were examined for optimation of culture media varied in nitrogen and fosfor concentration, and varied in salinity and ph. Total lipid and sugar production were used as parameters of the microalgae as potential biofuel producer. All those microalgae were growth under culture condition of 27 ± 2 0 C; 1.2 ± 0.5 klux light intensity with 12:12 hours photoperiods. The better nitrogen and fosfor sources were KNO 3 and KH 2 PO 4 at concentration 10 mm and 0.1 mm, respectively, compared to urea CO(NH 2 ) 2 and TSP Ca(H 2 PO 4 ) 2. The highest total lipid was 20.5% produced by ICBB 9065, and the highest biomass was g/l produced by ICBB The appropriate salinity and ph growth for those microalgae were at concentration of 0.2 M in NaCl and at ph 7.0. At the ph 5, growth of most microalgae were inhibited. The highest amount of sugar and the fastest growth reached by microalgae ICBB Identification indicated that ICBB 8970 was Chlamydomonas sp., ICBB 9013 was Euglena sp., ICBB 9070 was Chlorococcum sp., and ICBB 9065 was Chroococcus sp. The most potential microalgae as biofuel producer was Chroococcus sp. since it produced the highest total lipid production. Keywords: Microalgae, growth optimation, total lipid production

4 RINGKASAN YOLANDA FITRIA SYAHRI. Isolasi, Seleksi, dan Optimasi Pertumbuhan Ganggang Mikro yang Potensial Sebagai Penghasil Bahan Bakar Nabati. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA, RAHAYU WIDYASTUTI dan SYAIFUL ANWAR. Energi mempunyai peranan penting dalam pencapaian kehidupan manusia di bumi. Konsumsi energi terus meningkat dengan pertumbuhan sekitar 7% pertahun. Sebagai upaya menjamin pasokan energi dalam negeri, pemerintah telah menerbitkan Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional. Salah satunya adalah dengan melakukan diversifikasi energi dengan memanfaatkan sumber bahan hayati Indonesia melalui pengembangan Bahan Bakar Nabati (BBN) sebagai sumber energi alternatif. Sumber minyak nabati asal Indonesia yang sekarang ini intensif di kembangkan sebagai salah satu sumber energi alternatif yang potensial adalah ganggang mikro. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan mengisolasi dan menseleksi ganggang mikro yang potensial sebagai penghasil bahan bakar nabati, menguji pertumbuhan ganggang mikro berdasarkan optimasi nitrogen dan fosfor terhadap produksi total lipid, salinitas dan ph terhadap kondisi media biakan dan kadar gula total ganggang mikro dalam larutan media biakan dan mengidentifikasi karakteristik morfologi dan lipid ganggang mikro hasil seleksi. Metode penelitian ini diawali dengan pengambilan sampel ganggang mikro pada berbagai lokasi dan ekosistem di Jawa Barat dan Jawa Tengah, kemudian tahapan isolasi dan seleksi ganggang mikro, tahapan kultivasi, dan tahapan optimasi pertumbuhan. Tahapan optimasi pertumbuhan dilakukan dengan menguji pertumbuhan ganggang mikro berdasarkan optimasi nitrogen dan fosfor terhadap produksi total lipid, salinitas dan ph terhadap media biakan dan kadar gula total ganggang mikro dalam larutan media biakan. Hasil penelitian menunjukkan sumber nitrogen dan fosfor terbaik dalam optimasi nitrogen dan fosfor adalah KNO 3 dan KH 2 PO 4 pada konsentrasinitrogen 10 mm dan fosfor 0.1 mm, dibandingkan dengan sumber nitrogen urea (CO(NH 2 ) 2 ) dan fosfor TSP (Ca(H 2 PO 4 ) 2 ). Produksi total lipid tertinggi adalah 20.5% oleh ganggang mikro ICBB 9065, dan produksi biomasa tertinggi adalah g/l oleh ganggang mikro ICBB Salinitas dan ph terbaik dalam media untuk pertumbuhan ganggang mikro adalah pada konsentrasi 0.2 M NaCl dan pada ph 7.0. Pada ph 5.0, pertumbuhan ganggang mikro terhambat. Kadar gula total ganggang mikro dalam larutan media biakan dan laju pertumbuhan tertinggi oleh ganggang mikro ICBB Hasil identifikasi karakteristik dan lipid menunjukkan bahwa ganggang mikro ICBB 8970 adalah Chlamydomonas sp., ganggang mikro ICBB 9013 adalah Euglena sp., ganggang mikro ICBB 9070 adalah Chlorococcum sp., dan ganggang mikro ICBB 9065 adalah Chroococcus sp. Ganggang mikro yang paling potensial sebagai sumber penghasil bahan bakar nabati adalah Chroococcus sp. dengan produksi total lipid tertinggi. Kata kunci: Ganggang mikro, optimasi pertumbuhan, produksi total lipid

5 @ Hak cipta milik IPB, tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

6 ISOLASI, SELEKSI DAN OPTIMASI PERTUMBUHAN GANGGANG MIKRO YANG POTENSIAL SEBAGAI PENGHASIL BAHAN BAKAR NABATI YOLANDA FITRIA SYAHRI Tugas akhir Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Profesional pada Program Studi Ilmu Tanah SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

7 Judul Tesis Nama NRP Program Studi : Isolasi, Seleksi dan Optimasi Pertumbuhan Ganggang Mikro yang Potensial Sebagai Penghasil Bahan Bakar Nabati : Yolanda Fitria Syahri : A : Ilmu Tanah (TNH) Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, M.S Ketua Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc Anggota Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc Anggota Mengetahui Ketua Program Studi Ilmu Tanah Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Atang Sutandi, M.Si Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S Tanggal Ujian: 02 September 2009 Tanggal Lulus:

8 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-nya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian tugas akhir ini adalah Isolasi, Seleksi dan Optimasi Pertumbuhan Ganggang Mikro yang Potensial Sebagai Penghasil Bahan Bakar Nabati. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Profesional pada Program Studi Ilmu Tanah Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, M.S., sebagai ketua komisi pembimbing yang telah memberikan kesempatan, bimbingan dan arahan, dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan tugas akhir ini 2. Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc., sebagai anggota komisi pembimbing atas kesabaran, semangat dan nasehat dalam menyelesaikan tugas akhir ini 3. Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc., sebagai anggota komisi pembimbing atas dorongan, bimbingan dan saran dalam menyelesaikan tugas akhir ini 4. Dr. Ir. Sri Djuniwati, M.Sc., sebagai penguji luar komisi atas kesediaan, dan masukan untuk kesempurnaan tugas akhir ini 5. Ucapan terima kasih kepada SEAMEO-BIOTROP yang telah mendanai penelitian tugas akhir ini melalui ICBB tempat dilaksanakannya penelitian 6. Seluruh Staf ICBB yang telah banyak membantu mengarahkan dan membimbing selama penelitian 7. Ucapan terima kasih tak terhingga kepada keluarga tercinta, Ayahanda Syahrial, Ibunda Erawati Sapitri, Nenek Rabiatun dan adik-adik tercinta Virera, Videl dan Ananda atas segala doa dan pengertiannya 8. Kepada Kakanda Syahrir Lagoo Sambasri atas dukungan, perhatian dan semangatnya 9. Rekan-rekan Ilmu Tanah angkatan Semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung Bogor, September 2009

9 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Langsa, Aceh Timur pada tanggal 28 Januari 1985, dari pasangan keluarga Bapak Syahrial dan Ibu Erawati Sapitri sebagai anak pertama dari empat bersaudara. Pendidikan Sarjana Pertanian di bidang Ilmu Tanah di selesaikan di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara (USU) dan lulus pada tahun Pada tahun 2007 penulis melanjutkan sekolah Pascasarjana (S2) pada Program Studi Ilmu Tanah Institut Pertanian Bogor (IPB).

10 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... xi xii xiii 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kerangka Pemikiran Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Keluaran yang diharapkan Hipotesis Pemikiran TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ganggang Mikro Komposisi Kimia Sel ganggang mikro Pendekatan Identifikasi ganggang mikro Fisiologi Ganggang Mikro Intensitas Cahaya dan Suhu Salinitas dan ph Unsur Hara Bahan Bakar Nabati (BBN) METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Bahan dan Alat Pelaksanaan Penelitian Pengambilan Sampel Tahapan Isolasi dan Seleksi Ganggang Mikro Tahapan Kultivasi Tahapan Optimasi Pertumbuhan Ganggang Mikro Optimasi Nitrogen dan Fosfor Produksi Total Lipid Analisis Pengaruh Salinitas dan ph Analisis Kadar Gula Total Identifikasi Ganggang Mikro Tahap Identifikasi Lipid Ganggang Mikro... 26