Kata kunci : biomassa, Nannochloropsis oculata, protein, Walne. iii

Transkripsi

1 Kadek Dedi Widnyana Dinata B Pengaruh Konsentrasi Natrium Nitrat dan Natrium Dehidrogen Fosfat pada Media Walne terhadap Konsentrasi Biomassa dan Protein Nannochloropsis oculata.dibawah bimbingan A.A Made Dewi Anggreni, S.TP, M.Si. dan Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, M.P, Ph.D. ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi Natrium nitrat (NaNO3) dan Natrium dehidrogen fosfat (NaH2PO4) pada media Walne terhadap konsentrasi biomassa dan protein Nannochloropsis oculata, serta menentukan kosentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 yang tepat pada media Walne untuk menghasilkan biomassa dengan kadar protein Nannochloropsis oculata yang tertinggi. Penelitian ini dirancang dengan rancangan acak kelompok dua faktor, Masing-masing perlakuan dikelompokkan menjadi 2 berdasarkan waktu kultivasi. Data yang diperoleh di analisis dengan Anova, jika terdapat pengaruh nyata akan dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne berpengaruh sangat nyata terhadap konsentrasi biomassa dan terhadap kandungan protein mikroalga Nannochloropsis oculata serta tidak ada interaksi dari kedua faktor tersebut. Konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne untuk menghasilkan kosentrasi biomassa Nannochloropsis oculata. yang tertinggi adalah konsentrasi nitrat 200 g/l sebesar 7,66 x 10 6 sel/ml yang dan fosfat sebesar 25 g/l 7,13 x 10 6 sel/ml dan kadar protein yang paling tinggi yaitu pada konsentrasi nitrat 200 g/l dengan kadar protein sebesar 25,74% dan fosfat 25 g/l sebesar 22,93%. Kata kunci : biomassa, Nannochloropsis oculata, protein, Walne. iii

2 Kadek Dedi Widnyana Dinata B The Influence of Concentration of Sodium Nitrate and Sodium Dehidrogen Phosphate at Media Walne on the Biomass Concentration and Protein Content of Mikrolagae Nannochloropsis oculata. Under the guidance of A.A. Made Dewi Anggreni, S.TP, M.Si. and Prof.Ir. Nyoman Semadi Antara, MP, Ph.D. ABSTRACT This study aims to know the effect of concentration of Sodium Nitrate (NaNO3) and Sodium Dehidrogen Phosphate (NaH2PO4) on walne media on the biomass concentration and protein Nannochloropsis oculata and determine the best concentration of NaNO3 and NaH2PO4 on the Walne media to produce Nannochloropsis oculata biomass with highest protein content. This study was designed with a randomized block design with two factors, each treatment was divided into two by the time of cultivation. The data obtained were analyzed by Anova, if there was a real effect will be followed by Duncan test. The results showed that the concentration of NaNO3 and NaH2PO4 on media Walne had significant effect on the concentration of the Nannochloropsis oculata microalgae biomass and protein content, and no interaction of both factors. The concentration of NaNO3 of 200 g/l and NaH2PO4 of 25 g/l at Walne media produce the hight biomass concentration of Nannochloropsis oculata biomass amount of 7.66 x 10 6 cells / ml and 7.13 x 10 6 cells / ml respectively. the highest protein content of Nannochloropsis oculata was produced at nitrate concentration of 200 g/l amount of 25.74% and 25 g/l phosphate consentration of amount 22.93%. Key words: biomass, Nannochloropsis oculata, protein, Walne. iv

3 RINGKASAN Indonesia merupakan suatu negara kepulauan yang sebagian besar luas wilayahnya berupa lautan, dan memiliki potensi kelautan yang luar biasa, salah satunya adalah mikroalga. Mikroalga merupakan organisme tumbuhan paling primitif berukuran seluler yang umumnya dikenal dengan nama fitoplankton. Nannochloropsis oculata merupakan salah satu fitoplankton dengan ukuran 2 4 µm, berwarna hijau. Nannochloropsis oculata memiliki dinding sel, mitokhondria, kloroplast dan nukleus yang dilapisi membran. Nannochloropsis oculata termasuk jenis alga yang dapat berfotosintesis karena memiliki klorofil. Karakteristik organisme ini ialah memiliki dinding sel yang terbuat dari komponen selulosa (Rusyani, 2012). Kandungan gizi pada Nannochloropsis oculata sangat baik untuk pertumbuhan larva karena kandungan proteinnya yang tinggi. Kebanyakan mikroalga memiliki kandungan protein yang tinggi sekitar 20% dari berat basahnya (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Pemanfaatan mikroalga banyak diaplikasikan pada berbagai bidang antara lain dalam bidang akuakultur biasanya digunakan sebagai pakan alami dari benih ikan. Media Walne merupakan media umum yang digunakan dalam proses kultur mikroalga. Media ini terdiri atas senyawa kimia seperti unsur nitrat dan fosfat yang merupakan sumber nutrient untuk keperluan kehidupannya. Media Walne mengandung N (NaNO3) sebanyak 100,09 g/l dan P (NaH2PO4) sebanyak 20 g/l (Jati et al., 2012). Hal ini dikarenakan ketersediaan unsur nitrat dan fosfat sangat diperlukan dalam media. Hal ini berarti ketersediaan unsur makro nutrien v

4 dan unsur mirkro nutrien dalam media sangat mutlak diperlukan. Tujuan dari penelitian adalah untuk mengetahui apakah kosentrasi natrium nitrat (NaNO3) dan natrium dihidrogen fosfat (NaH2PO4) pada media Walne berpengaruh terhadap konsentrasi biomassa dan protein Nannochloropsis oculata. Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan acak kelompok (RAK) dengan dua faktor yaitu konsentrasi NaNO3 (N) yang terdiri dari 4 taraf yaitu : 50g/L, 100g/L, 150g/L, 200g/L dan faktor yang kedua adalah konsentrasi NaH2PO4 (P) yang terdiri atas 4 taraf yaitu : 10g/L, 15g/L, 20g/L dan 25g/L. Masing-masing perlakuan dikelompokkan menjadi 2 berdasarkan waktu kultivasi, sehingga diperoleh 32 unit percobaan. Data yang didapat dianalisis dengan Anova, jika terdapat pengaruh nyata maka akan dilanjutkan dengan uji Duncan. Pelaksanaan penelitian ini diawali dengan sterilisasi peralatan, persiapan media, pembuatan starter Nannochloropsis oculata, produksi biomassa Nannochloropsis oculata pada media walne dengan kosentrasi nitrat dan fospat yang telah ditentukan, analisis konsentrasi biomassa, kadar air dan analisis kadar protein. Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai rata rata konsentrasi biomassa tertinggi terdapat pada perlakuan dengan konsentrasi natrium nitrat (NaNO3) 200 g/l menghasilkan kadar biomassa tertinggi sebesar 7,66 x 10 6 sel/ml dan penambahan Natrium dihidrogen fosfat (NaH2PO4) sebesar 25 g/l menghasilkan konsentrasi biomassa tertinggi sebesar 7,13 x 10 6, serta hasil analisis kadar protein (%bk) Nannochloropsis oculata yang dikultivasi pada kosentrasi nitrat dan fospat yang telah ditentukan yang, menunjukan bahwa nilai rata rata konsentrasi biomassa tertinggi terdapat pada perlakuan dengan konsentrasi NaNO3 sebesar vi

5 200 g/l dengan kadar protein sebesar 25,74% dan penambahan NaH2PO4 sebesar 25 g/l yang mendapat konsentrasi biomassa tertinggi sebesar 22,42% Kesimpulan dari penelitian ini adalah Konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne berpengaruh sangat nyata terhadap konsentrasi biomassa dan terhadap kandungan protein mikroalga Nannochloropsis oculata serta tidak ada interaksi dari kedua faktor tersebut. Konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne untuk menghasilkan kosentrasi biomassa Nannochloropsis oculata. yang tertinggi adalah konsentrasi nitrat 200 g/l sebesar 7,66 x 10 6 sel/ml yang dan fosfat sebesar 25 g/l 7,13 x 10 6 sel/ml dan kadar protein yang paling tinggi yaitu pada konsentrasi nitrat 200 g/l dengan kadar protein sebesar 25,74 % dan fosfat 25 g/l sebesar 22,42 %. vii

6 RIWAYAT HIDUP Kadek Dedi Widnyana Dinata B. dilahirkan di Desa Pejeng Kelod Kecamatan Tampaksiring, Kabupaten Gianyar pada 15 Oktober Penulis merupakan anak dua dari dua bersaudara dari pasangan I Made Berata dan Ni Made Juniari. Pada tahun 1999, penulis menempuh pendidikan dasar anak anak di TK Widya Asrama dan pada tahun 2000, penulis baru memulai pendidikan di SD N 2 Pejeng Kelod dan menyelesaikannya pada tahun 2006, lalu melanjutkan pendidikan di SMP N 2 Gianyar dan menyelesaikannya pada tahun Pada tahun 2012 penulis menyelesaikan pendidikan di SMA N 1 Tampaksiring. Sejak tahun 2012 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Selama menjalani perkuliahan, penulis aktif sebagai panitia pelaksana pada kegiatan-kegiatan kemahasiswaan seperti Ketua HUT 30 & BK 20, LKMM, BISMA, GALAXI, STUDENT DAY, di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. viii

7 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Pengaruh Konsentrasi Natrium Nitrat dan Natrium Dehidrogen Fosfat pada Media Walne Terhadap Konsentrasi Biomassa dan Protein Nannochloropsis oculata.. Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setulus-tulusnya kepada: 1. Ibu A.A. Made Dewi Anggreni,S.TP, M.Si., selaku dosen pembimbing I dan Bapak Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph.D., selaku dosen pembimbing II yang tidak pernah lelah memberikan bimbingan, arahan dan solusi dalam penyelesaian skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ir. Dewa Gede Mayun Permana, M.S., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana, atas bantuan moral dan bimbingan yang diberikan. 3. Ibu Ir. Amna Hartiati, MP., selaku Ketua Jurusan Teknologi Industri pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana. ix

8 4. Bapak/Ibu dosen beserta pegawai di lingkungan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Udayana, atas fasilitas dan dukungan selama menempuh kuliah hingga penyusunan skripsi ini. 5. Bapak Surya, Bapak Gus Yoga, Kakak Suarta, Kakak Mang Eka, atas bimbingan dan petunjuknya selama di Laboratorium Fakultas Teknologi Pertanian hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 6. Keluarga besar yang tercinta, Bapak I Made Berata dan Ibu Ni Made Juniari serta Saudara tersayang Ni Wayan Sri Nitaning Arini B. dan I Komang Pebriana Andika Saputra atas doa, materil, dukungan dan motivasinya. 7. Kawan-kawan FTP khususnya TIP 2012 yang selalu saling mendukung satu sama lain untuk mencapai cita-cita dan impian masing-masing. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa membalas semua budi baik ini dengan balasan yang lebih baik. Penulis telah berupaya optimal untuk menyelesaikan tugas akhir dengan baik, namun dengan terbuka penulis sangat menghargai segala saran dan kritik yang membangun dalam rangka penyempurnaannya. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Bukit Jimbaran, Desember 2016 Penulis x

9 DAFTAR ISI Halaman JUDUL... SURAT PERNYATAAN... ABSTRAK... RINGKASAN... HALAMAN PENGESAHAN... RIWAYAT HIDUP... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii v viii ix x xii xv xvi xvii I. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Hipotesis Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA Mikroalga Nannochloropsis oculata Sifat Ekologi dan Fisiologi Nannochloropsis oculata Pertumbuhan Mikroalga Fase adaptasi... 7 xi

10 2.4.2 Fase ekspondensial Fase penurunan pertumbuhan Fase stasioner Fase kematian Kultivasi Nannochloropsis oculata Media Kultur Mikroalga Unsur makronutrien Unsur makronutrien III. METODE PENELITIAN Waktu dan Lokasi Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Rancangan Percobaan Tahapan Penelitian Sterilisasi alat dan bahan Pembuatan media Tahapan pembuatan Trace Element Tahapan pembuatan media walne Tahapan pembuatan vitamin mix Pembuatan starter Nannochloropsis oculata Kultivasi Biomassa Nannochloropsis oculata Pemanenan Nannochloropsis oculata Pengeringan Nannochloropsis oculata Parameter yang Diamati Prosedus Analisa Perhitungan pertumbuhan sel Nannochloropsis oculata Kandungan protein Kadar air IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi Biomassa sel Kandungan Protein xii

11 4.2. Kadar air V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

12 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 1. Komposisi Trace Elemen Media Walne Komposisi Media Walne Komposisi Vitamin Mix Konsentrasi biomassa sel Nannochloropsis oculata Kandungan protein Nannochloropsis oculata Kadar air Nannochloropsis oculata xiv

13 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 1. Nannochloropsis oculata Fase pertumbuhan mikroalga Diagram Alir pelaksanaan penelitian Diagram Konsentrasi biomassa Nannochloropsis oculata (sel/ml) setelah kultivasi selama 6 hari Diagram Kadar Protein Nannochloropsis oculata (sel/ml) setelah kultivasi selama 6 hari xv

14 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman 1. Analisis konsentrasi biomassa Nannochloropsis oculata Analisis kadar protein Nannochloropsis oculata Analisis kadar Air Nannochloropsis oculata Foto foto penelitian xvi

15 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia merupakan suatu negara kepulauan yang sebagian besar luas wilayahnya berupa lautan, dan memiliki potensi kelautan yang luar biasa, salah satunya adalah mikroalga. Mikroalga merupakan organisme tumbuhan paling primitif berukuran seluler yang umumnya dikenal dengan nama fitoplankton. Organisme ini merupakan produsen primer perairan yang mampu berfotosintesis, seperti layaknya tumbuhan tingkat tinggi lainnya. Habitat hidup mikroalga adalah di perairan atau tempat-tempat lembab. Bentuk sel mikroalga beragam, ada yang berbentuk bulat, lonjong, memanjang seperti benang, bercabang, berbentuk tidak beraturan yang tersebar diperairan (Amini dan Sugiono, 2008). Pemanfaatan mikroalga banyak diaplikasikan dalam bidang akuakultur. Pada sistem akuakultur, mikroalga jenis tertentu seperti Nannochloropsis oculata, Chaetoceros sp, Dunnaleilla sp, Chlorella sp, Skeletonema sp, dan Rhodomonas salina, digunakan sebagai pakan alami (livefood) dalam tahapan awal kehidupan larva ikan atau udang dan juga berperan sebagai pakan dari zooplankton seperti rotifer, copepoda dan artemia. Mikroalga mengandung berbagai macam komponen yang sangat bermanfaat khususnya untuk nutrisi dalam bahan pangan, seperti lipid, karbohidrat, protein dan asam-asam nukleat (Brown et al.,1993). Protein merupakan komponen penting dalam makanan, karena protein merupakan sumber energi dan sekaligus didalamnya terkandung asam - asam amino esensial. Salah 1

16 2 satu mikroalga yang memiliki kandungan nutrisi yang tinggi yaitu Nannocloropsis oculata. Nannochloropsis oculata merupakan salah satu fitoplankton dengan ukuran 2 4 µm, berwarna hijau. Nannochloropsis oculata memiliki dinding sel, mitokhondria, kloroplast dan nukleus yang dilapisi membran. Nannochloropsis oculata termasuk jenis alga yang dapat berfotosintesis karena memiliki klorofil. Karakteristik organisme ini ialah memiliki dinding sel yang terbuat dari komponen selulosa (Rusyani,2012). Protein memiliki peran penting di dalam tubuh, diantaranya untuk proses pembentukan sel-sel baru sehingga dapat memperbaiki jaringan tubuh yang rusak. Nannochloropsis oculata sebagai mikroalga memiliki peran sebagai sumber protein bagi larva ikan. Kandungan gizi pada Nannochloropsis oculata sangat baik untuk pertumbuhan larva karena kandungan proteinnya yang tinggi. Kebanyakan mikroalga memiliki kandungan protein yang tinggi sekitar 20% dari berat basahnya (Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995). Brahmantara (2015) menyatakan penambahan sodium nitrat dan sodium fosfat terbaik pada media Guillard untuk menghasilkan konsentrasi biomassa Nannochloropsis sp. yang tertinggi adalah konsentrasi nitrat 178,14 g/l dan fosfat 13,34 g/l dengan jumlah biomassa 8,8 x 10 6 sel/ml. Penelitian Hu dan Gao (2006) melakukan penelitian terhadap konsentrasi nitrat (50, 100, 150 g/l) dan fosfat (10, 20, 30 g/l) terhadap biomassa Nannochloropsis sp. dengan hasil biomassa yang optimum dengan jumlah kadar nitrat sebesar 100 g/l dan 20 g/l. Media Walne merupakan media umum yang digunakan dalam proses kultur mikroalga. Media ini terdiri atas senyawa kimia seperti unsur nitrat dan fosfat yang merupakan sumber nutrient untuk keperluan kehidupannya. Media

17 3 Walne mengandung N (NaNO3) sebanyak 100,09 g/l dan P (NaH2PO4) sebanyak 20 g/l (Jati et al.,2012). Unsur N dan P merupakan unsur Makronutrien yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak, ketersediaan unsur N dan P sangat mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan dan Kadar Protein Mikroalga, Hal ini dikarenakan ketersediaan unsur nitrat dan fosfat sangat diperlukan dalam media. Hal ini berarti ketersediaan unsur makro nutrien dan unsur mirkro nutrien dalam media sangat mutlak diperlukan. Berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh kosentrasi natrium nitrat (NaNO3) dan natrium dihidrogen fosfat (NaH2PO4) terhadap konsentrasi biomassa dan kandungan protein Nannochloropsis oculata Rumusan Masalah 1. Apakah konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne berpengaruh terhadap konsentrasi biomassa dan protein Nannochloropsis oculata? 2. Berapakah konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 yang tepat pada media Walne untuk menghasilkan konsentrasi biomassa dengan kandungan protein Nannochloropsis oculata yang tertinggi? 1.3. Hipotesis Adapun hipotesis dari penelitian ini adalah: 1. Konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne berpengaruh terhadap konsentrasi biomassa dan protein Nannochloropsis oculata.

18 4 2. Pada konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 tertentu pada media walne akan menghasilkan biomassa dengan kadar protein Nannochloropsis oculata yang tertinggi Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui apakah konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne berpengaruh terhadap konsentrasi biomassa dan protein Nannochloropsis oculata. 2. Menentukan konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 yang tepat pada media Walne untuk menghasilkan biomassa dengan kadar protein Nannochloropsis oculata yang tertinggi Manfaat Penelitian 1. Mengetahui apakah konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne berpengaruh terhadap konsentrasi biomassa dan protein Nannochloropsis oculata. 2. Memberikan informasi mengenai konsentrasi NaNO3 dan NaH2PO4 pada media Walne untuk menghasilkan biomassa dengan kadar protein Nannochloropsis oculata yang tertinggi.